一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法，涉及高分子聚合技术领域，该方法包括：将盐类化合物和醇类有机物依次加入去离子水中进行搅拌混匀，得到反应介质；将丙烯酰胺、阴离子单体、阳离子单体、N

【技术实现步骤摘要】
一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高分子聚合
，特别涉及一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]聚丙烯酰胺(PAM)是一类重要的水溶性高分子聚合物，可以引进各种离子基团以得到特定的性能，其广泛应用于化工、冶金、地质、煤炭、石油、造纸和水处理等各个领域，具有“百业助剂”的称号。阳离子型聚丙烯酰胺乳液主要用作造纸助留剂，利用其自身所带电荷增强纸浆中纤维间的吸附力从而增强纤维的留着率，通过改变造纸浆料的徐凝状态，达到减少纤维和填料的流逝以及降低污染负荷的效果，尤其适用于白水封闭循环系统或包括白水回收的造纸机。
[0003]鉴于污染防治力度不断加大的现实需求，对造纸助剂的相关产品质量也提出了更高的要求。为了提高纸页物理性能、改善抄纸的作业性，一方面需要降低添加量和提高效率；另一方面，随着抄纸速度的提高，剪切力和水温也相应增加；白水封闭循环程度的增加及纤维回收利用率的提高还使得白水中无机盐含量增加，进而导致电导率提高。但是，现有使用较为广泛的用作造纸助留剂的阳离子型聚丙烯酰胺并不能解决上述问题。
[0004]目前，随着纸料系统的复杂化和白水封闭循环程度的增加，两性聚丙烯酰胺由于同时含有阴离子基和阳离子基，其应用范围更宽。但是，现有两性聚丙烯酰胺在高剪切力、高电导率等复杂湿部化学条件下稳定性仍较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术提供了一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法。所述两性聚丙烯酰胺造纸助留剂具有网状结构，能够在高剪切力、高电导率等复杂湿部化学条件下具有优异的助留效果。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：（1）将盐类化合物和醇类有机物依次加入去离子水中进行搅拌混匀，得到反应介质；（2）将丙烯酰胺、阴离子单体、阳离子单体、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、结构调节剂、螯合剂和稳定剂依次加入到所述反应介质中并混合均匀，得到混合溶液；（3）向所述混合溶液通入氮气，然后加入复合引发剂引发聚合反应，得到反应产物溶液；（4）向所述反应产物溶液中加入盐析剂，得到作为所述两性聚丙烯酰胺造纸助留剂的两性聚丙烯酰胺。
[0007]优选地，在步骤（1）中，所述盐类化合物为硫酸铵、硫酸钠或硫酸钾；所述醇类有机物为聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚
乙二醇3000、聚乙二醇4000中的至少一种。
[0008]优选地，在步骤（2），所述稳定剂通过如下步骤制备得到：将丙烯酰胺和阳离子单体依次加入去离子水中并搅拌20
‑
30min，然后升温至50
‑
55℃，通入氮气30
‑
60min，再加入偶氮类引发剂引发聚合反应，并于70
‑
80℃下反应6
‑
8h，得到所述稳定剂。
[0009]优选地，在步骤（2）中，所述稳定剂为阳离子型聚丙烯酰胺水溶液，其中，所述稳定剂中阳离子型聚丙烯酰胺的固含量为18
‑
22%，阳离子型聚丙烯酰胺的黏均相对分子质量为100
‑
200万。
[0010]优选地，在步骤（2）中，所述稳定剂的制备中，所述丙烯酰胺与所述阳离子单体的质量比为（1
‑
3）:（7
‑
9）；所述偶氮类引发剂和所述丙烯酰胺的质量比为（0.0015
‑
0.003）:1；制备所述稳定剂所用的所述阳离子单体为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、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种。
[0011]优选地，在步骤（2）中，所述阴离子单体为烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠中的一种；与所述稳定剂依次加入的所述阳离子单体为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、二烯丙基二甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺中的至少一种。
[0012]优选地，在步骤（2）中，所述结构调节剂为聚乙二醇600二丙烯酸酯、聚乙二醇600二甲基丙烯酸酯、N
‑
乙烯基
‑
N
‑
甲基
‑2‑
丙烯酰胺、N
‑
烯丙基甲基丙烯酰胺中的一种；所述螯合剂为乙二胺四乙酸二钠、N
‑
羟乙基乙二胺三乙酸三钠、乙二胺四亚甲基膦酸钠和二乙烯三胺五甲叉膦酸五钠。
[0013]优选地，在步骤（2）中还包括：将所述混合溶液的pH调节至4.0
‑
5.0。
[0014]优选地，在步骤（2）中，所述丙烯酰胺、所述阴离子单体、所述阳离子单体的质量比为（5
‑
6）:（1.2
‑
1.5）:（3
‑
4）。
[0015]优选地，在步骤（3）中，所述复合引发剂包括氧化还原引发剂和偶氮类引发剂：所述氧化还原引发剂为过硫酸钾与亚硫酸氢钠的组合、过硫酸铵与亚硫酸氢钠的组合或过氧化氢与亚硫酸氢钠的组合；所述偶氮类引发剂为偶氮二异丁脒盐酸盐、偶氮二异丁咪唑啉盐酸盐、偶氮二异庚腈、偶氮二异丁腈中的至少一种；其中，所述偶氮类引发剂与所述氧化还原引发剂的质量比为1:（1
‑
1.5）。
[0016]优选地，在步骤（3）中，将步骤（2）得到的所述混合溶液升温至25
‑
30℃，然后通入氮气30
‑
60min，再加入所述复合引发剂引发聚合反应，并于60
‑
70℃下反应4
‑
5h，然后再于60
‑
70℃下保温8
‑
12h，得到所述反应产物溶液。
[0017]优选地，在步骤（4）中，向所述反应产物溶液中加入盐析剂，并搅拌2
‑
4h后，得到两性聚丙烯酰胺。
[0018]优选地，在步骤（4）中，所述盐析剂为硫酸铵、硫酸钠、硫酸锂、氯化钠、氯化铵、柠檬酸钠的至少一种。
[0019]优选地，制备所述两性聚丙烯酰胺所用到的原料包括如下重量份的组分：盐类化合物150
‑
200份，醇类有机物30
‑
50份，去离子水450
‑
650份，丙烯酰胺90
‑
110份，阴离子单体
20
‑
30份，阳离子单体50
‑
80份，N
‑
乙烯基吡咯烷酮2
‑
10份，结构调节剂1
‑
5份，螯合剂0.1
‑
0.15份，稳定剂40
‑
50份，复合引发剂0.1
‑
0.2份，盐析剂41
‑
60份。
[0020]第二方面，本专利技术提供了一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂，采用上本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：（1）将盐类化合物和醇类有机物依次加入去离子水中进行搅拌混匀，得到反应介质；（2）将丙烯酰胺、阴离子单体、阳离子单体、N
‑
乙烯基吡咯烷酮、结构调节剂、螯合剂和稳定剂依次加入到所述反应介质中并混合均匀，得到混合溶液；（3）向所述混合溶液通入氮气，然后加入复合引发剂引发聚合反应，得到反应产物溶液；（4）向所述反应产物溶液中加入盐析剂，得到作为所述两性聚丙烯酰胺造纸助留剂的两性聚丙烯酰胺。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（1）中，所述盐类化合物为硫酸铵、硫酸钠或硫酸钾；所述醇类有机物为聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000中的至少一种。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：在步骤（2），所述稳定剂通过如下步骤制备得到：将丙烯酰胺和阳离子单体依次加入去离子水中并搅拌20
‑
30min，然后升温至50
‑
55℃，通入氮气30
‑
60min，再加入偶氮类引发剂引发聚合反应，并于70
‑
80℃下反应6
‑
8h，得到所述稳定剂。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中：所述稳定剂为阳离子型聚丙烯酰胺水溶液，其中，所述稳定剂中阳离子型聚丙烯酰胺的固含量为18
‑
22%，阳离子型聚丙烯酰胺的黏均相对分子质量为100
‑
200万；和/或所述稳定剂的制备中，所述丙烯酰胺与所述阳离子单体的质量比为（1
‑
3）:（7
‑
9）；所述偶氮类引发剂和所述丙烯酰胺的质量比为（0.0015
‑
0.003）:1；制备所述稳定剂所用的所述阳离子单体为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、二烯丙基二甲基氯化铵中的一种。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中：所述阴离子单体为烯丙基磺酸钠、乙烯基磺酸钠、2
‑
丙烯酰胺基
‑2‑
甲基丙磺酸钠中的一种；与所述稳定剂依次加入的所述阳离子单体为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、二烯丙基二甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺中的至少一种；和/或所述结构调节剂为聚乙二醇600二丙烯酸酯、聚乙二醇600二甲基丙烯酸酯、N
‑
乙烯基
‑
N
‑
甲基
‑2‑
丙烯酰胺、N
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【专利技术属性】
技术研发人员：荣敏杰，刘超，许永升，于庆华，荣帅帅，
申请(专利权)人：山东诺尔生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：