CN105484100A - 一种细小纤维助留助滤剂的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种细小纤维助留助滤剂的制备方法，包括以下步骤:将总重量10～25％的酰胺用纯水溶解；然后把具有阴离子性质的不饱和单体或其酯类、羧酸脂与具有阳离子性质的不饱和单体以及具有非离子性质的高分子不饱和单体组成的混配单体加入上述溶液中；上述物质混合完毕后，将混合物温度升到30℃～80℃，加入pH调节剂调节至5.5～7，然后加入防交联剂、反应抑制剂、分子量调节剂、多元复合催化剂引发聚合并在此温度下反应1～3小时后；进入陈化反应，在陈化反应过程中加入熟化剂，陈化一段时间后得到一种针对细小纤维的助留助滤剂。该造纸助留助滤剂能显著提高细小纤维的留着以及加快纸料在纸机网部的滤水。

Description

一种细小纤维助留助滤剂的制备方法
技术领域
本发明属于造纸工艺中的助剂制备技术领域，涉及一种细小纤维助留助滤剂的制备方法。
背景技术
目前使用的助留助滤剂中，阳离子聚丙烯酰胺几乎占据绝大部分的市场份额，从其使用情况来看，阳离子聚丙烯酰胺对中长纤维的滤水有提高作用，对细小纤维和填料有留着的作用，但对细小纤维兼具助留助滤双重功能的却不明显。由于针叶木资源的缺乏,阔叶木和草类原料的使用量不断增加,废纸的回收利用率也越来越高，因此，浆料中的微细组分含量增加。又由于世界范围的水资源短缺和防止污染的要求,使得造纸必须封闭循环用水。在这种情况下,从节约能源、降低浆耗和减少造纸排水的处理负荷方面来看,应尽量留着浆中的细小组分和填料，同时又要尽量强化纸机湿部的脱水。随着我国造纸工业不断向着高速化、连续化、大型化方向发展，劳动生产率不断提高，最经济的办法是使用高效的助留助滤剂。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中助留助滤剂所存在的问题，提供一种高分子低粘度、助留和助滤效果均比较高效的针对细小纤维的助留助滤剂的制备方法，该助留助滤剂用于造纸时的湿部添加。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：
一种细小纤维助留助滤剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将占总重量10～30％的酰胺用纯水溶解；
(2)将占总重量1～10％的具有阴离子性质的不饱和单体或其酯类、羧酸酯加入到步骤(1)的溶液中；
(3)将占总重量1～10％的具有阳离子性质的不饱和单体加入到步骤(2)的溶液中；
(4)将占总重量1～10％的具有非离子性质的高分子不饱和单体加入到步骤(3)的溶液中；
(5)将步骤(4)所得到的溶液混合均匀后，将溶液温度升到30℃～80℃；
(6)加入pH调节剂将溶液的pH值调节至5.5～7后，加入防交联剂、反应抑制剂、分子量调节剂、多元复合催化剂，在上述条件下进行共聚反应1-3小时；
(7)进入到陈化反应工序，加入熟化剂，反应1-8小时，得到细小纤维助留助滤剂。
作为对前述技术方案的进一步设计：步骤(1)中的酰胺选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲胺丙烯丙烯酰胺、氯化丙烯丙烯酰胺基三甲铵等的一种或两种以上，优选丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺。
作为对前述技术方案的进一步设计：步骤(2)中的具有阴离子性质的不饱和单体或其酯类、羧酸酯选自甲基丙烯酸、丙烯酸、马来酸、衣康酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯等的一种或两种以上，优选甲基丙烯酸、丙烯酸。
作为对前述技术方案的进一步设计，步骤(3)中的具有阳离子性质的不饱和单体选自二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵等的一种或两种以上，优选二甲基二烯丙基氯化铵。
作为对前述技术方案的进一步设计：步骤(4)中的非离子性质的高分子不饱和单体选自聚乙二醇单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇单缩水甘油醚，聚丙三醇单缩水甘油醚等的一种或两种以上，其中n≥7，优选聚乙二醇单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯。
作为对前述技术方案的进一步设计:前述的步骤(6)中的pH调节剂为碱金属氢氧化物，所述的碱金属氢氧化物可选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷等的一种或两种以上，优选氢氧化钠。
作为对前述技术方案的进一步设计：前述的步骤(6)中加入的防交联剂选自脲类、硫酸钠、氯化钠、乙烯胺类等的一种或两种以上，优选硫酸钠、氯化钠；防交联剂的使用量为助留助滤剂总重量的0.001％～2％。
作为对前述技术方案的进一步设计：前述的步骤(6)中加入的分子量调节剂为醇类、异丙醇、乙二醇、烷基硫醇等的一种或两种以上，优选乙二醇、烷基硫醇，分子量调节剂的使用量为助留助滤剂总重量的0.0001％～2％。
作为对前述技术方案的进一步设计：前述的步骤(6)中加入反应抑制剂为醌酚类、多烷基酚中的一种或两种，反应抑制剂的使用量为助留助滤剂总重量的0.0001％～2％；多元复合催化剂为氧化还原引发体系，氧化体系有过硫酸盐、过氧化物等，还原体系有酸性亚硫酸盐、硫代硫酸盐、抗坏血酸、硫酸亚铁等；其中，过硫酸盐为过硫酸钾、过硫酸铵及其钠盐的一种或两种以上，优选过硫酸铵；过氧化物为过氧化氢、过氧化苯甲酰、水溶性偶氮类中的一种或两种以上；还原体系的为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫代硫酸钠、L-抗坏血酸、硫酸亚铁等的一种或两种以上，优选亚硫酸氢钠；多元复合催化剂的使用量为助留助滤剂总重量的0.001％～5％。
作为对前述技术方案的进一步设计：前述的步骤(7)中加入的熟化剂为还原剂类的化合物，其化合物为亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、二乙醇胺、三乙醇胺、叔胺类有机胺等的一种或两种以上，优选亚硫酸钠、亚硫酸氢钠；熟化剂的使用量为助留助滤剂总重量的0.01％～5％。
本发明的有益效果：
本发明通过对助滤剂分子结构的设计以及分子量的控制，使分子主链上具有不同的离子基团以及不同的离子基团分布率，使该助留助滤剂能显著提高细小纤维的留着和纸桨在纸机网部的滤水，并有助于其他助剂例如增干强剂的性能的发挥，明显改善纸张的环压强度和耐破度，使用方便、性能稳定，特别是配合增干强剂使用时，可极大限度地减少原生纤维的使用甚至完全不用即可达到要求的性能，大幅度地降低造纸生产成本，提高经济效益，减轻造纸废水的处理压力。
具体实施方式
以下以实施例说明本发明，但本发明的专利及技术范围不受这些实施例所限制。
实施例一
在1000L的反应釜中，加入136Kg(17％)的丙烯酰胺，用544.0Kg纯水溶解，然后加入16Kg(2％)的丙烯酸，24Kg(3％)甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(n≥7)以及80.0Kg浓度为60％的二甲基二烯丙基氯化铵(6％)于上述溶液中，搅拌均匀，然后将温度升到50℃，加入重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，调pH值至5.5，在此条件下加入800g硫酸钠、80g多烷基酚、80g乙二醇，搅拌均匀后加入40g过硫酸铵，40g亚硫酸氢钠引发聚合，聚合反应3小时后，进入到陈化反应工序，在陈化反应过程中加入800g亚硫酸钠，反应4小时后，计量包装，成品为粘稠透明液体。
实测助留助滤效果以及与增干强剂配伍使用的效果见下表。
实施例二
在1000L的反应釜中，加入160.0Kg(20％)的丙烯酰胺，用520.0Kg纯水溶解，然后加入16.0Kg(2％)的丙烯酸，24.0Kg(3％)甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(n≥7)以及80.0Kg浓度为60％的二甲基二烯丙基氯化铵(6％)于上述溶液中，搅拌均匀，然后将温度升到50℃，加入重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，调pH值至5.5，在此条件下加入800g硫酸钠、80g多烷基酚、80g乙二醇，搅拌均匀后加入引发剂40g过硫酸铵，40g亚硫酸氢钠引发聚合，聚合反应3小时后，进入到陈化反应工序，在陈化反应过程中加入800g亚硫酸钠，反应8小时后，计量包装，成品为粘稠透明液体。
实测助留助滤效果以及与增干强剂配伍使用的效果见下表。
实施例三
在1000L的反应釜中，加入136Kg(17％)的丙烯酰胺，用533.33Kg纯水溶解，然后加入16Kg(2％)的丙烯酸，24Kg(3％)甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯(n≥7)以及106.67Kg浓度为60％的二甲基二烯丙基氯化铵(8％)于上述溶液中，搅拌均匀，然后将温度升到50℃，加入重量浓度为30％的氢氧化钠溶液，调pH值至5.5，在此条件下加入800g硫酸钠、80g多烷基酚、80g乙二醇，搅拌均匀后加入引发剂40g过硫酸铵，40g亚硫酸氢钠引发聚合，聚合反应3小时后，进入到陈化反应工序，在陈化反应过程中加入800g亚硫酸钠，反应8小时，计量包装，成品为粘稠透明液体。
实测助留助滤效果以及与增干强剂配伍使用的效果见表1。
助留助滤效果的检测使用的是回收废纸，废纸经过磨桨等工序制成一定浓度的纸桨使用。
表1实测助留助滤效果以及与增干强剂配伍使用的效果：
从上表数据中可看出，添加了本发明的助留助滤剂后滤出水量明显增多，定量明显提高，说明本发明的助留助滤剂对细小纤维的助留助滤作用明显，特别是配合增干强剂使用时干强度有显著的提高，可极大限度地减少原生纤维的使用甚至完全不用原生纤维即可达到造纸要求的性能，大幅度地降低造纸生产成本，提高经济效益，减轻造纸废水的处理压力。

Claims (10)

1.一种细小纤维助留助滤剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将占总重量10～30％的酰胺用纯水溶解；
(2)将占总重量1～10％的具有阴离子性质的不饱和单体或其酯类、羧酸酯加入到步骤(1)的溶液中；
(3)将占总重量1～10％的具有阳离子性质的不饱和单体加入到步骤(2)的溶液中；
(4)将占总重量1～10％具有非离子性质的高分子不饱和单体加入到步骤(3)的溶液中；
(5)将步骤(4)所得到的溶液混合均匀后，将溶液温度升到30℃～80℃；
(6)加入pH调节剂将溶液的pH值调节至5.5～7后，加入防交联剂、反应抑制剂、分子量调节剂、多元复合催化剂，在上述条件下进行共聚反应1-3小时；
(7)进入到陈化反应工序，加入熟化剂，反应1-8小时，得到细小纤维助留助滤剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(1)中的酰胺选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、二甲胺丙烯丙烯酰胺、氯化丙烯丙烯酰胺基三甲铵中的一种或两种以上。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(2)中的具有阴离子性质的不饱和单体或其酯类、羧酸酯选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯中的一种或两种以上。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(3)中的具有阳离子性质的不饱和单体选自二甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸N，N-二甲基氨基乙酯、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、十八烷基二甲基烯丙基氯化铵中的一种或两种以上。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(4)中的具有非离子性质的高分子不饱和单体选自聚乙二醇单丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯、聚乙二醇单缩水甘油醚，聚丙三醇单缩水甘油醚中的一种或两种以上，其中n≥7。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(6)中的pH调节剂为碱金属氢氧化物，所述的碱金属氢氧化物选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铷中的一种或二种以上。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(6)中加入的防交联剂选自脲类、硫酸钠、氯化钠、乙烯胺类中的一种或两种以上；防交联剂的使用量为总重量的0.001％～2％；所述的反应抑制剂为醌酚类、多烷基酚中的一种或两种，反应抑制剂的使用量为总重量的0.0001％～2％。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(6)中加入的分子量调节剂为醇类、异丙醇、乙二醇、烷基硫醇中的一种或两种以上，分子量调节剂的使用量为总重量的0.0001％～2％。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的步骤(6)中加入的多元复合催化剂为氧化、还原引发体系，氧化体系为过硫酸盐、过氧化物，其中，过硫酸盐选自过硫酸钾、过硫酸铵及其钠盐中的一种或两种以上；过氧化物为过氧化氢、过氧化苯甲酰、水溶性偶氮类中的一种或两种以上；还原体系为酸性亚硫酸盐、硫代硫酸盐、抗坏血酸、硫酸亚铁中的一种或两种以上；多元复合催化剂的使用量为总重量的0.001％～5％。
10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤(7)中的熟化剂为还原剂类的化合物选自亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸氢钾、二乙醇胺、三乙醇胺、叔胺类有机胺中的一种或两种以上，熟化剂的使用量为总重量的0.01％～5％。
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