2的中值体积小于样品IDNo. 112-2中值体积的一半，并且尺寸大于2微米的颗粒 的百分比较小。
[0168]表3
[0169]
[0171] 实施例8
[0172] 施胶效率
[0173] 在造纸机上现场试验期间还测定了上述表2中描述的乳剂以确定其在石膏板乳 机中对施胶效率的影响。GPAM与ASA之比基于产物为0. 6至1. 0。相应调整至顶板和基板 的ASA流以维持Cobb施胶目标。表4示出了试验期间的ASA使用率。
[0174] 表4中的数据表明，当用5摩尔％DADMAC骨架合成的GPAM乳化剂包含MgS04 *7H20 盐时，施胶效率略微提高。表4还表明，当用12摩尔％DADMAC骨架合成GPAM乳化剂时，施 胶效率显著提高。
[0175]表 4
[0176]
[0178] 实施例9
[0179] 用于ASA乳化的高翦切讨稈
[0180] 在纸板和包装等级机器上进行GPAM施胶乳化试验，其表明了经GPAM乳化的ASA 乳剂质量如何影响施胶性能。
[0181] 表5示出了用于对白边Kraft挂面纸板等级进行施胶的经GPAM乳化ASA的粒径 分布和施胶性能结果。高剪切均质器乳化单元用于该试验。粒径分布被表示为D5。（中值粒 径）和DM(90%群体小于该粒径的粒径）。随着粒径分布变大，D9。值将增加。表5中的重 要信息是乳化剂与ASA体积比和涡轮回路中存在的GPAM百分比。改变这些参数影响粒径分 布和施胶性能。在这种情况中，施胶性能由Cobb60值表示。该值显示出60秒之后的吸水 量。随着Cobb60值减小，施胶性能改善。当乳化剂与ASA体积比从1. 0降至0. 8时，中值 乳剂粒径增加。这是由于涡轮回路中GPAM%增加，这还导致了降低的施胶效率，如由Cobb 60值增加所表明的。当将乳化剂与ASA体积比维持为0.8 : 1.0时，通过从乳化过程中移 除水使GPAM%从0. 35%增加至0. 52%。这导致了较小的中值乳剂粒径并改善了施胶性能， 如由Cobb60值减小所证明的。乳化剂与ASA体积比的进一步减小提供了增加的乳剂中值 粒径（D5。)，但是也扩宽了粒径分布，如通过％。增加所测量的，这对施胶性能有不利影响，因 为Cobb60值增加。
[0182] 图4示出了使用高剪切均质器乳化单元的GPAM乳化技术进行造纸机试验的施胶 性能结果。如前所述，施胶性能由Cobb60值来确定。通过调整ASA剂量在造纸机上控制 该Cobb60值。优选低的ASA剂量以及低的乳化剂与ASA之比。图4中每个步骤中乳化剂 与ASA之比的改变与表5中呈现的数据相关。当使用GPAM化学品代替常规乳化剂来乳化 ASA时，导致了施胶性能的显著改善。这通过减少施胶剂量以满足目标Cobb60值来证明。 当将GPAM与ASA乳化比基于体积降低至0.7 : 1.0时，没有观察到性能损失。
[0183]表5
[0184]
[0185] 表5和下图4的结果证明了以下内容：当用GPAM乳化ASA时，施胶性能在乳剂中 值粒径增加或粒径分布扩宽时降低；随着乳化剂与ASA体积比降低，存在于涡轮回路中的 GPAM的百分比降低，这增加了乳剂的中值粒径，导致施胶效率降低；在固定的乳化剂与ASA 之比下，乳剂的中值粒径随着涡轮回路中GPAM的百分比增加而增加。这改善了造纸机上的 施胶性能；并且在涡轮回路中GPAM的固定百分比下，中值粒径随着乳化剂与ASA体积比降 低而增加。
[0186] 基于该性能数据和额外试验的结果，确定使用高剪切均质器乳化单元用GPAM乳 化ASA的最好实践是乳化剂与ASA体积比为0. 6至1. 0 : 1. 0并且涡轮回路中GPAM的百分 比为〇? 3%至0? 9% (基于固体）。
[0187] 实施例10
[0188] 用于ASA乳化的高压讨稈
[0189] 在纸板和包装级机器上进行GPAM施胶乳化试验，其表明了经GPAM乳化的ASA乳 剂质量如何影响施胶性能。
[0190] 表6示出了高压涡轮乳化单元的粒径分布和乳化参数。该乳化试验在石膏板乳机 上进行。如上所述，粒径分布表示为D5。（中值粒径）和D9。(90%群体小于该粒径的粒径）。 表6中的重要信息是乳化剂与ASA体积比和涡轮回路中存在的GPAM%。相应调整这些参数 以控制乳剂粒径。最佳粒径在乳化剂与ASA比为0.65至1.0 : 1.0下获得。不依赖于乳 化剂与ASA的体积比，粒径在回路中GPAM的百分比为1. 0%时是最好的。该数据表明，与高 剪切均质器乳化单元相比，高压涡轮栗乳化单元具有对于涡轮回路中的GPAM%的更紧密的 操作窗口。
[0191] 表 6
[0192]
[0193] 图5示出了使用表6中所示乳剂进行乳化试验的施胶性能结果。在图5中，施胶 性能通过沸腾舟测试示出。沸腾舟值的增加与施胶性能的改善相关。数据表明，在较低的 ASA剂量下，与常规乳化剂（7541)相比，用GPAM乳化技术（DVP6P007)获得了较高的沸腾舟 值。数据还表明，当使用GPAM乳化技术时，沸腾舟值随着乳剂中值粒径增加而减小。
[0194] 当使用高压涡轮乳化单元时，用GPAM乳化ASA的最好实践是乳化剂与ASA体积比 为0.6至1.3 : 1.0,更优选0.6至0.95 : 1.0,并且涡轮回路中GPAM的百分比为0.6%至 1. 8% (基于固体）。
[0195] 实施例11
[0196] 大粒径的施胶效率
[0197] 表7示出了造纸机试验数据，其中经GPAM乳化的ASA产生非常大的粒径，但是机 器上的性能是优良的，如相关的图6所示，其中ASA剂量显著减小。这是从大于50微米的粒 径中没有预料到的。表7中的平均直径是所测量的乳剂颗粒的平均直径。中值直径是其中 所测量的乳剂颗粒的50%大于该直径并且50%低于该直径的值。这些值给出了乳剂中粒 径分布的理念。对于造纸工业中的那些人员，报道中值直径值是常见的。乳化剂和ASA流 量是进料至乳化单元中以制备初级乳剂的体积。这些流量用于计算乳化剂与ASA体积比。 表7中的数据与图6中所示的施胶性能结果相关并且显示出，甚至在大乳剂粒径下，在造纸 机上实现了ASA施胶效率的提高。这个结果是没有预料到的并且基于目前的工业知识是预 测不到的。
[0198] 表 7
[0199]
[0200] 比较例12
[0201] 无ASA乳化的施胶效率
[0202] 图7至图10表明在没有乳化的情况下，将GPAM(例如以提供湿强度或干强度）和 ASA引入造纸过程中导致了Cobb值增加和所需的ASA流量增加，并因此使施胶效率损失。
[0203] 图7示出了以下试验的机器数据，所述试验示出了添加GPAM强度树脂导致施胶性 能损失，如通过顶面和底面Cobb值增加所表明的。在试验期间，降低GPAM剂量以试图满足 施胶目标。
[0204] 图8示出了以下试验的机器数据，所述试验示出了添加GPAM强度树脂导致施胶性 能损失，如通过顶面和底面Cobb值增加所表明的。在试验期间，不得不增加进料至顶板和 底板的ASA剂量以满足施胶目标。施胶剂量的这种增加与GPAM强度树脂剂量的减小有关。 图8的时间线与图7的时间线匹配并且示出了GPAM试验期间ASA剂量（流量）。
[0205] 图9示出了施胶性能数据，其示出了当将3ib/T的强度树脂（JVletrixH)添加至 纸中时，与不包含31b/TDSR的纸相比，施胶性能降低，如通过较高的Cobb值所表明的。 [0206] 图1〇示出了实验施胶性能数据，其示出了当将3ib/T的强度树脂（ 添加至纸中时，与不包含31b/TDSR的纸相比，施胶性能降低，如通过较高的Cobb值所表明 的。Cobb值在较高施胶剂量下是相似的，其根据Cobb测试方法的参数可以为常见现象。 [0207] 以绝对术语或近似术语给出的任何范围旨在包括二者，并且本文所使用的任何定 义旨在说明而并非限制。虽然陈述本发明宽范围的数值范围和参数是近似值，但是在具体 实施例中陈述的数值是尽可能精确地报导的。然而，任何数值值均固有地包括不可避免地 由在其各自的测试测量中存在的标准偏差产生的某些误差。此外，本文公开的所有范围应 理解为包括其中所包括的任何和所有子范围（包括所有的分数值和整数值）。
[0208] 此外，本发明包括本文所述的多个实施方案中一些或全部的任何和所有可能的组 合。本申请中引用的任何和所有专利、专利申请、科学论文和其他参考文献以及在中引用的 任何参考文献，都通过引用整体并入本文。还应理解，对本文所述的目前优选的实施方案的 各种改变和修改对于本领域技术人员将是显而易见的。可以作出这样的改变和修改而不偏 离本发明的精神和范围并且不消除其预期优点。因此，这样的改变和修改旨在包括在所附 权利要求中。
【主权项】
1. 一种施胶乳剂，包含： a) 施胶剂，其选自烷基烯酮二聚体（"AKD"）和烯基琥珀酸酐（ASA); b) 乳化剂，其选自： 具有5摩尔％ DADMAC单体含量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物； 具有5摩尔％ DADMAC单体含量并且还包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物； 具有12摩尔％ DADMC单体含量的乙醛酸化聚（DADMC)/AcAm聚合物；和 具有12摩尔％ DADMAC单体含量并且还包含MgSO4 *7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物；以及 c) 水性组分。2. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中所述乳化剂是具有5摩尔％ DADMC单体含量 的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm聚合物。3. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中所述乳化剂是具有5摩尔％ DADMC单体含量 并且还包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物。4. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中所述乳化剂是具有12摩尔％ DADMC单体含 量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物。5. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中所述乳化剂是具有12摩尔％ DADMC单体含 量并且还包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物。6. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中值粒径小于或等于2. 5微米。7. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中值粒径小于或等于2. 0微米。8. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中值粒径小于或等于1. 5微米。9. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中值粒径小于或等于1. 4微米。10. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中值粒径小于或等于1. 3微米。11. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中值粒径在老化〇分钟之后小于或等于1. 5微 米，在老化30分钟之后小于或等于1. 5微米，并且在老化60分钟之后小于或等于1. 5微米。12. 根据权利要求1所述的施胶乳剂，其中基于体积，所述乳化剂与所述施胶剂之比为 0? 6 : I. 0 至 1. 25 : 1. 0〇13. -种增强施胶的方法，所述方法包括在造纸过程中将有效量的施胶乳剂添加至造 纸机中，其中所述施胶乳剂包含： a) 施胶剂，其选自烷基烯酮二聚体（"AKD"）和烯基琥珀酸酐（ASA); b) 乳化剂，其选自： 具有5摩尔％ DADMAC单体含量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物； 具有5摩尔％ DADMAC单体含量并且还包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物； 具有12摩尔％ DADMC单体含量的乙醛酸化聚（DADMC)/AcAm聚合物；和 具有12摩尔％ DADMAC单体含量并且还包含MgSO4 *7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物；以及 c) 水性组分。14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述施胶乳剂在高剪切均质器乳化单元中制备 并且乳化剂与ASA的体积比为0.6 : 1.0 至1.0 : 1.0。15. 根据权利要求14所述的方法，其中所述高剪切均质器乳化单元包括涡轮回路，并 且所述乳化剂在所述涡轮回路中基于固体的百分比为〇. 3%至0. 9%。16. 根据权利要求15所述的方法，其中所述施胶乳剂的中值粒径（D 5。）为I. 1微米或 更小。17. 根据权利要求13所述的方法，其中所述施胶乳剂在高压涡轮乳化单元中制备并且 乳化剂与ASA的体积比为0.6 : 1.0至1.25 : 1.0。18. 根据权利要求17所述的方法，其中所述高压涡轮乳化单元包括涡轮回路，并且所 述乳化剂在所述涡轮回路中基于固体的百分比为〇. 6%至1. 8%。19. 根据权利要求18所述的方法，其中所述施胶乳剂的中值粒径（D 5。）为1. 3微米或 更小。20. 根据权利要求13所述的方法，其中所述施胶乳剂在进入所述造纸机的流浆箱之前 用二次载体溶液稀释。21. 根据权利要求20所述的方法，其中所述二次载体溶液是包含选自以下的乳化剂的 水性溶液： 具有5摩尔％ DADMAC单体含量的乙醛酸化聚（DADMAC)/AcAm聚合物； 具有5摩尔％ DADMAC单体含量并且还包含MgSO4 ? 7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物； 具有12摩尔％ DADMC单体含量的乙醛酸化聚（DADMC)/AcAm聚合物；和 具有12摩尔％ DADMAC单体含量并且还包含MgSO4 *7H20的乙醛酸化聚（DADMAC) /AcAm 聚合物。22. 根据权利要求21所述的方法，其中所述二次载体溶液包含约2重量％至约10重 量％的所述乳化剂。23. 根据权利要求20所述的方法，其中所述二次载体溶液是不合乳化剂的水性溶液。24. 根据权利要求20所述的方法，其中所添加的所述二次载体溶液与所述施胶乳剂之 比为2 : 1至20 : 1。
【专利摘要】本文公开了提高造纸机性能并增强施胶的组合物和方法。所述组合物包含施胶剂、乳化剂和水性组分。所述乳化剂可为醛官能化聚合物。
【IPC分类】D21H17/54, C09D139/04
【公开号】CN105051288
【申请号】CN201480013596
【发明人】布雷德利·J·本茨, 威廉·C·约翰逊, 刘梅, 肖恩·M·威尔逊, 马克·格里姆, 迈克尔·R·圣约翰
【申请人】纳尔科公司
【公开日】2015年11月11日
【申请日】2014年3月9日
【公告号】CA2904596A1, WO2014164380A1