[發明專利]造紙助留劑、造紙助留劑的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201910197499.2
• 申請日: 2019-03-15
• 公開（公告）號: CN110054733A
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 周秀云;胡陽;肖杰;徐祿波;陳國飛;方省眾
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所;中國科學院大學
• 主分類號: C08F251/00
• 分類號: C08F251/00;C08F220/56;C08F220/34;C08F220/60;C08F220/54;C08F226/02;D21H21/10;D21H17/45
• 代理公司: 杭州千克知識產權代理有限公司 33246
• 代理人: 裴金華

本發明涉及一種造紙助留劑、造紙助留劑的制備方法及其應用，屬于添加到紙漿中的助劑技術領域。造紙助留劑以分子量為300~500萬的非離子型生物多糖、陽離子以及含有不飽和雙鍵的烯基酰胺經聚合而成。造紙助留劑的制備方法包括如下步驟：聚合反應；密封保溫和產物提取。本申請提供一種利用生物多糖接枝共聚的方法所制備的助留劑，其性能優異，具有廣泛的市場前景和良好的社會經濟效益。

技術領域

本發明屬于添加到紙漿中的助劑技術領域，具體涉及一種造紙助留劑、造紙助留劑的制備方法及其應用。

背景技術

在造紙的技術領域中，助留劑用于提高紙張中細小纖維和填料的留著率；尤其適用于采用白水封閉循環系統或者有白水回收的造紙機，助留劑的加入，可以改變造紙漿料的絮凝狀態，從而達到減少纖維和填料的流失以及降低污染負荷的效果。

不同離子類型的聚丙烯酰胺是目前具有代表性的造紙助留劑之一，如申請號為CN201110297082.7的中國發明專利公開了一種造紙用助留劑，其包括陽離子助留劑和陰離子助留劑，陽離子助留劑由20-40%的陽離子丙烯酰胺系聚合物，20-50%氧化鎂和20-40%的氯化鈣構成，陰離子助留劑由20-40%石油加氫餾分和60-80%烷氧基脂肪酸構成，該助留劑具有成產成本低和使用效果好的優點。

目前主流的造紙助留劑主要為陽離子型聚丙烯酰胺，其主要為丙烯酰胺與陽離子單體進行共聚。其所用的陽離子單體主要為甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、丙烯酰氧乙基二甲基芐基氯化銨等。隨著造紙技術的高速化發展，對相應的產品質量提出了更高的要求，必須使用與之相對應的新的高效助留系統與技術，以保證造紙工業的迅速發展。

生物多糖是一類由10個以上單糖分子聚合而成的高分子化合物，目前廣泛制取于動物、植物、微生物和藻類地衣中。對生物多糖進行離子化改性，可以制備出離子型生物多糖，由于它具有較高的分子量、增稠性、潤滑性與成膜性等優良性能，其研究和應用受到眾多學者的廣泛關注，目前離子化改性后的生物多糖材料可廣泛應用于污水處理、油田鉆井、造紙、紡織、印染、選礦等領域。生物多糖類離子化改性主要采用醚化和接枝共聚的方式。

造紙工業快速發展，尤其是廢紙的回收利用再造紙在節約資源和改善環境方面具備重要意義，廢紙漿具有高電導率和高陰離子性的特征，以及存在紙漿纖維較短碎、脫墨及膠黏物控制等三大難題，傳統型的造紙助留劑，陽離子電荷密度不足，分子量較低，尤其對于解決高電導率、高負電荷性廢紙漿抄造系統中陰離子垃圾及微膠黏物問題存在局限性，我們需要開發陽離子電荷密度高、分子量更高的新型的助留劑來滿足造紙生產實際的需要。

發明內容

本申請旨在解決上述難題，提供一種利用生物多糖接枝共聚的方法所制備的助留劑，其性能優異，具有廣泛的市場前景和良好的社會經濟效益。

本發明解決上述問題的技術方案如下：

造紙助留劑，以分子量為300~500萬的非離子型生物多糖、陽離子以及含有不飽和雙鍵的稀基酰胺經聚合而成。

本申請可以采用人工合成且已規模化生產的具有300~500萬分子量的生物多糖為基材，通過與烯基酰胺及陽離子單體發生接枝共聚反應，獲得一種具有優異助留性能的接枝共聚型生物多糖基陽離子型聚丙烯酰胺樹脂功能材料，產物的分子量通常在600~800萬之間。

作為上述技術方案的優選，所述非離子型生物多糖的單元結構為：

。

作為上述技術方案的優選，所述烯基酰胺為下述物質的一種或幾種的混合物：

丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、N,N-二乙基-2-丙烯酰胺、雙丙酮丙烯酰胺、N-甲基-N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺。

作為上述技術方案的優選，所述陽離子為下述物質的一種或幾種的混合物提供：