[發明專利]聚合物硼酸衍生物及其在造紙中的用途

無效

• 申請號: 201010504491.5
• 申請日: 2005-07-29
• 公開（公告）號: CN101974125A
• 公開（公告）日: 2011-02-16
• 發明（設計）人: R·H·佩爾頓;C·陸
• 申請（專利權）人: 巴斯夫歐洲公司
• 主分類號: C08F230/06
• 分類號: C08F230/06;C08F226/02;C08F8/12;C08F271/00;D21H21/20;D21H17/35
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 劉金輝;李穎

本申請是申請號為200580025680.1的發明專利申請的分案申請，原申請的申請日為2005年7月29日，發明名稱為“聚合物硼酸衍生物及其在造紙中的用途”。

發明領域

本發明涉及含有硼酸的聚合物，尤其是聚合物衍生物。本發明還涉及這類聚合物及含有它們的復合物在造紙中的用途。

發明背景

造紙者總是強烈地需要紙的濕紙幅強度和紙的濕強度。紙的濕紙幅強度指未干燥紙幅在造紙機上抗斷裂的能力。低的濕紙幅強度可導致中斷生產的頻繁斷裂以及較低的造紙機效率。另一方面，紙的濕強度指再潤濕紙的強度。好的濕強度對于許多市售的紙產品如濾紙、衛生紙和包裝紙是必須的。

紙幅主要為纖維基體。濕紙幅抗撕裂的能力取決于纖維-纖維鍵的強度和纖維網絡伸長的能力¹。因為在成形區末端濕紙幅含有多達85％的水，現代造紙機通常支持紙幅通過其中水含量約為50％的擠壓區。在這些條件下毛細作用力和機械纏結為纖維-纖維鍵和濕紙幅強度作出主要貢獻^2，3。改進濕紙幅強度的標準途徑為降低水含量或增加長纖維分數。然而，成本增加或較低的生產速率限制了這些選擇。提出了將兩種聚合物添加劑、脫乙酰殼多糖和陽離子醛類淀粉通過交聯纖維來增強濕紙幅拉伸強度^5，6。不幸的是在現代造紙工藝中優選的堿性條件下兩種聚合物均不能使用。脫乙酰殼多糖僅在酸性條件下溶于水，而在大于中性的pH下陽離子醛類淀粉對纖維的粘合大大削弱⁷。

造紙者已應用了寬范圍的市售添加劑來增加紙的濕強度。在酸性造紙條件下，優選脲醛樹脂和三聚氰胺-甲醛樹脂。然而，在中性和堿性條件下優選基于聚胺-表氯醇化學的濕強度樹脂⁸。已提出在干燥時，濕強度樹脂自身交聯以及與紙纖維形成共價鍵來增加紙的濕強度⁹。然而，絕大多數市售濕強度樹脂對環境并不友好。同時，它們在含水條件下不穩定且僅能短時間儲存。最近，許多研究工作致力于開發高效且穩定的綠色添加劑來增加紙的濕強度。實例為聚乙烯胺¹⁰、聚電解質復合物¹¹和硼酸鹽/瓜耳膠凝膠¹²。

發明概述

本文公開的為包含硼酸的新型聚合物衍生物，其具有增加紙的濕紙幅強度和濕強度的能力。在堿性條件下，硼酸變為sp³雜化(-B(OH)₃)并與碳水化合物上的順式二醇和多醇形成酯(即共價鍵)¹³。然而，有證據表明在富含胺的環境中，酯化可在pH值低至6時發生¹⁴。文獻中已描述了許多硼酸衍生物的應用。例如，提出了將含有硼酸的水凝膠作為葡萄糖的生物傳感器¹⁵。

一方面，本發明涉及通式1或1A的聚合物：

其中R₁和R₅各自獨立地選自H、支化或未支化的C₁-C₆烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的芳基和含有雜原子的環；

R₂、R₃、R₆和R₇分別獨立地選自H、支化或未支化的C₁-C₆烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的芳基和含有雜原子的環或者R₂和R₃和/或R₆和R₇一起包括在任選被取代的環中；

Q選自支化或未支化的C₁-C₁₂烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的苯基和取代或未取代的稠合烷基或苯環，任選Q帶有陽離子基團，陰離子基團或為含有雜原子的環；和

x、y和z為重復單體單元數；x選自1至約100,000或更高；y和z可為0或高達100,000或更高。

上述通式的優選實施方案如下：

m＝0、1、2、3或4；

R₁、R₂、R₃、R₄、R₅、R₆和R₇如上所定義。

Ri選自H、支化或未支化的C₁-C₆烷基、取代或未取代的環烷基、取代或未取代的苯基、陽離子基團、陰離子基團、中性基團和含有雜原子的環；