一种醛改性聚丙烯酰胺增强剂、制备方法及应用技术

本发明专利技术提供一种醛改性聚丙烯酰胺增强剂、制备方法及应用，属于纸张增强剂领域。所述醛改性聚丙烯酰胺增强剂的制备方法，由以下步骤组成：第一链转移剂、聚合、改性。所述醛改性聚丙烯酰胺增强剂用于造纸工艺中，能够在有效改善纸浆单程留着率、克服纸机断头频次多的问题，同时，进一步提高板纸的耐折度、耐破指数、环压指数、内结合强度，提高板纸灰分含量。提高板纸灰分含量。

【技术实现步骤摘要】
一种醛改性聚丙烯酰胺增强剂、制备方法及应用


[0001]本专利技术涉及纸张增强剂领域，尤其是涉及一种醛改性聚丙烯酰胺增强剂、制备方法及应用。

技术介绍

[0002]目前，我国的造纸工业中大量利用废纸制浆、草类纤维、二次纤维的原料进行造纸。对于废纸的回收利用率逐年提升，其虽然实现了对废纸的有效回用，但是废纸的回收利用率提高，也意味着废纸循环使用次数的增加，而必然导致制得的纸张性能的降低。
[0003]增强剂是目前造纸工业中增加纸张强度的一类重要化学品，真正意义上使用纸张增强剂是从20世纪50年代初开始的，以聚丙烯酰胺的成功工业化为标志。聚丙烯酰胺是一类性能优良且环境友好的高分子聚合物，被称为“标准造纸助剂”，其在各国造纸工业中所占的比例越来越大。
[0004]聚丙烯酰胺是由单体聚合得到的水溶性聚合物，其作为纸张增强剂的适当分子量为20
‑
50万。根据离子基团的不同可分为：阴离子聚丙烯酰胺（APAM）、阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）和两性聚丙烯酰胺（AmPAM）。其对纸张的增强作用机理主要为：纤维间氢键结合和静电吸附是干强度产生的主要原因，特别是氢键结合点多，结合力强（键能82kJ/mol），加入增强剂后能够加强氢键结合；同时，一些分子中含有的各种活性基，也可以和纤维上的羟基产生强的分子间相互作用及氢键结合。
[0005]经专利技术人研究发现，目前的国内造纸业，为降低生产成本，实现资源的有效回用，在纸浆中大量添加废纸纸浆、草类纤维、二次纤维等，其不但导致抄纸车速的降低，以及纸浆留着率的降低，还导致板纸物理性能下降。现有的纸张增强剂虽然能够在一定程度上增强纸张的强度，但无法在有效提升纸浆留着率、抄纸车速的同时；改善造纸过程中的压榨脱水性能。并且，现有增强剂对纸张的增强效果遭遇瓶颈，其对于纸张物理性能（如耐折度、环压指数、耐破强度等）的改善效果有待进一步提高。

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醛改性聚丙烯酰胺增强剂、制备方法及应用，能够有效提升造纸过程中纸浆留着率、抄纸车速的同时；改善造纸过程中的压榨脱水性能；以及进一步提高对纸张物理性能（如耐折度、环压指数、耐破强度等）的增强效果。
[0007]为解决以上技术问题，本专利技术采取的技术方案如下：一种醛改性聚丙烯酰胺增强剂的制备方法，由以下步骤组成：制备第一链转移剂、聚合、改性。
[0008]所述制备第一链转移剂，将硫氢化钠投入至25
‑
35℃的去离子水中，搅拌均匀后，超声分散30
‑
50min，制得混合液；混合液升温至40
‑
50℃，然后将丙烯酸羟丙酯以0.3
‑
0.6mL/min的滴加速率，滴加至混合液中，丙烯酸羟丙酯滴加完成后，继续保温反应2
‑
3h，制
得第一链转移剂。
[0009]所述制备第一链转移剂中，丙烯酸羟丙酯、硫氢化钠、去离子水的重量份比值为3:2
‑
2.1:6
‑
6.5。
[0010]所述制备第一链转移剂中，超声分散的超声频率为35
‑
40kHz，超声功率为500
‑
600W。
[0011]所述聚合，将丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸N,N
‑
二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂混合均匀，制得第一液体；将丙烯酰胺、丙烯酸、N
‑
甲基丙烯酰胺、马来酸酐、甲基丙烯酸N,N
‑
二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂混合均匀，制得第二液体；将异丙醇、去离子水、过硫酸铵搅拌均匀，升温至75
‑
80℃，保温；然后以5
‑
7mL/min的滴加速率，滴入第一液体，第一液体滴加完成后，继续保温反应3
‑
5h后，采用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至5
‑
6；然后升温至80
‑
85℃，投入过硫酸钾搅拌均匀，然后以4
‑
5mL/min的滴加速率，滴入第二液体，第二液体滴加完成后，继续保温反应2
‑
3h；减压蒸馏去除异丙醇后，投入去离子水调节固含量为35
‑
38wt%，制得聚合物。
[0012]所述聚合中，第二链转移剂为酒石酸。
[0013]所述第一液体中，丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸N,N
‑
二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂的重量份比值为40
‑
45:3.5
‑
4:0.9
‑
1.2:1.2
‑
1.35:0.04
‑
0.05:0.01
‑
0.03。
[0014]所述第二液体中，丙烯酰胺、丙烯酸、N
‑
甲基丙烯酰胺、马来酸酐、甲基丙烯酸N,N
‑
二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂的重量份比值为300
‑
320:30
‑
35:2
‑
2.2:3
‑
3.5:60
‑
70:0.02
‑
0.03:0.01
‑
0.02。
[0015]所述聚合中，异丙醇、去离子水、过硫酸铵、过硫酸钾的重量份比值为1000
‑
1100:700
‑
750:1
‑
1.5:1.5
‑
2。
[0016]所述聚合中，第一液体、第二液体、异丙醇的重量份比值为8
‑
9:37
‑
42:100
‑
110。
[0017]所述改性，将聚合物、焦磷酸钠、复合稳定剂混合，搅拌20
‑
40min后，升温至40
‑
50℃，保温；然后以0.2
‑
0.3mL/min的滴加速率，滴入改性剂，滴加完成后，采用浓度为0.1mol/L的氢氧化钠溶液调节pH值至8.5
‑
9.5；然后升温至70
‑
80℃，保温反应3
‑
5h；然后投入0.2
‑
0.3倍重量份的去离子水，并采用浓度为25
‑
30%的稀硫酸调节pH值至3
‑
4，继续投入去离子水调节固含量至13
‑
15wt%，制得醛改性聚丙烯酰胺增强剂。
[0018]所述改性中，复合稳定剂为硬脂酸钙和1,2,4
‑
丁三醇的混合物。所述硬脂酸钙和1,2,4
‑
丁三醇的重量份比值为2
‑
3:1。
[0019]所述改性中，改性剂为浓度为35
‑
40wt%的乙二醛。
[0020]所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种醛改性聚丙烯酰胺增强剂的制备方法，其特征在于，由以下步骤组成：制备第一链转移剂、聚合、改性；所述制备第一链转移剂，将硫氢化钠分散于去离子水中，升温至40
‑
50℃，然后滴入丙烯酸羟丙酯，滴入完成后，保温反应2
‑
3h，制得第一链转移剂；所述聚合，将丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸N,N
‑
二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂混合均匀，制得第一液体；将丙烯酰胺、丙烯酸、N
‑
甲基丙烯酰胺、马来酸酐、甲基丙烯酸N,N
‑
二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂混合均匀，制得第二液体；将第一液体滴加至异丙醇、去离子水、过硫酸铵的混合物中，滴加完成后，75
‑
80℃保温反应3
‑
5h后，调节pH至5
‑
6；升温至80
‑
85℃，投入过硫酸钾后，滴入第二液体，滴加完成后，保温反应2
‑
3h，蒸馏去除异丙醇，采用去离子水调节固含量为35
‑
38wt%，制得聚合物；所述第二链转移剂为酒石酸；所述第一液体中，丙烯酸、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸N,N
‑
二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂的重量份比值为40
‑
45:3.5
‑
4:0.9
‑
1.2:1.2
‑
1.35:0.04
‑
0.05:0.01
‑
0.03；所述第二液体中，丙烯酰胺、丙烯酸、N
‑
甲基丙烯酰胺、马来酸酐、甲基丙烯酸N,N
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二甲氨基乙酯、第一链转移剂、第二链转移剂的重量份比值为300
‑
320:30
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35:2
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2.2:3
‑
3.5:60
‑
70:0.02
‑
0.03:0.01
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0.02；所述改性，将聚合物、焦磷酸钠、复合稳定剂混合均匀后，升温至40
‑
50℃；然后以0.2
‑
0.3mL/min的滴加速率，滴入改性剂，滴加完成后，调节pH值至8.5
‑
9.5，升温至70
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：张革仓，王丙奎，刘军，刘洪霞，白永亮，赵玉玺，杨宇航，隋鹏昊，刘秀菊，黄晶，常秋玲，柴博，张德鹏，苏少云，
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：