一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法，其包括如下步骤：使用自由基引发剂、功能性单体、液碱、液体阳离子醚化剂对天然多糖及其衍生物进行改性得到改性多糖衍生物；将己二酸和多乙烯多胺按照摩尔比1：0.9‑1.3混合，进行缩聚反应，得到聚酰胺多胺预聚体；将聚酰胺多胺预聚体、改性多糖衍生物与环氧氯丙烷混合反应，然后加入有效量的酸终止反应，经后处理得到纸张湿强剂；本发明专利技术还涉及由上述制备方法制得的纸张湿强剂。本发明专利技术在湿强剂的合成工艺中加入改性多糖衍生物，与普通湿强剂配方相比，产品在较高温度及pH下具有优异的稳定性及湿强性能。

Preparation of a Natural Polysaccharide and Its Derivatives Modified Paper Wet Strength Agent

The invention discloses a preparation method of natural polysaccharide and its derivatives modified paper wet strength agent, which comprises the following steps: using free radical initiator, functional monomer, liquid alkali, liquid cationic etherifying agent to modify natural polysaccharide and its derivatives to obtain modified polysaccharide derivatives; mixing adipic acid and polyethylene polyamine according to the molar ratio of 1:0.9 1.3 to conduct polycondensation reaction. A polyamide polyamine prepolymer is obtained; a polyamide polyamine prepolymer and a modified polysaccharide derivative are mixed with epichlorohydrin, and then an effective amount of acid termination reaction is added to obtain a paper wet strength agent after treatment; the invention also relates to a paper wet strength agent prepared by the above-mentioned preparation method. The invention adds a modified polysaccharide derivative in the synthesis process of the wet strength agent. Compared with the common wet strength agent formula, the product has excellent stability and wet strength performance at higher temperature and pH.

【技术实现步骤摘要】
一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法
本专利技术涉及造纸湿强剂制备领域，尤其涉及一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法及其制得的纸张湿强剂。
技术介绍
湿强性是指纸张被润湿后，其纤维网络结构仍具有机械强度的性能。纸张的湿强性不仅取决于纤维自身特性，还取决于纤维与纤维的节点数量及结合强度。在造纸配方中添加各种化学助剂，可促进湿纤维网的形成，并最终提高纸张的强度性能。加入少量的湿强剂可使纸张湿强性提高几个数量级。近年来，聚酰胺环氧氯丙烷(PAE)树脂是目前应用较多的一种造纸湿强剂。它能够在中性、碱性条件下使用，是一种由环氧氯丙烷交联长链聚酰胺多胺所得的具有热固性、水溶性的阳离子型高分子树脂。在通常合成工艺中，其步骤包括：(1)将二乙烯三胺、己二酸按比例混合，进行缩聚反应制得聚酰胺多胺聚合物；(2)将所述聚酰胺多胺聚合物与去离子水混合，一定温度下滴加环氧氯丙烷反应，反应到一定粘度后调整pH值和固含量。用该方法制备的湿强剂储存稳定性差，室温长期储存容易产生pH、粘度升高、交联和凝胶化，在环境温度高时或者pH偏高时短时间内就会出现pH、粘度迅速升高和凝胶化问题。
技术实现思路
为了克服现有技术中的缺陷，本专利技术提供了一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法及其制得的纸张湿强剂，该纸张湿强剂具有优异的稳定性及湿强性能。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术的第一个目的是提供一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法，其包括如下步骤：步骤一、使用自由基引发剂、功能性单体、液碱、液体阳离子醚化剂对天然多糖及其衍生物进行改性得到改性多糖衍生物；步骤二、将己二酸和多乙烯多胺按照摩尔比1：0.9-1.3混合，进行缩聚反应，得到聚酰胺多胺预聚体；步骤三、将步骤二获得的聚酰胺多胺预聚体、步骤一获得的改性多糖衍生物与环氧氯丙烷混合反应，然后加入有效量的酸终止反应，经后处理得到纸张湿强剂。为了进一步优化上述制备方法，本专利技术采取的技术措施还包括：进一步地，所述天然多糖及其衍生物选自玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、麦芽糊精、半纤维素、麦芽糖浆、羧甲基纤维素及其功能改性衍生物中的至少一种。进一步地，所述功能性单体选自丙烯酸、丙烯腈、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、苯乙烯中的至少一种。进一步地，所述自由基引发剂选自过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵中的至少一种。进一步地，所述终止反应采用的酸为硫酸。进一步地，所述多乙烯多胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的至少一种。进一步地，所述步骤一中各组分及其重量份数如下：进一步地，所述步骤二和步骤三中各组分及其重量份数如下：进一步地，所述步骤一中，所述改性反应中，天然多糖及其衍生物先配置成10-30wt％的悬浊液，低温下分次加入自由基引发剂、功能性单体、液碱、液体阳离子醚化剂，反应温度为45-85℃，反应时间为2.5h-6h。进一步地，所述步骤二中，所述缩聚反应的反应温度为155-178℃，反应时间为2-8h，反应结束后降温至40-80℃以备后续反应。进一步地，所述步骤三中所述聚酰胺多胺预聚体先用水稀释到固含量为10-25wt％，然后室温下缓慢滴加环氧氯丙烷，升温至45-80℃反应，充分反应后加入有效量的酸终止反应。进一步地，所述步骤二中聚酰胺多胺预聚体和环氧氯丙烷的反应时间为3-6小时。本专利技术的第二个目的是提供一种由上述制备方法制得的天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂，该纸张湿强剂的剪切粘度为25-53厘泊。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点和有益效果：本专利技术在湿强剂的合成工艺中加入改性天然多糖及其衍生物作为改性剂，与普通湿强剂配方相比，产品在较高温度及pH下具有优异的稳定性及湿强性能。这可能是由于改性天然多糖及其衍生物分子链中产生大量有效反应基团，与聚酰胺多胺-环氧氯丙烷树脂产生协同作用，抑制了其未反应的环氧基团在储存过程中继续反应，提高了产品储存稳定性；在造纸应用过程中形成了部分网络互穿的结构，有效提高了产品湿强性能。具体实施方式本专利技术涉及一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法，其包括如下步骤：使用自由基引发剂、功能性单体、液碱、液体阳离子醚化剂对天然多糖及其衍生物进行改性得到改性多糖衍生物；将己二酸和多乙烯多胺按照摩尔比1：0.9-1.3混合，进行缩聚反应，得到聚酰胺多胺预聚体；将聚酰胺多胺预聚体、改性多糖衍生物与环氧氯丙烷混合反应，然后加入有效量的酸终止反应，经后处理得到纸张湿强剂。本专利技术还涉及上述制备方法制得的纸张湿强剂。下面结合实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。实施例1反应釜底加入去离子水440克、56克玉米淀粉，搅拌均匀升至45℃，加入20％过硫酸钠溶液1.2克，10分钟后加入8克液碱、20％丙烯酸溶液12.5克，并升温至55℃，40分钟后加入8克液体阳离子醚化剂，恒温反应3.5小时，反应结束后调整pH至中性，得到改性淀粉水溶液冷却备用。将72.22克二乙烯三胺和43.88克三乙烯四胺与146.14克己二酸混合，升温到130℃，保温20分钟后，升温至178摄氏度，保温4小时后降温，再加入260克去离子水，得到聚酰胺多胺中间体水溶液。向上述聚酰胺中间体水溶液加入1200克去离子水、改性淀粉水溶液53克，搅拌均匀，室温下缓慢滴加滴加环氧氯丙烷138.2克，搅拌10分钟后，升温至45℃，保温2小时，然后升温至80℃，保温2小时，加入硫酸19克，后期水1030克并降温，结束后所得产物即为造纸湿强剂，剪切粘度为35厘泊。实施例2反应釜底加入去离子水440克、30克木薯淀粉、25克玉米淀粉，搅拌均匀升至45℃，加入20％过硫酸钠溶液1.6克，10分钟后加入10克液碱，升温至55℃，滴加25％丙烯酰胺水溶液32克，40分钟后加入10克液体阳离子醚化剂，恒温反应3小时，反应结束后调整pH至中性，得到改性淀粉水溶液冷却备用。将82.54克二乙烯三胺和29.25三乙烯四胺与150.52克己二酸混合，升温至160摄氏度，保温6小时后降温，再加入270克去离子水，得到聚酰胺多胺中间体水溶液。向上述聚酰胺中间体水溶液加入1100克去离子水、改性淀粉水溶液86克，搅拌均匀，室温下缓慢滴加滴加环氧氯丙烷118.73克，搅拌10分钟后，升温至45℃，保温2小时，然后升温至60℃，保温3.5小时，加入硫酸20克，后期水960克并降温，结束后所得产物即为造纸湿强剂，剪切粘度为40厘泊。实施例3反应釜底加入去离子水470克、60克半纤维素，搅拌均匀升至45℃，加入20％过硫酸铵溶液1.2克，10分钟后加入12克液碱，升温至60℃，20分钟内滴加苯乙烯12克，滴加结束后40分钟加入12克液体阳离子醚化剂，升温至80℃，恒温反应3小时，反应结束后调整pH至中性，得到改性淀粉水溶液冷却备用。将103.17克二乙烯三胺与150.52克己二酸混合，搅拌均匀后，升温至170摄氏度，保温3.5小时后降温，再加入240克去离子水，得到聚酰胺多胺中间体水溶液。向上述聚酰胺中间体水溶液加入1300克去离子水、改性半纤维素水溶液122克，搅拌均匀，室温下缓慢滴加滴加环氧氯丙烷129.56克，搅拌10分钟后，升温至4本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、使用自由基引发剂、功能性单体、液碱、液体阳离子醚化剂对天然多糖及其衍生物进行改性得到改性多糖衍生物；步骤二、将己二酸和多乙烯多胺按照摩尔比1：0.9‑1.3混合，进行缩聚反应，得到聚酰胺多胺预聚体；步骤三、将步骤二获得的聚酰胺多胺预聚体、步骤一获得的改性多糖衍生物与环氧氯丙烷混合反应，然后加入有效量的酸终止反应，经后处理得到纸张湿强剂。

【技术特征摘要】
1.一种天然多糖及其衍生物改性纸张湿强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一、使用自由基引发剂、功能性单体、液碱、液体阳离子醚化剂对天然多糖及其衍生物进行改性得到改性多糖衍生物；步骤二、将己二酸和多乙烯多胺按照摩尔比1：0.9-1.3混合，进行缩聚反应，得到聚酰胺多胺预聚体；步骤三、将步骤二获得的聚酰胺多胺预聚体、步骤一获得的改性多糖衍生物与环氧氯丙烷混合反应，然后加入有效量的酸终止反应，经后处理得到纸张湿强剂。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述天然多糖及其衍生物选自玉米淀粉、木薯淀粉、马铃薯淀粉、麦芽糊精、半纤维素、麦芽糖浆、羧甲基纤维素及其功能改性衍生物中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述功能性单体选自丙烯酸、丙烯腈、乙酸乙烯酯、丙烯酰胺、苯乙烯中的至少一种。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述多乙烯多胺选自二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的至少一种。5.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：施晓旦，田明，李改霞，金霞朝，
申请(专利权)人：济宁明升新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37