[发明专利]一种可交联两性聚丙烯酰胺聚合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种可交联两性聚丙烯酰胺聚合物的制备方法。现有两性聚丙烯酰胺，添加的季铵盐只起到阳离子的作用。本发明在原有配方基础上添加不饱和的具有可和纤维发生交联反应的阳离子基团，与丙烯酰胺共聚，合成出具有特殊结构的两性聚丙烯酰胺。本发明合成的两性聚丙烯酰胺具有环氧基，使用时该基团可以和纸张纤维羧基发生反应，形成共价键，从而更好的提高纸张强度。

技术领域

本发明涉及两性聚丙烯酰胺的制备领域，具体地说是一种用于提高纸张强度的可交联两性聚丙烯酰胺聚合物的制备方法。

背景技术

造纸领域，在生产的纸张达不到要求时，通常办法是加入淀粉、聚丙烯酰胺、聚乙烯胺和聚乙烯亚胺等聚合物，以提高纸张物理强度；其中聚丙烯酰胺由于合成时分子结构可控，价格相对便宜，可以满足不同需求，在造纸行业中广泛应用。

随着技术的进步，聚丙烯酰胺的结构也在发生变化，最早为中性聚丙烯酰胺，但存在保留差的问题。后来在聚丙烯酰胺合成过程中加入了阴离子单体或者合成后进行降解，使其成为阴离子聚丙烯酰胺，但使用过程中也有一定的局限性。目前使用的聚丙烯酰胺为两性聚丙烯酰胺，可以较好的适应不同的纸机系统。但为了改善两性聚丙烯酰胺在纸张中使用效果，研究者们一直在对其结构进行改进。

专利文献CN101062963B公开的“水溶性聚合物的制备方法及造纸用添加剂”，其通过链转移剂和交联剂量以及其他工艺控制，制得了具有支链装聚合物，使聚丙烯酰胺分子量更大，应用效果更好。专利文献CN103772603B公开的“高分子量窄分布交联型聚丙烯酰胺的制备方法及其应用”，其采用双温控制技术及使用复合型分子量调节剂，使其具有较高的重均分子量的同时具有较低的分子量分布，重均分子量在200万-500万，具有增强效果好，白水流失少，定着好，凝胶物少，环保等优点。专利文献CN101487207A公开的“一种抗干扰纸张增强剂的制备方法”，其通过添加2-丙烯酰胺-2-甲基丙烯磺酸来屏蔽废纸浆中杂离子的干扰，充分发挥增强剂的增强性能。对于可交联聚丙烯酰胺的开发，主要通过添加乙二醛来实现，但该方法制得的乙二醛改性聚丙烯酰胺保质期很短，一般来说不到一个月。

虽然上述方面做了大量改进，但是聚丙烯酰胺还是没有发挥到最大的效果。目前聚丙烯酰胺和纤维的结合主要是丙烯酰胺氨基和纤维葡萄糖上的羟基进行氢键结合，同时有两性聚丙烯酰胺上的阴阳离子单体和纤维上羧基的阴阳离子缔合作用；这些作用力一般都很小，提高纸张强度有限。

发明内容

为提升聚丙烯酰胺的增强性能，本发明提供一种可交联两性聚丙烯酰胺聚合物的制备方法，其在原有配方基础上添加可交联的不饱和阳离子单体，利用该单体不饱和键和丙烯酰胺进行自由基聚合，使用时该单体上的可交联的环氧基团可以和纤维羟基形成共价键，从而提高纸张强度。

本发明采用的技术方案如下：一种可交联两性聚丙烯酰胺聚合物的制备方法，所述的两性聚丙烯酰胺聚合物在水相中制备，其包括步骤：

1)反应釜加入丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体、可交联阳离子单体、交联剂和分子量调节剂，用酸调整pH为1.5-4；

2)将反应釜中的物料加热到50-90℃，加入适量的引发剂，引发单体发生聚合反应；

3)控制反应釜中的物料温度在95℃以内；

4)高位釜加入丙烯酰胺类单体、阴离子单体、阳离子单体、可交联阳离子单体、交联剂和分子量调节剂，控制pH为1.5-4；

5)待步骤3)温度稳定后，在10-120min内将步骤4)高位釜中的物料滴加到步骤1)反应釜中继续进行反应；

6)步骤5)滴加完毕后，继续保温，每隔10-20min加一次引发剂，直到粘度达到在25℃时为2000-20000cpa·s加入终止剂，终止反应；

所述各组分的重量份为：