CN102336866B - 高速纸机毛毯保洁剂，丙烯酰胺类聚合物及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种丙烯酰胺类聚合物，其为由式I、式II和式III所示的结构单元形成的线性无规共聚物；其中，式I、式II和式III的摩尔比为70-80∶3-15∶10-25。本发明还提供了含有该丙烯酰胺类聚合物的高速纸机毛毯保洁剂。本发明的毛毯保洁剂作为高速纸机毛毯保洁剂，尤其是作为毛毯在线清洗的保洁剂与毛毯纤维之间有很强的结合力，留着率高，从而能更好的在毛毯上形成一层均匀的保护膜，起到很好的隔离污垢的作用，能有效减少有机胶粘物质对毛毯的污染，维持毛毯在使用期间的清洁，提高造纸过程的生产效率，从而获得高品质的纸张。

Description

高速纸机毛毯保洁剂,丙烯酰胺类聚合物及其制备方法

技术领域

本发明涉及造纸领域，尤其涉及一种丙烯酰胺类聚合物以及含有该丙烯酰胺类聚合物的毛毯保洁剂，及该丙烯酰胺类聚合物的制备方法，以及该丙烯酰胺类聚合物的应用。 

背景技术

随着现代造纸工业的高速发展，纸机车速不断提高，纸张质量要求不断增加，这就对造纸过程设备提出了更高的要求。特别是造纸压榨部，被称作造纸过程的心脏，是纸张脱水及成型的重要场所。据统计纸张经过压榨后的干度每提高1％，将节约5％的蒸汽用量，对于降低生产成本非常关键。造纸织物是压榨部承担湿纸幅脱水的主体，必须在生产过程中保持一定的通透性和吸水性能。但造纸过程中，浆料中的树脂、回收浆料中的白树脂以及各种造纸添加剂形成的水解物，会沉积于毛毯表面，造成毛毯堵塞，从而影响纸张脱水，甚至造成纸张在压榨部的压溃、破洞等纸病，影响生产效率和纸张质量。这种情况下，降低胶粘物质的影响，保持毛毯的清洁就显得非常重要。 

降低造纸过程中有机胶粘物质的影响，保持毛毯的清洁，提高其使用寿命有两种方法，一种是在线保洁，一种是停机清洗。停机清洗会减少生产时间，降低纸机的生产效率，所以该方法一般只有在纸机停机检修期间使用，或者毛毯特别脏的情况下被迫使用。通过在线保洁，避免有机沉积物粘附于毛毯表面，从而保持毛毯的清洁，是更为有效和合理的方法。 

目前造纸过程中常用的毛毯保洁剂通常可分为两种，一种是清洗型保洁剂，一般由各类表面活性剂复配而成，通过清洗和分散将粘附在毛毯上的有机胶粘物质除去。另一种是隔离型保洁剂，通过在毛毯上形成隔离层，将浆 料中的胶粘物质和毛毯隔离，减少或避免对毛毯的污染。对于第一种类型的保洁剂在应用时，是毛毯已经脏了再清洗，而且由于洗涤时间短，往往不能将毛毯清洗干净，起不到保洁效果。对于第二种类型产品，往往留着率低，难以形成均匀的涂层，不能很好的起到隔离作用。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于克服了现有的造纸过程中毛毯易堵塞，从而不利于纸张脱水，甚至造成纸张在压榨部的压溃、破洞等纸病的缺陷，提供了一种丙烯酰胺类聚合物及其制备方法和应用，以及含有该聚合物的毛毯保洁剂。本发明的毛毯保洁剂能与毛毯纤维之间形成很强的结合力，毛毯保洁剂的留着率高，从而能更好的在毛毯上形成一层均匀的保护膜，起到很好的隔离污垢的作用，从而有效减少有机胶粘物质对毛毯的污染，维持毛毯在使用期间的清洁，提高造纸过程的生产效率，以获得高品质的纸张。 

本发明提供了一种丙烯酰胺类聚合物，其为由式I、式II和式III所示的结构单元形成的线性无规共聚物； 

式I               式II              式III 

其中，式I、式II和式III的摩尔比为70-80∶3-15∶10-25，较佳的为75∶5-10∶15-20。 

其中，所述的丙烯酰胺类聚合物的粘均分子量较佳的为10-100万。 

本发明的丙烯酰胺类聚合物可根据本领域此类聚合物的常规聚合方法制备得到，本发明中优选使用溶液聚合方法。因此本发明还提供了一种所述丙烯酰胺类聚合物的制备方法，其包括下述步骤：在水中，在引发剂的作用下，将丙烯酰胺(AM)、二甲基二烯丙基氯化胺(DMDAAC)和丙烯酸甲 酯(MA)进行溶液聚合反应，冷却，即可；其中，所述丙烯酰胺的用量为60-75份，较佳的为65-70份；二甲基二烯丙基氯化胺的用量为10-25份，较佳的为10-20份；丙烯酸甲酯的用量为10-25份，较佳的为15-22份；所述份数为重量份。 

其中，所述的引发剂可选用本领域此类反应常规使用的各类引发剂，如水溶性的氧化-还原引发体系、偶氮类引发剂或过氧类引发剂等，较佳的为水溶性的氧化-还原引发体系。其中，在所述水溶性的氧化-还原引发体系中，氧化剂较佳的为过硫酸铵，还原剂较佳的为亚硫酸钠。所述亚硫酸钠与过硫酸铵的摩尔比可根据本领域常识进行选择，较佳的为1∶10-1∶1，更佳的为1∶2-1∶1。所述引发剂的用量可根据本领域常识进行选择，较佳的为丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化胺和丙烯酸甲酯总重量的0.2-1％，更佳的为0.4-0.6％。 

其中，所述的溶液聚合的聚合温度可根据本领域此类方法的常规方法进行选择，较佳的为60-80℃；聚合时间以检测反应物消耗完为止，较佳的为2-4小时。 

其中，所述的水为所述溶液聚合反应的溶剂，水的用量可根据本领域此类反应的常规用量进行选择。 

本发明的丙烯酰胺类聚合物可以聚合物的形式出售也可以聚合物溶液的形式出售。若以聚合物的形式出售时，在本发明的溶液聚合反应结束后去除反应体系中的溶剂即得该丙烯酰胺类聚合物。当以聚合物溶液的形式出售时，在本发明的溶液聚合反应结束后放料即得该丙烯酰胺类聚合物的水溶液。该丙烯酰胺类聚合物的水溶液可直接作为毛毯保洁剂使用。 

因此，本发明还提供了一种毛毯保洁剂，其包括本发明的丙烯酰胺类聚合物和水，其中所述丙烯酰胺类聚合物的含量为所述毛毯保洁剂重量的5-20％，较佳的为8-12％。所述毛毯保洁剂的浓度太低则清洁效果不佳，浓度太高则导致丙烯酰胺类聚合物的浪费，成本高。本发明的毛毯保洁剂尤其 适合于对毛毯进行在线保洁。所述的毛毯保洁剂较佳的为一种高速纸机毛毯保洁剂。本发明的毛毯保洁剂对各种纸机系统都具有良好的毛毯清洗效果，尤其适用于白卡纸机系统、文化纸机系统和新闻纸机系统等。 

较佳的，所述的毛毯保洁剂由本发明的丙烯酰胺类聚合物和水组成，其中所述丙烯酰胺类聚合物的含量为所述毛毯保洁剂重量的5-20％，较佳的为10％。 

本发明的毛毯保洁剂可通过将所述丙烯酰胺类聚合物与水按比例混合后制得，也可在本发明的溶液聚合反应结束后，通过去除反应体系中的水或添加适当水将该丙烯酰胺类聚合物的重量浓度控制在5-20％，即可。 

本发明的毛毯保洁剂还可根据本领域常识添加毛毯保洁剂中常规添加的其他辅助制剂，只要其对本发明的技术效果不产生明显的抑制效果即可。 

在使用本发明的毛毯保洁剂进行毛毯保洁时，将所述毛毯保洁剂与造纸压榨部的低压喷淋水混合后喷于毛毯上即可，所述毛毯保洁剂与低压喷淋水组成的混合溶液的用量为2-15毫升/分钟/米毛毯。其中，所述混合溶液中所述丙烯酰胺类聚合物的浓度较佳的为100-1000ppm，更佳的为100-200ppm。 

本发明中使用的试剂和原料均市售可得。 

本发明中，上述优选条件在符合本领域常识的基础上可任意组合，即得本发明各较佳实例。 

本发明的积极进步效果在于： 

1、本发明的丙烯酰胺类聚合物具有良好的水溶性，由此制得的毛毯保洁剂能通过低压喷淋水喷涂于毛毯表面，应用非常方便。 

2、本发明的丙烯酰胺类聚合物一方面能与毛毯表面残留的阴离子细小纤维结合，形成一层均匀的聚合物保护膜。另一方面，该聚合物能对湿纸幅中所含的有机胶粘物质产生斥力，使其不容易粘附于毛毯纤维表面，当这些有机胶粘物经过吸水箱时，很容易被吸水箱抽走，从而能防止各种胶粘物对毛毯的沾染，维持了毛毯的清洁，显著提高了毛毯的寿命并且明显降低了纸 机生产过程中的纸张破孔数以及纸张的断纸次数。特别的，本发明聚合物上的疏水基团还能增加该聚合物对毛毯聚酯纤维表面的吸附，使该聚合物保护膜更加稳定，大大降低了清洗毛毯的次数，毛毯保洁剂的用量也有明显下降。 

3、本发明的毛毯保洁剂适用于各种纸机系统，应用范围广泛。 

具体实施方式

下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步说明，但本发明并不受其限制。 

下述实施例中除另有说明的以外，所述份数皆为重量份。 

实施例1 

1、毛毯保洁剂的制备： 

在水中，在过硫酸铵(0.3份)-亚硫酸氢钠(0.3份)引发体系的作用下，将丙烯酰胺68份、二甲基二烯丙基氯化胺10份和丙烯酸甲酯22份于60℃反应4小时，放料得毛毯保洁剂(即丙烯酰胺类聚合物水溶液)。在该毛毯保洁剂中，丙烯酰胺类聚合物的重量浓度为10％。所述丙烯酰胺类聚合物中式I、式II和式III的摩尔比为75∶5∶20。 

2、毛毯保洁剂的使用： 

将该毛毯保洁剂与低压喷淋水混合得混合溶液(丙烯酰胺类聚合物在该混合溶液中的浓度为200ppm)，将所述混合溶液喷涂于高速纸机毛毯表面，用量为2毫升/分钟/米毛毯。用该毛毯进行湿纸幅脱水，纸种：40gsm新闻纸，车速：1200米/分钟，效果见表1。 

表1 

由表1可以看出，对于同台纸机来说，使用毛毯保洁剂后，毛毯使用寿命提高30％以上，纸张破洞减少50％以上，原先纸机压榨部的压溃现象消失了，这极大的提高了纸机生产效率和纸张的质量，产生了巨大的经济效益。 

实施例2 

1、毛毯保洁剂的制备： 

在水中，在过硫酸铵(0.25份)-亚硫酸氢钠(0.25份)引发体系的作用下，将丙烯酰胺65份、二甲基二烯丙基氯化胺20份和丙烯酸甲酯15份于80℃反应2小时，放料得毛毯保洁剂(即丙烯酰胺类聚合物水溶液)。在该毛毯保洁剂中，丙烯酰胺类聚合物的重量浓度为10％，该丙烯酰胺类聚合物中式I、式II和式III的摩尔比为75∶10∶15。 

2、毛毯保洁剂的使用： 

将该毛毯保洁剂与低压喷淋水混合得混合溶液(丙烯酰胺类聚合物在该混合溶液中的浓度为100ppm)，将所述混合溶液喷涂于高速纸机毛毯表面，用量为15毫升/分钟/米毛毯。用该毛毯进行湿纸幅脱水，与市售保洁剂进行比较，纸种：250gsm白卡纸，车速：600米/分钟，效果见表2。 

表2 

由表2可见：本发明的保洁剂比现有的毛毯保洁剂的清洗次数降低5％，生产过程中的断纸次数降低65％以上，用量也节省15％以上，具有明显经济效益。 

Claims (12)

1.一种毛毯保洁剂，其特征在于：其包括一种丙烯酰胺类聚合物以及水；其中，所述的丙烯酰胺类聚合物的含量为毛毯保洁剂重量的5-20%；

所述的丙烯酰胺类聚合物为由式I、式II和式III所示的结构单元形成的线性无规共聚物；

式I式II式III

其中，式I、式II和式III的摩尔比为70-80：3-15：10-25。

2.如权利要求1所述的毛毯保洁剂，其特征在于：式I、式II和式III的摩尔比为75：5-10：15-20。

3.如权利要求1或2所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述丙烯酰胺类聚合物的粘均分子量为10-100万。

4.如权利要求1所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述的丙烯酰胺类聚合物由下述方法制得：在水中，在引发剂的作用下，将丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化胺和丙烯酸甲酯进行溶液聚合反应，冷却，即可；其中，所述丙烯酰胺的用量为60-75份，二甲基二烯丙基氯化胺的用量为10-25份，丙烯酸甲酯的用量为10-25份，所述的份数为重量份。

5.如权利要求4所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述丙烯酰胺的用量为65-70份，所述二甲基二烯丙基氯化胺的用量为10-20份，所述丙烯酸甲酯的用量为15-22份，所述的份数为重量份。

6.如权利要求4或5所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述的引发剂为水溶性的氧化-还原引发体系、偶氮类引发剂或过氧类引发剂；所述的引发剂的用量为所述丙烯酰胺、所述二甲基二烯丙基氯化胺和所述丙烯酸甲酯总重量的0.2-1%。

7.如权利要求6所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述的引发剂的用量为所述丙烯酰胺、所述二甲基二烯丙基氯化胺和所述丙烯酸甲酯总重量的0.4-0.6%。

8.如权利要求6所述的毛毯保洁剂，其特征在于：在所述水溶性氧化-还原引发体系中，氧化剂为过硫酸铵，还原剂为亚硫酸钠；所述亚硫酸钠与过硫酸铵的摩尔比为1：10-1：1。

9.如权利要求8所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述亚硫酸钠与过硫酸铵的摩尔比为1：2-1：1。

10.如权利要求4所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述的溶液聚合的聚合温度为60-80℃，聚合时间为2-4小时。

11.如权利要求1所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述的丙烯酰胺类聚合物的含量为毛毯保洁剂重量的8-12%。

12.如权利要求1所述的毛毯保洁剂，其特征在于：所述的毛毯保洁剂为高速纸机毛毯保洁剂。