一種提高高分子乳化劑乳化的asa乳液的施膠效果的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在造紙過程中提高ASA施膠劑的施膠效果的方法。具體地，本發(fā)明涉 及在造紙施膠中，利用含羥基天然碳氫高分子多糖化合物處理造紙?zhí)盍狭Ｗ?，以提高高?子乳化劑乳化的ASA乳液的施膠效果的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 紙是具有典型的極性、強親水性特征的含纖維素的纖維復(fù)合材料，也就是說，它可 以容易地被水性體系潤濕和溶脹。當書寫和印刷時，以及當紙加工時，這導(dǎo)致水及其他液體 (例如油墨、印刷油墨）過度和不受控制地滲入纖維網(wǎng)絡(luò)。由此產(chǎn)生的問題尤其包括內(nèi)纖維 粘接力的消弱、機械性能的劣化、尺寸穩(wěn)定性降低和非常差的可書寫性和可印刷性。
[0003] 為了控制濕潤和滲透行為，采用所稱的施膠劑，其通過部分疏水化抵抗上述行為。 這些助劑可以添加到水性纖維素紙漿中（內(nèi)施膠），也可以通過使用合適的涂布系統(tǒng)（例如 施膠壓機、膜壓機、涂覆機等）對已經(jīng)形成的紙幅進行表面處理（表面施膠）而進行施加。 對于一定類型的紙，可以聯(lián)合使用這兩種方法。
[0004] 在中性或略堿性抄紙中，使用中性施膠劑，典型的中性施膠劑包括例如烷基烯酮 二聚體（AKD)和烯基琥珀酸酐（ASA)。近年來，使用中性施膠劑對紙張和紙板進行施膠在全 球已經(jīng)變得普遍。一般而言，中性施膠劑本身是不溶于水的油狀物，因此，其在添加至配料 用于最終施膠之前必定為乳液狀態(tài)。為了獲得穩(wěn)定的中性施膠劑乳液，合適的乳化劑是相 當重要的。陽離子性淀粉和基于丙烯酰胺的合成聚合物通常用作乳化劑。要達到目標的施 膠效果，通常需要大量的陽離子淀粉乳化劑，而相對少得多的合成聚合物就可以實現(xiàn)類似 的效果，因此，與陽離子性淀粉相比，聚合物乳化劑吸引了更多的關(guān)注。而且，使用大量的陽 離子性淀粉顯著地增加了從造紙廠排出的水中的化學(xué)需氧（COD)水平，這將引起嚴重的環(huán) 境污染。從保護環(huán)境的角度出發(fā)，期望使用陽離子性聚合物來代替陽離子淀粉。
[0005] 另一方面，出于減少成本的需要，現(xiàn)在向紙張中添加越來越多的填料如CaC03、 TiO2，以降低纖維消耗。
[0006] 然而，這些一般使用的填料會給堿性紙張的施膠帶來不利影響，隨著灰分比率的 增加，即，增加的填料越多，中性施膠受到的影響越為不利。特別是，在使用聚合物乳化劑作 為乳化劑的情況下，與使用陽離子性淀粉作為乳化劑的情況相比，中性施膠的效果往往不 理想。
[0007] 以前曾有文獻報道過對填料進行表面修飾以提高施膠效果的報道，但是主要是填 料的疏水化改性與處理技術(shù)。美國專利5411639報道了對淀粉進行糊化，將淀粉的水溶液 與脂肪酸皂（脂肪酸的鈉鹽或者鉀鹽）混合，在一定條件下可得到淀粉/脂肪酸皂復(fù)合物， 將此復(fù)合物用于修飾填料，可有效地改善AKD的施膠性能。美國專利5527430也報道了一 種使用通過使用高分子進行填料的表面修飾，使填料表面疏水從而提高ASA施膠效果的方 法。在這兩種方法中，都使用了脂肪酸或脂肪酸鹽，且淀粉/脂肪酸皂復(fù)合物的用量較大， 導(dǎo)致整個過程復(fù)雜繁瑣，使用的碳酸鈣表面修飾化學(xué)藥品用量很多，從經(jīng)濟價值而言，不利 于實際的應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種提高高分子乳 化劑乳化的ASA乳液的施膠效能的方法，其可顯著改善以高分子乳化劑作為乳化劑的情況 下的中性施膠的效率。
[0009] 本發(fā)明的發(fā)明人為解決上述問題進行了深入研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)通過使用含羥基天然 碳氫高分子多糖化合物改性的造紙?zhí)盍狭Ｗ幼鳛樵旒執(zhí)盍?，可以有效的提高高分子乳化?乳化的ASA乳液的施膠效果。而且，還令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，僅使用少量的含羥基天然碳氫高分 子多糖化合物對造紙?zhí)盍狭Ｗ舆M行改性即可實現(xiàn)上述效果。
[0010] 即，本發(fā)明包括一種在造紙過程中提高高分子乳化劑乳化的ASA乳液的施膠效果 的方法，該方法包括使用高分子乳化劑乳化的ASA乳液作為施膠劑對所述紙漿進行施膠， 所述紙漿中添加有含羥基天然碳氫高分子多糖化合物改性的造紙?zhí)盍狭Ｗ幼鳛樵旒執(zhí)盍稀?[0011] 此外，本發(fā)明還提供一種造紙的方法，其包括以下步驟：將含羥基天然碳氫高分子 多糖化合物改性造紙?zhí)盍狭Ｗ犹砑又良垵{中，同時或在此前或在此后，將高分子乳化劑乳 化的ASA乳液添加至紙漿中。
[0012] 根據(jù)本發(fā)明，可以顯著改善以高分子乳化劑作為乳化劑時的ASA施膠的施膠效 率。根據(jù)本發(fā)明，合成高分子乳化的ASA乳液的施膠效果，不低于蒸煮陽離子淀粉乳化劑 (目前最有效的ASA施膠乳化劑）乳化的ASA乳液的施膠效果。
[0013] 發(fā)明的【具體實施方式】
[0014] 如無特殊說明，本說明書中的科技術(shù)語的含義與本領(lǐng)域技術(shù)人員一般理解的含義 相同，但如有沖突，則以本說明書中的定義為準。
[0015] 本發(fā)明提供一種在造紙過程中提高高分子乳化劑乳化的ASA乳液的施膠效果的 方法，該方法包括：使用高分子乳化劑乳化的ASA乳液作為施膠劑對所述紙漿進行施膠，所 述紙漿中添加有含羥基天然碳氫高分子多糖化合物改性的造紙?zhí)盍狭Ｗ幼鳛樵旒執(zhí)盍稀?br>[0016] ASA
[0017] 在本說明書中，ASA是指烯基琥珀酸酐，其是已知的中性施膠劑（美國專利 US3102064)。ASA施膠劑可以使用市售產(chǎn)品，如納爾科產(chǎn)品N7540、N7542、N7543,凱米公司 產(chǎn)品AS2300等。ASA是不溶于水的油狀物，其與水的混合物以乳液的形式存在，為了獲得穩(wěn) 定的ASA乳液，需要使用乳化劑。
[0018] 高分子乳化劑
[0019] 作為用于乳化ASA乳液的乳化劑，可以列舉出例如陽離子性淀粉和基于丙烯酰胺 的合成聚合物。在本說明書中，高分子乳化劑可以是水溶性聚丙烯酰胺類化合物，其選自丙 烯酰胺與陽離子單體的共聚物、以及乙二醛交聯(lián)的丙烯酰胺與陽離子單體的共聚物。
[0020] 這里，所述陽離子單體可以是選自二甲基烯丙基氯化銨、甲基丙烯酰氧乙基三甲 基氯化銨、N，N，N-三甲基-3-(2-甲基烯丙酰氨基）-1-氯化丙銨、甲基丙烯酸Ν，Ν' -二甲 氨乙酯、甲基丙烯酸Ν，Ν' -二甲氨乙酯季銨鹽陽離子、丙烯酸二甲胺基乙酯、丙烯酸二甲胺 基乙酯季銨鹽、丙烯酸二乙胺基乙酯、以及丙烯酸二乙胺基乙酯季銨鹽中的一種或兩種或 多種。
[0021] 例如，所述高分子乳化劑可以是丙烯酰胺與陽離子單體的共聚物，其重均分子量 為10000~1000000道爾頓，該共聚物中陽離子單體單元與丙烯酰胺單元的比例為1/99至 20/80,例如 2/98 至 18/82,又例如 5/95 至 15/85。
[0022] 在本說明書中，"陽離子單體單元"是指聚合物中來源于陽離子單體的部分；"丙烯 酰胺單元"是指聚合物中來源于丙烯酰胺的部分，"乙二醛單元"是指聚合物中來源于乙二 醛的部分。
[0023] 再例如，所述高分子乳化劑可以是乙二醛交聯(lián)的丙烯酰胺與陽離子單體的共聚 物，其重均分子量為100000~3000000道爾頓，該共聚物中，丙烯酰胺單元與陽離子單體單 元的比例為5/95至95/5,乙二醛單元與丙烯酰胺單元的比例為60/40至5/95,例如50/50 至 10/90,又例如 45/55 至 10/90。
[0024] 更具體地，所述高分子乳化劑可以選自甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨和丙烯酰 胺的共聚物、以及二甲基二烯丙基氯化銨丙烯酰胺乙二醛交聯(lián)物。
[0025] 作為市售的高分子乳化劑，可以列舉出例如納爾科公司的N7541、N63007以及 Buckman 公司的 Bubond650 等。
[0026] 高分子乳化劑乳化的ASA乳液
[0027] 高分子乳化劑乳化的ASA乳液是本技術(shù)領(lǐng)域已知的，可以參見例如美國專利 4657946和美國專利6491790。高分子乳化劑乳化的ASA乳液例如可以如下制備：將例如 0. 01~10重量份的高分子乳化劑與50~99. 9重量份的水混合，然后加入0. 01~40重 量份的ASA，在高剪切條件下攪拌1~2分鐘。這里，高剪切條件是指通過機械力的方法讓 ASA分散到水中形