本发明专利技术涉及纤维材料处理方法，包括使所述材料与下列组分接触：（A）膦酸盐和（B）具有下式I的聚合物其中R1是氢原子或含有1至12个原子的烷基，R2是–COOM或CH2COOM，M是氢原子、碱金属离子、碱土金属离子、铵离子或其混合物，R3=磺酸、其碱金属或碱土金属盐或其C1-C10烷基酯，n、m和k是相应单体的摩尔比，其中n为0至0.95，m为0至0.9且k为0至0.8，(n+m+k)等于1，和任选地（C）螯合剂，条件是所述螯合剂不是膦酸盐。本发明专利技术还涉及包含组分（A）和（B）和任选（C）的稳定化组合物。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在膦酸盐和聚合物和任选螯合剂存在下处理纤维材料，尤其是纤维素纤维材料的方法。本专利技术还涉及包含膦酸盐和聚合物和任选螯合剂的组合物。该组合物用于机械和化学机械浆的碱性过氧化物漂白。
技术介绍
机械和化学机械浆常用过氧化氢漂白。除纸浆中的有害过渡金属外，漂白中的高温和PH对过氧化物而言造成挑战性的环境。除与发色团反应外，过氧化物还可能大部分被 过渡金属诱发的分解消耗。因此控制总是随木材原料、随工艺水、从工艺设备或作为漂白化学品的杂质进入该工艺的分解过氧化物的金属，如锰、铁和铜是重要的。金属和所形成的它们的络合物的类型、它们的活性态、相互作用和局部环境(如木材类型、工艺温度和装置、水回路、稳定剂)影响过氧化物分解中涉及的化学。过氧化物需要特殊稳定剂以防止这种分解。过氧化物漂白中稳定剂的最佳行为综合有害金属离子的络合和减活。公知的是，螯合剂用作用于除去有害金属离子的预处理。在用过氧化氢漂白纸浆之前除去过渡金属离子，如铁和锰。螯合剂，如多氨基多羧酸盐常用于螯合过渡金属。膦酸盐用于抑制水系统中的碳酸钙结垢。尽管膦酸盐非常有效地控制碳酸钙结垢并且某些膦酸盐表现出优异的钙容忍度，即抑制具有积垢倾向的水中的碳酸钙垢的能力，但它们会在降解时产生不可溶的膦酸盐-钙络合物或磷酸钙垢，尤其是在具有高钙浓度和PH的水中。使用膦酸盐产品稳定过氧化物漂白通常需要高剂量膦酸盐。EP 0628539 Al涉及水系统中的结垢和被改性多环氧基琥珀酸腐蚀的控制。该方法有效抑制循环水系统中在高pH、高钙浓度和高M-碱度条件下钙垢的形成和沉积。该方法提供抑制结垢以及抑制和控制与水系统接触的金属，特别是亚铁基金属的腐蚀的方法。该处理控制钙垢形成而不形成不合意的抑制剂-钙沉淀物。碱性硅酸盐(水玻璃)是用于提高机械和化学机械浆的过氧化物漂白效率的商品。其相对成本有效，相当易施用并普遍可得。已提出关于硅酸盐在过氧化物漂白中的作用的几种理论硅酸盐可充当过氧化物稳定剂、金属离子螯合剂、缓冲剂和作为金属表面钝化齐U。就过氧化物稳定化而言，表面钝化和金属离子螯合是最重要的功能。尽管硅酸盐在过氧化物漂白中有益，但其在制浆工艺中产生有害作用。在机械或化学机械装置与化学纸浆厂集成以将含硅酸盐的流出物送往化学纸浆厂的回收循环的情况下，硅酸盐造成的结垢可能成问题。此外，当化学-热机械浆(CTMP)或碱性过氧化物机械浆(APMP)厂具有其自己的蒸发装置时，硅酸盐沉淀物是麻烦的，因为它们倾向于沉淀在蒸发装置上以降低传热能力。如果水带出物形式的硅酸盐进入造纸工艺，它们会以严重方式干扰造纸工艺，如通过沉淀在热表面上和在纸卷轴上造成孔。因此，部分或完全替代水玻璃是有利的并同时降低与水玻璃的使用相关的沉淀问题。已公开了在碱性过氧化物漂白工艺中处理纤维材料的若干方法，其中已用稳定化组合物替代水玻璃。申请人:的在先申请WO 2005/080673公开了用于处理纤维材料的稳定化组合物和方法。用包含i)3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸(AHPS)和不饱和羧酸的共聚物和ii)螯合剂的组合物处理该纤维材料。申请人:的在先申请WO 2005/108673公开了用于处理纤维材料的稳定化组合物和方法。用包含i)AHPS和不饱和羧酸的共聚物、ii)螯合剂和iii)碱土金属化合物，如硫酸镁的组合物处理该纤维材料。申请人:的在先申请EP 2118363公开了用于处理纤维材料的组合物和方法。用包含i)AHPS和不饱和羧酸的共聚物、ii)螯合剂和iii)多-α-羟基丙烯酸或其碱性盐或其相应的聚内酯的组合物处理该纤维材料。该组合物可另外包含多羧酸聚合物。US 5820636公开了纤维素织物材料的连续预处理方法。该方法包括a)预清洁步 骤，b)在碱性-水成液中用过氧化氢漂白的步骤。漂白步骤b)包括常规表面活性剂和其它常规助剂，因此处理浴另外包含织物材料重量的I至10重量％的(i)氨基多羧酸、羟基烷基-或氨基-膦酸、多羧酸、多羟基羧酸或无机多偏磷酸盐或其混合物，其作为多价金属离子的络合剂，或(ii)单烯键式不饱和单-或二羧酸或酐的水溶性聚合物或其混合物或(iii)组分(i)和(ii)的混合物。膦酸盐产品用于稳定过氧化物漂白时的上述缺点已导致需要具有更低磷含量的更有效产品。此外，仍然需要部分或完全替代碱性过氧化物漂白法中的水玻璃。此外，需要新型和更有效的稳定化组合物和在稳定化组合物存在下处理纤维材料的方法。专利技术概述现在已经令人惊讶地发现，通过使用包含膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂的组合物，实现极好漂白性能和水玻璃的部分或完全替代。此外，令人惊讶地发现，膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂的组合可用作漂白法中的防垢剂。令人惊讶地发现，包含膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂的组合物具有多功能性质。也就是说，通过使用该组合物，实现极好漂白性能、水玻璃的部分或完全替代和防垢效果。该组合物非常有效地用作纤维材料在水介质中的机械和化学机械浆的碱性过氧化物漂白中的稳定剂和/或防垢剂。该组合物具有多功能(multi-functionality),同时充当稳定剂和防垢剂。此外，本专利技术能够使用所提供的膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂的组合部分或完全替代漂白中的水玻璃。第一方面，本专利技术提供纤维材料处理方法，包括使所述纤维材料在水介质中与膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂接触的步骤。第二方面，本专利技术提供包含膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂的组合物。本专利技术的组合物和方法在一个实施方案中用作机械浆，例如热机械浆(TMP)和磨木浆(GW)，和化学机械浆，例如化学-热机械浆(CTMP)、碱性过氧化物机械浆(APMP)和预调节盘磨化学碱性过氧化物机械浆(P-RCAPMP )或用碱性过氧化物漂白的类似工艺的预处理。在另一实施方案中，该组合物用作防垢剂。该组合物在纤维材料于水介质中的漂白中用作防垢剂。根据本专利技术的机械和化学机械浆的碱性过氧化物漂白法作为单级漂白或在两级法中实施，其中预漂白浆进入第二阶段。可以使用任何稠度，但例如在漂白化学-热机械浆(BCTMP)工艺中，优选在第一阶段中使用中等稠度和在第二阶段中使用高稠度。在单级过氧化物漂白系统(例如P-RC APMP)中，高稠度是优选的。如果需要，例如在CTMP法中，在漂白之前可以用螯合剂预处理以降低进入漂白过程的过渡金属的量。该组合物适合作为纤维材料在水介质中的漂白中的防垢剂。由于造纸操作更常在闭环中以尽可能低的耗水量进行，硅酸盐和其它组分积累在该工艺中。这些组分可能造成造纸机上的沉积物。为了防止这一点，该组合物用作防垢剂。预制混合物形式或组分组合形式的该组合物可以在常使用水玻璃的那些工艺中 完全或部分替代水玻璃。根据本专利技术，膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂的组合在预处理中的作用取决于膦酸盐极强螯合过渡金属离子，例如铁和锰离子。根据本专利技术使用的多羧酸聚合物又极强结合碱土金属离子，尤其是钙离子。当碱土金属离子的浓度极大过量于过渡金属离子时一一例如来自造纸工艺的白水再循环至制浆和漂白操作时通常如此，膦酸盐也被消耗于结合碱土金属离子。通过添加极强的钙结合剂，可以降低常规螯合剂的量。膦酸盐和多羧酸聚合物和任选螯合剂可以混在一起添加到纸浆中或单独添加到纸浆中。根据本专利技术的一个实施方案，将膦酸盐和多本文档来自技高网...
【技术保护点】
包含机械或化学？热机械浆的纤维材料的处理方法，其包括使所述纤维材料在水介质中与下列组分接触的步骤（A）膦酸盐，（B）具有通式I的聚合物其中R1是氢原子或含有1至12个原子的烷基，R2是？COOM或CH2COOM，M是氢原子、碱金属离子、碱土金属离子、铵离子或其混合物，R3=磺酸、其碱金属或碱土金属盐或其C1？C10烷基酯，n、m和k是相应单体的摩尔比，其中n为0至0.95，m为0至0.9且k为0至0.8，(n+m+k)等于1，优选地，n为0至0.8，m为0至0.7且k为0.2至0.6，(n+m+k)等于1，最优选地，n为0至0.65，m为0至0.5且k为0.35至0.5，(n+m+k)等于1，所述聚合物的重均分子量为500至20000000g/mol，优选1000至1000000g/mol，更优选2000g/mol至500000g/mol，最优选3000g/mol至100000g/mol，和任选地（C）螯合剂，条件是所述螯合剂不是膦酸盐。FDA00001693815100011.jpg
【技术特征摘要】
1.包含机械或化学-热机械浆的纤维材料的处理方法，其包括使所述纤维材料在水介质中与下列组分接触的步骤 (A)膦酸盐， (B)具有通式I的聚合物2.根据权利要求I的方法，其中膦酸盐(A)是具有下列通式II的化合物3.根据权利要求I或2的方法，其中任选螯合剂(C)是具有通式III的化合物4.根据权利要求I至3任一项的方法，其中聚合物(B)是单体丙烯酸、马来酸和烯丙基磺酸钠或其盐的聚合物。5.根据权利要求I至4任一项的方法，其中所述处理包括在组分(A)、(B)和任选(C)存在下用碱性过氧化物溶液漂白纤维材料。6.根据权利要求5的方法，其中在漂白之前用螯合剂处理。7.根据权利要求I至6任一项的方法，其中组分(A)和(B)和任选(C)以按活性物质计算的下列重量比存在1至95 I至95 I至85，优选5至90 5至90 5至80，更优选15至80 15至75 15至70，最优选20至70 20至65 20至60，最好40至60 20 至 30 20 至 35。8.根据权利要求I至7任一项的方法，其中在水介质中接触纤维材料的步骤进一步包括使所述纤维材料与组分(D)接触，组分(D)选自 磺酸酯单体的均聚物，优选3-烯丙氧基-2-羟基丙磺酸(AHPS)的均聚物； 丙烯酸的均聚物； 丙烯酸与磺酸酯单体，优选与AHPS的共聚物； AHPS与丙...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔纳斯·科恩，雷约·阿克瑟拉，米纳·桑卡里，艾瑞纳·刘，安娜·伊洛玛艾奇，
申请(专利权)人：凯米罗总公司，
类型：发明
国别省市：
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