使用醛官能化的聚合物增强造纸机脱水作用的方法技术

一种增强造纸机纸张脱水作用的方法，包括向纸张中添加大约０．０５ｌｂ／吨干纤维至大约１５ｌｂ／吨干纤维的一种或多种包括氨基或酰胺基基团的醛官能化的聚合物，其中至少大约１５ｍｏｌ％的氨基或酰胺基基团与一种或多种醛类反应而被官能化，并且其中所述的醛官能化聚合物的分子量至少为大约１００，０００。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种使用具有特殊官能化水平的醛官能化的聚合物来增强造纸机脱水作用的方法。
技术介绍
造纸包括获取稠度(固体的重量百分比)在0.1至1.0wt％范围内的造纸原料淤浆，并且使其脱水形成最终稠度为大约95wt％的纸张。造纸机通过一系列不同过程实现该脱水过程，这些过程从头到尾包括1)重力或惯性脱水(机器的早期成形区)；2)真空脱水(机器的后期成形区)；3)压榨脱水(机器的压榨部)；和4)通过热力使水蒸发(机器的干燥部)。脱水的成本从1至4逐渐增加，这使得在早期尽可能地除去更多的水是有利的。造纸的速度，或者说，造纸机的速度是由除去水的速度来决定的，因此对于造纸来说，任何能够提高除去水的速度的化学处理方法都是有价值的。许多等级的纸需要在其生产中使用化学助留剂以保留在用于造纸的原料中发现的细颗粒。造纸工业中公知，正如其名称所表示的，这些助留剂也可提高重力、惯性和真空脱水或排水的速度。这种化学助留剂包括公知的絮凝剂、促凝剂、以及工业中使用的微粒。现有的实验室自由排水实验和真空排水实验可以容易地识别出这些化学助留剂的排水作用。绝大多数造纸机的生产速度受机器干燥部分的干燥能力所限。因此，离开压榨部进入干燥部的纸张的稠度往往是决定造纸机速度或生产速度的重要因素。化学添加剂对压榨脱水的作用尚不明确，对此主题可以得到的信息很少。经常有报道说化学助留剂对压榨脱水作用是不利的，因为保水量增加或由纸张形成中的流失所导致的压榨效率降低会降低进入压榨部时的稠度。这些因素都是由化学保留剂(retentionchemicals)对造纸颗粒的絮凝作用所导致的。因为离开压榨部的纸张稠度往往是决定机器速度最重要的因素，因此显而易见地，任何能够增大这种稠度的处理剂是高度期望的。目前，尽管有传闻说某些聚合物有利于有效地提高压榨稠度，但是尚未见市场上有用作商品化的压榨脱水助剂的化学处理剂出售。因此，迫切需要开发具有有效地压榨脱水能力的组合物。美国专利第3,556,932号中公开了从摩尔比为0.1-0.2的乙二醛和聚乙烯酰胺制备的作为湿强度树脂(wet strength resin)的乙醛化聚乙烯酰胺。美国专利第4,605,702号中公开了从比例为0.1-0.5∶1的乙二醛和阳离子聚乙烯酰胺制备的作为临时性湿强度树脂的低分子量乙醛化阳离子聚丙烯酰胺。美国专利第5,674,362号中公开了一种通过向纸浆中添加含有氨基聚酰胺-表氯醇树脂和由摩尔比为大约2-0.5∶1的乙二醛和丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵共聚物制备的乙醛化丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化铵树脂的混合树脂以赋予纸张强度的方法。
技术实现思路
本专利技术是一种增强造纸机纸张脱水作用的方法，包括向纸张中添加大约0.05lb/吨干纤维至大约15lb/吨干纤维的一种或多种含有氨基或酰胺基基团的醛官能化的聚合物，其中至少大约15mol％的氨基或酰胺基基团与一种或多种醛类反应而被官能化，其中该醛官能化的聚合物的分子量至少为大约100,000g/摩尔。具体实施例方式“丙烯酰胺单体”指的是下式的单体 其中R1为H或C1-C4烷基，R2为H、C1-C4烷基、芳基或芳烷基。优选的丙烯酰胺单体是丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。更优选丙烯酰胺。“醛”指的是含有一个或多个醛基(-CHO)的化合物，其中醛基能够与本文所述的含有氨基或酰胺基基团的聚合物的氨基或酰胺基基团反应。代表性的醛包括甲醛、多聚甲醛、戊二醛和乙二醛等。优选乙二醛。“烷基”指的是从直链或支链的饱和烃中去掉单个氢原子而得到的一价基团。代表性的烷基包括甲基、乙基、正丙基、异丙基和鲸蜡基等。“亚烷基”指的是从直链或支链的饱和烃中去掉两个氢原子而得到的二价基团。代表性的亚烷基包括亚甲基、亚乙基和亚丙基等。“酰胺基”指的是分子式为-C(O)NHY1的基团，其中Y1选自H、烷基、芳基和芳烷基。“氨基”指的是分子式为-NHY2的基团，其中Y2选自H、烷基、芳基和芳烷基。“两性”指的是从阳离子单体和阴离子单体，以及可能地，其它非离子单体得到的聚合物。代表性的两性聚合物包括由丙烯酸和DMAEA-MCQ组成的共聚物，以及由丙烯酸、DADMAC和丙烯酰胺组成的三元聚合物等。“芳基”指的是具有大约6至大约10个碳原子的芳香族单环或多环系统。芳基可以任选地被一个或多个C1-C20烷基、烷氧基或卤代烷基所取代。代表性的芳基包括苯基或萘基，或者取代苯基或取代萘基。“芳烷基”指的是芳基-亚烷基基团，其中芳基和亚烷基如本文所定义。代表性的芳烷基包括苄基、苯乙基、苯丙基和1-萘甲基等。优选苄基。“二烯丙基-N，N-二取代卤化铵单体”指的是下式的单体(H2C＝CHCH2)2N+R3R4X-其中R3和R4独立地是C1-C20烷基、芳基或芳烷基，X是阴离子抗衡离子(anionic counterion)。代表性的阴离子抗衡离子包括卤素阴离子、硫酸根离子、硝酸根离子和磷酸根离子等。优选的阴离子抗衡离子为卤素阴离子。卤素阴离子是优选的。优选的二烯丙基-N，N-二取代卤化铵单体是二烯丙基二甲基氯化铵。“卤素”指的是氟、氯、溴或碘。“单体”指的是可聚合的烯丙基、乙烯基或丙烯酸化合物。单体可以是阴离子的、阳离子的、非离子的或两性离子型的。优选乙烯基单体，更优选丙烯酸单体。代表性的非离子水溶性单体包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二乙基丙烯酰胺、N-异丙基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯、甲基丙烯酸羟丙基酯、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯和乙烯醇等。代表性的阴离子单体包括丙烯酸及其盐，包括但不限于丙烯酸钠和丙烯酸铵；甲基丙烯酸及其盐，包括但不限于甲基丙烯酸钠和甲基丙烯酸铵；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)；AMPS的钠盐；乙烯基磺酸钠；苯乙烯磺酸盐；马来酸及其盐，包括但不限于钠盐和铵盐；磺酸盐；衣康酸盐；丙烯酸磺丙酯或甲基丙烯酸磺丙酯；或者这些或其它可聚合羧酸或磺酸的其他水溶形式。磺甲基化的丙烯酰胺、磺酸烯丙酯、乙烯基磺酸钠、衣康酸、丙烯酰胺基甲基丁酸、富马酸、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸、烯丙基膦酸、磺甲基化的丙烯酰胺、磷甲基化的丙烯酰胺和衣康酸酐等。代表性的阳离子单体包括烯丙胺；乙烯胺；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基(甲基丙烯酸)酯及其季盐或酸盐，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐(dimethylaminoethyl acrylatemethyl chloride quaternary salt)(DMAEA-MCQ)、丙烯酸二甲氨基乙酯甲基硫酸季盐(dimethylaminoethyl acrylate methyl sulfate quaternarysalt)、丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯苄基氯季盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸盐、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯盐酸盐；二烷基氨基烷基丙烯酰胺(dialkylaminoalkylacrylamides)或二烷基氨基烷基(甲基丙烯酰胺)及其季盐或酸盐，例如丙烯酰胺基丙基三本文档来自技高网...

【技术保护点】
增强造纸机纸张脱水作用的方法，包括向所述纸张中添加大约０．０５ｌｂ／吨干纤维至大约１５ｌｂ／吨干纤维的一种或多种含有氨基或酰胺基基团的醛官能化的聚合物，其中至少大约１５ｍｏｌ％的所述氨基或酰胺基基团通过与一种或多种醛反应而被官能化，其中所述醛官能化的聚合物的重均分子量为至少大约１００，０００ｇ／ｍｏｌ。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：MR圣约翰，AP扎加拉，
申请(专利权)人：纳尔科公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]