專利名稱：一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑及其制備方法
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑及其制備方法技術領域
本發明屬于造紙化學助劑，尤其涉及一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑及其制備方法。
背景技術：
目前隨著造紙原料的變化和原漿的短缺，回用紙漿大量應用，使得細小顆粒和半 纖維素及脫墨廢紙漿較高得率漿與紙機損紙的大量應用，以及紙機系統的白水全封閉循環 使用，紙機濕部干擾性陰離子垃圾雜質的積集將雜質濃度與白水濃縮倍數越積越高，對紙 機的危害也就越來越大，尤其是抄紙過程各種化學助劑流失至系統內，陰離子垃圾積集更 加嚴重。系統中的白水無機鹽類的增加及化學助劑的膠體溶解物質(DCS)干擾，導致反應在 電導率極大提高，系統中管理設備、紙機網部反應布堵塞并沉積在流相唇板與網部的轉向 輥，溶解固形物和金屬鹽，即可以產生沉淀和金屬垢，同時也會產生腐蝕及影響施膠效果， 現有技術對全封閉循環水溶解物質(DCS)在吸附平衡作用不能達到人們滿足的效果。專利 申請號2010105241218，公開了一種造紙專用陽離子垃圾捉劑，其制備方法為經水溶液熱 熔中間體聚丙烯酰胺，在95°C條件下I小時將其全部溶解在水溶液中，在70°C下加入按重 量份數比磷酸二氫銨O. 1-1與聚丙烯酰胺1，I小時充分溶解后加入聚乙烯亞胺O. 6-1. 2，I 小時繼續充分混溶，經交聯反應改性聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺混合聚合物I份，再加入戊 二醛O. 002份繼續反應O. 5小時，即得。其效果制品為高分子量高陽電荷密度，改性的 聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體新型陰離子垃圾捕捉劑，其表現特征能夠在紙機的水封閉 循環度提高的環境下，濕部化學變得十分復雜，陰離子垃圾積累和濃度較高的狀況下使用， 可以減少或消除膠體溶解物的干擾。雖然在吸附平衡陽離子垃圾有較好的提升，但在電荷 密度的均勻度及穩定性方面還存在問題。發明內容
本發明的目的在于克服上述技術的不足，提供一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑及 其制備方法，在紙機全封閉循環水，濕部化學成分變化復雜的環境下，陰離子垃圾積集、濃 縮倍數越來越高的狀況下使用，可以中和固定和凝聚干擾物質，并能鑲嵌在紙頁上，為顆粒 成分，形成陽離子定著點，從而增強共聚物交聯體的橋連絮凝作用，大大提高紙料的濾水和 留著率等性能。提高電荷密度的均勻值及穩定性。
本發明為實現上述目的，采用以下技術方案一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，其 特征在于包含以下組分，按重量份數計，
聚丙烯酰胺0.5-5 陽離子單體0.4-5
聚乙烯亞胺0.4-4 交聯劑 0.5-5。
所述聚丙烯酰胺為陰尚子型，分子量為200-400萬。
所述聚乙烯亞胺的分子量為5000-7000。
所述陽離子單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，甲基丙烯氧乙基三甲基氯化銨，甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨和烯丙基三甲基氯化銨中的一種或兩種混合物。
所述交聯單體為羥乙基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、N-羧 甲基甲基丙烯酰胺中的一種或兩種混合物。
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑的制備方法，其特征在于，以聚丙烯酰胺，聚乙烯 亞胺，陽離子單體及交聯劑進行溶解乳化，交聯反應，生成聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體 聚合物，其表現特點聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯聚合化合物分子量大，陽電荷密度高穩 定性好，具有網絡結構特性，具體步驟如下
I)制備陽離子聚丙烯酰胺溶液
在安裝有冷卻裝置的攪拌反應釜中，按重量份數加入聚丙烯酰胺O. 5-5與去離子 水溶液900-980，攪拌升溫至85°C，保溫O. 5h，將其溶解后，按重量份數再加入陽離子單體 O. 4-5加入酸調節溶液的PH3-4，在溫度80-85°C下，反應l_3h，進行陽離化，即得到陽離子 聚丙烯酰胺溶液；
2)制備聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物
將步驟I)陽離子聚丙烯酰胺溶液中，按重量份數加入聚乙烯亞胺O. 4-4和交聯劑 O. 5-5，再加入酸調節溶液的pH3-4，在80-85°C溫度下，進行交聯共聚反應l_3h，然后冷卻 至常溫，即得到聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物。
所述酸為甲酸、乙酸、鹽酸、硫酸、磷酸中的任何一種或混合酸，pH值范圍1-4。
有益效果高分子量高陽電荷密度改性聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體新型陰離 子垃圾捕捉劑，其表現特征能夠在紙機白水封閉循環度提高的環境下濕部化學變得十分復 雜陰離子垃圾積累和濃度越來越高的狀況下使用，可以減少或消除膠體溶解物的干擾。它 能夠將DCS定著在紙漿纖維上，使紙機濕部保持電荷的平衡與穩定。它具有陽電荷密度高， 分散性強，交聯體性能強，分子量大，易掌控，操作方便的特點，可以凈化白水循環系統DCS， 并可與填料和纖維產生較強電荷平衡的結合力及彌補了紙料濾水性，提高了紙料的留著 率，從而達到了改善紙機的濕部環境。
經改性聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物，其特點是陽離子電荷密度 高，雙組分交聯共聚物，在高度封閉循環水十分復雜的陰離子垃圾環境下使用，能平穩中和 陰離子垃圾，并能直接與纖維和填料形成靜電吸附使之留著，經過橋聯作用與纖維結合，提 高了細小纖維半纖維的留著率，從而降低了纖維表面的Zeta電位，細小纖維顆粒在纖維表 面吸附，形成微絮聚體，增強了濾水效能。本發明成本低、效益高、應用后可提高紙漿得率在 10%以上，大幅度提高了企業經濟效益。
具體實施方式
下面結合較佳實施例詳細說明本發明的具體實施方式
。
實施例1
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，包含以下組分，按重量計(k g)，聚丙烯酰O.5kg、丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨5 k g聚乙烯亞胺4 k g、輕乙基丙烯酰胺O. 5 k g。
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑的制備方法，以聚丙烯酰胺，聚乙烯亞胺，陽離子 單體及交聯劑進行溶解乳化，交聯反應，生成聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體聚合物，其表 現特點聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯聚合化合物分子量大，陽電荷密度高穩定性好，具有網絡結構特性，具體步驟如下
I)制備陽離子聚丙烯酰胺溶液
在安裝有冷卻裝置的攪拌反應釜中，按重量將聚丙烯酰胺O. 5kg加入去離子水 中，攪拌升溫至85 V，保溫O. 5h，將其溶解后，按重量再加入丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨5 k g，加入甲酸調節溶液的酸度至PH3-4，在溫度85°C下，反應lh，進行陽離化，即得到陽離 子聚丙烯酰胺溶液；
2)制備聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物
將步驟I)陽離子聚丙烯酰胺溶液中，按重量加入聚乙烯亞胺4 k g和羥乙基丙 烯酰胺O. 5 k g，再加入甲酸調節溶液的酸度至PH3-4，在85°C溫度下，進行交聯共聚反應1.5h，然后冷卻至常溫，即得聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物的水溶液lOOOKg。
實施例2
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，包含以下組分，按重量計(kg)，聚丙烯酰胺5 k g甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨O. 2 k g和烯丙基三甲基氯化銨O. 2 k g、聚乙烯亞胺 O. 4 k g輕乙基丙烯酰胺5 k go
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑的制備方法，以聚丙烯酰胺，聚乙烯亞胺，陽離子 單體及交聯劑進行溶解乳化，交聯反應，生成聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體聚合物，其表 現特點聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯聚合化合物分子量大，陽電荷密度高穩定性好，具有 網絡結構特性，具體步驟如下
I)制備陽離子聚丙烯酰胺溶液
在安裝有冷卻裝置的攪拌反應釜中，按重量將聚丙烯酰胺5kg加入去離子水中， 攪拌升溫至85°C，保溫O. 5h，將其溶解后，按重量再加入甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨 0.2 k g和烯丙基三甲基氯化銨O. 2 k g，加入甲酸調節溶液的酸度至pH3-4，在溫度85°C 下，反應lh，進行陽離化，即得到陽離子聚丙烯酰胺溶液；
2)制備聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物
將步驟I)陽離子聚丙烯酰胺溶液中，按重量加入聚乙烯亞胺O. 4 k g和羥乙基丙 烯酰胺5 k g，再加入乙酸調節溶液的酸度至PH3-4，在85°C溫度下，進行交聯共聚反應2h， 然后冷卻至常溫，即得到聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物的水溶液lOOOKg。
實施例3
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，包含以下組分，按重量計(kg)，聚丙烯酰胺2 k g甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨2kg聚乙烯亞胺3 k g、乙氧基甲基丙烯酰胺Ikg和羥 甲基丙烯酰胺1kg。
一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑的制備方法，以聚丙烯酰胺，聚乙烯亞胺，陽離子 單體及交聯劑進行溶解乳化，交聯反應，生成聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體聚合物，其表 現特點聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯聚合化合物分子量大，陽電荷密度高穩定性好，具有 網絡結構特性，具體步驟如下
I)制備陽離子聚丙烯酰胺溶液
在安裝有冷卻裝置的攪拌反應釜中，按重量將聚丙烯酰胺2 k g加入去離子水溶 液中，攪拌升溫至85°C，保溫0. 5h，將其溶解后，按重量再加入甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯 化銨2kg，加入鹽酸、硫酸調節溶液的酸度至pH3-4，在溫度85°C下，反應lh，進行陽離化，即得到陽離子聚丙烯酰胺溶液；
2)制備聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物
將步驟I)陽離子聚丙烯酰胺溶液中，按重量加入聚乙烯亞胺3Kg和乙氧基甲基丙 烯酰胺Ikg和羥甲基丙烯酰胺lkg，再加入鹽酸、硫酸調節溶液的酸度至pH3-4，在85°C溫度 下，進行交聯共聚反應2h，然后冷卻至常溫，即得到聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共 聚物的水溶液lOOOKg。
上述聚丙烯酰胺為陰尚子型，分子量為200-400萬。
上述聚乙烯亞胺的分子量為5000-7000。
上述陽離子單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，甲基丙烯氧乙基三甲基氯化銨， 甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨和烯丙基三甲基氯化銨中的一種或兩種混合物。
上述交聯劑為羥乙基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、N-羧甲 基甲基丙烯酰胺中的一種或兩種混合物。
上述酸為甲酸、乙酸、鹽酸、硫酸、磷酸中的任何一種或混合酸，pH值范圍1-4。
聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯體共聚物-即陰離子垃圾捕捉劑、粘度 30-50mpa° s pH 值 3-4。
以上所述，僅是本發明的較佳實施例而已，并非對本發明的結構作任何形式上的 限制。凡是依據本發明的技術實質對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均 仍屬于本發明的技術方案的范圍內。
權利要求
1.一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，其特征在于包含以下組分，按重量份數計， 聚丙烯酰胺0.5-5 陽離子單體0.4-5 聚乙烯亞胺0.4-4 交聯劑 0.5-5。
2.根據權利要求1所述的造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，其特征在于所述聚丙烯酰胺為陰尚子型，分子量為200-400萬。
3.根據權利要求1或2所述的造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，其特征在于所述聚乙烯亞胺的分子量為5000-7000。
4.根據權利要求3所述的造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，其特征在于所述陽離子單體為丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨，甲基丙烯氧乙基三甲基氯化銨，甲基丙烯酰氧丙基三甲基氯化銨和烯丙基三甲基氯化銨中的一種或兩種混合物。
5.根據權利要求4所述的造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，其特征在于所述交聯單體為羥乙基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、羥甲基丙烯酰胺、N-羧甲基甲基丙烯酰胺中的一種或兩種混合物。
6.一種根據權利要求1所述的造紙專用陰離子垃圾捕捉劑的制備方法，其特征在于，以聚丙烯酰胺，聚乙烯亞胺，陽離子單體及交聯劑進行溶解乳化，交聯反應，生成聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體聚合物，其表現特點聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯聚合化合物分子量大，陽電荷密度高穩定性好，具有網絡結構特性，具體步驟如下 1)制備陽離子聚丙烯酰胺溶液 在安裝有冷卻裝置的攪拌反應釜中，按重量份數加入聚丙烯酰胺O. 5-5與去離子水溶液900-980，攪拌升溫至85 °C，保溫O. 5h，將其溶解后，按重量份數再加入陽離子單體O. 4-5加入酸調節溶液的PH3-4，在溫度80-85°C下，反應l_3h，進行陽離化，即得到陽離子聚丙烯酰胺溶液； 2)制備聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物 將步驟I)陽離子聚丙烯酰胺溶液中，按重量份數加入聚乙烯亞胺O. 4-4和交聯劑O.5-5，再加入酸調節溶液的pH3-4，在80-85°C溫度下，進行交聯共聚反應l_3h，然后冷卻至常溫，即得到聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物。
7.根據權利要求6所述的造紙專用陰離子垃圾捕捉劑的制備方法，其特征在于，所述酸為甲酸、乙酸、鹽酸、硫酸、磷酸中的任何一種或混合酸，pH值范圍1-4。
全文摘要
本發明涉及一種造紙專用陰離子垃圾捕捉劑，其特征在于包含以下組分，按重量份數計，聚丙烯酰胺0.5-5、陽離子單體0.4-5、聚乙烯亞胺0.4-4、交聯劑0.5-5。制備方法，以聚丙烯酰胺，聚乙烯亞胺，陽離子單體及交聯劑進行溶解乳化，交聯反應，生成聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺交聯體聚合物。有益效果經改性聚丙烯酰胺-聚乙烯亞胺陽離子交聯共聚物，使陽離子電荷密度增高，雙組分交聯共聚物，在高度封閉循環水十分復雜的陰離子垃圾環境下使用，能平穩中和陰離子垃圾，并能夠直接與纖維和填料形成靜電吸附使之留著，經過橋聯作用與纖維結合，提高了細小纖維的留著率。
文檔編號C08L79/02GK103046435SQ20121059222
公開日2013年4月17日 申請日期2012年12月31日 優先權日2012年12月31日
發明者田成杰, 李端 申請人:天津市奧東化工有限公司