漂白纸浆的方法及氨基链烷二膦酸的应用技术

一种漂白纸浆的方法，该方法包括用过氧化氢作为主要漂白剂漂白纸浆的步骤，其特征在于该漂白步骤是在有效量的至少一种可生物降解的通式（Ⅰ）的１－氨基链烷－１，１－二膦酸盐螯合剂存在下进行的： ＊＊＊ （Ⅰ） 其中Ｒ↓［１］选自氢，Ｃ↓［１］－Ｃ↓［４］烷基和苯基；Ｒ↓［２］和Ｒ↓［３］选自氢，Ｃ↓［１］－Ｃ↓［２２］烷基，Ｃ↓［５］－Ｃ↓［６］环烷基，苯基，Ｃ↓［７］－Ｃ↓［１８］烷基苯基，Ｃ↓［７］－Ｃ↓［１８］苯基烷基，Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］链烷醇基，具有至多１０个碳原子的羧烷基，以及与氮原子一起形成哌啶子基，吡咯烷基或吗啉代基团；和Ｘ选自氢，碱金属和铵；以增强木纸浆的漂白效果。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在氨基链烷二膦酸存在下用过氧化氢漂白纸浆的方法，以及在纸浆的过氧化氢漂白步骤之前用氨基链烷二膦酸预处理纸浆的方法。本专利技术还涉及在纸浆预处理方面，在用过氧化氢漂白纸浆方面和在纸浆精化方面的用途。纸浆在浆化以后颜色变化很大，这取决于木材类型、处理方法和其它因素。对于许多类型的纸浆来说，需要漂白以获得具有所需水平的白度的纸浆。白度是通过使用氧化镁作为标准(100％白度)在蓝色范围内(457nm)测量反射率而测得的。纸浆最常用的漂白剂是过氧化氢，这是因为它的低成本和它的漂白效率。使用过氧化氢作为漂白剂的许多不同的纸浆漂白工艺是已知的。这类工艺的几个例子能够在US 4,798,652和4,732,650中找到。从这些专利能看出，漂白木纸浆的工艺方法常常包括预处理步骤和漂白步骤。从US 4,798,652中已知在用过氧化氢漂白纸浆之前在纸浆的预处理中使用二亚乙基三胺五乙酸(DTPA)。预处理一般在低于5％的纸浆稠度下进行，螯合剂优选是强有力的络合剂。从US 4,732,650中已知在用过氧化氢漂白纸浆之前在预处理步骤中使用螯合剂。在预处理步骤中使用的典型的螯合剂包括乙二胺四乙酸(EDTA)，DTPA，三亚乙基四胺六乙酸(TTHA)和N-羟基-乙二胺三乙酸(HEDTA)。文献“Chelating Agent in the Pulp and Paper Industry(纸浆和纸工业中的螯合剂)”Hart，J.Roger，Tappi Journal，Vol.64，No.3，pp 43-44，(1981年3月)讨论了螯合剂在纸浆漂白中的作用，这一文献指出，螯合剂不仅在漂白步骤之前的纸浆预处理步骤中使用，而且在漂白步骤中用作漂白液的添加剂以稳定过氧化氢。EDTA和DTPA被列举为优选的螯合剂。有关这一主题的另一篇文献“Effeot of DTPA on ReducingPeroxide Decomposition(DTPA在减少过氧化物分解方面的作用)，”Bambrick，D.R.，Tappi Journal，Vol.66，No.6，pp.96-100，(1985年6月)，它给出了关于DTPA与硅酸盐和镁化合物一起在木纸浆的过氧化氢漂白中的作用的详细讨论。文献“Hydrogen Peroxi-deStabilization of Bleaching Liquors，”Kutney，G.W.，Pulp&PaperCanda，Vol.86，No.12，pp.182-189，(1985)详细地总结了各种各样的化合物，这些化合物用来稳定过氧化氢漂白液，从而获得更高的纸浆白度。提到了几种不同的螯合剂，包括EDTA，DTPA和次氮基三乙酸(NTA)。最后，文章“Improving Hydrogen Peroxide Bleaching ofMechanical PulpThe Effect of Silicate Dose and Other Additives(改进机制纸浆的过氧化氢漂白效果硅酸盐剂量和其它添加剂的作用”，Burton，J.J.等人，Pulp&Paper Canda，vol.86，No.6，pp.144-147，(1987)给出了关于不同添加剂对用过氧化氢漂白纸浆的作用的一些其它信息。在所使用的螯合剂中有DTPA和二亚乙基三胺五亚甲基膦酸(DTMPA，也称作DTPMPA)。在漂白液中使用这些添加剂的最终目的是替代硅酸盐添加剂。从最后两篇文章清楚看出，在目前的纸浆漂白体系中希望减少硅酸盐的含量。此外，用于纸浆漂白的螯合剂还存在一个缺点，即它们基本上是非生物降解性的。在纸浆漂白领域中目前研究的一个目标是开发对环境无害的漂白体系，例如通过降低硅酸盐含量，提供有更高的生物降解性的漂白添加剂和/或增强漂白液的活性从而使用较少的漂白液获得同样水平的白度。旨在指出在纸浆处理中降低硅酸盐用量的这一需要的另一篇文章是“Chelant Optimization in De-Inking Formulation(纸浆精化配制剂中螯合剂最优化，”Mathur，I.，Pulp&Paper Canada，94∶10，pp55-60(1993)。这一文章提到EDTA，HEDTA，DTPA和DTPMPA用于纸浆精化。DTPA指定为精化工艺所选择的螯合剂。因此，本专利技术的主要目的是提供有效的纸浆漂白体系，它比目前工业上使用EDTA和/或DTPA螯合剂的、有或无硅酸盐的漂白体系对环境更无害处。本专利技术的这一目的和其它目的和优点将从下面的概述和详细描述中变得更清楚。本专利技术的概述本专利技术涉及木纸浆的漂白方法，该方法包括用作为主要漂白剂的过氧化氢漂白木纸浆的步骤，其特征在于该漂白步骤是在有效量的至少一种通式(I)的1-氨基链烷-1，1-二膦酸盐螯合剂存在下进行的，以增强木纸浆的漂白效果 其中R1选自氢，C1-C4烷基和苯基；R2和R3选自氢，C1-C22烷基，C5-C6环烷基，苯基，C7-C18烷基苯基，C7-C18苯基烷基，C1-C10链烷醇基如-CH2CH2OH，具有至多10个碳原子的羧烷基如-COCH3，和与氮原子一起形成哌啶子基，吡咯烷基或吗啉代基团；和X选自氢，碱金属和铵；在第二个实施方案中，本专利技术涉及通式I的螯合剂在增强用过氧化氢漂白纸浆的效果时的应用。本专利技术还包括在通式I的螯合剂存在下预处理木纸浆的步骤，以及通式I的螯合剂在纸浆精化工艺方法中的用途。附图简述附图说明图1是计算的(4-吗啉代亚甲基)双膦酸与不同金属离子配位络合的条件稳定性常数的曲线图。图2是与不同金属离子配位络合的EDTA的计算的条件稳定性常数曲线图。图3是与不同金属离子配位络合的DTPA的计算的条件稳定性常数的曲线图。图4-17是说明实施例5-9的曲线图。它们的解释在各实施例中给出。本专利技术的详细叙述以上通式I的螯合剂和它们的制造方法从几份公开物中已知，它们包括“Synthesis of 1-Dialkylaminoalkylidene diphosphonicAcids and Their Properties for Complex Formation，”Fukuda，M.等人，Yukagaku，Vol.25，No.6，pp 362-64(1976)；US 3,899,496和3,979,385；和文献“Acidity and Complex-Formation Properties ofSome(Aminomethylene)Bisphosphonic acid，”Gross，H.等人，Zhurnal Obshchei Khimii，Vol.48，No.9，pp 1914-16，(1978年12月)(下文称作“Gross”)，等等。这些公开物提到了通式I的螯合剂的几种应用，包括水软化，用于清洗产品以在洗涤过程中从织物上除去沉积物，用于染色浴和用作洗涤组合物的助洗剂。然而，这些公开物中没有一篇提示了通式I的螯合剂用于纸浆漂白工艺或用在纸浆漂白液中，或者提示这些物质是有潜在的生物降解性的。另外，一些通式I的化合物的配合物的稳定性常数可从Gross中已知。使用这些稳定性常数能够预测该螯合剂的形成配合物的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：E·保莱马，C·M·纳瓦罗，L·G·J·奥德韩特，M·A·万多恩，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：