專利名稱：采用羥胺和其它共添加劑抑制紙漿和紙泛黃的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種防止紙漿或紙白度損失并提高防泛黃性的方法，特別適用于仍然含有木素的紙漿或紙，所述方法包括加入N,N-二烷基羥胺、酯、酰胺或硫取代的N,N-二烷基羥胺或N,N-二芐基羥胺，或它們的鹽和其它共添加劑。
背景技術(shù)：
高收率和超高收率木漿常發(fā)生快速光誘導變色現(xiàn)象，特別是在將其暴露于戶外熒光和日光近紫外光區(qū)(波長300～400nm)時。這種特性使其只能用于制造短壽命廉價紙制品。高收率和超高收率木漿可以漂白至高白度。如果這種白度能夠穩(wěn)定化避免變色，則這種漂白的高收率紙漿便能大量代替充分漂白的較昂貴的低收率化學紙漿。
人們認為這種變色現(xiàn)象應歸因于高收率紙漿的木素含量總計高達約20～30％之故(按質(zhì)量計)。在反應機理中苯氧基基團是關(guān)鍵中間體。有關(guān)其形成，人們已提出過幾種光誘導反應機理，例如在苯酰基芳基醚基團的的芳基醚鍵的斷裂，或者木素中的飽和芳基甘油β-芳基醚結(jié)構(gòu)形成的羰游離基的斷裂。苯氧基經(jīng)其它以氧為中心的基團(烷氧基或過羥基)氧化，形成黃色生色色團。
I.E.Arzkin等在“木材化學”(1982,No2,114)中，A.D.Sergeev等在同一雜志(1984,No5,20)中公開過采用氧-蘇打(堿)一步法木材的去木質(zhì)作用中，使用諸如TEMPO(1-氧-2,2,6,6-四甲基哌啶)等亞氨氧基團是有效的，但是沒有敘述或提及TEMPO能提供防止上述木材處理法所得紙或紙漿光誘導變色的活性。
V.I.Khodyrev等在“高分子化合物”A29 No3616(1981)[高聚物科學，蘇聯(lián)，29,No 3688(1987)]敘述了通過氧的光引發(fā)氧化使諸如亞麻或棉等纖維素紡織材料發(fā)生氣候老化，而纖維素的光穩(wěn)定性能夠通過光穩(wěn)定劑來改善，例如紫外吸收劑，苯甲酸苯酯類和1-氧-2,2,6,6-四甲基-4-羥基哌啶。紫外吸收劑并不提供防護作用，實際上是有害的。該作者指出穩(wěn)定的硝?；鶊F與纖維素中的烷基相互反應，提供有利的穩(wěn)定作用。但是作者沒有指出該穩(wěn)定活性能夠成功地賦予木漿和/或其制造的紙。
M-K.Syler等在“紙漿技術(shù)協(xié)會會志”(J.Assn.Paper PulpTech)29,135(1990)中指出選擇的金屬鹽(如硫酸鎂)和低級鏈烷酸可抑制漂白紙漿的顏色變差。
P.Fornie de Violet等在“纖維素化學工藝學”24,225(1990)中介紹使用紫外吸收劑和氫供給劑，如硫醇、抗壞血酸等，有助于防止過氧化氫漂白木漿的光誘導變色，但是斷鏈劑，如受阻酚和受阻胺(含＞N-H或＞N-CH2-基團)對防止光誘導變色不起作用或者甚至起有害作用。
R.Agnemo等，在第六次國際木材和紙漿化學研討會(Appita,1991)上進一步證實羥基自由基和木素導致紙漿和紙發(fā)生不希望的光致泛黃現(xiàn)象。
S.Omori等在“紙漿技術(shù)協(xié)會會志”48,1388(1993)中敘述了抗氧劑和紫外吸收劑對光損害作用的影響，結(jié)論是抗氧劑和紫外吸收劑的組合可防止顏色變差，它們對這種活性有協(xié)同效應。
M.Paulsson等，在第八次國際木材和紙漿化學研討會(Helsinki,1995)上介紹了通過乙酰基化作用，能夠?qū)崿F(xiàn)未漂白的紙或過氧化氫漂白的TMP紙漿的有效光穩(wěn)定作用。
已有許多不同方法旨在抑制機械制紙漿泛黃。這包括自由基清除劑和抗氧劑、紫外線屏蔽劑、形成生色團后消除生色團、通過烷基化作用或乙?；饔眠M行木素的化學改性、聚合物抑制劑以及組合使用兩種類型共添加劑。Z-H.Wu等在Holzforschung,48,(1994),400討論了諸如苯基-N-叔丁基硝酮等自由基清除劑的應用，以便減少機械制漿過程中形成生色團，并制出更具光穩(wěn)定性的紙漿。
C.Heitner，在“白度變壞及其控制化學”(Chemistry ofBrightness Reversion and It Control)第5章(TAPPI,Atlanta,1996)，第183～211頁，總結(jié)了含木素紙漿，如熱機械磨木漿(TMP)和化學熱機械磨木漿(CTMP)的熱誘導和光誘導泛黃技術(shù)現(xiàn)狀，敘述了這些不希望的作用的嚴重性，然后，概括地討論了應用現(xiàn)有技術(shù)方法攻克這些問題。這包括漂白、使用亞磷酸酯、紫外吸收劑、聚亞烷基二醇和自由基清除劑，如抗壞血酸、硫醇、硫醚、雙烯和脂族醛和螯合劑如乙二胺四乙酸(EDTA)。作者得出結(jié)論，雖然取得了許多進展，但是還需要作許多工作，才能找到成功并切實可行的方法，以解決含木素紙漿和/或紙的白度下降，和不希望的泛黃問題。
WO 99/05108敘述了一種可能的解決方法，研究了所選擇的受阻胺氧化氮、受阻胺羥胺或其鹽與所選擇的紫外吸收劑和金屬螯合劑組合使用，防止含木素的紙漿或紙的白度下降及提高抗泛黃性。
加拿大專利申請No 2,164,394和WO 97/36041敘述了一種改性、降解或漂白含木素材料的多組分系統(tǒng)。該系統(tǒng)包含氧化催化劑，作為基本組分。所述催化劑是所選擇的酶，例如1.1.1至1.97類氧化還原酶。該系統(tǒng)還包括許多介體，特別包括低級N,N-二烷基羥胺和N,N-二芐基羥胺。
本發(fā)明介紹有關(guān)該重要問題的另一種解決方法，該方法中使用N,N-二烷基羥胺、酯、酰胺或硫取代的N,N-二烷基羥胺或N,N-二芐基羥胺或它們的鹽，與所選擇的共添加劑相組合，也能防止紙漿或紙的白度下降和提高其抗泛黃性，特別是對于仍含有木素的紙漿或紙。酯、酰胺或硫取代的N,N-二烷基羥胺在美國專利4,612,393、4,720,517和5,019,285中介紹過。
發(fā)明詳述向紙漿或紙中加入N,N-烷基羥胺、其衍生物或N,N-二芐基羥胺，單獨加入，或者與紫外吸收劑、金屬螯合劑、熒光增白劑和/或穩(wěn)定聚合物組合加入，能夠有效地實現(xiàn)光、熱穩(wěn)定性的明顯改善。加入到仍含有大量木素的化學機械磨木漿或紙或者熱機械磨木漿或紙中，導致光和熱穩(wěn)定性相似于(化學)硫酸鹽紙漿所制紙。若加入到仍含痕量木素的硫酸鹽紙漿或紙中，則導致光熱穩(wěn)定性的明顯改善。
向仍含有木素的高收率紙漿或紙中加入N,N-二烷基羥胺、其衍生物，或N,N-二芐基羥胺，單獨加入，或者與紫外吸收劑、金屬螯合劑、熒光增白劑和/或穩(wěn)定聚合物組合加入，能夠有效地達到與硫酸鹽紙漿所制紙相似的光和熱穩(wěn)定性。
已知羥胺是有效的自由基捕集劑，可以限制o-醌類的生成；紫外吸收劑在其所處基底中限制光化學反應的進行，并最終減少自由基生成。紫外吸收劑和羥胺在遏制某些自由基化學反應方面均有效，而在單獨應用時會導致紙泛黃。但是，當將它們一起使用時，羥胺和紫外吸收劑能夠協(xié)同起作用，使含木素的紙的光化學泛黃現(xiàn)象有效地得到抑制。當羥胺與金屬螯合劑組合時，如二乙三胺五乙酸或檸檬酸，或與聚合物抑制劑組合時，如聚乙二醇，羥胺的抑制作用會提高。
更具體地說，本發(fā)明涉及一種提高抗泛黃性的組合物，它包含(a)紙漿或紙，特別是仍含有木素的紙漿或紙；和(b)達穩(wěn)定作用有效量的通式1、Ⅱ或Ⅲ的N,N-二烷基羥胺、酯、酰胺或硫取代的N,N-二烷基羥胺或N,N-二芐基羥胺；R1R2N-OH(Ⅰ)(T1SCH2)(T2SCH2)N-OH(Ⅱ)(E1COCH2CH2)(E2COCH2CH2)N-OH(Ⅲ)其中R1和R2各自是含1～18個碳原子的烷基，由羥基取代的含1～18個碳原子的烷基，或芐基；T1和T2各自是含1～4個碳原子的烷基，苯基、3,5-二叔丁基-4-羥苯基，芐基或-CH2COOH；E1和E2各自是-OE3、-NHE3或-NE3E4，其中，E3和E4各自是氫，含1～4個碳原子的烷基，或由一個羥基取代的所述的烷基；或通式ⅠA、ⅡA或ⅢA的酸式鹽；(R1R2NH-OH)h+(X-)j(ⅠA)[(T1sCH2)(T2SCH2)NH-OH]h+(X-)j(ⅡA)[(E1COCH2CH2)(E2COCH2CH2)NH-OH]h+(X-)j(ⅢA)其中X是無機或有機陰離子，和陽離子總電荷h等于陰離子總電荷j，優(yōu)選X是磷酸根、膦酸根、碳酸根、碳酸氫根、硝酸根、氯離子、溴離子、亞硫酸氫根、亞硫酸根、硫酸氫根、硫酸根、硼酸根、甲酸根、乙酸根、苯甲酸根、檸檬酸根、草酸根、酒石酸根、丙烯酸根、聚丙烯酸根、富馬酸根、馬來酸根、衣康酸根、甘醇酸根、葡糖酸根、蘋果酸根、扁桃酸根、惕各酸根、抗壞血酸根、聚甲基丙烯酸根、和次氮基三乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸、乙二胺四乙酸或二乙三胺五乙酸、二乙二胺四乙酸或二乙三胺五乙酸諸酸的羧酸根、烷基磺酸根或芳基磺酸根。
優(yōu)選羥胺是N,N-二甲基羥胺、N,N-二乙基羥胺，N,N-雙(2-羥丙基)羥胺、N,N-雙(3-羥丙基)羥胺、N,N-雙十八烷基羥胺、由N,N-二(氫化牛油)胺直接氧化制造的N,N-二烷基羥胺產(chǎn)物，N,N-二芐基羥胺、N,N-雙(2-羧乙基)羥胺或N,N-雙(芐基硫甲基)羥胺。
最優(yōu)選羥胺是N,N-二乙基羥胺、N,N-雙(2-羥丙基)羥胺、N,N-雙(3-羥丙基)羥胺或N,N-二芐基羥胺；最優(yōu)選N,N-二乙基羥胺或其檸檬酸鹽。
己顯示出，這些羥胺的鹽在制造白度提高，抗泛黃性的紙漿或紙中也是有益的，特別是在仍含有木素的情況下。
羥胺的穩(wěn)定作用有效量為0.001～5wt％，以紙漿或紙為基準計。優(yōu)選為0.005～4wt％，更優(yōu)選0.01～4wt％。
當還存在共添加穩(wěn)定劑時，共添加劑的穩(wěn)定作用有效量也為0.001～5wt％，以紙漿或紙為基準計優(yōu)選為0.005～3wt％，最優(yōu)選為0.01～2wt％。
本發(fā)明混合物另外可以包含穩(wěn)定作用有效量的至少一種穩(wěn)定劑，其選自紫外吸收劑、聚合物抑制劑、含硫抑制劑、含磷化合物、硝酮、苯并呋喃-2-酮、熒光增白劑、受阻胺羥胺及其鹽、受阻胺氮氧化物及其鹽、受阻胺及其鹽和金屬螯合劑。
特別優(yōu)選還包含紫外吸收劑的組合物。紫外吸收劑選自苯并三唑、均三嗪、二苯甲酮、α-氰基丙烯酸酯、N,N’-草酰二苯胺、苯并噁嗪酮、苯甲酸酯和肉桂酸α-烷基酯。
優(yōu)選，紫外吸收劑是苯并三唑、均三嗪或二苯甲酮，最優(yōu)選苯并三唑紫外吸收劑或二苯甲酮紫外吸收劑。
典型的有用的紫外吸收劑是，例如5-氯-2-(2-羥基-3,5-二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑，2-(2-羥基-3,5-二叔丁基苯基)-2H-苯并三唑，2-(2-羥基-3,5-二叔戊基苯基)-2H-苯并三唑，2-(2-羥基-3,5-二α-枯基苯基)-2H-苯并三唑，2-(2-羥基-3-α-枯基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑，2-(2-羥基-5-叔辛基苯基)-2H-苯并三唑，2-(2-羥基-3-叔丁基-5-甲苯基)-2H-苯并三唑-5-磺酸鈉鹽，3-叔丁基-4-羥基-5-(2H-苯并三唑-2-基)氫化肉桂酸，
12-羥基-3,6,9-三氧雜十二烷基-3-叔丁基-4-羥基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-氫化肉桂酸酯，辛基-3-叔丁基-4-羥基-5-(2H-苯并三唑-2-基)-氫化肉桂酸酯，4,6-雙(2,4-二甲基苯基)-2-(4-(3-十二烷氧基-2-羥丙氧基)-2-羥苯基)-均三嗪(*是C12-14氧基異構(gòu)體的混合物)；4,6-雙(2,4-二甲苯基)-2-(4-辛氧基-2-羥苯基)-均三嗪，4,6-二苯基-2-(4-{2-(1-乙基戊基-羰氧基)乙氧基}-2-羥苯基)-均三嗪2,4-二羥基二苯甲酮，2,2’,4,4’-四羥基-5,5’-二磺基二苯甲酮二鈉鹽，2-羥基-4-辛氧基二苯甲酮，2-羥基-4-十二烷氧基二苯甲酮，2,4-二羥基二苯甲酮-5-磺酸及其鹽，2-羥基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸及其鹽，2,2,-二羥基-4,4’-二甲氧基二苯甲酮-5,5’-磺酸二鈉鹽，和3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羥基-5-仲丁基苯磺酸，鈉鹽(CIBAFAST’W)。
其它優(yōu)選的組合物是還含有聚合物抑制劑的組合物，優(yōu)選聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇或聚乙烯基吡咯烷酮。
還有其它優(yōu)選的組合物是其中的附加穩(wěn)定劑是含硫抑制劑的組合物；優(yōu)選聚乙二醇二硫代乙酸酯、聚丙二醇二硫代乙酸酯、聚丁二醇二硫代乙酸酯、1-硫代甘油、2-巰乙醚、2,2’-硫二乙醇、2、2’-二硫二乙醇、2,2’-氧二乙硫醇、乙二醇二(硫代甘醇酸酯)、3-巰基-1,2-丙二醇、2-(2-甲氧乙氧基)乙硫醇、乙二醇二(巰基乙酸酯)、3,3’-二硫代丙酸、聚乙二硫醇、聚丙二硫醇、聚丁二硫醇或乙二醇二(巰基乙酸酯)。
其它優(yōu)選的組合物是其中的附加穩(wěn)定劑是含磷化合物的組合物；優(yōu)選三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、2,2’,2”-次氮基(三乙基-三(3,3’,5,5’-四叔丁基-1,1’-聯(lián)苯-2,2’-二基)亞磷酸酯、雙(2,4-二叔丁基-6-甲苯基)乙基亞磷酸酯、羥甲基次膦酸鈉，四(2,4-二丁基苯基)4,4’-亞聯(lián)苯基二亞膦酸酯、亞磷酸三壬基苯酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2’-亞乙基雙(2,4-二叔丁基苯基)氟代亞磷酸酯或2-丁基-2-乙基丙-1,3-二基-2,4,6-三叔丁基苯基亞磷酸酯。
還有其它優(yōu)選的組合物是其中的附加穩(wěn)定劑是苯并呋喃-2-酮的組合物，優(yōu)選5,7-二叔丁基-3-(3,4-二甲苯基)-2H-苯并呋喃-2-酮。
還有其它優(yōu)選的組合物是其中的附加穩(wěn)定劑是金屬螯合物的組合物；優(yōu)選檸檬酸、酮酸、葡糖酸酯、七葡糖酸酯、磷酸酯、膦酸酯和氨基羧酸螯合物，如乙二胺四乙酸(EDTA)、二乙三胺五乙酸(DTPA)、羥乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)、次氮基三乙酸(NTA)和二乙三胺五亞甲基膦酸(DTPMPA)。
一些優(yōu)選的組合物含有附加穩(wěn)定劑的混合物，例如紫外吸收劑和聚合物抑制劑的混合物，或紫外吸收劑和含硫化合物的混合物，或紫外吸收劑和含磷化合物的混合物，或紫外吸收劑和金屬螯合劑的混合物，或聚合物抑制劑和含硫化合物的混合物，或聚合物抑制劑和含磷化合物的混合物，或含硫化合物和含磷化合物的混合物，或紫外吸收劑、聚合物抑制劑和含硫化合物的混合物，或紫外吸收劑、聚合物抑制劑和含磷化合物的混合物，或紫外吸收劑、聚合物抑制劑、含硫化合物和含磷化合物的混合物，或紫外吸收劑、聚合物抑制劑和金屬螯合劑的混合物。
一些優(yōu)選的組合物是其中的附加穩(wěn)定劑是受阻胺羥胺，或受阻胺羥胺鹽與至少一種其它穩(wěn)定劑的混合物，所述其它穩(wěn)定劑選自紫外吸收劑、聚合物抑制劑、含硫抑制劑、含磷化合物、熒光增白劑(光學增白劑)、金屬螯合劑和受阻胺氮氧化物及其鹽。
也優(yōu)選其中的附加穩(wěn)定劑是下述的混合物的組合物，即紫外吸收劑、聚合物抑制劑和含硫化合物的混合物，或者紫外吸收劑、聚合物抑制劑和含磷化合物的混合物，或者紫外吸收劑，聚合物抑制劑和金屬螯合劑的混合物，或者紫外吸收劑、聚合物抑制劑、含硫化合物和含磷化合物的混合物，或者紫外吸收劑和受阻胺氮氧化物的混合物，或者紫外吸收劑和受阻胺羥胺的混合物，或者紫外吸收劑和受阻胺羥胺鹽的混合物。
(空間)受阻胺氮氧化物、羥胺或羥胺鹽主要是公開在WO99/05108的化合物(參見其中的通式A至EE.和A*至EE*，特別是化合物(a)至(mm))。
一些優(yōu)選的組合物是其中的附加穩(wěn)定劑是受阻胺羥胺與至少一種下述的熒光增白劑的混合物，例如2,2’-[(1,1’-聯(lián)苯)-4,4’-二基-1,2-亞乙二基]雙苯磺酸二鈉鹽(或雙[4,4’-(2-茋磺酸)]二鈉鹽)，商品名TINOPAL’SK(Ciba Specialty Chemicals公司出品)。
優(yōu)選組合物中，通式Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、ⅠA、ⅡA或ⅢA化合物是低分子量的，或者含有親水基團，或者同時是低分子量的又含有親水基團。
本發(fā)明還涉及一種防止紙漿或紙白度下降和使其抗泛黃性提高的方法，特別是仍含有木素的化學機械磨木漿或紙，或者熱機械磨木漿或紙，或者仍含痕量木素的化學紙漿或紙，或者硫酸鹽紙漿或紙；所述方法包括采用上述的穩(wěn)定作用有效量的通式Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ，或者通式ⅠA、ⅡA或ⅢA的化合物處理所述紙漿或紙。
本發(fā)明抑制劑添加劑系統(tǒng)，可在制造或加工操作過程中的許多場合加入到紙漿或紙中。這些場合包括a．消潛漿池中的紙漿淤漿；b．在貯存、共混或輸送池中，在漂白期間或之后的紙漿淤漿；c．在漂白、水洗和脫水，以及隨后的輥筒干燥或閃蒸干燥期間或之后的紙漿；d．除渣器之前或之后；e．在混合漿泵至造紙機網(wǎng)前箱之前或之后，f．造紙機白水，g．料斗或白水回收裝置，h．在采用施膠壓機、涂布器或噴涂棒的施壓工段，i．在采用施膠壓機、涂布器或噴涂棒的干燥工段，j．采用薄板箱的砑光機上，k．機外涂布器或施膠壓機上的紙，和/或l．卷曲控制單元。
顯然，加入穩(wěn)定添加劑的確切位置取決于所包括的具體設(shè)備，和所使用的精確加工條件等。在某些情況下，為了最有效起見，可以在一處或多處加入添加劑。
如果穩(wěn)定劑或其它共添加劑本身不溶于水，那末可以在施加之前按標準方法將其分散或乳化。另外，可以將穩(wěn)定劑和/或共添加劑配制到紙的施膠制劑中或者紙的涂料制劑中。
下述實例僅僅用于說明本發(fā)明，并不以任何方式構(gòu)成對本發(fā)明的限制。手抄紙?zhí)幚硭刑砑觿┮蕴砑觿┙M合的形式、若添加劑為水溶性以水溶液的形式、或者以1∶1乙醇/二噁烷溶液的形式，通過注射器以適當wt％注射涂布到漂白熱機械磨木漿(BTMP)或化學硫酸鹽水漿白度的紙方片(4cm×4cm)上。將該片材用夾子夾住風干一天。
記錄在控制光強度條件下曝露于光進行處理前后的手抄紙白度。
按下述方法進行加速試驗，使上述處理過的紙片在風扇冷卻燈箱中進行加速光誘導泛黃試驗，燈箱中裝有8個熒光燈，其最大光譜輸出為5700，總輸出比正常辦公室熒光燈大約43倍。燈與受照手抄紙相距約10英寸。
室內(nèi)試驗進行方法是，將處理過的手抄紙放在桌子上，于正常辦公室冷白熒光燈下，標稱距離為6英尺。
在兩種情況下，ISO白度隨光分解時間而變化，并以普通方式換算成退色值(PC數(shù))。
退色值(PC)定義如下PC=[(k/s)后·(k/s)前]×100k/s=(1-Rinf)2/2Rinf其中k和s分別是吸收系數(shù)和散射系數(shù)，Rinf是ISO白度值。
Rinf和生色團濃度之間的關(guān)系是非線性的，而PC數(shù)與樣品中生色團濃度大致為線性關(guān)系。
希望PC數(shù)較低，因為這表示泛黃較少。
在采用室內(nèi)試驗條件時，未處理的BTMP手抄紙與硫酸鹽手抄紙經(jīng)60天之后進行比較，BTMP手抄紙的PC數(shù)為約10，而硫酸鹽紙的PC數(shù)為約O.39。在經(jīng)室內(nèi)光線曝光之后，硫酸鹽手抄紙泛黃明顯低于未處理的BTMP手抄紙。
加速泛黃實驗(實例1～10)入射光通量比正常辦公室熒光燈大43倍，采用A.W.Speery SLM-110數(shù)字光功率計進行測量。追蹤測試手抄紙白度，并在相同曝露方式下與未處理的紙片比較。如下所述可見，處理過的紙片抗泛黃性顯著。
化合物B是N,N-二芐基羥胺。
化合物C是N,N-雙十八烷基羥胺。
化合物D是N,N-二(氫化牛油)胺直接氧化制造的N,N-二烷基羥胺產(chǎn)物。
化合物E是檸檬酸三(N,N-二乙基羥基銨)。
PEO是分子量為300的聚乙二醇。
TINUVIN328(Ciba公司)是2-(2-羥基-3,5-二叔戊基苯基)-2H-苯并三唑。
TINOPALSK(Ciba公司)是2,2’-[(1,1’-二苯)-4,4’-二基-1,2-亞乙二基]雙苯磺酸二鈉鹽{或雙[4,4’-(2-茋磺酸)]二鈉鹽)。
CIBAFASTW(Ciba公司)是3-(2H-苯并三唑-2-基)-4-羥基-5-仲丁基苯磺酸鈉鹽。
化合物F是N,N-雙(2-羧乙基)羥胺。
化合物G是N,N-雙(芐基硫甲基)羥胺。實例1采用高光強燈對漂白熱機械磨木漿(BTMP)進行加速泛黃試驗采用1.0wt％N,N-二乙基羥胺(化合物A)對BTMP紙片進行處理，并如前文所述曝露于加速老化條件下。分析下表所示PC數(shù)表明，與未處理的對比紙片相比，處理過的紙片對泛黃呈現(xiàn)相當大的抑制作用。PC數(shù)較低說明色澤較淺。
時間 化合物A對照樣品hr PC數(shù) PC數(shù)00 023.6 2.28 5.1429.4 2.86 6.0748.7 5.00 9.0197.8 10.40 15.75120.312.95 18.54144.015.77 21.48172.219.10 24.95實例2采用高光強燈進行加速泛黃試驗對BTMP紙片采用0.3wt％化合物B和2.0wt％分子量300的聚乙二醇進行處理。與未處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片也呈現(xiàn)優(yōu)良的抗泛黃性。實例3采用高光強的燈進行加速泛黃試驗對BTMP紙片采用0.3wt％化合物C和1.0wt％2-(2-羥基-3,5-二叔戊基苯基)-2H-苯并三唑(TINUVIN328 Ciba公司)進行處理。與未經(jīng)處理的對比紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有特別令人驚異的優(yōu)良抗泛黃性。實例4采用高光強的燈進行加速泛黃試驗對BTMP紙片采用0.6wt％化合物D、2.0wt％分子量300的聚乙二醇(PEO)和1.0wt％2-(2-羥基-3,5-二叔戊基苯基)-2H-苯并三唑(TINUVIN328 Ciba公司)進行處理。與未經(jīng)處理的對比紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有出乎意料的抗泛黃性。實例5采用高光強燈進行加速泛黃試驗對BTMP紙片采用0.3wt％化合物A和1.0wt％TINOPALSK進行處理。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片也具有優(yōu)良的抗泛黃性。實例6采用高光強燈進行加速泛黃試驗對BTMP紙片采用0.3wt％化合物B和1.0wt％CIBAFASTW進行處理。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有特別令人驚異的優(yōu)良抗泛黃性。實例7對BTMP紙片采用0.33wt％和0.66wt％N,N-二乙基羥基胺(化合物A)和0.5wt％CIBAFASTW進行處理，然后曝露于上述加速老化條件下。正如分析下表PC數(shù)表明，與未經(jīng)處理的對照紙片相比，處理過的紙具有顯著的抑制泛黃作用。PC數(shù)較低表示顏色較淺。
0.5％W 0.5W時間 0.66％A 0.33％A 對照樣品天 PC數(shù)PC數(shù)PC數(shù)0 0 0 00.851.181.432.801.842.552.754.712.793.904.246.943.835.465.998.914.757.057.6311.035.778.639.2313.086.819.9210.56 14.427.7510.93 11.62 15.578.7411.91 12.53 16.38實例8對BTMP紙片采用0.33wt％和0.66wt％檸檬酸三(N,N-二乙基羥銨)(化合物E)和0.5wt％CIBAFASTW進行處理，然后曝露于上述加速老化條件下。正如分析下表PC數(shù)表明，與未經(jīng)處理的對照紙片相比，處理過的紙片具有顯著的抑制泛黃作用。PC數(shù)較低表示顏色較淺。
0.5％W 0.5％W時間 0.66％E 0.33％E對照樣品PC數(shù) PC數(shù) PC數(shù)0 00 00.85 0.94 1.262.801.84 2.10 2.544.712.79 3.43 3.946.943.83 5.31 5.668.914.75 6.97 7.0311.035.77 8.43 8.7113.086.81 9.98 10.08 14.427.75 10.7810.96 15.578.74 11.9112.18 16.38實例9對BTMP紙片采用1.0wt％N,N-雙(2-羧乙基)羥胺(化合物F)和1.0wt％CIBAFASTW進行處理，然后曝露于上述加速老化試驗條件下。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有顯著的泛黃抑制作用。實例10對BTMP紙片采用1.0wt％N,N’-雙(芐基硫甲基)羥胺(化合物G)和1.0wt％CIBAFASTW進行處理，然后曝露于上述加速老化試驗條件下。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有顯著的泛黃抑制作用。
下述實例11～20敘述了對化學(硫酸鹽)紙漿采用高光強燈進行的加速泛黃試驗。實例11對硫酸鹽紙片采用1.0wt％N,N-二乙基羥胺(化合物A)進行處理，曝露于上述加速老化條件下。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有顯著的泛黃抑制作用。實例12對硫酸鹽紙片采用0.3wt％化合物B和2.0wt％分子量300的聚乙二醇(PEO)進行處理。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有優(yōu)良的抗泛黃性。實例13對硫酸鹽紙片采用0.3wt％化合物C和1.0wt％2-(2-羥基-3,5-二叔戊基苯基)-2H-苯并三唑(TINUVIN328,Ciba公司)進行處理。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有特別令人驚異的優(yōu)良抗泛黃性。實例14對硫酸鹽紙片采用0.6wt％化合物D、2.0wt％分子量300的聚乙二醇(PEO)和1.0wt％2-(2-羥基-3,5-二叔戊基苯基)-2H-苯并三唑(TINUVIN328,Ciba公司)進行處理。與未經(jīng)處理的對比紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有出乎意料的抗泛黃性。實例15對硫酸鹽紙片采用0.3wt％化合物A和1.0wt％TINOPALSK進行處理。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有優(yōu)良抗泛黃性。實例16對硫酸鹽紙片采用0.3wt％化合物B和1.0wt％CIBAFASTW進行處理。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有特別令人驚異的優(yōu)良抗泛黃性。實例17對硫酸鹽紙片采用0.33wt％和0.66wt％N,N-二乙基羥胺(化合物A)和0.5wt％CIBAFAST進行處理，然后曝露于上述加速老化條件下。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有顯著的抑制泛黃作用。實例18對硫酸鹽紙片采用0.33wt％和0.66wt％檸檬酸三(N,N-二乙基羥基銨)(化合物E)和0.5wt％CIBAFASTW進行處理，然后進行如上所述的加速老化試驗。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有顯著的抑制泛黃作用。實例19對硫酸鹽紙片采用1.0wt％N,N-雙(2-羧乙基)羥胺(化合物F)和1.0wt％CIBAFASTW進行處理，然后進行如上所述的加速老化試驗。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有顯著的抑制泛黃作用。實例20對硫酸鹽紙片采用1.0wt％N,N-雙(芐基硫甲基)羥胺(化合物G)和1.0wt％CIBAFASTW進行處理，然后進行如上所述的加速老化試驗。與未經(jīng)處理的對照紙片相比，經(jīng)處理的紙片具有顯著的抑制泛黃作用。
權(quán)利要求
1．一種白度損失減少、抗泛黃性提高的組合物，其包含(a)紙漿或紙，和(b)穩(wěn)定作用有效量的通式1、Ⅱ或Ⅲ的N,N-二烷基羥胺、酯、酰胺或硫取代的N,N-二烷基羥胺或N,N-二芐基羥胺；R1R2N-OH(Ⅰ)(T1SCH2)(T2SCH2)N-OH(Ⅱ)(E1COCH2CH2)(E2COCH2CH2)N-OH(Ⅲ)其中R1和R2各自是含1～18個碳原子的烷基，由羥基取代的含1～18個碳原子的烷基，或芐基；T1和T2各自是含1～4個碳原子的烷基，苯基、3,5-二叔丁基-4-羥苯基，芐基或-CH2COOH；E1和E2各自是-OE3、-NHE3或-NE3E4，其中，E3和E4各自是氫，含1～4個碳原子的烷基，或由一個羥基取代的所述的烷基；或通式ⅠA、ⅡA或ⅢA的酸式鹽；(R1R2NH-OH)h+(X-)j(ⅠA)[(T1SCH2)(T2SCH2)NH-OH]h+(X-)j(ⅡA)[(E1COCH2CH2)(E2COCH2CH2)NH-OH]h+(X-)j(ⅢA)其中R1、R2、T1、T2、E1和E2如上述定義，X是無機或有機陰離子，和陽離子總電荷h等于陰離子總電荷j，
2．權(quán)利要求1的組合物，其中組分(a)是仍然含有木素的紙漿或紙。
3．權(quán)利要求1的組合物，其中組分(a)是化學機械磨木漿或紙，或者熱機械磨木漿或紙，或者硫酸鹽紙漿或紙。
4．權(quán)利要求1的組合物，其中在通式Ⅰ A、ⅡA或ⅢA中，X是磷酸根、膦酸根、碳酸根、碳酸氫根、硝酸根、氯離子、溴離子、亞硫酸氫根、亞硫酸根、硫酸氫根、硫酸根、硼酸根、甲酸根、乙酸根、苯甲酸根、檸檬酸根、草酸根、酒石酸根、丙烯酸根、聚丙烯酸根、富馬酸根、馬來酸根、衣康酸根、甘醇酸根、葡糖酸根、蘋果酸根、扁桃酸根、惕各酸根、抗壞血酸根、聚甲基丙烯酸根、和次氮基三乙酸、羥乙基乙二胺三乙酸、乙二胺四乙酸或二乙三胺五乙酸、二乙二胺四乙酸或二乙三胺五乙酸諸酸的羧酸根、烷基磺酸根或芳基磺酸根。
5．權(quán)利要求1的組合物，其中組分b是N,N-二甲基羥胺、N,N-二乙基羥胺，N,N-雙(2-羥丙基)羥胺、N,N-雙(3-羥丙基)羥胺、N,N-雙十八烷基羥胺、由N,N-二(氫化牛油)胺直接氧化制造的N,N-二烷基羥胺產(chǎn)物，N,N-二芐基羥胺、N,N-雙(2-羧乙基)羥胺或N,N-雙(芐基硫甲基)羥胺，或相應的酸式鹽。
6．權(quán)利要求1的組合物，另外還包含穩(wěn)定作用有效量的至少一種共添加劑，其選自紫外吸收劑、聚合物抑制劑、含硫抑制劑、含磷化合物、硝酮、苯并呋喃-2-酮、熒光增白劑、受阻胺羥胺及其鹽、受阻胺氮氧化物及其鹽、受阻胺及其鹽和金屬螯合劑。
7．權(quán)利要求6的組合物，其中附加的穩(wěn)定劑是紫外吸收劑，選自苯并三唑、均三嗪、二苯甲酮、α-氰基丙烯酸酯、N,N’-草酰二苯胺、苯并惡嗪酮、苯甲酸酯和肉桂酸α-烷基酯；聚合物抑制劑，選自聚乙二醇，聚丙二醇、聚丁二醇或聚乙烯基吡咯烷酮；含硫抑制劑，選自聚乙二醇二硫代乙酸酯、聚丙二醇二硫代乙酸酯、聚丁二醇二硫代乙酸酯、1-硫代甘油、2-巰基乙醚、2,2’-硫二乙醇、2、2’-二硫二乙醇、2,2’-氧二乙硫醇、乙二醇二(硫代甘醇酸酯)、3-巰基-1,2-丙二醇、2-(2-甲氧乙氧基)乙硫醇、乙二醇二(巰基乙酸酯)、3,3’-二硫代丙酸、聚乙二硫醇、聚丙二硫醇、聚丁二硫醇或乙二醇二(巰基乙酸酯)；和/或含磷化合物，選自三(2,4-二叔丁基苯基)亞磷酸酯、2,2’,2”-次氮基(三乙基-三(3,3’,5,5’-四叔丁基-1,1’-聯(lián)苯-2,2’-二基)亞磷酸酯、三(2,4-二叔丁基-6-乙基苯基)亞磷酸酯、羥甲基次膦酸鈉，四(2,4-二丁基苯基)4,4’-亞聯(lián)苯基二亞膦酸酯、亞磷酸三壬基苯酯、雙(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亞磷酸酯、2,2’-亞乙基雙(2,4-二叔丁基苯基)氟代亞磷酸酯和2-丁基-2-乙基丙-1,3-二基-2,4,6-三叔丁基苯基亞磷酸酯。
8．權(quán)利要求6的組合物，其中附加穩(wěn)定劑是下列兩種組分的混合物紫外吸收劑和聚合物抑制劑；紫外吸收劑和含硫化合物；紫外吸收劑和含磷化合物；紫外吸收劑和金屬螯合劑；聚合物抑制劑和含硫化合物；聚合物抑制劑和含磷化合物；含硫化合物和含磷化合物；紫外吸收劑和受阻胺。
9．權(quán)利要求1的組合物，其中組分b羥胺或羥胺鹽的穩(wěn)定作用有效量為0.001～5wt％，以紙漿或紙重量為基準計。
10．權(quán)利要求7的組合物，其中共添加劑的穩(wěn)定作用有效量為O.001-5％，以紙漿或紙重量為基準計。
11．一種防止紙漿或紙的白度損失并提高其抗泛黃性的方法，包括采用權(quán)利要求1的穩(wěn)定作用有效量通式Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ的羥胺化合物或通式A、ⅠA或ⅢA的羥胺鹽處理所述紙漿或紙。
12．權(quán)利要求1的通式Ⅰ、Ⅱ或Ⅲ的羥胺化合物，或通式ⅠA、ⅡA或ⅢA的羥胺鹽，在使紙漿或紙穩(wěn)定化以防白度損失和泛黃方面的應用。
全文摘要
當紙漿或紙,特別是仍含有木素的化學機械磨紙漿或紙,或者熱機械磨紙漿或紙,含有穩(wěn)定作用有效量N,N－二烷基羥胺、酯、酰胺或硫取代N,N－二烷基羥胺或N,N－二芐基羥胺或其銨鹽時,可改善防泛黃性。該性能還常?？赏ㄟ^加入一種或多種共添加劑來得到提高,所述共添加劑選自紫外吸收劑、聚合物抑制劑、硝酮、熒光增白劑和金屬螯合劑。羥胺或其鹽、苯并三唑或二苯甲酮紫外吸收劑和金屬螯合劑的組合特別有效。N,N－二乙基羥胺和N,N－二芐基羥胺和其酸式鹽為此有出人意料的效果。
文檔編號D21H17/00GK1324419SQ99812516
公開日2001年11月28日 申請日期1999年10月11日 優(yōu)先權(quán)日1998年10月22日
發(fā)明者R·塞策爾, D·德沃雷, G·T·昆克勤, C·黑特納, J·A·施米德特, P·F·麥加里, J·P·沃爾夫, R·B·尼爾遜 申請人:西巴特殊化學品控股有限公司