用于增加湿纸强度和干纸强度的组合物和方法技术

本发明专利技术公开了一种用于增加纸强度的组合物，所述组合物包含：二醛改性聚丙烯酰胺增强剂、水溶性化合物和水，其中所述水溶性化合物在约25℃下以约5重量％或更高可溶于水中。所述水溶性化合物通常以大于所述增强剂重量的重量存在。形成所述组合物，做法是，将所述增强剂和所述水溶性化合物在含水介质中组合以形成组合物，其中以干基计所述水溶性化合物通常以大于增强剂的量存在，干燥组合物以形成水含量小于约10重量％且在约室温下储存约六个月后稳定的粉末或糊膏，和通过向其中添加水来重构粉末或糊膏。然后可将经重构的组合物用于造纸。纸。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于增加湿纸强度和干纸强度的组合物和方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2019年2月28日提交的美国申请第16/288,477号的权益。


[0003]概括而言，本公开涉及用于增加湿纸强度和干纸强度的组合物和方法。具体而言，本公开涉及形成组合物、干燥组合物使得其贮存稳定、将组合物重构并然后使用经重构的组合物来造纸。

技术介绍

[0004]乙二醛化聚丙烯酰胺(Glyoxalated Polyacrylamides，GPAM)树脂已广泛用于造纸工业的水溶液中。这些GPAM树脂通常在造纸工艺的湿部处添加并改进造纸工艺和纸性质。这些GPAM树脂的性能可以通过增加分子量、改变聚合物结构和/或通过控制反应性乙二醛官能度水平来改进。然而，GPAM树脂的低固体、温度和pH敏感性以及相对较短的保质期是主要商业问题。需要具有更长保质期、在运输期间的稳定性和运输期间高浓度的GPAM树脂。然而，到目前为止，这个问题尚未得到解决。
[0005]改进GPAM树脂的稳定性的若干选项是本领域已知的。这些选项包括使用稳定剂(US 2011/0146925 A1)、使用低分子量的基于丙烯酰胺的聚合物进行乙二醛化(US 4,605,702)或使用通过反相乳液聚合技术制备的乙二醛化聚丙烯酰胺的微粒(US 4,954,538)。最近，BASF(US 8703847 B2、US 9879381 B2)公开了高固体聚丙烯酰胺溶液的运输和在工厂现场进行乙二醛化。该工艺需要精确控制pH值和温度以生产可重现的材料。r/>[0006]然而，这些方法都没有解决待解决的问题。
[0007]GPAM树脂在其自身干燥时不能溶解回水中并且醛官能团不再可用于赋予纸强度性能。此外，高浓度的GPAM溶液比低浓度溶液的保质期甚至更短。工业中使用的产品在储存和销售时通常只有约10％的固体。
[0008]因此，仍然存在改进和开发满足当前工业需要的组合物和方法的机会。此外，从本公开的后续详细描述和所附权利要求并结合附图和本公开的
技术介绍
，本公开的其他期望的特征和特性将变得显而易见。
[0009]专利技术概述
[0010]本公开提供了一种用于增加纸强度的组合物。所述组合物包括二醛改性聚丙烯酰胺增强剂、水溶性化合物和水，所述水溶性化合物包含一个或多个羟基或酰胺部分并且在约25℃下以约5重量％或更高可溶于水中。此外，水溶性化合物通常以大于二醛改性聚丙烯酰胺增强剂重量的重量存在。
[0011]本公开还提供了形成组合物的方法。所述方法包括将二醛改性聚丙烯酰胺增强剂和水溶性化合物在含水介质中组合以形成组合物的步骤，其中以干基计，水溶性化合物通常以大于二醛改性聚丙烯酰胺增强剂的量存在。所述方法还包括将组合物干燥以形成水含量小于约10重量％并且在约室温下储存约六个月后稳定的粉末或糊膏的步骤，以及向其添
加水重构粉末或糊膏的步骤。
[0012]本公开还提供了一种用于提高纸的湿强度和/或干强度的方法。该方法包括将二醛改性聚丙烯酰胺增强剂和水溶性化合物在含水介质中组合以形成组合物的步骤，其中以干基计，水溶性化合物以大于二醛改性聚丙烯酰胺增强剂的量存在。所述方法还包括以下步骤：将组合物干燥以形成水含量小于约10重量％并且在约室温下储存约六个月后稳定的粉末或糊膏，通过向其添加水重构粉末或糊膏，提供纤维素纤维的含水浆料，将经重构的组合物与纤维素纤维的含水浆料混合，和由经重构的组合物与纤维素纤维的含水浆料的组合形成纸，其中与在不含经重构的组合物的情况下形成的纸相比，所述纸具有增加的湿强度和/或干强度。
[0013]详细描述
[0014]以下详细描述本质上仅是示例性的并不旨在限制用于增加纸强度的组合物。此外，无意受在前述
技术介绍
或以下详细描述中提出的任何理论的束缚。
[0015]概括而言，本公开的实施方案涉及用于增加纸强度的组合物和用于形成该组合物的方法。为了简洁起见，本文可能未详细描述与制备此类组合物相关的常规技术。此外，本文描述的各种任务和工艺步骤可以结合到具有本文没有详细描述的附加步骤或功能的更全面的过程或工艺中。特别地，在形成这样的组合物中的各个步骤可能是众所周知的，因此，为了简洁起见，许多常规步骤在本文中将仅简要提及或将完全被省略而不提供众所周知的工艺细节。
[0016]如本文所用且除非另有说明，否则：(1)所有百分比、份数、比率等均按重量计；(2)在量、浓度或其他值或参数作为优选上限值和优选下限值的列举给出时，这应理解为具体公开了由任何一对典型上限值和典型下限值形成的所有范围，无论这些范围是否被单独公开；(3)术语“总固体”是指已去除挥发物(例如溶剂)后剩余的固体；(4)术语“活性固体”是指减去进料中使用的水溶性化合物后剩下的总固体的所述至少一种GPAM树脂部分。
[0017]组合物
[0018]本公开提供了一种用于增加纸强度的组合物。所述组合物可以是液体、粉末或糊膏。替代地，所述组合物可以在制造方法和/或使用期间的不同时间点从液体变为粉末和/或糊膏或者从粉末变为糊膏，或反之。
[0019]纸强度通常基于干强度或湿强度来测量。在各种实施方案中，与不使用本专利技术组合物形成的纸相比，本公开的组合物提供了使用该组合物形成的纸的干强度的至少约80、85、90、95％或更大的增加。在其他实施方案中，与不使用本专利技术组合物形成的纸相比，本公开的组合物提供了使用该组合物形成的纸的湿强度的至少约80、85、90、95％或更大的增加。通常，湿强度使用TAPPI方法T456使用Finch Cup确定。通常，干强度使用TAPPI测试方法T494确定。
[0020]在其他实施方案中，该组合物提供了为单独使用未经干燥和随后重构的GPAM形成的纸的湿强度和/或干强度的约25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95％或甚至100％的纸湿强度和/或干强度。事实上，在其他实施方案中，该组合物提供了为单独使用未经干燥和随后重构的GPAM形成的纸的湿强度和/或干强度的约5、10、15、20％或甚至更大改进的纸湿强度和/或干强度。该性能很重要，因为它允许本公开的组合物在没有水的情况下运输并且是贮存稳定的。这大大降低了运输成本和复杂性并解决了上述问题。
[0021]在另一个实施方案中，上述组合物赋予用重构组合物形成或处理的纸以湿强度和/或临时湿强度和/或干强度。例如，在一个实施方案中，所述组合物是粉末状的并且具有至少六个月的保质期，使得在六个月后纸的湿强度和/或干强度性能是组合物制造一个月内测得的纸湿强度和/或干强度性能的至少约80％。在其他实施方案中，在六个月后纸湿强度和/或干强度性能是组合物制造一个月内测得的纸湿强度和/或干强度性能的至少约85、90、95％或更高。
[0022]在各种实施方案中，所述组合物包括以下物质、基本上由以下物质组成、或由以下物质组成：二醛改性聚丙烯酰胺增强剂、水溶性化合物和水，所述水溶性化合物包含一个或多个羟基或酰胺部分并且在约2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于增加纸强度的组合物，所述组合物包含：A.二醛改性聚丙烯酰胺增强剂；和B.水溶性化合物，其包含一个或多个羟基或酰胺部分并且在约25℃下以约5重量％或更高可溶于水中，和C.水其中所述水溶性化合物以大于所述二醛改性聚丙烯酰胺增强剂重量的重量存在。2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述二醛改性聚丙烯酰胺增强剂是包含醛基的乙二醛化聚丙烯酰胺。3.根据权利要求2所述的组合物，其中所述水溶性化合物选自碳水化合物、聚乙烯醇、含丙烯酰胺的聚合物或其组合。4.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物选自碳水化合物、聚乙烯醇、含丙烯酰胺的聚合物或其组合。5.根据权利要求1所述的组合物，其中所述二醛改性聚丙烯酰胺增强剂是阳离子的并且是包含丙烯酰胺单体与阳离子单体的反应产物的共聚物。6.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物在约25℃下作为约1至约5重量％的溶液可溶于水中。7.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物分别以大于约1:1的与所述二醛改性聚丙烯酰胺增强剂的干重比存在。8.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物分别以大于约3:1的与所述二醛改性聚丙烯酰胺增强剂的干重比存在。9.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物进一步定义为由有机单体反应形成的共聚物。10.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物选自单糖、二糖、多糖及其组合。11.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物是麦芽糖糊精。12.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物是具有阳离子或阴离子电荷的含丙烯酰胺的聚合物。13.根据权利要求1所述的组合物，其中所述水溶性化合物是两性聚丙烯酰胺。14.根据权利要求1所述的组合物，其中所述二醛改性聚丙烯酰胺增强剂是以下的反应产物：乙二醛；和预聚物，其是聚丙烯酰胺单体与二烯丙基二甲基氯化铵单体的反应产物，其中丙烯酰胺与二烯丙基甲基氯化铵的摩尔比分别为约99:1至约50:50，并且其中使所述聚丙烯酰胺单体的约40摩尔％的丙烯酰胺基团反应并且约15摩尔％的丙烯酰胺基团具有活性醛官能团。15.根据权利要求1所述的组合物，所述组合物是粉末状的并且具有至少六个月的保...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：索理思科技开曼公司，
类型：发明
国别省市：