新型陽離子定著劑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及定著劑的制備方法，尤其涉及一種在造紙中用陰離子垃圾捕捉劑的制 備方法。
【背景技術】
[0002] 定著劑俗稱陰離子垃圾捕捉劑，英文名anionictrashcatcher簡稱ATC或者 fixative，是一類高陽電荷密度的線性低分子質量的聚合物。
[0003] 20世紀以來造紙工業(yè)得到迅速發(fā)展，特別是造紙原料結構的變化，使紙機濕部干 擾性的陰離子的聚集程度和濃度越來越高，造成抄紙系統(tǒng)斷紙頻繁，成紙會出現(xiàn)紙病，而且 連續(xù)作業(yè)時間短、生產量降低。減少造紙體系中的陰離子垃圾影響的方法，就是用陰離子垃 圾捕捉劑對漿料進行預處理。
[0004] 陰離子垃圾捕捉劑有有機和無機兩大類，Brouwer等人研究了不同陰離子垃圾捕 捉劑對膠體物質和細小組分的影響，有機ATC可以有效的減少纖維表面的陽離子需求。有 機ATC最大的優(yōu)點是不受pH的影響対抄紙體系也無影響，而且用量小，效果也非常明顯。
[0005] 定著劑通常由陽離子單體和環(huán)氧氯丙烷開環(huán)聚合而成，制備定著劑需要的活化能 較低一般室溫就可以進行，但是成品不需要太高的分子量，過大分子量聚合物的形成導致 產品電荷密度低，喪失捕捉陰離子垃圾的能力，因此為了防止反應暴聚要嚴格控制反應條 件。為了得到高電荷密度的定著劑，人們對定著劑的合成技術進行了大量的研究，采用的技 術措施主要包括以下幾大類。
[0006] 一、控制反應溫度，控制反應時間。如郭偉杰周?？≡凇对旒埢瘜W品與應用》中報 道了控制反應溫度與反應時間。
[0007] 二、加入有機胺，如EP0431739A1采用加入兩個碳原子到六個碳原子的有機胺。

【發(fā)明內容】

[0008]本發(fā)明的目的是提供一種新型陽離子定著劑的制備方法，該制備方法獲得的新型 陽離子定著劑對于陰離子垃圾有更寬的捕捉范圍諸如雙鍵類的陰離子垃圾和長鏈類陰離 子垃圾，且反應條件溫和，反應收率高，避免了直接聚合引起的暴聚，電荷密度超過400,且 造價低廉，適于投入大規(guī)模工業(yè)化生產。
[0009] 為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種新型陽離子定著劑的制備 方法，包括以下步驟： 步驟一、將二甲胺為主體原料，己二胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯為輔料，水作為溶劑 進行混合形成混合單體，所述己二胺：二甲胺摩爾比為〇. 01~〇. 5 :1，所述甲基丙烯酸二甲 氨基乙酯：二甲胺摩爾比為0. 01~0. 5 :1 ; 步驟二、將環(huán)氧氯丙烷滴入步驟一的混合單體中形成預聚單體物（，且此環(huán)氧氯丙烷與 混合單體摩爾比為〇. 5~4 :1，反應溫度控制在10~60°C，滴加時間控制在1~3h; 步驟三、滴加結束后，保溫至70~95°C，保溫1~4h，待黏度上升到300~lOOOcps黏 度，加水終止反應； 步驟四、在步驟三獲得產物中加入無機酸和水調節(jié)pH至3~5,從而獲得陽離子定著劑。
[0010] 上述技術方案進一步改進的技術方案如下： 1.上述方案中，所述混合單體中己二胺和二甲胺摩爾比為〇. 03~0. 3 :1，所述甲基丙 烯酸二甲氨基乙酯和二甲胺的摩爾比為〇. 02~0. 4 :1。
[0011] 2.上述方案中，所述步驟四中加入50%硫酸調制pH至3~5。
[0012] 3.上述方案中，所述二甲胺采用質量濃度為40%二甲胺水溶液。
[0013] 4.上述方案中，所述步驟四獲得的陽離子定著劑固含量為49~51%。
[0014] 由于上述技術方案的運用，本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有下列優(yōu)點： 本發(fā)明新型陽離子定著劑的制備方法，采用加入己二胺，有效的引入反應基團即雙胺 或多胺，增加聚合物的鏈長，能夠更好地和體系中的陰離子垃圾結合；加入甲基丙烯酸二 甲氨基乙酯，引入雙鍵即含有雙鍵可以與環(huán)氧氯丙烷聚合的單體，能夠和部分陰離子垃圾 中的雙鍵結合，本專利避免了單一二甲胺和環(huán)氧氯丙烷的直接聚合引起的暴聚，避免了過 多大分子的形成，過大分子的形成導致產品電荷密度低，喪失捕捉陰離子垃圾的能力，而且 采取控制聚合物黏度，可以較好地控制產品的較高電荷密度，產品稀釋10000倍采用BTG P⑶-04進行測量，定著劑稀釋10000倍采用BTGP⑶-04進行測量其電荷密度450,且造價 低廉，適于投入大規(guī)模工業(yè)化生產。
【具體實施方式】
[0015] 下面結合實施例對本發(fā)明作進一步描述： 實施例1 : 一種新型陽離子定著劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將二甲胺為主體原料，己二胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯為輔料進行混合，具 體為：己二胺15g、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯25. 7g、二甲胺（40%)水溶液192. 4g、水50g 混合均勻； 步驟二、環(huán)氧氯丙烷190g; 步驟三、滴加溫度控制在20-30°C，滴加時間控制在1~3h; 步驟四、滴加結束后，升溫至85°C，保溫2. 5h，待黏度上升到300~700cps黏度加水100g終止反應。
[0016] 步驟五、加入50%硫酸10g，40g水調pH至3-5。
[0017] 本實施例經過合成得到成品610g，pH4. 5,固含量50. 8%，稀釋10000倍用BTG P⑶-04進行測量電荷密度420。
[0018] 實施例2 :-種新型陽離子定著劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將二甲胺為主體原料己二胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯為輔料進行混合，己 二胺20g，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯12.8g，二甲胺（40%)水溶液180. 5g，水150g混合 均勻； 步驟二、環(huán)氧氯丙烷290g; 步驟三、滴加溫度控制在40-50°C，滴加時間控制在1~3h; 步驟四、滴加結束后，升溫至75°C，保溫4h，待黏度上升到300~700cps黏度加水100g 終止反應。
[0019] 步驟五、加入50%硫酸15g，40g水調pH至3-5。
[0020] 本實施例經過合成得到成品790g，pH3. 5,固含量50. 2%，稀釋10000倍電荷密度 410〇
[0021] 實施例3 :-種新型陽離子定著劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將二甲胺為主體原料己二胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯為輔料進行混合，己 二胺25g，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯38. 5g，二甲胺（40%)水溶液170g，水100g混合均 勻； 步驟二、環(huán)氧氯丙烷236. 5g; 步驟三、滴加溫度控制在30-40°C，滴加時間控制在1~3h; 步驟四、滴加結束后，升溫至90°C，保溫2h，待黏度上升到300~700cps黏度加水100g終止反應。
[0022] 步驟五、加入50%硫酸20g，40g水調pH至3-5。
[0023] 本實施例經過合成得到成品715g，pH3. 6,固含量49. 9%，稀釋10000倍電荷密度 450 〇
[0024] 根據(jù)實施例1、2和3,相互對比實施例3制得的產物電荷密度最高，因為實施例3 己二胺，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯占混合單體的比例最高，環(huán)氧氯丙烷與混合單體的比例 最高，有利于高電荷密度的形成，合成溫度適中反應比較溫和，這些條件均有利于高電荷密 度的形成。
[0025] 對比例1 : 一種定著劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將二甲胺為主體原料，二甲胺（40%)水溶液192. 4,水50gIOg單體(如下表 1)，混合均勻； 步驟二、環(huán)氧氯丙烷190g; 步驟三、滴加溫度控制在20-30°C; 步驟四、滴加結束后，升溫至85 °C，保溫lh，待黏度上升到300~700cps黏度加100g水終止反應； 步驟五、加入50%硫酸10g，20g水調pH至3-5。
[0026] 表1:不同加入單體對產品電荷密度的影響
表1說明己二胺的加入以及甲基丙烯酸二甲氨基乙酯得到的產品收率較高，電荷密度 較高。
[0027] 對比例2 : -種定著劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一、將二甲胺為原料，二甲胺（40%)水溶液192. 4g，水50g混合均勻； 步驟二、環(huán)氧氯丙烷190g步驟三、滴加溫度控制在40-50°C; 步驟四、滴加結束后，升溫至75°C，保溫4h，待黏度上升到300~700cps黏度加水100g終止反應。
[0028] 步驟五、加入50%硫酸10g，調pH至3-5。
[0029] 本實施例經過合成得到成品525g，pH3. 5,固含量49. 8%，稀釋10000倍電荷密 度 240。
[0030] 對比例1，混合單體中加入單體甲基丙烯二甲氨基甲酯，甲基丙烯二甲氨基甲酯不 如甲基丙烯酸二甲氨基乙酯與環(huán)氧氯丙烷的反應活性，因而電荷密度低；混合單體中加入 單體二乙烯三胺，二乙烯三胺提供的電子不如己二胺，所以電荷密度低。對比例2,單一二甲 胺和環(huán)氧氯丙烷電荷密度低，反應成品經過過濾存在少量渣子即暴聚物。
[0031] 己二胺和二甲胺摩爾比低于0.03 :1電荷密度低，己二胺和二甲胺摩爾比大于 0. 3 :1反應比較劇烈不易控制；甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲胺的摩爾比低于0. 02 :1 電荷密度低，甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲胺的摩爾比大于0. 4 :1影響產品的保質期 上述實施例只為說明本發(fā)明的技術構思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術的人士能 夠了解本發(fā)明的內容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。
[0032] 凡根據(jù)本發(fā)明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之 內。
【主權項】
1. 一種新型陽離子定著劑的制備方法，其特征在于：包括以下步驟： 步驟一、將二甲胺為主體原料，己二胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯為輔料，水作為溶劑 進行混合形成混合單體，所述己二胺：二甲胺摩爾比為0.0 l~0. 5 :1，所述甲基丙烯酸二甲 氨基乙酯：二甲胺摩爾比為0. 01~0. 5 :1 ; 步驟二、將環(huán)氧氯丙烷滴入步驟一的混合單體中形成預聚單體物，且此環(huán)氧氯丙烷與 二甲胺、己二胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯的混合物的摩爾比為0. 5~4 :1，反應溫度控制 在10~60°C，滴加時間控制在1~3h ; 步驟三、滴加結束后，保溫至70~95°C，保溫1~4h，待黏度上升到300~lOOOcps黏 度，加水終止反應； 步驟四、在步驟三獲得產物中加入無機酸和水調節(jié)pH至3~5,從而獲得陽離子定著劑。2. 根據(jù)權利要求1所述的新型陽離子定著劑的制備方法，其特征在于：所述混合單體 中己二胺和二甲胺摩爾比為0. 03~0. 3 :1，所述甲基丙烯酸二甲氨基乙酯和二甲胺的摩爾 比為 0? 02~0. 4 :1。3. 根據(jù)權利要求1所述的新型陽離子定著劑的制備方法，其特征在于：所述步驟四中 加入50%硫酸調制pH至3~5。4. 根據(jù)權利要求1所述的新型陽離子定著劑的制備方法，其特征在于：所述二甲胺采 用質量濃度為40%二甲胺水溶液。5. 根據(jù)權利要求1所述的新型陽離子定著劑的制備方法，其特征在于：所述步驟四獲 得的陽離子定著劑固含量為49~51%。
【專利摘要】本發(fā)明一種新型陽離子定著劑的制備方法，包括以下步驟：將二甲胺為主體原料，己二胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯為輔料，水作為溶劑進行混合形成混合單體，己二胺：二甲胺摩爾比為0.01～0.5：1；將環(huán)氧氯丙烷滴入步驟一的混合單體中形成預聚單體物，且此環(huán)氧氯丙烷與混合單體摩爾比為0.5～4：1，反應溫度控制在10～60℃；滴加結束后，保溫至70～95℃，待黏度上升到300～1000cps黏度，加水終止反應；在獲得產物中加入無機酸和水調節(jié)pH至3~5。本發(fā)明反應條件溫和，反應收率高，避免了直接聚合引起的暴聚，電荷密度大超過國外同類產品的10%，且造價低廉，適于投入大規(guī)模工業(yè)化生產。
【IPC分類】D21F1/66, C08G65/26
【公開號】CN105001410
【申請?zhí)枴緾N201510443641
【發(fā)明人】徐敏, 喬凱, 韋偉, 張新東, 曹國良
【申請人】天禾化學品（蘇州）有限公司
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年7月27日