共聚物、包含该共聚物的水溶液和用于在制浆和造纸操作中减少天然沥青和粘合剂污染物的负面影响的方法技术

本发明专利技术涉及一种共聚物，其包含至少一种亲水性单体、至少一种疏水性单体和至少10重量％的甲基苯乙烯，所述共聚物特别适合用作防粘剂，用于减少在制浆和造纸操作中由天然沥青和/或粘合剂污染物引起的负面影响。

Copolymers, aqueous solutions containing copolymers and methods for reducing the negative effects of natural asphalt and adhesives contaminants in pulping and papermaking operations

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】共聚物、包含该共聚物的水溶液和用于在制浆和造纸操作中减少天然沥青和粘合剂污染物的负面影响的方法
本专利技术涉及一种共聚物，其包含至少一种亲水性单体、至少两种疏水性单体，其中疏水性单体之一是甲基苯乙烯，所述甲基苯乙烯在共聚物中的存在量为至少10重量％，所述共聚物特别适合用作防粘剂，用于减少在制浆和造纸操作中由天然沥青和/或粘合剂污染物引起的负面影响。根据本专利技术的共聚物可进一步在纸张形成中或纤维制备工厂中的织物处理中用作阳离子添加剂的固定剂，以保护所得织物免受疏水性污染，或用于洗浆机(washer)和增稠织物的淋洗(showering)以防止胶粘物的沉积并保持孔隙率。本专利技术还涉及包含根据本专利技术的共聚物的共聚物水溶液、一种用于在制浆和造纸操作中减少由天然沥青和/或粘合剂污染物引起的负面影响的方法，以及共聚物或共聚物水溶液在含水纤维素纸浆浆料中的用途，用于在制浆和造纸操作中减少由天然沥青和/或粘合剂污染物引起的负面影响。
技术介绍
纸的生产是全世界的重要产业。纸生产过程包括使用天然木材来源以及使用废纸作为起始材料，每种起始材料在造纸工艺中引起不同的问题。无论使用木材和/或废纸，第一步是将起始材料溶解到纸浆中，从而产生所谓的纤维素纸浆浆料。无论使用何种类型的制浆工艺，木材和/或废纸都被分解成其组成元素，使得纤维可以被分离。制浆导致产生单根纤维物料。然后洗涤并筛分纤维以除去剩余的纤维束。之后，将水压出并将残余物干燥。来自天然来源的纸浆含有相当大比例的有机可溶物质，其通常被称为树脂或沥青。树脂在制浆过程中从木材中提取，并且在纤维素悬浮液中构成显著的麻烦，因为树脂颗粒是粘性的，倾向于聚集并在制浆和造纸机械上形成粘附沉积物。造纸过程中的水的去除通常使用一种织物网进行，其通常被称为机器线或毡。树脂或沥青沉积物堵塞并阻塞织物中的小开口，从而抑制排水并导致片材缺陷，例如成品纸中的孔。积聚在纸浆和回水箱的内表面上的沉积物可能突然被释放并在纸张中显示为树脂团块。较大的团块会破坏机器中的纸张，导致生产损失。出于经济原因，回收利用天然纤维材料制成的废纸是现有技术。然而，由于粘性污染物(所谓的“胶粘物”)，使用废纸的造纸过程变得越来越困难。增加混合废纸的量作为造纸过程中的原料来源导致大量固体和/或水不溶性粘性组分被掺入造纸机循环系统中。尽管增加了机械清洁工作，但是不可能完全去除例如回收涂布纸和板的粘贴式仪表板部件、热熔胶、自粘标签的粘合剂。它们代表了所谓的“胶粘物”和“白色沥青”的重要原因，其通常由于它们的疏水性而沉积在热且移动的部件上以及造纸机的线和毡中，并因此可导致纸幅断裂。多年来，已经提供了作为防粘剂的产品，以用于处理纸浆污染物，例如来自天然来源的沥青或来自废纸的胶粘物。EP2639350A1公开了水性非成膜聚合物分散体形式的树脂和沥青控制剂，以及通过使用这种聚合物分散体防止纤维素纸浆悬浮液中的沥青颗粒沉积的方法。WO2011/015297A1公开了一种用于减少粘合剂合成污染物在包含废纸的物质体系中的负面影响的方法。两篇出版物均公开了防粘聚合物组合物以含有一定固体含量的聚合物分散体的形式提供。两个现有技术文献都强调了用于水性分散体中的(共)聚合物的相对高的玻璃化转变温度对于处理纸浆的重要性。US3,992,249还涉及一种通过添加带有疏水-亲油和亲水取代基的某些阴离子乙烯基聚合物，在碱性制浆过程中从木浆制造纸浆期间抑制沥青沉积到制浆设备表面上的方法。然而，需要提供减少天然沥青和粘合剂污染物在制浆和造纸操作中的负面影响的其他组合物和方法。
技术实现思路
该目的通过提供包含至少一种亲水性单体和至少两种疏水性单体的共聚物来解决，其中该疏水性单体之一是甲基苯乙烯，其以基于所述共聚物总重量计至少10重量％的量存在。此外，根据本专利技术的共聚物包含至少一种选自丙烯酸或甲基丙烯酸或其混合物的亲水性单体、基于所述共聚物总重量计至少10重量％的甲基苯乙烯以及至少另一种疏水性单体，所述另一种疏水性单体选自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯或其混合物组成的组。此外，根据本专利技术的共聚物包含至少25重量％且至多40重量％的丙烯酸、至少20重量％且至多50重量％的甲基苯乙烯和至少15重量％且至多55重量％或至多70重量％的苯乙烯，其中所给定的重量百分比范围基于所述共聚物的总重量。此外，根据本专利技术的共聚物的玻璃化转变温度Tg在至少105℃、优选至少115℃、更优选至少120℃的范围内。此外，根据本专利技术的共聚物的重均分子量在7000g/mol至20000g/mol的范围内。此外，根据本专利技术的共聚物包含至少一种单价阳离子，用于平衡位于至少一种亲水性单体处的阴离子电荷。此外，根据本专利技术的共聚物包含至少一种单价阳离子，所述单价阳离子选自H+或Li+或Na+或K+或NH4+，或由直链或支链烷基单取代、二取代、三取代或四取代的铵，或由直链或支链羟烷基单取代、二取代、三取代或四取代的铵，或由直链或支链烷基或直链或支链羟烷基的混合物二取代、三取代或四取代的铵，或质子化氨基醇，如优选的质子化氨基甲基丙醇，或其列出的阳离子的组合。在另一方面，本申请涉及包含至少一种根据本专利技术的共聚物的共聚物水溶液。此外，根据本专利技术的共聚物水溶液包含浓度范围为至少100g/l到至多400g/l的根据本专利技术的共聚物。本申请的另一方面涉及一种用于减少天然沥青和粘合剂污染物在制造纸浆和纸的设备上的沉积的方法，其特征在于使用根据本专利技术的共聚物。此外，当在根据本专利技术的方法中使用时，其中根据本专利技术的共聚物在纸浆中的浓度对于干纸浆在至少100g/吨至600g/吨的范围内。此外，根据本专利技术的共聚物在根据本专利技术的方法中以根据本专利技术的共聚物水溶液的形式使用。在另一方面，本申请涉及根据本专利技术的共聚物水溶液或根据本专利技术的共聚物用于减少天然沥青和粘合剂污染物在制造纸浆和纸的设备上的沉积的用途。此外，在所描述的根据本专利技术的用途中，含水纸浆的水硬度在0°dH至14°dH的范围内，更优选在0°dH至8.4°dH的范围内。此外，在所描述的根据本专利技术的用途中，基于纤维素纸浆的干重，应用于纤维素纸浆浆料的根据本专利技术的共聚物水溶液的量为至少0.01重量％到至多0.5重量％，更优选至少0.01重量％到至多0.3重量％，甚至更优选至少0.1重量％到至多0.2重量％。在另一方面，本申请涉及根据本专利技术的共聚物水溶液或根据本专利技术的共聚物在纸张形成中或纤维制备工厂中的织物处理中作为阳离子添加剂的固定剂的用途，以保护所得织物免受疏水性污染，或用于洗浆机和增稠织物的淋洗以防止胶粘物的沉积并保持孔隙率。具体实施方式本文要求保护的是包含至少一种亲水性单体和至少两种疏水性单体的共聚物，其中至少一种疏水性单体是甲基苯乙烯，其在根据本专利技术的共聚物中以基于共聚物总重量计至少10重量％的量存在。在一个实施方案中，共聚物由至少一种亲水性单体和至少两种疏水性单体组成，其中至少一种疏水性单体是甲基苯乙烯，其以基于共聚物总重量计至少10重量％的量存在。优选地，根据本专利技术的共聚物包含选自(甲基)丙烯酸、马来酸、马来酰胺酸、衣康酸、丙烯酰胺乙酸或苯乙烯磺酸或其混合物的组的至少一种亲水性单体，选自苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯或其混本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共聚物，其包含至少一种亲水性单体和至少两种疏水性单体，其中所述疏水性单体中的一种是甲基苯乙烯，其以基于所述共聚物的总重量计至少10重量％的量存在。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.01.31 EP 17154043.81.一种共聚物，其包含至少一种亲水性单体和至少两种疏水性单体，其中所述疏水性单体中的一种是甲基苯乙烯，其以基于所述共聚物的总重量计至少10重量％的量存在。2.根据权利要求1所述的共聚物，其包含：(a)至少一种亲水性单体，其选自丙烯酸或甲基丙烯酸或其混合物，(b)基于所述共聚物的总重量，至少10重量％的甲基苯乙烯，以及(c)至少另一种疏水性单体，其选自由苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯腈、二乙烯基苯、三乙烯基苯或其混合物组成的组。3.根据权利要求1或2所述的共聚物，其包含：(a)至少25重量％且至多40重量％的丙烯酸，(b)至少20重量％且至多50重量％的甲基苯乙烯，以及(c)至少15重量％且至多70重量％的苯乙烯，其中给定的重量百分比范围基于所述共聚物的总重量。4.根据前述权利要求1至3中至少一项所述的共聚物，其中所述共聚物的玻璃化转变温度Tg在高于85℃、优选至少90℃、进一步优选至少95℃、或至少100℃、或至少105℃、更优选至少115℃并且最优选至少120℃的范围内。5.根据前述权利要求1至4中至少一项所述的共聚物，其中所述共聚物包含至少一种单价阳离子，所述单价阳离子用于平衡位于至少一种亲水性单体上的阴离子电荷。6.根据权利要求5所述的共聚物，其中所述至少一种单价阳离子选自H+或Li+或Na+或K+或NH4+，或由直链或支链烷基单取代、二取代、三取代或四取代的铵，或由直链或支链羟烷基单取代、二取代、三取代或四取代的铵，或由直链或支链烷基或直链或支链羟烷基的混合物二取代、三取代或...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰·考曼，保罗·德科克，达米安·朱利安·科尔佩，
申请(专利权)人：昂高知识产权有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH