一種石蠟塔爾油造紙施膠劑的制備方法
【技術領域】
[0001]本發明公開了一種石蠟塔爾油造紙施膠劑的制備方法，屬于施膠劑制備領域。
【背景技術】
[0002]目前為響應可持續發展，治理白色污染，以廢紙為原料的紙漿模塑逐漸成為現代包裝的新寵之一，但由于其原料本身的缺陷，制品存在著表面粗糙、易掉毛掉粉等問題，制品外觀不夠美觀，很難滿足大部分包裝件特別是高檔、精密產品的包裝要求。針對紙張掉肩問題，生產中常用表面施膠的方法進行改善。
[0003]表面施膠是在制品成形后，對制品表面進行施膠的一種方法。表面施膠的操作方法簡單，施膠劑利用率高，可明顯改善紙張掉毛掉粉問題，優化紙制品外觀，同時還可以提高紙制品表面強度。表面施膠在紙制品中的應用非常廣泛，特別是在近年來減少資源浪費，提高資源利用率的大環境下，表面施膠技術得到迅速發展。
[0004]目前常用的表面施膠劑有天然高分子表面施膠劑和中/堿性施膠劑為反應型施膠劑;其中天然高分子表面施膠劑中淀粉及其改性物是最常用的載體，改性后的淀粉和纖維的結合力更好，對紙制品掉毛掉粉有一定的改善作用，但干燥后膜層發脆易開裂，受潮后表面發粘;另外的中/堿性施膠劑一般主要為烷基烯酮二聚體(AKD)和烯基琥珀酸酐(ASA)JS這兩種施膠劑表面不易受粘，但存在價格昂貴、熱化速度慢、紙面滑動性大、施膠效果不穩定等問題，短期內難以在我國普遍應用。
【發明內容】
[0005]本發明主要解決的技術問題:針對目前常用的天然高分子表面施膠劑雖可以改善紙制品掉毛掉粉的問題，但干燥后膜層發脆易裂，受潮表面易粘，而中/堿性施膠劑，雖表面不易受粘，但存在價格昂貴、熱化速度慢、紙面滑動性大、施膠效果不穩定的缺點，導致難以普遍應用的現狀，提供了一種通過滑石粉吸附石蠟，利用石蠟的高憎水特征來提高材料的施膠性，再利用廉價的塔爾油為原料，經改性后與吸附石蠟的滑石粉復配制得一種能代替傳統烷基烯酮二聚體和烯基琥珀酸酐高價施膠劑產品的方法。該方法不僅工藝簡單，原料廉價，降低了成本，而且制得的石蠟塔爾油造紙施膠劑還具有干燥速度快、施膠效果穩定以及形成的膜層不易發粘的特點，易于工業化生產。
[0006]為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是:
(1)按固液比為1:5將滑石粉加入到蒸餾水中，用微波加熱器加熱升溫至60?70°C，放置在磁力攪拌機上，以200?300r/min的轉速進行攪拌，在攪拌狀態下加入混合液總質量30?40%的石蠟，保溫攪拌2?3h后過濾得到吸附石蠟后的滑石粉；
(2)將100?200mL聚己二酸丁二醇酯和50?80mL羥丙基聚二甲基硅氧烷加入到帶有攪拌器和溫度計的IL三口燒瓶中，放入水浴鍋升溫至90?100°C，再加入80?10mL水性聚氨酯，啟動攪拌器以300?400r/min的轉速進行攪拌，攪拌結束后放入冰箱中，在4?6°C下靜置12?18h，得硅烷改性水性聚氨酯； (3)取200?300mL硅烷改性水性聚氨酯和30?50g吸附石蠟后的滑石粉一起倒入IL具塞錐形瓶中，同時加入3?5g對甲苯磺酸催化劑和等摩爾量的馬來酸酐，油浴加熱至70?800C，保溫直至馬來酸酐完全融化后，繼續升溫至85?95°C，反應2?3h，得混合液；
(4)在裝有攪拌器、氮氣導氣管和回流裝置的三口燒瓶中加入100?200mL上述得到的混合液，再加入10?20mg聚丙烯酰胺和200?300mL去離子水，啟動攪拌器以500?600r/min的轉速進行攪拌形成乳膠；
(5 )向上述乳膠中加入乳膠總質量I?2%的質量濃度為25%的亞硫酸氫鈉溶液和乳膠總質量0.5?1%的濃度為0.02mol/L的過硫酸銨溶液，再向三口燒瓶中通入氮氣，氮氣通入速率為10?15mL/min，在氮氣的保護下升溫至85?95°C保溫反應3?4h后得到自制乳化劑；
(6)量取300?400mL塔爾油放入高溫反應釜中，升溫至150?200 °C反應2?3h，直至其完全熔融，再將上述自制乳化劑和塔爾油的體積比為1: 2加入到反應釜中，再加入200?300mL蒸餾水，當體系出現轉相趨勢時，啟動攪拌器以1000?1200r/min的轉速快速攪拌10?20min，得分散施膠劑；
(7 )當攪拌結束后，待反應釜自然冷卻至40?50 0C時，提高轉速至1600?1800r/min，在攪拌狀態下加入分散施膠劑總質量0.5?1%的聚合氯化鋁，繼續攪拌反應30?40min后出料，即得一種石蠟塔爾油造紙施膠劑。
[0007]本發明的應用方法是:使用時，將本發明制得的石蠟塔爾油造紙施膠劑均勻涂抹在紙漿模塑制品表面，其中每I?2m2紙漿模塑制品表面涂抹25?35mL石蠟塔爾油造紙施膠劑，之后設置熱壓整形溫度為40?60°C，壓力為100?180kPa，干燥熱壓整形3?5min，即可。使用后，不僅可以使得紙漿模塑制品的表面粗糙明顯降低，干燥速度快，而且過使用本發明制得的石蠟塔爾油造紙施膠劑的紙張塑模，掉肩量比普通施膠劑掉肩量降低了30%以上。
[0008]本發明的有益效果是:
(1)工藝簡單易行，原料廉價易得，降低了成本，易于工業化生產；
(2)本發明制得的石蠟塔爾油造紙施膠劑綠色環保，施膠后干燥速度快、膜層不易發粘，且具有一定的防潮性；
(3)使用過本發明制得的石蠟塔爾油造紙施膠劑的紙張塑模，掉肩量比普通施膠劑掉肩量降低了30%以上。
【具體實施方式】
[0009]首先按固液比為1:5將滑石粉加入到蒸餾水中，用微波加熱器加熱升溫至60?700C，放置在磁力攪拌機上，以200?300r/min的轉速進行攪拌，在攪拌狀態下加入混合液總質量30?40%的石蠟，保溫攪拌2?3h后過濾得到吸附石蠟后的滑石粉;然后將100?200mL聚己二酸丁二醇酯和50?SOmL羥丙基聚二甲基硅氧烷加入到帶有攪拌器和溫度計的IL三口燒瓶中，放入水浴鍋升溫至90?100°C，再加入80?10mL水性聚氨酯，啟動攪拌器以300?400r/min的轉速進行攪拌，攪拌結束后放入冰箱中，在4?6°C下靜置12?18h，得硅烷改性水性聚氨酯；接下來取200?300mL硅烷改性水性聚氨酯和30?50g吸附石蠟后的滑石粉一起倒入IL具塞錐形瓶中，同時加入3?5g對甲苯磺酸催化劑和等摩爾量的馬來酸酐，油浴加熱至70?80°C，保溫直至馬來酸酐完全融化后，繼續升溫至85?95°C，反應2?3h，得混合液;隨后在裝有攪拌器、氮氣導氣管和回流裝置的三口燒瓶中加入100?200mL上述得到的混合液，再加入10?20mg聚丙烯酰胺和200?300mL去離子水，啟動攪拌器以500?600r/min的轉速進行攪拌形成乳膠；向上述乳膠中加入乳膠總質量I?2%的質量濃度為25%的亞硫酸氫鈉溶液和乳膠總質量0.5?1%的濃度為0.02mo 1/L的過硫酸銨溶液，再向三口燒瓶中通入氮氣，氮氣通入速率為10?15mL/min，在氮氣的保護下升溫至85?95°C保溫反應3?4h后得到自制乳化劑;之后量取300?400mL塔爾油放入高溫反應釜中，升溫至150?200 °C反應2?3h，直至其完全熔融，再將上述自制乳化劑和塔爾油的體積比為1: 2加入到反應釜中，再加入200?300mL蒸餾水，當體系出現轉相趨勢時，啟動攪拌器以1000?1200r/min的轉速快速攪拌10?20min，得分散施膠劑;最后當攪拌結束后，待反應釜自然冷卻至40?50 V時，提高轉速至1600?1800r/min，在攪拌狀態下加入分散施膠劑總質量0.5?1%的聚合氯化鋁，繼續攪拌反應30?40min后出料，即得一種石蠟塔爾油造紙施膠劑。
[0010]實例I
首先按固液比為1:5將滑石粉加入到蒸餾水中，用微波加熱器加熱升溫至60°C，放置在磁力攪拌機上，以200r/min的轉速進行攪拌，在攪拌狀態下加入混合液總質量30%的石蠟，保溫攪拌2h后過濾得到吸附石蠟后的滑石粉;然后將10mL聚己二酸丁二醇酯和50mL羥丙基聚二甲基硅氧烷加入到帶有攪拌器和溫度計的IL三口燒瓶中，放入水浴鍋升溫至90°C，再加入SOmL水性聚氨酯，啟動攪拌器以300r/min的轉速進行攪拌，攪拌結束后放入冰箱中，在4°C下靜置12h，得硅烷改性水性聚氨酯;接下來取200mL硅烷改性水性聚氨酯和30g吸附石蠟后的滑石粉一起倒入IL具塞錐形瓶中，同時加入3g對甲苯磺酸催化劑和等摩爾量的馬來酸酐，油浴加熱至70°C，保溫直至馬來酸酐完全融化后，繼續升溫至85°C，反應2h，得混合液；隨后在裝有攪拌器、氮氣導氣管和回流裝置的三口燒瓶中加入10mL上述得到的混合液，再加入1mg聚丙烯酰胺和200mL去離子水，啟動攪拌器以500r/min的轉速進行攪拌形成乳膠；向上述乳膠中加入乳膠總質量1%的質量濃度為25%的亞硫酸氫鈉溶液和乳膠總質量0.5%的濃度為0.02mol/L的過硫酸銨溶液，再向三口燒瓶中通入氮氣，氮氣通入速率為10mL/min，在氮氣的保護下升溫至85°C保溫反應3h后得到自制乳化劑;之后量取