阴离子聚合物的制备方法及在造纸方法中作为强度剂的用途技术

本发明专利技术涉及在水溶液中制备水溶性阴离子聚合物的方法，包括至少以下的相继步骤：b)在水溶液中聚合包含至少5mol％的2‑丙烯酰胺基‑2‑甲基丙磺酸和/或其盐之一的阴离子单体以及任选的非离子单体，直至聚合物A的质量浓度为5‑40％，b)向在步骤a)获得的溶液中添加至少一种醛，c)将在步骤b)获得的溶液酸化至pH为3至4。本发明专利技术还涉及其在造纸方法中的用途。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】阴离子聚合物的制备方法及在造纸方法中作为强度剂的用途
本专利技术涉及一种制备水溶性阴离子聚合物的新方法，该水溶性阴离子聚合物是醛与包含至少5mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐的基础阴离子聚合物之间的反应产物。本专利技术的另一方面涉及使用这些聚合物的造纸方法。
技术介绍
由醛官能化的水溶性聚丙烯酰胺被广泛地用在造纸方法中，以尤其提高这些纸的特别是用于提高所生产纸的干强度。这些水溶性聚丙烯酰胺主要由阳离子或两性基础聚合物制成。水溶性阴离子聚合物的使用使得能够有利地改善纸的湿强度。然而，获得由醛官能化的水溶性阴离子聚合物的缺点在于，用于停止醛与基础聚合物之间的反应的酸处理伴随着聚合物水溶液粘度的大幅下降。如此获得的聚合物显示出低的应用性能。
技术实现思路
出乎意料的是，申请人已经开发了一种获得由醛官能化的水溶性阴离子聚合物的方法，该方法使得在停止反应时能够在不损失粘度的情况下获得聚合物溶液；并且开发了使用这些水溶性阴离子聚合物的造纸方法，该方法使得能够提供改善的干和湿强度的性能。本专利技术的第一方面涉及在水溶液中制备水溶性阴离子聚合物的方法，包括至少以下的相继步骤：a)在水溶液中聚合包含至少5mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐之一的阴离子单体以及任选的非离子单体，直至聚合物A的质量浓度为5-40％；b)向在步骤a)获得的溶液中添加至少一种醛；c)将在步骤b)获得的溶液酸化至pH为3至4。步骤a)的共聚以本领域技术人员已知的任何方式进行。不希望受限于任何理论，本专利技术人已经揭示出，有利地，在步骤a)中至少5mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐之一的存在使得能够在步骤c)中保持溶液的恒定粘度。另外，特别有利地，在步骤c)之后获得的组合物具有增加的随时间稳定性。优选地，在步骤a)获得的聚合物A包含5-30mol％的包含至少5mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐之一的阴离子单体，以及70-95mol％的至少一种非离子单体。除了2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐之一之外，在步骤a)中使用的阴离子单体优选选自丙烯酸或甲基丙烯酸、衣康酸和/或它们的盐。优选地，所述阴离子单体的盐是钠盐，并且2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸的盐是钠盐。在一种优选的实施方案中，步骤a)的非离子单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N二甲基丙烯酰胺和丙烯腈。优选地，在步骤a)获得的聚合物A是丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐的共聚物。有利地，其是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和丙烯酰胺的共聚物。优选地，这种聚合物A包含5-30mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐以及70-95mol％的丙烯酰胺，优选5-30mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠和70-95mol％的丙烯酰胺。优选地，步骤b)在搅拌下在反应器中在19-26℃的温度下实施。优选地，在添加开始时的pH被调节至10至11，例如使用10％氢氧化钠溶液进行调节。步骤a)的醛与聚合物A之间的反应伴随有水溶液粘度的增加。在步骤b)中添加的醛以相对于在步骤a)获得的聚合物A计为1-30％的质量浓度添加。优选地，该醛选自乙二醛、戊二醛、呋喃-二醛、2-羟基己二醛、琥珀醛、二醛淀粉、2,2-二甲氧基乙醛、二环氧化合物及其组合。更优选地，该醛为乙二醛。步骤c)优选在19-26℃的温度下在反应器中优选在搅拌下通过添加酸如硫酸来进行。根据另一种优选的实施方案，在步骤a)获得的聚合物A可被支化，为此可在步骤a)中添加自由基支化剂，所述自由基支化剂可尤其选自亚甲基双丙烯酰胺(MBA)、乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙烯酰胺、丙烯酸氰甲基酯、乙烯氧基乙基丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯、三烯丙基胺。优选地，在步骤a)中添加的支化剂的含量相对于聚合物的质量为5-5000ppm。本专利技术还涉及通过本专利技术的方法获得的水溶性阴离子聚合物。本专利技术还涉及使用本专利技术的水溶性阴离子聚合物的造纸方法。因而，本专利技术涉及水溶性阴离子聚合物在造纸方法中的用途。在本专利技术的范围中，造纸方法对应于用于制造纸、纸板或类似物的方法，特别是用于制造纸、纸板或类似物的薄片材(feuille)的方法。本专利技术的水溶性阴离子聚合物可以与阳离子聚合物组合添加以提高对其的保留。本专利技术的水溶性阴离子聚合物使得能够在其与用于湿强度的阳离子树脂结合时提高阳离子树脂的性能。有关的阳离子聚合物是以下类型的：PAE(聚氨基聚酰胺-表氯醇)，聚乙烯胺，乙二醛化的聚丙烯酰胺，PEI(聚乙烯亚胺)，PA(聚胺-EPI)，通过霍夫曼降解获得的聚合物，聚丙烯酰胺和淀粉。优选地，本专利技术的阴离子聚合物与阳离子树脂之间的质量比为2/1至1/10。根据本专利技术，在形成纸、纸板或类似物的薄片材之前或之后，该水溶性阴离子聚合物被添加到造纸过程。因此，纤维素材料与本专利技术聚合物的接触可以以不同的方式进行，并且尤其按照本领域技术人员已知的典型方法进行。可以将该水溶性阴离子聚合物以稀释或未稀释的水溶液的形式添加到纤维素材料中。它可以通过浸渍技术进行施加，或者可以在造纸方法中通常引入干强度剂的任何阶段处直接添加到纤维悬浮液中。因而，根据本专利技术的聚合物可被引入到稠浆(英文为“thickstock”)或稀浆(英文为“thinstock”)中。其可被添加到混合泵或过滤筛处。优选地，在流浆箱之前添加该聚合物。优选地，根据本专利技术的聚合物工业上被注入到纤维悬浮液中，即在其被白水(稠浆)稀释之前。浆料的稠度约为纤维素纤维的2-5％质量。根据本专利技术的造纸方法可以使用任何类型的纸浆来进行，所述纸浆例如是原生纤维浆(牛皮纸，亚硫酸氢盐)，回用纤维，脱墨浆，机械和热机械浆。最终聚合物可有利地在造纸机附近制备。优选地，在本专利技术的造纸方法中，添加剂是根据本专利技术的水溶性阴离子聚合物，其是由包含至少5mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐和70-95mol％的丙烯酰胺的本专利技术聚合物A与1-30％重量的乙二醛之间的反应获得的。更优选地，该水溶性阴离子聚合物由本专利技术的聚合物A与1-30％重量的乙二醛之间的反应获得，该聚合物A由5-30mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐和70-95mol％的丙烯酰胺组成。由本专利技术方法获得的水溶性阴离子聚合物具有改善的稳定性，此外，使用这些聚合物的造纸方法还使得能够改善纸的湿强度和干强度的性能。从下面的实施例中可以清楚地理解本专利技术及其产生的优点。具体实施方式实施例本专利技术化合物的合成方案基础(共)聚合物(共聚物A)的合成使用丙烯酰胺和2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸钠(85/15，mol％)的共聚物A进行实施例1和3。为此，将这两种单体引入到反应器中，以在过硫酸钠和偏亚硫酸氢钠(本领域技术人员众所周知的催化剂)的存在下进行聚合。对于实施例2，其聚合物A本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.在水溶液中制备水溶性阴离子聚合物的方法，包括至少以下的相继步骤：/na)在水溶液中聚合包含至少5mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐之一的阴离子单体以及任选的非离子单体，直至聚合物A的质量浓度为5-40％；/nb)向在步骤a)获得的溶液中添加至少一种醛；/nc)将在步骤b)获得的溶液酸化至pH为3至4。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180330 FR 18528131.在水溶液中制备水溶性阴离子聚合物的方法，包括至少以下的相继步骤：
a)在水溶液中聚合包含至少5mol％的2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐之一的阴离子单体以及任选的非离子单体，直至聚合物A的质量浓度为5-40％；
b)向在步骤a)获得的溶液中添加至少一种醛；
c)将在步骤b)获得的溶液酸化至pH为3至4。


2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在步骤a)之后获得的聚合物A包含5-30mol％的阴离子单体和70-95mol％的至少一种非离子单体。


3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，该非离子单体选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N,N二甲基丙烯酰胺和丙烯腈。


4.根据权利要求1-3中任一项的方法，其特征在于，该聚合物A是丙烯酰胺与2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和/或其盐的共聚物。


5.根据权利要求1-4中任一项的方法，其特征在于，对于步骤b)，添加1-30％质量的醛，该醛选自乙二醛、戊二醛、呋喃-二醛、2-羟基己二醛、琥珀醛、二醛淀粉、2,2-二甲氧基乙醛、二环氧化合物及其组合。


6.根据权利要求1-5中任一项的方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷内·亨德，塞里尔·巴里雷尔，雷米·奥利维尔，
申请(专利权)人：SPCM股份公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR