增幹強劑及其製備方法和應用的製作方法
2023-05-24 03:40:16
專利名稱：增幹強劑及其製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種增幹強劑及其製備方法和應用。
背景技術：
我國的造紙原料主要是草漿，用其生產的紙和紙板的主要問題是強度不高。目前生產的增幹強劑主要是陽離子澱粉、陽離子聚丙烯醯胺、兩性聚丙烯醯胺及接枝共聚物。由於紙機車速較快、一些特種紙的出現及印刷機械改進等因素，上述助劑單獨使用往往不能同時滿足幹強度和耐折性的要求。
發明內容
本發明的目的在於公開一種增幹強劑及其製備方法和應用，以克服現有技術存在的上述缺陷。本發明所述的增幹強劑的製備方法，包括如下步驟(1)澱粉的活化預處理；在0 5°C下，將幹基澱粉加入鹼和尿素的混合水溶液，攪拌分散，得到澱粉糊；所述的鹼為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨等中的一種或兩種，重量用量為幹基澱粉的 10-15% ；所述的尿素的加入量為幹基澱粉的3-10% ；所述的澱粉為玉米澱粉、小麥澱粉、木薯澱粉及馬鈴薯澱粉中的一種，澱粉糊的重量含量為5-10% ；所述幹基澱粉指的是不含水的澱粉；(2)加入氧化劑和醚化劑，升溫至55-70°C，反應1-4小時，進行氧化降解和陽離子化，得半透明粘稠液體，用中和劑調體系的PH至7-8 ；所述的氧化劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨或高錳酸鉀中的一種；加入量為幹基澱粉重量的2-5% ；所述的醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、3-氯-2-羥丙基-三乙基氯化銨或十二烷基三甲基氯化銨中的一種，加入量為幹基澱粉量的4-8% ；所述中和劑選自鹽酸、硫酸、磷酸或冰醋酸；(3)通氮氣，加入丙烯醯胺，攪拌30-60分鐘後，升溫至80-90°C，同時滴加混合單體和引發劑，滴加時間為15-30分鐘，滴加完畢後，反應1-2個小時，得獲得所述的增幹強劑，為乳白色略泛藍光粘性液體，固含量為20士 1 %，粘度為30-100cps ；所述的幹基澱粉與混合單體的重量比為1. 0 3. 0-4. 0 ；所述的混合單體為丙烯醯胺、丙烯酸、丙烯酸酯和不飽和陽離子單體的混合物，其中，各個單體的重量百分比為丙烯酸酯2 5%
丙烯醯胺80 90%
不飽和陽離子單體 5 12%
丙烯酸2 5%所述的丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯中的一種；所述的不飽和陽離子單體是甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨、丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨或二甲基二烯丙基三甲基氯化銨中的一種；所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀及過硫酸鈉中的一種，加入量為混合單體重量的3-6%。本發明將陽離子澱粉即澱粉陽離子化和氧化後，加入丙烯醯胺、丙烯酸、丙烯酸酯及不飽和陽離子單體進行接枝共聚，得到乳液性丙烯酸樹脂接枝共聚陽離子澱粉增幹強劑，能夠明顯增加紙或紙板的幹強度和耐撕裂度。本發明製備的增幹強劑，成本低，生產工藝簡單，用於造紙溼部添加，與其他類型的幹強劑相比，能顯著提高紙張的幹強度和耐撕裂度，同時具有良好的成膜性和耐熱性。
具體實施例方式實施例1(1)澱粉的活化預處理在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和加料通道的四口燒瓶中，加入去離子水475g，在攪拌下加入2. 5g氫氧化鈉、0. 75g尿素，置於冰浴中冷卻，加入幹基澱粉25g，攪拌，得到均相的澱粉糊，重量濃度為5% ；(2)攪拌下加熱升溫至55°C，加入0. 5g的氧化劑過硫酸鈉和Ig 3_氯_2_羥丙基三甲基氯化銨，進行氧化降解和陽離子化，反應4個小時後，得到半透明粘稠液體，用鹽酸調體系的PH值至7.0 ；(3)通氮氣，加入丙烯醯胺85g、丙烯酸3g、甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨IOg及丙烯酸甲酯2g及引發劑過硫酸銨6g，升溫至85°C反應2個小時後，冷卻至25°C，得其增幹強劑，測其粘度為40cps，固含量為20. 1 %實施例2(1)澱粉的活化預處理在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和加料通道的四口燒瓶中，加入去離子水450g，在攪拌下加入7. 5g氫氧化鈉、5. Og尿素，置於冰浴中冷卻，加入幹基澱粉50g，攪拌，得到均相的澱粉糊，重量濃度為10% ；(2)攪拌下加熱升溫至70°C，加入1. 5g的氧化劑過硫酸鈉和4g 3_氯_2_羥丙基三乙基氯化銨，進行氧化降解和陽離子化，反應3個小時後，得到半透明粘稠液體，用鹽酸調體系的PH值至7.5 ；(3)通氮氣，加入丙烯醯胺56g、丙烯酸2g、丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨7g及丙烯酸甲酯3g及引發劑過硫酸銨3. 4g，升溫至90°C反應2個小時後，冷卻至25°C，得其增幹強劑，測其粘度為62cps，固含量為20.0%
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實施例3(1)澱粉的活化預處理在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和加料通道的四口燒瓶中，加入去離子水368g，在攪拌下加入3. 84g氫氧化鈉、2. 24g尿素，置於冰浴中冷卻，加入幹基澱粉32g，攪拌得到均相的澱粉糊，重量濃度為8% ；(2)攪拌下加熱升溫至65°C，加入1. 6g的氧化劑過硫酸鈉和2. 56g 3_氯_2_羥丙基三甲基氯化銨，進行氧化降解和陽離子化，反應2個小時後，得到半透明粘稠液體，用鹽酸調體系的PH值至8.0(3)通氮氣，加入丙烯醯胺52g、丙烯酸3g、二甲基二烯丙基三甲基氯化銨3g及丙烯酸甲酯1. Sg及引發劑過硫酸銨2. 4g，升溫至85°C反應2個小時後，冷卻至25°C，得其增幹強劑，測其粘度為75cps，固含量為20. 05%實施例4試驗設計設計抄造定量150g/m2加料順序為漿+硫酸鋁+幹強劑硫酸鋁先加在濃漿中，加量為42公斤(液體)/噸紙(液體硫酸鋁，150°C烘30分鐘得固含量為38% )，攪拌10分鐘。幹強劑的添加量為4· 5%o (幹/幹紙)稱取適量加入硫酸鋁的漿料，然後加入幹強劑攪拌2分鐘，73-62半自動紙頁成形器成形後73-50標準紙頁壓榨機壓榨，自然風乾，然後檢測紙張的抗張強度、撕裂強度等指標，具體數據見下表
權利要求
1.增幹強劑的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟(1)澱粉的活化預處理；將幹基澱粉加入鹼和尿素的混合水溶液，攪拌分散，得到澱粉糊；(2)加入氧化劑和醚化劑，進行氧化降解和陽離子化，得半透明粘稠液體，用中和劑調體系的PH至7-8 ；(3)通氮氣，加入丙烯醯胺，攪拌30-60分鐘後，升溫至80-90°C，同時滴加混合單體和引發劑，滴加時間為15-30分鐘，滴加完畢後，反應1-2個小時，得獲得所述的增幹強劑。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述的鹼為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化銨中的一種或兩種，所述的澱粉為玉米澱粉、小麥澱粉、木薯澱粉及馬鈴薯澱粉中的一種。
3.根據權利要求2所述的方法，其特徵在於，所述的鹼重量用量為幹基澱粉的 10-15% ；所述的尿素的加入量為幹基澱粉的3-10%，澱粉糊的重量含量為5-10%。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟O)中，升溫至55-70°C，反應1-4小時。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，所述的氧化劑為過硫酸鉀、過硫酸鈉、過硫酸銨或高錳酸鉀中的一種；加入量為幹基澱粉重量的2-5% ；所述的醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、3-氯-2-羥丙基-三乙基氯化銨或十二烷基三甲基氯化銨中的一種，加入量為幹基澱粉量的4-8% ； 所述中和劑選自鹽酸、硫酸、磷酸或冰醋酸。
6.根據權利要求1所述的方法，其特徵在於，步驟(3)中，所述的幹基澱粉與混合單體的重量比為1.0 3. 0-4. 0 ；所述的混合單體為丙烯醯胺、丙烯酸、丙烯酸酯和不飽和陽離子單體的混合物，其中， 各個單體的重量百分比為丙烯酸酯2 5%丙烯醯胺80 90%不飽和陽離子單體 5 12%丙烯酸2 5%。
7.根據權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述的丙烯酸酯選自丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸羥乙酯或丙烯酸羥丙酯中的一種；所述的不飽和陽離子單體是甲基丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨、丙烯醯氧乙基三甲基氯化銨或二甲基二烯丙基三甲基氯化銨中的一種。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於，所述的引發劑為過硫酸銨、過硫酸鉀及過硫酸鈉中的一種，加入量為混合單體重量的3-6 %。
9.根據權利要求1 8任一項所述方法製備的增幹強劑。
10.根據權利要求9所述的增幹強劑的應用，其特徵在於，用於造紙助劑。
全文摘要
本發明涉及增幹強劑及其製備方法和應用，增幹強劑的製備方法包括如下步驟(1)澱粉的活化預處理；將幹基澱粉加入鹼和尿素的混合水溶液，攪拌分散，得到澱粉糊；(2)加入氧化劑和醚化劑，進行氧化降解和陽離子化，得半透明粘稠液體，用中和劑調體系的pH至7-8；(3)通氮氣，加入丙烯醯胺，攪拌30-60分鐘後，升溫至80-90℃，同時滴加混合單體和引發劑，滴加時間為15-30分鐘，滴加完畢後，反應1-2個小時，得獲得所述的增幹強劑。本發明製備的增幹強劑，成本低，生產工藝簡單，用於造紙溼部添加，與其他類型的幹強劑相比，能顯著提高紙張的幹強度和耐撕裂度，同時具有良好的成膜性和耐熱性。
文檔編號C08F220/06GK102558446SQ20111045788
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者施曉旦, 李改霞 申請人:上海東升新材料有限公司