專(zhuān)利名稱(chēng)：一種丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法
—種丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于造紙用濕強(qiáng)劑，尤其涉及一種丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法。
背景技術(shù)：
隨著造紙行業(yè)的快速發(fā)展，造紙業(yè)使用的傳統(tǒng)濕強(qiáng)劑，如脲醛樹(shù)脂(UF)和三聚氰胺甲醛樹(shù)脂(MF)等，由于使用條件以及釋放有害物質(zhì)(AOX)等原因，已經(jīng)越來(lái)越不能滿足用戶的需求。
PAE是目前應(yīng)用較多的造紙用濕強(qiáng)劑，其性能受到普遍的認(rèn)可，已成濕強(qiáng)劑的主流產(chǎn)品，但從制備工藝時(shí)易受反應(yīng)條件的影響，如生產(chǎn)溫度高、時(shí)間較長(zhǎng)、原料揮發(fā)較嚴(yán)重、原料比反應(yīng)偏低于理論反應(yīng)值等，易導(dǎo)致縮聚過(guò)程中端基封端過(guò)早，使聚合物分子量偏低，影響了使用效果，給造紙帶來(lái)許多不良影響，如聚料容易產(chǎn)生氣泡、絮聚、成紙、揭紙困難，紙張均勻度差等。同時(shí)更為關(guān)鍵的問(wèn)題是目前應(yīng)用較多的PAE濕強(qiáng)劑不適合，聯(lián)合國(guó)衛(wèi)生組織已制訂要求，到2015年紙制品不允許應(yīng)用含有機(jī)鹵化物(AOX)的化工原料。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述技術(shù)的不足，提供一種丙烯酰胺交聯(lián)脲乙乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，該工藝制造的濕強(qiáng)劑在漿內(nèi)具有高留著率性能，不但濕強(qiáng)度高，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染，不含有機(jī)鹵化物。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用以下技術(shù)方案一種丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟，
I)制備脲醛樹(shù)脂
將乙二醛和尿素的摩爾比為1-2 :0. 3-1混溶，用酸調(diào)節(jié)溶液的pH值1. 5_3，溫度為35°C -75°C，進(jìn)行反應(yīng)2. 5-6h，冷卻，再加入乙二醛，加入量為首次乙二醛的12%_15%摩爾數(shù)，用堿調(diào)節(jié)溶液的PH值為中性，在20-35°C溫度下反應(yīng)l_2h，再用堿調(diào)節(jié)溶液的pH值為中性，即得到脲醛樹(shù)脂；
2)將交聯(lián)單體，陽(yáng)離子單體加入步驟I)制備的脲醛樹(shù)脂中，交聯(lián)單體，陽(yáng)離子單體與尿素的摩爾比O. 5-3. 5 :0. 2-2 :5，在溫度50°C -80°C，反應(yīng)l_2h終止，加入去離子水稀釋?zhuān)渲腥抗毯镎颊w水溶液總量的12%，即可獲得丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
所述酸為鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸中的一種或兩種。
所述堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣中的一種或兩種。
所述交聯(lián)單體為羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸銨基乙酯中的一種或兩種。
所述陽(yáng)離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰乙基三甲基芐基氯化銨、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、丙烯酸二甲胺乙酯中的一種或兩種。
有益效果本發(fā)明制備過(guò)程不添加含甲醛及有機(jī)鹵化物(Α0Χ)，消除了對(duì)人體健康造成危害的來(lái)源。用丙烯酰胺類(lèi)交聯(lián)單體與陽(yáng)離子單體交聯(lián)改性后的脲乙二醛樹(shù)脂，增加了產(chǎn)品分子量，改善了改性脲乙二醛樹(shù)脂的性能，從而提高了濕度效能，丙烯酰胺類(lèi)及陽(yáng)離子單體的加入增加分子鏈段的交聯(lián)活性，增強(qiáng)了聚合物之間在纖維周?chē)纬傻木W(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，能更好地限制纖維之間的活動(dòng)，阻止纖維的潤(rùn)漲和吸水，減少紙張伸縮形。同時(shí)濕強(qiáng)劑樹(shù)脂與相鄰纖維的羥基可形成更多鏈鍵(共價(jià)鍵與氫鍵等)能極大提高了紙張的濕強(qiáng)度。
本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原材料價(jià)廉易得，反應(yīng)溫度低，原料揮發(fā)損失少，工藝中添加了陽(yáng)離子單體，與交聯(lián)單體聚合物的電荷密度高，分子量大成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，應(yīng)用后紙張吸附性增強(qiáng)，使紙張留著率和濕強(qiáng)度明顯地提高。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合較佳實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。包括如下組分，按摩爾比，
實(shí)施例1
本實(shí)施例造紙用濕強(qiáng)劑，是由交聯(lián)單體羥甲基丙烯酰胺以及陽(yáng)離子單體二甲基丙基氯化銨、改性脲乙二醛樹(shù)脂，其分子鏈具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中乙二醛樹(shù)脂為乙二醛與尿素經(jīng)縮聚反應(yīng)合成的脲乙二醛樹(shù)脂再與交聯(lián)單體羥甲基丙烯酰胺與陽(yáng)離子單體甲基二烯丙基氯化鈉交聯(lián)聚合而得的，丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
本實(shí)施例造紙用濕強(qiáng)劑是以乙二醛、尿素、羥甲基丙烯酰胺、二甲基二烯醛丙基氯化銨為主要原料通過(guò)包括下述主要步驟進(jìn)行。
按乙二醛和尿素摩爾比2 :1加入反應(yīng)釜中，用鹽酸調(diào)節(jié)溶液pH值為2，攪拌下升溫到65°C反應(yīng)3h，冷卻降溫至30°C，再加乙二醛，加入量為首次乙二醛的15%摩爾數(shù)，用氫氧化鉀調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液PH值為7，反應(yīng)1. 5h，爾后再用氫氧化鉀調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液pH值為7，攪拌下加入羥甲基丙烯酰胺、二甲基二烯丙基按尿素的摩爾比為O. 5:0. 2:5，升溫至70°C反應(yīng)1. 5h，反應(yīng)終止，加去離子水稀釋?zhuān)渲腥抗毯镎颊w水溶液總量的12%。即可獲得丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
實(shí)施例2
本實(shí)施例造紙用濕強(qiáng)劑，是由交聯(lián)單體羥乙基丙烯酰胺以及陽(yáng)離子單體丙烯酰乙基三甲基芐基氯化銨、改性脲乙二醛樹(shù)脂，其分子鏈具有三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中乙二醛樹(shù)脂為乙二醛與尿素經(jīng)縮聚及反應(yīng)合成的脲乙二醛樹(shù)脂再與羥乙基丙烯交聯(lián)單體酰胺與陽(yáng)離子單體丙烯酰乙基三甲基芐基氯化銨、交聯(lián)聚合而得的，丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
本實(shí)施例造紙用濕強(qiáng)劑是以乙二醛、尿素、羥乙基丙烯酰胺、丙烯酰乙基三甲基芐基氯化銨為主要原料，通過(guò)包括下述主要步驟進(jìn)行。
按乙二醛和尿素1:0. 3摩爾比加入反應(yīng)釜，用硫酸調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液pH值2，攪拌下升溫至70°C反應(yīng)2. 5h，冷卻降溫至25°C，再加乙二醛，加入量為首次乙二醛的12%摩爾數(shù)， 用氫氧化鈉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液PH值為7，反應(yīng)lh，再用氫氧化鈉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液pH值為7，攪拌下加入羥乙基丙烯酰胺與丙烯酰乙基三甲基芐基氯化胺，按尿素摩爾比為3. 5:2:5，升溫至 70°C反應(yīng)Ih終止，加去離子水稀釋?zhuān)渲腥抗毯镎颊w水溶液總量的12%。即獲得酰希酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
實(shí)施例3
本實(shí)施例是由交聯(lián)體二氧基甲基丙烯酰胺及陽(yáng)離子甲基丙烯酸二甲胺乙酯、改性脲乙二醛樹(shù)脂，其分子鏈具有三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，其中脲乙醛樹(shù)脂為乙二醛與尿素經(jīng)縮聚反應(yīng)合成的脲乙醛樹(shù)脂再與交聯(lián)單體乙氧基甲基丙烯酰胺、陽(yáng)離子單體甲基丙烯酸二甲胺乙脂、交聯(lián)聚合而得的，丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
本實(shí)施例造紙用濕強(qiáng)劑，是以乙二醛、尿素、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、改性脲乙二醛樹(shù)脂，其分子鏈具有三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，其中脲乙醛樹(shù)脂為乙二醛與尿素經(jīng)縮聚反應(yīng)合成的脲乙二醛樹(shù)脂再與乙氧基甲基丙烯酰胺交聯(lián)單體、陽(yáng)離子單體甲基丙烯酸二甲胺乙脂，交聯(lián)聚合而得。
本實(shí)施例是以乙二醛、尿素、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲胺乙酯，為主要原料，下述主要步驟進(jìn)行。
按乙二醛和尿素2 :1摩爾比加入反應(yīng)釜，用甲酸調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液pH值2，攪拌下升溫至70°C，反應(yīng)2. 5h，冷卻、降溫至30°C再加乙二醛，其加入量為首次乙二醛的15%摩爾數(shù)， 用氫氧化鈣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液PH值為7，反應(yīng)1. 5小時(shí)，再用氫氧化鈣調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液pH值為7， 攪拌下加入乙氧基甲基丙烯酰胺與甲基丙烯酸二甲胺乙酯，按尿素摩爾比為1. 6:0. 4:5. 0， 升溫至70°C，反應(yīng)1. 5h終止，加去離子水稀釋?zhuān)渲腥抗毯镎颊w水溶液總量的12%。 即獲得丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
實(shí)施例4
本實(shí)施例造紙用濕強(qiáng)劑是由交聯(lián)單體甲基丙烯酸氨基乙酯以及陽(yáng)離子單體丙烯酸二甲胺乙酯、改性脲乙乙二醛樹(shù)脂，其分子鏈具有三維網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)，其中脲乙醛樹(shù)脂為乙二醛與尿素經(jīng)縮聚反應(yīng)合成的脲乙二醛樹(shù)脂，再用交聯(lián)單體甲基丙烯酸氨基乙酯、陽(yáng)離子單體丙烯酸二甲胺乙脂交聯(lián)聚合而得的，丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
本實(shí)施例造紙用濕強(qiáng)劑，是以乙二醛、尿素、甲基酰希酸氨基乙酯、丙烯酸二甲胺乙脂為主要原料，通過(guò)包括下述主要步驟進(jìn)行
按乙二醛和尿素2 1摩爾比加入反應(yīng)釜，用乙酸調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液pH值3-4，攪拌下升溫至70°C反應(yīng)2. 5h，冷卻降溫至25°C，再加乙二醛，其加入量為首次乙二醛的12%摩爾數(shù)，用氫氧化鈉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)溶液PH值為7反應(yīng)1. 5小時(shí)，再用氫氧化鈉調(diào)調(diào)節(jié)溶液pH值為7， 攪拌下加入甲基丙烯酸氨基乙酯與丙烯酸二甲胺乙脂，按尿素摩爾比1. 5:1. 2:5. 0，升溫至 70V反應(yīng)1. 5h終止，其中全部固含物占整體水溶液總量的12%，即獲得丙烯酰胺交聯(lián)脲乙醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
本發(fā)明因不添加對(duì)環(huán)境與人體有害物，所以解除了有害物與有機(jī)鹵化物(AOX)所導(dǎo)致的各種危害。經(jīng)羥基丙烯酰胺類(lèi)所交聯(lián)的產(chǎn)品，其分子量大大增加并成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，分子鏈段的電荷密度增強(qiáng)，吸附纖維能力與留著率大幅度提升，為此不僅提高了紙頁(yè)濕強(qiáng)度，并且可增加紙頁(yè)的耐折度，抗張強(qiáng)度，與干強(qiáng)度等物化性能。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)作任何形式上的限制。凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單`修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明的技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟，按摩爾比， 1)制備脲醛樹(shù)脂 將乙二醛和尿素的摩爾比為1-2 :0. 3-1混合，用酸調(diào)節(jié)溶液的pH值1. 5-3，溫度為350C _75°C，進(jìn)行反應(yīng)2. 5-6h，冷卻，再加入乙二醛，加入量為首次乙二醛的12%_15%摩爾數(shù)，用堿調(diào)節(jié)溶液的PH值為中性，在20-35°C溫度下反應(yīng)l_2h，再用堿調(diào)節(jié)溶液的pH值為中性，即得到脲醛樹(shù)脂； 2)將交聯(lián)單體，陽(yáng)離子單體加入步驟I)制備的脲醛樹(shù)脂中，交聯(lián)單體，陽(yáng)離子單體與尿素的摩爾比O. 5-3. 5 :0. 2-2 :5，在溫度50°C _80°C，反應(yīng)l_2h終止，加入去離子水稀釋?zhuān)渲腥抗毯镎颊w水溶液總量的12%，即可獲得丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，所述酸為鹽酸、硫酸、甲酸、乙酸中的一種或兩種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，所述堿為氫氧化鉀、氫氧化鈉、氫氧化鈣中的一種或兩種。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，所述交聯(lián)單體為羥甲基丙烯酰胺、羥乙基丙烯酰胺、乙氧基甲基丙烯酰胺、甲基丙烯酸按基乙酷中的一種或兩種。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，所述陽(yáng)離子單體為二甲基二烯丙基氯化銨、丙烯酰乙基三甲基芐基氯化銨、甲基丙烯酸二甲胺乙酯、丙烯酸二甲胺乙酯中的一種或兩種。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種丙烯酰胺交聯(lián)脲乙二醛樹(shù)脂濕強(qiáng)劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟，將乙二醛和尿素的摩爾比為1-20.3-1混溶，用酸調(diào)pH值1.5-3，35℃-75℃，反應(yīng)2.5-6h，冷卻，再加入乙二醛加入量為其首次重量15%-40%摩爾后，用堿調(diào)pH值為中性，在20-35℃溫度下反應(yīng)1-2h，再用堿調(diào)pH值為中性，即得脲醛樹(shù)脂；將交聯(lián)單體，陽(yáng)離子單體加入脲醛樹(shù)脂中，交聯(lián)單體，陽(yáng)離子單體與尿素的摩爾比0.5-3.50.2-25，50℃-80℃，反應(yīng)1-2h終止，加入去離子水稀釋至固含量為12%丙烯酰胺交聯(lián)乙二醛濕強(qiáng)劑。有益效果制備過(guò)程不添加含甲醛及有機(jī)鹵化物，消除了對(duì)環(huán)境和人體健康的危害。
文檔編號(hào)C08F220/58GK103044629SQ201210592198
公開(kāi)日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2012年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月31日
發(fā)明者田成杰, 李端 申請(qǐng)人:天津市奧東化工有限公司