[发明专利]一种互穿网络型水性聚氨酯-聚丙烯酰胺箱板纸增强剂

说明书

本发明公开了一种互穿网络型水性聚氨酯‑聚丙烯酰胺箱板纸增强剂，通过以下方法制备：步骤S1，水性聚氨酯乳液中，依次加入丙烯酰胺、阳离子乙烯基单体和阴离子乙烯基单体，搅拌均匀后调节pH值至2.7~3.0；步骤S2，通入氮气并升温至60~65℃，加入引发剂进行聚合反应；步骤S3，待反应产物粘度达到5000mPa.s后，继续升温至70℃，加入交联剂一缩二乙二醇双酯，继续反应直到反应产物的粘度超过8000mPa.s，加入终止剂停止聚合反应；最后调整固含量得到聚氨酯‑聚丙烯酰胺互穿网络聚合物。本发明增强剂能直接采用湿部添加方式进入纸张内部提升箱板纸的耐折强度，且在封闭水循环系统中不易产生泡沫和糊网问题。

技术领域

本发明属于制浆造纸技术领域，尤其涉及造纸增强剂的改进优化。

背景技术

聚丙烯酰胺(PAM)是水溶性高分子，是一种国内外常用的主流造纸增强剂产品。其中酰胺基团能够与纤维之间形成氢键，因此能在分子质量适中时具有提高纸张强度的作用。聚丙烯酰胺类的增强剂可以显著提高纸张的物理强度，尤其是抗张强度，内结合强度，环压强度、耐破强度。但是，在某些条件下，比如干燥的冬季，会对纸张耐折产生不利影响。尤其是对箱板纸来说，在使用时会发生爆裂现象。此外，加大增强剂用量用以提高耐折强度，不仅作用效率低，而且也会带来其他问题，比如严重泡沫问题等。

水性聚氨酯(WPU)是含氨基甲酸酯结构（-NHCOO-）的多功能聚合物，广泛用于涂料、胶粘剂、皮革涂饰剂等领域。目前，在造纸领域，WPU作为增强剂，绝大多数采用表面涂布或浸渍的方式在纸张表面形成一层聚氨酯膜，从而提高纸张的强度。但是，对于箱板纸，采用表面涂布或浸渍的方式提高纸张的耐折强度，WPU药品用量大，成本过高而无法应用与实际生产。然而，将WPU直接添加到造纸湿部用于提高成纸强度，主要有两大难题。第一，聚氨酯在纤维上的吸附性差，导致作用效率低；第二，在目前造纸系统高度的封闭水循环的状态下，聚氨酯在水系统中不断累计，不仅会造成严重的胶粘物问题，而且还会造成严重的成型网糊网问题，从而影响纸机运行稳定性，造成频繁断纸，不能正常生产。

本发明开发了一类可提高成纸强度尤其是耐折强度的互穿网络型聚氨酯-聚丙烯酰胺聚合物(WPU-PAM)增强剂产品，且该产品可采用湿部添加的方式直接应用，不会影响纸机运行性能。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的就是提供了一种互穿网络型水性聚氨酯-聚丙烯酰胺箱板纸增强剂及其制备方法，能直接采用湿部添加方式进入纸张内部提升箱板纸的耐折强度，且在封闭水循环系统中不易产生泡沫和糊网问题。

为解决上述技术问题，本发明采用了以下技术方案：一种互穿网络型水性聚氨酯-聚丙烯酰胺箱板纸增强剂，通过以下方法制备：

步骤S1，水性聚氨酯乳液中，依次加入丙烯酰胺、阳离子乙烯基单体和阴离子乙烯基单体，搅拌均匀后调节pH值至2.7~3.0；

步骤S2，通入氮气并升温至60~65℃，并加入引发剂进行聚合反应；

步骤S3，待反应产物粘度达到5000mPa.s后，继续升温至70℃，加入交联剂一缩二乙二醇双酯，继续反应直到反应产物的粘度超过8000mPa.s，加入终止剂停止聚合反应；

步骤S4，加入适量去离子水调整固含量，得到聚氨酯-聚丙烯酰胺互穿网络聚合物。

进一步的，所述水性聚氨酯乳液选用聚醚型聚氨酯或聚酯型聚氨酯。

进一步的，所述阳离子乙烯基单体为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯或甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵。

进一步的，所述阴离子乙烯基单体为丙烯酸或衣康酸。

进一步的，所述引发剂为过硫酸铵，所述终止剂为亚硫酸氢钠。