2的中值體積小于樣品IDNo. 112-2中值體積的一半，并且尺寸大于2微米的顆粒 的百分比較小。
[0168]表3
[0169]
[0171] 實施例8
[0172] 施膠效率
[0173] 在造紙機(jī)上現(xiàn)場試驗期間還測定了上述表2中描述的乳劑以確定其在石膏板乳 機(jī)中對施膠效率的影響。GPAM與ASA之比基于產(chǎn)物為0. 6至1. 0。相應(yīng)調(diào)整至頂板和基板 的ASA流以維持Cobb施膠目標(biāo)。表4示出了試驗期間的ASA使用率。
[0174] 表4中的數(shù)據(jù)表明，當(dāng)用5摩爾％DADMAC骨架合成的GPAM乳化劑包含MgS04 *7H20 鹽時，施膠效率略微提高。表4還表明，當(dāng)用12摩爾％DADMAC骨架合成GPAM乳化劑時，施 膠效率顯著提高。
[0175]表 4
[0176]
[0178] 實施例9
[0179] 用于ASA乳化的高翦切討稈
[0180] 在紙板和包裝等級機(jī)器上進(jìn)行GPAM施膠乳化試驗，其表明了經(jīng)GPAM乳化的ASA 乳劑質(zhì)量如何影響施膠性能。
[0181] 表5示出了用于對白邊Kraft掛面紙板等級進(jìn)行施膠的經(jīng)GPAM乳化ASA的粒徑 分布和施膠性能結(jié)果。高剪切均質(zhì)器乳化單元用于該試驗。粒徑分布被表示為D5。（中值粒 徑）和DM(90%群體小于該粒徑的粒徑）。隨著粒徑分布變大，D9。值將增加。表5中的重 要信息是乳化劑與ASA體積比和渦輪回路中存在的GPAM百分比。改變這些參數(shù)影響粒徑分 布和施膠性能。在這種情況中，施膠性能由Cobb60值表示。該值顯示出60秒之后的吸水 量。隨著Cobb60值減小，施膠性能改善。當(dāng)乳化劑與ASA體積比從1. 0降至0. 8時，中值 乳劑粒徑增加。這是由于渦輪回路中GPAM%增加，這還導(dǎo)致了降低的施膠效率，如由Cobb 60值增加所表明的。當(dāng)將乳化劑與ASA體積比維持為0.8 : 1.0時，通過從乳化過程中移 除水使GPAM%從0. 35%增加至0. 52%。這導(dǎo)致了較小的中值乳劑粒徑并改善了施膠性能， 如由Cobb60值減小所證明的。乳化劑與ASA體積比的進(jìn)一步減小提供了增加的乳劑中值 粒徑（D5。)，但是也擴(kuò)寬了粒徑分布，如通過％。增加所測量的，這對施膠性能有不利影響，因 為Cobb60值增加。
[0182] 圖4示出了使用高剪切均質(zhì)器乳化單元的GPAM乳化技術(shù)進(jìn)行造紙機(jī)試驗的施膠 性能結(jié)果。如前所述，施膠性能由Cobb60值來確定。通過調(diào)整ASA劑量在造紙機(jī)上控制 該Cobb60值。優(yōu)選低的ASA劑量以及低的乳化劑與ASA之比。圖4中每個步驟中乳化劑 與ASA之比的改變與表5中呈現(xiàn)的數(shù)據(jù)相關(guān)。當(dāng)使用GPAM化學(xué)品代替常規(guī)乳化劑來乳化 ASA時，導(dǎo)致了施膠性能的顯著改善。這通過減少施膠劑量以滿足目標(biāo)Cobb60值來證明。 當(dāng)將GPAM與ASA乳化比基于體積降低至0.7 : 1.0時，沒有觀察到性能損失。
[0183]表5
[0184]
[0185] 表5和下圖4的結(jié)果證明了以下內(nèi)容：當(dāng)用GPAM乳化ASA時，施膠性能在乳劑中 值粒徑增加或粒徑分布擴(kuò)寬時降低；隨著乳化劑與ASA體積比降低，存在于渦輪回路中的 GPAM的百分比降低，這增加了乳劑的中值粒徑，導(dǎo)致施膠效率降低；在固定的乳化劑與ASA 之比下，乳劑的中值粒徑隨著渦輪回路中GPAM的百分比增加而增加。這改善了造紙機(jī)上的 施膠性能；并且在渦輪回路中GPAM的固定百分比下，中值粒徑隨著乳化劑與ASA體積比降 低而增加。
[0186] 基于該性能數(shù)據(jù)和額外試驗的結(jié)果，確定使用高剪切均質(zhì)器乳化單元用GPAM乳 化ASA的最好實踐是乳化劑與ASA體積比為0. 6至1. 0 : 1. 0并且渦輪回路中GPAM的百分 比為〇? 3%至0? 9% (基于固體）。
[0187] 實施例10
[0188] 用于ASA乳化的高壓討稈
[0189] 在紙板和包裝級機(jī)器上進(jìn)行GPAM施膠乳化試驗，其表明了經(jīng)GPAM乳化的ASA乳 劑質(zhì)量如何影響施膠性能。
[0190] 表6示出了高壓渦輪乳化單元的粒徑分布和乳化參數(shù)。該乳化試驗在石膏板乳機(jī) 上進(jìn)行。如上所述，粒徑分布表示為D5。（中值粒徑）和D9。(90%群體小于該粒徑的粒徑）。 表6中的重要信息是乳化劑與ASA體積比和渦輪回路中存在的GPAM%。相應(yīng)調(diào)整這些參數(shù) 以控制乳劑粒徑。最佳粒徑在乳化劑與ASA比為0.65至1.0 : 1.0下獲得。不依賴于乳 化劑與ASA的體積比，粒徑在回路中GPAM的百分比為1. 0%時是最好的。該數(shù)據(jù)表明，與高 剪切均質(zhì)器乳化單元相比，高壓渦輪栗乳化單元具有對于渦輪回路中的GPAM%的更緊密的 操作窗口。
[0191] 表 6
[0192]
[0193] 圖5示出了使用表6中所示乳劑進(jìn)行乳化試驗的施膠性能結(jié)果。在圖5中，施膠 性能通過沸騰舟測試示出。沸騰舟值的增加與施膠性能的改善相關(guān)。數(shù)據(jù)表明，在較低的 ASA劑量下，與常規(guī)乳化劑（7541)相比，用GPAM乳化技術(shù)（DVP6P007)獲得了較高的沸騰舟 值。數(shù)據(jù)還表明，當(dāng)使用GPAM乳化技術(shù)時，沸騰舟值隨著乳劑中值粒徑增加而減小。
[0194] 當(dāng)使用高壓渦輪乳化單元時，用GPAM乳化ASA的最好實踐是乳化劑與ASA體積比 為0.6至1.3 : 1.0,更優(yōu)選0.6至0.95 : 1.0,并且渦輪回路中GPAM的百分比為0.6%至 1. 8% (基于固體）。
[0195] 實施例11
[0196] 大粒徑的施膠效率
[0197] 表7示出了造紙機(jī)試驗數(shù)據(jù)，其中經(jīng)GPAM乳化的ASA產(chǎn)生非常大的粒徑，但是機(jī) 器上的性能是優(yōu)良的，如相關(guān)的圖6所示，其中ASA劑量顯著減小。這是從大于50微米的粒 徑中沒有預(yù)料到的。表7中的平均直徑是所測量的乳劑顆粒的平均直徑。中值直徑是其中 所測量的乳劑顆粒的50%大于該直徑并且50%低于該直徑的值。這些值給出了乳劑中粒 徑分布的理念。對于造紙工業(yè)中的那些人員，報道中值直徑值是常見的。乳化劑和ASA流 量是進(jìn)料至乳化單元中以制備初級乳劑的體積。這些流量用于計算乳化劑與ASA體積比。 表7中的數(shù)據(jù)與圖6中所示的施膠性能結(jié)果相關(guān)并且顯示出，甚至在大乳劑粒徑下，在造紙 機(jī)上實現(xiàn)了ASA施膠效率的提高。這個結(jié)果是沒有預(yù)料到的并且基于目前的工業(yè)知識是預(yù) 測不到的。
[0198] 表 7
[0199]
[0200] 比較例12
[0201] 無ASA乳化的施膠效率
[0202] 圖7至圖10表明在沒有乳化的情況下，將GPAM(例如以提供濕強(qiáng)度或干強(qiáng)度）和 ASA引入造紙過程中導(dǎo)致了Cobb值增加和所需的ASA流量增加，并因此使施膠效率損失。
[0203] 圖7示出了以下試驗的機(jī)器數(shù)據(jù)，所述試驗示出了添加GPAM強(qiáng)度樹脂導(dǎo)致施膠性 能損失，如通過頂面和底面Cobb值增加所表明的。在試驗期間，降低GPAM劑量以試圖滿足 施膠目標(biāo)。
[0204] 圖8示出了以下試驗的機(jī)器數(shù)據(jù)，所述試驗示出了添加GPAM強(qiáng)度樹脂導(dǎo)致施膠性 能損失，如通過頂面和底面Cobb值增加所表明的。在試驗期間，不得不增加進(jìn)料至頂板和 底板的ASA劑量以滿足施膠目標(biāo)。施膠劑量的這種增加與GPAM強(qiáng)度樹脂劑量的減小有關(guān)。 圖8的時間線與圖7的時間線匹配并且示出了GPAM試驗期間ASA劑量（流量）。
[0205] 圖9示出了施膠性能數(shù)據(jù)，其示出了當(dāng)將3ib/T的強(qiáng)度樹脂（JVletrixH)添加至 紙中時，與不包含31b/TDSR的紙相比，施膠性能降低，如通過較高的Cobb值所表明的。 [0206] 圖1〇示出了實驗施膠性能數(shù)據(jù)，其示出了當(dāng)將3ib/T的強(qiáng)度樹脂（ 添加至紙中時，與不包含31b/TDSR的紙相比，施膠性能降低，如通過較高的Cobb值所表明 的。Cobb值在較高施膠劑量下是相似的，其根據(jù)Cobb測試方法的參數(shù)可以為常見現(xiàn)象。 [0207] 以絕對術(shù)語或近似術(shù)語給出的任何范圍旨在包括二者，并且本文所使用的任何定 義旨在說明而并非限制。雖然陳述本發(fā)明寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在具體 實施例中陳述的數(shù)值是盡可能精確地報導(dǎo)的。然而，任何數(shù)值值均固有地包括不可避免地 由在其各自的測試測量中存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差產(chǎn)生的某些誤差。此外，本文公開的所有范圍應(yīng) 理解為包括其中所包括的任何和所有子范圍（包括所有的分?jǐn)?shù)值和整數(shù)值）。
[0208] 此外，本發(fā)明包括本文所述的多個實施方案中一些或全部的任何和所有可能的組 合。本申請中引用的任何和所有專利、專利申請、科學(xué)論文和其他參考文獻(xiàn)以及在中引用的 任何參考文獻(xiàn)，都通過引用整體并入本文。還應(yīng)理解，對本文所述的目前優(yōu)選的實施方案的 各種改變和修改對于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的?？梢宰鞒鲞@樣的改變和修改而不偏 離本發(fā)明的精神和范圍并且不消除其預(yù)期優(yōu)點。因此，這樣的改變和修改旨在包括在所附 權(quán)利要求中。
【主權(quán)項】
1. 一種施膠乳劑，包含： a) 施膠劑，其選自烷基烯酮二聚體（"AKD"）和烯基琥珀酸酐（ASA); b) 乳化劑，其選自： 具有5摩爾％ DADMAC單體含量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物； 具有5摩爾％ DADMAC單體含量并且還包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物； 具有12摩爾％ DADMC單體含量的乙醛酸化聚（DADMC)/AcAm聚合物；和 具有12摩爾％ DADMAC單體含量并且還包含MgSO4 *7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物；以及 c) 水性組分。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中所述乳化劑是具有5摩爾％ DADMC單體含量 的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm聚合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中所述乳化劑是具有5摩爾％ DADMC單體含量 并且還包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中所述乳化劑是具有12摩爾％ DADMC單體含 量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物。5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中所述乳化劑是具有12摩爾％ DADMC單體含 量并且還包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中值粒徑小于或等于2. 5微米。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中值粒徑小于或等于2. 0微米。8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中值粒徑小于或等于1. 5微米。9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中值粒徑小于或等于1. 4微米。10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中值粒徑小于或等于1. 3微米。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中值粒徑在老化〇分鐘之后小于或等于1. 5微 米，在老化30分鐘之后小于或等于1. 5微米，并且在老化60分鐘之后小于或等于1. 5微米。12. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的施膠乳劑，其中基于體積，所述乳化劑與所述施膠劑之比為 0? 6 : I. 0 至 1. 25 : 1. 0〇13. -種增強(qiáng)施膠的方法，所述方法包括在造紙過程中將有效量的施膠乳劑添加至造 紙機(jī)中，其中所述施膠乳劑包含： a) 施膠劑，其選自烷基烯酮二聚體（"AKD"）和烯基琥珀酸酐（ASA); b) 乳化劑，其選自： 具有5摩爾％ DADMAC單體含量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物； 具有5摩爾％ DADMAC單體含量并且還包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物； 具有12摩爾％ DADMC單體含量的乙醛酸化聚（DADMC)/AcAm聚合物；和 具有12摩爾％ DADMAC單體含量并且還包含MgSO4 *7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物；以及 c) 水性組分。14. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述施膠乳劑在高剪切均質(zhì)器乳化單元中制備 并且乳化劑與ASA的體積比為0.6 : 1.0 至1.0 : 1.0。15. 根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，其中所述高剪切均質(zhì)器乳化單元包括渦輪回路，并 且所述乳化劑在所述渦輪回路中基于固體的百分比為〇. 3%至0. 9%。16. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中所述施膠乳劑的中值粒徑（D 5。）為I. 1微米或 更小。17. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述施膠乳劑在高壓渦輪乳化單元中制備并且 乳化劑與ASA的體積比為0.6 : 1.0至1.25 : 1.0。18. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的方法，其中所述高壓渦輪乳化單元包括渦輪回路，并且所 述乳化劑在所述渦輪回路中基于固體的百分比為〇. 6%至1. 8%。19. 根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述施膠乳劑的中值粒徑（D 5。）為1. 3微米或 更小。20. 根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中所述施膠乳劑在進(jìn)入所述造紙機(jī)的流漿箱之前 用二次載體溶液稀釋。21. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述二次載體溶液是包含選自以下的乳化劑的 水性溶液： 具有5摩爾％ DADMAC單體含量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物； 具有5摩爾％ DADMAC單體含量并且還包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物； 具有12摩爾％ DADMC單體含量的乙醛酸化聚（DADMC)/AcAm聚合物；和 具有12摩爾％ DADMAC單體含量并且還包含MgSO4 *7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物。22. 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述二次載體溶液包含約2重量％至約10重 量％的所述乳化劑。23. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所述二次載體溶液是不合乳化劑的水性溶液。24. 根據(jù)權(quán)利要求20所述的方法，其中所添加的所述二次載體溶液與所述施膠乳劑之 比為2 : 1至20 : 1。
【專利摘要】本文公開了提高造紙機(jī)性能并增強(qiáng)施膠的組合物和方法。所述組合物包含施膠劑、乳化劑和水性組分。所述乳化劑可為醛官能化聚合物。
【IPC分類】D21H17/54, C09D139/04
【公開號】CN105051288
【申請?zhí)枴緾N201480013596
【發(fā)明人】布雷德利·J·本茨, 威廉·C·約翰遜, 劉梅, 肖恩·M·威爾遜, 馬克·格里姆, 邁克爾·R·圣約翰
【申請人】納爾科公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2014年3月9日
【公告號】CA2904596A1, WO2014164380A1