CN109134792B - 一种阳离子型酚醛类干强剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，包括如下步骤：步骤1，将含酚化合物、甲醛类单体、强碱和去离子水混合，反应得到反应产物；步骤2，步骤2，向步骤1的反应产物中加入阳离子醚化剂，反应得到所述干强剂产品。本发明还提供一种采用所述制备方法制备得到的阳离子型酚醛类干强剂。本发明的阳离子型酚醛类干强剂是一种新型的干强剂，通过含酚底物多个活性位点与甲醛的逐步聚合反应，可以得到具有大量支链的酚醛聚合物；并且通过与阳离子醚化剂的接枝反应，使得产品具有高支链，高阳离子基团的特点，大大提高了应用于纸张中的干强性能。

Description

一种阳离子型酚醛类干强剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种干强剂，尤其涉及一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法。
背景技术
干强剂是一种造纸的添加剂，通过在纸浆中添加干强剂，可以赋予纸张一定的干强度，常用于补偿添加填料或低等级的纤维(如再生纤维)所引起的纸强度的下降。常用的干强剂主要有聚丙烯酰胺及其共聚物，包括阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺和两性聚丙烯酰胺等。
近年来，我国废纸资源利用率逐年上升，并且发展潜力巨大。但废纸的利用率的提高意味着废纸循环使用次数的增加，会造成纸强度指标的大幅下降，所以需要更加高效的干强剂来增加纸张强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，能够制备出具有丰富支链和阳离子基团的干强剂，具有突出的应用潜力，能够大大提高应用于纸张中的干强性能。
本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：
本发明的一个目的是提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，包括如下步骤：
步骤1，将含酚化合物、甲醛类单体、强碱和去离子水混合，反应得到反应产物；
步骤2，向步骤1的反应产物中加入阳离子醚化剂，反应得到所述干强剂产品。
为了优化上述的技术方案，本发明采取的技术措施还包括：
进一步地，步骤1中的反应条件为65℃～85℃，反应时间为120min；步骤2中的反应条件为50℃～85℃，反应时间为120min。
进一步地，用于制备所述干强剂产品的含酚化合物、甲醛类单体、强碱、阳离子醚化剂的重量百分比例为：
Figure BDA0001772858410000021
其余为去离子水。
进一步地，所述含酚化合物由通式(I)所示化合物的一种或多种单体组成：
Figure BDA0001772858410000022
其中，通式(I)中R1、R2为氢、烷氧基或芳香族取代基；
R3为氢、含C1～C12饱和或不饱和烷基、羟基、羧基、羰基、磺酸基、氨基或芳香族取代基。
进一步地，所述含酚化合物选自苯酚、对羟基苯丙烷或愈创木酚中的至少一种。
进一步地，所述甲醛类单体选自多聚甲醛或甲醛中的至少一种。
进一步地，所述强碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种。
进一步地，所述阳离子醚化剂选自N-(3-氯-2-羟丙基)N，N，N三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵中的至少一种。
本发明的另一个目的是提供一种采用上述制备方法制备得到的阳离子型酚醛类干强剂。
进一步地，所述干强剂的固含量为10％～50％。
本发明采用上述技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
阳离子型酚醛类干强剂是一种新型的干强剂，通过含酚底物多个活性位点与甲醛的逐步聚合反应，可以得到具有大量支链的酚醛聚合物；并且通过与阳离子醚化剂的接枝反应，使得产品具有高支链，高阳离子基团的特点，大大提高了应用于纸张中的干强性能。
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的详细说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
本实施例提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，包括如下步骤：
将对羟基苯丙烷200g、氢氧化钠(32wt％固含量)30g、甲醛(有效含量37wt％)50g溶于345g去离子水中，反应釜升温至65℃，反应120分钟，然后向反应釜内加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵50g，80℃反应120分钟，冷却至室温，得到干强剂成品，固含量为40.14％。
实施例2
本实施例提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，包括如下步骤：
将愈创木酚300g、氢氧化钠(32wt％固含量)40g、甲醛(有效含量37wt％)40g溶于470g去离子水中，反应釜升温至75℃，反应120分钟，然后向反应釜内加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵40g，80℃反应120分钟，冷却至室温，得到干强剂成品，固含量为40.52％。
实施例3
本实施例提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，包括如下步骤：
将愈创木酚100g、对羟基苯丙烷100g、氢氧化钠(32wt％固含量)20g、甲醛(有效含量37wt％)20g溶于550g去离子水中，反应釜升温至65℃，反应120分钟，然后向反应釜内加入2，3-环氧丙基三甲基氯化铵30g，85℃反应120分钟，冷却至室温，得到干强剂成品，固含量为30.53％。
实施例4
本实施例提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，包括如下步骤：
将苯酚150g、对羟基苯丙烷100g、氢氧化钠(32wt％固含量)40g、甲醛(有效含量37wt％)30g溶于1700g去离子水中，反应釜升温至70℃，反应120分钟，然后向反应釜内加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵40g，60℃反应120分钟，冷却至室温，得到干强剂成品，固含量为19.21％。
实施例5
本实施例提供一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，包括如下步骤：
将愈创木酚200g，对羟基苯丙烷100g、氢氧化钠(32wt％固含量)40g、甲醛(有效含量37wt％)40g溶于470g去离子水中，反应釜升温至75℃，反应120分钟，然后向反应釜内加入3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵40g，80℃反应120分钟时，冷却至室温，得到干强剂成品，固含量为40.31％。
对比试验
以按照本发明实施例1-5的制备方法制备的阳离子型酚醛类干强剂分别作为实验组1-5；以市售阳离子型聚丙烯酰胺干强剂(固含量为20％)作为对照组；进行相同条件下应用对比。其中，设计抄造定量150g/m2，加料顺序为：浆+硫酸铝(3kg/t纸)+干强剂+CPAM(300ppm)+微粒子(400ppm)，干强剂的添加量为：7、12、18公斤/吨纸(湿/干；实验组1-5均按20％固含量折)。
按照下述工艺进行操作：
称取浆料，加入干强剂搅拌2分钟，再加入CPAM、微粒子各搅拌2分钟，用LABTECH73-62半自动纸页成型器抄纸、LABTECH 73-50标准纸页压榨机压榨后，烘干平衡，然后检测纸张的定量、耐折度、耐破度。
检测结果如表1：
表1各组干强剂效果对比
Figure BDA0001772858410000041
Figure BDA0001772858410000051
由上表可以看到，使用本发明的制备方法制备的干强剂应用于纸张，相比于对照组，能够在少量添加下明显提高纸张的耐破度和耐折度。
由上述实施例可知，本发明的阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，通过对含酚底物中苯环邻对位的聚合和阳离子化改性，能够制备出具有丰富支链和阳离子基团的干强剂，具有突出的应用潜力，能够大大提高应用于纸张中的干强性能。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述，但其只作为范例，本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言，任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此，在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改，都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (3)

1.一种阳离子型酚醛类干强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，将含酚化合物、甲醛类单体、强碱和去离子水混合，反应得到反应产物；
步骤2，向步骤1的反应产物中加入阳离子醚化剂，反应得到所述干强剂产品；
步骤1中的反应条件为65℃～85℃，反应时间为120min；步骤2中的反应条件为50℃～85℃，反应时间为120min；
用于制备所述干强剂产品的含酚化合物、甲醛类单体、强碱、阳离子醚化剂的重量百分比例为：
Figure FDA0002970634410000011
其余为去离子水；
所述含酚化合物选自苯酚、对羟基苯丙烷或愈创木酚中的至少一种；所述甲醛类单体选自多聚甲醛或甲醛中的至少一种；所述强碱选自氢氧化钠或氢氧化钾中的至少一种；所述阳离子醚化剂选自N-(3-氯-2-羟丙基)N，N，N三甲基氯化铵、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、2，3-环氧丙基三甲基氯化铵中的至少一种。
2.采用权利要求1所述的制备方法制备得到的阳离子型酚醛类干强剂。
3.根据权利要求2所述的干强剂，其特征在于，所述干强剂的固含量为10％～50％。
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Denomination of invention: A cationic phenolic dry strength agent and its preparation method

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Granted publication date: 20210615

Pledgee: Jining Yanzhou sub branch of Rizhao Bank Co.,Ltd.

Pledgor: JINING MINGSHENG NEW MATERIAL Co.,Ltd.

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