[发明专利]造纸添加剂及造纸方法

说明书

本发明涉及一种造纸用聚丙烯酰胺添加剂和使用该添加剂的造纸方法。尤其是，本发明涉及一种用于造纸的添加剂，无论是在酸性、中性还是碱性造纸系统中该添加剂可以带来优良的打浆度、高保留值和具有加强纸张强度的优良。本发明还涉及使用该添加剂的造纸工艺。

在造纸过程中，为了满足由于现在造纸机械的操作速度的提高所引起的对提高生产率的要求，或者为了改进纸张的质量，而使用各种添加剂。特别是纸张增强剂、打浆度改进剂和助留剂等都是改进纸张质量和提高生产率的重要助剂。因此，这些助剂都得到广泛应用并试图将其进行改进。该状况的背景在于，由于造浆用木材供给短缺造成的新鲜纸浆来源受限，节约能源的紧迫性，为有效地利用自然资源使用废纸作为原料的必要性逐渐增强，以及由于法律对排污的控制而广泛应用封闭系统处理白纸所造成的白纸中污物的增加。

现在作为造纸的添加剂，如淀粉、聚酰胺聚胺-表氯醇树脂、蜜胺-甲醛树脂、脲醛树脂、主要由丙烯酰胺构成的丙烯酰胺聚合物等都根据各自的目的而得到应用。在这些添加剂中，丙烯酰胺聚合物的应用最为普遍，这是因为它在合成、性能及易于处理等方面具有优越性。普遍认为，丙烯酰胺的甲氨酰基团形成氢键的能力加强了纤维素纤维之间、以及纤维素和聚烯酰胺之间的氢键，因此增加了干纸的强度。

作为造纸用的丙烯酰胺聚合物添加剂，如：阴离子、阳离子和两性离子的共聚物已为大家所熟知。阴离子共聚物包括丙烯酰胺和带有阴离子基团的乙烯基单体的共聚物，以及丙烯酰胺聚合物的部分水解化物等。阳离子共聚物包括丙烯酰胺和带有阳离子基团的乙烯基单体的共聚物，以及经霍夫曼反应改性的或曼尼期反应改性的丙烯酰胺和带有阴离子基团的乙烯基单体的共聚物等。两性共聚物包括丙烯酰胺和带有阳离子基团的乙烯基单体，带有阴离子基团的乙烯基单体的聚合物；这些单体和，如果需要的话，能与这些单体共聚合的非离子乙烯基单体的共聚物(例如：特开昭60-94697、62-45798、62-85100、特开平3-227484和6-93594)；经霍夫曼反应改性的或经曼尼期反应改性的丙烯酰胺和含有阴离子基团的乙烯基单体的共聚物等。

在聚丙烯酰胺中引入离子单体是为了将聚丙烯酰胺固定到纤维素纤维上。引入丙烯酰胺聚合物的阴离子基团借助于硫酸铝将聚丙烯酰胺固定到纤维素纤维上，而引入丙烯酰胺聚合物的阳离子基团是通过它们自己将聚丙烯酰胺固定到纤维素纤维上。

今天的造纸工业涉及诸如材料供应短缺、造纸机械的高速操作、造纸过程中产出的白纸中污物的增加、以及因此产生的pH值波动等问题。

在这种情况下，正在寻求许多新的造纸添加剂，这些造纸添加剂能够带来比通常的添加剂好得多的打浆度、保留值和增加纸张强度的作用。

本发明的目的是提供一种新的含有丙烯酰胺共聚物的造纸添加剂，与通常的丙烯酰胺共聚物添加剂相比，无论是在酸性、中性还是碱性造纸系统中，该添加剂能够带来更高的打浆度，更高的保留值和具有加强纸张强度的作用，以及提供好得多的纸张强度。本发明的另一目的是提供一种使用该添加剂的造纸工艺。

也就是说，本发明提供一种由共聚物的水溶液构成的造纸用添加剂，该共聚物是通过(a)(b)(c)(d)(e)(f)几种物质反应所获得，(a)是一种丙烯酰胺，(b)是可以和组分(a)共聚的含有阳离子基团的乙烯基单体，(c)是至少一种能和组分(a)、(b)共聚的在其分子中和/或其盐中含有2,3或4个羧基的乙烯基单体，(d)在(f)组分，即在乙二醇、二甘醇、二乙醇胺和甘油中至少一种物质存在下的，使上述的组分(a)、(b)、(c)反应的交联化合物；(e)是一种非离子乙烯基单体，该单体能够与上述组分(a)、(b)、(c)和(d)，在(f)组分，即在乙二醇、二甘醇、二乙醇胺和甘油中至少一种物质存在下的交联化合物。本发明还提供一种在包括酸性、中性和碱性造纸系统中进行的，使用含有上述造纸添加剂的纸浆的造纸方法。

在本发明中，上述的组分(a)包括丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、以及N-取代丙烯酰胺，如N-甲基-(甲基)丙烯酰胺、N-乙基-(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基-(甲基)丙烯酰胺、N-异丙基-(甲基)丙烯酰胺、N-叔辛基-(甲基)丙烯酰胺等。其中每一种物质可以单独使用，也可以两种或多种一起使用。