[發明專利]一種兩性聚丙烯酰胺紙張增強劑及其制備方法

有效

• 申請號: 202010734835.5
• 申請日: 2020-07-28
• 公開（公告）號: CN111848863B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發明（設計）人: 郭麗芳;李詩萃;劉秋元;楊云艷;李陶偉
• 申請（專利權）人: 南京鼎兆新材料技術研發有限公司
• 主分類號: C08F220/56
• 分類號: C08F220/56;C08F220/58;C08F220/60;C08F222/02;C08F220/06;C08F216/14;C08F220/32;C08F220/54;C08F228/02;D21H21/18
• 代理公司: 南京蘇創專利代理事務所(普通合伙) 32273
• 代理人: 王華

本發明公開了一種兩性聚丙烯酰胺紙張增強劑及其制備方法，在AM、DMAA、SMAS、EDTA、AA的反應體系中，引入帶六元環并且不含酯鍵的陽離子單體丙烯酰嗎啉ACMO代替常規陽離子單體，同時引入帶有環氧基的乙烯基單體AGE或GMA，獲得的造紙增強劑在高鹽、高增強劑用量、高陰離子垃圾含量、高的系統溫度、使用污泥回用的情況等更加惡劣的造紙系統環境下，比常規增強劑的增強效果提升10％?50％。

技術領域

本發明屬于造紙化學品技術領域，尤其涉及造紙增強劑及其制備方法。

背景技術

隨著纖維原料的日趨緊張，國外廢紙的進口受限，纖維原料回用次數的增多，造紙廠不得不放低對纖維品質的要求。越來越多的造紙廠使用品質稍差或較差的纖維原料，比如包裝紙提高國廢使用比例，包裝紙添加造紙污泥，等等。但是，造紙廠及其下游客戶對紙張的品質(特別是紙張的強度)的要求并沒有降低。

環保要求的日趨嚴格，對造紙廠的廢水、固廢、廢氣排放要求越來越嚴。環保的高要求倒逼造紙廠，在廢水方面，提升白水封閉循環技術，減少噸紙耗水量，提升紙機系統所排放廢水的清潔度，提升廢水處理技術，確保達標后才可排放；在固廢方面，綜合利用造紙污泥，其中部分造紙廠將一部分造紙污泥回用于造紙；在廢氣方面，做好造紙系統廢氣的搜集和處理，保證達標后才可排放。造紙廠自身在紙機的能耗節降方面也提出了越來越高的要求，希望在同樣產能的情況下，降低蒸汽消耗，降低磨漿能耗；或者在同樣能耗的情況下，提高單位時間的產能。

纖維資源緊缺、環保要求和節能要求，這些都深刻地影響著造紙的生產過程和產品品質，急需要一種使能顯著提升紙張增強效果，改善紙機濾水的增強劑產品。目前，被廣泛使用的用于包裝紙的增強劑為兩性聚丙烯酰胺類增強劑。此類增強劑通常由丙烯酰胺、陽離子單體、陰離子單體和分子量調節劑(甲基丙烯磺酸鈉和N,N-二甲基丙烯酰胺)在引發劑存在下經自由基共聚得到。該類增強劑在纖維品質不是太差，造紙系統較為干凈的情況下，能夠滿足增強和改善濾水的要求，但是在高鹽(系統電導率超過6000μs/cm)、高增強劑用量(增強劑用量高于40kg/t紙)、高陰離子垃圾含量(陽電荷需求量超過700μeq/L)、高的系統溫度(高于50℃)、使用污泥回用的情況下，則增強效果非常有限，往往達不到客戶的需求。這種情況下，急需性能更優的增強劑，來解決常規增強劑解決不了的問題。

發明內容

針對現有技術存在的問題，本發明提供了一種兩性聚丙烯酰胺紙張增強劑及其制備方法，在高鹽、高增強劑用量、高陰離子垃圾含量、高的系統溫度、使用污泥回用的情況等更加惡劣的造紙系統環境下，比常規增強劑的增強效果提升10％-50％。

為解決上述技術問題，本發明采用了以下技術方案：一種兩性聚丙烯酰胺紙張增強劑，由以下方法制備獲得：

(1)在反應器中加入去離子水，然后依次加入丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸鈉、乙二胺四乙酸、衣康酸或丙烯酸，以及烯丙基縮水甘油醚或甲基丙烯酸縮水甘油酯、4-丙烯酰嗎啉并攪拌均勻形成均一的一次反應單體，并用硫酸調節pH至2.7-3.0；新容器中加入去離子水，同樣依次加入丙烯酰胺、N,N-二甲基丙烯酰胺、甲基丙烯磺酸鈉、乙二胺四乙酸和衣康酸/丙烯酸，以及烯丙基縮水甘油醚/甲基丙烯酸縮水甘油酯和4-丙烯酰嗎啉，并用硫酸調節pH至2.7-3.0作為二次反應單體；

(2)反應器中通入氮氣，并升溫至60～65℃，加入引發劑，進行聚合反應；

(3)待反應物料溫度升至85℃以上，通過滴加方式將步驟(1)得到的二次反應單體在20-60min內加入反應體系；

(4)二次滴加完畢后，第二次加入適量引發劑繼續聚合反應；