一种碳酸钙研磨用两性分散剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种碳酸钙研磨用两性分散剂及其制备方法，由去离子水42～48份、亚硫酸钠1～3份、丙烯酸29～31份、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺1～2份、马来酸酐1～2份、丙烯酸羟乙酯1～2份、过硫酸钠0.5～0.7份、液碱12～14份制备而成，制备方法包括链转移剂溶解、形成均相的单体混合溶液、引发剂溶液、得到中和剂溶液、形成分散剂分子、调节料液PH值等步骤；本发明专利技术的优点在于：提高了产品储存稳定性，也有利于浆钙的运输，提高了分散剂的分散性能，降低了分散剂的单耗，不含对人体及环境有害的成分，涂层不易断裂且与基材纤维结合牢固，工艺路线简单,生产成本低、能耗小。

An amphoteric dispersant for grinding calcium carbonate and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种碳酸钙研磨用两性分散剂及其制备方法
本专利技术涉及一种分散剂，具体地说是一种碳酸钙研磨用两性分散剂及其制备方法，属于分散剂领域。
技术介绍
目前，传统的碳酸钙研磨用两性分散剂主要是通过中和法、聚合法和皂化法来合成，在合成中为了保证产物相对分子质量分布均匀，往往加入链转移剂来调节相对分子质量。具体讲：在合成相对低分子质量聚丙烯酸钠的过程中，以丙烯酸为聚合单体、过硫酸钠为引发剂、一般添加异丙醇或十二烷基硫醇等作链转移剂，最后用液碱中和，为增加将该产品稳定性加入磷酸盐或次磷酸盐。上述方法存在以下问题：1.分子结构以直链为主，支链（-COONA）较短，且只带负电荷，不利于浆钙的储存稳定性；2.工艺过程要蒸馏回收链转移剂,能耗较大；3.浆钙粒径分布范围宽，故影响后续纸张涂面的色泽；4.玻璃化温度较高（-10℃左右），不利于北方气候条件下的储存和运输；5.因为含磷酸盐，成品使用后，成纸对人体健康造成危害，对水体造成污染。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术设计了一种碳酸钙研磨用两性分散剂及其制备方法，提高了产品储存稳定性，也有利于浆钙的运输，提高了分散剂的分散性能，降低了分散剂的单耗，不含对人体及环境有害的成分，涂层不易断裂且与基材纤维结合牢固，工艺路线简单,生产成本低、能耗小。本专利技术的技术方案为：一种碳酸钙研磨用两性分散剂，由以下重量份的原料制备而成：去离子水42～48份、亚硫酸钠1～3份、丙烯酸29～31份、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺1～2份、马来酸酐1～2份、丙烯酸羟乙酯1～2份、过硫酸钠0.5～0.7份、液碱12～14份；所述液碱的质量分数为48%；所述液碱用于调节PH值在6.0～8.0之间。一种碳酸钙研磨用两性分散剂的制备方法，包括以下步骤：（1）反应釜中加入去离子水34～36份、亚硫酸钠0.5～1.5份，加热升温至80℃，链转移剂溶解，为下一步反应提供热能；（2）在滴加桶1中加入丙烯酸29～31份、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺1～2份、马来酸酐1～2份、丙烯酸羟乙酯1～2份、亚硫酸钠0.5～1.5份及去离子水5～7份，搅拌彻底溶解得到A*料，形成均相的单体混合溶液；（3）在滴加桶2中将过硫酸钠0.5～0.7份、去离子水3～5份彻底溶解得到B*料，作为引发剂溶液；（4）在滴加桶3中将质量分数48%液碱溶液12～14份作为C*料，得到中和剂溶液；（5）维持步骤（1）的反应釜料温80～85℃，用时3～4h将步骤（2）的A*料与步骤（3）的B*料滴加入步骤（1）的反应釜中，保持两者同时匀速滴毕，继续搅拌保温反应60min，通过过硫酸钠-亚硫酸钠作为氧化还原引发体系，引发单体聚合，形成分散剂分子；（6）保温毕，降温至50℃以下后，缓慢滴入步骤（4）的C*料，调节料液PH值在6.0～8.0之间，固含量在41～42.0之间，期间温控50～60℃之间，最后加水4～6份，降温出料，即为本专利技术一种碳酸钙研磨用两性分散剂产品。本专利技术采用丙烯酸（AA）、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺、丙烯酸羟乙酯、马来酸酐进行共聚反应，过硫酸钠-亚硫酸钠为氧化还原引发体系，亚硫酸钠同时作链转移剂，液碱为中和剂，合成相对分子质量在2000～3000的两性聚丙烯酸钠分散剂。其中，N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺、马来酸酐、丙烯酸羟乙酯及丙烯酸四元共聚，形成含长支链的两性分子结构；过硫酸钠-亚硫酸钠为氧化还原引发体系，亚硫酸钠同时作链转移剂，不含对人体及环境有害的成分；因分子结构长枝化且氨基化，产品使用后，浆钙体系内部形成触变体结构，提高了产品储存稳定性，也有利于浆钙的运输；马来酸酐的加入提高了分子负电荷密度，N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺作为分子结构保护剂单体，使之在高温使用过程中不至于断链失效。两者的结合大大提高了分散剂的分散性能，降低了分散剂的单耗。N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺作为成膜助剂单体，成品浆钙用于纸张涂布，涂层不易断裂且与基材纤维结合牢固。分子结构中引入丙烯酸羟乙酯链节，提高了分子链柔性，降低了聚合物的玻璃化温度，便于低温条件下的储存、运输及使用。本专利技术的优点在于：提高了产品储存稳定性，也有利于浆钙的运输，提高了分散剂的分散性能，降低了分散剂的单耗，不含对人体及环境有害的成分，涂层不易断裂且与基材纤维结合牢固，工艺路线简单,生产成本低、能耗小。下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。具体实施方式以下对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本专利技术中涉及到的百分号“%”，若未特别说明，是指质量百分比；但溶液的百分比，除另有规定外，是指溶液100ml中含有溶质若干克；液体之间的百分比，是指20℃时容量的比例。实施例1一种碳酸钙研磨用两性分散剂，由以下重量份的原料制备而成：一种碳酸钙研磨用两性分散剂的制备方法，包括以下步骤：（1）反应釜中加入去离子水34～36份、亚硫酸钠0.5～1.5份，加热升温至80℃；（2）在滴加桶1中加入丙烯酸29～31份、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺1～2份、马来酸酐1～2份、丙烯酸羟乙酯1～2份、亚硫酸钠0.5～1.5份及去离子水5～7份，搅拌彻底溶解得到A*料；（3）在滴加桶2中将过硫酸钠0.5～0.7份、去离子水3～5份彻底溶解得到B*料；（4）在滴加桶3中将质量分数48%液碱溶液12～14份作为C*料；（5）维持步骤（1）的反应釜料温80～85℃，用时3～4h将步骤（2）的A*料与步骤（3）的B*料滴加入步骤（1）的反应釜中，保持两者同时匀速滴毕，继续搅拌保温反应60min；（6）保温毕，降温至50℃以下后，缓慢滴入步骤（4）的C*料，期间温控50～60℃之间，最后加水4～6份，降温出料，即为本专利技术一种碳酸钙研磨用两性分散剂产品。实验例实验目的：本专利技术分散剂与日本产同级别诺普科分散剂研磨98级浆钙性能对比实验时间：2019年6月9日实验流程：1、开机先使用寿光产三德分散剂调试设备正常；2、使用三德调整到出成品后，开始切换到本专利技术产品；3、滴加本专利技术产品分散剂，保持稳定用量的情况下，切换成日本诺普科；4、生产正常且两者保持稳定用量，分别取浆钙样品进行熟化实验。研磨浆钙实验数据：用量核算依据磨机正常后，大约每小时出3吨干粉计算。本专利技术的两性分散剂与日本产诺普科分散剂研磨98级浆钙性能（粒径、粘度、用量）对比见表1。熟化实验数据，表2：结果分析，从上表1-2可以看出：1.本专利技术成品出料粘度（366mpa.s）低于日本诺普科研磨浆钙出料粘度（436mpa.s）；2.本专利技术成品粒径分布（本专利技术分散剂：1um粒径64.08%，2um粒径98.94%；日本诺普科：1um粒径64.58%，2um粒径98.78%）基本一致；3.本发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碳酸钙研磨用两性分散剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：去离子水42～48份、亚硫酸钠1～3份、丙烯酸29～31份、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺1～2份、马来酸酐1～2份、丙烯酸羟乙酯1～2份、过硫酸钠0.5～0.7份、液碱12～14份。/n

【技术特征摘要】
1.一种碳酸钙研磨用两性分散剂，其特征在于：由以下重量份的原料制备而成：去离子水42～48份、亚硫酸钠1～3份、丙烯酸29～31份、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺1～2份、马来酸酐1～2份、丙烯酸羟乙酯1～2份、过硫酸钠0.5～0.7份、液碱12～14份。


2.根据权利要求1所述的一种碳酸钙研磨用两性分散剂，其特征在于：所述液碱的质量分数为48%。


3.根据权利要求2所述的一种碳酸钙研磨用两性分散剂及其制备方法，其特征在于：所述液碱用于调节PH值在6.0～8.0之间。


4.一种如权利要求1-3任意一项所述的一种碳酸钙研磨用两性分散剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）反应釜中加入去离子水34～36份、亚硫酸钠0.5～1.5份，加热升温至80℃；
（2）在滴加桶1中加入丙烯酸29～31份、N,N二甲胺基丙基丙烯酰胺1～2份、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，王丙奎，
申请(专利权)人：山东金元新材料科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37