用于纸和纸板的水性表面涂层剂制造技术

本发明专利技术涉及一种用于纸和纸板的水性表面涂层剂，所述水性表面涂层剂包含1‑55重量％的固含量且包含：(A)0‑20重量份的淀粉(固体)，(B)0.01‑20重量份的碳酸锆组分，和(C)0.01‑40重量份的合成水溶性聚合物(固体)，所述合成水溶性聚合物包含聚合形式的一种或多种具有单烯键式双键的单体。本发明专利技术还涉及一种使用水性表面涂层剂制备的纸和纸板，以及由所述纸制备的瓦楞纸板。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于纸和纸板的水性表面涂层剂本专利技术涉及一种用于纸和纸板的水性表面涂料组合物，所述水性表面涂料组合物具有1-55重量％的固含量，其包含：(A)0至20重量份的淀粉(固体)，(B)0.01至20重量份的碳酸锆化合物，(C)0.01至40重量份的水溶性合成聚合物(固体)，其包含共聚形式的一种或多种具有单烯键式双键的单体。本专利技术还涉及一种使用水性表面涂料组合物制备纸和纸板的方法，以及由该纸制备的瓦楞纸板。包装纸领域(segment)中的一个重要要求是纸的强度，因为这些纸的一种重要的主要成分是再生纤维，其由于再循环利用而损失了纤维长度并因此继而导致纸的强度降低。为了提高纸的质量，通常将纸浆与助剂例如湿强剂和干强剂(如阳离子和阴离子聚丙烯酰胺或聚乙烯胺)、助留剂(retentionagent)和施胶剂混合。然而，纸浆中阳离子强化剂的作用被来自再循环利用过程的阴离子化合物部分消除。因此，人们尝试通过例如在施胶压榨(sizepress)过程中将助剂加入纸页中来获得额外的强度。在表面施胶的过程中涂布的是纸页。通常采用的表面施胶剂为明胶或淀粉衍生物。作为表面施胶剂加入的这类淀粉同样具有强化作用。但不可能通过淀粉无限地增加强度。因此，WO2004/027149教导通过将在施胶压榨中施用于纸页的硼酸锌和淀粉进行交联来强化纸页。此外，EP2432934教导通过将碳酸锆喷洒至由纸纤维和聚乙烯醇纤维制备的纸页上，然后干燥被喷涂的纸页来改善纸和卡片的强度。所有这些交联剂的缺点在于交联的过程起始于混合物本身并仅产生有限的强化作用。本专利技术的一个目的是提供一种仅在纤维上进行交联并使纸产生高强度的表面涂料组合物。因此，已发现上述表面涂料组合物，以及使用所述水性表面涂料组合物制备纸和纸板的方法，以及此外由这种纸制备的相关纸板。纸浆(也称纸浆配料(pulpfurnish))在下文中是指水和纤维材料的混合物，且根据造纸过程中的阶段，其还可包含填料以及造纸助剂。干纸浆应理解为意指由纤维材料以及任选的填料和任选的造纸助剂构成的不含水的全部纸浆(纸浆固体)。用于由纤维材料组成的成型体的措词随单位面积的质量(行业术语中也称为每平方米克重)而改变。在下文中，纸具有的单位面积的质量为7g/m2至225g/m2，而纸板具有的单位面积的质量为225g/m2以上。创造性地，表面涂料组合物包含碳酸锆化合物。所述碳酸锆化合物为例如碳酸锆铵或碳酸锆钾。它们为阴离子的、无机的、羟基化的锆化合物，并且它们可以水基溶液的形式获得且通常用于纸张涂料、有色涂布泥浆和液体油墨制剂。在本专利技术的上下文中，淀粉应理解为任意原生的、改性的或降解的淀粉。原生淀粉可由直链淀粉、支链淀粉或其混合物组成。改性淀粉可包含氧化淀粉、淀粉酯或淀粉醚。考虑的淀粉类型包括原生淀粉，如马铃薯淀粉、小麦淀粉、玉米淀粉、稻淀粉或木薯淀粉，优选马铃薯淀粉。也可使用化学改性的淀粉，例如羟乙基淀粉或羟丙基淀粉，或含阴离子基团的淀粉，如磷酸酯淀粉，或含季铵基团的阳离子化淀粉，优选取代度DS为0.01至0.2。这种取代度DS表示淀粉中每个葡萄糖单元中平均存在的阳离子基团的数量。特别优选两性淀粉，其不仅含有季铵基团也含有阴离子基团(如羧酸根基团和/或磷酸根基团)，且其还可任选地进行化学改性，如进行羟基烷基化或烷基酯化。所述淀粉可单独使用或以与彼此的任意所需的混合物的形式使用。优选使用消化(降解)淀粉。在完全消化的淀粉中，淀粉粒完全裂开，其中淀粉以分子分散的形式存在。降解淀粉的平均摩尔质量Mw例如在0.4百万至8百万道尔顿、优选0.5至3百万道尔顿、更优选0.6至2百万道尔顿的范围内。降解可通过热法进行，其通常是指蒸煮的淀粉。降解还可通过酶法来进行。最后，降解还可通过氧化法来进行。特别优选使用酶法降解的淀粉。水溶性合成聚合物的平均摩尔质量Mw(通过GPC测定)优选为≤1百万道尔顿，例如，20000道尔顿至1百万道尔顿，优选35000道尔顿至1百万道尔顿。这些聚合物的K值(在25℃的温度下，在pH为7的5％浓度的氯化钠水溶液中，聚合物浓度为0.5重量％，通过H.Fikentscher的方法测定)例如为20至250，优选30至80。所述水溶性合成聚合物优选包含共聚形式的一种或多种单体，所述单体选自丙烯酰胺、乙烯醇、乙酸乙烯酯和下式的N-乙烯基酰胺其中R1、R2＝H或C1至C6烷基。所述水溶性合成聚合物可不带电或带电。后者带有阳离子和/或阴离子基团。根据一个优选的实施方案，所述水溶性合成聚合物包含共聚形式的一种或多种单体，所述单体选自丙烯酰胺和式(I)的N-乙烯基酰胺，条件是，不存在共聚形式的乙烯醇。关于单体，乙烯醇表示一种共聚单元[CH2CHOH]，其通常通过使用例如乙烯酯(如甲酸乙烯酯或乙酸乙烯酯)作为单体并通过将所得聚合物进行水解(在水解中，共聚的乙烯酯单体被水解为[CH2CHOH]单元)而获得。根据一个优选实施方案，合适的水溶性合成聚合物为上式(I)的乙烯基酰胺的聚合物。根据一个实施方案，合适的水溶性合成聚合物为包含乙烯胺单元的聚合物。包含乙烯胺单元的阳离子聚合物是水溶性的。在标准条件(20℃，1013毫巴)下，其在pH为7.0的水中的溶解度共计例如至少5重量％，优选至少10重量％。由于它们的氨基，包含乙烯胺单元的阳离子聚合物为阳离子的。包含乙烯胺单元的阳离子聚合物的电荷密度(无抗衡离子)共计至少0.1meq/g并优选4至10meq/g。包含乙烯胺单元的阳离子聚合物通常具有10000至10000000道尔顿、优选15000至5000000道尔顿、更优选20000至3000000道尔顿的平均分子量Mw。包含乙烯胺单元的阳离子聚合物是已知的：参见引用的现有技术DE3506832A1和DE102004056551A1。对于包含乙烯胺单元的阳离子聚合物，优选使用例如以下反应产物，所述反应产物可通过聚合如下组分，然后将共聚至聚合物的单体(I)单元部分或完全水解，形成氨基而获得，和/或可通过将具有丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺单元的聚合物进行霍夫曼降解而获得的反应产物(a0)至少一种下式的单体其中R1、R2＝H或C1至C6烷基，(c0)任选地，与单体(a0)不同的单烯键式不饱和单体，和(d0)任选地，在分子中具有至少两个烯键式不饱和双键的化合物。水解共聚单元单体(I)的酰胺基团，将基团–NR2-CO-R1转化成基团-NR2-H。(a0)组单体的实例为N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基-N-甲基甲酰胺、N-乙烯基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基乙酰胺、N-乙烯基-N-乙基乙酰胺、N-乙烯基-N-甲基丙酰胺和N-乙烯基丙酰胺。(a0)组单体可单独使用或以与其他组的单体的混合物的形式共聚使用。为了进行改性，共聚物可任选地包含共聚形式的(c0)组单体，其实例为烯键式不饱和C3至C5羧酸的酯，如丙烯酸甲酯，丙烯酸乙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯，以及乙烯基酯，如乙酸乙烯酯或丙酸乙烯酯，或其他单体，如N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基咪唑、丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺。通过在共聚中使用分子中含有至少两个双键的(d0)组单体，可对共聚物进一步改性，实例为亚甲基双丙烯酰胺、乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于纸和纸板的固含量为1‑55重量％的水性表面涂料组合物，其包含：(A)0至20重量份的淀粉(固体)，(B)0.01至20重量份的碳酸锆化合物，(C)0.01至40重量份的水溶性合成聚合物(固体)，其包含共聚形式的一种或多种具有单烯键式双键的单体。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.03 EP 14175594.21.一种用于纸和纸板的固含量为1-55重量％的水性表面涂料组合物，其包含：(A)0至20重量份的淀粉(固体)，(B)0.01至20重量份的碳酸锆化合物，(C)0.01至40重量份的水溶性合成聚合物(固体)，其包含共聚形式的一种或多种具有单烯键式双键的单体。2.根据权利要求1所述的水性表面涂料组合物，其中所述水溶性合成聚合物具有≤1百万道尔顿的平均分子量Mw。3.根据权利要求1或2所述的水性表面涂料组合物，其中所述水溶性合成聚合物包含共聚形式的选自丙烯酰胺、乙烯醇、乙酸乙烯酯和下式的N-乙烯基酰胺的单体其中R1、R2＝H或C1至C6烷基。4.根据权利要求1至3中任一项所述的水性表面涂料组合物，其中所述水溶性合成聚合物为阴离子聚合物。5.根据权利要求1至4中任一项所述的水性表面涂料组合物，其中所述水溶性合成聚合物可通过将包含以下组分的单体混合物进行共聚而获得：(a)一种或多种选自以下的单体：丙烯酰胺和下式的N-乙烯基酰胺其中R1、R2＝H或C1至C6烷基，(b)一种或多种含有酸基团的单烯键式不饱和单体和...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·哈默斯，M·休肯，
申请(专利权)人：巴斯夫欧洲公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE