纸和纸板的制备制造技术

一种制备纸或者纸板的方法，包括形成纤维素悬浮液，絮凝该悬浮液，将悬浮液排至筛网上形成片然后干燥此片，其特征在于使用一种包括粘土和阴离子支化水溶性聚合物的絮凝体系絮凝悬浮液，此聚合物由水溶性烯键式不饱和阴离子单体或者单体混合物和支化剂形成，其中这种聚合物具有：（ａ）特性粘度超过１．５ｄｌ／ｇ，和／或盐水布氏粘度超过约２．０ｍＰａ．ｓ和（ｂ）在０．００５Ｈｚ下正切δ的流变振荡值在０．７以上和／或去离子的ＳＬＶ粘度值至少三倍于在没有支化剂存在下制成相应的无支化聚合物的盐渍ＳＬＶ粘度值。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及采用一种新型的絮凝体系用纤维素原料制备纸和纸板的方法。在制备纸和纸板的过程中，将纤维素稀原料排至一个移动筛(通常指抄纸用网)上形成片然后对其干燥。众所周知对纤维素悬浮液施用水溶性聚合物是为了实现纤维素固体的絮凝和在移动筛上加强滤水。为了增加纸的产量，许多现代的造纸机器在较高的速度下运转。由于机速增加的结果，特别强调可提供增加滤水功能的滤水和保留系统。然而，众所周知，增加在紧靠滤水之前加入的聚合物助留剂的分子量将趋于增加滤水速度但是损害形成性。通过加入单一的聚合物助留剂难以在保留、滤水、干燥和形成之间获得最佳的平衡，因此一般惯例是顺序加入两种单独的材料。EP-A-235893提供了一种方法，其中在剪切阶段之前对造纸原料施用一种基本上水溶性的线性阳离子聚合物，然后在剪切阶段之后通过引入膨润土进行再次絮凝。这一方法提供了增强的滤水功能以及良好的形成和保留性能。此方法由Ciba Specialty Chemicals工业化，商品名为Hydrocol，十多年来其已被证明是成功的。近年来已有各种努力通过对一个或多个这种组分进行较小的改变对这一课题提供修改方案。美国专利5393381描述了一种方法，其中通过向纸浆的纤维悬浮液中加入一种水溶性支化的阳离子型聚丙烯酰胺和膨润土制备纸或纸板。这种支化的阳离子型聚丙烯酰胺是通过溶液聚合过程，聚合丙烯酰胺、阳离子单体、支化剂和链转移剂的混合物而制备的。美国专利5882525描述了一种方法，其中对悬浮固体的分散体，例如一种造纸原料，施用一种溶解度系数大于约30％的阳离子支化水溶性聚合物，以使水释放出来。这种阳离子支化水溶性聚合物是由与美国专利5393381相似的配料制备的，即将丙烯酰胺、阳离子单体、支化剂和链转移剂的混合物进行聚合。在WO-A-9829604描述的造纸方法中，向纤维素悬浮液中加入一种阳离子聚合物的助留剂以形成絮凝物，用机械方法使这种絮凝物降解然后通过加入第二种阴离子聚合物的助留剂溶液再次使这种悬浮液絮凝。这种阴离子聚合物的助留剂是一种支化聚合物，其特征在于在0.005Hz下的正切δ的流变振荡值在0.7以上或具有去离子的SLV粘度值至少是在没有支化剂存在下制成的相应聚合物的盐渍SLV粘度值的三倍。与较早的现有技术方法相比，这种方法在保留和形成上提供了相当大的改进。EP-A-308752描述了一种造纸方法，其中向修饰剂中加入一种低分子量阳离子有机聚合物，然后再加入胶态二氧化硅和一种分子量至少为500,000的高分子量带电荷的丙烯酰胺共聚物。对此高分子量聚合物的描述表明它们是线性聚合物。然而，还需要通过进一步改进滤水、保留和形成以进一步地改进造纸方法。此外也需要提供一种更有效的絮凝体系用以制备高填料的纸张。本专利技术提供一种制备纸或者纸板的方法，它包括形成纤维素悬浮液，絮凝这种悬浮液，将悬浮液排至筛网上形成片然后干燥此片，其特征在于所述的悬浮液是使用一种包括膨胀性粘土和阴离子支化水溶性聚合物的絮凝体系进行絮凝，此聚合物由水溶性烯键式不饱和阴离子单体或者单体混合物和支化剂生成，并且其中这种聚合物具有(a)特性粘度超过1.5dl/g和/或盐水布氏粘度超过约2.0mPa.s和(b)在0.005Hz下的正切δ的流变振荡值在0.7以上和/或(c)去离子的SLV粘度值至少三倍于在没有支化剂存在下制成的相应的无支化聚合物的盐渍SLV粘度值。吃惊地发现使用一种包括膨胀性粘土和具有特殊流变特性的阴离子支化水溶性聚合物的絮凝体系对纤维素悬浮液进行絮凝，与使用没有膨胀性粘土体系的阴离子支化聚合物或者使用没有阴离子支化聚合物的膨胀性粘土相比，可在保留、滤水和形成方面提供改进。这种膨胀性粘土可以例如通常是膨润土型粘土。这种优选的粘土在水中可膨胀并且它们包括天然水可膨胀的粘土或能够经改性，例如通过离子交换作用使它们成为水可膨胀的粘土。合适的水膨胀性粘土包括但不限于通常称为锂蒙脱石、蒙脱石、蒙脱土、绿脱石、皂石、锌蒙脱石、纤维棒石、绿坡缕石和海泡石的这些粘土。典型的阴离子膨胀粘土描述于EP-A-235893和EP-A-335575中。最优选这种粘土是膨润土型粘土。这种膨润土可以一种碱金属膨润土提供。膨润土或者以碱性膨润土例如钠基膨润土，或者以碱土金属盐，通常是钙盐或镁盐天然地存在。通常通过采用碳酸钠或碳酸氢钠处理，对碱土金属膨润土进行活化。活化的可膨胀膨润土通常以干粉方式供给造纸厂。或者，可以高固体含量的流动淤浆方式提供膨润土，例如至少15或20％的固体，例如在EP-A-485124、WO-A-9733040和WO-A-9733041中的描述。在造纸中膨润土可以作为含水的膨润土淤浆施用于纤维素悬浮液中。通常这种膨润土淤浆包括最高达10重量％的膨润土。这种膨润土淤浆一般包含至少3％的膨润土，典型地约5重量％的膨润土。当以高固含量流动淤浆的方式供给造纸厂时，这种淤浆通常稀释至适当的浓度。在有些情况下这种高固含量可流动的膨润土淤浆可以直接施用于造纸原料中。这种阴离子支化聚合物由包括至少一种阴离子或潜在的阴离子烯键式不饱和单体的水溶性单体混合物和少量如WO-A-9829604中描述的支化剂而形成。通常这种聚合物由5至100重量％的阴离子水溶性单体和0至95重量％的非离子的水溶性单体而生成。典型地，这种水溶性单体在水中的溶解度至少为5克/100毫升。这种阴离子单体优选选自丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、巴豆酸、衣康酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、烯丙基磺酸和乙烯基磺酸和它们的碱金属或铵盐类。非离子单体优选选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮和羟乙基丙烯酸酯。特别优选的单体混合物包括丙烯酰胺和丙烯酸钠。支化剂可以是通过羧基或其它侧基的反应引起支化的任何化学材料(例如环氧化物、硅烷、多价的金属或甲醛)。优选这种支化剂是一种多烯键式不饱和单体，它被包括到形成所述聚合物的单体混合物中。支化剂的用量需要根据具体的支化剂而变化。因此当使用多烯键式不饱和丙烯酸支化剂如亚甲基双丙烯酰胺时，摩尔用量通常在30摩尔ppm以下，优选20ppm以下。通常在10ppm以下，最优选在5ppm以下。支化剂的最佳用量优选从约0.5至3或3.5摩尔ppm以至3.8ppm，但是在有些情况下可能希望的用量为7或10ppm。优选支化剂是水溶性的。典型地，它可以是双官能的材料例如亚甲基双丙烯酰胺，或者它可以是三官能的、四官能的或更高功能性的交联剂，例如四烯丙基氯化铵。通常因为烯丙基单体的反应率较低，它们较不容易聚合，因此常规作法是当使用多烯键式不饱和烯丙基支化剂，例如四烯丙基氯化铵时，使用较高用量，例如5至30以至35摩尔ppm或以至38ppm，和甚至多至70或者100ppm。可能也希望将链转移剂加入所述的单体混合物中。在加入链转移剂时，其用量至少是2重量ppm，也可以加入最高达200重量ppm。链转移剂的典型用量10～50重量ppm。这种链转移剂可以是任何合适的化学物质，例如次磷酸钠、2-巯基乙醇、苹果酸或者巯基乙酸。然而，优选所述的阴离子支化聚合物是在没有加入链转移剂下制备的。这种阴离子支化聚合物通常是呈油包水乳状液或者分散体的方式。典型地，这种聚合物是由反相乳液聚合制备以形成反相乳状液。通常产物的粒径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备纸或者纸板的方法，包括形成纤维素悬浮体，絮凝该悬浮液，将悬浮液排至筛网上形成片然后干燥此片， 其特征在于使用一种包括膨胀性粘土和阴离子支化水溶性聚合物的絮凝体系絮凝悬浮物，此聚合物由水溶性烯键式不饱和阴离子单体或者单体混合物和支化剂形成，其中这种聚合物具有： （ａ）特性粘度超过１．５ｄｌ／ｇ和／或盐水布氏粘度超过约２．０ｍＰａ．ｓ和 （ｂ）在０．００５Ｈｚ下正切δ的流变振荡值在０．７以上和／或 （ｃ）去离子的ＳＬＶ粘度值至少三倍于在没有支化剂存在下制成相应的无支化聚合物的盐渍ＳＬＶ粘度值。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：B亚尔马松，H阿斯贝里，PO艾里松，T永奎斯特，GP里查松，GCI陈，
申请(专利权)人：西巴特殊化学水处理有限公司，CDM有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]