用于在紙漿和紙張制造方法中控制樹脂障礙和粘性物的疏水改性的聚[乙二醇]的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及在紙漿和紙張制造系統(tǒng)中抑制有機(jī)污染物沉積的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 眾所周知，在造紙過(guò)程中表面上的有機(jī)污染物（即，樹脂障礙和粘性物{pitch and stickies})的沉積無(wú)論是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量還是造紙過(guò)程的效率都是不利的。一些污染成分在木 材中天然存在，并在各種制漿和造紙方法中釋放。該問題的兩個(gè)具體的示例稱為樹脂障礙 (主要是天然樹脂）和粘性物（來(lái)自回用紙的粘合劑或涂層）。樹脂障礙和粘性物具有在 上述過(guò)程中引起沉積、品質(zhì)和效率問題的潛在可能。
[0003] 術(shù)語(yǔ)"樹脂障礙"可用于表示由可能源于這些天然樹脂、它們的鹽、以及可在紙漿 中發(fā)現(xiàn)的涂層結(jié)合劑、施膠劑、和消泡化學(xué)品的有機(jī)組分組成的沉積物。此外，樹脂障礙經(jīng) 常含有無(wú)機(jī)成分如碳酸鈣、滑石、粘土、鈦和相關(guān)材料。
[0004] 術(shù)語(yǔ)粘性物越來(lái)越多地用于描述存在于使用回用纖維的系統(tǒng)中的沉積物。這些沉 積物經(jīng)常含有在"樹脂障礙"中發(fā)現(xiàn)的相同的材料以及粘合劑、熱熔體、蠟和墨。
[0005] 有機(jī)污染物如樹脂障礙和粘性物的沉積可對(duì)紙漿工廠或紙張工廠的效率產(chǎn)生不 利影響，引起品質(zhì)下降和經(jīng)營(yíng)效率降低。有機(jī)污染物可沉積在造紙系統(tǒng)中的加工設(shè)備上，弓丨 起系統(tǒng)的操作困難。有機(jī)污染物在稠度調(diào)節(jié)器和其他工具探針上的沉積可導(dǎo)致這些組件無(wú) 用。沉積在篩子上可降低產(chǎn)量并擾亂系統(tǒng)運(yùn)行。該沉積不僅可發(fā)生在系統(tǒng)的金屬表面上， 還可發(fā)生在塑料和合成表面上，比如機(jī)器線、氈、箔、Uhle盒和流漿箱組件。
[0006] 歷史上，有機(jī)沉積問題的子集"樹脂障礙"和"粘性物"彼此獨(dú)立，并不相同，且單 獨(dú)處理。從物理的觀點(diǎn)來(lái)看，"樹脂障礙"沉積通常由紙料{stock}中的粘合材料（天然的 或人造的）的微觀顆粒而形成，積聚在造紙或制漿設(shè)備上。這些沉積輕易可見于紙料柜內(nèi) 壁，造紙機(jī)箔，Uhle盒，造紙機(jī)線，濕壓力氈，干燥氈，干燥筒，和壓光機(jī)上。和這些沉積有關(guān) 的困難包括對(duì)被污染表面的效率的直接干擾從而減少生產(chǎn)，以及孔洞，污垢，和其他紙張缺 陷，降低紙張用于后續(xù)操作的品質(zhì)和有用性，比如涂布，轉(zhuǎn)化或印刷。
[0007] 從物理的觀點(diǎn)而言，"粘性物"通常是紙料中可見或幾乎可見尺寸的顆粒，源于回 用纖維。這些沉積趨向于在很多可以發(fā)現(xiàn)"樹脂障礙"的相同表面上積聚并引起很多"樹脂 障礙"可以引起的相同困難。然而，最嚴(yán)重的"粘性物"相關(guān)的沉積趨向于出現(xiàn)在造紙機(jī)線， 濕氈，干燥氈和干燥筒上。
[0008] 防止沉積物在紙漿和紙張制造設(shè)備和表面上累積的方法對(duì)工業(yè)具有重要價(jià)值。盡 管可以關(guān)閉造紙機(jī)器用以清潔，但為了清潔中止操作是不希望的，因?yàn)樯a(chǎn)力的間接損失， 部分污染后的較差品質(zhì)和當(dāng)沉積去除后產(chǎn)生并被并入紙張中的"污垢"。因此可以有效實(shí)踐 的防止沉積的方法大為優(yōu)選。
[0009] 美國(guó)專利4, 871，424和4, 886, 575分別顯示了乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物在從紙 漿和紙張制造系統(tǒng)中控制樹脂障礙和粘性物雜質(zhì)的沉積是有效的。
[0010] 美國(guó)專利4, 184, 912和4, 861，429講授了在紙漿和紙張制造系統(tǒng)中通過(guò)加入部分 包含非離子表面活性劑的多組分組合物抑制有機(jī)污染物沉積的方法。
[0011] 歐洲專利申請(qǐng)〇 568 229 Al要求從紙漿和紙張制造系統(tǒng)中抑制有機(jī)污染物的沉 積的方法的權(quán)利，所述方法包含用疏水改性的聚合物處理，所述疏水改性的聚合物包括用 通過(guò)酯鍵連接的疏水基官能化的聚環(huán)氧乙烷聚合物。
[0012] 化學(xué)文摘82:18, 896號(hào)涉及從紙漿中除去樹脂障礙的方法，包含用源于二級(jí)醇和 烷基縮水甘油醚反應(yīng)獲得的聚乙二醇烷基醚表面活性劑的處理。
[0013] 美國(guó)專利6, 482, 994 B2講授了通過(guò)和縮水甘油醚的反應(yīng)經(jīng)醚保護(hù)的乙氧基化醇 表面活性劑在洗碟應(yīng)用中提供優(yōu)良的油脂清潔能力和改良的除污/成膜效果。
[0014] 美國(guó)專利申請(qǐng)2005/0150418 Al要求聚合物組合物的權(quán)利，所述聚合物組合物包 含具有共價(jià)連接的端部和/或低聚疏水物的中間嵌段的水溶性或水溶脹性合成聚合物骨 架，其中所述嵌段由兩個(gè)或更多個(gè)疏水物單元組成。據(jù)稱，這些疏水締合聚合物增強(qiáng)水生 涂層的稠化，均勻化和下垂{sag}性質(zhì)所述聚合物組合物的實(shí)例包括聚乙二醇和芳基縮 水甘油醚和烷基環(huán)氧化物的反應(yīng)產(chǎn)物。這些材料在所述實(shí)例中的5重量％水溶液粘度在 19, OOOcps到> 400, OOOcps的范圍內(nèi)。在這些聚合物組合物可以使用的典型應(yīng)用的列表中 包括在制漿中控制樹脂障礙。
[0015] 現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)是乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物在紙漿和紙張制造環(huán)境下易受進(jìn) 一步的水解的影響，這降低了它的效力。所引用的基于聚乙二醇的非離子表面活性劑同樣 一般用于多組分的組成中并含有易受水解影響的官能。此外，所述疏水改性的聚乙二醇締 合聚合物的溶液粘度太高以至于不能投入實(shí)際的商業(yè)用途。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016] 本發(fā)明提供用于從紙漿和紙張制造系統(tǒng)中抑制有機(jī)污染物沉積的組合物和方法。 所述方法包含向紙漿中加入或在造紙機(jī)器的表面上涂布有效的沉積抑制量的疏水改性的 聚[乙二醇]。
[0017] 本發(fā)明公開了用于在紙漿和紙張制造系統(tǒng)中抑制有機(jī)污染物從紙漿中沉積或在 造紙機(jī)器的表面上沉積的組合物和方法，所述方法包含向紙漿中加入或在該造紙機(jī)器的表 面上涂布有效的沉積抑制量的疏水改性的聚[乙二醇]。本發(fā)明提供用于從紙漿和紙張制 造系統(tǒng)中抑制有機(jī)污染物如樹脂障礙和粘性物的沉積的方法。
[0018] 有機(jī)污染物包括存在于紙漿（原生，回用或它們的組合）中存在沉積并降低造紙 機(jī)器性能或紙張品質(zhì)的可能性的組分。這些雜質(zhì)包括，但不限于，天然樹脂比如脂肪酸，樹 脂酸，它們的不溶性鹽，脂肪酸酯，固醇；和其他有機(jī)組分比如乙烯二-硬脂酰胺，蠟，膠粘 劑，粘合劑，熱熔體，墨，消泡劑，和乳膠，這些均可能沉積在造紙系統(tǒng)中。
[0019] 在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明的疏水改性的聚[乙二醇]符合下式： (Ri)x-O-[-CH2-CH2-O-] n-(-R2) y_Z 式 I 其中R1和R2是獨(dú)立的疏水部分或X和y個(gè)重復(fù)單元的疏水部分的嵌段，其與聚[乙二 醇]共價(jià)鍵合；η是2到1200 ;x是1到10 ;y是O到10 ;Z僅當(dāng)y = O時(shí)存在且為氫；前提 是X和y的和大于或等于2?？梢岳斫?，所述材料不是均質(zhì)材料。本發(fā)明的疏水改性的聚 [乙二醇]是非均質(zhì)材料，其中X和y的值在組合物中是平均值。實(shí)際值是一個(gè)分布。所述 組合物并不完全由X和y大于或等于2的材料組成。
[0020] 所述疏水部分R1和R2在聚[乙二醇]和本領(lǐng)域技術(shù)人員已知和一級(jí)醇具有活性 的疏水試劑的反應(yīng)后形成。所述疏水試劑可以是具有2到100個(gè)碳原子的直鏈的或支鏈的， 飽和或不飽和的，脂族的或芳族烴基團(tuán)，或它們的混合物。包括R1和R2的示例性的化合物 包括，但不局限于，烯基琥珀酸酐，比如正辛烯基琥珀酸酐；烷基或烯基二乙烯酮，比如月桂 ?；蚁┩?；鹵代烴比如2-乙基己基溴化物；環(huán)氧化物比如1，2-環(huán)氧己烷和1，2-環(huán)氧 十二烷；縮水甘油醚比如十二烷基縮水甘油醚，2-乙基己基縮水甘油醚，丁基縮水甘油醚， 和2-甲基苯基縮水甘油醚；羧酸和它們相應(yīng)的酸性氯化物或酯比如油酸，油酰氯，和油酸 甲酯；任意的上述化合物的混合物等等。
[0021] 本領(lǐng)域技術(shù)人員進(jìn)一步已知，一級(jí)醇和一些包括R1和R2的示例性的疏水化合物的 反應(yīng)產(chǎn)生可進(jìn)一步和另一疏水化合物反應(yīng)的官能。例如，一級(jí)醇和疏水環(huán)氧化物反應(yīng)產(chǎn)生 具有羥基官能的反應(yīng)產(chǎn)物，所述羥基官能可進(jìn)一步和另一摩爾的疏水環(huán)氧化物反應(yīng)。這類 疏水試劑的使用可引起共價(jià)地附著于聚[乙二醇]的疏水物嵌段的形成。
[0022] 在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，所述疏水改性的聚[乙二醇]由下式表示：
其中η是2到1200 ;R4和R5是具有2到100個(gè)碳原子的，直鏈的或支鏈的，飽