一种高固含量PAE树脂的合成方法技术

本发明专利技术提供一种高固含量PAE树脂的合成方法，属于PAE树脂合成领域，所述合成方法包括以下步骤：制备聚胺预聚体、环氧烷基化反应、PAE树脂改性。本发明专利技术的有益效果为：制得的PAE树脂在添加量仅为0.4wt%的条件下，即能够对纸张实现最佳增湿性能，纸张的干抗张指数可达59.22

【技术实现步骤摘要】
一种高固含量PAE树脂的合成方法


[0001]本专利技术涉及PAE树脂合成领域，尤其是涉及一种高固含量PAE树脂的合成方法。

技术介绍

[0002]随着回收废纸量的增加，纸机车速的提高，抄纸环境向中碱性条件的转变，白水回用次数的增加，以及白水封闭循环系统的使用，造纸企业对湿强剂提出了更高的要求，其不仅需要湿强剂能够有效适应中碱性环境抄纸，还需要不与白水中的阴离子垃圾产生沉淀或絮聚。另外，由于白水中存在有一定量的细小纤维，湿强剂还应具有一定的助滤作用。
[0003]目前，造纸湿强剂主要有以下几种：三聚氰胺甲醛树脂（MF树脂），脲醛树脂（UF树脂），酚醛树脂，聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂（PAE树脂）等。在众多湿强剂中，由于聚酰胺多胺环氧氯丙烷树脂（PAE树脂）具有无毒、污染低少、使用方便，具备助滤作用等优点，现已被国内外纸厂广泛采用，其已成为继MF树脂、UF树脂、酚醛树脂等造纸湿强剂之后的主流产品。与此同时，PAE树脂还具有增湿强效果好、pH适用范围大、纸张熟化程度高等优点。
[0004]但是，专利技术人经研究发现，现有的PAE树脂产品在造纸应用过程中，在PAE树脂低添加量（低于0.5wt%）条件下，PAE树脂无法对纸张实现最佳的增湿性能，纸张的干抗张强度、湿抗张强度等无法达到最佳值。同时，在前述的PAE树脂低添加量条件下，纸张的内结合性能无法获得有效改善，成品纸会出现有掉粉、掉毛等问题。进一步的，随着造纸技术的发展，其对于PAE树脂提出了更高的品质要求，在保证使用性能的同时，提高PAE树脂的固含量，改善PAE树脂的存储、运输性能，也变得尤为重要。
[0005]中国专利CN102898643B公开了一种改性PAE树脂的制备方法，其采用顺丁烯二酸酐、富马酸、氯乙酸、丙烯酸、甲基丙烯酸等羧基改性剂对PAE树脂进行改性。但是该专利的不足之处在于，制得各改性PAE树脂用于造纸生产过程中时，PAE树脂添加量要至少达1wt%，才能够实现其最佳的干抗张指数、湿抗张指数，在低添加量（低于0.5wt%）条件下，无法实现最佳性能。并且，在低添加量条件下，其对于纸张内结合性能的改善较为有限。

技术实现思路

[0006]为解决现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供一种高固含量PAE树脂的合成方法，在PAE树脂低添加量（低于0.5wt%）条件下，即能够实现对纸张的最佳增湿性能，并且能够有效改善纸张的内结合强度。
[0007]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种高固含量PAE树脂的合成方法，所述合成方法包括以下步骤：制备聚胺预聚体、环氧烷基化反应、PAE树脂改性。
[0008]所述制备聚胺预聚体的方法为，纯氮气气氛条件下，向反应器内投入预定份数的二乙烯三胺和改性壳聚糖，以1
‑
5℃/min的升温速率，升温至90
‑
110℃保温；搅拌条件下，采用1
‑
1.5g/min的投料速率，投入癸二酸；癸二酸投入过程中，控制温度在115
‑
125℃；癸二酸投入完成后，以0.5
‑
1℃/min的升温速率，升温至165
‑
175℃，保温3
‑
4h；然后自然冷却，待自
然冷却至60
‑
70℃时，投入去离子水，调整物料固含量至35
‑
40wt%，制得聚胺预聚体；优选的，所述二乙烯三胺、癸二酸、改性壳聚糖的重量份比值为40
‑
50：50
‑
65：3
‑
6。
[0009]所述改性壳聚糖的制备方法，由以下步骤组成：酸化、前处理、改性。
[0010]所述酸化的方法为，搅拌条件下，将预定份数的壳聚糖投入至5wt%的盐酸溶液中，搅拌20
‑
40min，制得酸化壳聚糖；所述壳聚糖的脱乙酰度为85
‑
95%；优选的，所述酸化步骤中，壳聚糖与盐酸溶液的体积比为1：60
‑
80。
[0011]所述前处理的方法为，将酸化壳聚糖升温至25
‑
30℃，在搅拌条件下，以0.2
‑
0.5mL/min的滴加速率，滴加预定份数的处理液；滴加完成后，在150
‑
180rpm搅拌条件下，升温至35
‑
45℃，保温30
‑
50min；然后以3
‑
6℃/min的降温速率，降温至20
‑
25℃，抽滤分离出固体物，投入至3
‑
5倍体积的去离子水中，超声分散10
‑
20min，完成前处理步骤，制得壳聚糖分散液；所述前处理步骤中，处理液由以下成分组成：乙二醛、戊二醛；所述乙二醛与戊二醛的重量份比值为1：2
‑
4；所述前处理步骤中，处理液与壳聚糖的重量份比值为0.5
‑
0.8：1；优选的，所述前处理步骤中，超声分散的操作为，超声频率为12
‑
15kHz，超声功率为300
‑
500W。
[0012]所述改性的方法为，在搅拌条件下，将壳聚糖分散液升温至30
‑
35℃，以0.2
‑
0.8mL/min的滴加速率，滴入预定份数的甲磺酸；甲磺酸滴加完成后，采用间歇式微波辐射1
‑
2h；然后自然冷却至室温，滤出固体物；将固体物投入至2
‑
5倍体积的去离子水中，超声分散20
‑
30min；然后在温度为50
‑
55℃，真空度为0.02
‑
0.04MPa条件下，真空干燥15
‑
20h，制得改性壳聚糖；所述改性步骤中，间歇式微波辐射过程中，保持物料温度稳定在35
‑
45℃范围内；所述改性步骤中，甲磺酸与壳聚糖的重量份比值为2
‑
3：1；优选的，所述改性步骤中，间歇式微波辐射的操作为，微波频率为1800
‑
2200MHz，微波功率为400
‑
500W；所述改性步骤中，超声分散的操作为，超声频率为10
‑
12kHz，超声功率为300
‑
500W。
[0013]所述环氧烷基化反应的方法为，调节所述聚胺预聚体的pH值至9
‑
10，在50
‑
55℃温度条件下，滴加环氧氯丙烷；滴加完成后，升温至70℃，保温2
‑
3h；加入硫酸，调节pH值至4
‑
5，制得PAE树脂；所述环氧烷基化反应步骤中，二乙烯三胺与环氧氯丙烷的重量份比值为1：1.15
‑
1.3；优选的，所述环氧烷基化反应步骤中，采用氨水调节所述聚胺预聚体的pH值至9
‑
10，以0.5
‑
1℃/min的升温速率，升温至50
‑
55℃保温；以0.1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高固含量PAE树脂的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括以下步骤：制备聚胺预聚体、环氧烷基化反应、PAE树脂改性；所述制备聚胺预聚体的方法为，纯氮气气氛条件下，向反应器内投入预定份数的二乙烯三胺和改性壳聚糖，以1
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5℃/min的升温速率，升温至90
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110℃保温；搅拌条件下，采用1
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1.5g/min的投料速率，投入癸二酸；癸二酸投入过程中，控制温度在115
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125℃；癸二酸投入完成后，以0.5
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1℃/min的升温速率，升温至165
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175℃，保温3
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4h；然后自然冷却，待自然冷却至60
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70℃时，投入去离子水，调整物料固含量至35
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40wt%，制得聚胺预聚体；所述二乙烯三胺、癸二酸、改性壳聚糖的重量份比值为40
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50：50
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65：3
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6；所述改性壳聚糖的制备方法，由以下步骤组成：酸化、前处理、改性；所述酸化的方法为，搅拌条件下，将预定份数的壳聚糖投入至5wt%的盐酸溶液中，搅拌20
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40min，制得酸化壳聚糖；所述壳聚糖的脱乙酰度为85
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95%；所述前处理的方法为，将酸化壳聚糖升温至25
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30℃，在搅拌条件下，以0.2
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0.5mL/min的滴加速率，滴加预定份数的处理液；滴加完成后，在150
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180rpm搅拌条件下，升温至35
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45℃，保温30
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50min；然后以3
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6℃/min的降温速率，降温至20
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25℃，抽滤分离出固体物，投入至3
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5倍体积的去离子水中，超声分散10
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20min，完成前处理步骤，制得壳聚糖分散液；所述前处理步骤中，处理液由以下成分组成：乙二醛、戊二醛；所述乙二醛与戊二醛的重量份比值为1：2
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4；所述前处理步骤中，处理液与壳聚糖的重量份比值为0.5
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0.8：1；所述改性的方法为，在搅拌条件下，将壳聚糖分散液升温至30
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35℃，以0.2
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0.8mL/min的滴加速率，滴入预定份数的甲磺酸；甲磺酸滴加完成后，采用间歇式微波辐射1
‑
2h；然后自然冷却至室温，滤出固体物；将固体物投入至2
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5倍体积的去离子水中，超声分散20
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30min；然后在温度为50
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55℃，真空度为0.02
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0.04MPa条件下，真空干燥15
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20h，制得改性壳聚糖；所述改性步骤中，间歇式微波辐射过程中，保持物料温度稳定在35
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45℃范围内；所述改性步骤中，甲磺酸与壳聚糖的重量份比值为2
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3：1；所述环氧烷基化反应的方法为，调节所述聚胺预聚体的pH值至9
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10，在50
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55℃温度条件下，滴加环氧氯丙烷；滴加完成后，升温至70℃，保温2
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3h；加入硫酸，调节pH值至4
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5，制得PAE树脂；所述环氧烷基化反应步骤中，二乙烯三胺与环氧氯丙烷的重量份比值...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军，王丙奎，张革仓，白永亮，
申请(专利权)人：山东奥赛新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：