[發(fā)明專利]一種紙張增強劑的制備方法

有效

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• 申請日: 2017-06-01
• 公開（公告）號: CN107141409B
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設計）人: 許桂紅;劉晴;楊桂珍;戴尚志
• 申請（專利權）人: 廣東省造紙研究所
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/34;C08F220/06;C08F222/38;C08F222/02;D21H21/10;D21H21/18
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• 代理人: 暫無信息

一種紙張增強劑，其含有一種兩性聚丙烯酰胺水分散液，其制備步驟為：將部分主單體加入溶解有螯合劑、分散穩(wěn)定劑和無機鹽的水相介質(zhì)中，通過前期引發(fā)劑聚合得到種子聚合物；然后在種子聚合物中加入去離子水、剩余主單體和后期引發(fā)劑，進行聚合反應得到兩性聚丙烯酰胺水包水分散溶液；兩性聚丙烯酰胺水分散溶液表觀粘度小、流動性好、分子量大、粒徑均勻、保存穩(wěn)定性優(yōu)異的水包水聚合物乳液；該分散液產(chǎn)品添加到漿料中或噴灑浸入網(wǎng)部濕紙上，可以增強紙張的強度，包括紙張的抗張強度、耐破強度、環(huán)壓強度和表面強度等，同時改善抄紙過程中的助留助濾效果。

技術領域

本發(fā)明屬于造紙助劑技術領域，具體涉及一種紙張增強劑的制備方法。

背景技術

目前，包裝類用紙大部分使用回收廢紙作為原料，但是由于廢紙的紙張纖維較短、雜質(zhì)較多、機械強度差，影響了紙張的強度。因此，需要在漿料中添加紙張增強劑來改善漿料的質(zhì)量，提高紙張的強度。目前在造紙行業(yè)，普遍使用的紙張增強劑有改性淀粉類、聚丙烯酰胺類、殼聚糖類、聚合物乳液類、植物素和纖維素衍生物等幾類。聚丙烯酰胺類紙張增強劑是研究的重點，受到國內(nèi)外學者的廣泛關注。其中，兩性聚丙烯酰胺又以其獨特的性質(zhì)發(fā)展前景良好，兩性聚丙烯酰胺因同時含有陰離子和陽離子，較其它類聚丙烯酰胺，表現(xiàn)出更為突出和獨特性能，其抗鹽性好，而且pH適用范圍廣。合成兩性聚丙烯酰胺的方法很多，目前現(xiàn)有的兩性聚丙烯酰胺共聚物工業(yè)生產(chǎn)方法包括水溶液聚合、反相懸浮聚合和反相乳液聚合，通過自由基聚合反應制得。這些聚合方法均有本質(zhì)的缺陷。如水溶液法中體系的粘度很高，傳熱困難，易造成局部高溫，使產(chǎn)品的溶解性和穩(wěn)定性變差。反相懸浮聚合和反相乳液法雖然有易散熱，活性物濃度高，聚合速率快，產(chǎn)物分子量高、粒徑小，且易實現(xiàn)自動化的優(yōu)點，但使用大量的有機溶劑，易產(chǎn)生環(huán)境污染。

近年來，關于聚丙烯酰胺共聚物的水包水分散液的制備方法已有較多的研究。歐洲專利 EP0183466和EP0657478，美國專利USA4929655和USA5006590均描述了在含有多價陰離子鹽和聚合物穩(wěn)定劑的水溶液中，通過丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和丙烯酰氧乙基二甲芐基氯化銨共聚合得到水包水乳液。文獻[李宇，陳俊耿，楊俊峰，彭曉宏.兩性聚丙烯酰胺“水包水”乳液的制備[J].精細化工，2012,29（11）:1112-1116,1136.]中介紹了以兩性單體N，N-二甲基（甲基丙烯酰氧乙基）氨基丙磺酸鈉鹽和丙烯酰胺為聚合單體，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨為分散穩(wěn)定劑制備兩性聚丙烯酰胺分散液。以上方法均屬于傳統(tǒng)水包水聚合方法，根據(jù)該方法獲得的分散液產(chǎn)品作為紙張增強劑使用的時候，由于分子量低導致應用效果不理想，無法充分提高紙的強度效果；此外，由于分散液產(chǎn)品大多表觀粘度大，流動性差，無法獲得均勻的分散液，因此紙的的質(zhì)地不足；進一步地，由該方法獲得的分散液在保存中產(chǎn)生沉淀物，存在性能變差這樣的保存穩(wěn)定性問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是研究一種表觀粘度小、流動性好、分子量大、粒徑均勻、保存穩(wěn)定性優(yōu)異的水包水聚合物分散液，該分散液產(chǎn)品添加到漿料中或噴灑浸入網(wǎng)部濕紙上，可以增強紙張的強度，包括紙張的抗張強度、耐破強度、環(huán)壓強度和表面強度等，同時改善抄紙過程中的助留助濾效果。

達到上述目的，本發(fā)明提供的紙張增強劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）通氮氣保護下，首先將主單體總質(zhì)量的10～40%加入溶解有螯合劑、分散穩(wěn)定劑和無機鹽的水相介質(zhì)中，主單體包括（甲基）丙烯酰胺、水溶性陽離子單體、水溶性陰離子單體和交聯(lián)劑；分散穩(wěn)定劑是自制備的環(huán)氧氯丙烷改性的纖維素衍生物，纖維素衍生物為甲基纖維素鈉、乙基纖維素鈉、羧甲基纖維素鈉、羧乙基纖維素鈉、羥甲基纖維素鈉、羥乙基纖維素鈉的一種或兩種的混合物，分散穩(wěn)定劑的分子量1╳10⁶～9 ╳10⁶，其占主單體總質(zhì)量的0.5～8%，螯合劑占主單體總質(zhì)量的0.05～5%，無機鹽占主單體總質(zhì)量的10～40% ；然后加入前期引發(fā)劑，前期引發(fā)劑占主單體總質(zhì)量的0.005～3% ，升溫至30～60℃，聚合反應一定時間得到種子聚合物；