一种用于造纸的增白型施胶剂及其制备方法与流程

本发明涉及造纸，具体涉及一种用于造纸的增白型施胶剂及其制备方法。

背景技术：

1、造纸技术是我国四大发明之一，经过西传东播，普及到了世界各国。造纸工业绝大部分产品是印刷、包装、文化用品、卷烟、建材、军工等产业部门的原材料。在我国，造纸工业已经发展成为为国民经济提供原材料的重要基础工业，纸和纸板的消费水平是衡量一个国家现代化水平和文明建设的重要标志。纸是由纤维(主要是植物纤维)和其他固体颗粒物质(如胶料、填料、助剂等非纤维添加物质)交织结合而成的、具有多孔性网状物性质的特殊薄张材料。纸张是植物纤维经湿法成形得到的。由于植物纤维的主要成分是纤维素，这是一类具有很强吸水性的物质，因而未施胶的纸张易受潮、吸水，从而导致纸张强度下降，影响其使用性能。所以许多纸种需要在纸页成形过程中或在成形干燥后的纸页表面添加抗水性物质，使纸页具有延迟流体渗透的性能，达到抗墨水(如书写纸)、抗油(如食品包装纸)、抗水和油的目的，这一工艺过程称为施胶，所使用的物质被称为施胶剂。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于造纸的增白型施胶剂及其制备方法，解决了现阶段施胶剂对纸张的纸张强度和抗水性提升效果不明显的问题。

2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

3、一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，具体包括如下步骤：

4、将胶原蛋白粉加入去离子水中，在转速为200-300r/mi n，温度为40-45℃的条件下，搅拌至完全溶解，通入氮气保护，升温至75-80℃，调节ph值为5-5.5，加入丙烯酸丁酯和苯乙烯，搅拌30-40mi n，加入过硫酸钾，进行反应2-3h后，加入改性预聚体，在转速为300-500r/mi n的条件下，搅拌1-3h，加入增强剂，紫外照射5-10mi n，最后加入4，4’-二氨基-二苯乙烯-2，2’-二磺酸混合均匀，制得增白型施胶剂。

5、进一步，所述的胶原蛋白粉、去离子水、丙烯酸丁酯、苯乙烯、改性预聚体、增强剂和4，4’-二氨基-二苯乙烯-2，2’-二磺酸的用量比为10g:100ml:7g:3g:5g:1g:1.6mg。

6、进一步，所述的增强剂由如下步骤制成：

7、将巯基丙酸、十二氟庚醇、对甲苯磺酸和甲苯混合均匀，在转速为200-300r/mi n，温度为110-120℃的条件下，进行反应3-5h，制得增强剂。

8、进一步，所述的巯基丙酸和十二氟庚醇的摩尔比为1:1，对甲基苯磺酸的用量为巯基丙酸和十二氟庚醇质量和的3-5％。

9、进一步，所述的改性预聚体由如下步骤制成：

10、步骤a1：将二乙醇胺和丙烯酸混合，在转速为150-200r/mi n，温度为30-35℃的条件下，搅拌10-15mi n后，加入1-羟基苯并三唑，进行反应4-6h，制得中间体1，将d3、苯和四氢呋喃混合，在转速为200-300r/mi n，温度为20-25℃，氩气保护的条件下，搅拌并加入正丁基锂溶液，进行反应7-9h后，加入二甲基氯硅烷，继续搅拌30-50mi n，制得中间体2；

11、步骤a2：将中间体1溶于四氢呋喃，加入氯铂酸溶液，通入氮气保护，在转速为150-200r/mi n的条件下，搅拌15-20mi n后，升温至100-105℃，加入中间体2，进行反应7-9h，制得中间体3，将乙二胺四乙酸溶于去离子水中，加入三氯化磷，在转速为200-300r/mi n，温度为100-110℃的条件下，回流3-5mi n后，降温至60-70℃，进行反应10-15mi n，降温至20-25℃，进行反应1.5-2h，制得中间体4；

12、步骤a3：将中间体3、中间体4、三乙胺和四氢呋喃混合，在转速为200-300r/mi n的条件下，进行反应3-5h，制得超支醇，将超支醇、2,2-二羟甲基丙酸、甲苯二异氰酸酯和nmp混合，在转速为150-200r/mi n，温度为40-50℃的条件下，搅拌并加入二月桂酸二丁基锡，进行反应3-5h，制得改性预聚体。

13、进一步，步骤a1所述的二乙醇胺、丙烯酸和1-羟基苯并三唑的摩尔比为1:1.1:1.2，d3、正丁基锂溶液和二甲基氯硅烷的用量比为158g:15ml:2.8g，正丁基锂溶液的质量分数为5％。

14、进一步，步骤a2所述的中间体1和中间体2中的s i-h键摩尔比为1:1，氯铂酸在中间体1和中间体2混合物中的浓度为15-20ppm，乙二胺四乙酸和三氯化磷的用量比为1:1.2。

15、进一步，步骤a3所述的中间体3、中间体4和三乙胺的用量比为n:3n+1:3n+1，n为大于0的自然数，超支醇、2,2-二羟甲基丙酸和甲苯二异氰酸酯的质量比为3:5:10。

16、本发明的有益效果：本发明制备的一种用于造纸的增白型施胶剂，将胶原蛋白粉溶于去离子水中，加入丙烯酸丁酯和丙乙烯，在过硫酸钾的作用下，过硫酸钾产生自由基能够与胶原蛋白反应产生大分子自由基，进而与丙烯酸丁酯和丙乙烯接枝共聚，在胶原蛋白分子链上接枝乙烯基聚合物，加入改性预聚体，改性预聚体上的异氰酸酯基和胶原蛋白上的氨基反应，加入增强剂，并用紫外线处理，在光照条件下，增强剂上的巯基能够与异氰酸酯基上的双键反应，最后加入4，4’-二氨基-二苯乙烯-2，2’-二磺酸混合均匀，制得增白型施胶剂，4，4’-二氨基-二苯乙烯-2，2’-二磺酸能够吸收紫外光后激发出荧光，使得纸张达到增白效果，增强剂以巯基丙酸和十二氟庚醇为原料，在对甲苯磺酸的作用下，酯化反应，制得增强剂，改性预聚体以二乙醇胺和丙烯酸为原料，在1-羟基苯并三唑的作用下，使得二乙醇胺上的亚胺和丙烯酸上的羧基脱水缩合，制得中间体1，将d3为反应单体，正丁基锂为引发剂，二甲基氯硅烷为封端剂，进行阴离子开环聚合反应，形成单端氢聚二甲基硅氧烷，制得中间体2，将中间体1和中间体2在氯铂酸的作用下，进行反应使得中间体1上的双键与中间体2上的s i-h键接枝，制得中间体3，将乙二胺四乙酸用三氯化磷处理，使得乙二胺四乙酸上的羧基转变为酰氯，制得中间体4，将中间体4和中间体3混合，在三乙胺的作用下，中间体4上的酰氯与中间体3上的醇羟基反应，制得超支醇，将超支醇、2,2-二羟甲基丙酸和甲苯二异氰酸酯反应，形成树枝状结构，制得改性预聚体，该施胶剂由于胶原蛋白自身的三股螺旋结构，以及施胶剂树枝状分子交联后的网格结构，能够提升纸张的强度，网格状的分子链段之间含有有机硅链段以及长链氟烷，能够在纸张表面形成致密的疏水膜，使得纸张具有很好的耐水效果，同时降低了纸张的吸水性。

技术特征：

1.一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：所述的胶原蛋白粉、去离子水、丙烯酸丁酯、苯乙烯、改性预聚体、增强剂和4，4’-二氨基-二苯乙烯-2，2’-二磺酸的用量比为10g:100ml:7g:3g:5g:1g:1.6mg。

3.根据权利要求1所述的一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：所述的增强剂由如下步骤制成：

4.根据权利要求3所述的一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：所述的巯基丙酸和十二氟庚醇的摩尔比为1:1，对甲基苯磺酸的用量为巯基丙酸和十二氟庚醇质量和的3-5％。

5.根据权利要求1所述的一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：所述的改性预聚体由如下步骤制成：

6.根据权利要求5所述的一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：步骤a1所述的二乙醇胺、丙烯酸和1-羟基苯并三唑的摩尔比为1:1.1:1.2，d3、正丁基锂溶液和二甲基氯硅烷的用量比为158g:15ml:2.8g，正丁基锂溶液的质量分数为5％。

7.根据权利要求5所述的一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：步骤a2所述的中间体1和中间体2中的si-h键摩尔比为1:1，氯铂酸在中间体1和中间体2混合物中的浓度为15-20ppm，乙二胺四乙酸和三氯化磷的用量比为1:1.2。

8.根据权利要求5所述的一种用于造纸的增白型施胶剂的制备方法，其特征在于：步骤a3所述的中间体3、中间体4和三乙胺的用量比为n:3n+1:3n+1，n为大于0的自然数，超支醇、2,2-二羟甲基丙酸和甲苯二异氰酸酯的质量比为3:5:10。

9.一种用于造纸的增白型施胶剂，其特征在于：根据权利要求1-8任一项所述的制备方法制备而成。

技术总结
本发明公开了一种用于造纸的增白型施胶剂及其制备方法，将胶原蛋白粉溶于去离子水中，与丙烯酸丁酯和丙乙烯接枝共聚，在胶原蛋白分子链上接枝乙烯基聚合物，加入改性预聚体，改性预聚体上的异氰酸酯基和胶原蛋白上的氨基反应，加入增强剂，并用紫外线处理，在光照条件下，增强剂上的巯基能够与异氰酸酯基上的双键反应，最后加入4，4’‑二氨基‑二苯乙烯‑2，2’‑二磺酸混合均匀，制得增白型施胶剂，该施胶剂由于胶原蛋白自身的三股螺旋结构，以及施胶剂树枝状分子交联后的网格结构，能够提升纸张的强度，并使纸张具有很好耐水效果，同时降低了纸张的吸水性。

技术研发人员：余翔,章松
受保护的技术使用者：冠宏化工（扬州）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13