[发明专利]用于生产烯基琥珀酸酐(ASA)于阳离子型淀粉质物质的水性溶液中的一种乳剂的方法、所得乳剂及其用途

说明书

背景技术

本发明针对用于制造烯基琥珀酸酐(ASA)于阳离子型含淀粉材料的水性溶液中的一种乳剂的方法，应理解该油相由该ASA组成，该含淀粉溶液充当所述乳剂的支持物。术语“一种阳离子型含淀粉材料的水性溶液”意指一种组合物，该组合物包含于一种水性溶液中的至少一种阳离子型淀粉。

在本专利申请中所述的工艺未在乳化部件上使用产物的再循环回路。因此制成的乳剂特征具有细小而单分散的粒径两者，并且不显示可能导致该 ASA的不利水解的任意的热。因此提供了用于生产将有利地被用作纸张制造中的上浆剂的一种乳剂的有效工艺，该工艺执行简单，尤其在造纸生产场所。

在纸和其他纸板的领域中，“上浆”操作旨在给予支持物改善的特性，尤其就疏水和对亲水物(如水和水性墨水)的渗透的耐受而言。在此方面，使用的是包含疏水物质的“上浆”组合物。

这类组合物同等地用作与构成纸板或纸的结构的纤维素的纤维状物质的混合物(内上浆)或用作向这一结构的至少一个面的施用(外上浆、上浆、铺面或涂覆)。本发明此处涉及内上浆的独有领域。为了术语的便利，简单的术语“上浆”将表示如上定义的术语“内上浆”。

在上浆组合物中常使用的化合物中的一种是烯基琥珀酸酐或ASA。这一化学物种(与水不互溶)必须被乳化，从而有利地以液体产物的形式使用：由此允许该ASA和该纤维素纤维之间的良好接触。

为了执行该乳化，已知的实践是伴随地使用具有不同性质的阳离子型含淀粉材料的水性溶液，该含淀粉的材料可任选地被修饰；这类组合物的功能是避免该ASA颗粒通过这些颗粒的表面的阳性离子化而聚并，并且通过离子机制使这些ASA颗粒靠近这些纤维。广义上说，使用了0.2和4之间的阳离子型含淀粉材料/ASA干重比。

此类基于ASA和阳离子型含淀粉材料的液体组合物尤其报道于文献WO 96/35840 A1和WO 97/35068 A1中。根据文献WO 97/35068 A1的教导，它们可任选地包含增加该ASA的可分散性的表面活性剂，尽管这些物质能够与该 ASA负相互作用。

除了给予终产物改善的特性的能力之外，ASA于该阳离子型含淀粉材料的水性溶液中的乳剂必具有一定数目的特征。尤其它必须具有高度敏锐性的颗粒尺寸，以及还有这些尺寸的窄的分布谱(“单分散”产物)。如在文献 WO 97/35068 A1中解释的，这些参数决定它应该给予的该上浆组合物关于疏水性特性的功效。

在这个方面，众所周知“粗的”颗粒的存在是淤积，尤其该上浆组合物在其中运送的设备的各种物品的淤积的一个来源，而且还是通过这些粗颗粒的蒸汽夹带的该造纸机的干燥部的淤积的一个来源(其可能偶尔导致着火)。相反地，太“细小”的所述组合物的颗粒将穿过该纤维状床垫，并在倾浆过程中在工艺水中被带走。因此有必要具有处于乳剂的形式的一种上浆组合物，该乳剂具有最大数量的颗粒，这些颗粒的直径集中在本领域的普通技术人员估算的1μm和1.5μm之间的一个最佳尺寸。

为了确定该粒度分布，通常使用一个激光粒度分析仪，其允许按数量计或按体积计对具有一定直径或具有一定范围内的一个平均直径的这些颗粒进行计数：这在下文被称为粒度分布以及在考虑之中的范围的函数的粒子群。在本专利申请中，当按体积计所述颗粒的至少80％具有少于2μm的直径，以及当该平均直径在1μm和1.5μm之间时，将使用术语“窄的粒度分布”。

这些特征的第一个反应了减少的比例的粗的“颗粒”(直径大于2 μm)。通过限定该平均直径在一个范围内，该范围排除太细小的颗粒(其平均直径少于1μm，“窄的”和“单分散”粒度分布被清楚地定义，该分布集中于从1μm至1.5μm的范围。此外，指定了在该专利申请中，常使用莫尔文公司出售在名称2000下的激光粒度分析仪测量粒度。相应的测量程序报道于本文件的试验部分。

现有技术提到了涉及用于产生ASA于阳离子型含淀粉材料的水性溶液中的乳剂的设备和方法的一定数目的文献。通用原理如下：在第一阶段制备一种阳离子型含淀粉材料的水性溶液，将其与ASA混合均匀，并最终在乳化部件中从ASA和该阳离子型含淀粉材料的水性溶液的这一混合物中制备一种乳剂。该部件的特征是碾磨或剪切的机械手段的存在，其使这些颗粒微粉化和分散。

为了制备具有窄的粒度分布的这样一种乳剂，本领域的普通技术人员经很长一段时间才意识到该工艺的关键中的一个是基于用于实际乳化操作所采用的能源，但也在于在该乳化部件中用于再循环该乳剂的一个系统。直观地，应理解该再循环回路允许该产物进入到该乳化部件中的许多通路，这促进该微粉化过程并因此增加粒度分布。