[发明专利]用作纸张湿强度增强剂的封端的氨基甲酸酯预聚物

说明书

发明领域

本发明涉及采用封端的氨基甲酸酯预聚物作为湿强度增强剂加入到浆料中以制得在湿态下具有高强度的纸张。还涉及高湿强度纸张的生产过程，包括向浆料中加入封端氨基甲酸酯预聚物。

发明背景

纸张组成，除了纤维素纤维外，还有各种添加剂，如填料、增强剂等。湿强度增强剂是一种添加剂，它可以提高纸张湿态下的强度。广泛采用的湿强度增强剂包括尿素树脂、三聚氰胺树脂、双醛淀粉、聚乙烯亚胺、环氧化聚酰胺等。

目前，做过使用聚氨酯和氨基甲酸酯预聚物作湿强度增强剂的一些尝试。JP-A-06173196公开了使用含有叔胺或季铵片段的不封端的游离异氰酸酯基的氨基甲酸酯预聚物。该预聚物或加入浆料中或以水分散液或乳液形式用于由此形成的纸幅上。GB2068034A公开了使用氨基甲酸酯预聚物胺盐作为湿强度增强剂。这种预聚物胺盐由具有游离异氰酸酯基的用酮肟封端的氨基甲酸酯预聚物制得，并使封端的氨基甲酸酯预聚物与多官能胺反应生成含胺的封端的氨基甲酸酯预聚物，然后将反应物溶于水中形成一种酸式加成盐。这种胺盐可以加入浆料中或用于由此形成的纸幅上。JP-A-05051896公开了一种可用于纸幅或纸张的湿强度增强剂。这类增强剂包括用硫氢化钠封端的水溶性氨基甲酸酯预聚物，或用酮肟或通过与二羟甲基丙酸反应引入亲水片段的其它可溶性封端剂封端的水溶性氨基甲酸酯预聚物。

含有游离异氰酸酯基团的氨基甲酸酯聚物在有水存在下一般是不稳定的。另一方面，封端的氨基甲酸酯预聚物需要加热以脱去端基。对于加入到浆料中的封端的氨基甲酸酯预聚物必需能在制纸机干燥部分遇到的条件下(最高为130℃数分钟)脱去端基。

因此，根据需要，水溶性的封端的氨基甲酸酯预聚物，当其作为纸张湿强度增强剂加到浆料中时，要能够在制纸机干燥器部分经常遇到的条件下脱除端基。

发明内容

本发明涉及使用一种水溶性的封端的氨基甲酸酯预聚物作为纸张湿强度增强剂。根据本发明，所说的封端的氨基甲酸酯预聚物是用在邻位或对位具有吸电子基团的酚类化合物封端的。这类封端剂能够在低于肟脱端基温度下脱端基，因此，用其封端的水溶性氨基甲酸酯预聚物可以用于加入浆料中生产高湿强度纸张，而且不需改进传统的或现有的造纸机。

为此，本发明提出一种制造高湿强度纸张的方法，包括：

采用一种具有亲水基团和用邻位或对位有吸电子基团的酚类化合物封端的异氰酸酯基团的水溶性封端的氨基甲酸酯预聚物，加到浆料中，由浆料制成纸幅，并在最高为130℃条件下干燥。

上述酚类化合物的适宜例子包括：对羟基苯甲酸和其酯，水杨酸和其酯。这些化合物由于其对人体是安全的，也用作食品防腐剂和药物制剂。因此，如果它们是由于封端的预聚物的脱端基反应并残留在纸中的话，它们在纸中的存留是不用担心的。还有，如果它们残留在造纸厂的排出物中，其对生态的影响被认为是最低的。

在本领域众所周知，氨基甲酸酯预聚物是由聚异氰酸酯和聚醚或聚酯多元醇在NCO/OH当量比大于1的条件下反应制得的。原料聚醚多元醇、聚酯多元醇和聚异氰酸酯的实例在聚氨酯工业中是众所周知的。任一已知原料均可用于本发明。

适宜的聚醚多元醇实例包括那些具有至少3个官能团和分子量为1000-50000的聚醚多元醇。这些聚醚多元醇可由多元醇，如甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇等作起始剂，与环氧化物，如环氧乙烷或环氧丙烷在碱性催化剂存在下进行加成反应制得。

使用聚酯多元醇作为氨基甲酸酯预聚物的多元醇组份可有效地提高纸张的湿强度。聚酯多元醇一般由二元醇和二羧酸或其酸酐反应制得。二元醇的实例包括：乙二醇、1，4-丁二醇、1，6-己二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、新戊二醇和其它脂肪族乙二醇。由乙二醇或二官能酚类，如双酚A与环氧乙烷和/或环氧丙烷和/或环氧丁烷进行加成聚合反应制成的聚醚多元醇也包括在可用的二元醇之内。二羧酸和酸酐的实例包括己二酸、对苯二甲酸、间苯二甲酸或癸二酸和顺丁烯二酸酐。内酯如ε-己内酯或环状碳酸酯如三亚甲基碳酸酯的开环聚合物也包括在聚酯多元醇类内。具有两个以上官能基的聚酯多元醇，可用具有两个以上官能基的多元醇作为醇组份的一部分来制取。

原料聚异氰酸酯最好是不带黄色的聚异氰酸酯，亦即不含芳环的聚异氰酸酯。其实例包括：脂肪族二异氰酸酯，如六亚甲基二异氰酸酯，脂环族二异氰酸酯，如异佛乐酮二异氰酸酯，二聚物，三聚物或其与多元醇如三羟甲基丙烷的加成物。