[發(fā)明專(zhuān)利]用含乙烯胺的聚合物和含丙烯酰胺的聚合物處理提高紙張干強(qiáng)度的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080059943.1
• 申請(qǐng)日: 2010-12-22
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102713059A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·L·布蘭加德特;J·M·麥凱;R·J·里爾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 赫爾克里士公司
• 主分類(lèi)號(hào): D21H21/18
• 分類(lèi)號(hào): D21H21/18
• 代理公司: 永新專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 72002
• 代理人: 過(guò)曉東;譚邦會(huì)

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及使用采用含乙烯胺的聚合物與陽(yáng)離子或兩性的含丙烯酰胺聚合物的組合處理紙漿漿液、以提高紙張干強(qiáng)度的方法。

背景技術(shù)

造紙行業(yè)不斷尋找新的合成添加劑，以改善紙制品的干強(qiáng)度。改善的干強(qiáng)度不但可以產(chǎn)生更高性能的產(chǎn)品，而且還可以使紙張制造商使用更少的纖維素纖維來(lái)實(shí)現(xiàn)特定的性能目標(biāo)。此外，增加的再生纖維用量會(huì)導(dǎo)致更弱的紙張，這將迫使紙張制造商或提高紙張定重，或采用合成強(qiáng)度添加劑。已知的選項(xiàng)存在各種經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的局限性。例如，根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利US?6,939,443，組合使用具有特定的電荷密度和分子量的聚酰胺-表氯醇(PAE)樹(shù)脂與陰離子聚丙烯酰胺添加劑可提高紙制品的干強(qiáng)度。然而，這些組合也會(huì)將所得紙張的濕強(qiáng)度提高到使再漿化破碎紙張極其困難和低效的程度。

對(duì)丙烯酰胺聚合物或包括丙烯酰胺和諸如二烯丙基二甲基氯化銨的單體的共聚物而言，用諸如乙二醛的二醛化合物處理時(shí)，眾所周知會(huì)產(chǎn)生也可以明顯提高紙張干強(qiáng)度的樹(shù)脂，然而只有非常有限的持久濕強(qiáng)度性能，從而使紙張制造商能容易地再漿化破碎紙張。然而，這些樹(shù)脂也有其局限。這些添加劑不是由于粘度不穩(wěn)定而使保質(zhì)期非常短，就是運(yùn)輸時(shí)活性固含量非常低。此外，當(dāng)以較大的量加入時(shí)，這類(lèi)二醛改性的含丙烯酰胺聚合物的性能易于達(dá)到平臺(tái)，使得高性能產(chǎn)品難以制造。

聚乙烯胺樹(shù)脂在造紙行業(yè)已變得盛行，不但是因?yàn)樗鼈兡苜x予紙張?zhí)岣叩母蓮?qiáng)度，而且因?yàn)樗鼈內(nèi)菀滋幚砗蛻?yīng)用，并能給造紙機(jī)帶來(lái)提高的助留性(retention)和助濾性(drainage)。然而，以不斷增加的量加入時(shí)，它們有使紙張過(guò)度絮凝的負(fù)面效果，原因在于這些樹(shù)脂攜帶大量的陽(yáng)離子電荷。過(guò)度絮凝會(huì)導(dǎo)致成形差、更弱的最終產(chǎn)品。

其它發(fā)明試圖放大聚乙烯胺的正面效果。根據(jù)美國(guó)專(zhuān)利US?6,824,650和歐洲專(zhuān)利EP?1,579,071，聚乙烯胺與乙二醛化聚丙烯酰胺樹(shù)脂組合可在紙漿漿液中產(chǎn)生提高的產(chǎn)品干強(qiáng)度。然而，乙二醛化的聚丙烯酰胺的上述缺點(diǎn)，即產(chǎn)品的低活性固體和產(chǎn)品有限的粘度穩(wěn)定性顯然存在。

美國(guó)專(zhuān)利US?6,132,558公開(kāi)了一種造紙?bào)w系，其中紙漿漿液首先用高度陽(yáng)離子的聚合物處理，該聚合物包括含乙烯胺的聚合物，其摩爾質(zhì)量為5,000-3,000,000道爾頓，隨后用第二陽(yáng)離子的含丙烯酰胺聚合物處理，其摩爾質(zhì)量大于4,000,000道爾頓，再經(jīng)過(guò)剪切階段，然后用細(xì)碎分散的無(wú)機(jī)絮凝劑處理，例如膨潤(rùn)土、膠態(tài)二氧化硅、或粘土。

美國(guó)專(zhuān)利公布2008/0000601公開(kāi)了一種造紙方法，其中紙漿漿液用聚合物處理，該聚合物包括含乙烯胺的聚合物，其摩爾質(zhì)量大于1,000,000道爾頓，以及用第二聚合物處理，該第二聚合物包括陽(yáng)離子的含丙烯酰胺聚合物，其摩爾質(zhì)量大于2,500,000道爾頓，全部處理都是在沒(méi)有細(xì)碎分散的無(wú)機(jī)絮凝劑的情況下進(jìn)行。

美國(guó)專(zhuān)利US?6,746,542公開(kāi)了一種造紙方法，其中紙漿漿液用淀粉處理，所述淀粉已經(jīng)在高于淀粉膠凝化溫度的溫度下用高度陽(yáng)離子的聚合物改性，該聚合物包括含乙烯胺的聚合物，其摩爾質(zhì)量低于1,000,000道爾頓。紙漿漿液隨后用第二聚合物處理，該第二聚合物包括陽(yáng)離子的含丙烯酰胺聚合物，其摩爾質(zhì)量大于1,000,000道爾頓。

美國(guó)專(zhuān)利公布2008/0196852公開(kāi)了一種用于造紙的助留劑體系，該體系包括至少一種聚合物，該聚合物包括含乙烯胺的聚合物，至少一種摩爾質(zhì)量大于1,000,000道爾頓的線性陰離子聚合物，以及至少一種顆粒的陰離子的交聯(lián)的有機(jī)聚合物。

含乙烯胺的聚合物與含丙烯酰胺的聚合物組合可能是在保持造紙機(jī)的生產(chǎn)效率以及再漿化破碎紙張時(shí)，最簡(jiǎn)單也是最有效的生產(chǎn)高性能紙制品的方法。然而，可以包括這些聚合物的現(xiàn)有技術(shù)的實(shí)例存在明顯的缺點(diǎn)。例如，以前的實(shí)例可能要求特殊的計(jì)量裝置，在加入紙漿漿液之前處理淀粉的額外的步驟，或者當(dāng)以足夠的量加入高摩爾質(zhì)量聚合物以影響干強(qiáng)度時(shí)可能會(huì)導(dǎo)致紙漿漿液的過(guò)度絮凝。

發(fā)明內(nèi)容

用含乙烯胺水溶液聚合物與陽(yáng)離子或兩性的含丙烯酰胺水溶液聚合物的組合來(lái)處理紙漿漿液，可產(chǎn)生具有提高干強(qiáng)度的紙張。

該組合最為有效的條件是：含丙烯酰胺水溶液聚合物的活性聚合物固含量為5-50重量%，并且含丙烯酰胺聚合物中陽(yáng)離子單體和陰離子單體的總含量為5%-50%，以總單體含量的摩爾數(shù)計(jì)，并且，含丙烯酰胺聚合物的分子量為75,000道爾頓-1,500,000道爾頓。