專利名稱：紙張施膠組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用水性烯酮二聚體分散體在紙張施膠中的改進(jìn)和包含含有乙烯基胺的聚合物的烯酮二聚體分散體的穩(wěn)定性的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
Weisgerber (US 2，961，366)教導(dǎo)了使用聚乙烯胺改進(jìn)烯酮二聚體對(duì)于紙纖維的留著，留著的提高導(dǎo)致施膠度更高。在該教導(dǎo)中，Weisgerber指出 聚乙烯胺可與施膠劑分開添加到紙漿中，但優(yōu)選的添加模式是就在將烯酮二聚體添加至造紙系統(tǒng)之前添加到烯酮二聚體的含水乳液中。當(dāng)Weisgerber教導(dǎo)就在將烯酮二聚體的含水乳液添加至造紙系統(tǒng)之前將聚乙烯胺添加到該乳液中時(shí)，他沒有考慮該混合物的長期穩(wěn)定性。但是，為了使烷基烯酮二聚體的含水乳液在商業(yè)上可用，它們必須在較長時(shí)期內(nèi)是穩(wěn)定的。烯酮二聚體的含水乳液必須同時(shí)是物理穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的。物理穩(wěn)定是指充分穩(wěn)定的粘度，使得乳液維持可泵壓和可稀釋，直至添加入造紙系統(tǒng)中。化學(xué)穩(wěn)定是指在乳液中高水平地保持檢測(cè)的烯酮二聚體，直至添加入造紙系統(tǒng)中。烯酮二聚體乳液的物理穩(wěn)定性已是許多專利的課題。例如，Edwards等人(US4，861，376)教導(dǎo)了少量的低分子量羧酸與陽離子淀粉、木質(zhì)素磺酸鈉和硫酸鋁的組合使烯酮二聚體分散體在32°C下的膠體穩(wěn)定性提高至超過4周。Schmid等人(US2008/0041546A1)也公開了反應(yīng)性施膠劑的穩(wěn)定施膠組合物。他們的發(fā)明中的乳液用DS>/=0. 05的陽離子淀粉、陰離子型分散劑和線型含氮聚合物的混合物進(jìn)行穩(wěn)定。盡管證實(shí)了物理穩(wěn)定性，但是沒有討論化學(xué)穩(wěn)定性。穩(wěn)定的淀粉穩(wěn)定化烯酮二聚體分散體是本領(lǐng)域中熟知的，參見例如Edwards等人的US 4，861，376或Blixt等人的US 4，964，915。這些淀粉穩(wěn)定化的烯酮二聚體分散體與商業(yè)聚乙烯胺的簡(jiǎn)單混合物導(dǎo)致物理不穩(wěn)定的產(chǎn)品，其在數(shù)分鐘內(nèi)膠凝。如US2008/0041546A1中所公開的，淀粉穩(wěn)定化的烯酮二聚體分散體與聚乙烯胺的混合物經(jīng)pH調(diào)節(jié)，但也是物理不穩(wěn)定的，其在儲(chǔ)存時(shí)固化(參見US2008/0041546A1的實(shí)施例5)。

發(fā)明內(nèi)容
已發(fā)現(xiàn)可制備包含含有乙烯基胺的聚合物如聚乙烯胺的烯酮二聚體分散體，通過向烯酮二聚體分散體中簡(jiǎn)單地后添加含有乙烯基胺的聚合物和對(duì)含有乙烯基胺的聚合物進(jìn)行適當(dāng)?shù)腜H調(diào)節(jié)，所述分散體同時(shí)是物理穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的。使用已調(diào)節(jié)至pH為約3. 3以下的含有乙烯基胺的聚合物如聚乙烯胺則實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的混合物。還發(fā)現(xiàn)在添加至造紙系統(tǒng)之前將這些施膠組合物老化一段時(shí)間可改進(jìn)施膠效率。本發(fā)明公開了紙張施膠組合物。所述組合物包含烯酮二聚體和經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物，所述組合物是穩(wěn)定的，并提供增強(qiáng)的施膠效率，其中所述經(jīng)PH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物的pH為3. 3以下。
本發(fā)明公開了制備所述穩(wěn)定的施膠組合物的方法。所述方法包括I)將含有乙烯基胺的聚合物的PH調(diào)節(jié)至約3. 3以下，和2)將經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物與烯酮二聚體分散體混合。本發(fā)明公開了紙張施膠的方法。所述方法包括I)將含有乙烯基胺的聚合物的pH調(diào)節(jié)至約3. 3以下，2)將經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物與烯酮二聚體分散體混合，3)將所述含有乙烯基胺的聚合物和烯酮二聚體分散體的混合物保持至少I小時(shí)，和4)在造紙過程中將所述含有乙烯基胺的聚合物和烯酮二聚體分散體的混合物施用于紙漿中或施用在施膠機(jī)上。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，所述烯酮二聚體分散體是淀粉穩(wěn)定化的烯酮二聚體分散體。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供包含烯酮二聚體分散體和含有乙烯基胺的聚合物如聚乙烯胺的紙張施膠組合物，其是穩(wěn)定的，并提供增強(qiáng)的施膠效率。所述穩(wěn)定的紙張施膠組合物包含含有乙烯基胺的聚合物、分散劑體系和烷基烯酮二聚體。這些施膠組合物通過以下步驟制備1)在與烯酮二聚體分散體混合之前將所述聚合物的PH調(diào)節(jié)至約3. 3以下，然后2)將所述聚合物與烯酮二聚體分散體混合，和3)在加入造紙系統(tǒng)之前任選老化該混合物以優(yōu)化施膠性能。優(yōu)選所述烯酮二聚體分散體是淀粉穩(wěn)定化的。本發(fā)明的施膠組合物同時(shí)是物理穩(wěn)定和化學(xué)穩(wěn)定的。出于本專利的目的，如果在32°C下經(jīng)過4周儲(chǔ)存而粘度不超過約400cps，則稱分散體是物理穩(wěn)定的。如果同樣在32°C下經(jīng)過4周儲(chǔ)存而檢測(cè)的損失不大于約10%，則稱分散體是化學(xué)穩(wěn)定的。檢測(cè)是指在初始乳液制品中存在的烯酮二聚體的量。烯酮二聚體隨時(shí)間可能與水反應(yīng)而形成通常所謂的二酮，這造成檢測(cè)損失。二酮不是有效的施膠劑，所以希望將該損失保持在最小。二酮的實(shí)例包括16-三^ 燒酮、雙十五燒酮、棕櫚酮、十五燒酮、18-三十五燒酮、雙正十七烷酮、雙十七烷酮、十七烷酮、硬脂酮及它們的混合物。任何本領(lǐng)域中已知的烯酮二聚體都可用于本發(fā)明的方法。用作施膠劑的烯酮二聚體是具有下式的二聚體
權(quán)利要求
1.紙張施膠組合物，其包含 a)烯酮二聚體分散體，和 b)經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物， 其中所述經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物的pH在3. 3以下，并且其中所述紙張施膠組合物是穩(wěn)定的，并提供增強(qiáng)的施膠效率。
2.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中所述經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物的pH在3.O以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的組合物，其中所述含有乙烯基胺的聚合物的pH在2.5以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中所述含有乙烯基胺的聚合物的PH為2.1-2. 5。
5.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中所述烯酮二聚體分散體是烯酮二聚體的淀粉穩(wěn)定化分散體。
6.根據(jù)權(quán)利要求I的組合物，其中用于調(diào)節(jié)所述經(jīng)PH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物的pH的酸包括鹽酸。
7.制備穩(wěn)定的施膠組合物的方法，其包括 1)將含有乙烯基胺的聚合物的pH調(diào)節(jié)至約3.3以下，和 2)將經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物與烯酮二聚體分散體混合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在使用之前將所述含有乙烯基胺的聚合物和烯酮二聚體的混合物老化至少I小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中在使用之前將所述含有乙烯基胺的聚合物和烯酮二聚體的混合物老化至少3小時(shí)。
10.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中將所述含有乙烯基胺的聚合物的pH調(diào)節(jié)至3.0以下。
11.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中將所述含有乙烯基胺的聚合物的pH調(diào)節(jié)至2.5以下。
12.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中將所述含有乙烯基胺的聚合物的pH調(diào)節(jié)至2.1-2. 5。
13.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述烯酮二聚體是烷基烯酮二聚體，其中所述烷基烯酮二聚體是由C12-C22直鏈飽和天然脂肪酸、油酸、異硬脂酸或它們的混合物制備的。
14.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述含有乙烯基胺的聚合物包括完全水解或部分水解的聚乙烯基甲酰胺。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述完全水解或部分水解的聚乙烯基甲酰胺是80-100%水解的。
16.根據(jù)權(quán)利要求14的方法，其中所述完全水解或部分水解的聚乙烯基甲酰胺是90-100%水解的。
17.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述含有乙烯基胺的聚合物包括聚乙烯胺。
18.根據(jù)權(quán)利要求7的方法，其中所述烯酮二聚體分散體是淀粉穩(wěn)定化的。
19.對(duì)紙張施膠的方法，其包括 1)將含有乙烯基胺的聚合物的PH調(diào)節(jié)至約3.3以下， 2)將經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物與烯酮二聚體分散體混合， 3)將所述含有乙烯基胺的聚合物和烯酮二聚體分散體的混合物保持至少I小時(shí)，和 4)將所述含有乙烯基胺的聚合物和烯酮二聚體分散體的混合物施用于紙漿中或施用在施膠機(jī)上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19的方法，其中將所述含有乙烯基胺的聚合物的pH調(diào)節(jié)至2. 5以 下。
全文摘要
本發(fā)明公開了穩(wěn)定的紙張施膠組合物，其包含烯酮二聚體分散體和經(jīng)pH調(diào)節(jié)的含有乙烯基胺的聚合物。還公開了制備所述穩(wěn)定的施膠組合物的方法和使用所述穩(wěn)定的施膠組合物的方法。
文檔編號(hào)D21H21/16GK102656317SQ201080057577
公開日2012年9月5日 申請(qǐng)日期2010年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月18日
發(fā)明者K·J·博托夫, S·M·埃爾哈特 申請(qǐng)人:赫爾克里士公司