[发明专利]二醛改性的丙烯酰胺类聚合物及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种在造纸工艺中使用的二醛改性的丙烯酰胺类聚合物及其制备方法。

背景技术

造纸化学助剂在造纸工业的可持续发展中起到重要的作用，受到了广泛的关注。乙二醛化聚丙烯酰胺共聚物(glyoxylated polyacrylamides,GPAMs)作为有效的纸张增强剂和脱水剂，应用于各种纸张的生产中(参见，例如US3556932A，US4605702A等)。但目前市场上可获得的乙二醛化聚丙烯酰胺共聚物产品的稳定性较差，保质期较短，造成使用上的不便。

当前已经提出一些方法和策略对目前的乙二醛化聚丙烯酰胺共聚物的稳定性进行改进，但是都没有获得令人满意的效果。

例如，在US2008/0308242A1中，通过将乙二醛化的聚丙烯酰胺共聚物中阳离子性单体的含量增加到至少为25mol%来提高产品的稳定性，但是抄纸的环压强度测试的结果表明，这样获得的聚合物产品并没有足够的强度，也就是说，产品的增强效果受到了限制。

因此，需要提供一种这样改进的GPAM产品，其在具有市售产品的功能性的同时，还具有提高的稳定性。该问题通过本发明的二醛改性的丙烯酰胺类聚合物得以解决，该聚合物同时具有优异的稳定性和优异的增强性能。

发明概述

本发明人在研究过程中，出人意料地发现如下的二醛改性的丙烯酰胺类聚合物能够在具有优异的增强性能的同时还具有提高的稳定性：

用于造纸的二醛改性的丙烯酰胺类聚合物，其通过二醛与丙烯酰胺类基础聚合物的反应得到，其中所述丙烯酰胺类基础聚合物由丙烯酰胺类单体、阳离子单体和/或阴离子单体、以及交联剂共聚形成，

其中所述阳离子单体和阴离子单体的总量为所述基础聚合物的大于9mol%至最高达50mol%，例如10mol%至小于25mol%，以及

其中所述交联剂具有至少两个不饱和双键的单体，例如具有至少两个乙烯基的单体。

本发明还提供上述二醛改性的丙烯酰胺类聚合物的制备方法、用途以及相应的纸产品。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图1为比较实施例中得到的各GPAM产品的表格。

发明详述

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

根据本发明的二醛改性的丙烯酰胺类聚合物是通过二醛与丙烯酰胺类基础聚合物的反应得到的，其中所述丙烯酰胺类基础聚合物由丙烯酰胺类单体、阳离子单体和/或阴离子单体、以及交联剂共聚形成，

其中所述阳离子单体和阴离子单体的总量为所述基础聚合物的大于9mol%至最高达50mol%，例如10mol%至小于25mol%，以及

其中所述交联剂具有至少两个不饱和双键的单体，例如至少两个乙烯基。

一般而言，根据本发明的二醛改性的丙烯酰胺类聚合物可以通过以下两个步骤制备：

(a)由丙烯酰胺类单体、阳离子单体和/或阴离子单体和交联剂共聚形成丙烯酰胺类基础聚合物；

(b)使所得丙烯酰胺类基础聚合物与二醛反应，

由此得到本发明的二醛改性的丙烯酰胺类聚合物。

下面详细介绍各个步骤以及使用的原料和相关的反应。

根据本发明，在步骤(a)中，丙烯酰胺类单体、阳离子单体和/或阴离子单体、以及交联剂发生共聚反应形成了丙烯酰胺类基础聚合物。

丙烯酰胺类单体

丙烯酰胺类单体是构成二醛改性的丙烯酰胺类聚合物的基本组成部分。在本文中使用的术语“丙烯酰胺类单体”，一般指的是下式的单体：

其中，R₁为H或C₁-C₄烷基，R₂为H、C₁-C₄烷基、芳基或芳烷基。

在本文中使用的术语“烷基”指的是从直链或支链的饱和烃中去掉单个氢原子而得到的一价基团。代表的烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基和鲸蜡基等。C₁-C₄烷基指的是碳原子数为1至4的烷基，例如甲基、乙基、正丙基、异丙基等。