一种纸张用两性干强剂制造技术

本发明专利技术公开了一种纸张用两性干强剂，以变性淀粉作为高分子乳化剂，在聚合过程中淀粉与聚丙烯酰胺链大分子接枝，制备得到的无皂潜伏交联型聚丙烯酰胺乳液，作为纸张用干强剂。本发明专利技术具有增强效果好，白水中流失少，定着好，凝胶物少，环保等优点，该干强剂加入纸浆后可以很好地提高成纸的环压、耐折、耐破、抗张、纸内结合强度等性能。

Amphoteric dry strength agent for paper

The invention discloses a paper with amphoteric dry strengthening agent, with modified starch as emulsifier in the polymerization process of grafted starch and polyacrylamide chain molecules, soap free latent crosslinking polyacrylamide emulsion prepared, as for paper dry strengthening agent. The invention has better effect, less loss of white water, with good gel, environmental protection and other advantages, the dry strength agent is added into the pulp can well improve paper ring crush, folding resistance, breaking resistance, tensile, bonding strength and other properties in the paper.

【技术实现步骤摘要】
一种纸张用两性干强剂
本专利技术涉及一种造纸添加剂，特别涉及一种纸张用两性干强剂。
技术介绍
随着我国经济的发展和人们生活水平的提高，人们对纸张的需求量不断增大，对纸张质量的要求越来越高，很大程度上推动了我国造纸行业的发展。纸的强度是受多种因素影响的，首先取决于成纸中纤维间的结合力和纤维本身的强度，以及纸中纤维的排列和分布。而最主要的是纤维间结合力,纤维的结合力一般有四种:化学键、氢键、范德华力和纤维表面交织力。其中氢键结合力是纸张结合强度产生的主要方式，纤维素分子的羟基相当多，由无数微纤维相互间形成的氢键结合力是很大的，这是干强度产生的主要原因。干强剂从其分子结构的特点来看大都是含有多羟基的高分子聚合物，这就是与纤维素分子间形成氢键结合的基础，干强剂分子中的氢键形成基团与纤维表面的羟基形成氢键。如淀粉的自由葡萄糖羟基参与了纤维表面纤维素分子氢键的形成，所以淀粉增加了内部纤维的结合力，在两束纤维间的自然结合面上增加了氢键的数量。同时干强剂对纸页成形过程有一定的改进作用，干强剂此时起高效分散剂的作用，即干强剂使浆中纤维分布更均匀，提供了更多的纤维间以及纤维与高分子间结合，从而提高了干强度。干强剂是造纸工业中增加纸张强度的一类重要化学品，许多水溶性的，与纤维能形成氢键结合的高聚物都可以成为干强剂。干强剂通常用于补偿添加填料或低等级的纤维(如再生纤维)所引起的纸强度的下降。天然和合成干强剂大部分都是亲水性高分子，这些高分子分散在纤维之间增加了纤维间成键数量，从而达到提高纸张强度的目的。常用的干强剂有天然聚合物如淀粉及其改性物(如阳离子淀粉、阴离子淀粉)、合成聚合物如聚丙烯酰胺、乙二醛聚丙烯酰胺和聚乙烯醇等以及其它水溶性天然产物类干强剂。在大多数情况下，仅加入质量分数0.1％～0.35％的该类物质就可达到有效的干强效果。我国则以阴离子聚丙烯酰胺和改性淀粉为主。改性淀粉的使用效果并不佳，现有的聚丙烯酰胺干强剂，在制备时通常添加小分子乳化剂，会造成环境的二次污染，目前需要开发一种具有高效增强效果，定着性好，环保的纸用聚丙烯酰胺干强剂。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种纸张用两性干强剂，具有增强效果好，白水中流失少，定着好，凝胶物少，环保等优点，该干强剂加入纸浆后可以很好地提高成纸的环压、耐折、耐破、抗张、纸内结合强度等性能。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种纸张用两性干强剂，通过以下方法制备而得：(1)将变性淀粉加入去离子水中加热至70℃～95℃使其完全被溶解形成乳化体系；(2)乳化体系控制温度在70℃～90℃，向乳化体系中加入部分单体混合物和部分引发剂，保温反应15～30分钟，之后向乳化体系中滴加剩余的单体混合物和剩余的引发剂，滴加过程中保持温度70℃～90℃，滴加时间60～90分钟，滴加结束后保温反应90～120分钟，加入终止剂保温反应40～60分钟，降温至60℃，加入第二潜伏性单体，加水调节反应产物固含量为15～25％，降温至50℃以下出料。作为优选，步骤(1)中，变性淀粉与去离子水的质量比为1:25～35。作为优选，步骤(2)中，部分单体混合物为单体混合物总重量的10～15％，部分引发剂为引发剂总重量的18～22％。作为优选，步骤(2)中，若单体混合物的成分均为水溶性成分，单体混合物加水溶解后使用；若单体混合物的成分包含水溶性成分和水不溶性成分，水溶性成分加水溶解后使用，水不溶性成分直接使用。作为优选，步骤(2)中，引发剂加水溶解后使用。作为优选，按重量份计，所述纸张用两性干强剂各组分的配比为：变性淀粉10～50份；单体混合物：基础单体80～140份、阳离子单体10～25份、阴离子单体1～10份、功能单体1～20份、内交联单体0.1～3.5份、第一潜伏性单体5～10份、链转移剂0.01～2份及螯合剂0.01～1份；引发剂0.1～2份；终止剂0.1～2份；第二潜伏性单体3～7份。作为优选，所述变性淀粉为氧化淀粉、阳离子淀粉、两性淀粉、磷酸酯淀粉中的一种或多种的组合。作为优选，所述基础单体为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的一种或两种；所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酸二甲胺基乙酯、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯、丙烯酸二乙胺基乙酯、甲基丙烯酸二乙胺基乙酯、二甲氨基丙基丙烯酰胺、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、丙烯酰氧乙基二甲基苄基氯化铵、(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵、(3-甲基丙烯酰胺基丙基)三甲基氯化铵中的一种或多种的组合；所述阴离子单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、衣康酸、富马酸、富马酸酐、马来酸、马来酸酐、乙烯基磺酸钠、乙烯基苯磺酸钠、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸、苯乙烯磺酸及其盐中的一种或多种的组合；所述功能单体为羟甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙酯、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯、甲基苯乙烯、丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯中的一种或多种的组合；所述内交联单体为N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N’-二甲基双丙烯酰胺、乙烯基甲苯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟基甲基丙烷三戊酸酯、三羟基甲基丙烷三庚酸酯中的一种或多种的组合。作为优选，所述第一潜伏性单体为双丙酮丙烯酰胺，所述第二潜伏性单体为己二酰肼。作为优选，所述链转移剂为十二烷基硫醇、异丙醇、次磷酸钠、甲酸钠、乙醇胺、烯丙醇中的一种或两种组合；所述螯合剂为EDTA；所述引发剂为过硫酸盐(过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钾)、硝酸铈铵、季戊四醇、过氧化物(双氧水)、偶氮二异丁腈、亚硫酸盐(亚硫酸钠)、亚硫酸氢盐(亚硫酸氢钠)、硫代硫酸盐(硫代硫酸钠)、高锰酸钾中的一种或多种的组合；所述终止剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢纳、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾中的一种或多种的组合。本专利技术以变性淀粉作为高分子乳化剂，在聚合过程中淀粉与聚丙烯酰胺链大分子接枝，制备得到的无皂潜伏交联型聚丙烯酰胺乳液，在配方体系中未引入小分子乳化剂，不会造成环境的二次污染问题。通过调整聚合工艺、配方、得到产品的分子量分布窄，有效成分高。内交联性单体的成功引入，使得聚丙烯酰胺链本身也具有支链结构，这赋予其独特的应用性能。引入的阳离子单体使所得的聚合物大分子带有阳离子，这样就强化了聚合物大分子的阳离子性。功能单体的引入，调整了软硬段单体的比例，使得该干强剂具有合适的玻璃化温度表现胶粘剂的粘结性能。潜伏性单体(第一潜伏性单体及第二潜伏性单体)的引入，使得产品在应用时聚丙烯酰胺分子间进一步交联，大幅度增加了分子间作用力。潜伏性单体的功能发挥是在纸张最后成膜时发挥交联作用。第二潜伏性单体最后加入是为了防止过早反应，致使纸张最后成膜时无法发挥作用。解决了目前造纸行业中需要制备的一种具有高效增强效果，定着性好，环保的纸用聚丙烯酰胺干增强剂的问题，具有增强效果好，白水中流失少，定着好，凝胶物少，环保等优点。本专利技术的有益效果是：具有增强效果好，白水中流失少，定着好，凝胶物少，环保等优点，该干强剂加入纸浆后可以很好地提高成纸的环压、耐折、耐破、抗张、纸内结合强度等性能。具体实施方式下面通过具体实施例，对本专利技术的技术方案作进一步的具体说明。本专利技术中，若非特指，所采用的原料和设备等均可本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纸张用两性干强剂，其特征在于，通过以下方法制备而得：(1)将变性淀粉加入去离子水中加热至70℃～95℃使其完全被溶解形成乳化体系；(2)乳化体系控制温度在70℃～90℃，向乳化体系中加入部分单体混合物和部分引发剂，保温反应15～30分钟，之后向乳化体系中滴加剩余的单体混合物和剩余的引发剂，滴加过程中保持温度70℃～90℃，滴加时间60～90分钟，滴加结束后保温反应90～120分钟，加入终止剂保温反应40～60分钟，降温至60℃，加入第二潜伏性单体，加水调节反应产物固含量为15～25％，降温至50℃以下出料。

【技术特征摘要】
1.一种纸张用两性干强剂，其特征在于，通过以下方法制备而得：(1)将变性淀粉加入去离子水中加热至70℃～95℃使其完全被溶解形成乳化体系；(2)乳化体系控制温度在70℃～90℃，向乳化体系中加入部分单体混合物和部分引发剂，保温反应15～30分钟，之后向乳化体系中滴加剩余的单体混合物和剩余的引发剂，滴加过程中保持温度70℃～90℃，滴加时间60～90分钟，滴加结束后保温反应90～120分钟，加入终止剂保温反应40～60分钟，降温至60℃，加入第二潜伏性单体，加水调节反应产物固含量为15～25％，降温至50℃以下出料。2.根据权利要求1所述的一种纸张用两性干强剂，其特征在于，步骤(1)中，变性淀粉与去离子水的质量比为1:25～35。3.根据权利要求1所述的一种纸张用两性干强剂，其特征在于，步骤(2)中，部分单体混合物为单体混合物总重量的10～15％，部分引发剂为引发剂总重量的18～22％。4.根据权利要求1所述的一种纸张用两性干强剂，其特征在于，步骤(2)中，若单体混合物的成分均为水溶性成分，单体混合物加水溶解后使用；若单体混合物的成分包含水溶性成分和水不溶性成分，水溶性成分加水溶解后使用，水不溶性成分直接使用。5.根据权利要求1所述的一种纸张用两性干强剂，其特征在于，步骤(2)中，引发剂加水溶解后使用。6.根据权利要求1或2或3所述的一种纸张用两性干强剂，其特征在于，按重量份计，所述纸张用两性干强剂各组分的配比为：变性淀粉10～50份；单体混合物：基础单体80～140份、阳离子单体10～25份、阴离子单体1～10份、功能单体1～20份、内交联单体0.1～3.5份、第一潜伏性单体5～10份、链转移剂0.01～2份及螯合剂0.01～1份；引发剂0.1～2份；终止剂0.1～2份；第二潜伏性单体3～7份。7.根据权利要求6所述的一种纸张用两性干强剂，其特征在于，所述变性淀粉为氧化淀粉、阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖林伟，陈宇龙，刘艳青，尹菊，
申请(专利权)人：浙江可思克高新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33