专利名称：两性干强剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种两性干强剂及其制备方法。
背景技术：
随着人们生活水平的提高，对纸的需求和用量不断増加，但我国森林资源不足，大量依靠木材纤维原料造纸，因此研制开发适用于造纸生产尤其是草类、废纸和其他短纤维原料造纸的高效价廉的增强剂是十分必要的。目前国内常用的造纸增强剂主要是改性淀粉、聚丙烯酰胺类增强剂，淀粉及其衍生物具有资源丰富、价格便宜、可化学改性剂生物降解等优点，但与淀粉相比，聚丙烯酰胺又有以很少的添加量就能得到优良的增强效果的优点。目前聚丙烯酰胺的开发在两性类型中投入较多，形成了较大市场。这是因为两性聚丙酰胺适合不同的造纸エ艺。大部分两性聚丙烯酰胺以高浓度和高分子量化为目的带入分枝型构造，可以增强对纸浆的吸附，増大成纸强度。但淀粉类增强剂添加量大，长时间易霉变易降解；聚丙烯酰胺单独使用时，提高挺度和环压强度不明显。
发明内容
本发明的目的是提供一种两性干强剂及其制备方法，以克服现有技术存在的上述缺陷。本发明的方法，包括如下步骤(I)在氮气气氛中，pH值为9-10的条件下，将醚化剂和氧化剂加入淀粉乳，40-60°C反应1-2个小时；其中，pH值，可通过加入碱性物质进行调节，所述碱性物质如氢氧化钠、氢氧化钾或氨水；所述的醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、3-氯-2-羟こ基三甲基氯化铵或
3-氯-2-羟丙基三こ基氯化铵中的ー种，醚化剂加入重量为淀粉的3-5% ；所述的氧化剂为次氯酸钠、高锰酸钾或双氧水，优选双氧水，加入重量为淀粉的
2.0-3. 0% ；所述的淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉及马铃薯淀粉中的ー种；(2)然后加入丙烯腈，90_95°C反应1-2个小时，加入酸性物质调节体系的pH值至7-8 ；丙烯腈加入重量为淀粉的I 2% ;所述酸性物质包括盐酸、磷酸、硝酸或硫酸；(3)加入丙烯酰胺、阳离子単体和引发剂，反应2-4个小时，降至室温，过100目网，出料，即可获得所述的两性生物型干强剂；所述的阳离子单体为甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵、丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵或ニ甲基ニ烯丙烯氯化铵中的ー种，阳离子单体的加入重量为淀粉的8 10% ;
丙烯酰胺加入重量为淀粉的45 75% ;
所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的ー种，其加入重量为阳离子单体的 I. 0-6. 0%o本发明采用阳离子淀粉氰こ基化接枝阳离子聚丙烯酰胺，制得具有优异应用效果的两性离子的纸张增干强剂。用于纸张浆内增干强剂，由于自身带有大量阳电荷，自身的阳离子型吸附在纤维表面上，所以当浆内微量添加时，无需加任何助留剂，且避免了淀粉和聚丙烯酰胺类增干强剂的缺陷，可以显著提高纸张的各项干强指标。
具体实施例方式实施例中，如无特别说明，组分的用量均为重量份。实施例I(I)醚化反应在装有搅拌、温度计、通气管道和滴加管道的四ロ烧瓶中加入314份去离子水，开启搅拌，通氮气，在搅拌下加入玉米淀粉40份，加热升温至40°C，搅拌30分钟后，加入有效重量含量69%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵I. 7份、双氧水O. 4份，用氢氧化钠调溶液的pH值至9. O,并在此温度下反应2个小时；(2)氰化反应加入丙烯腈O. 4份，体系升温至90°C，形成糊化液，在此温度下反应2个小时，用盐酸调溶液的pH值至7. 0，得半透明淡黄色溶液；(3)接枝反应体系中加入30份丙烯酰胺和重量浓度为69%的阳离子単体甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵14份，搅拌均匀后，加入引发剂过硫酸铵O. 9份，在80°C反应3个小时后，降至室温，过100目网子，既得重量固含量为20. 5%，粘度为40cps的两性干强剂。实施例2(I)醚化反应在装有搅拌、温度计、通气管道和滴加管道的四ロ烧瓶中加入312份去离子水，开启搅拌，通氮气，在搅拌下加入小麦淀粉48份，加热升温至60°C，搅拌20分钟后，加入有效重量含量69%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵2. 8份、双氧水I. O份，用氢氧化钠调溶液的pH值至9. 5，并在此温度下反应I. O个小时；(2)氰化反应加入丙烯腈O. 7份，体系升温至90°C，形成糊化液，在此温度下反应I. 5个小时，用盐酸调溶液的pH值至7. 5，得半透明淡黄色溶液；(3)接枝反应体系中加入24份丙烯酰胺和重量浓度为60%的阳离子単体丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵11份，搅拌均匀后，加入引发剂过硫酸铵0.3份，在85°C反应4个小时后，降至室温，过100目网子，既得重量固含量为20. 0%，粘度为60cps的两性干强剂。实施例3(I)醚化反应在装有搅拌、温度计、通气管道和滴加管道的四ロ烧瓶中加入309份去离子水，开启搅拌，通氮气，在搅拌下加入木薯淀粉55份，加热升温至60°C，搅拌10分钟后，加入有效重量含量69%的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵4. O份、双氧水I. 7份，用氢氧化钠调溶液的pH值至10. O,并在此温度下反应I. O个小时；(2)氰化反应加入丙烯腈I. I份，体系升温至95°C，形成糊化液，在此温度下反应2个小时，用盐酸调溶液的pH值至8. 0，得半透明淡黄色溶液；(3)接枝反应体系中加入26份丙烯酰胺和重量浓度为60%的阳离子単体ニ甲基ニ烯丙基氯化铵15份，搅拌均匀后，加入引发剂过硫酸铵I. 8份，在85°C反应2个小时后，降至室温，过100目网子，既得重量固含量为25. 1%，粘度为90cps的两性干强剂。
实施例4(I)醚化反应在装有搅拌、温度计、通气管道和滴加管道的四ロ烧瓶中加入310份去离子水，开启搅拌，通氮气，在搅拌下加入马铃薯淀粉52份，加热升温至55°C，搅拌30分钟后，加入有效重量含量69 %的3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵3. 4份、双氧水I. 3份，用氢氧化钠调溶液的pH值至9. 8，并在此温度下反应I. 5个小时；(2)氰化反应加入丙烯腈O. 8份，体系升温至92°C，形成糊化液，在此温度下反应I. 5个小时，用盐酸调溶液的pH值至7. 3，得半透明淡黄色溶液；(3)接枝反应体系中加入35份丙烯酰胺和重量浓度为60%的阳离子単体甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵17份，搅拌均匀后，加入引发剂过硫酸铵2. 7份，在82°C反应3. 5个小时后，降至室温，过100目网子，既得重量固含量为24. 8%，粘度为87cps的两性干强齐 。实施例5设计抄造定量125g/m2左右，加料顺序为浆+硫酸铝+干强剂，硫酸铝先加在浓浆中，加量为42公斤(液体)/吨纸(液体硫酸铝，150°C烘30分钟得固含量为38% )，搅拌10分钟。干强剂在同样添加量的情况下，该发明产品与对比样品的应用結果。称取适量加入硫酸铝的浆料，然后加入干强剂搅拌2分钟，方型抄片器抄片并压榨后，自然风干，然后检测纸张的抗张强度(GB/T 12914-1991)、环压强度(GB/T 2678. 8-1995)、耐折度等指标。
\ 抗张指环压指耐折 测指标定量増加増加 \ 数数度 对比样 \\g/m2 率％ 率％ _ \ N-m/g N-m/g 次
对比样126.4 32.13 ----11.29 ----99-------
实施例 I126.5 35.40 10.18 13.97 23.74 231
实施例 2125.8 36.95 15.00 13.99 23.91 222
实施例 3127.4 37.83 17.74 13.46 19.22 189
实施例 4126.9 35.80 11.24 14.14 25.24 263注对比样为专利CN101597875方法制备的产品，从表可以看出，其抗张指数、环压指数及耐折次数和对比样品相比，均有一定程度的提高。
权利要求
1.两性干强剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤 (1)在氮气气氛中，将醚化剂和氧化剂加入淀粉乳，反应； (2)然后加入丙烯腈，反应，加入酸性物质调节体系的pH值至7-8； (3)加入丙烯酰胺、阳离子単体和引发剂，反应，降至室温，过网，出料，即可获得所述的两性生物型干强剂。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，在氮气气氛中，pH值为9-10的条件下，将醚化剂和氧化剂加入淀粉乳，40-60°C反应1-2个小吋。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述的醚化剂为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵、3_氯-2-轻こ基ニ甲基氯化铵或3-氯-2-轻丙基ニこ基氯化铵中的一种，醚化剂加入重量为淀粉的3-5% ； 所述的氧化剂为次氯酸钠、高锰酸钾或双氧水。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的淀粉为小麦淀粉、玉米淀粉、木薯淀粉及马铃薯淀粉中的ー种。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，加入丙烯腈，90-95°C反应1-2个小时。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，丙烯腈加入重量为淀粉的I 2%。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述酸性物质包括盐酸、磷酸、硫酸或硝酸。
8.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，步骤(3)中，加入丙烯酰胺、阳离子単体和引发剂，反应2-4个小吋。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述的阳离子单体为甲基丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵、丙烯酰氧こ基三甲基氯化铵或ニ甲基ニ烯丙烯氯化铵中的ー种，阳离子单体的加入重量为淀粉的8 10% ; 丙烯酰胺加入重量为淀粉的45 75% ; 所述引发剂为过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾中的ー种，其加入重量为阳离子単体的I. 0-6. 0%。
10.根据权利要求I 9任一项所述的方法制备的两性干强剂。
全文摘要
本发明公开了一种两性干强剂及其制备方法，制备方法，包括如下步骤(1)在氮气气氛中，将醚化剂和氧化剂加入淀粉乳，反应；(2)然后加入丙烯腈，反应，加入酸性物质调节体系的pH值至7-8；(3)加入丙烯酰胺、阳离子单体和引发剂，反应，降至室温，过网，出料，即可获得所述的两性生物型干强剂。本发明由于自身带有大量阳电荷，自身的阳离子型吸附在纤维表面上，所以当浆内微量添加时，无需加任何助留剂，且避免了淀粉和聚丙烯酰胺类增干强剂的缺陷，可以显著提高纸张的各项干强指标。
文档编号C08B31/08GK102627730SQ20121008838
公开日2012年8月8日 申请日期2012年3月29日 优先权日2012年3月29日
发明者施晓旦, 李改霞 申请人:上海东升新材料有限公司