专利名称：一种丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法
—种丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法技术领域
本发明属于造纸用湿强剂，尤其涉及一种丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法。
背景技术：
随着造纸行业的快速发展，造纸业使用的传统湿强剂，如脲醛树脂(UF)和三聚氰胺甲醛树脂(MF)等，由于使用条件以及释放有害物质(AOX)等原因，已经越来越不能满足用户的需求。
PAE是目前应用较多的造纸用湿强剂，其性能受到普遍的认可，已成湿强剂的主流产品，但从制备工艺时易受反应条件的影响，如生产温度高、时间较长、原料挥发较严重、原料比反应偏低于理论反应值等，易导致缩聚过程中端基封端过早，使聚合物分子量偏低，影响了使用效果，给造纸带来许多不良影响，如聚料容易产生气泡、絮聚、成纸、揭纸困难，纸张均匀度差等。同时更为关键的问题是目前应用较多的PAE湿强剂不适合，联合国卫生组织已制订要求，到2015年纸制品不允许应用含有机卤化物(AOX)的化工原料。发明内容
本发明的目的在于克服上述技术的不足，提供一种丙烯酰胺交联脲乙乙二醛树脂湿强剂的制备方法，该工艺制造的湿强剂在浆内具有高留着率性能，不但湿强度高，且对环境无污染，不含有机卤化物。
本发明为实现上述目的，采用以下技术方案一种丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，
I)制备脲醛树脂
将乙二醛和尿素的摩尔比为1-2 :0. 3-1混溶，用酸调节溶液的pH值1. 5_3，温度为35°C -75°C，进行反应2. 5-6h，冷却，再加入乙二醛，加入量为首次乙二醛的12%_15%摩尔数，用碱调节溶液的PH值为中性，在20-35°C温度下反应l_2h，再用碱调节溶液的pH值为中性，即得到脲醛树脂；
2)将交联单体，阳离子单体加入步骤I)制备的脲醛树脂中，交联单体，阳离子单体与尿素的摩尔比O. 5-3. 5 :0. 2-2 :5，在温度50°C -80°C，反应l_2h终止，加入去离子水稀释，其中全部固含物占整体水溶液总量的12%，即可获得丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
所述酸为盐酸、硫酸、甲酸、乙酸中的一种或两种。
所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙中的一种或两种。
所述交联单体为羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸铵基乙酯中的一种或两种。
所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰乙基三甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、丙烯酸二甲胺乙酯中的一种或两种。
有益效果本发明制备过程不添加含甲醛及有机卤化物(Α0Χ)，消除了对人体健康造成危害的来源。用丙烯酰胺类交联单体与阳离子单体交联改性后的脲乙二醛树脂，增加了产品分子量，改善了改性脲乙二醛树脂的性能，从而提高了湿度效能，丙烯酰胺类及阳离子单体的加入增加分子链段的交联活性，增强了聚合物之间在纤维周围所形成的网状结构，能更好地限制纤维之间的活动，阻止纤维的润涨和吸水，减少纸张伸缩形。同时湿强剂树脂与相邻纤维的羟基可形成更多链键(共价键与氢键等)能极大提高了纸张的湿强度。
本发明工艺简单，原材料价廉易得，反应温度低，原料挥发损失少，工艺中添加了阳离子单体，与交联单体聚合物的电荷密度高，分子量大成网状结构，应用后纸张吸附性增强，使纸张留着率和湿强度明显地提高。
具体实施方式
下面结合较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式
。包括如下组分，按摩尔比，
实施例1
本实施例造纸用湿强剂，是由交联单体羟甲基丙烯酰胺以及阳离子单体二甲基丙基氯化铵、改性脲乙二醛树脂，其分子链具有三维网络结构，其中乙二醛树脂为乙二醛与尿素经缩聚反应合成的脲乙二醛树脂再与交联单体羟甲基丙烯酰胺与阳离子单体甲基二烯丙基氯化钠交联聚合而得的，丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
本实施例造纸用湿强剂是以乙二醛、尿素、羟甲基丙烯酰胺、二甲基二烯醛丙基氯化铵为主要原料通过包括下述主要步骤进行。
按乙二醛和尿素摩尔比2 :1加入反应釜中，用盐酸调节溶液pH值为2，搅拌下升温到65°C反应3h，冷却降温至30°C，再加乙二醛，加入量为首次乙二醛的15%摩尔数，用氢氧化钾调节调节溶液PH值为7，反应1. 5h，尔后再用氢氧化钾调节调节溶液pH值为7，搅拌下加入羟甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基按尿素的摩尔比为O. 5:0. 2:5，升温至70°C反应1. 5h，反应终止，加去离子水稀释，其中全部固含物占整体水溶液总量的12%。即可获得丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
实施例2
本实施例造纸用湿强剂，是由交联单体羟乙基丙烯酰胺以及阳离子单体丙烯酰乙基三甲基苄基氯化铵、改性脲乙二醛树脂，其分子链具有三维网络结构，其中乙二醛树脂为乙二醛与尿素经缩聚及反应合成的脲乙二醛树脂再与羟乙基丙烯交联单体酰胺与阳离子单体丙烯酰乙基三甲基苄基氯化铵、交联聚合而得的，丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
本实施例造纸用湿强剂是以乙二醛、尿素、羟乙基丙烯酰胺、丙烯酰乙基三甲基苄基氯化铵为主要原料，通过包括下述主要步骤进行。
按乙二醛和尿素1:0. 3摩尔比加入反应釜，用硫酸调节调节溶液pH值2，搅拌下升温至70°C反应2. 5h，冷却降温至25°C，再加乙二醛，加入量为首次乙二醛的12%摩尔数， 用氢氧化钠调节调节溶液PH值为7，反应lh，再用氢氧化钠调节调节溶液pH值为7，搅拌下加入羟乙基丙烯酰胺与丙烯酰乙基三甲基苄基氯化胺，按尿素摩尔比为3. 5:2:5，升温至 70°C反应Ih终止，加去离子水稀释，其中全部固含物占整体水溶液总量的12%。即获得酰希酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
实施例3
本实施例是由交联体二氧基甲基丙烯酰胺及阳离子甲基丙烯酸二甲胺乙酯、改性脲乙二醛树脂，其分子链具有三维网络状结构，其中脲乙醛树脂为乙二醛与尿素经缩聚反应合成的脲乙醛树脂再与交联单体乙氧基甲基丙烯酰胺、阳离子单体甲基丙烯酸二甲胺乙脂、交联聚合而得的，丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
本实施例造纸用湿强剂，是以乙二醛、尿素、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、改性脲乙二醛树脂，其分子链具有三维网络状结构，其中脲乙醛树脂为乙二醛与尿素经缩聚反应合成的脲乙二醛树脂再与乙氧基甲基丙烯酰胺交联单体、阳离子单体甲基丙烯酸二甲胺乙脂，交联聚合而得。
本实施例是以乙二醛、尿素、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲胺乙酯，为主要原料，下述主要步骤进行。
按乙二醛和尿素2 :1摩尔比加入反应釜，用甲酸调节调节溶液pH值2，搅拌下升温至70°C，反应2. 5h，冷却、降温至30°C再加乙二醛，其加入量为首次乙二醛的15%摩尔数， 用氢氧化钙调节调节溶液PH值为7，反应1. 5小时，再用氢氧化钙调节调节溶液pH值为7， 搅拌下加入乙氧基甲基丙烯酰胺与甲基丙烯酸二甲胺乙酯，按尿素摩尔比为1. 6:0. 4:5. 0， 升温至70°C，反应1. 5h终止，加去离子水稀释，其中全部固含物占整体水溶液总量的12%。 即获得丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
实施例4
本实施例造纸用湿强剂是由交联单体甲基丙烯酸氨基乙酯以及阳离子单体丙烯酸二甲胺乙酯、改性脲乙乙二醛树脂，其分子链具有三维网络状结构，其中脲乙醛树脂为乙二醛与尿素经缩聚反应合成的脲乙二醛树脂，再用交联单体甲基丙烯酸氨基乙酯、阳离子单体丙烯酸二甲胺乙脂交联聚合而得的，丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
本实施例造纸用湿强剂，是以乙二醛、尿素、甲基酰希酸氨基乙酯、丙烯酸二甲胺乙脂为主要原料，通过包括下述主要步骤进行
按乙二醛和尿素2 1摩尔比加入反应釜，用乙酸调节调节溶液pH值3-4，搅拌下升温至70°C反应2. 5h，冷却降温至25°C，再加乙二醛，其加入量为首次乙二醛的12%摩尔数，用氢氧化钠调节调节溶液PH值为7反应1. 5小时，再用氢氧化钠调调节溶液pH值为7， 搅拌下加入甲基丙烯酸氨基乙酯与丙烯酸二甲胺乙脂，按尿素摩尔比1. 5:1. 2:5. 0，升温至 70V反应1. 5h终止，其中全部固含物占整体水溶液总量的12%，即获得丙烯酰胺交联脲乙醛树脂湿强剂。
本发明因不添加对环境与人体有害物，所以解除了有害物与有机卤化物(AOX)所导致的各种危害。经羟基丙烯酰胺类所交联的产品，其分子量大大增加并成网状结构，分子链段的电荷密度增强，吸附纤维能力与留着率大幅度提升，为此不仅提高了纸页湿强度，并且可增加纸页的耐折度，抗张强度，与干强度等物化性能。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构作任何形式上的限制。凡是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、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
权利要求
1.一种丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，按摩尔比， 1)制备脲醛树脂 将乙二醛和尿素的摩尔比为1-2 :0. 3-1混合，用酸调节溶液的pH值1. 5-3，温度为350C _75°C，进行反应2. 5-6h，冷却，再加入乙二醛，加入量为首次乙二醛的12%_15%摩尔数，用碱调节溶液的PH值为中性，在20-35°C温度下反应l_2h，再用碱调节溶液的pH值为中性，即得到脲醛树脂； 2)将交联单体，阳离子单体加入步骤I)制备的脲醛树脂中，交联单体，阳离子单体与尿素的摩尔比O. 5-3. 5 :0. 2-2 :5，在温度50°C _80°C，反应l_2h终止，加入去离子水稀释，其中全部固含物占整体水溶液总量的12%，即可获得丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂。
2.根据权利要求1所述的丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法，其特征在于，所述酸为盐酸、硫酸、甲酸、乙酸中的一种或两种。
3.根据权利要求1或2所述的丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法，其特征在于，所述碱为氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化钙中的一种或两种。
4.根据权利要求3所述的丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法，其特征在于，所述交联单体为羟甲基丙烯酰胺、羟乙基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸按基乙酷中的一种或两种。
5.根据权利要求4所述的丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子单体为二甲基二烯丙基氯化铵、丙烯酰乙基三甲基苄基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、丙烯酸二甲胺乙酯中的一种或两种。
全文摘要
本发明涉及一种丙烯酰胺交联脲乙二醛树脂湿强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤，将乙二醛和尿素的摩尔比为1-20.3-1混溶，用酸调pH值1.5-3，35℃-75℃，反应2.5-6h，冷却，再加入乙二醛加入量为其首次重量15%-40%摩尔后，用碱调pH值为中性，在20-35℃温度下反应1-2h，再用碱调pH值为中性，即得脲醛树脂；将交联单体，阳离子单体加入脲醛树脂中，交联单体，阳离子单体与尿素的摩尔比0.5-3.50.2-25，50℃-80℃，反应1-2h终止，加入去离子水稀释至固含量为12%丙烯酰胺交联乙二醛湿强剂。有益效果制备过程不添加含甲醛及有机卤化物，消除了对环境和人体健康的危害。
文档编号C08F220/58GK103044629SQ201210592198
公开日2013年4月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者田成杰, 李端 申请人:天津市奥东化工有限公司