本发明属于造纸领域，尤其涉及一种多功能造纸化学助剂及其制备方法和应用。
背景技术：
：随着现代造纸业的发展，二次纤维的回用比例越来越高，纸机车速也越来越快，同时对纸的品质要求却越来越高，这对造纸化学品的应用提出了更高的要求。随着废纸作为造纸原料的大量回用，造纸原料的强度逐渐降低，要生产出同样品质的纸张，就需要对强度进行补偿，这种情况下使造纸干强剂的应用成为必要。现在常用的造纸干强剂有阳离子淀粉、各种类型的聚丙烯酰胺(pam)、羧甲基纤维素(cmc)、以及壳聚糖等，基本都是通过氢键、离子键等增加纤维之间结合点的数量，达到增加纸张强度的目的。国内外生产干强剂的著名公司有日本星光化学、日本荒川化学、杭化播磨、骏能纸化、美国的赫克力士等。随着造纸工业的不断发展，有越来越多的纸种需要添加造纸增干强剂，包括卫生纸、牛皮箱板纸、文化纸等。现代造纸生产过程有越来越多的胶粘物产生和存在，给生产造成了极大危害，主要表现为：胶粘物质会堵塞压力筛、成型网的网孔，降低设备的利用效率；会在毛布上沉积，影响毛布的使用寿命；会在干网上沉积，造成纸张粘辊，影响纸张质量。这种情况下去除胶粘物或消除胶粘物的影响也成为生产过程中需要解决的问题。胶粘物质的来源包括，二次纤维中各种热敏胶、压敏胶的混入，铜版纸和涂布板纸中含涂料的干损纸的回用，各种造纸原料中的天然树脂，各种造纸添加剂的水解物等。消除树脂胶粘物的化学方法是加各种树脂控制剂，包括聚乙烯亚胺(pei)、聚合氯化铝(pac)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(pdmdaac)等。技术实现要素：本发明的目的在于，针对存在的上述问题，提供一种能够在增加纸张强度的同时，又能去除造纸生产中的树脂胶粘物质的多功能化学助剂，这一多功能化学助剂改变了以往单一功能化学品只能解决单一造纸问题的状况，又能防止不同造纸化学品在湿部应用时互相之间的相互影响，将造纸化学品的应用简单化。为了实现上述目的，本申请采用的技术方案为：一种多功能造纸化学助剂，所述多功能造纸化学助剂是粘均分子量为50-200万的丙烯酰胺类聚合物，所述丙烯酰胺类聚合物是由式i、式ii和式iii为重复结构单元构成的线性无规共聚物，其中式i、式ii和式iii的结构式为：进一步的，所述丙烯酰胺类聚合物中式i、式ii和式iii的聚合度之比为65～80：10～15：10～25。一种多功能造纸化学助剂的制备方法，包括如下步骤：s1、称取摩尔份数分别为65份～80份丙烯酰胺、10份～15份二甲基二烯丙基氯化胺和为10份～25份丙烯酸甲酯；s2、将s1中称取的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化胺和丙烯酸甲酯均溶解在水中，加入引发剂，并在60℃～80℃下溶液聚合2h～4h，干燥处理即制备得到多功能造纸化学助剂。进一步的，所述引发剂的摩尔份数为丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化胺和丙烯酸甲酯总摩尔份数的0.4％～0.6％。进一步的，所述引发剂为水溶性的氧化-还原引发剂、偶氮类引发剂或过氧类引发剂中的一种。进一步的，当所述引发剂为水溶性的氧化-还原引发剂时，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份数之比为为1：1～2。一种多功能造纸化学助剂在造纸工艺中作为化学助剂的应用。进一步的，使用时，将所述丙烯酰胺类聚合物溶解在水中，得到多功能造纸化学助剂水溶液，所述丙烯酰胺类聚合物的重量为多功能造纸化学助剂水溶液重量的10％～30％。进一步的，所述丙烯酰胺类聚合物的重量为多功能造纸化学助剂水溶液重量15％～20％。与现有技术相比，本发明的有益效果是：(1)本发明的多功能造纸化学助剂能在显著增加纸张强度的同时，去除湿部体系中的树脂和胶粘物，这对于提高纸张质量、优化造纸生产过程效果显著，减少了造纸体系中造纸化学品的总用量，从而使湿部体系更干净，防止不同化学品的应用互相干扰。(2)本发明的多功能造纸化学助剂能用于各种纸机系统，应用范围广泛。(3)本发明开启了造纸化学品的功能集成和复合的序幕，能极大的简化造纸化学品的使用。具体实施方式为了使本发明的技术手段、技术特征、达到目的与功效易于明白了解，下面将结合本发明具体实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。下述实施例中除另有说明的以外，所述份数皆为重量份。本发明中的多功能造纸化学助剂可以聚合物的形式出售也可以多功能造纸化学助剂溶液的形式出售。若以聚合物的形式出售，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，即多功能化学助剂水溶液。该多功能化学助剂水溶液可直接作为能控制树脂胶粘物的纸张增干强剂应用。本发明中规定丙烯酰胺类聚合物的重量为多功能造纸化学助剂水溶液总重量的10％～30％，较佳的为15％～20％，这是因为多功能造纸化学助剂的浓度太低则运输成本太高，浓度太高则导致丙烯酰胺类聚合物溶液粘度太大，应用困难。本发明的多功能造纸化学助剂尤其适合于以废纸为原料的造纸生产过程。本发明的多功能造纸化学助剂对各种纸种都具有良好的增强效果，尤其适用于生活用纸、箱板纸和新闻纸生产。在使用本发明制备的多功能造纸化学助剂时，首先将所述多功能造纸化学助剂用计量泵用清水稀释10倍后，添加到上浆系统浓浆中。所述多功能造纸化学助剂的用量一般为吨纸5kg～20kg原液，具体根据纸张品质要求和具体生产过程来定。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。实施例1a、多功能造纸化学助剂的制备s1、称取摩尔份数分别为80份丙烯酰胺、10份二甲基二烯丙基氯化胺和25份丙烯酸甲酯；s2、将s1中称取的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化胺和丙烯酸甲酯均溶解在水中，加入摩尔份数为0.3份的亚硫酸钠和摩尔份数为0.3份过硫酸铵，并在60℃下溶液聚合4h，干燥处理即制备得到丙烯酰胺类聚合物，也就是多功能造纸化学助剂。制备得到的丙烯酰胺类聚合物中式i、式ii和式iii的聚合度之比为75:10:20。b、多功能造纸化学助剂在造纸工艺中作为化学助剂的应用首先将上述制备的丙烯酰胺类聚合物溶解在水中得到多功能造纸化学助剂水溶液，其中丙烯酰胺类聚合物的重量为多功能造纸化学助剂水溶液重量的10％；然后将上述制备的多功能造纸化学助剂水溶液以吨纸10kg的用量应用于10万吨/年文化纸机，替代之前的干强剂，观察应用效果如表1和表2：表1应用前后强度的变化产品指标试验前试验后增加％抗张指数60658.33撕裂指数45462.22耐破指数4.04.25表2纸机断纸次数的变化断纸次数/天试验前试验后降低％压榨部5260烘干部3166.6实施例2a、多功能造纸化学助剂的制备s1、称取摩尔分数分别为65份丙烯酰胺、15份二甲基二烯丙基氯化胺和18份丙烯酸甲酯；s2、将s1中称取的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化胺和丙烯酸甲酯均溶解在水中，加入摩尔份数为0.2份的亚硫酸钠和摩尔份数为0.25份过硫酸铵，并在80℃下溶液聚合2h，干燥处理即制备得到丙烯酰胺类聚合物，也就是多功能造纸化学助剂。制备得到的丙烯酰胺类聚合物中式i、式ii和式iii的聚合度之比为60:10:15。b、多功能造纸化学助剂在造纸工艺中作为化学助剂的应用首先将上述制备的丙烯酰胺类聚合物溶解在水中得到多功能造纸化学助剂水溶液，其中丙烯酰胺类聚合物的重量为多功能造纸化学助剂水溶液重量的15％；然后将上述制备的多功能造纸化学助剂水溶液以吨纸10kg的用量应用于20万吨/年文化纸机，替代之前的干强剂，观察应用效果如表3和表4：表3应用前后强度的变化产品指标试验前试验后增加％抗张指数505612撕裂指数30326.6耐破指数4.04.37.5表4纸机断纸次数的变化断纸次数/天试验前试验后降低％压榨部3233.3烘干部2150实施例3a、多功能造纸化学助剂的制备s1、称取摩尔份数分别为75份丙烯酰胺、13份二甲基二烯丙基氯化胺和10份丙烯酸甲酯；s2、将s1中称取的丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化胺和丙烯酸甲酯均溶解在水中，加入摩尔份数为0.2份的亚硫酸钠和摩尔份数为0.3份过硫酸铵，并在75℃下溶液聚合3h，干燥处理即制备得到丙烯酰胺类聚合物，也就是多功能造纸化学助剂。制备得到的丙烯酰胺类聚合物中式i、式ii和式iii的聚合度之比为70:12:10。b、多功能造纸化学助剂在造纸工艺中作为化学助剂的应用首先将上述制备的丙烯酰胺类聚合物溶解在水中得到多功能造纸化学助剂水溶液，其中丙烯酰胺类聚合物的重量为多功能造纸化学助剂水溶液重量的20％；然后将上述制备的多功能造纸化学助剂水溶液以吨纸10kg的用量应用于20万吨/年文化纸机，替代之前的干强剂，观察应用效果如表5和表6：表5应用前后强度的变化产品指标试验前试验后增加％抗张指数657312.3撕裂指数35388.5耐破指数4.14.59.7表6纸机断纸次数的变化断纸次数/天试验前试验后降低％压榨部4250烘干部2150通过上述两个具体的实施例看出，使用过本发明的多功能造纸化学助剂后，纸张强度和品质均有显著提高；并且因为湿部体系中的树脂胶粘物得到了有效控制，生产过程中的断纸次数明显降低，提高了生产效率。以上公开的仅为本发明的较佳实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。当前第1页12