[发明专利]纸施胶剂

说明书

本发明涉及一种包含反应性施胶剂的稳定水分散体的纸施胶剂，其制备方法及其在对纸、纸板和卡片纸板施胶中的用途。 

反应性施胶剂如烷基烯酮二聚物大量用于纸、纸板和卡片纸板机内施胶中。反应性施胶剂通常作为即用分散体市售。其通常包含阳离子聚合物如阳离子淀粉，或基本上赋予关于纤维素反应性施胶和/或作为保护胶体的合成阳离子聚合物。 

为确保施胶剂分散体适用，它们必须有足够稳定的粘度以使其保持可泵送和可稀释以加到造纸机上。在实践中，分散体通常在至多40℃下保持低粘度几周。由于胶体体系固有的不稳定性，这些要求难以满足。通常，分散体的粘度急剧增加直至不能再泵送或分散体凝结。分散体中的反应性施胶剂含量越高，问题越明显。 

US-A-3,223,544公开了包含阳离子淀粉作为保护胶体和阴离子分散剂作为稳定剂的烷基双烯酮(AKD)分散体。 

WO-A-96/26318公开了包含N-乙烯基吡咯烷酮和N-乙烯基咪唑的共聚物或基于聚乙烯亚胺的缩合物作为保护胶体的AKD分散体。 

WO 2004/022847公开了聚乙烯胺在含淀粉的AKD分散体中作为促进剂用于机内施胶的用途。 

WO-A-98/41565公开了包含含有氨基的聚合物与双烯酮的反应产物作为保护胶体的AKD分散体，其中含有氨基的聚合物由包含乙烯胺单元的聚合物、聚酰胺胺和用聚乙烯亚胺接枝的聚酰胺胺组成且聚合物与双烯酮的重量比为10000∶1-1∶3。 

现有德国专利申请DE 102004010447.6公开了聚乙烯胺在反应性施胶剂水分散体中作为保护胶体的用途。分散体优选不含阳离子淀粉。 

本发明的目的是提供基于反应性施胶剂水分散体的纸施胶剂，其中纸施胶剂具有好的施胶效果和足够稳定的粘度。 

我们发现该目的根据本发明通过包含如下组分的纸施胶剂实现： 

(a)反应性施胶剂的稳定水分散体， 

(b)基于反应性施胶剂，5-100重量％，优选10-100重量％，尤其是20-50重量％具有至少5mmol/g碱性氮原子的基本线性含氮聚合物， 

(c)基于反应性施胶剂，1-50重量％，优选3-25重量％，尤其是10-20重量％取代度为至少0.05，优选0.05-0.5，尤其是0.08-0.3，更优选0.1-0.2的阳离子淀粉。 

通常，本发明纸施胶剂包含基于纸施胶剂总重量1-15重量％反应性施胶剂。 

术语“稳定分散体”意指分散体在40℃下存储4周以上仍保持流体并且不凝结。 

“线性聚合物”应理解为基本无支化和交联的聚合物。聚烯化亚胺，尤其是聚乙烯亚胺因其结构被叔氨基支化而不认为是“线性聚合物”。 

“碱性氮原子”应理解为在水溶液中可由Brnsted酸质子化的那些氮原子。碱性氮原子尤其是伯氨基、仲氨基和叔氨基，其中优选伯氨基。在含氮聚合物中的碱性氮原子优选质子化至至少90mmol％，尤其是基本定量的。质子化可通过与无机酸如盐酸、硫酸或磷酸反应而进行，但优选通过与羧酸反应而进行。适合的羧酸尤其为甲酸、乙酸、丙酸、草酸、酒石酸、柠檬酸等。如果含氮聚合物用整个酸产生小于5的pH，则得到基本定量的质子化。 

根据本发明所用的含氮聚合物包含至少3mmol/g，优选至少5mmol/g，特别优选7.5-23mmol/g，最优选12-18mmol/g碱性氮原子。碱性氮原子在聚合物中的含量ρ可根据下面方程式计算： 

                     ρ＝x_N/(x_NM_N+x_oM_o) 

其中x_N为具有碱性氮原子的单体(如乙烯胺)的摩尔分数，x_o为不具有(碱性)氮原子的单体(如乙烯基甲酰胺)的摩尔分数，M_N为具有碱性氮原子的单体的分子量以及M_o为不具有(碱性)氮原子的单体的分子量。术语“摩尔分数”在这里指聚合物的单体组成。 

含氮聚合物的平均分子量Mw例如为500至1千万，优选750至5百 万，特别优选1000至2百万(由光散射测定)。该摩尔质量范围例如相当于K值为30-150，优选60-90(根据H.Fikentscher，在25℃、pH为7以及聚合物浓度为0.5重量％下，在浓度为5重量％的氯化钠溶液中测定)。