一种提高纸张灰分的助剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种提高纸张灰分的助剂及其制备方法，所述助剂由如下重量份的原料制备而成：含羟基的天然高分子10‑20份、酰胺类不饱和单体30‑80份和铵盐类阳离子单体40‑70份。该助剂支链上的阳离子型基团可以“锚固”在带有阴离子基团的填料上，并且助剂主链与纤维的结构相似，与纤维的结合力强，通过此种助剂可以将填料牢牢地与纤维结合在一起，不会因为增加了填料的用量而导致纸张性能下降以及出现掉粉等现象；本发明专利技术制备助剂的原料来源广泛，制备方法简单，易于批量化生产。

A method for improving the ash of paper and its preparation method

The invention discloses a method for increasing aid and preparation method of the paper ash, the additive comprises the following raw materials prepared by natural polymer hydroxyl containing 10 amide 20, unsaturated monomers 80 and 30 ammonium cationic monomer 40 70. The cationic group of the additives on the side chain can be anchored in with anionic groups on filler and additives and fiber backbone structure similar to that of a combination of strength and fiber, the additives can be packed firmly with the fibers together, not because of the increase of the amount of filler in paper and performance off the ground; the prepared additives wide sources of raw materials, simple preparation method, easy mass production.

【技术实现步骤摘要】
一种提高纸张灰分的助剂及其制备方法
本专利技术涉及化合物的合成
，尤其涉及一种提高纸张灰分的助剂及其制备方法。
技术介绍
随着人们环保意识和对纸张性能要求的逐步提高，如何既保证纸张的品质又尽量的减少纤维的用量成为人们研究的一个热点。在造纸过程中为了减少纤维的用量，那么就要加入填料来增加成纸的重量，如碳酸钙、滑石粉和二氧化钛等，但是添加了填料之后不仅对纸张的性能产生了巨大的影响，例如引起纸张环压指数、耐破指数、耐折次数、挺度、内结合强度和层间结合力等的下降，而且还会影响造纸机的运行。因为加入的填料无法完全附着于纸上，一部分会被水带走而沉淀到滤布上，影响滤布的使用寿命，造成不必要的停机检修等，给造纸厂带来不必要的损失。因此，如何在不降低纸张性能的前提下，提高纸张的灰分，减少纤维的用量，成为了造纸行业所关心的重中之重。但是高灰分和良好的纸张性能是一对矛盾体，因此对于提高纸张灰分的助剂的研发成了解决造纸业节能减排的颈瓶的方法之一。提高纸张灰分的助剂是一类既能够增加纸张灰分，同时又不降低纸张性能的物质。由于填料特别是碳酸钙属于偏阴离子型的物质，而纤维也是一类带有阴离子基团的物质，要使两者能够比较好的结合在一起，就要加入一些带有正电荷的物质，如阳离子型的聚丙烯酰胺和阳离子型的淀粉等，由于这些助剂是高分子直链聚合物或者网状天然高分子，很容易引起纤维的絮凝而导致纸张性能的下降。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种既能提高纸张的灰分又不会影响纸张性能的助剂及其制备方法。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种提高纸张灰分的助剂，所述助剂的结构通式为：其中，R1为氢、甲基和乙基中的一种；R2、R4均为高级脂肪醇基、铵基、三乙醇胺基、苯酰胺基、Na和K中的一种；R3、R6、R7、R8均为氢、甲基、乙基、羟甲基二甲胺基丙基、丁氧基甲基、烯丙基中的一种；R5为甲撑基或酰氧乙基；X为氯或溴；a、b均为0-50的整数。进一步的，所述助剂由如下重量份的原料制备而成：含羟基的天然高分子10-20份、酰胺类不饱和单体30-80份和铵盐类阳离子单体40-70份。本专利技术采用的另一技术方案为：一种提高纸张灰分的助剂的制备方法，将溶剂、引发剂和所述重量份的原料进行混合，然后将混合后的混合物于65-75℃条件下反应2-4h，获得所述助剂。本专利技术的有益效果在于：该助剂支链上的阳离子型基团可以“锚固”在带有阴离子基团的填料上，并且助剂主链与纤维的结构相似，与纤维的结合力强，通过此种助剂可以将填料(碳酸钙)牢牢地与纤维结合在一起，使其更容易附着在纸上提高纸张的灰分，并且不会导致纸张性能下降以及出现掉粉等现象；本专利技术制备助剂的原料来源广泛，制备方法简单，易于批量化生产。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、所实现目的及效果，以下结合实施方式予以说明。本专利技术最关键的构思在于：助剂的结构通式为：分子骨架由主链和许多支链组成，支链上含有阳离子型的胺基，主链上含有大量的羟基。一种提高纸张灰分的助剂，所述助剂的结构通式为：其中，R1为氢、甲基和乙基中的一种；R2、R4均为高级脂肪醇基、铵基、三乙醇胺基、苯酰胺基、Na和K中的一种；R3、R6、R7、R8均为氢、甲基、乙基、羟甲基二甲胺基丙基、丁氧基甲基、烯丙基中的一种；R5为甲撑基或酰氧乙基；X为氯或溴；a、b均为0-50的整数。本专利技术的原理是：该助剂为梳状结构聚合物，分子骨架由主链和许多支链组成，支链上含有阳离子型的胺基，依靠这些阳离子型的胺基基团，支链可以“锚固”在带有阴离子基团的填料上。主链上的羟基与纤维的结构相似，与纤维的结合力强，因此通过此种助剂可以将填料牢牢地与纤维结合在一起，并且不会导致纸张性能下降以及出现掉粉等现象。从上述描述可知，本专利技术的有益效果在于：该助剂支链上的阳离子型基团可以“锚固”在带有阴离子基团的填料(碳酸钙)上，并且助剂主链与纤维的结构相似，与纤维的结合力强，通过此种助剂可以将填料牢牢地与纤维结合在一起，不会导致纸张性能下降以及出现掉粉等现象。进一步的，所述助剂由如下重量份的原料制备而成：含羟基的天然高分子10-20份、酰胺类不饱和单体30-80份和铵盐类阳离子单体40-70份。由上述描述可知，制备助剂的原料来源广泛，易于获得。进一步的，所述含羟基的天然高分子为玉米淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉、磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉、纤维素、羧甲基纤维素、纤维素醚、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、果胶、卡拉胶、阳离子瓜尔胶、黄原胶和海藻酸盐中的至少一种。由上述描述可知，含羟基的天然高分子可以根据需要选择一种或者多种混合。进一步的，所述酰胺类不饱和单体为N-羟甲基甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺、N-丁氧甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和N-叔丁基丁烯酰胺中的至少一种。进一步的，所述铵盐类阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N，N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵、二乙基二烯丙基氯化铵和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵中的至少一种。由上述描述可知，酰胺类不饱和单体与铵盐类阳离子单体也可以根据需要选择一种或者多种进行共聚。一种提高纸张灰分的助剂的制备方法，将溶剂、引发剂和所述重量份的原料进行混合，然后将混合后的混合物于65-75℃条件下反应2-4h，获得所述助剂。由上述描述可知，助剂的制备方法简单，易于实现批量化生产。进一步的，所述引发剂为过氧化苯甲酰、过氧化月桂酰胺、过氧化苯甲酸叔丁酯、偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过氧化甲乙酮、过氧化环己酮、过氧化二碳酸二异丙酯和过氧化二碳酸二环己酯中的至少一种。进一步的，所述引发剂为氧化-还原引发体系，所述氧化还原引发体系为过氧化苯甲酰/蔗糖、叔丁基过氧化氢/雕白块、叔丁基过氧化氢/焦亚硫酸钠、过氧化苯甲酰/N，N-二甲基苯胺、过硫酸铵/亚硫酸氢钠、过硫酸钾/亚硫酸氢钠、过氧化氢/酒石酸、过氧化氢/雕白块、过硫酸铵/硫酸亚铁、过氧化氢/硫酸亚铁、过氧化苯甲酰//N，N-二乙基苯胺、过氧化苯甲酰/焦磷酸亚铁、过硫酸钾/硝酸银、过硫酸盐/硫醇、异丙苯过氧化氢/氯化亚铁、过硫酸钾/氯化亚铁、过氧化氢/氯化亚铁和异丙苯过氧化氢/四乙烯亚胺中的至少一种。由上述描述可知，引发剂可以选用一种或者多种配合使用，也可以选择氧化还原引发体系。进一步的，将所述引发剂滴加至溶剂和所述重量份的原料中。由上述描述可知，引发剂采用滴加的方式加入可以防止刚开始反应速率过快，也可以保证后期也具有较高的反应速度。进一步的，所述助剂的粘度10000-20000cps。由上述描述可知，反应完成后得到的是包含助剂的溶液，可以通过测试溶液的粘度来得到助剂的分子量。实施例一本专利技术的实施例一为：一种提高纸张灰分的助剂的制备方法，其原料来源广泛，制备过程简单。原料的准备：分别称取一定量的玉米淀粉(CST)、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺(DMAA)以及二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)备用，CST：DMAA：DADMAC的重量比为15:50:60；称取一定量的引发剂，本实施例的引本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提高纸张灰分的助剂，其特征在于，所述助剂的结构通式为：

【技术特征摘要】
1.一种提高纸张灰分的助剂，其特征在于，所述助剂的结构通式为：其中，R1为氢、甲基和乙基中的一种；R2、R4均为高级脂肪醇基、铵基、三乙醇胺基、苯酰胺基、Na和K中的一种；R3、R6、R7、R8均为氢、甲基、乙基、羟甲基二甲胺基丙基、丁氧基甲基、烯丙基中的一种；R5为甲撑基或酰氧乙基；X为氯或溴；a、b均为0-50的整数。2.根据权利要求1所述的提高纸张灰分的助剂，其特征在于，所述助剂由如下重量份的原料制备而成：含羟基的天然高分子10-20份、酰胺类不饱和单体30-80份和铵盐类阳离子单体40-70份。3.根据权利要求2所述的提高纸张灰分的助剂，其特征在于，所述含羟基的天然高分子为玉米淀粉、木薯淀粉、绿豆淀粉、马铃薯淀粉、小麦淀粉、甘薯淀粉、磷酸酯淀粉、酸解淀粉、阳离子淀粉、羧甲基淀粉、纤维素、羧甲基纤维素、纤维素醚、甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、果胶、卡拉胶、阳离子瓜尔胶、黄原胶和海藻酸盐中的至少一种。4.根据权利要求2所述的提高纸张灰分的助剂，其特征在于，所述酰胺类不饱和单体为N-羟甲基甲基丙烯酰胺、二甲胺基丙基甲基丙烯酰胺、N-丁氧甲基丙烯酰胺、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酰丙基三甲基氯化铵、N-(3-二甲氨基丙基)甲基丙烯酰胺和N-叔丁基丁烯酰胺中的至少一种。5.根据权利要求2所述的提高纸张灰分的助剂，其特征在于，所述铵盐类阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、N，N-二甲基-N-苄基-N-丙烯酰胺基氯化铵、二乙基二烯丙基氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾祥庚，陈学欣，邱炳生，伍腾龙，曾永坚，黄继富，
申请(专利权)人：威尔福建生物有限公司，
类型：发明
国别省市：福建,35