專利名稱：兩性干強劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種兩性干強劑及其制備方法。
背景技術：
隨著人們生活水平的提高，對紙的需求和用量不斷増加，但我國森林資源不足，大量依靠木材纖維原料造紙，因此研制開發適用于造紙生產尤其是草類、廢紙和其他短纖維原料造紙的高效價廉的增強劑是十分必要的。目前國內常用的造紙增強劑主要是改性淀粉、聚丙烯酰胺類增強劑，淀粉及其衍生物具有資源豐富、價格便宜、可化學改性劑生物降解等優點，但與淀粉相比，聚丙烯酰胺又有以很少的添加量就能得到優良的增強效果的優點。目前聚丙烯酰胺的開發在兩性類型中投入較多，形成了較大市場。這是因為兩性聚丙酰胺適合不同的造紙エ藝。大部分兩性聚丙烯酰胺以高濃度和高分子量化為目的帶入分枝型構造，可以增強對紙漿的吸附，増大成紙強度。但淀粉類增強劑添加量大，長時間易霉變易降解；聚丙烯酰胺單獨使用時，提高挺度和環壓強度不明顯。
發明內容
本發明的目的是提供一種兩性干強劑及其制備方法，以克服現有技術存在的上述缺陷。本發明的方法，包括如下步驟(I)在氮氣氣氛中，pH值為9-10的條件下，將醚化劑和氧化劑加入淀粉乳，40-60°C反應1-2個小時；其中，pH值，可通過加入堿性物質進行調節，所述堿性物質如氫氧化鈉、氫氧化鉀或氨水；所述的醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、3-氯-2-羥こ基三甲基氯化銨或
3-氯-2-羥丙基三こ基氯化銨中的ー種，醚化劑加入重量為淀粉的3-5% ；所述的氧化劑為次氯酸鈉、高錳酸鉀或雙氧水，優選雙氧水，加入重量為淀粉的
2.0-3. 0% ；所述的淀粉為小麥淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉及馬鈴薯淀粉中的ー種；(2)然后加入丙烯腈，90_95°C反應1-2個小時，加入酸性物質調節體系的pH值至7-8 ；丙烯腈加入重量為淀粉的I 2% ;所述酸性物質包括鹽酸、磷酸、硝酸或硫酸；(3)加入丙烯酰胺、陽離子単體和引發劑，反應2-4個小時，降至室溫，過100目網，出料，即可獲得所述的兩性生物型干強劑；所述的陽離子單體為甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化銨、丙烯酰氧こ基三甲基氯化銨或ニ甲基ニ烯丙烯氯化銨中的ー種，陽離子單體的加入重量為淀粉的8 10% ;
丙烯酰胺加入重量為淀粉的45 75% ;
所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀中的ー種，其加入重量為陽離子單體的 I. 0-6. 0%o本發明采用陽離子淀粉氰こ基化接枝陽離子聚丙烯酰胺，制得具有優異應用效果的兩性離子的紙張增干強劑。用于紙張漿內增干強劑，由于自身帶有大量陽電荷，自身的陽離子型吸附在纖維表面上，所以當漿內微量添加時，無需加任何助留劑，且避免了淀粉和聚丙烯酰胺類增干強劑的缺陷，可以顯著提高紙張的各項干強指標。
具體實施例方式實施例中，如無特別說明，組分的用量均為重量份。實施例I(I)醚化反應在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和滴加管道的四ロ燒瓶中加入314份去離子水，開啟攪拌，通氮氣，在攪拌下加入玉米淀粉40份，加熱升溫至40°C，攪拌30分鐘后，加入有效重量含量69%的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨I. 7份、雙氧水O. 4份，用氫氧化鈉調溶液的pH值至9. O,并在此溫度下反應2個小時；(2)氰化反應加入丙烯腈O. 4份，體系升溫至90°C，形成糊化液，在此溫度下反應2個小時，用鹽酸調溶液的pH值至7. 0，得半透明淡黃色溶液；(3)接枝反應體系中加入30份丙烯酰胺和重量濃度為69%的陽離子単體甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化銨14份，攪拌均勻后，加入引發劑過硫酸銨O. 9份，在80°C反應3個小時后，降至室溫，過100目網子，既得重量固含量為20. 5%，粘度為40cps的兩性干強劑。實施例2(I)醚化反應在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和滴加管道的四ロ燒瓶中加入312份去離子水，開啟攪拌，通氮氣，在攪拌下加入小麥淀粉48份，加熱升溫至60°C，攪拌20分鐘后，加入有效重量含量69%的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨2. 8份、雙氧水I. O份，用氫氧化鈉調溶液的pH值至9. 5，并在此溫度下反應I. O個小時；(2)氰化反應加入丙烯腈O. 7份，體系升溫至90°C，形成糊化液，在此溫度下反應I. 5個小時，用鹽酸調溶液的pH值至7. 5，得半透明淡黃色溶液；(3)接枝反應體系中加入24份丙烯酰胺和重量濃度為60%的陽離子単體丙烯酰氧こ基三甲基氯化銨11份，攪拌均勻后，加入引發劑過硫酸銨0.3份，在85°C反應4個小時后，降至室溫，過100目網子，既得重量固含量為20. 0%，粘度為60cps的兩性干強劑。實施例3(I)醚化反應在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和滴加管道的四ロ燒瓶中加入309份去離子水，開啟攪拌，通氮氣，在攪拌下加入木薯淀粉55份，加熱升溫至60°C，攪拌10分鐘后，加入有效重量含量69%的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨4. O份、雙氧水I. 7份，用氫氧化鈉調溶液的pH值至10. O,并在此溫度下反應I. O個小時；(2)氰化反應加入丙烯腈I. I份，體系升溫至95°C，形成糊化液，在此溫度下反應2個小時，用鹽酸調溶液的pH值至8. 0，得半透明淡黃色溶液；(3)接枝反應體系中加入26份丙烯酰胺和重量濃度為60%的陽離子単體ニ甲基ニ烯丙基氯化銨15份，攪拌均勻后，加入引發劑過硫酸銨I. 8份，在85°C反應2個小時后，降至室溫，過100目網子，既得重量固含量為25. 1%，粘度為90cps的兩性干強劑。
實施例4(I)醚化反應在裝有攪拌、溫度計、通氣管道和滴加管道的四ロ燒瓶中加入310份去離子水，開啟攪拌，通氮氣，在攪拌下加入馬鈴薯淀粉52份，加熱升溫至55°C，攪拌30分鐘后，加入有效重量含量69 %的3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨3. 4份、雙氧水I. 3份，用氫氧化鈉調溶液的pH值至9. 8，并在此溫度下反應I. 5個小時；(2)氰化反應加入丙烯腈O. 8份，體系升溫至92°C，形成糊化液，在此溫度下反應I. 5個小時，用鹽酸調溶液的pH值至7. 3，得半透明淡黃色溶液；(3)接枝反應體系中加入35份丙烯酰胺和重量濃度為60%的陽離子単體甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化銨17份，攪拌均勻后，加入引發劑過硫酸銨2. 7份，在82°C反應3. 5個小時后，降至室溫，過100目網子，既得重量固含量為24. 8%，粘度為87cps的兩性干強齊 。實施例5設計抄造定量125g/m2左右，加料順序為漿+硫酸鋁+干強劑，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。干強劑在同樣添加量的情況下，該發明產品與對比樣品的應用結果。稱取適量加入硫酸鋁的漿料，然后加入干強劑攪拌2分鐘，方型抄片器抄片并壓榨后，自然風干，然后檢測紙張的抗張強度(GB/T 12914-1991)、環壓強度(GB/T 2678. 8-1995)、耐折度等指標。
\ 抗張指環壓指耐折 測指標定量増加増加 \ 數數度 對比樣 \\g/m2 率％ 率％ _ \ N-m/g N-m/g 次
對比樣126.4 32.13 ----11.29 ----99-------
實施例 I126.5 35.40 10.18 13.97 23.74 231
實施例 2125.8 36.95 15.00 13.99 23.91 222
實施例 3127.4 37.83 17.74 13.46 19.22 189
實施例 4126.9 35.80 11.24 14.14 25.24 263注對比樣為專利CN101597875方法制備的產品，從表可以看出，其抗張指數、環壓指數及耐折次數和對比樣品相比，均有一定程度的提高。
權利要求
1.兩性干強劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 (1)在氮氣氣氛中，將醚化劑和氧化劑加入淀粉乳，反應； (2)然后加入丙烯腈，反應，加入酸性物質調節體系的pH值至7-8； (3)加入丙烯酰胺、陽離子単體和引發劑，反應，降至室溫，過網，出料，即可獲得所述的兩性生物型干強劑。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在氮氣氣氛中，pH值為9-10的條件下，將醚化劑和氧化劑加入淀粉乳，40-60°C反應1-2個小吋。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的醚化劑為3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨、3_氯-2-輕こ基ニ甲基氯化銨或3-氯-2-輕丙基ニこ基氯化銨中的一種，醚化劑加入重量為淀粉的3-5% ； 所述的氧化劑為次氯酸鈉、高錳酸鉀或雙氧水。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，所述的淀粉為小麥淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉及馬鈴薯淀粉中的ー種。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(2)中，加入丙烯腈，90-95°C反應1-2個小時。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，丙烯腈加入重量為淀粉的I 2%。
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述酸性物質包括鹽酸、磷酸、硫酸或硝酸。
8.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟(3)中，加入丙烯酰胺、陽離子単體和引發劑，反應2-4個小吋。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述的陽離子單體為甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化銨、丙烯酰氧こ基三甲基氯化銨或ニ甲基ニ烯丙烯氯化銨中的ー種，陽離子單體的加入重量為淀粉的8 10% ; 丙烯酰胺加入重量為淀粉的45 75% ; 所述引發劑為過硫酸銨、過硫酸鈉或過硫酸鉀中的ー種，其加入重量為陽離子単體的I. 0-6. 0%。
10.根據權利要求I 9任一項所述的方法制備的兩性干強劑。
全文摘要
本發明公開了一種兩性干強劑及其制備方法，制備方法，包括如下步驟(1)在氮氣氣氛中，將醚化劑和氧化劑加入淀粉乳，反應；(2)然后加入丙烯腈，反應，加入酸性物質調節體系的pH值至7-8；(3)加入丙烯酰胺、陽離子單體和引發劑，反應，降至室溫，過網，出料，即可獲得所述的兩性生物型干強劑。本發明由于自身帶有大量陽電荷，自身的陽離子型吸附在纖維表面上，所以當漿內微量添加時，無需加任何助留劑，且避免了淀粉和聚丙烯酰胺類增干強劑的缺陷，可以顯著提高紙張的各項干強指標。
文檔編號C08B31/08GK102627730SQ20121008838
公開日2012年8月8日 申請日期2012年3月29日 優先權日2012年3月29日
發明者施曉旦, 李改霞 申請人:上海東升新材料有限公司