技术领域
[0001] 本
发明涉及造纸表面施胶剂领域，具体涉及一种生物质表面施胶剂。
背景技术
[0002] 纸张，特别是瓦楞纸、板纸的发展趋势表现在：
[0003] 1)正从高克重向低克重方向发展。
[0004] 2)采用废纸代替木浆，但成纸的强度差，吸
水值高。
[0005] 3)由于内部施胶可变因素较多所导致的纸张
质量不稳定、档次很难提高的问题，使得生产厂家少用或放弃内部施胶，采用表面施胶进行弥补的工艺成为流行趋势。表面施胶剂的加入可以改善纸页性能或增加纸或纸板的表面性能、强度及抗水性。
[0006] 用于上述表面施胶的施胶剂要求：a)提高环压强度；b)大幅降低Cobb值(吸水值)；c)熟化速度快，要求下机就熟。
[0007] 但是现在的表面施胶剂虽能提高瓦楞纸一定的环压强度，但是施胶剂用量大，成本高。
[0008] 中国
专利CN107034730A公开的一种施胶剂，虽然干燥速度快，但是对于瓦楞纸的环压强度提高不大。
发明内容
[0009] 本发明的目的是提供一种生物质表面施胶剂，以解决背景技术存在的上述
缺陷。
[0010] 本发明是通过如下的技术方案实现的：
[0011] 一种生物质表面施胶剂，其是由木质素、
碱、三甲胺、环
氧氯丙烷、酸、
硅氧烷、(甲基)
丙烯酸酯类
单体、(甲基)苯乙烯和引发剂共聚而成的水分散体。
[0012] 进一步的，各组分的重量份数如下：
[0013]
[0014]
[0015] 所述碱一般选用无机碱，优选氢氧化钠、氢氧化
钾和
氢氧化铵中的至少一种。
[0016] 所述酸可以是
有机酸或者
无机酸，优选
盐酸、
醋酸和
硫酸中的至少一种。
[0017] 所述(甲基)丙烯酸酯类单体选自丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸异辛酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸异辛酯中的至少一种。
[0018] 所述硅氧烷选自乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷，γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(β-三甲氧基乙氧基硅烷)中的至少一种。
[0019] 所述引发剂选自过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠、叔丁基过氧化氢中的至少一种。
[0020] 组分中的水是作为反应过程中的分散
溶剂，其用量没有严格限定，本领域技术人员可以根据实际反应需要对加水量进行适当调节，优选的用量为150～2610重量份。
[0021] 本发明生物质表面施胶剂，采用如下方法制备：
[0022] 步骤一，将(甲基)苯乙烯、(甲基)丙烯酸酯类单体和硅氧烷混合配成混合单体；
[0023] 步骤二，将引发剂溶于适量水中配成引发剂水溶液；
[0024] 步骤三，在反应器中加入木质素、三甲胺、碱和适量水，充分溶解后加入环氧氯丙烷反应；
[0025] 步骤四，继续加入酸，然后同时加入所述混合单体和引发剂水溶液进行聚合反应，获得所述生物质表面施胶剂。
[0026] 优选的，步骤三的反应
温度为45-70℃；步骤四的反应温度为70-95℃。
[0027] 本发明生物质表面施胶剂，用于瓦楞原纸的
表面处理。
[0028] 本
发明人发现，在生物质表面施胶剂中加入木质素，出乎意料的，能大幅度提高瓦楞纸的环压强度同时瓦楞纸的Cobb值明显下降。这可能由于在本发明中对木质素进行阳
离子化改性过程中木质素中亲水性的羟基被屏蔽掉，同时阳离子
聚合物中阳离子基团能与
纤维表面大量的羟基及施胶液中
淀粉的羟基结合，通过离子键结合，起到架桥的作用，提高细小纤维之间的作用
力。并且聚合物少量硅氧基团也能够与羟基反应，改善施胶剂的效果。表现为瓦楞纸的环压强度提高，纸张的Cobb值能够明显的降低。
[0029] 本发明的生物质表面施胶剂是一种能满足纸张表面施胶用的高性能、环保的产品。该产品与淀粉一起对瓦楞原纸进行表面施胶，不但能改善瓦楞纸的Cobb值，加快熟化速度，且能大幅度提高瓦楞纸的表面环压强度，能适应高强度瓦楞纸发展的需要。同时该表面施胶剂可以使用造纸过程中产生的木质素作为起始原料，显著降低生产成本。
具体实施方式
[0030] 下面通过具体
实施例对本发明进行阐述，但并不限制本发明。
[0031] 实施例1：
[0032] A)将20克苯乙烯，20克丙烯酸正丁酯混合均匀，备用。
[0033] B)将0.3克过硫酸铵溶解于10克去离子水中，备用。
[0034] C)在带有
冷凝器、滴加装置、搅拌器、
温度计的四口烧瓶中，加入143.3克去离子水，10克氢氧化钾，1克三甲胺，100克木质素，完全溶解后升温至45℃，滴加1克环氧氯丙烷，滴加时间0.25小时。继续保温0.75小时。升温至70℃，加入1克盐酸。在70℃滴加步骤A)中的混合单体，滴加时间1小时；同时滴加步骤B)中引发剂水溶液，滴加时间1小时，滴加结束后在70℃继续保温1小时，冷却至25℃，pH＝6.32。经100目滤网过滤，得到的生物质表面施胶剂，固含量49.87wt％。
[0035] 实施例2
[0036] A)将100克甲基苯乙烯，100克丙烯酸异辛酯，20克乙烯基三甲氧基硅烷混合均匀，备用。
[0037] B)将10克过硫酸钠溶解于100克去离子水中，备用。
[0038] C)在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入2506.7克去离子水，40克氢氧化铵，25克三甲胺，100克木质素，完全溶解后升温至55℃，滴加25克环氧氯丙烷，滴加时间1小时。继续保温2小时。升温至95℃，加入40克硫酸。在95℃滴加步骤A)中的混合单体，滴加时间3小时；同时滴加步骤B)中引发剂水溶液，滴加时间3小时，滴加结束后在95℃继续保温2小时，冷却至25℃，pH＝1.23。经100目滤网过滤，得到的生物质表面施胶剂，固含量15.25wt％。
[0039] 实施例3
[0040] A)将60克甲基苯乙烯，50克甲基丙烯酸乙酯，10克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷混合均匀，备用。
[0041] B)将6克过氧化氢溶解于100克去离子水中，备用。
[0042] C)在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入590.7克去离子水，20克氢氧化钠，15克三甲胺，100克木质素，完全溶解后升温至65℃，滴加15克环氧氯丙烷，滴加时间2小时。继续保温1小时。升温至85℃，加入20克醋酸。在85℃滴加步骤A)中的混合单体，滴加时间1.5小时；同时滴加步骤B)中引发剂水溶液，滴加时间2小时，滴加结束后在85℃继续保温1小时，冷却至25℃，pH＝3.95。经100目滤网过滤，得到的生物质表面施胶剂，固含量29.89wt％。
[0043] 实施例4
[0044] A)将10克甲基苯乙烯，20克苯乙烯，20克甲基丙烯酸异丁酯，20克甲基丙烯酸甲酯，5克乙烯基三乙氧基硅烷、10克乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷混合均匀，备用。
[0045] B)将4克过氧化氢溶解于100克去离子水中，备用。
[0046] C)在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入836克去离子水，25克氢氧化钠，10克三甲胺，100克木质素，完全溶解后升温至70℃，滴加18克环氧氯丙烷，滴加时间1小时。继续保温1小时。升温至80℃，加入12克醋酸。在80℃滴加步骤A)中的混合单体，滴加时间2小时；同时滴加步骤B)中引发剂水溶液，滴加时间3小时，滴加结束后在80℃继续保温1小时，冷却至25℃，pH＝4.76。经100目滤网过滤，得到的生物质表面施胶剂，固含量20.22wt％。
[0047] 实施例5
[0048] A)将40克甲基苯乙烯，30克苯乙烯，50克甲基丙烯酸叔丁酯，5克甲基丙烯酸丙酯，5克γ-甲基丙烯酰氧基丙基三(β-三甲氧基乙氧基硅烷)混合均匀，备用。
[0049] B)将5克过氧化氢、2克过硫酸钠溶解于100克去离子水中，备用。
[0050] C)在带有冷凝器、滴加装置、搅拌器、温度计的四口烧瓶中，加入368克去离子水，15克氢氧化钠，22克三甲胺，100克木质素，完全溶解后升温至60℃，滴加13克环氧氯丙烷，滴加时间1小时。继续保温0.5小时。升温至90℃，加入25克盐酸。在90℃滴加步骤A)中的混合单体，滴加时间2.5小时；同时滴加步骤B)中引发剂水溶液，滴加时间2.5小时，滴加结束后在90℃继续保温1小时，冷却至25℃，pH＝3.04。经100目滤网过滤，得到的生物质表面施胶剂，固含量40.25wt％。
[0051] 实施例6
[0052] 在瓦楞纸上表面施胶：
[0053] 对比例：按中国专利CN107034730A实施例1的方法制备的施胶剂，固含量为15wt％。
[0054] 将实施例1～5配方制备的施胶剂，用去离子水稀释至15wt％。
[0055] 施胶液的配制：配制500克10wt％氧化淀粉水溶液，升温至90℃，糊化20分钟，降温至40℃，再加入对比例与实施例1～5配方制备的施胶剂(氧化淀粉(干)：施胶剂(湿)＝50：4)，再加水稀释至8wt％。
[0056] Cobb值测定：
[0057] 采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的XSH型可勃吸收性测定仪按GB/T1540-1989方法检测待测纸样。
[0058] 环压强度测定：
[0059] 采用杭州轻通博科自动化技术有限公司的CT300A压缩强度测试仪检测待测纸样。
[0060] 在瓦楞纸上表面施胶：
[0061] 使用对比例和实施例1～5配方配制的施胶液在120克瓦楞原纸上用10#涂布棒进行涂布，涂布量为2g/m2，涂布后分别在110℃烘箱中烘30秒或120秒，取出，冷却至室温进行测定。判定标准：Cobb值越小越好，环压指数越大越好。测定结果见表1所示。
[0062] 表1产品性能指标
[0063]
[0064] 从上述应用结果可以看出：使用本发明实施例1～5制备的施胶剂，与对比例相比，不但能大幅度提高纸张的环压强度、显著改善Cobb值，同时施胶后纸的Cobb值、环压指数不同熟化时间相差不大，熟化速度快。
[0065] 以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和
说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的
权利要求书及其等效物界定。
