有機復合鈉化改性膨潤土微粒助留助濾劑制備方法及應用技術

本發明專利技術涉及一種有機復合鈉化改性膨潤土微粒助留助濾劑制備方法及應用。首先，運用反相微乳液聚合法合成陰離子有機微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，加入氫氧化鈉、醋酸鈉、交聯劑；油相中以液體石蠟油為溶劑，表面活性劑為Span80和Tween60的混合物。將水相溶液緩慢加入到油相中，通入氮氣保持反應在無氧狀態下進行，加入引發劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，得到陰離子有機微粒。然后，有機復合鈉化改性膨潤土微粒制備。在膨潤土中加入上述合成的陰離子有機微粒和碳酸鈉，加入適量的水，研磨反應數分鐘，得到有機復合鈉化改性膨潤土微粒。與傳統膨潤土微粒助留助濾劑相比，該改性膨潤土微粒的助留助濾性能提高約15%。

【技術實現步驟摘要】
有機復合鈉化改性膨潤土微粒助留助濾劑制備方法及應用
本專利技術涉及一種有機復合鈉化改性膨潤土微粒助留助濾劑制備方法及應用。
技術介紹
1986年，Langley、Litchfield等人首次將膨潤土微粒和陽離子型高分子聚合物配合作為微粒助留助濾體系，應用于造紙濕部，這標志著微粒助留助濾體系的出現。該助留助濾體系對紙料有優異的助留助濾效果，降低白水濃度，提高紙機車速，提高產品質量，因此，一經出現就得到了迅速推廣應用，目前國內外大部分紙機都已采用微粒助留助濾體系。在該助留助濾體系中，膨潤土微粒需經過鈉化改性，一般采用碳酸鈉濕法鈉化改性，但改性過程存在膨潤土雜質難分離、膨潤土濃度低、干燥成本高等缺點。另外，也有科研工作者提出了擠壓法和場堆鈉化法進行膨潤土改性，但是改性效果不及濕法改性。另外也有研究將表面活性劑用于膨潤土改性，但是，改性后的有機膨潤土多用作吸附劑，或應用于廢水處理和導電介質中。
技術實現思路
本專利技術針對現有技術的不足，提供了一種有機復合鈉化改性膨潤土微粒助留助濾劑制備方法及應用本專利技術的技術構思：采用反相微乳液聚合法，以丙烯酸和丙烯酰胺為單體合成陰離子有機微粒，并采用半干法，將該有機微粒、碳酸鈉和鈣基膨潤土混合，放入快速研磨機中進行研磨改性，得到有機復合鈉化改性膨潤土微粒。該膨潤土微粒與陽離子聚丙烯酰胺配合形成微粒助留助濾體系，供紙張抄造使用。本專利技術方法具體是：首先，運用反相微乳液聚合法合成陰離子有機微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，二者的摩爾比為1:1-1:4，單體質量分數為水相的10%-60%，加入與丙烯酸等摩爾量的氫氧化鈉、相當于單體量的0.01%-0.4%的電解質醋酸鈉、2-40ppm的交聯劑N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺；油相中以液體石蠟油為溶劑，表面活性劑為Span80和Tween60的混合物，二者質量比為3:1-1:1，表面活性劑的質量分數為油相總質量的10%-40%。將水相溶液緩慢加入到油相中，攪拌器轉速50-250r/min,反應溫度30-50℃，通入氮氣保持反應在無氧狀態下進行，除氧20-60分鐘后，加入引發劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，二者質量比在1:1-3:1之間，總加入量為單體質量的0.1%-1%，反應時間為2-6h，產物用無水乙醇反復洗滌3次，再用丙酮洗滌2次，得到陰離子有機微粒。然后，有機復合鈉化改性膨潤土。膨潤土原礦機械粉碎至200目以下，在該粉碎后的膨潤土中加入0.1%-5.0%的上述合成的陰離子有機微粒和1.0%-10%的碳酸鈉，加入適量的水，使膨潤土濃度在5%-50%之間，溫度30-90℃，在研磨機中研磨反應10-100分鐘，得到有機復合鈉化改性膨潤土微粒。紙張生產中應用：有機復合鈉化改性膨潤土微粒加水稀釋至0.1%-5.0%質量濃度，然后與陽離子聚丙烯酰胺配合使用。陽離子聚丙烯酰胺需在膨潤土之前加入紙漿中，如在沖漿泵或壓力篩之前加入，加入量為0.03%-0.08%；復合改性膨潤土微粒在壓力篩之后加入，加入量0.05%-0.5%（均為相對于絕干漿料的質量百分比）。本專利技術的有益效果：本專利技術提出了一種用陰離子有機微粒復合鈉化改性膨潤土，提高低蒙脫石含量膨潤土作為助留助濾劑的使用性能，拓寬膨潤土原料來源，降低生產成本，提高其在造紙中的使用效果。具體實施方式以下結合實施例對本專利技術作進一步說明。本專利技術方法具體是：首先，運用反相微乳液聚合法合成陰離子有機微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，二者的摩爾比為1:1-1:4，單體質量分數為水相的10%-60%，加入與丙烯酸等摩爾量的氫氧化鈉、相當于單體量的0.01%-0.4%的電解質醋酸鈉、2-40ppm(相當于單體丙烯酸的量)的交聯劑N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺；油相中以液體石蠟油為溶劑，表面活性劑為Span80和Tween60的混合物，二者質量比為3:1-1:1，表面活性劑的質量分數為油相總質量的10%-40%。將水相溶液緩慢加入到油相中，攪拌器轉速50-250r/min,反應溫度30-50℃，通入氮氣保持反應在無氧狀態下進行，除氧20-60分鐘后，加入引發劑過硫酸鉀，10分鐘后，加入引發劑亞硫酸氫鈉，二者質量比在1:1-3:1之間，總加入量為單體質量的0.1%-1%，反應時間為2-6h，產物用無水乙醇反復洗滌3次，再用丙酮洗滌2次，得到陰離子有機微粒。然后，有機復合鈉化改性膨潤土。膨潤土原礦機械粉碎至200目以下，在該粉碎后的膨潤土中加入0.1%-5.0%的上述合成的陰離子有機微粒和1.0%-10%的碳酸鈉（均為相對于膨潤土的質量百分比），加入適量的水，使膨潤土濃度在5%-50%之間，溫度30-90℃，在研磨機中研磨反應10-100分鐘，得到有機復合鈉化改性膨潤土微粒。紙張生產中應用：有機復合鈉化改性膨潤土微粒加水稀釋至0.1%-5.0%質量濃度，然后與陽離子聚丙烯酰胺配合使用。陽離子聚丙烯酰胺需在膨潤土之前加入紙漿中，如在沖漿泵或壓力篩之前加入，加入量為0.03%-0.08%；復合改性膨潤土微粒在壓力篩之后加入，加入量0.05%-0.5%（均為相對于絕干漿料的質量百分比）。與傳統膨潤土微粒助留劑相比，該改性膨潤土微粒的助留助濾性能約提高了15%。本專利技術的原理：陰離子有機微粒增加了膨潤土的負電性，促進了膨潤土的片層剝離作用，提高了研磨性能，使研磨得到的膨潤土粒徑更小。另外，陰離子有機微粒與膨潤土的協同作用，進一步提高了該微粒助留助濾體系的助留助濾性能。實施例1：首先，運用反相微乳液聚合法合成陰離子有機微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，二者的摩爾比為1:1，單體質量分數為水相的10%，加入與丙烯酸等摩爾量的氫氧化鈉、相當于單體量的0.01%的電解質醋酸鈉、2ppm(相當于單體丙烯酸的量)的交聯劑N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺；油相中以液體石蠟油為溶劑，表面活性劑為Span80和Tween60的混合物，二者質量比為3:1，表面活性劑的質量分數為油相總質量的10%。將水相溶液緩慢加入到油相中，攪拌器轉速50r/min,反應溫度30℃，通入氮氣保持反應在無氧狀態下進行，除氧50分鐘后，加入引發劑過硫酸鉀，10分鐘后，加入引發劑亞硫酸氫鈉，二者質量比為1:1，總加入量為單體質量的0.1%，反應時間為2h，產物用無水乙醇反復洗滌3次，再用丙酮洗滌2次，得到陰離子有機微粒。然后，有機復合鈉化改性膨潤土。膨潤土原礦機械粉碎至200目以下，在該粉碎后的膨潤土中加入0.1%的上述合成的陰離子有機微粒和1.0%的碳酸鈉（均為相對于膨潤土的質量百分比），加入適量的水，使膨潤土濃度在5%之間，溫度30℃，在研磨機中研磨反應10分鐘，得到有機復合鈉化改性膨潤土微粒。紙張生產中應用：有機復合鈉化改性膨潤土微粒加水稀釋至0.1%質量濃度，然后與陽離子聚丙烯酰胺配合使用。陽離子聚丙烯酰胺需在膨潤土之前加入紙漿中，如在沖漿泵或壓力篩之前加入，加入量為0.03%；復合改性膨潤土微粒在壓力篩之后加入，加入量0.05%（均為相對于絕干漿料的質量百分比）。實施例2：首先，運用反相微乳液聚合法合成陰離子有機微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，二者的摩爾比為1:2，單體質量分數為水相的30%，加入與丙烯酸等摩爾量的氫氧化鈉、相當于單體量的0.3%的電解質醋酸鈉、16本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種有機復合鈉化改性膨潤土微粒助留助濾劑制備方法，其特征在于該方法具體是：首先，運用反相微乳液聚合法合成陰離子有機微粒，具體是：水相中以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，二者的摩爾比為1:1?1:4，加入與丙烯酸等摩爾量的氫氧化鈉、0.01%?0.4%的電解質醋酸鈉、2?40ppm的交聯劑N,N'?亞甲基雙丙烯酰胺；油相中以液體石蠟油為溶劑，表面活性劑為Span80和Tween60的混合物，二者質量比為3:1?1:1，表面活性劑的質量分數為油相總質量的10%?40%；將水相溶液緩慢加入到油相中，攪拌器轉速50?250r/min,反應溫度30?50℃，通入氮氣保持反應在無氧狀態下進行，加入引發劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，二者質量比為1:1?3:1，總加入量為單體質量的0.1%?1%，反應時間為2?6h，得到陰離子有機微粒；然后，有機復合鈉化改性膨潤土微粒制備，具體是：膨潤土原礦機械粉碎至200目以下，在膨潤土中加入0.1%?5%的所述陰離子有機微粒和1.0%?10%的碳酸鈉，加入適量的水，使膨潤土濃度在5%?50%之間，研磨反應10?100分鐘，得到有機復合鈉化改性膨潤土微粒。

【技術特征摘要】
1.一種有機復合鈉化改性膨潤土微粒助留助濾劑制備方法，其特征在于該方法具體是：首先，運用反相微乳液聚合法合成陰離子有機微粒，具體是：水相中以丙烯酸和丙烯酰胺為單體，二者的摩爾比為1:1-1:4，加入與丙烯酸等摩爾量的氫氧化鈉、0.01%-0.4%的電解質醋酸鈉、2-40ppm的交聯劑N,N'-亞甲基雙丙烯酰胺；油相中以液體石蠟油為溶劑，表面活性劑為Span80和Tween60的混合物，二者質量比為3:1-1:1，表面活性劑的質量分數為油相總質量的10%-40%；將水相溶液緩慢加入到油相中，攪拌器轉速50-250r/min,反應溫度30-50℃，通入氮氣保持反應在無氧狀態下進行，加入引發劑過硫酸鉀和亞硫酸氫鈉，二者質量比為1:1-3:1，總加入量為單體質量的0.1%-1%，反應時間為2-6h，得到...

【專利技術屬性】
技術研發人員：夏新興，余小藏，郭愛蓮，郭大亮，胡謙，
申請(專利權)人：浙江理工大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33