[發明專利]一種高支鏈型水溶性纖維素?丙烯酰胺接枝共聚物及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201410328630.1
• 申請日: 2014-07-10
• 公開（公告）號: CN104086709B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發明（設計）人: 詹新嶺;王東玲
• 申請（專利權）人: 浙江九本環保技術有限公司
• 主分類號: C08F251/02
• 分類號: C08F251/02;C08F220/56;C08F220/34;C08F220/06;C08F220/58;C08F220/14;C08F220/60;C08F222/02;C08F220/28;C08F212/08;C08F220/32;C08F228/02;D21
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司32103
• 代理人: 汪青

技術領域

本發明涉及高分子合成及干強劑領域，具體涉及一種髙支鏈型水溶性纖維素-丙烯酰胺接枝共聚物，其制備方法和其作為干強劑的應用。

背景技術

據統計，2012年全國造紙生產用漿中廢紙漿5983萬噸，比重占到總用漿量的64％，折合廢紙量約為7479萬噸。針對我國造紙原料主要采用廢紙漿的現狀，加上被節能減排和環境保護國策逼迫，造紙企業不得不大力推進清潔生產，導致白水封閉循環、體系內垃圾和雜質積累嚴重，高溫高電導抄造體系下助劑用量大、留著率低、紙張強度差。為了改善留著，提高紙張品質，紙廠大量使用增強劑。

傳統的淀粉及改性淀粉類紙張增強劑，存在著用量大、留著率低、增強效果不理想、廢水難處理以及與人爭糧等問題。而目前廣泛應用的兩性聚丙烯酰胺類增強劑，如中國專利CN101062963B、CN103772603A、CN102720094A和CN103421147A所公開的制備方法，共同存在一個不足之處：均采用在聚合體系中添加交聯劑的方法來制備支鏈性或交聯型干強劑，聚合過程難控制，交聯劑加多了分子鏈容易交聯凝膠，水溶性變差；而交聯劑加少了支鏈少，達不到髙支鏈的目的，增強效果差。此外，還存在生物降解難的問題。纖維素衍生物用于紙張增強，由于分子量低、分子鏈不帶電或帶負電，留著率低，增強效果差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種用作造紙干強劑具有留著和紙張增強效果好的髙支鏈型水溶性纖維素-丙烯酰胺接枝共聚物及制備方法。

為解決以上問題，本發明采取如下技術方案：

一種髙支鏈型水溶性纖維素-丙烯酰胺接枝共聚物的制備方法，其實施如下：將水溶性纖維素和水按質量比為0.1-3:100的比例混合，攪拌溶解，待水溶性纖維素完全溶解后，通氮氣30分鐘以上，然后加入催化劑，反應10-30分鐘，使水溶性纖維素分子鏈活化產生自由基，然后滴加單體混合物溶液，控制單體混合物溶液滴加時間在30～90分鐘之間，期間反應溫度控制在60℃-95℃之間，單體混合物溶液滴加完后，控制溫度在85℃-95℃之間反應20～30分鐘后，補加催化劑，繼續在80℃-95℃反應15～25分鐘后，再加催化劑，反應過程中取樣測粘度，25℃下粘度達到1500～15000mPa.s后，加終止劑，停止反應，并加水調整產物固含量至10wt％～30wt％，即得所述的髙支鏈型水溶性纖維素-丙烯酰胺接枝共聚物，其中：

所述單體混合物溶液以水為溶劑，質量濃度在30％～60％之間，pH在2～6之間，其中含有第一單體、第二單體、第三單體、分子量調節劑，螯合劑，pH調節劑以及可選擇的，第四單體，其中：

第一單體為丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺或二者的組合；

第二單體為選自二甲基二烯丙基氯化銨，(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯，(甲基)丙烯酸二乙胺基乙酯，二甲氨基丙基(甲基)丙烯酰胺以及它們的甲基氯、芐基氯季銨鹽(例如甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，甲基丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨，丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨，(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化銨，(3-甲基丙烯酰胺基丙基)三甲基氯化銨)中的一種或多種的組合；

第三單體為選自(甲基)丙烯酸、衣康酸、富馬酸(酐)、馬來酸(酐)、乙烯基磺酸鈉，乙烯基苯磺酸鈉、2-丙烯酰胺基-2甲基丙磺酸，苯乙烯磺酸及它們的鹽類中的一種或多種的組合；

第四單體為選自羥甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸羥乙酯、(甲基)丙烯酸羥丙酯、(甲基)丙烯腈、(甲基)苯乙烯及(甲基)丙烯酸烷基酯中的一種或多種的組合；

所述的水溶性纖維素、第一單體、第二單體、第三單體、第四單體的投料質量比為：0.1～10：30～90：0.2～20：0～20：0～20，

上述方法中，總催化劑用量為所述的髙支鏈型水溶性纖維素-丙烯酰胺接枝共聚物重量的0.02％～1.5％，其中第一次加入的催化劑的量占總催化劑用量的5％～60％，第二次加入的催化劑的量占總催化劑用量的10％～60％，第三次加入的催化劑的量占總催化劑用量的10％～60％。

根據本發明，水溶性纖維素可以為選自羧甲基纖維素(CMC)、羥乙基纖維素(HEC)、羥丙基纖維素(HPC)、羥丙基甲基纖維素(HPMC)和聚陰離子纖維素(PAC)中的一種或多種的組合。