[发明专利]一种造纸分散剂星形聚合物的合成及其生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种造纸工艺添加剂，具体涉及一种星型聚合物用于造纸分散 剂，尤其是用于生活用纸中的分散剂，以及所述分散剂的生产方法。

背景技术

随着中国经济持续高速发展以及人们生活水平的不断提高，消费者对生活 用纸的要求也越来越高。全球每年大约消费3000万吨生活用纸，人均消费大 约为3.4公斤。欧美等发达国家的人均生活用纸消费量则远高于平均水平，其 中北美、北欧地区的人均消费生活用纸量已经超过了20公斤。

我国生活用纸市场的增长已成为全球关注的焦点之一。随着我国人均可支 配收入的增长和生活节奏的加快，生活用纸需求量将不断扩大。据预测，未来 5年我国的增长量会占到全球的一半，而其中高档生活用纸产品将成为市场的 主流。

目前卫生纸在我国的消费量大概是每年400万吨，美国大概是800万吨， 欧洲大概是800多万吨。近期在我国有160万吨卫生纸的增长需求，都是高档 用纸。在未来几年里我国卫生用纸的消费预计将以每年8％左右的速度增长。

在生活用纸生产中纸浆分散剂也是提高产品质量不可缺少的一种化学助剂 之一。要求分散剂具有粘度高、水溶性好、絮凝性好和润滑性好的特点，在上 网浆料中添加少量的分散剂，可明显提高纸页的匀度，达到改善纸页柔软度和 手感的目的。

目前我国聚合物分散剂有聚氧化乙烯(PEO)、阴离子聚丙烯酰胺。而聚氧 化乙烯分散性好但是价格高。进口的要8万多每吨，现在国产化的PEO也要在5-6 万元之间，这样提高了单吨纸的制造成本。聚丙烯酰胺相对PEO来讲价格便宜， 经济适用，然而用于造纸分散剂的聚丙烯酰胺大部分是由丙烯酰胺和丙烯酸钠 两种单体共聚而得到的，技术完善的企业可以使用部分共聚部分后水解工艺来 实现。生产出的产品溶解速度较慢，一般是60-90分钟才能溶解，而且存在不溶 物，使用起来影响成品纸的质量。

发明内容

本发明的目的是提供一种应用于造纸中的星型聚合物分散剂，该分散剂具 有粘度高、水溶性好、溶解速度快、絮凝性好和润滑性好的特点。

本发明的另一个目的在于提供一种生产上述分散剂的方法。

本发明的分散剂是由丙烯酰胺(AM)、丙烯腈(AN)、丙烯酸钠、2-丙烯 酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐和甲基丙烯酰胺(AAM)五种单体共聚而成。

本发明各单体与水的重量百分比组成为：

(a)25至35重量％的丙烯酰胺；

(b)20至25重量％的丙烯酸钠；

(c)1至3重量％的丙烯腈(AN)；

(d)5至8重量％的2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐；

(e)2至5重量％的甲基丙烯酰胺(AAM)；

(f)余量为水。

更优选地是，各单体与水的最佳重量百分比组成为：

丙烯酰胺(AM)：30％

丙烯酸钠(AAN)：22％

丙烯腈(AN)：2％

2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐(AMPS)：7％

甲基丙烯酰胺(AAM)：3％

水：36％  

丙烯酰胺(AM)、丙烯腈(AN)、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺 酸盐和甲基丙烯酰胺(AAM)五种单体共聚可以形成带侧基的直链结构的聚合 物。2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸盐的引入可以使得这种聚合物的溶解速度， 由原来的60-90分钟提快到40-60分钟。甲基丙烯酰胺和2-丙烯酰胺-2-甲基 丙烷磺酸盐带有侧基使得聚合物与纸浆纤维充分接触，分子的尾翼相互缠结缔 合，缔合成片状大分子，在与纸浆纤维混合后，其侧面游动的侧翼会有效地抓 捕纤维，使得纤维成为有序排列，从而达到有效分散。

一种生产上述分散剂的方法，其包括如下步骤：

(1)选定丙烯酰胺(AM)、丙烯腈(AN)、丙烯酸钠、2-丙烯酰胺-2- 甲基丙烷磺酸盐和甲基丙烯酰胺(AAM)五种单体按照一定比例进行配比；

(2)将上述配比好的单体放入蒸馏水中进行溶液的配制；

(3)调整溶液的pH值和温度，使溶液的pH值在6.5±0.5，所述温度为 15±1℃；

(4)以水溶液催化剂法产生自由基使上述单体发生聚合。