[发明专利]两性干强剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种两性干强剂及其制备方法。

技术背景

随着人们生活水平的提高，对纸的需求和用量不断增加，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工艺。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，增大成纸强度。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：

(1)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℃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-羟乙基三甲基氯化铵或3-氯-2-羟丙基三乙基氯化铵中的一种，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，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一种；

(2)然后加入丙烯腈，90-95℃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1～2％；

所述酸性物质包括盐酸、磷酸、硝酸或硫酸；

(3)加入丙烯酰胺、阳离子单体和引发剂，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乙基三甲基氯化铵、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵或二甲基二烯丙烯氯化铵中的一种，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一种，其加入重量为阳离子单体的1.0-6.0％。

本发明采用阳离子淀粉氰乙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1

(1)醚化反应：在装有搅拌、温度计、通气管道和滴加管道的四口烧瓶中加入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℃，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1.7份、双氧水0.4份，用氢氧化钠调溶液的pH值至9.0，并在此温度下反应2个小时；

(2)氰化反应：加入丙烯腈0.4份，体系升温至90℃，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％的阳离子单体甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵14份，搅拌均匀后，加入引发剂过硫酸铵0.9份，在80℃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

(1)醚化反应：在装有搅拌、温度计、通气管道和滴加管道的四口烧瓶中加入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℃，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1.0份，用氢氧化钠调溶液的pH值至9.5，并在此温度下反应1.0个小时；

(2)氰化反应：加入丙烯腈0.7份，体系升温至90℃，形成糊化液，在此温度下反应1.5个小时，用盐酸调溶液的pH值至7.5，得半透明淡黄色溶液；