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有机复合钠化改性膨润土微粒助留助滤剂制备方法及应用   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2015-04-23
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2015-09-23
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2017-04-19
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2035-04-23
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201510196333.0 申请日 2015-04-23
公开/公告号 CN104861103B 公开/公告日 2017-04-19
授权日 2017-04-19 预估到期日 2035-04-23
申请年 2015年 公开/公告年 2017年
缴费截止日
分类号 C08F220/06C08F220/56C08F222/38C08F2/32D21H21/10D21H17/45D21H17/69 主分类号 C08F220/06
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 1
权利要求数量 2 非专利引证数量 0
引用专利数量 3 被引证专利数量 0
非专利引证
引用专利 CN101157016A、CN102182110A、US2012/0222830A1 被引证专利
专利权维持 3 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 浙江理工大学 当前专利权人 浙江理工大学
发明人 夏新兴、余小藏、郭爱莲、郭大亮、胡谦 第一发明人 夏新兴
地址 浙江省杭州市下沙高教园区2号大街928号 邮编
申请人数量 1 发明人数量 5
申请人所在省 浙江省 申请人所在市 浙江省杭州市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
浙江杭州金通专利事务所有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
王佳健
摘要
本发明涉及一种有机复合钠化改性膨润土微粒助留助滤剂制备方法及应用。首先,运用反相微乳液聚合法合成阴离子有机微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,加入氢氧化钠、醋酸钠、交联剂;油相中以液体石蜡油为溶剂,表面活性剂为Span80和Tween60的混合物。将水相溶液缓慢加入到油相中,通入氮气保持反应在无氧状态下进行,加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠,得到阴离子有机微粒。然后,有机复合钠化改性膨润土微粒制备。在膨润土中加入上述合成的阴离子有机微粒和碳酸钠,加入适量的水,研磨反应数分钟,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。与传统膨润土微粒助留助滤剂相比,该改性膨润土微粒的助留助滤性能提高约15%。
  • 摘要附图
    有机复合钠化改性膨润土微粒助留助滤剂制备方法及应用
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2017-04-19 授权
2 2015-09-23 实质审查的生效 IPC(主分类): C08F 220/06 专利申请号: 201510196333.0 申请日: 2015.04.23
3 2015-08-26 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种有机复合钠化改性膨润土微粒助留助滤剂制备方法,其特征在于该方法具体是:
首先,运用反相微乳液聚合法合成阴离子有机微粒,具体是:
水相中以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,二者的摩尔比为1:1-1:4,加入与丙烯酸等摩尔量的氢氧化钠、0.01%-0.4%的电解质醋酸钠、2-40ppm的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺;
油相中以液体石蜡油为溶剂,表面活性剂为Span80和Tween60的混合物,二者质量比为
3:1-1:1,表面活性剂的质量分数为油相总质量的10%-40%;
将水相溶液缓慢加入到油相中,搅拌器转速50-250r/min,反应温度30-50℃,通入氮气保持反应在无氧状态下进行,加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠,二者质量比为1:1-3:1,总加入量为单体质量的0.1%-1%,反应时间为2-6h,得到阴离子有机微粒;
然后,有机复合钠化改性膨润土微粒制备,具体是:
膨润土原矿机械粉碎至200目以下,在膨润土中加入0.1%-5%的所述阴离子有机微粒和
1.0%-10%的碳酸钠,加入适量的水,使膨润土浓度在5%-50%之间,研磨反应10-100分钟,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。

2.一种利用权利要求1所述方法得到的有机复合钠化改性膨润土微粒助留助滤剂在纸张生产中的应用,其特征在于:有机复合钠化改性膨润土微粒加水稀释至0.1%-5.0%质量浓度,然后与阳离子聚丙烯酰胺配合使用,阳离子聚丙烯酰胺在膨润土之前加入纸浆中,加入量为0.03%-0.08%;有机复合钠化改性膨润土微粒在压力筛之后加入,加入量0.05%-0.5%,阳离子聚丙烯酰胺和有机复合钠化改性膨润土微粒的加入量均为相对于绝干浆料的质量百分比。
说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及一种有机复合钠化改性膨润土微粒助留助滤剂制备方法及应用。

背景技术

[0002] 1986年,Langley、Litchfield等人首次将膨润土微粒和阳离子型高分子聚合物配合作为微粒助留助滤体系,应用于造纸湿部,这标志着微粒助留助滤体系的出现。该助留助滤体系对纸料有优异的助留助滤效果,降低白水浓度,提高纸机车速,提高产品质量,因此,一经出现就得到了迅速推广应用,目前国内外大部分纸机都已采用微粒助留助滤体系。在该助留助滤体系中,膨润土微粒需经过钠化改性,一般采用碳酸钠湿法钠化改性,但改性过程存在膨润土杂质难分离、膨润土浓度低、干燥成本高等缺点。另外,也有科研工作者提出了挤压法和场堆钠化法进行膨润土改性,但是改性效果不及湿法改性。另外也有研究将表面活性剂用于膨润土改性,但是,改性后的有机膨润土多用作吸附剂,或应用于废水处理和导电介质中。

发明内容

[0003] 本发明针对现有技术的不足,提供了一种有机复合钠化改性膨润土微粒助留助滤剂制备方法及应用
[0004] 本发明的技术构思:采用反相微乳液聚合法,以丙烯酸和丙烯酰胺为单体合成阴离子有机微粒,并采用半干法,将该有机微粒、碳酸钠和钙基膨润土混合,放入快速研磨机中进行研磨改性,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。该膨润土微粒与阳离子聚丙烯酰胺配合形成微粒助留助滤体系,供纸张抄造使用。
[0005] 本发明方法具体是:首先,运用反相微乳液聚合法合成阴离子有机微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,二者的摩尔比为1:1-1:4,单体质量分数为水相的10%-60%,加入与丙烯酸等摩尔量的氢氧化钠、相当于单体量的0.01%-0.4%的电解质醋酸钠、2-40ppm的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺;油相中以液体石蜡油为溶剂,表面活性剂为Span80和Tween60的混合物,二者质量比为3:1-1:1,表面活性剂的质量分数为油相总质量的10%-40%。将水相溶液缓慢加入到油相中,搅拌器转速50-250r/min,反应温度30-50℃,通入氮气保持反应在无氧状态下进行,除氧20-60分钟后,加入引发剂过硫酸钾和亚硫酸氢钠,二者质量比在1:1-3:1之间,总加入量为单体质量的0.1%-1%,反应时间为2-6h,产物用无水乙醇反复洗涤3次,再用丙酮洗涤2次,得到阴离子有机微粒。
[0006] 然后,有机复合钠化改性膨润土。膨润土原矿机械粉碎至200目以下,在该粉碎后的膨润土中加入0.1%-5.0%的上述合成的阴离子有机微粒和1.0%-10%的碳酸钠,加入适量的水,使膨润土浓度在5%-50%之间,温度30-90℃,在研磨机中研磨反应10-100分钟,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。
[0007] 纸张生产中应用:有机复合钠化改性膨润土微粒加水稀释至0.1%-5.0%质量浓度,然后与阳离子聚丙烯酰胺配合使用。阳离子聚丙烯酰胺需在膨润土之前加入纸浆中,如在冲浆泵或压力筛之前加入,加入量为0.03%-0.08%;复合改性膨润土微粒在压力筛之后加入,加入量0.05%-0.5%(均为相对于绝干浆料的质量百分比)。
[0008] 本发明的有益效果:本发明提出了一种用阴离子有机微粒复合钠化改性膨润土,提高低蒙脱石含量膨润土作为助留助滤剂的使用性能,拓宽膨润土原料来源,降低生产成本,提高其在造纸中的使用效果。

实施方案

[0009] 以下结合实施例对本发明作进一步说明。
[0010] 本发明方法具体是:首先,运用反相微乳液聚合法合成阴离子有机微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,二者的摩尔比为1:1-1:4,单体质量分数为水相的10%-60%,加入与丙烯酸等摩尔量的氢氧化钠、相当于单体量的0.01%-0.4%的电解质醋酸钠、2-40ppm(相当于单体丙烯酸的量)的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺;油相中以液体石蜡油为溶剂,表面活性剂为Span80和Tween60的混合物,二者质量比为3:1-1:1,表面活性剂的质量分数为油相总质量的10%-40%。将水相溶液缓慢加入到油相中,搅拌器转速50-250r/min,反应温度30-50℃,通入氮气保持反应在无氧状态下进行,除氧20-60分钟后,加入引发剂过硫酸钾,
10分钟后,加入引发剂亚硫酸氢钠,二者质量比在1:1-3:1之间,总加入量为单体质量的
0.1%-1%,反应时间为2-6h,产物用无水乙醇反复洗涤3次,再用丙酮洗涤2次,得到阴离子有机微粒。
[0011] 然后,有机复合钠化改性膨润土。膨润土原矿机械粉碎至200目以下,在该粉碎后的膨润土中加入0.1%-5.0%的上述合成的阴离子有机微粒和1.0%-10%的碳酸钠(均为相对于膨润土的质量百分比),加入适量的水,使膨润土浓度在5%-50%之间,温度30-90℃,在研磨机中研磨反应10-100分钟,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。
[0012] 纸张生产中应用:有机复合钠化改性膨润土微粒加水稀释至0.1%-5.0%质量浓度,然后与阳离子聚丙烯酰胺配合使用。阳离子聚丙烯酰胺需在膨润土之前加入纸浆中,如在冲浆泵或压力筛之前加入,加入量为0.03%-0.08%;复合改性膨润土微粒在压力筛之后加入,加入量0.05%-0.5%(均为相对于绝干浆料的质量百分比)。与传统膨润土微粒助留剂相比,该改性膨润土微粒的助留助滤性能约提高了15%。
[0013] 本发明的原理:阴离子有机微粒增加了膨润土的负电性,促进了膨润土的片层剥离作用,提高了研磨性能,使研磨得到的膨润土粒径更小。另外,阴离子有机微粒与膨润土的协同作用,进一步提高了该微粒助留助滤体系的助留助滤性能。
[0014] 实施例1:
[0015] 首先,运用反相微乳液聚合法合成阴离子有机微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,二者的摩尔比为1:1,单体质量分数为水相的10%,加入与丙烯酸等摩尔量的氢氧化钠、相当于单体量的0.01%的电解质醋酸钠、2ppm(相当于单体丙烯酸的量)的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺;油相中以液体石蜡油为溶剂,表面活性剂为Span80和Tween60的混合物,二者质量比为3:1,表面活性剂的质量分数为油相总质量的10%。将水相溶液缓慢加入到油相中,搅拌器转速50r/min,反应温度30℃,通入氮气保持反应在无氧状态下进行,除氧50分钟后,加入引发剂过硫酸钾,10分钟后,加入引发剂亚硫酸氢钠,二者质量比为1:1,总加入量为单体质量的0.1%,反应时间为2h,产物用无水乙醇反复洗涤3次,再用丙酮洗涤2次,得到阴离子有机微粒。
[0016] 然后,有机复合钠化改性膨润土。膨润土原矿机械粉碎至200目以下,在该粉碎后的膨润土中加入0.1%的上述合成的阴离子有机微粒和1.0%的碳酸钠(均为相对于膨润土的质量百分比),加入适量的水,使膨润土浓度在5%之间,温度30℃,在研磨机中研磨反应10分钟,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。
[0017] 纸张生产中应用:有机复合钠化改性膨润土微粒加水稀释至0.1%质量浓度,然后与阳离子聚丙烯酰胺配合使用。阳离子聚丙烯酰胺需在膨润土之前加入纸浆中,如在冲浆泵或压力筛之前加入,加入量为0.03%;复合改性膨润土微粒在压力筛之后加入,加入量0.05%(均为相对于绝干浆料的质量百分比)。
[0018] 实施例2:
[0019] 首先,运用反相微乳液聚合法合成阴离子有机微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,二者的摩尔比为1:2,单体质量分数为水相的30%,加入与丙烯酸等摩尔量的氢氧化钠、相当于单体量的0.3%的电解质醋酸钠、16ppm(相当于单体丙烯酸的量)的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺;油相中以液体石蜡油为溶剂,表面活性剂为Span80和Tween60的混合物,二者质量比为2:1,表面活性剂的质量分数为油相总质量的25%。将水相溶液缓慢加入到油相中,搅拌器转速100r/min,反应温度40℃,通入氮气保持反应在无氧状态下进行,除氧20分钟后,加入引发剂过硫酸钾,10分钟后,加入引发剂亚硫酸氢钠,二者质量比为2:1,总加入量为单体质量的0.7%,反应时间为5h,产物用无水乙醇反复洗涤3次,再用丙酮洗涤2次,得到阴离子有机微粒。
[0020] 然后,有机复合钠化改性膨润土。膨润土原矿机械粉碎至200目以下,在该粉碎后的膨润土中加入2.3%的上述合成的阴离子有机微粒和5%的碳酸钠(均为相对于膨润土的质量百分比),加入适量的水,使膨润土浓度在27%之间,温度52℃,在研磨机中研磨反应32分钟,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。
[0021] 纸张生产中应用:有机复合钠化改性膨润土微粒加水稀释至3.5%质量浓度,然后与阳离子聚丙烯酰胺配合使用。阳离子聚丙烯酰胺需在膨润土之前加入纸浆中,如在冲浆泵或压力筛之前加入,加入量为0.06%;复合改性膨润土微粒在压力筛之后加入,加入量0.41%(均为相对于绝干浆料的质量百分比)。
[0022] 实施例3:
[0023] 首先,运用反相微乳液聚合法合成阴离子有机微粒。水相中以丙烯酸和丙烯酰胺为单体,二者的摩尔比为1:4,单体质量分数为水相的60%,加入与丙烯酸等摩尔量的氢氧化钠、相当于单体量的0.4%的电解质醋酸钠、40ppm(相当于单体丙烯酸的量)的交联剂N,N'-亚甲基双丙烯酰胺;油相中以液体石蜡油为溶剂,表面活性剂为Span80和Tween60的混合物,二者质量比为3:1,表面活性剂的质量分数为油相总质量的40%。将水相溶液缓慢加入到油相中,搅拌器转速250r/min,反应温度50℃,通入氮气保持反应在无氧状态下进行,除氧60分钟后,加入引发剂过硫酸钾,10分钟后,加入引发剂亚硫酸氢钠,二者质量比为3:1,总加入量为单体质量的1%,反应时间为6h,产物用无水乙醇反复洗涤3次,再用丙酮洗涤2次,得到阴离子有机微粒。
[0024] 然后,有机复合钠化改性膨润土。膨润土原矿机械粉碎至200目以下,在该粉碎后的膨润土中加入5.0%的上述合成的阴离子有机微粒和10%的碳酸钠(均为相对于膨润土的质量百分比),加入适量的水,使膨润土浓度在50%之间,温度90℃,在研磨机中研磨反应100分钟,得到有机复合钠化改性膨润土微粒。
[0025] 纸张生产中应用:有机复合钠化改性膨润土微粒加水稀释至5.0%质量浓度,然后与阳离子聚丙烯酰胺配合使用。阳离子聚丙烯酰胺需在膨润土之前加入纸浆中,如在冲浆泵或压力筛之前加入,加入量为0.08%;复合改性膨润土微粒在压力筛之后加入,加入量0.5%(均为相对于绝干浆料的质量百分比)。
[0026] 本发明采用阴离子有机微粒与碳酸钠配合对蒙脱石含量较低的膨润土进行改性,得到的有机复合钠化改性膨润土具有良好的助留助滤效果。因此,扩大了膨润土的来源,提高造纸湿部的助留助滤效果,节约造纸生产成本。
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