[发明专利]用作纸张增强剂的组合物

说明书

本公开涉及用于增加纸制品的湿强度和/或干强度的方法和组合物。该方法包括向浆料悬浮液中添加包含至少一种分子量大于50万道尔顿的聚合物和降解剂的组合物，以及形成所述纸制品。

技术领域

本公开涉及纸张生产，且更具体涉及适合用于增加纸制品的干燥和/或强度的组合物。

背景

造纸工业对增强纸制品的湿强度的另选方式持续感兴趣。诸如手提纸托用纸板（carrier paperboard）、薄纸和毛巾纸之类的纸制品的持续商业重要性驱动对于改进的组合物和方法的探索，以增强纸制品的湿强度。

聚酰胺型酰胺环氧氯丙烷(polyamidoamide-epichlorohydrin, PAE)树脂通常用作永久湿强剂，用于制备湿强纸张等级。通常，增湿强的毛巾纸等级要求高剂量水平的PAE树脂，以实现所需的湿抗张强度（wet tensile）规格。可被吸附到纤维素纤维上的PAE树脂的量受到纤维的阴离子电荷密度的限制。如果不恰当处理，则未保留的湿强树脂将累积在白纸系统中，导致差的机器脱水，造纸网和毛毯堵塞，纸页断裂和破洞，以及增加的消泡剂使用。为了克服这些不想要的效果，通常通过施用诸如羧甲基纤维素(CMC)和/或阴离子合成树脂之类的阴离子化学品来平衡系统电荷。

羧甲基纤维素(CMC)广泛用于增湿强的毛巾纸的制备。当以干燥形式（或者粉末或者颗粒）供应时，CMC是相当便宜的。这种形式在使用之前要求用于溶解的makedown系统。CMC倾向于生物生长。CMC的另一个缺点可以是降低纤维悬浮液的脱水。吸附于纤维表面的CMC 和液相中的CMC均引起纤维悬浮液的解絮凝以及过滤阻力的增加。因此，CMC的使用可增加对于造纸机上的助留剂的需求。

合成的干强度树脂通常基于丙烯酰胺和丙烯酸单体的聚合。可在宽的分子量和阴离子电荷范围内制造丙烯酰胺-丙烯酸共聚物。例如，这些聚合物可利用作为具有18~25%活性聚合物固体的溶液。溶液聚合物分子量范围受到限制，通常小于500,000道尔顿，因为体积粘度必需足够低，以允许产品可泵送。

聚丙烯酰胺干粉产品典型具有1千万-1千5 百万道尔顿范围内的分子量(MW)。它们具有成本效率，且容易被递送到遥远或海外的客户场所。它们广泛用于处理城市和工业废水。

然而，聚丙烯酰胺干粉产品在纸张生产中的使用并非那么直接。干粉产品不能用作纸张干强剂，因为它们具有使纸页过度絮凝的负面影响，这归因于这些干燥聚合物所具有的极其高的分子量。

用作纸张干强剂的聚丙烯酰胺产品典型具有300 000~ 500 000道尔顿范围内的分子量。将包含聚丙烯酰胺的常规干强剂作为水溶液来递送，所述水溶液可用非专用设备来进一步稀释。这些常规的干强剂或湿强剂溶液通常具有约20 重量%的递送固体，且它们的目标分子量小于500 000道尔顿，这归因于针对在造纸厂应用中泵送的体积粘度限制。

目前卖给薄纸厂的功能促进剂和干强树脂的实例是阴离子聚丙烯酰胺产品溶液，其具有20 重量%的固体。将这种干强树脂水溶液喷雾干燥，以针对偏爱以干燥形式递送的那些消费者制备合适的分散粉末。然而，喷雾干燥方法不具有成本效率，并显著增加制造成本。

对以干粉形式提供功能促进剂以及干强剂和/或湿强剂存在着需求，可将所述干粉形式有效地制造、运输和再生成适合在造纸厂生产线上的浆料悬浮液中使用的可应用形式。

概述

在本公开中，当在造纸厂中就地将干粉聚合物产品溶解于水溶液中时，使用聚合物降解剂来将干燥聚合物的高分子量(MW)降低到适用于纸张干强度和/或湿强度应用的MW范围。