Page 203 - 《精细化工》2020年第11期

第 11 期 王 倩，等: 封闭型水可分散性异氰酸酯改性丙烯酸酯的制备及应用 ·2349·

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stiffness and contact angle of paper were 569 times, 66.83 N·m/g, 11.54 mN·m /g, 92.16 mN, and 80.3°,
respectively. Compared with commercially available sizing agent, PMP-3 had a longer storage period. After
PMP-3 sizing, the paper folding resistance, tensile strength, tearing degree and stiffness were increased by
29.3%, 32.3%, 22.1% and 19.5%, respectively.
Key words: acrylate copolymer; blocked isocyanate; surface sizing agent; folding resistance; tensile index;
papermaking chemicals

异氰酸酯是一种具有高反应活性的物质，可与
纸张纤维反应，在纤维间形成化学交联，提高纸张 1 实验部分
性能，然而，单一的异氰酸酯对纸张增强效果有限， 1.1 试剂与仪器
[1]
会促使纸张变脆、柔韧性下降 。丙烯酸酯类共聚 MPEG 350 A，AR，济宁华凯树脂有限公司；BA，
物因其价格低廉、制备工艺简单、力学强度及耐候
性好等特点 [2-3] ，将其用来改性异氰酸酯，可弥补单 AR，国药集团化学试剂有限公司；HPA，AR，济
南汇丰达化工有限公司；过氧化苯甲酰（BPO），
一异氰酸酯应用的不足，同时提高纸张的耐折、抗
AR，上海埃彼化学试剂有限公司；过氧化苯甲酸叔
张等力学性能。异氰酸根基团（—NCO）较为活泼，
丁酯（TBPB），AR，阿克苏-诺贝尔过氧化物（天
与水反应失活，因此，异氰酸酯类施胶剂存在储存
期短、不能适应连续生产等问题。 津）有限公司；二月桂酸二丁基锡（DBTDL），AR，
天津市科密欧化学试剂有限公司；IPDI，AR，上海
目前，国内外研究有效措施是将含—NCO 整个
[4]
分子封闭，防止其短时间失活。NGUYEN 等 将六 吉德化工有限公司；MEKO，AR，阿拉丁试剂有限
亚甲基二异氰酸酯包裹在聚脲〔三氨基嘧啶改性的 公司；PMA，AR，广东市东业化工科技有限公司；
缩脲亚胺（4,4′-二苯基甲烷二异氰酸酯）三聚体〕 聚醚（ L61）， AR，江苏海安石油化工公司 ；
中该物理包覆法可以有效保障—NCO 活性，但制备 PVA1799，工业品，广州忠高化工有限公司；木棉
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过程较为复杂，且不能很好地控制释放—NCO，应 混浆纸，定量为 80 g/m ，抄片自制；纯木浆特种
[5]
用方面存在局限性。王静等 用咪唑、3,5-二甲基吡 纸，成都金鼎安全印制有限责任公司；市售施胶剂，
唑分别对异佛尔酮二异氰酸酯（IPDI）进行封端， 工业品，东莞江兴实业有限公司。实验前对所有原
实现了—NCO 的全封闭，但其解封温度较高，不适 料除水干燥。
用于低温固化体系。本文选用反应速率快、解封温 选用市面上的一种未封闭水性异氰酸酯施胶剂
[6]
度低的甲乙酮肟（MEKO）为封闭剂 合成一种封 作为对比，该产品亲水性良好、交联密度高、耐水
闭型水可分散的异氰酸酯改性丙烯酸酯共聚物，其 耐磨，性能参数如表 1 所示。
中聚丙烯酸酯长链具有可调控性，封端的异氰酸酯
表 1 市售施胶剂的性能参数
延长了—NCO 储存期，解封后可提供活性交联，是
Table 1 Performance parameters of commercially available
一种有效的造纸表面增强剂。 sizing agent
本文采用 环保型溶 剂丙二醇 甲醚醋酸酯 主要成分 外观 w(—NCO)/% 固含量/%
（PMA），以甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯（MPEG 350 A）、 六亚甲基二异氰 水白至微黄色，
丙烯酸丁酯（BA）、丙烯酸羟丙酯（HPA）为单体， 酸酯（HDI） 透明 21±0.5 99.99
合成一种具有两亲性的聚丙烯酸酯长链化合物，与
IPDI 进行缩合后采用 MEKO 进行封端。通过调节 Vector-22 型傅里叶变换红外光谱仪，德国
HPA 加入量，制备出一系列不同—NCO 含量的异氰 Bruker 公司；E2695 型凝胶色谱仪，美国 Waters 公
酸酯改性丙烯酸酯共聚物（PAIM）。探究 MPEG 350 A 司；Zetasizer Nano-ZS90 型激光粒度分析仪，英国
与 BA 物质的量比、HPA 用量对 PAIM 分散液稳定 Malvern 仪器有限公司；Turbiscan Lab 型稳定性分
性的影响。将 PAIM 制成施胶剂，经过表面施胶工 析仪，法国 Formulation 仪器公司；K303 辊式涂布
序后，测试—NCO 含量对纸张耐折度、抗张指数、 机，英国 RK 公司；DCP-MIT135A 型电脑测控耐折
撕裂指数、挺度的影响，与市售施胶剂对比其储存 仪，四川长江造纸仪器有限责任公司；SE-062 型抗
期及应用性能。使用光学接触角测量仪对纸张接触 张强度测试仪，瑞典 L&W 公司；DRK106 纸与纸板
角进行测试。本文旨在合成一种可长期储存，能有 挺度仪，山东德瑞克仪器有限公司；SLD-J 型纸张
效提高纸张力学性能的产品，提供一种封闭型水可 撕裂度测定仪，济南精基试验仪器有限公司；光学
分散型表面施胶剂，为其在证券纸性能方面的应用 接触角测量仪，德国 Kruss 公司；扫描电子显微镜
提供参考。 （SEM）+能谱仪，捷克 Tescan 公司；KQ-250DE