CN105820290A - 一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法 - Google Patents

一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于造纸技术领域，涉及一种提升细小纤维‑碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，由亲水性单体、疏水性单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、表面活性剂、引发剂、交联剂、乳化剂和水组成，将上述组分采用一定的方法制得成品乳液聚合物，由于受到上述组分相互协同的作用，使得在长期使用的过程中，不会造成滤水通道的堵塞，使网部滤水顺畅，从而避免了对网部进行定期清理，进而提高了生产效率，降低了生产耗损；各组分之间反应制得的反应料为网状结构，具有大量的微孔，该微孔的孔径小于纤维和细料的粒径，从而不会造成纤维和细料的流失，并且，该微孔具有很好的滤水作用，不会造成滤水通道的堵塞，使网部滤水顺畅。

Description

一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法
技术领域
本发明属于造纸技术领域，涉及一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法。
背景技术
随着社会的不断进步，各行各业想在当今的社会中生存必须要节能并尽可能的压缩成本。目前造纸行业面临前所未有的低潮，主要是长纤维配比高带来的生产成本压力大，如果大量使用短纤维，加入过多的填料会造成纸张的强度不够，拉力下降，机内断纸等问题，因此考虑使用湿部助留剂来降低成本。其能够减少纸浆中细纤维的流失，减少原材料的消耗。助留剂用量的多少直接关系到产品的生产成本，同时也会影响纸张的灰度。现有技术中的助留剂，在使用的过程中，虽然能够有效吸附纤维和细料的流失，但是，现有技术中的助留剂在长期使用的过程中，容易造成滤水通道的堵塞，从而影响了网部的滤水，使得需要对网部进行定期清理，从而降低了生产效率，增加了生产耗损。
另外，造纸生产过程中，浆料中会有很多细小纤维，细小纤维的留着率低，会通过白水浪费掉，而且细小纤维会堆积在滤网的底部，影响纸业的滤水功能，对纸的品质造成不良的影响。因此在抄纸的过程中会在网部添加助留剂，增加细小纤维的留着率，提高纸业的脱水性能。可是一般的助留剂就是单一的阳离子助留剂或阴离子助留剂，性能单一。
发明内容
本发明针对上述的问题，设计了一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案为，
一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：
亲水性单体+疏水性单体100份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2-10份
表面活性剂2-5份
引发剂0.01-0.03份
交联剂0.01-0.03份
乳化剂0.2-1.0份
水600份；
具体包括以下步骤：
a、在反应釜中加入水，乳化剂，交联剂，搅拌均匀；
b、加入单体混合物（亲水性单体+疏水性单体）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌，在30~60℃的条件下制得预乳液；
c、在反应釜中加入水、乳化剂，在30~60℃条件下搅拌，升温至80~90℃之间，滴加部分预乳液和过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后继续保温再反应30min，制得种子乳液；
d、反应釜的种子乳液中加入表面活性剂，搅拌升温至70~85℃，滴加余下预乳液及过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后，保温反应1~3h；
e、冷却至室温，过滤制得成品。
作为优选，所述亲水性单体为60~90份，所述疏水性单体为10~40份。
作为优选，所述亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸的组合，所诉丙烯酸：甲基丙烯酸：衣康酸为1:1:2。
作为优选，所述疏水性单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的组合，所述丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸甲酯为1:1。
作为优选，所述表面活性剂选为高级烷基磺酸钠、硬脂酸和烷基苯磺酸钠中的一种或多种组合。
作为优选，所述引发剂为过硫酸铵。
作为优选，所述交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯。
作为优选，所述乳化剂为甲基丙烯酸羟丙磺酸钠。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于，
本发明由亲水性单体、疏水性单体、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、表面活性剂、引发剂、交联剂、乳化剂和水组成，将上述组分采用一定的方法制得成品乳液聚合物，由于受到上述组分相互协同的作用，使得在长期使用的过程中，不会造成滤水通道的堵塞，使网部滤水顺畅，从而避免了对网部进行定期清理，进而提高了生产效率，降低了生产耗损；在各组分之间反应制得的反应料为网状结构，具有大量的微孔，该微孔的孔径小于纤维和细料的粒径，从而不会造成纤维和细料的流失，并且，该微孔具有很好的滤水作用，不会造成滤水通道的堵塞，使网部滤水顺畅；采用本发明中的制备方法，其具有制备方法简单、生产成本低，能够适用于大规模生产的优点。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合实施例对本发明做进一步说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开说明书的具体实施例的限制。
实施例1
亲水性单体60份
疏水性单体40份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2份
表面活性剂2份
引发剂0.01份
交联剂0.01份
乳化剂0.2份
水600份；
具体包括以下步骤：
a、在反应釜中加入水，乳化剂，交联剂，搅拌均匀；
b、加入单体混合物（亲水性单体+疏水性单体）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌，在45℃的条件下制得预乳液；
c、在反应釜中加入水、乳化剂，在45℃条件下搅拌，升温至85℃之间，滴加部分预乳液和过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后继续保温再反应30min，制得种子乳液；
d、反应釜的种子乳液中加入表面活性剂，搅拌升温至80℃，滴加余下预乳液及过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后，保温反应2h；
e、冷却至室温，过滤制得成品。
实施例2
亲水性单体80份
疏水性单体20份
表面活性剂3份
引发剂0.02份
交联剂0.02份
乳化剂0.3份
水600份；
具体包括以下步骤：
a、在反应釜中加入水，乳化剂，交联剂，搅拌均匀；
b、加入单体混合物（亲水性单体+疏水性单体）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌，在50℃的条件下制得预乳液；
c、在反应釜中加入水、乳化剂，在50℃条件下搅拌，升温至90℃之间，滴加部分预乳液和过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后继续保温再反应30min，制得种子乳液；
d、反应釜的种子乳液中加入表面活性剂，搅拌升温至80℃，滴加余下预乳液及过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后，保温反应1.5h；
e、冷却至室温，过滤制得成品。
实施例3
亲水性单体85份
疏水性单体15份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵8份
表面活性剂4份
引发剂0.02份
交联剂0.02份
乳化剂0.5份
水600份；
具体包括以下步骤：
a、在反应釜中加入水，乳化剂，交联剂，搅拌均匀；
b、加入单体混合物（亲水性单体+疏水性单体）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌，在60℃的条件下制得预乳液；
c、在反应釜中加入水、乳化剂，在60℃条件下搅拌，升温至90℃之间，滴加部分预乳液和过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后继续保温再反应30min，制得种子乳液；
d、反应釜的种子乳液中加入表面活性剂，搅拌升温至85℃，滴加余下预乳液及过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后，保温反应3h；
e、冷却至室温，过滤制得成品。
上述实施例制备的乳液助留剂性能指标如表1所示：
项 目 实施例1 实施例2 实施例3
外观 乳白色液体 乳白色液体 乳白色液体
粘度（cps，25℃） 210 180 250
pH值 6.5 6.7 6.6
固含量（%） 15.6 14.8 16.1
表1
将实施实例中得到的助留剂进行上机实验，检测实验结果。
实验纸机车速1480m/min，生产文化纸，定量65g/m2，针叶浆：阔叶浆：机械浆比例为24:42:34。在纸机运行正常的情况下加入乳液助留剂，加入量逐渐增大。其实验纸机数据采集如表2所示，实验成纸数据采集如表3所示：
乳液助留剂加入量（kg/t） 上网浓度（%） 白水浓度（%） 留着率（%）
0 0.95 0.47 68
1 0.95 0.45 70
1.5 0.98 0.42 73
2 0.96 0.40 72
2.5 0.95 0.38 74
3 0.95 0.32 75
表2
表3
通过以上数据可以得出，在湿部加入乳液助留剂后,白水浓度下降，减少了废水COD，降低了造纸废水对环境的伤害；细小纤维-碳酸钙的留着率上升，充分利用原材料，降低了浪费；成纸指标中表面强度提升60%和53%，有效减少了印刷过程中的掉毛掉粉现象；纸张平滑度提高；灰分提升1.5%，有效降低成本。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (8)

1.一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，由以下质量份数的组分制成：
亲水性单体+疏水性单体100份
甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵2-10份
表面活性剂2-5份
引发剂0.01-0.03份
交联剂0.01-0.03份
乳化剂0.2-1.0份
水600份；
具体包括以下步骤：
a、在反应釜中加入水，乳化剂，交联剂，搅拌均匀；
b、加入单体混合物（亲水性单体+疏水性单体）和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵，搅拌，在30~60℃的条件下制得预乳液；
c、在反应釜中加入水、乳化剂，在30~60℃条件下搅拌，升温至80~90℃之间，滴加部分预乳液和过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后继续保温再反应30min，制得种子乳液；
d、反应釜的种子乳液中加入表面活性剂，搅拌升温至70~85℃，滴加余下预乳液及过硫酸铵水溶液，滴加时间为3h，滴加完成后，保温反应1~3h；
e、冷却至室温，过滤制得成品。
2.根据权利要求1所述的一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，所述亲水性单体为60~90份，所述疏水性单体为10~40份。
3.根据权利要求2所述的一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，所述亲水性单体为丙烯酸、甲基丙烯酸和衣康酸的组合，所诉丙烯酸：甲基丙烯酸：衣康酸为1:1:2。
4.根据权利要求3所述的一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，所述疏水性单体为丙烯酸丁酯和甲基丙烯酸甲酯的组合，所述丙烯酸丁酯：甲基丙烯酸甲酯为1:1。
5.根据权利要求4所述的一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选为高级烷基磺酸钠、硬脂酸和烷基苯磺酸钠中的一种或多种组合。
6.根据权利要求5所述的一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，所述引发剂为过硫酸铵。
7.根据权利要求6所述的一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，所述交联剂为邻苯二甲酸二烯丙酯。
8.根据权利要求7所述的一种提升细小纤维-碳酸钙留着率的乳液聚合物及其制备方法，其特征在于，所述乳化剂为甲基丙烯酸羟丙磺酸钠。
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