用于纸或纸板的烯基琥珀酸酐施胶乳液制造技术

本发明专利技术提供包含淀粉和丙烯酰胺／季铵化合物／乙二醛的三元共聚物的ＡＳＡ施胶乳液以及乳化试剂，以及提供含有ＡＳＡ和阴离子表面活性剂与非离子表面活性剂的助表面活性剂混合物的ＡＳＡ混合物。本发明专利技术提供使用上述乳液施胶纸产品的方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及烯基琥珀酸酐(Alkenyl Succinic Anhydrides，简称ASA)的乳液以及其用于对纸和纸板进行施胶的用途。本专利技术涉及一种ASA乳化试剂，其至少包含淀粉和一种丙烯酰胺/季铵化合物/乙二醛的三元共聚物(terpolymer)。本专利技术也涉及一种ASA混合制剂，其至少包含一种混合了阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂的助表面活性剂和ASA。上述ASA混合物可以与ASA乳化试剂结合形成ASA施胶乳液(sizing emulsion)。 为了得到具有更强抗水溶液渗透性能的产物，已经将某些施胶乳液用在纸和纸板的生产中。如下专利中已经描述了某些ASA乳液用于对纸进行施胶的用途美国专利3,102,064、3,821,069、3,968,005、4,040,900以及5,962,555。尽管这些施胶乳液已经广泛地用于造纸工业中，但现有的ASA施胶乳液仍然存在一些缺陷。例如，ASA材料是不可溶的，因此该材料必须均匀地悬浮在纸浆中使得其与纸浆纤维有足够的接触，以实现使最终的纸产品具有所希望的施胶效果。ASA是一种油基材料，在作为施胶剂(sizingagent)使用之前必须在某些点上进行乳化。目前已经采用了多种阳离子试剂来克服上述缺点并实现了更有效的施胶。美国专利4,657,946涉及了使用带正电的水溶性乙烯基加成物和缩聚物来提供对ASA施胶剂的乳化。美国专利4,606,773描述了一种使用阳离子水溶性聚合物和阳离子淀粉作为乳化剂的ASA施胶乳液。在含水体系中，使用所述的聚合物可以帮助ASA微滴(droplet)(颗粒尺寸)在乳液中分散，并阻止它们聚集在一起而形成更大的微滴。随着对ASA施胶乳液使用的增加，仍需要进一步的改善其使用性能。理想地，新的乳液可以由常规的剪切仪器制备从而有助于控制生产成本。 对于其它正在使用的纸施胶剂，例如烷基烯酮二聚体(AKD)和松香施胶产物来说，也需要更好的替代品。例如，AKD具有例如需要在储存时进行固化以使其完整的尺寸展开的确定。如上所述，淀粉也用于乳化ASA，且阳离子淀粉可以提供电荷以帮助ASA保持在纤维上。然而，对于造纸厂来说，上述产品均需要通过特殊的加热仪器来制备，该设备使用不方便并且会增加制造的成本。因此需要一种易于制备、控制、储存以及使用的施胶乳化剂。
技术实现思路
本专利技术的特征在于提供一种性能好的ASA施胶乳液。本专利技术的另一个特征在于提供一种具有较小的ASA颗粒尺寸(微滴尺寸)的ASA施胶乳液，其可以提供较强的施胶和/或较强的抗水性能。 本专利技术另外的特征和优点的一部分将在下述的说明书中说明，另外的部分根据说明书是显而易见的，或可以通过实施本专利技术而学习到。本专利技术的目的和其他优点将通过在书面说明书和权利要求中具体指出的元素和组合认识和获得。 为实现与本专利技术的目的相符的在本申请中体现和充分说明的这些和其他优点，本专利技术涉及一种ASA乳化试剂，该乳化试剂至少包含淀粉和丙烯酰胺/季铵化合物/乙二醛的三元共聚物。在这样的乳化试剂中可以加入或结合ASA和水从而形成ASA乳液。所述乳液可以任选地包含至少一种表面活性剂，例如阴离子表面活性剂和/或非离子表面活性剂。本专利技术还涉及一种混合物(blend)，其至少含有ASA、阴离子表面活性剂和非离子表面活性剂。 在多种实施方式中，所述ASA施胶乳液可以含有约0.5～3.0重量％的ASA(或ASA混合物)，约0.1～约1.5重量％的淀粉，约0.1～约1.5重量％的三元共聚物，以及约94～约99.3重量％的水，所述比例均基于乳液的重量。所述三元共聚物可以含有1～99重量％的丙烯酰胺，1～99重量％的二烯丙基季胺(quaternary diallyamine)以及0.01～50重量％的乙二醛，所述比例均基于三元共聚物的重量。除非另有说明，在此的所有重量百分比均基于乳液或制剂的总重量。所述季铵化合物，例如可以是季铵盐单体，如二甲基二烯丙基氯化铵(dimethyldiallyl ammonium chloride)。所述淀粉，例如可以是阳离子淀粉，如乙氧基化淀粉。所述ASA混合物可以含有约90～约99重量％的ASA，约0.1～约10重量％的阴离子表面活性剂，以及约0.1～约10重量％的非离子表面活性剂，所述比例均基于ASA混合物的总重量。所述阴离子表面活性剂可以是，例如磺基丁二酸二辛基酯及其盐。所述非离子表面活性剂可以是，例如聚氧化烯烷基醚。当ASA混合物属于包含三元共聚物和淀粉的ASA乳液的一部分时，总ASA施胶乳液中可以含有约0.5～约3重量％的ASA混合物，相当于在总ASA施胶乳液中，含有约0.6～约2.4重量％的ASA，含有约0.1～约0.3重量％的阴离子表面活性剂，以及约0.1～约0.3重量％的非离子表面活性剂。在一个或多个实施方式中，当采用的剂量为4磅/吨并对100％OCC施胶时，本专利技术的ASA施胶乳液可以具有的HST值至少为1000秒，特别地至少为1500秒。在一个或多个实施方式中，当采用的剂量为4磅/吨并对#30亚硫酸盐纸浆施胶时，所述的ASA施胶乳液可以具有的HST值至少为10秒。另外或者可以选择的，基于1分钟，所述ASA施胶乳液可以具有的Cobb施胶度值(Cobb sizing value)，对于纸板为每平方米约20～约100g(对于纸为约50～约200gsm)。 在一种或者多种实施方式中，所提供的将纸进行施胶的方法包括利用本专利技术的ASA乳液中的至少一种进行表面或浆内施胶(stock sizing)。在多种实施方式中，该方法包括将使用的本专利技术的ASA施胶乳液中的一种分散于湿纸浆中，或者当将上述纸浆转化为纸后在含水介质中用本专利技术的ASA施胶乳液中的一种处理该纸。本专利技术的ASA乳液可以用于生产下述纸和纸板产品中的施胶过程，所述纸和纸板产品例如办公用纸、石膏板用纸(gypsum-board liner)、瓦楞纸、信封纸以及其他纸产物。 在另外的优点和益处中，通过淀粉和三元聚合物乳化剂制成的本专利技术的ASA乳液可以在标准的高剪切乳化仪器(high shear make-down equipment)中制备。含有阴离子/非离子助表面活性剂混合物的ASA乳液可以通过成本较低、低剪切乳化仪器(low shear make-down equipment)获得小的ASA颗粒尺寸(或者微滴尺寸)。这些ASA施胶乳液也易于操作，不需要在造纸厂进行准备，也不需要特殊的储存方法。例如，本专利技术的ASA乳液不需要造纸厂具有特殊的加热仪器，这与以前使用的含有阳离子淀粉的ASA乳液不同。例如这里提供的实例所示，本专利技术的ASA乳液所实现的对于施胶性能的改进明显超过了用于比较的ASA产品所具有的结果，其中在用于比较的ASA产品中使用了接枝淀粉乳化剂或仅使用了单独一种或较少几种包含在乳化试剂组分的组合。在此提供的实例还显示出，与使用具有传统的聚丙烯酰胺共聚物的现有的ASA乳液施胶后得到的相同的纸产品相比，本专利技术的ASA乳液可以向纸产品提供更好的性能，例如在抗水、MD拉伸强度(tensilestrength)、以及CD拉伸强度方面。可以认为由本专利技术的ASA乳液实现的对施胶效果的改进超过了单独的乳化剂成分仅具有的添加效果。 应该理解的是前述的总的本文档来自技高网...

【技术保护点】
ＡＳＡ施胶乳液，包括ＡＳＡ、至少一种淀粉、至少一种丙烯酰胺／季铵化合物／乙二醛的三元共聚物，以及水。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼尔H德诺夫斯基，曼纽尔鲁伊斯，小沃尔特B希尔，
申请(专利权)人：巴科曼实验室国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]