[发明专利]对纸浆具有高亲和力的聚合物稳定剂

说明书

本发明涉及含有硝基氧、羟胺或羟铵盐基团的新型聚合物稳定剂，这些基团用于仍然含有木质素的纸浆或纸防止亮度的损失和增强其抗泛黄的能力。这些性能常常因为存在选自UV吸收剂、阻聚剂、硝酮、萤光增白剂和金属螯合剂的一种或多种助添加剂而得到进一步增强。羟胺或它们的盐，苯并三唑或二苯甲酮UV吸收剂和金属螯合剂的结合物是特别有效的。

发明背景

高产率和超高产率木质纸浆经历快速光诱导的变色，尤其当它们暴露于户内荧光和日光中的近紫外线辐射(波长300-400毫微米)时。这一特性将它们的用途限于短寿命、低价值的纸类产品。高产率和超高产率木质纸浆能够漂白到高水平的白度。如果这些白度能够被稳定化防止变色，则这些漂白的高产率纸浆能够代替大量的更昂贵全漂白、低产率化学纸浆。

这一变色归因于高产率纸浆的总计约20-45％(质量)的高木质素含量。苯氧基基团是该反应机理中的关键中间体。已经提出几种光诱发的反应来说明这种基团在木质素中的形成，如从酚基团中抽取氢原子，苯甲酰甲基芳基醚基团的芳基醚键的分裂，或由饱和的芳基-甘油β-芳基醚结构形成的羰游离基的破坏。该苯氧基团被其它以氧为中心的基团(烷氧基，过氧，羟基和过羟基)所氧化而形成黄色生色团，如C.Heitner在“木质纤维素材料的光化学(Photochemistry ofLignocellulosic materials)”，C.Heitner，J.C.Sciano编；ACSSym.Ser.531，1-25(1993)中所教导的。

I.E.Arakin等人，Khymiya drevesiny(Chemistry of Wood)，1982，No.2，114和A.D.Sergeev等人，同前，1984，No.5，20公开了亚胺氧基的使用，如TEMPO(1-氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶)可用于使用一段氧-苏打(碱)过程的木材去木质素作用，但没有提及或建议由TEMPO提供的防止从该处理木材制得的纸张或纸浆的光诱导变色的任何活性。

EP 717,143和WO 97/36041描述了改变、减少或漂白木质素和含木质素材料的多组分体系，它包括氧化催化剂，和N-羟基介体化合物如N-羟基邻苯二甲酰亚胺或二烷基羟胺。这些参考文献致力于木材的去木质素作用。没有提及或建议由N-羟基化合物提供的防止由此类处理木材制得的纸张或纸浆的光诱导变色的任何活性。

V.I.Khodyrev等人，Vysokomol soyed，A29，No.3，616(1987)[Polymer Sci.U.S.S.R.，29，No.3，688(1987)]中揭示，氧的光诱发氧化作用会引起纤维素纺织材料如亚麻或棉花的老化，和纤维素的光稳定性能够通过光稳定剂如UV吸收剂，苯并苯酚类和1-氧基-2，2，6，6-四甲基-4-羟基哌啶来改进。该UV吸收剂没有提供保护作用，实际上是有害的。作者指出，稳定的硝酰基基团会与纤维素中的烷基相互作用，使其获得有益的稳定作用活性。该作者没有提出这一稳定作用活性能够在从其制得的木质纸浆和/或纸中成功地利用。

M-K.Syler等人，J.Assn.Paper Pulp Tech，29，135(1990)中揭示，经选择的金属盐如硫酸镁和低级链烷酸抑制了在漂白纸浆中的回色。

P.Fornier de Violet等人，Cellulose Chem.Tech.，24，225(1990)揭示了UV吸收剂和氢给体剂如硫醇类、抗坏血酸等的使用有助于防止过氧化氢漂白的木质纸浆的光诱发变色，但是，链断裂剂如位阻酚和位阻胺(具有>N-H或>N-CH₂-结构部分)对于防止光诱发变色没有作用或甚至有不利影响。

R.Agnemo等人，6th International Symposium on Wood andPulping Chemistry，Appita，1991，证实了游离羟基加上木质素会导致在纸浆和纸中不希望有的光致泛黄。

S.Omori等人，J.Assn.Paper Pulp Tech，48，1388(1993)描述了抗氧化剂和UV吸收剂对光致回色的作用和总结出抗氧化剂和UV吸收剂的联合使用可以防止回色和在该活性中具有协同效应。

M.Paulsson等人，8th International Symposium Wood andPulping CHemistry，赫尔辛基，1995，说明了未漂白的纸或过氧化氢漂白的TMP纸浆的有效光稳定化可以通过乙酰化来获得。