暂时性湿强度树脂组合物制造技术

公开了包括一种混合物的组合物，该混合物为（１）离子型水溶性乙烯基酰胺聚合物，该聚合物含有足够的乙烯基酰胺和热固性的－ＣＨＯＨＣＨＯ取代基，其乙二醛取代基与能和乙二醛反应的活性取代基的比值超过约０．０２∶１．０，和（２）乙二醛化的阳离子型水溶性乙烯基酰胺聚合物，其分子量约为５００－６０００，有足够的与乙二醛反应的活性和有可热固化的乙二醛取代基，乙二醛取代基与乙烯基酰胺取代基的比值超过约０．１∶１．０。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术背景众所周知，在涉及湿铺纸卷(wet-laid webs)的造纸过程中，可在纤维质纤维中加入湿强度剂。加入这些试剂，使纸产品具有永久性湿强度，而使其耐潮湿，不会损害该纸。但是，许多产品并不要求永久性湿强度，事实上，这些产品具有永久性湿强度可能是不利的。例如，浴巾纸、擦粉纸、擦手纸等要求短时间(如5分钟)湿强度的产品，如在弃去后的几分钟内不失去其湿强度，则很难处理到下水道、化粪池体系等，因为如果它们不变质，就有堵塞这些系统的可能。因此，在这样的产品中加入暂时性湿强度剂，使它们在使用中具有足够的强度，但是浸在水中能失去湿强度的方法变得越来越常用。另外，由于对纸的需求不断增加，以及要求再生纸，因此需要生产更容易再浆化的纸。例如，再生的纸板产品必须分离纤维，并在中性水中再浆化，而没有不必要的、昂贵或不寻常的处理要求，而永久性湿强度树脂则对这样的产品不利。因此，如上所讨论的，市场上形成了对用于如纸板的纸产品湿强度剂的需求，这类湿强度剂能为纸产品提供足够的湿强度，使产品在要求的用途中经久耐用，但是还能再生和易于再浆化。在下列美国专利中可找到前有技术中试图研制暂时性湿强度剂的例子。美国专利4,603,176描述了一种四聚物树脂，该树脂含不会使聚合物成为不溶的极性非亲核性单元、赋予聚合物正电荷的阳离子单元、酰胺单元和乙二醛封端单元。美国专利4,605,702描述的一种乙二醛化(glyoxalated)的、阳离子型水溶性丙烯酰胺聚合物，含有1-30％(重量)的共聚阳离子单体，其分子量约为500-6000，乙二醛与丙烯酰胺的比值在约0.1-0.5∶1.0的范围。美国专利4,981,557中要求的纸产品含完全没有亲核性官能度的水溶性、暂时性湿强度剂，和含-CO-X-R-COH基团，该基团中X是-O-、-NH-、-NCH3-,R是脂族基团。该聚合物还含有非亲核性、水溶性的氮杂环部分。美国专利5,008,344与上述4,981,557有关，它申称其权利要求中的聚合物本身包括X为-COH-基团的那些聚合物。美国专利5,085,736是上述5,008,344专利的分案。美国专利5,138,002是4,981,557专利的分案。美国专利5,427,652指出了结合使用永久性湿强度剂和暂时性湿强度剂的方法，它可生产能再浆化的纸板。永久性湿强度剂是聚胺表氯醇、聚酰胺表氯醇或聚胺-酰胺表氯醇树脂，暂时性湿强度剂是乙二醛化的乙烯基酰胺的湿强度树脂。本专利技术的概述现已了解可以生产这样的优良纸产品，即这类产品即使处于水环境，仍具有足够的对要求的用途有用的湿强度，在生产该产品中，以具有不同性质的乙二醛化乙烯基酰胺聚合物的混合物作为湿强度剂，加入到纸产品中，该产品通过下水道或化粪池设备就能很容易地被处理掉，且可以在普通的再浆化条件下再浆化。这些混合物给出了足够的湿拉伸展开和相关的干拉伸，并保持其暂时性的性能，由于其衰减程度较高，足以使纸产品能容易地再浆化，或在下水道和/或化粪池系统中处理排放。本专利技术优选实施方案的描述本专利技术涉及包括一种混合物的组合物，该混合物为A)约5-50％(重量)的离子型、水溶性的乙烯基酰胺聚合物，该聚合物重均分子量约为100,000-3,000,000，优选约200,000-2,000,000，具有充分的乙二醛反应活性的酰胺取代基和可热固性的-CHOHCHO取代基，所述的-CHOHCHO取代基与所述的乙二醛反应活性的取代基的数量比应大于约0.02∶1.0，和B)约50-95％(重量)的乙二醛化的阳离子型、水溶性的乙烯基酰胺聚合物，该聚合物含有约70-99％(重量)的乙烯基酰胺和约1-30％(重量)能与所述的乙烯基酰胺共聚的阳离子单体或阳离子单体混合物，乙二醛化之前，其反应活性的分子量约为500-6000，具有充分的乙二醛反应活性的酰胺取代基和可热固性的-CHOHCHO取代基，所述的乙二醛取代基与乙烯基酰胺取代基的数量比应大于约0-1∶1.0。这两类乙二醛化的聚合物组分在本领域是众所周知的。美国专利3,556,932中公开了组分A，而在上述美国专利4,605,702中披露了组分B。组分A是一种已知的湿强度剂，在70年代已广泛使用，尽管它提供的湿强度有时为暂时性的，因为含该组分的纸在水中浸约30分钟后，可丧失约一半的湿强度。但是对要求比这些聚合物所显示的暂时性还要短暂得多的应用，这种“暂时性”行为一般还不够。组分B是已知的暂时性湿强度剂，它具有瞬时的湿强度，在水环境中处理时又能相当迅速地丧失。该聚合物具有比组分A低得多的总的初级湿拉伸展开，但是湿强度衰减程度较高。但是对许多当前和正在研制的升级纸产品来说，这类聚合物较低的总湿强度和干强度不能满足工业技术要求。因此，组分A赋予纸产品较高的初级湿强度和干强度，这类纸产品在再浆化或排出至水环境时，处于在水中不能足够迅速地丧失其强度，而含组分B的纸在与水接触时迅速丧失其湿强度和干强度，这类纸在许多应用中不具有商业可行的初级湿强度和干强度。但是，可以预期，如果将组分A和组分B的混合物施用在纸上，这类纸会拥有比仅含组分B高的初级湿强度和干强度，但是湿强度衰减会类似于组分A。出乎意料，发现在组分B中加入适量的组分A不会对加入了组分A和B的组合制得的纸的初级湿强度衰减有不利作用，事实上比仅用组分B获得的纸，还提高了其初级湿强度和干强度。因此，两种聚合物在一起，其行为是克服了各个聚合物的不利因素，而同时达到的结果比单独施用最差聚合物获得的好。本专利技术中的组分A是离子型、水溶性的聚乙烯基酰胺，具有足够的可热固化的-CHOHCHO取代基。聚合物中离子组分的量应足以使聚合物本身成为水悬浮体中的纤维质纤维(本专利技术的阳离子聚合物情况)，或通过明矾的作用使聚合物在水悬浮体中可沉淀在纤维质纤维上(本专利技术的阴离子聚合物情况)。聚合物中必须存在的离子或离子基团的比例较小，一般小于聚合物的乙烯基组分的10摩尔％。但是如果需要可以是较大比例。当由纤维保留的任一聚合物量高达50％时(分析处理前后纤维的氮含量来测定)，存在足够的离子基团。优选的聚合物为每100个链碳原子有1-10个离子基团(例如，每个有200个单体单元的大分子有4-10个离子取代基)。本专利技术聚合物的乙烯基酰胺的含量提供了连接乙二醛取代基(以后称作“-CHOHCHO取代基”)的位置。可由实验室中的试验确定任何情况下应该存在的乙烯基酰胺单元的最小比例这些取代基的比例应足以使聚合物(连接有-CHOHCHO取代基)成为热固性的，即将水溶液放出至玻璃板上所形成的聚合物膜，在105℃加热5分钟后，室温下可不溶于水。乙烯基酰胺单元提供了连接-CHOHCHO取代基的位置，并且在热固反应中这些取代基与这些单元反应。约10摩尔％的乙烯基酰胺单元(以存在的乙烯基单体总数量为基准)是提供必需的位置所需要的最小量。一般，这些单元的比例高时是有利的，高比例能促进聚合物的湿强度，而不会授予任何显著的相抵触的缺点，并避免由于这些基团的存在比例太低引起的损失。因此乙烯基酰胺单元宜以主要量存在，即大于50摩尔％的量，这些单元的比例能超过75摩尔％更好。本专利技术聚合物中其余单元是授予聚合物离子性质的单元，或作为稀释剂或间隔基的那些单元、或授予特定性能，如提高或减弱水溶性的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括一混合物的组合物，该混合物为： Ａ）约５－５０％重量的离子型、水溶性的乙烯基酰胺聚合物，该聚合物的重均分子量约为１００，０００－３，０００，０００，具有足够的能和乙二醛反应的活性的酰胺取代基和有热固性的－ＣＨＯＨＣＨＯ取代基，所述的－ＣＨＯＨＣＨＯ取代基与所述的乙二醛反应的活性取代基的数量比超过约０．０２∶１．０，和 Ｂ）约５０－９５％重量的乙二醛化的阳离子型、水溶性的乙烯基酰胺聚合物，该聚合物含有约７０－９９％重量的乙烯基酰胺，乙二醛化之前，其重均分子量约为５００－６０００，具有足够的能和乙二醛反应的活性的酰胺取代基和有热固性的－ＣＨＯＨＣＨＯ取代基，所述的乙二醛取代基与乙烯基酰胺取代基的数量比超过约０．１∶１．０。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：DL多普莱斯，GJ格罗，
申请(专利权)人：CYTEC技术有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]