[發(fā)明專利]一種提升紙張內(nèi)結(jié)合強度的聚合物及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201610092222.X
• 申請日: 2016-02-19
• 公開（公告）號: CN105754042A
• 公開（公告）日: 2016-07-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 仲亞杰;王偉;荊蒙蒙;張聰;陳永梅;王士平
• 申請（專利權(quán)）人: 山東源根化學(xué)技術(shù)研發(fā)有限公司
• 主分類號: C08F283/00
• 分類號: C08F283/00;C08F220/56;C08F220/06;C08F220/28;C08F220/34;D21H17/45;D21H21/18
• 代理公司: 濟寧眾城專利事務(wù)所 37106
• 代理人: 李效寧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于制漿造紙領(lǐng)域，尤其涉及一種提升紙張內(nèi)結(jié)合強度的聚合物及其制備方法。

背景技術(shù)

印刷、紙張加工和許多產(chǎn)品應(yīng)用都將使紙頁或紙板的內(nèi)部或?qū)娱g受到壓力、沖擊力等，這些都將引起諸如表面起毛、起泡或?qū)娱g分層的結(jié)構(gòu)失效。這些結(jié)構(gòu)失效的共同點是：1)高速的壓力負(fù)載，2)受作用力的時間較短。很多情況下是微秒的百分之一。有以上共同點的紙張結(jié)構(gòu)失效可以用內(nèi)結(jié)合強度值的大小來表達(dá)。這些測試的結(jié)果與在印刷或紙張加工過程中遇到的內(nèi)部結(jié)構(gòu)失效有密切關(guān)系，同時它還反映單根纖維的強度特征和纖維之間的結(jié)合程度，但是它不能有效的區(qū)分這兩者對內(nèi)結(jié)合強度貢獻(xiàn)值的大小。紙頁是由許多纖維彼此相互交織、相互結(jié)合而成。纖維與纖維之間相互結(jié)合的力稱之為纖維的結(jié)合力。纖維間的結(jié)合力有很多種。有機械的相互扭結(jié)、物理的相互作用．但主要還是氫鍵的結(jié)合力。評估纖維間結(jié)合力的指標(biāo)為鍵合潛能。纖維不同的結(jié)構(gòu)性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)對鍵合潛能有很大的影響。紙頁的強度是由纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的內(nèi)聚力決定的，此內(nèi)聚力指的是相鄰纖維的抗摩擦滑動的力和纖維與纖維間的結(jié)合力。另外，紙頁強度也受漿料纖維性質(zhì)的影響．即纖維本身的強度和鍵合能力(柔軟性、纖維長度)的影響。20世紀(jì)50年代．Vandenakker就得出高打漿度紙頁的抗張強度約為纖維本身強度的1／10的結(jié)論。這表明，盡管紙頁損傷首先發(fā)生在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)或纖維本身的薄弱環(huán)節(jié)．但是纖維的鍵合能力是紙頁最重要的性質(zhì)．纖維的鍵合能力包括鍵合強度和鍵合面積。

目前在我國都采用的噴淋淀粉來解決紙張層間結(jié)合強度，但是隨著二次纖維的大量使用，噴淋淀粉無法更好的提升紙張的內(nèi)結(jié)合強度。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對紙張層間結(jié)合強度不夠而開發(fā)的產(chǎn)品與工藝，特別是高克重紙張，結(jié)合強度更為重要。傳統(tǒng)的噴淋淀粉增強，無法達(dá)到高要求紙張的技術(shù)指標(biāo)，而且淀粉容易腐化生菌等問題，設(shè)計了一種提升紙張內(nèi)結(jié)合強度的聚合物及其制備方法。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為，所述聚合物包括聚乙烯酰胺、聚乙烯亞胺、丙烯酰胺單體接枝聚合甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯，加入π-π共軛非極性單體進(jìn)行共聚反應(yīng)，最后加入陽離子單體經(jīng)過聚合改性而成；其中，聚乙烯酰胺、聚乙烯亞胺、丙烯酰胺單體的比例為2:2:6。

作為優(yōu)選，所述聚合物合成原料按照重量分?jǐn)?shù)還包括以下物質(zhì)，

聚乙烯胺+聚乙烯亞胺+丙烯酰胺單體100份；

甲基丙烯酸3份~10份；

丙烯酸羥乙酯2份~8份；

π-π共軛非極性單體5份~15份；

陽離子單體5份~12份；

引發(fā)劑0.1份~0.3份；

阻聚劑0.2份~0.5份；

水800份~1000份。

作為優(yōu)選，所述π-π共軛非極性單體選用苯乙烯、丁二烯、異戊二烯中的一種或者組合。

作為優(yōu)選，陽離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酸二甲胺乙酯氯甲烷的一種或幾種。

作為優(yōu)選，所述引發(fā)劑為過硫酸銨。

作為優(yōu)選，阻聚劑為間三硝基苯。

制備權(quán)利要求1中所述聚合物的方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

a、以聚乙烯酰胺、聚乙烯亞胺、丙烯酰胺單體以一定比例混合，加入水，攪拌均勻；

b、向混合好的聚乙烯酰胺、聚乙烯亞胺、丙烯酰胺單體混合液加入甲基丙烯酸、丙烯酸羥乙酯混合，通入氮氣排空，加入引發(fā)劑，攪拌，在90~120℃的條件下反應(yīng)30~90min，不斷攪拌，且在攪拌乳過程中滴加水；

c、待接枝反應(yīng)結(jié)束后，再加入π-π共軛非極性單體，攪拌，在60~90℃的條件下繼續(xù)反應(yīng)5~30min；

d、加入陽離子單體，90~120℃的條件下反應(yīng)10~40min；

e、反應(yīng)結(jié)束后加入阻聚劑，冷卻至室溫，制得改性聚胺產(chǎn)品。

作為優(yōu)選，所述攪拌速度為100~300r/min。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點和積極效果在于，

1、本發(fā)明一可以利用合成高分子聚合物可以調(diào)節(jié)分子量大小，適應(yīng)不同紙種的要求；二聚合物中接枝親水基團，增加了表面活性基團，促進(jìn)纖維與纖維之間的結(jié)合，從而提高紙張的強度；三合成高分子聚合物自交聯(lián)具有三維交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提高了聚合物之間以及聚合物與纖維素之間的作用力；又該產(chǎn)品為陰陽離子聚合物，具有很好的抗雜離子干擾能力，適合更復(fù)雜的造紙環(huán)境。

具體實施方式