專利名稱：羧基丁苯膠乳的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于紙張涂布的膠乳的制備方法，特別是涉及羧基丁苯膠乳的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國人均用紙量用來越大，2009年已經(jīng)達(dá)到人均60公斤左 右。而且，對紙張的質(zhì)量要求越來越高。表面涂布是提高紙張質(zhì)量的一個(gè)重要途徑。隨著 高檔包裝需求的增加，涂布紙將是今后發(fā)展的趨勢。在涂布紙生產(chǎn)過程中，對涂料性能的要求很高，即要具有很好的流變性能在高剪 切力條件下，涂料的粘度要低，這樣輸送起來就很方便，而且能耗低；涂布好后，涂料粘度回 復(fù)，但不能太快，涂料有一定的流平性能，使涂布表面平整。并且要求盡可能的提高涂料的 固含量，這樣就會降低烘干的成本。要使涂料達(dá)到上述的要求，膠乳的性能是關(guān)鍵。膠乳要保證具有良好的粘結(jié)強(qiáng)度， 提高涂布紙表面強(qiáng)度；配制高固含量的涂料時(shí)，粘度不能太高，符號輸送的要求；涂布后， 具有較好的流平性能，提高涂布紙表面的光澤度。羧基丁苯膠乳是目前在涂布紙生產(chǎn)上應(yīng)用范圍最廣的膠乳，但是這些膠乳大部分 都是由外資企業(yè)生產(chǎn)，如巴斯夫、韓國的LG等。國內(nèi)生產(chǎn)的膠乳，在先進(jìn)紙機(jī)上應(yīng)用較少， 主要是因?yàn)檎辰Y(jié)強(qiáng)度和流變性能不能滿足要求。如日本JSR株式會社曾提出專利申請，以脂肪族共軛二烯類單體、烯鍵式不飽和 羧酸單體和其他乙烯基類單體組成的單體成分進(jìn)行乳液聚合而制得的共聚物膠乳。涂布光 澤度、表面強(qiáng)度都較好。但該方法的不足之處是聚合體系不穩(wěn)定，聚合過程中易產(chǎn)生膠塊。中國發(fā)明專利CN200610155085 “特種布上涂布專用水性PVDC膠乳及其制備方 法”，公布了由混合單體通過乳液聚合方式在乳化劑、引發(fā)劑的存在下共聚而成的方法?；?合單體組分包括偏二氯乙烯、至少含有一種丙烯酸酯軟單體的丙烯酸酯類單體和不飽和 脂肪酸。該涂布膠乳具有較好的耐水性和耐熱性。但是該膠乳的流變性能受到影響，涂布 后，涂料的流平性能較差，涂布面不平整。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種新型的羧基丁苯 膠乳的制備方法，該羧基丁苯膠乳具有良好的表面粘結(jié)性能和流平性能，能很好地應(yīng)用于 涂布紙的生產(chǎn)。本發(fā)明為解決技術(shù)問題，提出在丁苯膠乳生產(chǎn)過程中加入一定膨潤土，共同反應(yīng) 制備羧基丁苯膠乳。膨潤土與丁二烯、苯乙烯等單體一起加入反應(yīng)釜中，制備膠乳。膨潤 土微粒作為膠乳的核，丁二烯、苯乙烯在膨潤土表面接枝聚合，形成核殼結(jié)構(gòu)的羧基丁苯膠 乳。該羧基丁苯膠乳具有核殼的結(jié)構(gòu)，膨潤土微粒處在丁苯膠乳鏈條之間，起到鏈結(jié)的作用。
本發(fā)明提出的羧基丁苯膠乳的制備方法，包括以下步驟(1)將40 60份丁二烯、40 60份苯乙烯、10 20份丙烯酸和0. 3 1. 5份引 發(fā)劑分別加到不同的滴定罐中；(2)在反應(yīng)釜中加入100 150份去離子水，開始攪拌并保持至反應(yīng)結(jié)束；(3)加入1 10份膨潤土、1 5份乳化劑和1 5份交聯(lián)劑，攪拌均勻；向反應(yīng) 釜中通入氮?dú)猓脫Q出空氣；(4)先向反應(yīng)釜中滴加入15 25份丁二烯、15 25份苯乙烯、2 8份丙烯酸和 0. 1 0. 7份引發(fā)劑，然后將反應(yīng)釜內(nèi)溫度升到50 90°C ；再將剩余的丁二烯、苯乙烯、丙 烯酸、引發(fā)劑滴加入反應(yīng)釜中，剩余反應(yīng)物的滴加時(shí)間控制在3 6h內(nèi)，然后在50 90°C 下保溫1 3h ；(5)反應(yīng)完全后，降低溫度至室溫，出料；本發(fā)明中，各反應(yīng)物質(zhì)之間的比例均為質(zhì)量份數(shù)之比。本發(fā)明中，所述膨潤土是鈉基膨潤土或鈣基膨潤土中的至少一種。本發(fā)明中，所述引發(fā)劑是過硫酸銨、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮 二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二氰基戊酸或偶氮二異丙基咪唑啉中的至少一種。本發(fā)明中，所述乳化劑是烷基硫酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或 聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少一種。本發(fā)明中，所述交聯(lián)劑為叔十二碳硫醇。本發(fā)明的有益效果在于一方面，膨潤土鏈結(jié)增加丁苯膠乳之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高了膠乳的粘結(jié)性能；另一 方面，膨潤土具有較好的吸水膨脹性，在靜止?fàn)顟B(tài)下，膨潤土吸水潤漲，提高了涂料的粘度， 即提高了涂料的穩(wěn)定性。而在涂布過程的高剪切下，由于膨潤土潤漲后非常潤滑，使涂料的 粘度降低，便于涂料的輸送和涂布。因此，該涂料的流變性能非常好。這都是因?yàn)榕驖櫷疗?的鏈結(jié)作用。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例1將60份的丁二烯、40份的苯乙烯、10份的丙烯酸、0.3份的過硫酸銨分別加到滴定罐中。在2立方的反應(yīng)釜中，加入100份的去離子水，開動(dòng)攪拌且保持至反應(yīng)結(jié)束。加入10份的鈣基膨潤土。加入1份的烷基硫酸鹽、2份烷基酚聚氧乙烯醚，1份叔 十二碳硫醇，攪拌均勻。通入氮?dú)?，置換出空氣。滴加入25份丁二烯、15份的苯乙烯、2份的丙烯酸、0. 1份的過硫酸銨到反應(yīng)釜中。溫度升到50°C。再慢慢的滴加35份丁二烯、25份的苯乙烯、8份的丙烯酸、0. 2份的過硫酸銨，在 3h內(nèi)滴加完。在50°C下保溫 lh。反應(yīng)完全后，降低溫度到室溫，出料。實(shí)施例2
4
將50份的丁二烯、50份的苯乙烯、20份的丙烯酸、0.5份的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽 分別加到滴定罐中。在2立方的反應(yīng)釜中，加入120份的去離子水，開始攪拌并保持至反應(yīng)結(jié)束；加入 4份的鈣基膨潤土，加入0. 5份的烷基硫酸鹽、0. 5份烷基酚聚氧乙烯醚，5份叔十二碳硫醇， 攪拌均勻。通入氮?dú)?，置換出空氣。滴加入15份丁二烯、25份的苯乙烯、5份的丙烯酸、0. 2份的偶氮二異丁基脒鹽酸 鹽到反應(yīng)釜中。溫度升到56°C。再慢慢的滴加35份丁二烯、25份的苯乙烯、15份的丙烯酸、0.3份的偶氮二異丁基 脒鹽酸鹽，在4h內(nèi)滴加完。在70°C下保溫 3h。反應(yīng)完全后，降低溫度到室溫，出料。實(shí)施例3 將40份的丁二烯、60份的苯乙烯、15份的丙烯酸、1. 5份的偶氮二異丁基脒鹽酸鹽 分別加到滴定罐中。在2立方的反應(yīng)釜中，加入150份的去離子水開始攪拌并保持至反應(yīng)結(jié)束；加入1 份的鈣基膨潤土。加入4份的烷基硫酸鹽、1份烷基酚聚氧乙烯醚，3份叔十二碳硫醇，攪拌 均勻。通入氮?dú)猓脫Q出空氣。滴加入15份丁二烯、25份的苯乙烯、8份的丙烯酸、0. 7份的偶氮二異丁基脒鹽酸 鹽到反應(yīng)釜中。溫度升到90°C。再慢慢的滴加25份丁二烯、35份的苯乙烯、7份的丙烯酸、0. 8份的偶氮二異丁基 脒鹽酸鹽，在2h內(nèi)滴加完。在90°C下保溫 3h。反應(yīng)完全后，降低溫度到室溫，出料。實(shí)施例4將40份的丁二烯、60份的苯乙烯、15份的丙烯酸、1. 5份的偶氮二異丁腈分別加到
滴定罐中。在2立方的反應(yīng)釜中，加入120份的去離子水，開始攪拌并保持至反應(yīng)結(jié)束；加入 5份的鈣基膨潤土。加入2份的烷基硫酸鹽、2份烷基酚聚氧乙烯醚，4份叔十二碳硫醇，攪 拌均勻。通入氮?dú)?，置換出空氣。滴加入20份丁二烯、25份的苯乙烯、8份的丙烯酸、0. 7份的偶氮二異丁腈到反應(yīng)釜中。溫度升到80°C。再慢慢的滴加20份丁二烯、35份的苯乙烯、7份的丙烯酸、0. 8份的偶氮二異丁基 脒鹽酸鹽，在3h內(nèi)滴加完。在80°C下保溫 3h。反應(yīng)完全后，降低溫度到室溫，出料。實(shí)施例5
將50份的丁二烯、50份的苯乙烯、10份的丙烯酸、1. 0份的偶氮二異丁咪唑啉鹽酸
鹽分別加到滴定罐中。在2立方的反應(yīng)釜中，加入120份的去離子水，開始攪拌并保持至反應(yīng)結(jié)束；加入 8份的鈉基膨潤土。加入2份的烷基硫酸鹽、2份烷基酚聚氧乙烯醚，2份叔十二碳硫醇，攪 拌均勻。通入氮?dú)?，置換出空氣。滴加入20份丁二烯、25份的苯乙烯、5份的丙烯酸、0. 4份的偶氮二異丁咪唑啉鹽 酸鹽到反應(yīng)釜中。溫度升到90°C。再慢慢的滴加30份丁二烯、25份的苯乙烯、5份的丙烯酸、0. 6份的偶氮二異丁基 脒鹽酸鹽，在4h內(nèi)滴加完。在90°C下保溫 3h。反應(yīng)完全后，降低溫度到室溫，出料。本發(fā)明的應(yīng)用實(shí)例本發(fā)明的羧基丁苯膠乳用于涂布紙生產(chǎn)過程涂料的配制，典型的應(yīng)用配方如下
注配方中，以顏料(GCC和瓷土)的總量作為100份。該涂料應(yīng)用在白板紙的生產(chǎn)中，白板紙的表面性能如下 該白板紙質(zhì)量達(dá)到A級的標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)注意的是，本發(fā)明可用其他的不違背本發(fā)明的精神和主要特征的具體形式來概 述。因此，無論從哪一點(diǎn)來看，本發(fā)明的上述實(shí)驗(yàn)方案都只能認(rèn)為是對本發(fā)明的說明而不能 限制本發(fā)明，權(quán)利要求指出了本發(fā)明的范圍，而上述的說明并未指出本發(fā)明的范圍，因此， 在與本發(fā)明的權(quán)利要求書相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何變化，都應(yīng)認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書 的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
一種羧基丁苯膠乳的制備方法，包括以下步驟(1)將40～60份丁二烯、40～60份苯乙烯、10～20份丙烯酸和0.3～1.5份引發(fā)劑分別加到不同的滴定罐中；(2)在反應(yīng)釜中加入100～150份去離子水，開始攪拌并保持至反應(yīng)結(jié)束；(3)加入1～10份膨潤土、1～5份乳化劑和1～5份交聯(lián)劑，攪拌均勻；向反應(yīng)釜中通入氮?dú)?，置換出空氣；(4)先向反應(yīng)釜中滴加入15～25份丁二烯、15～25份苯乙烯、2～8份丙烯酸和0.1～0.7份引發(fā)劑，然后將反應(yīng)釜內(nèi)溫度升到50～90℃；再將剩余的丁二烯、苯乙烯、丙烯酸、引發(fā)劑滴加入反應(yīng)釜中；剩余反應(yīng)物的滴加時(shí)間控制在3～6h內(nèi)，然后在50～90℃下保溫1～3h；(5)反應(yīng)完全后，降低溫度至室溫，出料；前述各反應(yīng)物質(zhì)之間的比例均為質(zhì)量份數(shù)之比。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述羧基丁苯膠乳的制備方法，其特征在于，所述膨潤土是鈉基膨 潤土或鈣基膨潤土中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述羧基丁苯膠乳的制備方法，其特征在于，所述引發(fā)劑是過硫酸 銨、偶氮二異丁腈、偶氮二異丁基脒鹽酸鹽、偶氮二異丁咪唑啉鹽酸鹽、偶氮二氰基戊酸或 偶氮二異丙基咪唑啉中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述羧基丁苯膠乳的制備方法，其特征在于，所述乳化劑是烷基硫 酸鹽、烷基酚聚氧乙烯醚、失水山梨醇脂肪酸酯或聚氧乙烯失水山梨醇脂肪酸酯中的至少 一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述羧基丁苯膠乳的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)劑為叔十二 碳硫醇。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于紙張涂布的膠乳的制備方法，旨在提供一種羧基丁苯膠乳的制備方法。本發(fā)明提出在丁苯膠乳生產(chǎn)過程中加入一定膨潤土，共同反應(yīng)制備羧基丁苯膠乳。膨潤土與丁二烯、苯乙烯等單體一起加入反應(yīng)釜中，制備膠乳。膨潤土微粒作為膠乳的核，丁二烯、苯乙烯在膨潤土表面接枝聚合，形成核殼結(jié)構(gòu)的羧基丁苯膠乳。本發(fā)明中，膨潤土鏈結(jié)增加丁苯膠乳之間的結(jié)合強(qiáng)度，提高了膠乳的粘結(jié)性能；膨潤土具有較好的吸水膨脹性，在靜止?fàn)顟B(tài)下，膨潤土吸水潤漲，提高了涂料的粘度，即提高了涂料的穩(wěn)定性。而在涂布過程的高剪切下，由于膨潤土潤漲后非常潤滑，使涂料的粘度降低，便于涂料的輸送和涂布。因此，該涂料的流變性能非常好。
文檔編號C08F2/26GK101891868SQ20101024040
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月29日
發(fā)明者俞鐵明, 姜健, 張懷濱, 張有連 申請人:浙江長安仁恒科技股份有限公司