用于在纸浆和纸张制造方法中控制树脂障碍和粘性物的疏水改性的聚[乙二醇]技术

公开了用于在纸浆和纸张制造系统中抑制有机污染物从纸浆中沉积的方法。将疏水改性的聚［乙二醇］加入纸浆中或涂布在造纸系统的沉积腹面上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及在纸浆和纸张制造系统中抑制有机污染物沉积的方法。
技术介绍
众所周知，在造纸过程中表面上的有机污染物(即，树脂障碍和 粘性物(pitch and stickies))的沉积无论是对产品质量还是造纸过程的效率都 是不利的。 一些污染成分在木材中天然存在，并在各种制浆和造纸方法中 释放。该问题的两个具体的示例称为树脂障碍(主要是天然树脂)和粘性物 沐自回用纸的粘合剂或涂层)。树脂障碍和粘性物具有在上述过程中引起沉 积、品质和效率问题的潜在可能。术语树脂障碍可用于表示由可能源于这些天然树脂、它们 的盐、以及可在纸浆中发现的涂层结合剂、施胶剂、和消泡化学品的有机 组分组成的沉积物。此外，树脂障碍经常含有无机成分如碳酸钙、滑石、 粘土、钛和相关材料。术语粘性物越来越多地用于描述存在于使用回用纤维的系统中 的沉积物。这些沉积物经常含有在树脂障碍中发现的相同的材料以及 粘合剂、热熔体、蜡和墨。有机污染物如树脂障碍和粘性物的沉积可对纸浆工厂或纸张工 厂的效率产生不利影响，引起品质下降和经营效率降低。有机污染物可沉 积在造纸系统中的加工设备上，引起系统的操作困难。有机污染物在稠度 调节器和其他工具探针上的沉积可导致这些组件无用。沉积在筛子上可降 低产量并扰乱系统运行。该沉积不仅可发生在系统的金属表面上，还可发 生在塑料和合成表面上，比如机器线、毡、箔、Uhle盒和流浆箱组件。历史上，有机沉积问题的子集树脂障碍和粘性物彼此 独立，并不相同，且单独处理。从物理的观点来看，树脂障碍沉积通常由纸料(stock)中的粘合材料(天然的或人造的)的微观颗粒而形成，积聚在造 纸或制浆设备上。这些沉积轻易可见于纸料柜内壁，造纸机箔，Uhle盒， 造纸机线，湿压力毡，干燥毡，干燥筒，和压光机上。和这些沉积有关的 困难包括对被污染表面的效率的直接干扰从而减少生产，以及孔洞，污招， 和其他纸张缺陷，降低纸张用于后续操作的品质和有用性，比如涂布，转 化或印刷。从物理的观点而言，粘性物通常是纸料中可见或几乎可见尺 寸的颗粒，源于回用纤维。这些沉积趋向于在很多可以发现树脂障碍 的相同表面上积聚并引起很多树脂障碍可以引起的相同困难。然而， 最严重的粘性物相关的沉积趋向于出现在造纸机线，湿超，干燥毡和 干燥筒上。防止沉积物在纸浆和纸张制造设备和表面上累积的方法对工业 具有重要价值。尽管可以关闭造纸机器用以清洁，但为了清洁中止操作是 不希望的，因为生产力的间接损失，部分污染后的较差品质和当沉积去除 后产生并被并入纸张中的污垢。因此可以有效实践的防止沉积的方法大 为优选。美国专利4,871,424和4,886,575分别显示了乙烯醇-乙酸乙烯酯 共聚物在从纸浆和纸张制造系统中控制树脂障碍和粘性物杂质的沉积是有 效的。美国专利4,184,912和4,861,429讲授了在纸浆和纸张制造系统 中通过加入部分包含非离子表面活性剂的多组分组合物抑制有机污染物沉 积的方法。欧洲专利申请0 568 229 Al要求从纸浆和纸张制造系统中抑制 有机污染物的沉积的方法的权利，所述方法包含用疏水改性的聚合物处理， 所述疏水改性的聚合物包括用通过酯键连接的疏水基官能化的聚环氧乙垸 聚合物。化学文摘82:18,896号涉及从纸浆中除去树脂障碍的方法，包含 用源于二级醇和垸基缩水甘油醚反应获得的聚乙二醇烷基醚表面活性剂的 处理。美国专利6,482,994 B2讲授了通过和縮水甘油醚的反应经醚保 护的乙氧基化醇表面活性剂在洗碟应用中提供优良的油脂清洁能力和改良的除污/成膜效果。美国专利申请2005/0150418 Al要求聚合物组合物的权利，所述 聚合物组合物包含具有共价连接的端部和/或低聚疏水物的中间嵌段的水溶 性或水溶胀性合成聚合物骨架，其中所述嵌段由两个或更多个疏水物单元 组成。据称，这些疏水缔合聚合物增强水生涂层的稠化，均匀化和下垂(sag〉 性质所述聚合物组合物的实例包括聚乙二醇和芳基縮水甘油醚和烷基环氧 化物的反应产物。这些材料在所述实例中的5重量％水溶液粘度在19,000 cps到〉400，000 cps的范围内。在这些聚合物组合物可以使用的典型应用的 列表中包括在制浆中控制树脂障碍。现有技术的缺点是乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物在纸浆和纸张制 造环境下易受进一步的水解的影响，这降低了它的效力。所引用的基于聚 乙二醇的非离子表面活性剂同样一般用于多组分的组成中并含有易受水解 影响的官能。此外，所述疏水改性的聚乙二醇缔合聚合物的溶液粘度太高 以至于不能投入实际的商业用途。
技术实现思路
本专利技术提供用于从纸浆和纸张制造系统中抑制有机污染物沉积 的组合物和方法。所述方法包含向纸浆中加入或在造纸机器的表面上涂布 有效的沉积抑制量的疏水改性的聚[乙二醇]。本专利技术公开了用于在纸浆和纸张制造系统中抑制有机污染物从 纸浆中沉积或在造纸机器的表面上沉积的组合物和方法，所述方法包含向 纸浆中加入或在该造纸机器的表面上涂布有效的沉积抑制量的疏水改性的 聚[乙二醇]。本专利技术提供用于从纸浆和纸张制造系统中抑制有机污染物如树 脂障碍和粘性物的沉积的方法。有机污染物包括存在于纸浆(原生，回用或它们的组合)中存在沉 积并降低造纸机器性能或纸张品质的可能性的组分。这些杂质包括，但不 限于，天然树脂比如脂肪酸，树脂酸，它们的不溶性盐，脂肪酸酯，固醇; 和其他有机组分比如乙烯二-硬脂酰胺，蜡，胶粘剂，粘合剂，热熔体，墨， 消泡剂，和乳胶，这些均可能沉积在造纸系统中。在本专利技术的一个实施方案中，本专利技术的疏水改性的聚[乙二醇] 符合下式(R4x匿0画[画CH2-CH2-0-]n-(画R2)y-Z式1其中R'和W是独立的疏水部分或x和y个重复单元的疏水部分的嵌段， 其与聚[乙二醇]共价键合；n是2到1200; x是l至UlO; y是0到10; Z仅 当y-O时存在且为氢；前提是x和y的和大于或等于2。可以理解，所述 材料不是均质材料。本专利技术的疏水改性的聚[乙二醇]是非均质材料，其中x 和y的值在组合物中是平均值。实际值是一个分布。所述组合物并不完全 由x和y大于或等于2的材料组成。所述疏水部分R1和W在聚[乙二醇]和本领域技术人员已知和一 级醇具有活性的疏水试剂的反应后形成。所述疏水试剂可以是具有2到100 个碳原子的直链的或支链的，饱和或不饱和的，脂族的或芳族烃基团，或 它们的混合物。包括R'和W的示例性的化合物包括，但不局限于，烯基琥 珀酸酐，比如正辛烯基琥珀酸酐；垸基或烯基二乙烯酮，比如月桂酰基二 乙烯酮；卤代烃比如2-乙基己基溴化物；环氧化物比如1,2-环氧己烷和1,2-环氧十二烷;縮水甘油醚比如十二垸基縮水甘油醚，2-乙基己基縮水甘油醚， 丁基縮水甘油醚，和2-甲基苯基縮水甘油醚；羧酸和它们相应的酸性氯化 物或酯比如油酸，油酰氯，和油酸甲酯；任意的上述化合物的混合物等等。本领域技术人员进一步已知， 一级醇和一些包括R1和R2的示 例性的疏水化合物的反应产生可进一步和另一疏水化合物反应的官能。例 如， 一级醇和疏水环氧化物反应产生具有羟基官能的反应产物，所述羟基 官能可进一步和另一摩尔的疏水环氧化物反应。这类疏水试剂的使用可引 起共价地附着于聚[乙二醇]的疏水物嵌段的形成。在本专利技术的优选实本文档来自技高网...

【技术保护点】
在纸浆或造纸系统中抑制有机污染物沉积的方法，其包括向纸浆或造纸系统加入有效的沉积抑制量的疏水改性的聚［乙二醇］组合物，所述组合物包含下式：　（Ｒ↑［１］－）↓［ｘ］－Ｏ－［－ＣＨ↓［２］－ＣＨ↓［２］－Ｏ－］↓［ｎ］－（－Ｒ↑［２］） ↓［ｙ］－Ｚ　其中Ｒ↑［１］和Ｒ↑［２］是疏水部分或ｘ和ｙ个重复单元的疏水部分的嵌段，其与聚［乙二醇］共价键合；ｎ是２到１２００；ｘ是１到１０；ｙ是０到１０；Ｚ仅当ｙ＝０时存在且为氢；ｘ和ｙ的和大于或等于２。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 2006-7-26 60/833,2881.在纸浆或造纸系统中抑制有机污染物沉积的方法，其包括向纸浆或造纸系统加入有效的沉积抑制量的疏水改性的聚[乙二醇]组合物，所述组合物包含下式(R1-)x-O-[-CH2-CH2-O-]n-(-R2)y-Z其中R1和R2是疏水部分或x和y个重复单元的疏水部分的嵌段，其与聚[乙二醇]共价键合；n是2到1200；x是1到10；y是0到10；Z仅当y＝0时存在且为氢；x和y的和大于或等于2。2. 权利要求1的方法，其中所述疏水改性的聚[乙二醇]组合物以基于系 统中纸浆量的至少约0.1 ppm的量加入纸浆中。3. 权利要求1的方法，其中所述疏水改性的聚[乙二醇]组合物以水溶液 加入。4. 权利要求1的方法，其中所述疏水改性的聚[乙二醇]组合物以含水盐 溶液中的分散体加入。5. 权利要求4的方法，其中所述盐是甲酸钠。6. 权利要求3的方法，其中所述溶液含有粘度调节添加剂。7. 根据权利要求6的方法，其中所述粘度调节添加剂是环糊精和/或表 面活性剂。8. 权利要求1的方法，其中所述有机污染物是粘性物沉积物。9. 权利要求1的方法，其中所述有机污染物是树脂障碍沉积物。10. 权利要求1的方法，其中所述疏水改性的聚[乙二醇]组合物由聚乙 二醇和包括环氧化物、二乙烯酮、或酸酐官能的疏水部分的反应而制得。11. 权利要求1的方法，其中所述疏水改性的聚[乙二醇]组合物符合下式h+0-ch-CH2-V0誦[-CH2-CH2-o-n-(ch2-ch-o-VHI I ch2 ch2Lr4 or5其中n是2到1200; R和RS是具有2到100个碳原子的、直链的或支 链的、饱和或不饱和的、脂族或芳族烃基团，或它们的混合物；x是1到 10; y是0到10; x和y的和大于或等于2。12. 权利要求11的方法，其中n是10到700; R和115是具有4到20 个碳原子的、直链的或支链的、饱和或不饱和的、脂族或芳族烃基团，或 它们的混合物；x是l到4; y是0至U4; x和y的和为2到6。13. 权利要求1的方法，其中所述疏水改性的聚乙二醇加在造纸机器和 设备的表面上。14. 权利要求13的方法，其中所述表面选自线、压力毡和压力辊。15. 权利要求13的方法，其中所述疏水改性的聚[乙二醇]组合物是在水 溶液中。16. 权利要求13的方法，其中所述疏水改性的聚[乙二醇]组合物以含水 盐溶液中的分散体的形式加入。17. 权利要求15的方法，其中所述溶液含有粘度调节添加剂。18. 根据权利要求19的方法，其中所述粘度调节添加剂是环糊精和/或 表面活性剂。19. 权利要求13的方法，其中所述有机污染物是粘性物沉积物。...

【专利技术属性】
技术研发人员：古渠鸣，郑淮南，W凯里，R格尔曼，J里滕豪斯普拉斯，EAS多尔蒂，
申请(专利权)人：赫尔克里士公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]