聚合物及其制备和用图_3

文档序号:9251921阅读:来源:国知局
子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚 丙烯酰胺、阴离子硅质材料及其组合。滤水助剂和助留剂的合适的组合的实例包括(i)阳 离子淀粉和阴离子硅质材料,优选基于二氧化硅的颗粒,(ii)阳离子聚丙烯酰胺和阴离子 硅质材料,优选基于二氧化硅的颗粒,(iii)阳离子淀粉、阳离子聚丙烯酰胺和阴离子硅质 材料,优选基于二氧化硅的颗粒,(iv)阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺和阴离子硅 质材料,优选基于二氧化硅的颗粒,和(v)阳离子淀粉、阴离子聚丙烯酰胺和阴离子硅质材 料,优选基于二氧化娃的颗粒。
[0037] 可以将一种或多种滤水助剂和助留剂添加至含水纤维素悬浮液中,其量可以尤其 根据添加剂的类型和数目、悬浮液的类型、添加点等在宽限制范围内变化。当使用时,阴离 子聚合物通常以基于悬浮液干重的至少约0.001 wt%,通常至少约0.005 wt%,并且上限通 常为约3.0 wt%,并合适地约1.5 wt%的量添加。当使用时,阳离子聚合物通常以基于悬浮 液干重的至少约0.001 wt%,通常至少约0.005 wt%,并且上限通常为约3.0 wt%,并合适地 约1.5 wt%的量添加。当使用时,娃质材料通常以基于悬浮液干重的至少约0.001 wt%,通 常至少约0. 005 wt%,并且上限通常为约1. 0 wt%,并合适地约0. 6 wt%的量添加。
[0038] 合适的凝聚剂的实例包括有机凝聚剂和无机凝聚剂。合适的有机凝聚剂的实例 包括低分子量阳离子聚合物,例如二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)的均聚物和共聚物、多 胺、聚酰胺胺、聚乙烯亚胺和双氰胺缩聚物,所述聚合物具有约1,〇〇〇至约700, 000,合适 地约10, 000至约500, 000道尔顿的重均分子量Mw。合适的无机凝聚剂的实例包括铝化合 物,例如巩和聚合错化合物,例如聚合氯化错、聚合硫酸错、聚合娃酸硫酸错(p〇lyaluminum silicate sulphate)及其混合物。
[0039] 当使用时,优选地在添加一种或多种滤水助剂和助留剂之前添加凝聚剂。阳离子 凝聚剂可以以基于干悬浮液作为干凝聚剂计算的至少约〇. 001 wt%,或约0. 05 wt%,通常约 0. 1 wt%,最多约3. 0 wt%,通常最多约2. 0 wt%的量添加。
[0040] 当使用时,可以将如以上定义的湿强剂和施胶剂中的每个以基于干悬浮液作为干 试剂计算的约〇. 01至约1 wt%,通常约0. 1至约0. 5 wt%的量添加至悬浮液中。
[0041] 本发明的方法可以包括使用常规类型的矿物填料,例如高岭土、瓷土、二氧化钛、 石膏、滑石和天然及合成的碳酸钙,例如白垩、研磨过的大理石和沉淀碳酸钙。
[0042] 本发明的方法可应用于所有用于制备纸和纸板的方法和所有纤维素悬浮液,并且 其特别可用于从具有高电导率的含水纤维素悬浮液制造纸和纸板。在这样的情况下,在丝 网(wire)上脱水的纤维素悬浮液的电导率通常为至少2.0 mS/cm,合适地为至少3.5 mS/ cm并优选至少5.0 mS/cm。可以通过标准设备,例如由Christian Berner供应的WTW LF 539仪器测量电导率。高电导率水平表示高含量的盐或电解质,其可以来自用于形成纤维素 悬浮液的材料,来自引入至纤维素悬浮液中的各种添加剂,来自供应至该方法的淡水等。此 外,在白水被大量再循环的方法中盐含量通常较高,其可以导致盐在本方法中循环的水中 的大量积累。
[0043] 本发明还涵盖了用于生产纸和纸板的方法,其中白水被大量地再生或再循环,即 具有高度的白水封闭,例如其中每吨生产的干纸或纸板,使用〇至约30吨的淡水,通常每吨 纸或纸板小于约20,合适地小于约15,优选小于约10并显著地小于约5吨的淡水。对在所 述方法中获得的白水的再生合适地包括将白水与纤维素纤维和/或任选的填料混合以形 成待脱水的悬浮液;优选地,其包括在悬浮液进入用于脱水的成形网(forming wire)之前 将白水与含有纤维素纤维的悬浮液和任选的填料混合。可以在引入本发明的滤水助剂和助 留剂之前、之间、同时或之后将白水与悬浮液混合。可以在任何阶段将淡水引入本方法;例 如,其可以与纤维素纤维混合以形成悬浮液,以及可以在将悬浮液与白水混合之前、同时或 之后将其与含有纤维素纤维的稠悬浮液混合以将其稀释使得形成待脱水的稀悬浮液。
[0044] 本方法可用于从不同类型的纤维素纤维的含水悬浮液生产纸和纸板,并且所述 悬浮液应该合适地含有基于干物质的至少约25 wt%,并优选至少约50 wt%的这样的纤 维。所述悬浮液可以基于来自化学纸浆,例如硫酸盐纸浆、亚硫酸盐纸浆和有机溶剂纸浆( organosolv pulp),机械纸衆,例如热-机械纸衆,化学-热机械纸衆,精磨机纸衆(refiner pulp )和磨木衆(groundwood pulp)(来自硬材和软材)的纤维,并且也可以基于再生纤 维,任选地来自脱墨纸浆,及其混合物。
[0045] 根据本发明的纸和纸板可以是多种类型或等级,并且可以用于多种应用。纸的等 级和应用的实例包括书写纸和印刷纸等级。纸板的合适的等级和应用的实例包括固体纸 板(solid board),例如固体漂白硫酸盐纸板(SBS)和固体未漂白硫酸盐纸板(SUS),纸板、 纸盒纸板,例如折叠箱纸板(FBB)、折叠纸盒纸板、液体包装纸板(LPB),包括所有类型的无 菌、非无菌可高压灭菌的包装纸板、白浆衬里的粗纸板(WLC)、未漂白的牛皮纸板、灰粗纸板 和再生纸板、箱纸板(liner board)和盒用纸板(container board),包括白色硫酸盐牛皮 箱纸板(white sulphate kraftliner)、完全漂白的牛皮箱纸板、挂面箱纸板(testliner)、 白色硫酸盐挂面箱纸板、未漂白的牛皮箱纸板、未漂白的挂面箱纸板和再生的箱纸板、瓦楞 纸和波纹瓦楞纸。 实施例
[0046] 在以下实施例中进一步对本发明进行举例说明,然而所述实施例不意图限制本发 明。除非另有说明,否则份数和%分别涉及重量份数和重量%,并且全部的悬浮液为含水的。
[0047] 实施例1 本实施例描述用于制备根据本发明的聚合物和用于比较的聚合物的一般聚合步骤: 将单体称重(量示于表1中),与甲酸钠(除非以下另有指明,否则为2.5 g)、己二酸 (2.5 g)和水(405 g) -起置于锥形瓶中。将得到的单体混合物转移至配备有螺旋桨搅拌 器、回流冷凝器、温度计和氮气入口的反应器中。随后将单体混合物用氮气吹扫并在搅拌下 加热至45°C保持30分钟。通过添加2, 2' -偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸 盐(1.4 g在5 ml水中)开始聚合。使聚合在45°C下持续1小时。然后通过添加另一部 分2, 2' -偶氮双[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二盐酸盐(1. 4 g在5 ml水中)重复起始 步骤。将得到的反应混合物在45°C下搅拌又一个小时。最后,将得到的聚合物溶液冷却至 室温并将反应器倒空。表1显示使用具有以下指定的不同量的单体制备的基于丙烯酰胺的 聚合物。 AcAm :丙稀酰胺 DMAEA-MCQ :丙烯酸二甲基氨基乙酯甲基氯季盐 AAEMA :甲基丙烯酸乙酰乙酸酯基乙酯
注:在制备P5的方法中甲酸钠的量为3. 5 g,并且在制备参照2和P7的方法中为5. 0 g。
[0048] 表1中,聚合物P1-P8根据本发明。
[0049] 实施例2 本实施例描述用于比较的其它聚合物。所述聚合物为市售的阳离子淀粉或根据实施例 1的一般步骤,使用不同量的丙烯酰胺和阳离子单体制备的阳离子聚丙烯酰胺: 参照3 :来自德国Solam的Solbond PC 40, DS=0. 04的阳离子淀粉 参照4 :来自德国Solam的Solbond PC 50, DS=0. 05的阳离子淀粉 参照5 :阳离子聚丙烯酰胺,35摩尔%的阳离子电荷 参照6 :阳离子聚丙烯酰胺,10摩尔%的阳离子电荷 参照7 :阳离子聚丙烯酰胺,13摩尔%的阳离子电荷 参照8 :阳离子聚丙烯酰胺,3摩尔%的阳离子电荷。
[0050] 实施例3 本实施例描述纸和纸板的生产,其中根据实施例1和2的聚合物用作添加剂。
[0051] 使用动态纸页成形器(由法国Techpap SAS供应的A. D. F)制备纸张定量约115 g/m2的纸或纸板页。使用的纸浆由100%HT-CTMP Star 700/77(由瑞典SCA供应)组成。在 混合池中形成稠度为0. 5%和在pH为7下电导率为1. 0 mS/cm的纸衆悬浮液,并且将根据 实施例1或2的聚合物以基于干悬浮液的2. 0 kg/t、5. 0 kg/t或10 kg/t的量添加至悬浮 液中,届时将悬浮液混合30秒,并将得到的悬浮液通过横动喷嘴(traversing nozzle)从 混合池泵至位于动态纸页成形器的转鼓上的丝网上,在此将其脱水90秒用于页成形。
[0052] 将得到的纸或纸板页在平面按压机(plane press)中在5巴下压5分钟,并且此后 在平面干燥机(plane drier)中在115°C下约束干燥(dried restrain)9分钟。根据ISO 187:1990将页在气候室(climate room)中进行调理,并且此后根据ISO 536:1995对纸张 定量进行评价和分析,根据ISO 1924-3:2005,使用瑞典Lorenzen & We1:tre的L&W Tensile 测试仪对抗拉强度和抗拉强度指数(Nm/g)进行评价和
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