用于制备由乙二醛化的聚丙烯酰胺组成的干增强剂的方法技术

在用于制备干增强剂，尤其是制备乙二醛化的聚丙烯酰胺的方法中，其中在搅拌下借助循环泵向聚丙烯酰胺的水溶液添加乙二醛(草酸醛)，通过在碱性pH值，尤其是大于8的pH值下添加碱，尤其是强碱而开始反应，并且在搅拌和/或循环下使其反应，然后在经过预定的反应时间之后，通过在搅拌和/或循环下添加酸而停止反应，其中所述方法以间歇方法进行，其中乙二醛与过量的聚丙烯酰胺在含水的碱性介质中的定量反应通过选自以下的至少一个，优选至少两个因素来控制和/或调节：a)浊度测量，b)根据温度的pH值调整，c)根据反应时间的pH值调整，d)pH值的下降，或e)循环泵的电流消耗。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于制备由乙二醛化的聚丙烯酰胺组成的干增强剂的方法
本专利技术涉及用于制备干增强剂，尤其是制备乙二醛化的(glyoxyliertem)聚丙烯酰胺的干增强剂的方法，其中在搅拌下借助循环泵向聚丙烯酰胺的水溶液添加乙二醛(草酸醛)，反应通过在碱性pH值，尤其是大于8的pH值下添加碱，尤其是强碱而开始，并且在搅拌和/或循环下使其反应，然后在经过预定的反应时间之后，通过在搅拌和/或循环下添加酸而停止反应。
技术介绍
用于制备用于造纸业的干增强剂的方法是已知的，其中大部分方法连续地运行。在这种类型的方法中，通常使乙烯基酰胺聚合物的基本上水性的反应混合物与反应性纤维素试剂在碱性pH下反应预定时间，其中在形成加合物之前和期间测量许多因素，例如进入的水的温度、反应混合物的pH、反应性纤维素材料的消耗量、乙烯基酰胺聚合物的浓度等，以可以在形成期望的加合物时及时停止反应。为了可以及时停止该反应，除了大量不同的测量以外，尤其是已进行用于确定反应程度的粘度测量。大部分已知方法导致并非原位制备的而是借助槽车运输至最终消费者并且在那里稀释至反应需要的浓度即约3至4％的产物。该已知的方法的不利之处在于，必须运输巨大的液体量并且另一方面产物尽管添加了稳定剂也要受到运输影响并且因此缩短了总体的储存时间或者保存期。因此，US7,875,676描述了用于制备反应性纤维素聚乙烯基酰胺加合物的方法，其中使乙烯基酰胺聚合物和反应性纤维素试剂的含水反应混合物连续反应，并且在反应期间测量粘度。当在25℃的温度时粘度不超过30cP时，停止反应。其中测量加合物的粘度的这种类型的方法具有如下问题，如果忽视了停止反应的时间点，即粘度升高过多，则形成水不溶性凝胶，其不可作为干增强剂使用。此外，这样的乙二醛化的加合物含有显著的量的有机物质或者溶剂，如有机油类，其不仅是成本密集的而且是高挥发性的，这显示了这种类型的加合物的使用。由WO2009/059725可以得到乙二醛化的N-乙烯基胺，其中使丙烯酰胺与二烯丙基二甲基氯化铵的混合物乙二醛化，其中排他地借助浊度测量跟踪反应，从而何时出现定量反应的准确终点或者准确结论似乎是不可能的。此外，商业上可以获得的乙二醛化的聚乙烯基酰胺加合物受到这样的损害：其仅具有几周的非常短的储存期，其中该储存期取决于pH值，浓度和储存温度，这在实际使用中是有问题的，因为始终必须注意新递送的或者新提供的加合物。为了在这样的程序中至少勉强经济地运行，提供具有对于使用而言过高的乙烯基酰胺聚合物浓度并且因此必须在实际使用之前的产物，以使得有意义的反应成为可能。最后，在大多数已知方法中，当达到期望的粘度时，大量未反应的草酸醛留在产物中，由此产生的不利之处在于，这种类型的产物不能作为干增强剂使用。乙二醛化的聚丙烯酰胺作为干增强剂用于增强纸和纸板的使用以及用草酸醛或反应性纤维素试剂改性而使其为热固性的纤维素的反应性水溶性乙烯基酰胺共聚物的使用被用于强化纸和纸板。然而由于将草酸醛用作交联剂，所以在这些产物中出现关于这种类型的悬浮液的稳定性和储存的问题，其由于降低的稳定性具有介于约3至6周之间的保存期。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供用于制备干增强剂的方法，采用所述方法成功地使草酸醛在反应混合物中定量反应并且因此提供具有延长的储存稳定性的全体地、尤其是在制备之后直接可使用的干增强剂。本专利技术的目的还在于提供制备干增强剂的方法，所述方法可以这样精确地控制，使得可以明确地确定反应混合物中的草酸醛的定量反应。为了实现该目的，根据本专利技术的方法的特征基本上在于，所述方法以间歇的方式进行，其中乙二醛与过量的聚丙烯酰胺在含水的碱性介质中的定量反应通过选自以下的至少一个，优选至少两个因素来控制和/或调节：a)浊度测量b)根据温度的pH值调整c)根据反应时间的pH值调整d)pH值的下降，或e)循环泵的电流消耗。通过作为间歇方法进行的方法，可以在任意批料中根据多个因素控制或者调节乙二醛与过量的聚丙烯酰胺在含水的碱性介质中的定量反应。通过在反应期间同时测量这些因素的至少两个，在每个批料的情况下成功地制备可重现的或者可精确重现的产物。其中分别两个同时考虑为控制量或者调节量的单个因素在此为以下：a)浊度测量经证实，浊度的改变是反应的转化程度的指示，其中反应混合物具有通常在5至15NTU范围内的初始浊度。当浊度在反应期间升高一定的值时，这是达到期望的转化程度并且可以通过添加酸防止另外的反应的指示。如果通过添加酸为停止反应，则浊度进一步升高。优选地，浊度测量在此作为差异测量而进行，由此初始浊度的值并不进入测量并且总是获得明确的结果。b)通过温度的pH值调整原则上关于聚丙烯酰胺与乙二醛的反应应当注意到，始终在溶液具有碱性pH时发生反应。在此，反应时间根据pH值而改变，这会需要装置的相对耗费的控制或者调节。然而出人意料地证实，反应时间基本上保持恒定或者可以预先设定，和介于12和18分钟之间的反应时间是过长的反应时间(此时装置的生产能力急剧降低)与过短的反应时间(此时在装置的容器壁上和管线中可以观察到增加的污垢形成)之间的最佳时间。因此，除了pH值以外，温度也是用于控制反应速率的重要因素。然而因为在实践中几乎不可能使反应混合物的温度始终保持恒定，所以根据本专利技术通过温度进行pH值调整，即输入温度修正因子，由所述温度修正因子出发使pH值自动地按每度温度差异降低或升高一定值。作为设定值，可以选择例如20℃。c)通过反应时间的pH值调整还可能的是通过反应时间修正pH值。在此基本上如此进行：调节pH值，通过所述pH值修正在时间偏差的情况下的pH设定值，直至达到定量转化。此外，确定在几个连续发生的时间偏差的情况下允许降低pH设定值的最小pH，完全类似地确定在几个连续的时间偏差的情况下允许升高pH设定值的最大pH。根据本专利技术只有在预先确定数量的超出和欠缺之后才进行pH值修正，由此避免必须在每个偏差时立即修正。因此在批料超出或欠缺期望的反应时间一定值时(其中在此还可以确定死区范围，即不进入测量的范围)，并不贮存偏差性反应时间，并且在下一批料出现相同偏差时，自动进行修正。d)pH值的下降在乙二醛化的聚丙烯酰胺与乙二醛反应时，在反应期间测量pH值的下降。因此还可以如此控制或者调节反应，使得当观察到该pH值下降时停止反应，因为所述反应同样将会定量地完成。e)循环泵的电流消耗最后可能的是，通过一体化在其中进行根据本专利技术的反应的装置中的循环泵的电流消耗控制或者调节反应。在此，循环泵在反应期间指示稳定上升的电流消耗，这在定量反应结束时突然调节为恒定的不再升高的值，因此指示反应结束。所指示的和任选地还记录的循环泵的该电流消耗因此同样可以用于控制所述方法。根据本专利技术，测量或者测定所述参数的至少两个，以通过反应结束，即通过乙二醛或者草酸醛与聚丙烯酰胺的定量反应提供可靠的指示。采用这种类型的方法控制，以出人意料的方式成功地制备聚丙烯酰胺与草酸醛的加合物，所述加合物相对于常规的加合物在降低的加合物水含量的同时具有明显提高的储存稳定性，这可以归因于缺少残余量的未反应的草酸醛。如果如与本专利技术的另一实施方案对应，以3:1至10:1，尤其是5:1至6:1的量的比例使用聚丙烯酰胺和乙二醛，则根据本专利技术将会保证特别可靠的方法控制并且尤本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于制备干增强剂，尤其是制备乙二醛化的聚丙烯酰胺的方法，其中在搅拌下借助循环泵向聚丙烯酰胺的水溶液添加乙二醛(草酸醛)，通过在碱性pH值，尤其是大于8的pH值下添加碱，尤其是强碱而开始反应，并且在搅拌和/或循环下使其反应，然后在经过预定的反应时间之后，通过在搅拌和/或循环下添加酸而停止反应，其特征在于，所述方法以间歇的方式进行，其中乙二醛与过量的聚丙烯酰胺在含水的碱性介质中的定量反应通过选自以下的至少一个，优选至少两个因素来控制和/或调节：a)浊度测量b)根据温度的pH值调整c)根据反应时间的pH值调整d)pH值的下降，或e)循环泵的电流消耗。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.25 AT A212/20161.用于制备干增强剂，尤其是制备乙二醛化的聚丙烯酰胺的方法，其中在搅拌下借助循环泵向聚丙烯酰胺的水溶液添加乙二醛(草酸醛)，通过在碱性pH值，尤其是大于8的pH值下添加碱，尤其是强碱而开始反应，并且在搅拌和/或循环下使其反应，然后在经过预定的反应时间之后，通过在搅拌和/或循环下添加酸而停止反应，其特征在于，所述方法以间歇的方式进行，其中乙二醛与过量的聚丙烯酰胺在含水的碱性介质中的定量反应通过选自以下的至少一个，优选至少两个因素来控制和/或调节：a)浊度测量b)根据温度的pH值调整c)根据反应时间的pH值调整d)pH值的下降，或e)循环泵的电流消耗。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，以3:1至10:1，尤其是5:1至6:1的比例使用聚丙烯酰胺和乙二醛。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过用酸将反应混合物的pH值降低至介于2和6之间，尤其是3.5和4.5之间的值停止聚丙烯酰胺与乙二醛的反应。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在反应混合物的pH值降低开始至少0.1至约1，尤其是0.3的值之后，和/或在反应混合物的浊度升高4至10NTU，尤其是6NTU之后进行酸化。5.根据权利要求1、2或3所述的方法，其特征在于，从反应混合物的温度为25℃出发，随着反应混...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·克尔曼，
申请(专利权)人：应用化学商贸有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT