一种改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂及其制备方法，涉及高分子聚合领域，该方法包括：将三聚氰胺和醛类化合物进行缩聚反应，得到三聚氰胺缩聚物；将三聚氰胺缩聚物和对甲基苯乙烯进行共聚反应，得到改性三聚氰胺缩聚物；将改性三聚氰胺缩聚物和磺化剂进行磺化反应，得到磺化改性三聚氰胺缩聚物；向反应器中加入磺化改性三聚氰胺缩聚物、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、结构调节剂、表面活性剂、链转移剂、去离子水和引发剂进行共聚反应，得到改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂。本发明专利技术制备的改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂溶解性能优异，耐温性和耐盐性能好，显著提高造纸留着率，降低白水浊度，减轻白水处理的负荷。负荷。

A modified polyacrylamide retention and drainage aid for papermaking and its preparation method

【技术实现步骤摘要】
一种改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂及其制备方法


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

技术介绍

[0002]聚丙烯酰胺(PAM)是一类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。聚丙烯酰胺分子量中含有与纤维、填料相反的电荷，用作造纸助留助滤剂，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絮凝状态，达到减少纤维和填料的流失、降低浆料上网的浓度和灰分以及延长形成网寿命的效果。
[0003]在制浆过程中，纸浆纤维又受到制浆设备的剪切破坏，产生了很多细小的纤维，但这些细小纤维在造纸过程中，大部分随着白水流失，现有造纸助留助滤剂能一定程度提高对细小纤维的留着，但其留着效果仍较差。同时，随着白水封闭循环程度的增加，白水中无机盐含量随之增加，这并不利于造纸助留助滤剂的溶解及其对细小纤维的吸附。
[0004]中国专利CN101157016A公开了一种膨润土双元微粒子造纸助留助滤剂的制备方法，通过蒙脱石、六偏磷酸钠、碳酸钠、硅溶胶和氢氧化铝制备得到的造纸助留助滤剂，提高了细小纤维物质的留着，降低了成本，降低了废弃物的排放。但是该产品中无机盐含量很高，随着白水封闭循环程度的增加，无机盐的含量只会更高，并不利于造纸助留助滤剂的溶解以及提高对细小纤维的留着。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂及其制备方法，能够提供耐盐耐温的造纸助留助滤剂，其溶解性能优异，并且显著提高造纸留着率，尤其是细小纤维的留着，降低了白水浊度，减轻了白水处理的负荷，并提高了生产效率。
[0006]第一方面，本专利技术提供了一种改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：（1）将三聚氰胺和醛类化合物进行缩聚反应，得到三聚氰胺缩聚物；（2）将所述三聚氰胺缩聚物和对甲基苯乙烯进行共聚反应，得到改性三聚氰胺缩聚物；（3）将所述改性三聚氰胺缩聚物和磺化剂进行磺化反应，得到磺化改性三聚氰胺缩聚物；（4）向反应器中加入所述磺化改性三聚氰胺缩聚物、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、结构调节剂、表面活性剂、链转移剂、去离子水和引发剂进行共聚反应，得到所述改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂。
[0007]优选地，在步骤（1）中，所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛中的至少一种；
所述三聚氰胺与所述醛类化合物的质量比为1:（3~3.5）。
[0008]优选地，在步骤（1）中，所述缩聚反应为在60~90℃下缩聚反应1~3h。
[0009]优选地，所述步骤（1）包括：将所述三聚氰胺置于去离子水中搅拌混匀，然后加入所述醛类化合物进行缩聚反应；其中，所述搅拌混匀的温度为40~60℃；所述三聚氰胺与所述去离子水的质量比为1:（1~2）。
[0010]优选地，在步骤（2）中，所述共聚反应为在70~100℃下共聚反应0.5~2h。
[0011]优选地，在步骤（2）中，所述对甲基苯乙烯和所述三聚氰胺缩聚物的质量比为1:（10~1000）。
[0012]优选地，在步骤（3）中，所述磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的至少一种；所述改性三聚氰胺缩聚物和所述磺化剂的质量比为1:（1~1.5）。
[0013]优选地，在步骤（3）中，所述磺化反应为在80~100℃下磺化反应1~3h。
[0014]优选地，在步骤（4）中，所述表面活性剂为十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠中的至少一种；所述结构调节剂为N,N
‑
亚甲基双丙烯酰胺。
[0015]优选地，所述引发剂为过硫酸盐；所述过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸钠、过硫酸铵、过硫酸钙、过硫酸氢钾、过硫酸氢钠、过硫酸氢氨或过硫酸氢钙；所述链转移剂为甲酸盐、巯基乙酸；所述甲酸盐为甲酸铵、甲酸钠、甲酸钾中的至少一种。
[0016]优选地，所述步骤（4）包括：在反应器中加入所述磺化改性三聚氰胺缩聚物、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、所述结构调节剂、所述表面活性剂和去离子水进行混匀，得到混合溶液，并向所述混合溶液中通入氮气，然后再加入所述引发剂和所述链转移剂进行共聚反应，得到所述改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂。
[0017]优选地，在步骤（4）中，所述得到混合溶液之后，还包括如下步骤：将所述混合溶液的pH调节至7~7.5；将所述混合溶液的温度调节至0~5℃。
[0018]优选地，在步骤（4）中，通入氮气的时间为30~40min；所述共聚反应的反应时间为1.5~2.5h。
[0019]优选地，制备所述改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂所用到的原料的重量份数如下：所述磺化改性三聚氰胺缩聚物5~50份，丙烯酰胺150~200份，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵80~100份，结构调节剂20~50份，表面活性剂1~15份，去离子水300~800份，链转移剂0.01~1份，引发剂0.001~1份。
[0020]第二方面，本专利技术提供了一种改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂，采用上述第一方面任一所述的制备方法制备得到。
[0021]优选地，所述改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂在水中的溶解时间为低于30min；造纸留着率＞90%；白水浊度小于20NYU，白水粘度保留率＞90%。
[0022]本专利技术与现有技术相比至少具有如下有益效果：
本专利技术首先通过三聚氰胺缩聚物和对甲基苯乙烯的共聚反应，得到带有碳碳双键的改性三聚氰胺缩聚物，然后基于磺化反应得到带有磺酸基团的磺化改性三聚氰胺缩聚物，最后由磺化改性三聚氰胺缩聚物与丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚制备得到改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂。相比于普通的造纸助留助滤剂，改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂在造纸留着率和白水浊度的性能强，而且溶解速度也很快。由于磺化改性三聚氰胺缩聚物的加入，增强了聚丙烯酰胺分子间的缔合效应，并形成网状结构，从而增强了对细小纤维和填料的吸附；同时该磺化改性三聚氰胺缩聚物为聚丙烯酰胺分子链提供了大量磺酸基团，不仅有效提高了聚丙烯酰胺在水中的溶解速度，而且降低了无机盐离子对聚丙烯酰胺水溶液的影响，从而增强了聚丙烯酰胺分子在白水中的耐盐和耐温性能。同时，加入结构调节剂使得聚丙烯酰胺形成了微交联网状结构，进一步增强了对细小纤维和填料的网捕作用，极大地降低了白水浊度。因此该改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂显著提高造纸留着率，降低了白水浊度，减轻了白水处理的负荷，并提高了造纸助留助滤剂在造纸工业中的生产效率。
[0023]在本专利技术中制备得到的改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂具有如下性质：在水中的溶解时间低于30min，具有优异的溶解性；造纸留着率＞90%，高达96.5%；白水浊度小于20NYU，3次循环后在50~80℃的白水粘度保留率＞90%，给造纸工业带来了极大的便利，且其制备方法简单，制备原料简单易得，且成本较低，适用于企业连续化大规模化生产。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：（1）将三聚氰胺和醛类化合物进行缩聚反应，得到三聚氰胺缩聚物；（2）将所述三聚氰胺缩聚物和对甲基苯乙烯进行共聚反应，得到改性三聚氰胺缩聚物；（3）将所述改性三聚氰胺缩聚物和磺化剂进行磺化反应，得到磺化改性三聚氰胺缩聚物；（4）向反应器中加入所述磺化改性三聚氰胺缩聚物、丙烯酰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、结构调节剂、表面活性剂、链转移剂、去离子水和引发剂进行共聚反应，得到所述改性聚丙烯酰胺造纸助留助滤剂。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：所述醛类化合物为甲醛、多聚甲醛中的至少一种；所述三聚氰胺与所述醛类化合物的质量比为1:（3~3.5）；和/或所述缩聚反应为在60~90℃下缩聚反应1~3h。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）包括：将所述三聚氰胺置于去离子水中搅拌混匀，然后加入所述醛类化合物进行缩聚反应；其中，所述搅拌混匀的温度为40~60℃；所述三聚氰胺与所述去离子水的质量比为1:（1~2）。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于, 在步骤（2）中：所述共聚反应为在70~100℃下共聚反应0.5~2h；和/或；所述对甲基苯乙烯和所述三聚氰胺缩聚物的质量比为1:（10~1000）。5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于, 在步骤（3）中：所述磺化剂为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠中的至少一种；所述改性三聚氰胺缩聚物和所述磺化剂的质量比为1:（1~1.5）；和/或所述磺化反应为在80~100℃下磺化反应1~3h。6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣敏杰，吴玉涛，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：