纸品乳液的配制原料与方法

       随着国民经济的发展,人民生活水平的提高,涂布纸生产得到了快速发展。乳液型胶粘剂是涂布纸生产的主要原材料,起着把各种填料粘结到原纸上的重要作 用。目前市场上涂布纸用胶粘剂主要有苯丙乳液、全丙乳液、羧基丁苯乳液三个品种,固含量在38—50%之间,品种、性能、价格的竞争异常激烈,围绕如何提 高质量降低成本各生产厂家进行了充分的研究开发工作,推动了该胶种的发展。本文以丙烯酸酯及苯乙烯为单体,通过核-壳乳液聚合工艺合成了一种固含量30% 的苯丙乳液胶粘剂,通过加入活性添加剂,复配成涂布纸涂布胶粘剂,降低了生产成本,经不同厂家使用获得了较好的效果。

        1　实验部分

        1.1 仪器、原材料

        电动搅拌机,ＮＤＪ-79型旋转粘度计,四口烧瓶,回流冷凝器,温度计,滴液漏斗等。丙烯酸丁酯,丙烯酸,苯乙烯,阴离子型乳化剂,非离子型乳化剂,碳酸氢钠,过硫酸铵,活性添加剂,氨水等均为市售工业品。

        1.2 制备工艺

        在装有电动搅拌机的四口烧瓶中,依次加入去离子水乳化剂、各种壳单体、引发剂等充分搅拌乳化30ｍｉｎ,得白色稠厚稳定的预乳化液,倒入滴液漏斗中备用。

        在带有电动搅拌机、回流冷凝器、温度计、滴液漏斗的四口烧瓶中,加入去离子水、乳化剂、引发剂、碳酸氢钠、种子单体,搅拌30ｍｉｎ后,边搅拌边升温,至 乳液变兰时滴加预乳化液,聚合温度控制在80-85℃,约3小时滴完。预乳化液滴完后。在80-85℃下保温1小时,降温至40-45℃,加氨水调ｐＨ值 在7-8之间,加入活性添加剂。搅拌10ｍｉｎ,如有泡沫,可添加适量磷酸三丁酯,80目袋过滤。

        1.3 产品质量指标　　

        纸品乳液质量指标

        2、结果与讨论

        2.1 配方设计

        软单体选用丙烯酸丁酯,硬单体选用苯乙烯,并加入少量丙烯酸及活性添加剂改善粘结性能。采用核-壳聚合工艺,先制取硬核,再滴加壳单体,形成软壳-硬核结 构,在同样组成条件下改善了苯丙乳液的性能。由于苯乙烯与丙烯酸丁酯在共聚过程中聚合速率相差较大,采用预乳化的方式滴加,改善了单体的共聚性能。

        2.2 乳化剂的种类与用量

        子乳化剂的化学稳定性好,但乳化能力较差,聚合速率慢,单独使用易生成凝胶。阴离子乳化剂机械稳定性较好,乳化能力强,生成的乳胶粒直径小,但化学稳定性 较差。考虑到纸品乳液在使用过程中要经受长期的机械搅拌作用及与其它化学品的混配,选用复合型乳化剂,获得了良好的机械及化学稳定性。本工艺采用阴离子乳 化剂∶非离子乳化剂=1∶2的比例。乳化剂的用量直接影响乳液的质量。用量少,乳液稳定性差,涂膜外观发黄;用量过大,乳液稳定性好,但粘结强度及耐水性 明显下降。本工艺乳化剂量为4.5%(单体ｗ%)。

        2.3 引发剂种类与用量

        乳液聚合一般选用过硫酸盐作引发剂,实验中发现过硫酸钾的溶解速度比过硫酸铵慢,因此本工艺选用过硫酸铵作引发剂。引发剂用量少,引发速度较 慢,回流严重,单体转化率低;引发剂用量多,反应不平稳,所得聚合物分子量较小,粘结强度差。本工艺引发剂量为0.4%(单体ｗ%)。

        2.4 活性添加剂与用量

        的苯丙乳液有许多优良性能,但由其粘结生产的涂布纸挺度差,与无机填料的粘结强度也较低。通过加入一种含有两种不同性质的反应基团的活性添加剂,在涂布纸 的涂布层中,由于烘干的高温(100-130℃)作用,一方面与苯丙大分子发生接枝反应,另一方面与无机填料发生表面吸附,形成过渡层,明显增强了苯丙乳 液对无机填料的粘结强度。提高了涂布纸的挺度。添加量为0.1%(乳液ｗ%)。

        3　涂布试验

        3.1 涂布纸涂料配方

        纸品乳液:8克

        一级瓷土:60克

　　水:　适量

　　聚乙烯醇1799:0.8克

　　分散剂:0.1-0.6克

　　润滑增光剂:1-2克

　　抗水剂:0-3克

　　萤光增白剂:0-1克

        聚乙烯醇1799与水按1∶10的比例加入烧杯中,边搅拌边升温至80-90℃,溶解。将上述料依次加入搪瓷杯中,高速搅拌,至形成均一的涂料。

        3.2 涂布试验

        制迈尔(ｍａｙｅｒ)棒均匀地将涂料涂布在原纸上,100-110℃烘干后,进行第二次涂布。总涂布量为45-50ｇ/ｍ23.3　涂布纸性能测试外观: 色泽洁白,遮盖力好。剥离测试;将涂布纸自然冷却至室温,放置2小时后,将市售包装用压敏胶带粘贴于涂布纸的涂布面上,用1ｋｇ钢辊滚压三次,放置 10ｍｉｎ后,剥离,涂层无明显破坏。

        4 结　论

        核-壳乳液聚合制取的苯丙乳液,加入添加剂,复配形成的纸品乳液具有外观细腻,成膜光亮,与无机填料粘结强度高等良好的性能。同时,节省了原材料,降低了成本。

信息来源：中国造纸助剂网