[发明专利]一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法

说明书

本发明提供了一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法，涉及高分子聚合技术领域，该方法包括：将盐类化合物和醇类有机物依次加入去离子水中进行搅拌混匀，得到反应介质；将丙烯酰胺、阴离子单体、阳离子单体、N‑乙烯基吡咯烷酮、结构调节剂、螯合剂和稳定剂依次加入到所述反应介质中并混合均匀，得到混合溶液；将所述混合溶液通入氮气，然后加入复合引发剂引发聚合反应，得到反应产物溶液；向所述反应产物溶液中加入盐析剂，得到作为所述两性聚丙烯酰胺造纸助留剂的两性聚丙烯酰胺。本发明制备的两性聚丙烯酰胺造纸助留剂在高剪切力、高电导率等复杂湿部化学条件下仍具有良好的稳定性和助留效果。

技术领域

本发明涉及高分子聚合技术领域，特别涉及一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法。

背景技术

聚丙烯酰胺(PAM)是一类重要的水溶性高分子聚合物，可以引进各种离子基团以得到特定的性能，其广泛应用于化工、冶金、地质、煤炭、石油、造纸和水处理等各个领域，具有“百业助剂”的称号。阳离子型聚丙烯酰胺乳液主要用作造纸助留剂，利用其自身所带电荷增强纸浆中纤维间的吸附力从而增强纤维的留着率，通过改变造纸浆料的徐凝状态，达到减少纤维和填料的流逝以及降低污染负荷的效果，尤其适用于白水封闭循环系统或包括白水回收的造纸机。

鉴于污染防治力度不断加大的现实需求，对造纸助剂的相关产品质量也提出了更高的要求。为了提高纸页物理性能、改善抄纸的作业性，一方面需要降低添加量和提高效率；另一方面，随着抄纸速度的提高，剪切力和水温也相应增加；白水封闭循环程度的增加及纤维回收利用率的提高还使得白水中无机盐含量增加，进而导致电导率提高。但是，现有使用较为广泛的用作造纸助留剂的阳离子型聚丙烯酰胺并不能解决上述问题。

目前，随着纸料系统的复杂化和白水封闭循环程度的增加，两性聚丙烯酰胺由于同时含有阴离子基和阳离子基，其应用范围更宽。但是，现有两性聚丙烯酰胺在高剪切力、高电导率等复杂湿部化学条件下稳定性仍较差。

发明内容

本发明提供了一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂及其制备方法。所述两性聚丙烯酰胺造纸助留剂具有网状结构，能够在高剪切力、高电导率等复杂湿部化学条件下具有优异的助留效果。

第一方面，本发明提供了一种两性聚丙烯酰胺造纸助留剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

（1）将盐类化合物和醇类有机物依次加入去离子水中进行搅拌混匀，得到反应介质；

（2）将丙烯酰胺、阴离子单体、阳离子单体、N-乙烯基吡咯烷酮、结构调节剂、螯合剂和稳定剂依次加入到所述反应介质中并混合均匀，得到混合溶液；

（3）向所述混合溶液通入氮气，然后加入复合引发剂引发聚合反应，得到反应产物溶液；

（4）向所述反应产物溶液中加入盐析剂，得到作为所述两性聚丙烯酰胺造纸助留剂的两性聚丙烯酰胺。

优选地，在步骤（1）中，所述盐类化合物为硫酸铵、硫酸钠或硫酸钾；

所述醇类有机物为聚乙二醇800、聚乙二醇1000、聚乙二醇1500、聚乙二醇2000、聚乙二醇3000、聚乙二醇4000中的至少一种。

优选地，在步骤（2），所述稳定剂通过如下步骤制备得到：

将丙烯酰胺和阳离子单体依次加入去离子水中并搅拌20-30min，然后升温至50-55℃，通入氮气30-60min，再加入偶氮类引发剂引发聚合反应，并于70-80℃下反应6-8h，得到所述稳定剂。

优选地，在步骤（2）中，所述稳定剂为阳离子型聚丙烯酰胺水溶液，其中，所述稳定剂中阳离子型聚丙烯酰胺的固含量为18-22%，阳离子型聚丙烯酰胺的黏均相对分子质量为100-200万。