现在,人们对纸张的质量要求越来越高。表面涂布是提高纸张质量的一个重要途径。随着高档包装需求的增加,涂布纸将是今后发展的趋势。在涂布纸生产过程中,对涂料性能的要求很高,即要具有很好的流变性能:在高剪切力条件下,涂料的粘度要低,这样输送起来就很方便,而且能耗低;涂布好后,涂料粘度回复,但不能太快,涂料有一定的流平性能,使涂布表面平整。并且要求尽可能的提高涂料的固含量,这样就会降低烘干的成本。要使涂料达到上述的要求,胶乳的性能是关键。胶乳要保证具有良好的粘结强度,提高涂布纸表面强度;配制高固含量的涂料时,粘度不能太高,符号输送的要求;涂布后,具有较好的流平性能,提高涂布纸表面的光泽度。
羧基丁苯胶乳是目前在涂布纸生产上应用范围最广的胶乳,但是这些胶乳粘结强度和流变性能比较差,不能满足要求;耐水性和耐热性都比较差,涂布后,涂料的流平性能较差,导致涂布面不平整。
羧基丁苯胶乳的制备方法,其包括如下步骤:
(1)反应釜经氮气置换、抽真空后,分别投入原料配方中40~80%的水、20~40%的乳化剂、20~40%的丙烯酸、焦磷酸钠、功能单体、种子胶和螯合剂;
(2)升温至83~94℃后,在2~4小时内匀速滴加丁二烯和苯乙烯、硫醇、剩余的丙烯酸、原料配方中70~80%的过硫酸铵、5~8%的烧碱和剩余的乳化剂;
(3)单体滴加完毕后,提高反应温度至93~98℃,继续反应2~3小时;当单体参与聚合的总转化率达到单体总质量的98.0%以上时,降温至65~75℃,转料至脱气釜,加入剩余的过硫酸铵和原料配方中50~70%的烧碱,控制脱气釜真空度为-0.07~-0.09MPa,减压闪蒸脱气3.5~4.5小时,然后继续用剩余的烧碱pH值至7~9,降温到35~45℃。
所述反应釜的侧壁设置超声波辐照装置,在生产时,调节功率为600-1000W,超声波频率可以为60~80khz,声波的功率密度可以为2~5w/cm2。上述频率的超声波在反应体系中传播时,将促使液体中不同种类物质微粒进行恰当的激烈振动,导致液体微粒之间发生猛烈的撞击作用,起到很好的搅拌作用,从而使两种不相溶的液体(如水和油)发生乳化,并且加速溶质溶解,加速化学反应。
优选的,所述超声波辐照装置为脉冲式对所述反应釜进行超声波辐照,每辐照3-6分钟关闭3分钟,然后再开启对反应釜进行辐照。这样可以避免反应釜内物料在超声波辐照下过度空化,使温度升高过度,导致副反应产生。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:可以有效提高反应效率,减少副反应产生,单体转化率可提高至99%以上,反应时间可缩短为4~7小时,大大减少了回收单体量,降低了能量消耗;最大程度地消除了残余单体对体系稳定性的破坏和对环境的污染,具有优越的拉伸强度、抗磨性、黏结强度、耐水洗、耐碱性以及抗污性等性能,且具有优越的机械稳定性以及化学稳定性。
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