[发明专利]聚合物及其制备和用途

说明书

发明领域

本发明涉及聚合物、其制备和用途。更具体地，本发明涉及水溶性聚合物，其制备和在纸和纸板的生产中作为增强剂的用途，用于生产纸和纸板的方法，其中将水溶性聚合物添加至待脱水的含水纤维素悬浮液中，以及含有该聚合物的纸和纸板。

发明背景

强度对纤维素产品(如纸和纸板)是重要的，并且增强这样的产品的强度提供若干益处。例如，增强纸的强度使得可提高填料装载量并降低原生纤维(virgin fiber)使用，因此降低造纸工艺中的原料成本。类似地，增强纸板的强度使得可降低纸张定量（grammage）同时保持由纸板制成的纤维素产品的强度特性，其还导致节省原生纤维的使用并降低运输成本，因此有环境和经济效益。

在纸和纸板的生产中，通过向含水纤维素悬浮液添加天然或合成的聚合物(任选地与共添加剂(co-additive)结合)可以实现增加的干强度。这样的干强度聚合物的实例包括淀粉、羧甲基纤维素、阳离子多胺和阳离子聚丙烯酰胺。然而，期望能够提供具有改进的干强度的纸和纸板。

因此，仍然需要赋予纸和纸板更高的强度并在纸和纸板的生产中提供改进的添加剂。还需要显示改进的干强度效果和贮存稳定性的添加剂。

发明概述

本发明的一个目的是提供赋予纸和纸板高强度特性，特别是改进的干强度的聚合物，并且因此其可在纸和纸板生产中用作干强剂。本发明的另一目的是提供造纸方法，该造纸方法提供具有改进的强度特性，特别是改进的干强度的纸和纸板。本发明的另一目的是提供用于制备具有上述有利特性的聚合物的方法。

本发明使得可能生产具有改进的强度特性，特别是改进的干强度、耐破强度和耐压强度的纸和纸板，以及依靠了包括使用具有高含量的盐和胶体物质、高电导率和高度的白水封闭，即大量的白水再循环和有限的淡水供应的纤维素悬浮液的纸和纸板制造方法。本发明使得可使用较低用量的增强剂以生产具有高强度的规格内(in-specification)的纸和纸板，因此导致改进的造纸方法和经济效益。

因此，在一个方面，本发明涉及基于丙烯酰胺的水溶性阳离子聚合物，其具有一个或多个乙酰乙酸酯基。

在另一方面，本发明涉及用于制备根据本发明的水溶性阳离子聚合物的方法，其包括使烯键式不饱和单体在水相中聚合，其中所述单体包括：

(a) (甲基)丙烯酰胺，

(b) 烯键式不饱和阳离子单体，

(c) 具有一个或多个乙酰乙酸酯基的烯键式不饱和单体，和

(d) 任选地，其它烯键式不饱和单体。

在另一方面，本发明涉及可通过根据本发明的方法获得的基于丙烯酰胺的水溶性阳离子聚合物。

在另一方面，本发明涉及根据本发明的基于丙烯酰胺的水溶性阳离子聚合物在纸和纸板生产中作为增强剂的用途。

在另一方面，本发明涉及用于生产纸和纸板的方法，其包括：

(i) 提供含水纤维素悬浮液，

(j) 向悬浮液添加具有一个或多个酮基的水溶性聚合物，和

(ii) 将得到的悬浮液脱水。

在另一方面，本发明涉及包含根据本发明的水溶性阳离子聚合物的纸和纸板，以及通过根据本发明的方法生产的纸和纸板。

本发明的这些以及其它目的、方面和优点将在下文中进行更详细说明。

发明详述

本发明提供赋予纸和纸板高干强度的水溶性聚合物。 本发明还提供具有一个或多个乙酰乙酸酯基的基于丙烯酰胺的水溶性阳离子聚合物。基于丙烯酰胺的水溶性阳离子聚合物还含有一个或多个阳离子基团并且还可以含有一个或多个阴离子基团，只要聚合物的总电荷是阳离子的。本发明还提供用于生产纸和纸板的方法，其包括向含水纤维素悬浮液添加具有一个或多个酮基的水溶性聚合物，合适地，根据本发明的具有一个或多个乙酰乙酸酯基的基于丙烯酰胺的水溶性阳离子聚合物。

根据本发明，通过使烯键式不饱和单体聚合(优选在水相中)可以得到水溶性聚合物，其中所述单体包括(甲基)丙烯酰胺、具有一个或多个酮基的烯键式不饱和单体，优选具有一个或多个乙酰乙酸酯基的烯键式不饱和单体，和任选地其它烯键式不饱和单体，合适地，所述单体包括烯键式不饱和阴离子单体、阳离子单体或其混合物，最优选烯键式不饱和阳离子单体。