[发明专利]一种反应型阳离子聚丙烯酸酯乳液及其制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及一种阳离子聚丙烯酸酯乳液，尤其是反应型阳离子聚丙烯酸酯乳液，具有改善纸张的强度性能和抗水性能的双重作用，应用于纸张及纸制品，属于造纸技术及印刷包装技术领域。 

背景技术

纸及纸制品是常用的印刷包装材料，广泛应用印刷包装行业之中。在纸及纸制品的生产过程中，不仅使用大量的植物纤维原料，还需要使用各种添加剂改善纸及纸制品的性能，满足纸及纸制品的物理机械性能及使用性能。 

目前，改善纸张强度性能的方法有：加入各种改性淀粉、加入各种合成的高分子聚合物等手段。改善纸张抗水性的方法有：加入松香类施胶剂及反应性施胶剂等手段。但是，以上两种方法分别从一个方面改善纸张的性能，而不能采用同时达到两种作用，如既具有改善纸张的强度性能，同时又具有改善纸张的抗水性能。 

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种反应型阳离子聚丙烯酸酯乳液，该乳液的稳定性良好，该乳液具有改善纸张强度性能及改善纸张抗水性的双重作用。 

本发明的另一目的在于提供一种反应型阳离子聚丙烯酸乳液的合成方法，以及应用该方法合成的反应型阳离子聚丙烯酸乳液的应用领域。 

本发明的反应型阳离子聚丙烯酸乳液可以作为浆内添加方式或涂布方式进行应用纸张的生产过程，同时提高纸张的强度性能及抗水性能。 

本发明的反应型阳离子聚丙烯酸乳液可以用于新闻纸、书写纸、铜版原纸 以及胶版纸。 

本发明的反应型阳离子聚丙烯酸酯乳液同时具有的改善纸张强度性能及抗水性能的双重作用具有新颖性。 

本发明的反应型阳离子聚丙烯酸酯乳液，其特征在于，首先，包括以下组分进行乳液聚合反应得到阳离子聚丙烯酸酯乳液：硬段单体苯乙烯、软段单体丙烯酸丁酯、功能性单体丙烯酰胺、阳离子单体二烯丙基二甲基氯化铵、保护胶体聚乙烯醇、阳离子乳化剂十六烷基三甲基氯化铵(1631)、非离子乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）、反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯、引发剂过硫酸钾。 

上述组分的用量为：硬段单体苯乙烯占总单体质量的40-45%，软段单体丙烯酸丁酯占总单体质量的40-45%，功能性单体丙烯酰胺占总单体质量的5-12%，阳离子单体二烯丙基二甲基氯化铵占总单体质量的5-12%，保护胶体聚乙烯醇占总单体质量的0.1-0.6%，阳离子乳化剂十六烷基三甲基氯化铵(1631)占总单体质量的1-5%，非离子乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10）占总单体质量的1-5%，反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯占总单体质量的5-9%，引发剂过硫酸钾占总单体质量的0.5-1.2%。 

然后，在烷基烯酮二聚体与阳离子聚丙烯酸酯乳液中的固体含量（即有效物）的质量比为1:（4-6），使用上述阳离子聚丙烯酸酯和水与烷基烯酮二聚体（AKD），进行均质化混合搅拌均匀，得到反应性阳离子聚丙烯酸酯。 

该乳液的聚合采用常规的乳液聚合工艺，关键是控制合适的工艺参数，使得合成的乳液聚合物具有较好的稳定性及合适的阳离子度。 

反应型阳离子聚丙烯酸酯乳液主要是通过在纤维空隙间形成立体网状结构及在纤维交叉点处粘结多根纤维以提高产品的强度，干燥后还可形成均匀膜保 护纤维或胶乳之间的结合，可以使纸张保持良好的干强度。同时，由于该乳液中包含有反应型的烷基烯酮二聚体等反应组分可以与纤维的羟基发生化学反应，从而使纸张的抗水性能也得到了改善。本发明的目的是提供一种高性能阳离子聚丙烯酸酯乳液及其制备方法，用于纸张以改善纸张的强度性能及抗水性能。 

上述的反应型阳离子聚丙烯酸酯乳液的制备方法及应用包括以下制备步骤： 

1、阳离子聚丙烯酸酯乳液的制备 

在温度为50-70℃的恒温水浴内，依次加入保护胶体聚乙烯醇（PVA），阳离子乳化剂十六烷基三甲基氯化铵(1631)，非离子乳化剂烷基酚聚氧乙烯醚-10（OP-10），反应性乳化剂烯丙氧基壬基酚聚氧乙烯（ANPEO-10），功能单体丙烯酰胺（AM），阳离子单体二烯丙基二甲基氯化铵（DMDAAC），硬段单体苯乙烯（St）和软段单体丙烯酸丁酯（BA），在反应器中进行预乳化，预乳化搅拌时间为0.5-1.0h，搅拌器转速为400-1000r/min，得到预乳化混合物。