[发明专利]合成接枝聚合物型两性干强剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种接枝聚合物型两性干强剂的制备方法。

背景技术

干强剂是造纸工业中增加纸张强度的一类重要化学品，通常用于补偿添加填料或低等级的纤维(如再生纤维)所引起的纸强度的下降。许多水溶性的，与纤维能形成氢键结合的高聚物都可以成为干强剂。

近年来，我国废纸资源利用率逐年上升，并且发展潜力巨大。但废纸的利用率的提高意味着废纸循环使用次数的增加，会造成纸张强度指标的大幅下降，所以需要添加干强剂来增强纸张强度。随着消费市场对纸与纸板需求量不断的上升，拉动了干强剂需求量的迅猛增长。纸张干强剂已经被广泛应用于各类纸和纸板的生产过程中，用以显著增加纸和纸板的干强度，降低优质原材料消耗、降低生产成本；或者提高产品档次，以满足用户不断提出的越来越高的质量要求。

常用的干强剂有天然聚合物如淀粉及其改性物(阴离子淀粉、阴离子淀粉、交联淀粉等)、合成聚合物如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等以及其它水溶性天然产物类干强剂（如瓜尔胶及其衍生物等）。在大多数情况下，仅加入质量分数0.1%-0.75%的该类物质就可达到有效的干强效果。

目前应用效果较好的干强剂是聚丙烯酰胺及其共聚物，包括阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺和两性聚丙烯酰胺。其中两性聚丙烯酰胺表现出最好的应用效果。聚丙烯酰胺从结构上来看还分直连型和支链型。支化度高的聚丙烯酰胺具有更好的应用效果。据文献报道，分子量处于50万左右的具有较好的应用性能。

目前合成高性能干强剂的主流和趋势是合成分子量和粘度适中的支链型两性聚合物。这种干强剂可以在不添加硫酸铝的情况下起到很好的纸张干增强作用。常采用加入交联剂的方法来获得支链型干强剂，但往往存在一个共同的问题，就是反应过程控制问题，所得聚合物的粘度常会出现过大或过小的问题，控制不当也常会出现凝胶化。由于所用各种单体价格较高，目前合成型干强剂的成本相对较高。对淀粉进行接枝改性既可以降低产品的成本，通过合适的配方和工艺还可以得到与现有聚丙烯酰胺类和改性淀粉类干强剂性能相近或更好的干强剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种合成接枝聚合物型两性干强剂的方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种合成接枝聚合物型两性干强剂的方法，其特征在于，包括如下步骤：将阴离子淀粉和水混合，加热到75～95℃糊化，形成均匀液体，再依次加入水、丙烯酰胺、阳离子单体、交联性单体、链转移剂、其他功能性单体和光敏引发剂，在无氧环境下（例如，将反应釜反复抽真空通氮2～3次，继续通氮30～60分钟后，将反应釜温度升至70～95℃，维持通氮），将温度升至70-95℃，对反应体系照射紫外光反应1.5-2小时，之后每隔一段时间（例如20分钟）取样进行粘度测试，粘度达到4000-9000mP*s后停止照射紫外光，加入pH调节剂调节pH至4-6，并加入自由基捕捉剂，得到所述干强剂。

以上各组分的重量比如下（以有效含量100%计算）：

其中：

所述阴离子淀粉，可以根据实际情况选择不同阴离子度的产品，以适应实际使用的需求；

所述丙烯酰胺可以以固体形式加入，也可用水溶液形式加入，如以水溶液形式加入，需进行有效含量计算确保其有效含量，且应根据实际情况调整体系中水的加入量。

所述阳离子单体为（甲基）丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、（甲基）丙烯酸二甲氨基乙酯、（甲基）丙烯酸二乙氨基乙酯、二烯丙基二甲基氯化铵、二甲氨基丙基丙烯酰胺等带叔氨基单体或季铵盐单体中的一种或几种。

所述交联性单体为二乙烯基单体（如亚甲基双丙烯酰胺等）、三乙烯基单体（如N,N-二烯丙基丙烯酰胺等）、或其他具有活性的单体（如N,N-二甲基丙烯酰胺等）中的一种或多种。交联性单体的参与，可以很容易地使聚合物产生支链。

所述其他功能性单体可以为一些软单体（如丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯）、硬单体（如苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯）、疏水性单体（如丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸烷基酯等）中的一种或多种。各种功能性单体是为了调整干强剂在某些特殊方面的性能。软单体可以提高干强剂在纸张耐折度方面的性能，硬单体可以加强干强剂在改善纸张环压指数上的性能，疏水性单体可以提高干强剂在水中的分散性。

所述光敏引发剂为二苯甲酮、二苯甲酮水溶性衍生物、安息香类衍生物、荧光素和曙红等。