施胶分散体制造技术

本发明专利技术涉及包括施胶剂、具有芳族基团的淀粉和缩合磺酸酯的施胶水分散体，其中淀粉含有９５ｗｔ％以下的支链淀粉，以及纸的施胶方法，包括将施胶水分散体加入到具有至少０．５ｍＳ／ｃｍ的导电率的纤维素分散体中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括含有95wt％以下支链淀粉的带有芳族基团的淀粉和缩合磺酸酯的施胶剂的水分散体。本专利技术此外包括制备水分散体的方法和水分散体作为纸料或表面施胶料的用途。
技术介绍
在造纸中使用施胶剂的水分散体或乳液，以便获得具有改进的耐各种液体润湿和渗透性的纸和纸板。施胶剂的分散体一般含有水相和分散在其中的施胶剂的微细粒子或液滴。分散体通常通过使用高剪切力和相当高的温度在分散剂的存在下在水相中均化施胶剂，水不溶性物质来制备。通常使用的分散剂包括阴离子、两性和阳离子高分子量聚合物，例如磺化油、淀粉、聚胺、聚酰胺胺和乙烯基加聚物。这些聚合物能够单独、一起或与其它化合物联合使用，形成分散剂体系。取决于分散剂体系的组分的总加料，施胶分散体将是阴离子或阳离子性质的。施胶分散体通常加到含有纤维素纤维、任选填料和各种添加剂的水悬浮液中。纤维素悬浮液含有一定量的非纤维材料，例如填料、胶体物质、带电聚合物和各种带电污染物，即阴离子废物、电解质、带电聚合物等。带电污染物对施胶效率具有影响和通常损害了施胶性能。在悬浮液中的大量带电污染物如高含量的盐使悬浮液益加难以施胶，即难以获得具有令人满意施胶性能的纸张。在不利施胶的悬浮液中含有的其它化合物是各种亲脂性木材提取物，它们可以来自于再循环纤维和机械纸浆。添加增量的施胶剂常常改进了施胶，然而，导致了成本更高以及施胶剂在白水中的积累增加。非纤维材料以及在悬浮液中存在的任何其它组分的积累在其中白水大量再循环，而仅将少量的新鲜水引入到造纸工艺中的磨机中甚至更显著。因此，本专利技术的目的是进一步改进施胶。本专利技术的另一目的是当对具有高电导率的纤维素悬浮液施胶时改进施胶。本专利技术的再一目的是改进分散体的稳定性。本专利技术的其它目的将在下文中出现。本专利技术根据本专利技术，令人惊奇地发现，改进的施胶能够用根据权利要求的水分散体获得。更具体地说，本专利技术包括含有95wt％以下的支链淀粉的具有芳族基团的淀粉及芳族磺酸和醛的缩合产物的施胶剂的水分散体。本专利技术还此外包括制备水分散体的方法以及该分散体作为纸料施胶料和表面施胶料的用途。根据本专利技术的分散体的施胶剂适宜是任何已知的施胶剂，如非纤维素反应性试剂，包括松香，例如歧化松香，氢化松香，聚合松香，甲醛处理的松香，酯化松香，强化松香及这些处理和如此处理的松香的混合，脂肪酸和它们的衍生物，例如脂肪酸酯和酰胺如双-硬脂酰胺，树脂和它们的衍生物，例如烃树脂，树脂酸，树脂酸酯和酰胺，蜡，例如粗和精炼石蜡，合成蜡，天然存在的蜡等，和/或纤维素反应性试剂。优选，施胶剂是纤维素反应性施胶剂。能够从本领域已知的任何纤维素反应性试剂中选择在施胶分散体中包括的纤维素反应性施胶剂。适宜地，施胶剂从疏水乙烯酮二聚体，乙烯酮多聚体，酸酐，有机异氰酸酯，氨基甲酰基氯和它们的混合物中选择，优选乙烯酮二聚体，最优选乙烯酮二聚体。适合的乙烯酮二聚体具有以下通式(I)，其中R1和R2表示饱和或不饱和烃基，通常饱和烃，烃基适合具有8-36个碳原子，通常是具有12-20个碳原子的直链或支链烷基，如十六烷基和十八烷基。乙烯酮二聚体可以在环境温度下，即在25℃，适宜在20℃是液体。适合的酸酐能够用以下通式(II)来表征，其中R3和R4可相同或不同，表示适宜含有8-30个碳原子的饱和或不饱和烃基，或者R3和R4与-C-O-C-结构部分一起能够形成5-6元环，任选进一步被含有至多30个碳原子的烃基取代。工业上使用的酸酐的实例包括烷基和烯基丁二酸酐和尤其异十八碳烯基丁二酸酐。 适合的乙烯酮二聚体，酸酐和有机异氰酸酯包括在U.S.专利No.4,522,686中公开的化合物，该专利在这里作为参照引入。适合的氨基甲酰基氯的实例包括在U.S.专利No.3,887,427中公开的那些，该专利也在这里作为参照引用。在根据本专利技术的分散体中含有的淀粉具有芳族基团和含有95wt％以下的支链淀粉。淀粉主要含有两种组分，即直链淀粉和支链淀粉。直链淀粉是线性聚合物，而支链淀粉是分子量明显高于直链淀粉的分子量的支化聚合物。优选，芳族淀粉具有92wt％以下，更优选90wt％以下和还更优选85wt％以下的支链淀粉含量。在本专利技术的分散体中包含的淀粉适合是具有芳族基团的阳离子淀粉，即该阳离子淀粉具有至少一个芳族基团和至少一个阳离子基团，阳离子基团适合是叔氨基基团，或优选季铵基团。该淀粉还可以含有一个或多个阴离子基团，例如可以是磷酸根，膦酸根，硫酸根，磺酸根或羧酸基团，它们优选是磷酸根基团。如果存在的话，阴离子基团可以是本来存在的，或者以通常方式通过化学处理来引入。天然土豆淀粉含有大量的共价键磷酸单酯基团。在两性淀粉中，阳离子基团优选以主要量存在。淀粉的芳族基团能够连接于杂原子，例如氮或氧，杂原子任选能够带电，例如当它是氮时。芳族基团还能够连接于包括杂原子的基团，例如酰胺，酯或醚，该基团能够连接于淀粉的多糖骨架(主链)，例如经原子链。适合的芳族基团和包括芳族基团的基团的实例包括芳基和芳烷基，例如苯基，亚苯基，萘基，亚苯基，苯撑二甲基，苄基和苯乙基；含氮芳族基团(芳基)，例如吡啶鎓和喹啉鎓，以及这些基团的衍生物，其中连接于所述芳族基团的一个或多个取代基能够选自羟基，卤素，例如氯根，硝基，和具有1-4个碳原子的烃基。在施胶分散体中包含的尤其适合的淀粉包括具有通式(I)的那些 其中P是淀粉多糖的残基；A是将N连接于多糖残基的基团，适合为包括C和H原子，和任选的O和/N原子的原子链，通常具有2-18和适宜2-8个碳原子的亚烷基，任选插入一个或多个杂原子(例如O或N)或者被该一个或多个杂原子取代，例如亚烷基氧基或羟基亚丙基(-CH2-CH(OH)-CH2-)；R1和R2各自为H，或优选烃基，适合是具有1-3个碳原子，适宜1或2个碳原子的烷基；R3是包括芳烷基的芳族烃基，例如苄基和苯乙基；n是大约2到大约300,000，适宜5-200,000和优选6-125,000的整数，或者另外R1、R2和R3与N一起形成含有5-12个碳原子的芳族基团；和X-是阴离子抗衡离子，通常卤根如氯根。芳族基团改性阳离子或两性淀粉能够具有在宽范围内变化的取代度；阳离子取代度(DSC)可以是0.01-0.5，适宜0.02-0.3，优选0.025-0.2，芳族取代度(DSH)可以是0.01-0.5，适宜0.02-0.3，优选0.025-0.2，以及阴离子取代度(DSA)可以是0-0.2，适宜0-0.1，优选0-0.05。这些淀粉能够通过按已知方式用含有阳离子基团和/或芳族基团的一种或多种试剂将淀粉进行阳离子和芳族改性，例如通过使该试剂与淀粉在碱性物质如碱金属或碱土金属氢氧化物的存在下反应来制备。所要进行阳离子和芳族改性的淀粉可以是非离子、阴离子、两性或阳离子型。适合的改性剂包括非离子试剂，例如芳族取代的丁二酸酐；芳烷基卤化物，例如苄基氯和苄基溴；表氯醇和具有包括如以上定义的芳族基团的至少一个取代基的二烷基胺的反应产物，包括3-二烷基氨基-1，2-环氧丙烷；和阳离子试剂，例如表氯醇和具有包括如以上定义的芳族基团的至少一个取代基的叔胺的反应产物，包括三烷基胺，烷芳基二烷基胺，例如二甲基苄基胺；芳基胺，例如吡啶和喹啉。适合的这类阳离子试剂包括2，3-环氧丙基三烷基卤化铵和卤代羟基丙基三本文档来自技高网...

【技术保护点】
施胶水分散体，包括施胶剂、具有芳族基团的淀粉和缩合磺酸酯，其中淀粉含有９５ｗｔ％以下的支链淀粉。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：E林德格林，S弗罗里希，M珀森，NS摩根，R邓里维，
申请(专利权)人：阿克佐诺贝尔公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]