本发明涉及纸张生产技术领域，具体涉及一种抗水防潮施胶剂、制备方法和抗水防潮纸张。
背景技术：
纸张中纤维之间存在大量毛细孔，而且构成纤维的纤维素和半纤维素含有亲水的羟基及其它亲水性基团，它们能吸收水或其他液体，用仅由纤维抄成的纸张书写或印刷时，墨水或油墨会通过渗透、扩散，造成字迹不清或透印，另外纸张吸水后强度下降，会影响纸张的正常使用。对纸张的表面进行施胶可以弥补造纸业大量使用非木材纤维和废纸浆所引起的一系列问题，可以提高纸张的抗水性、抗油性等性能，同时提高光泽度、憎水性，机械强度、印刷适性等，赋予纸张优异的性能，但是目前常见的施胶剂如改性淀粉、pva(聚乙烯醇)、cmc、苯乙烯-马来酸酐或丙烯酸酯类聚合物、苯丙乳液聚合物等都有相应缺点，其对于纸张的抗水防潮性能还需要进一步提升。
技术实现要素：
为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的第一目的在于提供一种抗水防潮施胶剂，其对纸张的抗水防潮性能具有良好的提升作用。
本发明的第二目的在于提供一种抗水防潮施胶剂的制备方法，其工艺步骤简单，制备时间短，可控性强。
本发明的第三目的在于提供一种抗水防潮纸张。
本发明的第一目的通过下述技术方案实现：
一种抗水防潮施胶剂，其包括如下重量份数的原料：
其中，所述混合单体包括环氧树脂、有机硅、丙烯酰胺类单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯。
由于环氧树脂含有大量的羟基、环氧基、醚键等极性基团，可以与相应的基团发生交联反应或者是形成氢键和静电吸附作用，因此能极大的提高纸张的性能；同时由于环氧树脂两端含有的环氧基团、以及聚合物链段的高极性特征，可以在纤维间建立极强的网状结构，使得纤维排布紧密，同时环氧树脂中含有的苯环和亚甲基弱化了极性基团的亲水性以及高的交联密度，对水分子有极好的防护，所以含有环氧树脂的施胶剂能提供优异的防水防潮性能。
在有机硅中si-o具有键能高，内旋转能低，分子摩尔体积大，表面积小等特点，因而使其具有优异的疏水性，耐候性等性能。
二甲基丙烯酸乙二醇酯含有两个c＝c键，有极好的交联性能，能提升纸张的耐溶剂、耐摩擦性能，而甲基丙烯酸缩水甘油酯含有环氧基团也能极大的提升纸张的性能。
本发明将上述种类的物质进行复合，使制得的施胶剂对纸张的抗水防潮性能和机械性能具有较大的提升。
其中，所述混合单体各物质的重量份数为环氧树脂1-10份、有机硅0.1-5份、丙烯酰胺类单体1-5份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.1-1份、甲基丙烯酸1-10份、甲基丙烯酸羟乙酯10-30份、甲基丙烯酸甲酯10-40份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5-3份、苯乙烯30-60份、丙烯酸丁酯20-50份。
其中，所述有机硅包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
其中，所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。
其中，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂或双酚f型环氧树脂中的至少一种，优选地，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
其中，所述乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成；
优选地，所述阴离子乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述非离子乳化剂包括聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
其中，所述缓冲剂为碳酸氢钠缓冲剂。
其中，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。
本发明的第二目的通过下述技术方案实现：
一种抗水防潮施胶剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、原料预处理，按重量份数计，分别取环氧树脂1-10份、有机硅0.1-5份、丙烯酰胺类单体1-5份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.1-1份、甲基丙烯酸1-10份、甲基丙烯酸羟乙酯10-30份、甲基丙烯酸甲酯10-40份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5-3份、苯乙烯30-60份、丙烯酸丁酯20-50份、乳化剂2-6份、引发剂0.1-3份、缓冲剂0.1-1份，并将乳化剂与水混合溶解成乳化剂溶液，将引发剂与水混合溶解成引发剂溶液，备用
步骤二、取38％-42％步骤一制得的乳化剂溶液与有机硅、部分苯乙烯、部分丙烯酸丁酯以及部分甲基丙烯酸混合，制得核相预乳液；
步骤三、将步骤一的缓冲剂加入反应釜，并加入70-80重量份的水，升温至75-85℃，再向反应釜中加入8％-12％步骤一制得的乳化剂溶液，然后将15％-25％步骤二制得的核相预乳液加入反应釜中，最后滴加15％-25％步骤一制得的引发剂溶液，滴加完成后保温，制得种子乳液；
步骤四、向步骤三的反应釜中平行滴加35％-45％引发剂溶液和剩下的核相预乳液，滴加完成后保温，备用；
步骤五、将步骤一的丙烯酰胺类单体用水溶解制得丙烯酰胺类溶液，备用；
步骤六、将步骤一中的二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧树脂、剩余的苯乙烯、剩余的丙烯酸丁酯混合均匀，制得壳相混合单体，备用；
步骤七、将步骤五制得的丙烯酰胺类溶液与剩余的乳化剂溶液混合均匀，然后加入步骤六的壳相混合单体，制得壳相预乳液；
步骤八、将壳相预乳液和剩余的引发剂溶液平行滴入步骤三的反应釜中，滴加完成后保温，最后降温到45℃以下后过滤出料。
其中，步骤二中添加的苯乙烯为步骤一中苯乙烯总量的30％-40％，步骤二中添加的丙烯酸丁酯为步骤一中丙烯酸丁酯总量的20％-40％，步骤二中添加的甲基丙烯酸为步骤一中甲基丙烯酸总量的30％-40％。
其中，步骤三中，滴加时间为8-12min，滴加完成后在保温15-25min。
其中，步骤四中，滴加时长为1.5-2.5h，滴加完成后保温25-35min，滴加时的温度和保温温度均控制在75-85℃之间。
其中，步骤八中，滴加时长为2.5-3.5h，滴加完成后保温1.5-2.5h，滴加时的温度和保温温度控制在80-82℃。
本发明的第三目的通过下述技术方案实现：
一种抗水防潮纸张，所述抗水防潮纸张表面涂覆有上述的抗水防潮施胶剂或由上述的制备方法制得的抗水防潮施胶剂。
本发明的有益效果在于：
本发明的抗水防潮施胶剂通过加入有机硅、环氧树脂、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等单体，并与其它组分进行复合，使制得的施胶剂可以有效提升纸张的抗水防潮性能。其中，环氧树脂和甲基丙烯酸缩水甘油酯含有环氧基团，能起到很好的抗水防潮作用，有机硅、二甲基丙烯酸乙二醇酯、羟乙酯、丙烯酰胺中含有的大量官能团，通过交联反应达到增强作用的；制备工艺简单，时间短，适用于工业生产。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例对本发明作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本发明的限定。
本发明的实施例1-4分别提供了抗水防潮施胶剂的组成成分，具体的，实施例1-4的抗水防潮施胶剂包括如下重量份数的原料：
其中，所述混合单体包括如下重量份数的原料：环氧树脂1-10份、有机硅0.1-5份、丙烯酰胺类单体1-5份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.1-1份、甲基丙烯酸1-10份、甲基丙烯酸羟乙酯10-30份、甲基丙烯酸甲酯10-40份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5-3份、苯乙烯30-60份、丙烯酸丁酯20-50份。
其中混合单体中的有机硅、30％-50％的苯乙烯、20％-40％的丙烯酸丁酯和30％-40％的甲基丙烯酸组成核相单体；而混合单体中的甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酰胺类单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯、环氧树脂和剩余的苯乙烯、剩余的丙烯酸丁酯、剩余的甲基丙烯酸组成壳相单体。
其中，所述乳化剂与45-55重量份的水混合成乳化剂溶液，所述引发剂与25-35重量份的水混合成引发剂溶液。
其中，所述有机硅包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
其中，所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。
其中，所述环氧树脂包括双酚a型环氧树脂或双酚f型环氧树脂中的至少一种，优选地，所述环氧树脂为双酚a型环氧树脂。
其中，所述乳化剂由阴离子乳化剂和非离子乳化剂组成；
优选地，所述阴离子乳化剂包括十二烷基苯磺酸钠、十二烷基磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述非离子乳化剂包括聚氧乙烯辛基苯酚醚-10、脂肪醇聚氧乙烯醚，脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的至少一种。
其中，所述缓冲剂为碳酸氢钠缓冲剂。
其中，所述引发剂包括过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵中的至少一种。
表1-4分别为实施例1-4的抗水防潮施胶剂中各组分具体选用的物质和各物质的添加量。
实施例1
表1实施例1的抗水防潮施胶剂的成分表
实施例1的抗水防潮施胶剂的制备方法包括如下步骤：
步骤一、原料预处理，根据各物质的用量，分别取环氧树脂、有机硅、丙烯酰胺类单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯、乳化剂、引发剂、缓冲剂，并将乳化剂与50g水混合溶解成乳化剂溶液，将引发剂与30g水混合溶解成引发剂溶液，备用
步骤二、取40％步骤一制得的乳化剂溶液与核相单体混合，制得核相预乳液；
步骤三、将步骤一的缓冲剂加入反应釜，并加入75g的水，升温至80℃，再向反应釜中加入10％步骤一制得的乳化剂溶液，然后将20％步骤二制得的核相预乳液加入反应釜中，最后滴加20％步骤一制得的引发剂溶液，滴加完成后保温，滴加时间为10min，保温时长为20min，制得种子乳液；
步骤四、向步骤三的反应釜中平行滴加40％引发剂溶液和剩下的核相预乳液，滴加完成后保温，滴加时间为2h，滴加完成后保温30min，滴加温度和保温温度都为80℃，然后备用；
步骤五、将步骤一的丙烯酰胺类单体用水溶解制得丙烯酰胺类溶液，备用；
步骤六、将步骤一中的二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧树脂、剩余的苯乙烯、剩余的丙烯酸丁酯混合均匀，制得壳相混合单体，备用；
步骤七、将步骤五制得的丙烯酰胺类溶液与剩余的乳化剂溶液混合均匀，然后加入步骤六的壳相混合单体，制得壳相预乳液；
步骤八、将壳相预乳液和剩余的引发剂溶液平行滴入步骤三的反应釜中，滴加完成后保温，滴加时间为3h，温度为80℃，滴加完成后保温2h，保温温度为81℃，最后降温到45℃以下后过滤出料。
实施例2
表2实施例2的抗水防潮施胶剂的成分表
其中，实施例2的抗水防潮施胶剂的制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例3
表3实施例3的抗水防潮施胶剂的成分表
其中，实施例3的抗水防潮施胶剂的制备方法与实施例1的制备方法相同。
实施例4
表4实施例4的抗水防潮施胶剂的成分表
其中，实施例4的抗水防潮施胶剂的制备方法与实施例1的制备方法相同。
对比例
一种抗水防潮施胶剂，对比例的施胶剂的组成成分和各组成成分的含量如表5所示。其中，对比例的制备方法与实施例1的制备方法的区别在于，对比例中采用甲基丙烯酸羟丙酯替换实施例1中的甲基丙烯酸羟乙酯，对比例的其它操作条件与实施例1相同，在此不做赘述。
表5对比例的抗水防潮施胶剂的成分表
将实施例1-4及对比例制得的抗水防潮施胶剂均匀地涂覆于质地完全相同的纸张上，且涂覆厚度相同，待施胶剂干后，对涂覆有施胶剂的纸张的性能以及未涂覆施胶剂的纸张的性能进行测试，测试结果如表6。
表6测试结果汇总表
其中，纸张撕裂指数用撕裂度测试仪根据gb/t455标准测试，耐折度按照gb/t457-2008测试。
上述实施例为本发明较佳的实现方案，除此之外，本发明还可以其它方式实现，在不脱离本发明构思的前提下任何显而易见的替换均在本发明的保护范围之内。
1.一种抗水防潮施胶剂，其特征在于：包括如下重量份数的原料：
其中，所述混合单体包括环氧树脂、有机硅、丙烯酰胺类单体、二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、丙烯酸丁酯。
2.根据权利要求1所述的一种抗水防潮施胶剂，其特征在于：所述混合单体各物质的重量份数为环氧树脂1-10份、有机硅0.1-5份、丙烯酰胺类单体1-5份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.1-1份、甲基丙烯酸1-10份、甲基丙烯酸羟乙酯10-30份、甲基丙烯酸甲酯10-40份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5-3份、苯乙烯30-60份、丙烯酸丁酯20-50份。
3.根据权利要求2所述的一种抗水防潮施胶剂，其特征在于：所述有机硅包括甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三异丙氧基硅烷、乙烯基三甲基硅氧烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的至少一种。
4.根据权利要求2所述的一种抗水防潮施胶剂，其特征在于：所述丙烯酰胺类单体包括丙烯酰胺、n,n-二甲基丙烯酰胺、n-羟甲基丙烯酰胺中的至少一种。
5.一种抗水防潮施胶剂的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
步骤一、原料预处理，按重量份数计，分别取环氧树脂1-10份、有机硅0.1-5份、丙烯酰胺类单体1-5份、二甲基丙烯酸乙二醇酯0.1-1份、甲基丙烯酸1-10份、甲基丙烯酸羟乙酯10-30份、甲基丙烯酸甲酯10-40份、甲基丙烯酸缩水甘油酯0.5-3份、苯乙烯30-60份、丙烯酸丁酯20-50份、乳化剂2-6份、引发剂0.1-3份、缓冲剂0.1-1份，并将乳化剂与水混合溶解成乳化剂溶液，将引发剂与水混合溶解成引发剂溶液，备用
步骤二、取38％-42％步骤一制得的乳化剂溶液与有机硅、部分苯乙烯、部分丙烯酸丁酯以及部分甲基丙烯酸混合，制得核相预乳液；
步骤三、将步骤一的缓冲剂加入反应釜，并加入70-80重量份的水，升温至75-85℃，再向反应釜中加入8％-12％步骤一制得的乳化剂溶液，然后将15％-25％步骤二制得的核相预乳液加入反应釜中，最后滴加15％-25％步骤一制得的引发剂溶液，滴加完成后保温，制得种子乳液；
步骤四、向步骤三的反应釜中平行滴加35％-45％引发剂溶液和剩下的核相预乳液，滴加完成后保温，备用；
步骤五、将步骤一的丙烯酰胺类单体用水溶解制得丙烯酰胺类溶液，备用；
步骤六、将步骤一中的二甲基丙烯酸乙二醇酯、甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、环氧树脂、剩余的苯乙烯、剩余的丙烯酸丁酯混合均匀，制得壳相混合单体，备用；
步骤七、将步骤五制得的丙烯酰胺类溶液与剩余的乳化剂溶液混合均匀，然后加入步骤六的壳相混合单体，制得壳相预乳液；
步骤八、将壳相预乳液和剩余的引发剂溶液平行滴入步骤三的反应釜中，滴加完成后保温，最后降温到45℃以下后过滤出料。
6.根据权利要求5所述的一种抗水防潮施胶剂的制备方法，其特征在于：步骤二中添加的苯乙烯为步骤一中苯乙烯总量的30％-40％，步骤二中添加的丙烯酸丁酯为步骤一中丙烯酸丁酯总量的20％-40％，步骤二中添加的甲基丙烯酸为步骤一中甲基丙烯酸总量的30％-40％。
7.根据权利要求5所述的一种抗水防潮施胶剂的制备方法，其特征在于：步骤三中，滴加时间为8-12min，滴加完成后在保温15-25min。
8.根据权利要求5所述的一种抗水防潮施胶剂的制备方法，其特征在于：步骤四中，滴加时长为1.5-2.5h，滴加完成后保温25-35min，滴加时的温度和保温温度均控制在75-85℃之间。
9.根据权利要求5所述的一种抗水防潮施胶剂的制备方法，其特征在于：步骤八中，滴加时长为2.5-3.5h，滴加完成后保温1.5-2.5h，滴加时的温度和保温温度控制在80-82℃。
10.一种抗水防潮纸张，其特征在于：所述抗水防潮纸张表面涂覆有由权利要求1-4任意一项所述的抗水防潮施胶剂或由权利要求5-9任意一项所述的制备方法制得的抗水防潮施胶剂。
技术总结