[发明专利]一种支化型聚酰胺多胺-丙烯酰胺共聚物纸张干强剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种支化型聚酰胺多胺‑丙烯酰胺共聚物纸张干强剂的制备方法。通过二元酸和二元胺缩合反应制备聚酰胺多胺预聚体，聚酰胺多胺预聚体进一步与N，N’‑亚甲基双丙烯酰胺经迈克尔加成反应制得改性预聚体，改性预聚体与丙烯酰胺、阳离子单体和阴离子单体经自由基聚合得到支化型聚酰胺多胺‑丙烯酰胺共聚物。本发明制备的支化型共聚物纸张干强剂，不仅具有支化度高、支化结构可控的特点，而且其支化结构增加了与纤维的结合点，具有更强的架桥能力，赋予纸张更优的增强效果。

技术领域

本发明涉及一种造纸用干强剂，具体地说涉及一种支化型聚酰胺多胺-丙烯酰胺共聚物纸张干强剂的制备方法。

背景技术

在造纸过程中，为了提高纸张的质量和强度，通常需要添加纸张干强剂。目前，常用的纸张干强剂主要包括天然聚合物，如淀粉及其改性物、瓜尔胶及其衍生物、壳聚糖及其衍生物等，合成聚合物如聚丙烯酰胺、聚乙烯醇等。其中，淀粉由于其价格低的优势长期作为纸张抄造的主要增强剂。而近年来，随着环保和节能减排的要求，造纸过程中越来越多使用二次纤维，导致系统阴离子垃圾增多，成纸强度降低。因此，近年来以两性聚丙烯酰胺为代表的聚丙烯酰胺类增干强剂得到了广泛的应用。两性聚丙烯酰胺因其独特的分子结构，弥补了阴/阳离子型聚丙烯酰胺各自的不足，具有比其他单一电荷产品更强的抗离子干扰能力和更好的增强效果。

两性聚丙烯酰胺干强剂可分为线型和支化型结构，线型结构一般通过多种单体共聚得到，支化型常采用加入可交联单体与其他单体共聚的方式制备，支化型两性聚丙烯酰胺具有分子量高而粘度相对较低、与纤维作用可以形成更紧密的网状结构的优势，具有更好的增强性能。中国专利CN101062963B公开的“水溶性聚合物的制备方法及造纸用添加剂”，该发明通过调整引发剂的加入方式和时间制备了分子量高而粘度低的水溶性支链状两性聚丙烯酰胺。中国专利CN103772603B公开的“高分子量窄分布交联型聚丙烯酰胺的制备方法及其应用”，该发明通过加入分子量控制剂制备出一种高分子量窄分布交联型聚丙烯酰胺增强剂，具有增强效果好，白水中流失少，定着好的特点。

但是这些发明中的支化型两性聚丙烯酰胺制备方法均未涉及关于支化结构的控制问题，而在实际应用中，支化结构将影响产物的应用效果，支化结构控制不当将影响增强、滤水、细小纤维和填料留着等一系列问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种支化结构可控的两性聚丙烯酰胺的制备方法，以克服现有制备方法的不足。本发明制备的支化型聚酰胺多胺-丙烯酰胺共聚物纸张干强剂，具有分子量高、粘度低、支化度高、增强效果好、留着效果好的特点。

为实现上述目的，本发明是采取如下技术方案实现的：一种纸张干强剂，所述的纸张干强剂为一种支化型聚酰胺多胺-丙烯酰胺共聚物的水溶液，固含量为15％-30％。

所述的制备方法为如下步骤：

(1)二元酸和二元胺于150-190℃条件下反应2-5小时，得到聚酰胺多胺预聚体；

所述的二元酸为戊二酸、己二酸、癸二酸中的一种或者几种；

所述的二元胺为二乙烯三胺、三乙烯四胺、四乙烯五胺中的一种或者几种；

所述的二元酸与二元胺的摩尔比为1∶0.9-1.2。

(2)加水调整步骤(1)聚酰胺多胺预聚体的固含量为40-60％，加入N，N’-亚甲基双丙烯酰胺，在30-70℃下反应1-10小时，得到改性聚酰胺多胺预聚体；

所述的N，N’-亚甲基双丙烯酰胺的添加量为二元胺摩尔量的5％-15％。

(3)往步骤(2)改性聚酰胺多胺预聚体中加入单体A、阳离子单体B、阴离子单体C、引发剂以及适量水，调整体系固含量为15％-30％，于70-90℃条件下反应2-5小时，得到支化型聚酰胺多胺-丙烯酰胺共聚物纸张干强剂。

所述的单体A为丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺中的一种或几种；