[发明专利]一种高分子量两性聚丙烯酰胺及其制备方法

说明书

本发明的目的是制造一种高分子量的聚丙烯酰胺，旨在解决目前造纸白水封闭循环，二次纤维原料变差等造成的纸张增强剂效果下降的问题。并且在使用该高分子量聚丙烯酰胺后，能显著提高细小纤维的保留率，大大增加纸浆的滤水性能提高纸机车速。所述的高分子量的聚丙烯酰胺分子量达到400～600万，该聚合物同时含有(甲基)丙烯酰胺、阳离子乙烯基单体、阴离子乙烯基单体、结构改性剂及链转移剂。上述合成的聚合物浓度为20％，在中性条件，25℃稀释2000倍后PCD测得的电位为200～300mv，电荷需求为28～40meq/g。

技术领域

本发明涉及造纸化学品领域，具体的涉及到一种高分子量两性聚丙烯酰胺及其制备方法，及其作为增强剂在造纸工艺中的应用。

背景技术

目前市场上用于造纸的聚丙烯酰胺增强剂品种繁多，大致可归纳为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。但是，随着造纸技术的飞速发展，抄纸湿部系统由酸性向中碱性转变，纸机的车速不断提升，造纸白水封闭循环使用，使得造纸系统的电导率大幅度上升，并且伴随着阴离子垃圾增多的趋势。国内废纸原料回收利用占比日益增大等一系列因素的影响，在造纸生产中出现了滤水慢，细小纤维留着率低，成纸强度差等问题日益恶化，使得现有的聚丙烯酰胺类产品不能充分发挥其效果。譬如专利文献JP2008101058提出一种交联丙烯酰胺聚合物来提高浆料留着、JP2015105443提出一种聚丙烯酰胺分散液在增强纸力的同时获得良好的滤水效果，但是上述方法明显不能解决目前问题。

发明内容

为了解决以上问题，本发明经过深入研究，采用新型的聚合工艺，制备出一种高分子量两性聚丙烯酰胺，采用本发明合成的高分子量两性聚丙烯酰胺聚应用于纸浆抄片，获得了优异的增强效果，同时增强了浆料的滤水效果，很好的解决了上述问题，完成了本发明。

一种高分子量两性聚丙烯酰胺的制备方法，其包括如下步骤：

步骤S1，配置混合单体(Ⅰ)的水溶液：将非离子性单体(a)水溶液、阳离子乙烯基单体(b)水溶液、阴离子乙烯基单体(c)、结构共聚性单体(d)和链转移剂(e)的按照有效成分的质量百分比为70～90：6～20：2～15：0.5～2：0.01～0.1的比例进行混合，形成混合单体(Ⅰ)的水溶液，其中混合单体(Ⅰ)的水溶液的质量浓度为10～30％；

步骤S2，配置混合单体(Ⅱ)的水溶液：将非离子性单体(a)水溶液、阳离子乙烯基单体(b)水溶液、阴离子乙烯基单体(c)、结构共聚性单体(d)和链转移剂(e)的按照有效成分的质量百分比为60～80：10～38：3～20：0.02～2：0.01～1.5的比例进行混合，形成混合单体(Ⅱ)的水溶液，其中混合单体(Ⅱ)的水溶液的质量浓度为20～45％；

步骤S3，对混合单体(Ⅱ)的水溶液进行PH控制：向混合单体(Ⅱ)的水溶液中滴加硫酸溶液，使其PH维持在2.5～3.5；

步骤S4，将混合单体(Ⅰ)的水溶液和混合单体(Ⅱ)的水溶液进行混合：在反应釜中加入质量浓度为10～30％的混合单体(Ⅰ)的水溶液，用硫酸调节PH＝2.5～3.5，水浴升温，并向反应釜中吹扫氮气，当温度达到80℃时第一次加入引发剂；继续升温，但需要控制温度最高不超过100℃，接着使得温度保持在88～90℃时，反应15min后，向反应釜中滴加PH值为2.5～3.5、质量浓度为20～45％的混合单体(Ⅱ)的水溶液，滴加时间控制在30min～45min，混合单体(Ⅱ)滴加完成后保温20min，保温结束后向反应釜第二次加入引发剂，控制反应温度在86～90℃，当黏度达到目标值时，加入终止剂和终止水，控制固含量为20％，黏度为2000～12000CPS结束反应，从而得到的混合物即为最终的产品高分子量两性聚丙烯酰胺。

进一步的，所述的非离子单体(a)选自丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺及其衍生物，这些可以单独使用也可以混合使用，从保证聚合物的纸张增强效果出发，优选丙烯酰胺。