纸张的施胶制造技术

本发明专利技术涉及含有纤维素活性上浆剂和由分子量小于１０，０００的低分子量阳离子有机化合物和阴离子稳定剂构成的分散剂体系的水性分散体，其制备和在造纸上的用途。本发明专利技术进一步涉及含有纤维素活性上浆剂、分子量小于１０，０００的低分子量阳离子有机化合物和阴离子稳定剂的基本无水的组合物，其制备和在纤维素活性上浆剂水性分散体制备中的用途。用于本发明专利技术的适宜的阴离子稳定剂包括起稳定剂作用和／或能有效地同阳离子化合物配合稳定水相中的上浆剂的阴离子化合物，也包括已知可用于上浆分散体制备的阴离子化合物。优选阴离子化合物是水溶性或水分散性的。阴离子稳定剂可以从有机或无机化合物中选择，可以来自天然或合成途径。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纸张的上浆，更特别是涉及纤维素活性上浆剂的分散体，其制备和用途。纤维素活性上浆剂，诸如那些基于烷基烯酮二聚体(AKD)和链烯基琥珀酸酐(ASA)的物质，广泛地在造纸上以中性或稍碱性的浆体pH值应用，以便在一定程度上提高纸张或纸板抵抗水性液体浸湿和渗透的能力。基于纤维素活性上浆剂的纸张上浆通常以分散体的方式实施，它由水相和分散在其中的极细碎化的上浆剂的粒子或液滴组成。分散体的制备通常借助于分散剂体系，它以阴离子化合物如木质素磺酸钠，配合以高分子量的两性或阳离子聚合物，如阳离子淀粉、聚胺、聚酰胺-胺或烯类加成聚合物构成。有赖于分散剂体系化合物的总体电荷，上浆分散体在本体上会是阳离子性或阴离子性的。可是，甚至在固体含量相当低的情况下，这些类型的分散体常常表现出相当差的稳定性和高的粘度，明显地导致分散体处理中的困难，比如在贮存和使用时。更进一步的缺点是产品只能以低浓度分散体的形式供应，进一步提高活性上浆剂的运输成本。纤维素活性上浆剂在低上浆剂用量的情况下一般表现出好的上浆性。可是，实践证明当用在具有高的阳离子需求度(demand)和含有显著量的亲油性木材抽提物，如树脂酸、脂肪酸、脂肪酯、甘油三酯等的浆体中时，通常的纤维素活性上浆剂的效率就会受损。鉴于含有羧酸酯或羧酸基团的亲油性物质的阴离子特性，含有显著量亲油性抽提物的浆体通常具有相当高的阳离子需求度。已发现亲油性物质不利于上浆剂在纤维上的吸附而可能会导致差的上浆结果。为了改进用这种浆体的上浆，纸张制造者不得不增加上浆剂的用量，这当然在经济上是不愿接受的，并且会增加上浆剂在造纸工艺再循环白水中的累积。此类问题在造纸厂中甚至更严重，在其中白水被深度再循环，工艺中只引入少量的新鲜水，这样会进一步加剧阳离子需求度以及白水和待脱水浆体中亲油性抽提物和非吸附性上浆剂的累积。按照本专利技术，发现借助纤维素活性上浆剂的水性分散体，其中上浆剂通过由低分子量阳离子化合物和阴离子稳定剂组成的分散剂体系分散在水相中，能够实现改进的稳定性和上浆特性。本专利技术的上浆分散体表现出极好的稳定性和低的粘度，并且对具有高的阳离子需求度和/或高量级的亲油性抽提物的造纸浆体特别有用。也有发现，将此类分散体应用在白水被深度再循环的造纸工艺中，也能实现上浆的改进。更特别地，本专利技术涉及含有纤维素活性上浆剂和由低分子量阳离子有机化合物及阴离子稳定剂组成的分散剂体系的水性分散体，本专利技术还涉及其制备和用途，这一点在权利要求中进一步说明。本专利技术上浆分散体在造纸上实现了一种可能性，即，在同样的纤维素活性上浆剂用量下，达到了比常用的上浆分散体改进的上浆度；在同样的上浆度下，纤维素活性上浆剂的用量更低。使用较低量的上浆剂却达到了指定的上浆度，这种可能性降低了工艺再循环的白水中的非吸附性上浆剂累积的风险，因而减少了上浆剂在造纸设备上的凝集和沉淀。本专利技术由此具有大的经济和技术效益。本专利技术的纤维素活性上浆剂可以从现有技术已知的任何纤维素活性上浆剂中选择。适宜的上浆剂可以从疏水烯酮二聚体、烯酮多聚体、酸酐、有机异氰酸酯、甲氨酰氯和它们的混合物中选择，优选烯酮二聚体和酸酐，更优选烯酮二聚体。适宜的烯酮二聚体如下通式(I)示，其中R1和R2代表饱和或不饱和的烃基，通常是饱和烃基，烃基基团适宜含有8～36个碳原子，通常是含有12～20个碳原子的直链或支链的烷基，如正十六烷基和正十八烷基。适宜的酸酐以如下通式(II)为特征，其中R3和R4可以相同或不同，代表适宜含有8～30个碳原子的饱和或不饱和的烃基，或者R3和R4同-C-O-C-部分一起构成5～6元环，可选进一步被多达30个碳原子的烃基取代。市面上常用的酸酐的例子包括烷基和链烯基琥珀酸酐，尤其是异十八链烯基琥珀酸酐。 适宜的烯酮二聚体、酸酐和有机异氰酸酯包括美国专利4,522,686中公开的化合物，此处因此就其参考引用。适宜的甲氨酰氯的例子包括那些在美国专利3,887,427中公开的化合物，此处因此就其参考引用。除了纤维素活性上浆剂外，上浆分散体也可以含有非纤维素活性的上浆剂。此类适宜的上浆剂的例子包括松香如强化和/或酯化的松香、蜡、脂肪酸和树脂酸衍生物如脂肪酰胺和脂肪酯如天然脂肪酸的甘油三酯。本专利技术的分散体含有分散剂，或分散剂体系，由阳离子有机化合物和阴离子稳定剂构成。这些化合物优选以静电引力键合在一起，于是呈现出集束分散剂的状态。当复合使用时，这些化合物能有效地起上浆剂的分散剂的作用，虽然此阳离子化合物和/或阴离子化合物在单独使用时不一定适合作为分散剂。本专利技术的特别优选的分散体包括那些由阳离子表面活性剂和阴离子稳定剂构成的体系，这一点在此后进行描述。在本专利技术的一个优选的实施方案中，分散体是阴离子性的，即，分散剂体系总体上带有阴离子电荷。阳离子化合物带有一个或多个相同或不同类型的阳离子基团，而且包括带有一个阳离子基团的阳离子化合物和带有两个或更多阳离子基团的阳离子化合物，即阳离子聚电解质。适宜的阳离子基团的例子包括锍盐基团，鏻盐基团，伯、仲和叔胺或氨基与季铵盐基团的酸加成盐，比如其中氮被氯代甲烷、硫酸二甲酯或氯代苯季铵化，优选胺/氨基和季铵盐基团的酸加成盐。阳离子聚电解质具有的取代度可以在宽的范围内变动阳离子取代度(DSC)可以是0.01～1.0，适宜的是0.1～0.8，优选0.2～0.6。用于本专利技术的适宜的阳离子有机化合物包括能够在上浆剂粒子或液滴与阴离子稳定剂之间起到表面活性剂和/或分散剂和/或偶联剂作用的阳离子化合物。优选此阳离子化合物是表面活性剂。优选的表面活性剂包括通式R4N+X-示的化合物，其中每一个R基团独立地从如下中选择(i)氢；(ii)烃基，适宜的是含有1～30个、优选1～22个碳原子的脂肪烃基，优选烷基；和(iii)烃基，适宜的是含有多达30个、优选4～22个碳原子的脂肪烃基，优选烷基，其中插入有一个或多个杂原子如氧和氮，和/或含杂原子基团如羰基和酰氧基；其中至少一个，适宜至少三个，优选全部所述的R基团含有碳原子；适宜至少一个，优选至少两个所述的R基团含有至少7个、优选至少9个、最优选至少12个碳原子；而其中X-是一种阴离子，典型是卤离子如氯，或分散剂阴离子化合物所带的阴离子基团，比如其中表面活性剂是式R3N示胺的质子化胺，其中R和N描述如上。适宜的表面活性剂的例子包括二辛基二甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、二椰子油基二甲基氯化铵、椰子油基苄基二甲基氯化铵、椰子油基(分级过)苄基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、二(十八烷基)二甲基氯化铵、二(十六烷基)二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)苄基甲基氯化铵、氢化牛脂基苄基二甲基氯化铵、二油基二甲基氯化铵和二(亚乙基十六烷羧酸酯)二甲基氯化铵。特别优选的阳离子表面活性剂因而包括那些至少带有一个9～30个碳原子的烃基基团的物质，最好是季铵化合物。更为优选的阳离子表面活性剂包括季二和多铵化合物，它们带有至少一个烃基基团，适宜的是9～30个、优选12～22个碳原子的脂肪烃基，优选烷基。此类适宜的表面活性剂的例子包括N-十八烷基-N-二甲基-N′-三甲基-亚丙基-二氯化二铵。适宜的阳离子聚电解质进一步包括低分子量的阳离子有机化合物，可选降解过的，如衍生自多糖如淀粉和瓜本文档来自技高网...

【技术保护点】
上浆剂的水性分散体，其特征在于它含有纤维素活性上浆剂和由分子量小于１０，０００的低分子量阳离子有机化合物和阴离子稳定剂构成的分散剂体系。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：S弗罗里奇，E林德格兰，R希卡尔，
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]