專(zhuān)利名稱(chēng)：使用醛官能化的聚合物增強(qiáng)造紙機(jī)脫水作用的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用具有特殊官能化水平的醛官能化的聚合物來(lái)增強(qiáng)造紙機(jī)脫水作用的方法。
背景技術(shù)：
造紙包括獲取稠度(固體的重量百分比)在0. 1至1. Owt %范圍內(nèi)的造紙?jiān)嫌贊{，并且使其脫水形成最終稠度為大約95wt%的紙張。造紙機(jī)通過(guò)一系列不同過(guò)程實(shí)現(xiàn)該脫水過(guò)程，這些過(guò)程從頭到尾包括1)重力或慣性脫水(機(jī)器的早期成形區(qū))；幻真空脫水 (機(jī)器的后期成形區(qū))；幻壓榨脫水(機(jī)器的壓榨部)；和4)通過(guò)熱力使水蒸發(fā)(機(jī)器的干燥部)。脫水的成本從1至4逐漸增加，這使得在早期盡可能地除去更多的水是有利的。 造紙的速度，或者說(shuō)，造紙機(jī)的速度是由除去水的速度來(lái)決定的，因此對(duì)于造紙來(lái)說(shuō)，任何能夠提高除去水的速度的化學(xué)處理方法都是有價(jià)值的。許多等級(jí)的紙需要在其生產(chǎn)中使用化學(xué)助留劑以保留在用于造紙的原料中發(fā)現(xiàn)的細(xì)顆粒。造紙工業(yè)中公知，正如其名稱(chēng)所表示的，這些助留劑也可提高重力、慣性和真空脫水或排水的速度。這種化學(xué)助留劑包括公知的絮凝劑、促凝劑、以及工業(yè)中使用的微?！，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室自由排水實(shí)驗(yàn)和真空排水實(shí)驗(yàn)可以容易地識(shí)別出這些化學(xué)助留劑的排水作用。絕大多數(shù)造紙機(jī)的生產(chǎn)速度受機(jī)器干燥部分的干燥能力所限。因此，離開(kāi)壓榨部進(jìn)入干燥部的紙張的稠度往往是決定造紙機(jī)速度或生產(chǎn)速度的重要因素?；瘜W(xué)添加劑對(duì)壓榨脫水的作用尚不明確，對(duì)此主題可以得到的信息很少。經(jīng)常有報(bào)道說(shuō)化學(xué)助留劑對(duì)壓榨脫水作用是不利的，因?yàn)楸Ｋ吭黾踊蛴杉垙埿纬芍械牧魇鶎?dǎo)致的壓榨效率降低會(huì)降低進(jìn)入壓榨部時(shí)的稠度。這些因素都是由化學(xué)保留劑(retentionchemicals)對(duì)造紙顆粒的絮凝作用所導(dǎo)致的。因?yàn)殡x開(kāi)壓榨部的紙張稠度往往是決定機(jī)器速度最重要的因素，因此顯而易見(jiàn)地，任何能夠增大這種稠度的處理劑是高度期望的。目前，盡管有傳聞?wù)f某些聚合物有利于有效地提高壓榨稠度，但是尚未見(jiàn)市場(chǎng)上有用作商品化的壓榨脫水助劑的化學(xué)處理劑出售。因此，迫切需要開(kāi)發(fā)具有有效地壓榨脫水能力的組合物。美國(guó)專(zhuān)利第3，556，932號(hào)中公開(kāi)了從摩爾比為0. 1-0. 2的乙二醛和聚乙烯酰胺制備的作為濕強(qiáng)度樹(shù)脂(wet strength resin)的乙醛化聚乙烯酰胺。美國(guó)專(zhuān)利第4，605，702號(hào)中公開(kāi)了從比例為0. 1-0. 5 1的乙二醛和陽(yáng)離子聚乙烯酰胺制備的作為臨時(shí)性濕強(qiáng)度樹(shù)脂的低分子量乙醛化陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。美國(guó)專(zhuān)利第5，674，362號(hào)中公開(kāi)了一種通過(guò)向紙漿中添加含有氨基聚酰胺-表氯醇樹(shù)脂和由摩爾比為大約2-0. 5 1的乙二醛和丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨共聚物制備的乙醛化丙烯酰胺-二甲基二烯丙基氯化銨樹(shù)脂的混合樹(shù)脂以賦予紙張強(qiáng)度的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種增強(qiáng)造紙機(jī)紙張脫水作用的方法，包括向紙張中添加大約0. 051b/ 噸干纖維至大約151b/噸干纖維的一種或多種含有氨基或酰胺基基團(tuán)的醛官能化的聚合物，其中至少大約15mol%的氨基或酰胺基基團(tuán)與一種或多種醛類(lèi)反應(yīng)而被官能化，其中該醛官能化的聚合物的分子量至少為大約100，OOOg/爾。
具體實(shí)施例方式“丙烯酰胺單體”指的是下式的單體其中隊(duì)為H或C1-C4烷基，&為H、CfC4烷基、芳基或芳烷基。優(yōu)選的丙烯酰胺單體是丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。更優(yōu)選丙烯酰胺?！叭敝傅氖呛幸粋€(gè)或多個(gè)醛基(-CH0)的化合物，其中醛基能夠與本文所述的含有氨基或酰胺基基團(tuán)的聚合物的氨基或酰胺基基團(tuán)反應(yīng)。代表性的醛包括甲醛、多聚甲醛、 戊二醛和乙二醛等。優(yōu)選乙二醛。“烷基”指的是從直鏈或支鏈的飽和烴中去掉單個(gè)氫原子而得到的一價(jià)基團(tuán)。代表性的烷基包括甲基、乙基、正丙基、異丙基和鯨蠟基等。“亞烷基”指的是從直鏈或支鏈的飽和烴中去掉兩個(gè)氫原子而得到的二價(jià)基團(tuán)。代表性的亞烷基包括亞甲基、亞乙基和亞丙基等。“酰胺基”指的是分子式為-C(O)NHY1的基團(tuán)，其中Y1選自H、烷基、芳基和芳烷基?！鞍被敝傅氖欠肿邮綖?NHY2的基團(tuán)，其中t選自H、烷基、芳基和芳烷基?！皟尚浴敝傅氖菑年?yáng)離子單體和陰離子單體，以及可能地，其它非離子單體得到的聚合物。代表性的兩性聚合物包括由丙烯酸和DMAEA-MCQ組成的共聚物，以及由丙烯酸、 DADMAC和丙烯酰胺組成的三元聚合物等?！胺蓟敝傅氖蔷哂写蠹s6至大約10個(gè)碳原子的芳香族單環(huán)或多環(huán)系統(tǒng)。芳基可以任選地被一個(gè)或多個(gè)C1-C2tl烷基、烷氧基或鹵代烷基所取代。代表性的芳基包括苯基或萘基，或者取代苯基或取代萘基?！胺纪榛敝傅氖欠蓟?亞烷基基團(tuán)，其中芳基和亞烷基如本文所定義。代表性的芳烷基包括芐基、苯乙基、苯丙基和1-萘甲基等。優(yōu)選芐基。“二烯丙基-N，N- 二取代鹵化銨單體”指的是下式的單體(H2C = CHCH2)2N+R3R4F其中民和R4獨(dú)立地是C1-C2tl烷基、芳基或芳烷基，X是陰離子抗衡離子(anionic counterion)。代表性的陰離子抗衡離子包括鹵素陰離子、硫酸根離子、硝酸根離子和磷酸根離子等。優(yōu)選的陰離子抗衡離子為鹵素陰離子。鹵素陰離子是優(yōu)選的。優(yōu)選的二烯丙基-N，N- 二取代鹵化銨單體是二烯丙基二甲基氯化銨。“鹵素”指的是氟、氯、溴或碘。“單體”指的是可聚合的烯丙基、乙烯基或丙烯酸化合物。單體可以是陰離子的、陽(yáng)離子的、非離子的或兩性離子型的。優(yōu)選乙烯基單體，更優(yōu)選丙烯酸單體。
代表性的非離子水溶性單體包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N，N- 二甲基丙烯酰胺、 N，N-二乙基丙烯酰胺、N-異丙基丙烯酰胺、N-乙烯基甲酰胺、N-乙烯基甲基乙酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥乙酯、丙烯酸羥丙酯、甲基丙烯酸羥丙基酯、N-叔丁基丙烯酰胺、N-羥甲基丙烯酰胺、乙酸乙烯酯和乙烯醇等。代表性的陰離子單體包括丙烯酸及其鹽，包括但不限于丙烯酸鈉和丙烯酸銨；甲基丙烯酸及其鹽，包括但不限于甲基丙烯酸鈉和甲基丙烯酸銨；2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPQ ；AMPS的鈉鹽；乙烯基磺酸鈉；苯乙烯磺酸鹽；馬來(lái)酸及其鹽，包括但不限于鈉鹽和銨鹽；磺酸鹽；衣康酸鹽；丙烯酸磺丙酯或甲基丙烯酸磺丙酯；或者這些或其它可聚合羧酸或磺酸的其他水溶形式?；羌谆谋０贰⒒撬嵯┍?、乙烯基磺酸鈉、衣康酸、丙烯酰胺基甲基丁酸、富馬酸、乙烯基膦酸、乙烯基磺酸、烯丙基膦酸、磺甲基化的丙烯酰胺、 磷甲基化的丙烯酰胺和衣康酸酐等。代表性的陽(yáng)離子單體包括烯丙胺；乙烯胺；二烷基氨基烷基丙烯酸酯和二烷基氨基烷基(甲基丙烯酸)酯及其季鹽或酸鹽，包括但不限于丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯 _鹽(dimethylaminoethyl acrylatemethyl chloride quaternary salt) (DMAEA-MCQ)、 丙烯酸二甲氨基乙酯甲基硫酸季鹽(dimethylaminoethyl acrylate methyl sulfate quaternarysalt)、丙烯酸二甲氨基乙酯芐基氯季鹽、丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸鹽、丙烯酸二甲氨基乙酯鹽酸鹽、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯甲基氯季鹽、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸季鹽、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯芐基氯季鹽、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯硫酸鹽、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯鹽酸鹽；二烷基氨基烷基丙烯酰胺(dialkylaminoalkylacrylamides)或二烷基氨基烷基(甲基丙烯酰胺)及其季鹽或酸鹽，例如丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨、 二甲氨基丙基丙烯酰胺基甲基硫酸季鹽、二甲氨基丙基丙烯酰胺硫酸鹽、二甲氨基丙基丙烯酰胺鹽酸鹽、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺基甲基硫酸季鹽、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺硫酸鹽、二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺鹽酸鹽、丙烯酸二乙氨基乙酯、甲基丙烯酸二乙氨基乙酯、二烯丙基二乙基氯化銨和二烯丙基二甲基氯化銨 (DADMAC)。烷基通常為(；_4烷基。“兩性離子單體”指的是含有等比例的陽(yáng)離子和陰離子(帶電荷的)官能團(tuán)從而使分子在整體上呈凈中性的可聚合分子。代表性的兩性離子單體包括N，N-二甲基-N-丙烯酰氧基乙基-N- (3-磺丙基)-銨甜菜堿(amnionium betaine)、N, N- 二甲基-N-丙烯酰胺基丙基-N-(2-羧甲基)-銨甜菜堿、N，N- 二甲基-N-丙烯酰胺基丙基-N-(3-磺丙基)-銨甜菜堿、N，N-二甲基-N-丙烯酰胺基丙基-N-(2-羧甲基)-銨甜菜堿、2-[(甲硫基)乙基] 甲基丙烯?；?S-(磺丙基)_锍甜菜堿(sulfonium betaine)、2_[ (2-丙烯酰氧基乙基) 二甲基銨]乙基 2-甲基磷酸鹽(2-[ (2-acryloylethyl) dimethylammonio] ethyl 2-methyl phosphate)、2_(丙烯酰氧基乙基)-2' _(三甲基銨)乙基磷酸鹽、[(2_丙烯酰氧基乙基)二甲基銨]甲基磷酸、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酸膽堿(MFC)、2-[(3-丙烯酰氨基丙基)二甲基銨]乙基2'-異丙基磷酸鹽(AAPI)、氫氧化[1-乙烯基-3-(3-磺丙基)咪唑鐺]、(2-丙烯酰氧基乙基)羧甲基甲磺酰氯、1-(3-磺丙基)-2-乙烯吡咯烷酮鐺甜菜堿 (vinylpyridinium betaine)、N_ 磺丁基)-N-甲基-N，N-二烯丙胺銨甜菜堿(ammonium betaine) (MDABS)和隊(duì)^二烯丙基巧-甲基州-(2-磺乙基)銨甜菜堿(ammonium betaine)寸。
“造紙方法”指的是從紙漿制造紙制品的方法，包括形成含水的纖維質(zhì)造紙配料 (furnish)、將配料濾水形成紙張和將紙張干燥。形成造紙配料、濾水和干燥的步驟可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何傳統(tǒng)方法實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的微顆粒、明礬、陽(yáng)離子淀粉或其組合均可以作為助劑與本發(fā)明的聚合物處理劑一起應(yīng)用，雖然必須強(qiáng)調(diào)的是，有效脫水活性不需要助劑。
具體實(shí)施例方式根據(jù)本發(fā)明的醛官能化的聚合物通過(guò)使含有氨基或酰胺基基團(tuán)的聚合物與一種或多種醛反應(yīng)來(lái)制備。含有氨基或酰胺基基團(tuán)的聚合物可具有多種結(jié)構(gòu)，包括直鏈、支鏈、 星形、嵌段、接枝和樹(shù)枝狀聚合物等。優(yōu)選的含有氨基或酰胺基基團(tuán)的聚合物包括聚胺和聚酰胺。聚胺和聚酰胺可通過(guò)在自由基形成條件下使單體共聚來(lái)制備，可以使用任意數(shù)量的技術(shù)，包括乳液聚合、分散聚合和溶液聚合。聚胺也可通過(guò)對(duì)預(yù)先形成的聚酰胺進(jìn)行改性來(lái)制備，例如，如美國(guó)專(zhuān)利第 6，610，209號(hào)和6，426，383號(hào)中所述，通過(guò)使用酸或堿對(duì)丙烯酰胺-乙烯基甲酰胺共聚物進(jìn)行水解來(lái)制備。如美國(guó)專(zhuān)利第4，919，821號(hào)所述，聚氨基酰胺也可通過(guò)聚烷基羧酸的直接酰胺化和含有羧酸和(甲基)丙烯酰胺單元的共聚物的轉(zhuǎn)酰氨基作用進(jìn)行制備?！叭橐壕酆衔铩焙汀叭槟z聚合物”指的是含有在水相中的根據(jù)本發(fā)明的醛官能化的聚合物、作為油相的烴油和油包水型乳化劑的聚合物乳液。反相乳液聚合物(inverse emulsion polymer)是含有連續(xù)分散在碳?xì)浠衔锘|(zhì)中水溶性聚合物的碳?xì)浠衔?。然后通過(guò)使用剪切、稀釋、以及通常是使用另一種表面活性劑從顆粒中釋放聚合物，從而“反轉(zhuǎn)”活激活反相乳液聚合物以進(jìn)行應(yīng)用。參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利第3，734，873號(hào)，該專(zhuān)利在此引入作為參考。高分子量反相乳液聚合物的代表性制劑如美國(guó)專(zhuān)利第2，982，749號(hào)、第3，284, 393 號(hào)和第 3，734，873 號(hào)所述。還可參見(jiàn) Hunkeler 等，〃 Mechanism,Kinetics and Modeling of theInverse-Microsuspension Homopolymerization of Acrylamide,"( “丙烯酉先胺反相微懸浮液均聚作用的機(jī)理、動(dòng)力學(xué)和模型”)，Polymer, vol. 30(1)，127-42頁(yè)(1989)； 以及 Hunkeler 等，“Mechanism, Kinetics and Modelingof Inverse-Microsuspension Polymerization :2.Copolymerization ofAcrylamide with Quaternary Ammonium Cationic Monomers,“(“反相微懸浮液聚合作用的機(jī)理、動(dòng)力學(xué)和模型2.丙烯酰胺與季銨陽(yáng)離子單體的共聚” )，Polymer, vol. 32 (14)，2626-40 頁(yè)(1991)。水相是通過(guò)在水中使一種或多種水溶性單體和任意的聚合添加劑(例如無(wú)機(jī)鹽、 螯合劑和PH緩沖液等)混合來(lái)制備的。油相是通過(guò)將惰性烴類(lèi)液體與一種或多種油溶性表面活性劑混合來(lái)制備的。表面活性劑混合物應(yīng)該具有低的親水-親油平衡(HLB)，以保證形成油連續(xù)乳液。適用于油包水型乳液聚合的市售表面活性劑收錄在North American Edition of McCutcheon' s Emulsifiers&DeterRents中。油相可能必須進(jìn)行加熱以保證形成均相油溶液。然后將油相注入到配置有攪拌器、熱電偶、氮?dú)獯祾吖芎屠淠鞯姆磻?yīng)器中。將水相加入到含有油相的反應(yīng)器中，充分?jǐn)嚢栊纬扇橐?。將得到的乳液加熱至所需的溫度，用氮?dú)獯祾?，然后加入自由基引發(fā)劑。反應(yīng)混合物在氮?dú)夥罩性谒铚囟认聰嚢鑾仔r(shí)。反應(yīng)完成后，使油包水型乳液聚合物冷卻至室溫，此時(shí)可加入任何需要的聚合后添加劑，例如抗氧化劑或高HLB的表面活性劑(如美國(guó)專(zhuān)利第3，734，873號(hào)所述)。得到的乳液聚合物是易流動(dòng)的液體。油包水型乳液聚合物的水溶液可以通過(guò)向水中加入所需量的乳液聚合物并在高HLB表面活性劑的存在下充分?jǐn)嚢鑱?lái)獲得(如美國(guó)專(zhuān)利第3，734，873號(hào)中所述)?！胺稚⒕酆衔铩本酆衔镏傅氖欠稚⒃诤幸环N或多種有機(jī)或無(wú)機(jī)鹽和/或一種或多種水性聚合物的連續(xù)水相中的水溶性聚合物。水溶性聚合物在連續(xù)水相中分散聚合的代表性離子可以參見(jiàn)美國(guó)專(zhuān)利第 5，605，970,5, 837，776,5, 985，992,4, 929，655,5, 006，590、 5，597，859 和 5，597，858 號(hào)以及歐洲專(zhuān)利第 183，466,657, 478 和 630，909 號(hào)。在制備分散聚合物的典型過(guò)程中，將含有一種或多種無(wú)機(jī)或有機(jī)鹽、一種或多種水溶性單體和任意聚合添加劑(例如操作助劑、螯合劑、PH緩沖液和水溶性穩(wěn)定劑聚合物) 的水溶液注入到配置有攪拌器、熱電偶、氮?dú)獯祾吖芎退淠鞯姆磻?yīng)器中。充分?jǐn)嚢柙搯误w溶液，將其加熱到所需溫度，然后加入自由基引發(fā)劑。將該溶液用氮?dú)獯祾?，同時(shí)保持溫度，并混合幾小時(shí)。此后，將混合物冷卻至室溫，并且可以向反應(yīng)器中加入任意的聚合后添加劑。水溶性聚合物的水連續(xù)分散液是易流動(dòng)的液體，在低剪切力下測(cè)量，產(chǎn)物粘度通常為 100-10，OOOcPo在制備溶液聚合物的典型過(guò)程中，制備含有一種或多種水溶性單體和任意其他的聚合添加劑(例如螯合劑和PH緩沖液等)的水溶液。將該混合物注入到配置有攪拌器、熱電偶、氮?dú)獯祾吖芎退淠鞯姆磻?yīng)器中。充分?jǐn)嚢柙撊芤?，將其加熱至所需溫度，然后加入一種或多種自由基聚合引發(fā)劑。將該溶液用氮?dú)獯祾?，同時(shí)保持溫度，并混合幾小時(shí)。通常，溶液的粘度在此期間會(huì)增大。聚合完成后，使反應(yīng)器內(nèi)容物冷卻至室溫，然后轉(zhuǎn)移儲(chǔ)存。 溶液聚合物的粘度變化非常大，其取決于活性聚合物成分的濃度和分子量。聚合反應(yīng)可以通過(guò)任何能夠生成合適自由基方式引發(fā)。優(yōu)選熱衍生基，其中自由基物種(radical species)由偶氮、過(guò)氧化物、過(guò)氧化氫和過(guò)酸酯化合物中的熱均裂解離而獲得。特別優(yōu)選的引發(fā)劑是偶氮化合物，包括2，2'-偶氮二(2-脒基丙烷)二鹽酸化物、2， 2'-偶氮二 [2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二鹽酸化物、2，2'-偶氮二(異丁腈)(AIBN) 和2，2'-偶氮二(2，4_ 二甲基戊腈)(AlVN)等。聚合過(guò)程可分批處理(batch treatment)或分步進(jìn)行。在分批處理中，所有反應(yīng)單體在一起進(jìn)行反應(yīng)，而在分步或半分批方法(semi-batchprocess)中，一部分反應(yīng)單體保留在主反應(yīng)中，隨時(shí)間變化逐漸增多，從而影響共聚物的組成位移或分散顆粒的形成。聚合和/或聚合后反應(yīng)條件可以選擇為使所得到的含有氨基或酰胺基基團(tuán)的聚合物的分子量至少為大約1，000g/mol，優(yōu)選大約2，000至大約10，000, 000g/mol。然后，含有氨基或酰胺基基團(tuán)的聚合物通過(guò)與一種或多種醛反應(yīng)而被官能化。合適的醛包括任何至少含有一個(gè)醛官能團(tuán)(-CH0)并且其反應(yīng)性足以與聚合物的氨基或酰胺基基團(tuán)反應(yīng)的化合物。代表性的醛包括甲醛、多聚甲醛、戊二醛和乙二醛等。優(yōu)選乙二醛。醛官能化的聚合物是通過(guò)使聚酰胺或聚胺與醛在pH為4至12之間的條件下反應(yīng)而制備的。聚合物主鏈加上醛的總濃度在大約5至大約35wt%之間。通常，聚合物主鏈的水溶液制備為能夠更好地控制反應(yīng)速度和增加產(chǎn)物穩(wěn)定性。聚合物主鏈水溶液的PH提高到大約4至大約12之間。反應(yīng)溫度一般為大約20至大約80°C，優(yōu)選大約20至大約40°C。 將醛的水溶液加入到聚合物主鏈的水溶液中，充分混合防止形成凝膠。加入醛后，將PH調(diào)整至大約4至大約12，以達(dá)到所需的反應(yīng)速度。調(diào)整pH后，通常單反應(yīng)(monoreacted)的酰胺/胺的量對(duì)于醛與酰胺/胺的給定比例來(lái)說(shuō)是最佳的，而雙反應(yīng)(direacted)的酰胺/ 胺的量是低的。使用Brookfield粘度計(jì)監(jiān)測(cè)反應(yīng)過(guò)程中粘度增加的速度。粘度增加0. 5cps 表明聚合物分子量增加以及雙反應(yīng)的酰胺/胺的量增加。在粘度增加的過(guò)程中單反應(yīng)的酰胺/胺的量一般是保持不變的，但雙反應(yīng)的酰胺/胺的量隨粘度增加而增大。通常，預(yù)期粘度的增加對(duì)應(yīng)于單反應(yīng)的酰胺/胺的預(yù)期水平、雙反應(yīng)的酰胺/胺的預(yù)期水平和分子量。反應(yīng)速度取決于溫度、聚合物和醛的總濃度、醛與酰胺/胺官能團(tuán)的比例和PH。當(dāng)溫度、聚合物和醛的總濃度、醛與酰胺/胺官能團(tuán)的比例或PH增加時(shí)，期望得到更高的乙醛化速度。通過(guò)降低聚合物和醛的總濃度、溫度、醛與酰胺/胺官能團(tuán)的比例或PH(至大約2至大約3. 5 之間)，可以減慢反應(yīng)速度。在反應(yīng)結(jié)束時(shí)，未反應(yīng)的醛量增加，因?yàn)槿┡c酰胺/胺官能團(tuán)的比例增大。但單反應(yīng)和雙反應(yīng)的酰胺/胺總量變得更大。例如，二烯丙基二甲基氯化銨/丙烯酰胺共聚物(摩爾百分含量為95/5)與乙二醛反應(yīng)，反應(yīng)物的摩爾比為乙二醛比丙烯酰胺為0. 4至1，得到丙烯酰胺/DADMA共聚物(摩爾百分含量為95/ ，以目標(biāo)產(chǎn)物的粘度和分子量計(jì)算，含有大約15至23mol%的單反應(yīng)和雙反應(yīng)的丙烯酰胺和大約60至70mol %的總的未反應(yīng)乙二醛。當(dāng)乙二醛與丙烯酰胺的摩爾比為0. 8至1時(shí)，得到丙烯酰胺/DADMAC共聚物(摩爾百分含量為95/5)，以目標(biāo)產(chǎn)物的粘度和分子量計(jì)算，含有大約22至30mol %的單反應(yīng)和雙反應(yīng)的丙烯酰胺和大約70至80mol % 的總的未反應(yīng)乙二醛。產(chǎn)物的儲(chǔ)存穩(wěn)定性取決于儲(chǔ)存溫度、產(chǎn)物粘度、反應(yīng)的酰胺/胺的總量、聚合物和醛的總濃度、醛與酰胺/胺官能團(tuán)的比例和PH。通常，產(chǎn)物的pH保持在低的pH水平0至 3. 5)，并且對(duì)聚合物和醛的總濃度進(jìn)行優(yōu)化以增強(qiáng)儲(chǔ)存穩(wěn)定性。可以選擇反應(yīng)條件以使得聚合物中至少大約15mol%，優(yōu)選至少大約20mol%的氨基或酰胺基基團(tuán)與醛反應(yīng)形成醛官能化的聚合物。得到的醛官能化的聚合物的重均分子量為至少大約100，000g/mol，優(yōu)選至少大約300，000g/mol。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，醛官能化的聚合物是醛官能化的聚酰胺。在另一個(gè)優(yōu)選方面，醛官能化的聚酰胺是含有IOOmol %的一種或多種非離子單體的醛官能化的聚合物。在另一個(gè)優(yōu)選的方面，醛官能化的聚酰胺是含有大約5至大約99mol%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約95m0l%至大約Imol^的一種或多種陽(yáng)離子、陰離子或兩性離子單體或其混合物的醛官能化的共聚物。從非離子單體和陽(yáng)離子單體制備的共聚物的陽(yáng)離子電荷優(yōu)選為大約1至大約 50mol %，更優(yōu)選從大約1至大約30mol %。從非離子單體和陰離子單體制備的共聚物的陰離子電荷優(yōu)選為大約1至大約 50mol %，更優(yōu)選從大約1至大約30mol %。兩性聚合物優(yōu)選在整體上具有正電荷。優(yōu)選的兩性聚合物由達(dá)到大約40mOl%的陽(yáng)離子單體和達(dá)到大約20mOl%的陰離子單體組成。更優(yōu)選兩性聚合物包括大約5至大約 IOmol%的陽(yáng)離子單體和大約0. 5至大約4mol%的陰離子單體。
兩性離子聚合物優(yōu)選包括1至大約95mol %，優(yōu)選1至大約50mol %的兩性離子單體。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選方面，醛官能化的聚酰胺是含有大約1至大約99mol%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約99mol%至大約lmol%的一種或多種陽(yáng)離子、陰離子或兩性離子單體或其混合物的醛官能化的共聚物。在另一個(gè)優(yōu)選方面，醛官能化的聚酰胺是含有大約50至大約99mol %的一種或多種丙烯酰胺單體和大約50至大約Imol^的一種或多種陽(yáng)離子單體的醛官能化的共聚物。在另一個(gè)優(yōu)選方面，醛官能化的共聚物是含有大約50至大約99mol %的一種或多種丙烯酰胺單體和大約50至大約Imol %的一種或多種陽(yáng)離子單體的共聚物，其中該共聚物用乙二醛進(jìn)行官能化。在另一個(gè)優(yōu)選方面，陽(yáng)離子單體是二烯丙基-N，N- 二取代氯化銨單體。在另一個(gè)優(yōu)選方面，共聚物的大約20至大約50mOl%的酰胺基基團(tuán)已經(jīng)與乙二醛反應(yīng)。在另一個(gè)優(yōu)選方面，非離子單體是丙烯酰胺，二烯丙基-N，N- 二取代鹵化銨單體
是二烯丙基二甲基氯化銨。在另一個(gè)優(yōu)選方面，官能化的聚合物是含有大約70至大約99mol%的丙烯酰胺和大約1至大約30mOl%的二烯丙基二甲基氯化銨的共聚物，該共聚物用乙二醛官能化。在另一個(gè)優(yōu)選方面，共聚物的大約20至大約^mol%的酰胺基基團(tuán)已經(jīng)與乙二醛反應(yīng)。醛官能化的聚合物可用于所有等級(jí)的紙張和紙板的脫水，優(yōu)選紙板級(jí)和高級(jí)紙張級(jí)。使用有或無(wú)廢雜紙的OCC(舊瓦楞紙箱)的再利用紙板級(jí)已經(jīng)特別引起注意。醛官能化的聚合物的用量在0. 05至15. Olb聚合物/噸干纖維的范圍內(nèi)能夠?qū)崿F(xiàn)脫水的有益提高，通常達(dá)到最佳結(jié)果的范圍在0. 5至3. Olb/噸之間，這取決于具體的造紙環(huán)境(所使用的造紙機(jī)設(shè)備和造紙機(jī)原料)。本發(fā)明的醛官能化的聚合物可在用于傳統(tǒng)濕部添加劑的傳統(tǒng)濕部位置加入。這些包括薄坯或厚坯。實(shí)際的濕部位置不必考慮得非常重要，但醛官能化的聚合物優(yōu)選在其他陽(yáng)離子添加劑之前加入。因?yàn)槿┕倌芑木酆衔锉徽J(rèn)為可以充當(dāng)壓榨助劑，沒(méi)有必要將其加入至濕部，也可嘗試選擇在紙張形成后剛好在壓榨部之前將其加入。例如，聚合物可在進(jìn)入壓榨部之前噴射至濕部上，這是優(yōu)選的加料模式，其可以減少用量或降低在濕部可能發(fā)生的干擾作用。其它傳統(tǒng)的濕部添加劑可與醛官能化的聚合物聯(lián)合使用。其包括助留劑、 強(qiáng)度添加劑(例如淀粉)和膠粘劑等。當(dāng)使用如本文所述的具有凈負(fù)電荷的醛官能化的聚合物時(shí)，需要一種將聚合物固定在纖維上的方法。這種固定通常通過(guò)使用陽(yáng)離子材料與聚合物交聯(lián)來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種陽(yáng)離子材料通常大多數(shù)是助凝劑、無(wú)機(jī)物(例如，明礬、聚氯化鋁、氯化鐵或硫酸鐵和任意其它陽(yáng)離子水解鹽)或有機(jī)物(例如，p-DADMAC、EPI/DMA、PEI、改性PEI或任何其它高電荷密度和低至中等分子量的聚合物)。另外，為其它目的加入的陽(yáng)離子材料(例如淀粉、濕態(tài)強(qiáng)度添加劑或保留添加劑)也可用來(lái)固定陰離子聚合物。不需要其它添加劑將陽(yáng)離子醛官能化的聚合物固定在填充劑上。上述內(nèi)容可以參考一下實(shí)施例更好地理解，這些實(shí)施例的目的是為了說(shuō)明，而不是限制本發(fā)明的范圍。
實(shí)施例1 制備95/5mol %的丙烯酰胺/DADMAC共聚物向配置有機(jī)械攪拌器、熱電偶、冷凝器、氮?dú)獯祾吖芎图恿峡椎?500-mL反應(yīng)瓶中加入116. 4g去離子水或軟水、26. 3g磷酸、63. 8g 62 %的二烯丙基二甲基氯化銨水溶液 (Nalco Company,Naperville, IL)、7· 6g甲酸鈉和0. 09g乙二胺四乙酸四鈉鹽。將反應(yīng)混合物在400rpm下攪拌，并且使用17. 3g 50%的氫氧化鈉水溶液將pH調(diào)整至4. 7至4. 9。將得到的混合物加熱至100°C，并且用氮?dú)庖?0mL/min吹掃。在達(dá)到100°C后，將17. 6g 25. 0% 的過(guò)硫酸銨水溶液經(jīng)135分鐘的時(shí)間加入到反應(yīng)混合物中。開(kāi)始加入過(guò)硫酸銨后5分鐘， 將750. 9g 49. 5%的丙烯酰胺水溶液經(jīng)120分鐘的時(shí)間加入到反應(yīng)混合物中。加入過(guò)硫酸銨后，將反應(yīng)在100°C保持180分鐘。然后將反應(yīng)混合物冷卻至室溫，并且用50%的氫氧化鈉水溶液或濃硫酸將PH調(diào)整至5. 2至5. 8。產(chǎn)物為粘稠的、清亮至琥珀色的溶液。產(chǎn)物的分子量為大約20，000g/mol。實(shí)施例295/5m0l%的丙烯酰胺/DADMAC共聚物以乙二醛比丙烯酰胺的摩爾比為0. 8至1 的比例、以活性物為9.0% (總的乙二醛和聚合物)進(jìn)行乙醛化。向配置有機(jī)械攪拌器、熱電偶、冷凝器、加料孔和位于反應(yīng)器底部的取樣閥的 2000-mL反應(yīng)瓶中加入238. Og實(shí)施例1中制備的41 %的95/5mol %的丙烯酰胺/DADMAC共聚物水溶液和1304. Og去離子水或軟水。將聚合物溶液在400rpm下攪拌。溶液的pH通過(guò)加入5.8g 50%的氫氧化鈉水溶液調(diào)整至8. 8至9. 1。反應(yīng)溫度設(shè)定在M至。經(jīng)20至30 分鐘，向反應(yīng)混合物中加入乙二醛(143. Og 40%的水溶液)。加入乙二醛后，反應(yīng)混合物的 Brookfield 粘度(Brookfield 程控 LVDV-II+粘度計(jì)，LV#lspindle at 60rpm,Brookfield Engineering Laboratories, Inc,Middleboro,MA)為大約 4 至 5cps。經(jīng) 20 至 30 分鐘力口入 10%的氫氧化鈉水溶液(25g)將反應(yīng)混合物的pH調(diào)整至7. 5至8. 8。加入氫氧化鈉后，反應(yīng)混合物的 Brookfield 粘度(Brookfield 程控 LVDV-II+粘度計(jì)，LV#lspindle at 60rpm, Brookfield Engineering Laboratories, Inc, Middleboro, MA)為大約 4 至 5cps。在大約 M至下，經(jīng)充分混合的反應(yīng)混合物的pH保持在大約7. O至8. 8。監(jiān)測(cè)Brookfield粘度，當(dāng)所需粘度的增加達(dá)到大于或等于Icps (5至200cps，> 100, OOOg/mole)時(shí)，加入硫酸 (93%)將反應(yīng)混合物的pH降低至2至3. 5，從而基本上降低反應(yīng)速度。粘度增加的速度取決于反應(yīng)PH和溫度。反應(yīng)混合物的pH越高，粘度增加的速度越快。通過(guò)降低反應(yīng)混合物的PH可以控制粘度增加的速度。產(chǎn)物為清亮至混濁、無(wú)色至琥珀色的液體，其Brookfield 粘度大于或等于5cps。當(dāng)產(chǎn)物的Brookfield粘度小于40cps時(shí)，以及當(dāng)產(chǎn)物用水稀釋至較低的活性物百分比時(shí)，所得到的產(chǎn)物在儲(chǔ)存過(guò)程中更穩(wěn)定。通過(guò)調(diào)整目標(biāo)產(chǎn)物的粘度，可以較高或較低的總活性物百分比制備產(chǎn)物。所制備的樣品的NMR分析表明大約70至80%的乙二醛未反應(yīng)，而15至35mol%的丙烯酰胺單元與乙二醛反應(yīng)形成單反應(yīng)和雙反應(yīng)的丙烯酰胺。實(shí)施例3代表性的醛官能化的聚合物的脫水效力通過(guò)造紙機(jī)試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)用摩爾比為0. 1,0. 2,0. 4和0. 8的乙二醛/丙烯酰胺(以后稱(chēng)為G/A比例)制備的乙醛化DADMAC/丙烯酰胺聚合物的脫水作用。使用0. 1,0. 2和 0. 8G/A比例制備的聚合物的相對(duì)性能可以比得上用0. 4的摩爾比制備的聚合物。在雙流漿箱長(zhǎng)網(wǎng)造紙機(jī)上使用100%的OCC配料制造的再利用掛面紙板和瓦楞原紙來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)際的造紙機(jī)條件根據(jù)要制造的硬紙板的具體規(guī)格而變化。在所有情況下，使用進(jìn)料到厚坯中的聚氯化鋁和進(jìn)料到薄坯中的陽(yáng)離子絮凝劑的保留程序。對(duì)于掛面紙板等級(jí)，也可以存在進(jìn)料到薄坯中的ASA膠料(sizing)。在用底層(bottom ply)篩分之前，通過(guò)噴臂(spray boom)將乙醛化的丙烯酰胺聚合物施加到頂層(top ply)的下方，盡管更早的試驗(yàn)證明了通過(guò)濕部厚坯或薄坯加入也可實(shí)現(xiàn)脫水。通過(guò)mills DCS(分布式控制系統(tǒng))計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，以機(jī)器干燥部中蒸汽壓力的變化為基礎(chǔ)，提供對(duì)聚合物脫水作用的評(píng)價(jià)。在紙輥處在線測(cè)量紙張含水量，并通過(guò)調(diào)整蒸汽壓力進(jìn)行保持(蒸汽利用度或能量消耗的測(cè)量指標(biāo))。在紙輥處紙張的含水量較低反映了進(jìn)入干燥部的紙張的含水量較低，換句話(huà)說(shuō)，在干燥部前的機(jī)器各部脫水較好。通過(guò)壓力測(cè)定，較少的蒸汽需求表明脫水有所改善。如果在這些部中的蒸汽壓力降低至操作者感覺(jué)蒸汽需求的正常擺動(dòng)可被輕松控制的水平，他就會(huì)手動(dòng)地提高機(jī)器速度。當(dāng)聚合物類(lèi)型或用量發(fā)生變化時(shí)，要嚴(yán)密注意來(lái)自蒸汽部之一的蒸汽壓力，看看是否發(fā)生任何變化，當(dāng)發(fā)生變化時(shí)要對(duì)產(chǎn)率的變化給予適當(dāng)?shù)目紤]。紙張初始較為干燥的效果可以通過(guò)在紙輥處檢測(cè)到的較低的含水量百分比而觀察到。但這種含水量百分比的下降持續(xù)很短暫，因?yàn)樽詣?dòng)調(diào)節(jié)僅將蒸汽減少當(dāng)做持續(xù)提示產(chǎn)生了脫水作用。除了加入醛官能化的聚合物以外，許多因素也會(huì)影響紙張含水量，但大多數(shù)，象漿料變化，會(huì)在比聚合物添加劑所引起的蒸汽減少作用更長(zhǎng)的時(shí)間框架范圍內(nèi)發(fā)生，特別是當(dāng)通過(guò)噴射裝置施加于平臺(tái)上時(shí)。因此，蒸汽減少是比平均產(chǎn)率或機(jī)器速度更好的聚合物脫水的指示標(biāo)志，因?yàn)槟切y(cè)量值很容易與其它影響機(jī)器速度的因素混淆。實(shí)施例3a0. 1G/A比例的聚合物與0. 4G/A比例的聚合物的比較在421b掛面紙板上在缺少濕部淀粉的情況下比較這兩種聚合物。以2. Olb/噸 0. 4G/A比例的聚合物建立基線后，替代為2. 21b/噸0. 1G/A比例的聚合物。在大約1小時(shí)內(nèi)，幾乎馬上一直觀察到紙輥上的紙張更為濕潤(rùn)，蒸汽需求增加至最大，必須再導(dǎo)入0. 4G/A 比例的聚合物以防止造紙機(jī)減速。為了再次控制機(jī)器，需要31b/噸0. 4G/A比例的聚合物， 其加入后可引起蒸汽壓力的大幅度降低，在15分鐘內(nèi)降低12psi。隨后，以21b/噸的0. 4G/ A比例的聚合物再次建立基線，開(kāi)始用更高用量，3. 41b/噸的0. 1G/A比例的聚合物替代。在這種更高的用量下，在大約1個(gè)小時(shí)內(nèi)蒸汽壓力進(jìn)行性增加再次到達(dá)必須恢復(fù)到0. 4G/A比例的聚合物以防止機(jī)器減速的點(diǎn)上。再次加入3. Olb/噸的0. 4G/A比例的聚合物，蒸汽壓力迅速在15分鐘內(nèi)下降12psi，即使當(dāng)0. 4G/A比例的聚合物的用量減少至21b/噸，這種下降作用仍可保持。0. 1G/A比例的聚合物不能保持蒸汽壓力，因此即使在70%的用量下， 0. 4G/A比例的聚合物就可達(dá)到更高的機(jī)器速度。當(dāng)0. 1G/A比例的聚合物替代0. 4G/A比例的聚合物時(shí)，檢測(cè)到該規(guī)格(Mullen and Scott bond)的強(qiáng)度指標(biāo)沒(méi)有變化。實(shí)施例北0. 2G/A比例的聚合物與0. 4G/A比例的聚合物的比較。在具有進(jìn)料到厚坯中的51b/噸濕部淀粉的351b/噸掛面紙板上比較這兩種聚合物。以2. Olb/噸0. 4G/A比例的聚合物建立基線后，替代為2. 21b/噸0. 1G/A比例的聚合物。 在該用量下，在大約1小時(shí)的時(shí)間內(nèi)測(cè)量到蒸汽壓力有5psi的中度增加。再導(dǎo)入0. 4G/A比例的聚合物，引起紙輥含水量的立即降低，并且蒸汽壓力在10分鐘內(nèi)迅速下降3psi。在該點(diǎn)切換回2. 21b/噸0. 2G/A比例的聚合物可使蒸汽保持相當(dāng)穩(wěn)定，大約1小時(shí)僅增加2psi。 再次重新導(dǎo)入21b的0. 4G/A比例的聚合物，引起蒸汽壓力在20分鐘內(nèi)迅速下降8psi，顯示脫水被改善。根據(jù)這些結(jié)果，當(dāng)然可以證明0. 2G/A比例的聚合物具有脫水能力，但即使用量增加10%，仍不能保持0. 4G/A比例的聚合物可以達(dá)到的壓力。另外，與0. 1G/A比例的聚合物不同，0. 2G/A比例的聚合物能夠?qū)C(jī)器以所需的速度保持運(yùn)轉(zhuǎn)，盡管相對(duì)于0. 4G/A 比例聚合物來(lái)說(shuō)蒸汽需求和用量增加。對(duì)這三種聚合物的試驗(yàn)結(jié)果表明，0.4G/A比例的聚合物與0. 2G/A比例的聚合物相比可以得到較好的脫水作用，其依次比0. 1G/A比例的聚合物具有較好的脫水作用。當(dāng)0. 2G/A比例的聚合物替換為0. 4G/A比例的聚合物時(shí)，該規(guī)格 (STFI)的強(qiáng)度規(guī)格(strength specification)沒(méi)有發(fā)生變化。實(shí)施例3c0. 8G/A比例的聚合物與0. 4G/A比例的聚合物的比較?；诰酆衔镏苿┲蠫/A比例增加能提高脫水的發(fā)現(xiàn)，制備更高的G/A比例0. 8，并在相同的造紙機(jī)上進(jìn)行評(píng)價(jià)。在缺少濕部淀粉的情況下，在331b的瓦楞原紙上比較0. 8G/ A比例的聚合物和0. 4G/A比例的聚合物。加入2. Olb/噸0. 4G/A比例的聚合物可導(dǎo)致蒸汽壓力在大約2小時(shí)后發(fā)生21psi的非常大的下降，此時(shí)用1. 51b/噸的0. 8G/A比例的聚合物替代21b/噸的0. 4G/A比例的聚合物。即使用量減少25%，添加0. 8G/A比例聚合物仍可導(dǎo)致蒸汽壓力進(jìn)一步下降3psi，當(dāng)將其除去時(shí)在0.5小時(shí)內(nèi)蒸汽壓力大幅增加12psi。在缺少濕部淀粉情況下，在261b的瓦楞原紙上進(jìn)一步試驗(yàn)。再次以2. Olb/噸0. 4G/A比例的聚合物開(kāi)始建立基線，然后替換為2. Olb/噸0. 8G/A比例的聚合物，在60分鐘內(nèi)引起蒸汽壓力下降7psi,當(dāng)用量增加至31b/噸時(shí)，在10分鐘內(nèi)進(jìn)一步降低了 4psi。將0. 8G/A比例聚合物減少至僅1. Olb/噸與31b/噸相比，可引起蒸汽壓力的增加，但即使機(jī)器速度增加30ft/ min，仍可保持在比使用2. Olb/噸的0. 4G/A比例的聚合物的數(shù)值低Spsi的值上。根據(jù)這些試驗(yàn)結(jié)果，0. 8G/A比例聚合物表現(xiàn)出，在用量比0. 4G/A比例的聚合物少25至50%的的情況下達(dá)到相同的脫水作用。用0.8G/A比例的聚合物制備的兩種中間等級(jí)(Concorra)所得到的強(qiáng)度規(guī)格表現(xiàn)出等于或大于用0. 4G/A比例的聚合物制備而獲得的規(guī)格，即使其用量通常更低一些。根據(jù)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)醛官能化的聚合物制劑中G/A比例增加可以提供更高的脫水性，優(yōu)選大于0.4的比例。本文所述的本發(fā)明的組合物、方法的操作和排列可以在不背離權(quán)利要求所定義的本發(fā)明的精神和范圍的情況下做出改變。
1權(quán)利要求
1.一種組合物，包括(i)一種或多種含有氨基或酰胺基基團(tuán)的醛官能化的聚合物，其中至少大約15mol% 的氨基或酰胺基基團(tuán)通過(guò)與一種或多種醛反應(yīng)而被官能化，和(ii)至少約60mol%的未反應(yīng)的醛。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物選自下組一種或多種醛官能化的聚胺；一種或多種醛官能化的聚酰胺；以及它們的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述醛官能化的聚酰胺選自下組含有 IOOmol %的一種或多種非離子單體的醛官能化的聚合物；含有大約5至大約99m0l%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約95mol%至大約lmol%的一種或多種陽(yáng)離子、陰離子或兩性離子單體或其混合物的醛官能化的共聚物；以及前述物質(zhì)的任何組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物是含有達(dá)到大約 40mOl%的一種或多種陽(yáng)離子單體和達(dá)到大約20mOl%的一種或多種陰離子單體的醛官能化的兩性聚合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約5至大約 IOmol%的一種或多種陽(yáng)離子單體和大約0. 5至大約4mol%的一種或多種陰離子單體的醛官能化的兩性聚合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約1至大約 95mol %的一種或多種兩性離子單體的醛官能化的兩性離子聚合物。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約1至大約 50mol %的一種或多種兩性離子單體的醛官能化的兩性離子聚合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約50至大約 99mol%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約50至大約Imol %的一種或多種陽(yáng)離子單體的醛官能化的共聚物。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的組合物，其中所述聚酰胺的至少大約20mOl%的酰胺基基團(tuán)已經(jīng)與醛反應(yīng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約50至大約 99mol%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約50至大約Imol %的一種或多種陽(yáng)離子單體的共聚物，其中所述共聚物用乙二醛官能化。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的組合物，其中所述陽(yáng)離子單體是二烯丙基-N，N-二取代鹵化銨單體。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的組合物，其中所述共聚物的大約20至大約50mOl%的酰胺基基團(tuán)已經(jīng)與乙二醛反應(yīng)。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述組合物含有至少55m0l%的未反應(yīng)的醛。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物的分子量至少為 100，000g/mol。
15.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約70至大約 99mol%的丙烯酰胺和大約1至大約30mol%的二烯丙基二甲基氯化銨的共聚物。
16.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述共聚物的大約20至大約^toiol%的酰胺基基團(tuán)已經(jīng)與乙二醛反應(yīng)。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述的醛選自下組甲醛、多聚甲醛、乙二醛和戊二醛。
18.一種增強(qiáng)造紙機(jī)紙張壓榨部脫水作用的方法，包括在造紙過(guò)程中添加大約 0. 051b/噸干纖維至大約151b/噸干纖維的以下組合物，所述組合物包括(i) 一種或多種含有氨基或酰胺基基團(tuán)的醛官能化的聚合物，其中多于20mol %的氨基或酰胺基基團(tuán)通過(guò)與一種或多種醛反應(yīng)而被官能化，且所述醛官能化的聚合物的重均分子量為至少 300, 000g/mol ；和(ii)至少約60mol%的未反應(yīng)的醛。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物選自醛官能化的聚胺和醛官能化的聚酰胺。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述的醛選自甲醛、多聚甲醛、乙二醛和戊二
21.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物是醛官能化的聚酰胺。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述醛官能化的聚酰胺是含有IOOmol%的一種或多種非離子單體的醛官能化的聚合物。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述醛官能化的聚酰胺是含有大約5至大約 99m0l%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約95m0l%至大約Imol %的一種或多種陽(yáng)離子、 陰離子或兩性離子單體或其混合物的醛官能化的共聚物。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述醛官能化的聚酰胺是含有1至大約 50mOl%的一種或多種陰離子單體和99至大約50mol%的一種或多種非離子單體的醛官能化的共聚物。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述醛官能化的聚酰胺是含有1至大約 30mOl%的一種或多種陰離子單體和99至大約70mol%的一種或多種非離子單體的醛官能化的共聚物。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述醛官能化的共聚物是含有達(dá)到大約 40mOl%的一種或多種陽(yáng)離子單體和達(dá)到大約20mOl%的一種或多種陰離子單體的醛官能化的兩性聚合物。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述醛官能化的共聚物是含有大約5至大約 IOmol%的一種或多種陽(yáng)離子單體和大約0. 5至大約4mol%的一種或多種陰離子單體的醛官能化的兩性聚合物。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述醛官能化的共聚物是含有大約1至大約 95mol %的一種或多種兩性離子單體的醛官能化的兩性離子聚合物。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述醛官能化的共聚物是含有大約1至大約 50mol %的一種或多種兩性離子單體的醛官能化的兩性離子聚合物。
30.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其中所述醛官能化的聚酰胺是含有大約50至大約 99mol%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約50至大約Imol %的一種或多種陽(yáng)離子單體的醛官能化的共聚物。
31.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約50至大約 99mol%的一種或多種丙烯酰胺單體和大約50至大約Imol %的一種或多種陽(yáng)離子單體的共聚物，其中所述共聚物用乙二醛官能化。
32.根據(jù)權(quán)利要求31所述的方法，其中所述陽(yáng)離子單體是二烯丙基-N，N-二取代鹵化銨單體。
33.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述共聚物的多于20至大約50mOl%的酰胺基基團(tuán)已經(jīng)與乙二醛反應(yīng)。
34.根據(jù)權(quán)利要求32所述的方法，其中所述非離子單體是丙烯酰胺，并且所述二烯丙基-N，N- 二取代鹵化銨單體是二烯丙基二甲基氯化銨。
35.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物是含有大約70至大約 99mol%的丙烯酰胺和大約1至大約30mol%的二烯丙基二甲基氯化銨的共聚物。
36.根據(jù)權(quán)利要求35所述的方法，其中所述共聚物的多于20至大約^toiol%的酰胺基基團(tuán)已經(jīng)與乙二醛反應(yīng)。
37.根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其中向所述紙張中加入大約0.51b/噸干纖維至大約 31b/噸干纖維的乙二醛化的共聚物。
38.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物在壓榨脫水之前噴射至所述紙張上。
39.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物在造紙過(guò)程的濕部位置加入。
40.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物添加到造紙過(guò)程的薄坯中。
41.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物添加到造紙過(guò)程的厚胚中。
42.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中所述醛官能化的聚合物在造紙過(guò)程等壓榨部之前添力口。
全文摘要
一種增強(qiáng)造紙機(jī)紙張脫水作用的方法，包括向紙張中添加大約0.05lb/噸干纖維至大約15lb/噸干纖維的一種或多種包括氨基或酰胺基基團(tuán)的醛官能化的聚合物，其中至少大約15mol％的氨基或酰胺基基團(tuán)與一種或多種醛類(lèi)反應(yīng)而被官能化，并且其中所述的醛官能化聚合物的分子量至少為大約100,000g/mol。
文檔編號(hào)C08F8/28GK102174777SQ201110113288
公開(kāi)日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2005年1月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月26日
發(fā)明者A.P.扎加拉, M.R.圣約翰 申請(qǐng)人:納爾科公司