專利名稱：具有改善的膜性能的起縐粘結(jié)劑的制作方法
具有改善的膜性能的起縐粘結(jié)劑相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用無(wú)。關(guān)于聯(lián)邦資助的研究或開(kāi)發(fā)的聲明不適用。
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及物質(zhì)組合物和使用它們以改善人造紙的物理性能的方法，特別是制造特別柔軟的薄紙(tissue paper)的方法。通常，薄紙通過(guò)采用楊克式(Yankee)干燥機(jī)設(shè)備的工藝獲得其柔軟性、松密度、吸收性和伸展能力的特性。在常規(guī)的薄紙制造中，將薄紙以濕纖維織品的形式進(jìn)料給楊克式干燥機(jī)設(shè)備。該濕纖維織品(wet fiber web)以片狀轉(zhuǎn)移至楊克式干燥機(jī)筒體表面的壓輥隙處大量脫水。在此，紙織品通常具有35 40%的稠度 (consistency)(其為65 60%的水)。薄片進(jìn)一步在熱楊克式干燥機(jī)筒體上干燥至90 97%的稠度，并用刮刀移除。刀片的機(jī)械作用造成纖維-纖維鍵的斷裂，形成賦予薄紙?zhí)匦缘奈⒄郫B結(jié)構(gòu)。該工藝被稱為起皺(cr印ing)。為了適當(dāng)?shù)厥辜埧椘菲鸢櫼灾圃烊彳浀谋〖?，該紙織品必須粘附于楊克式干燥機(jī)筒體的表面。然后在將其從干燥機(jī)筒體分離的同時(shí)，由刮刀通過(guò)在機(jī)器方向上壓縮或縮短該紙織品來(lái)形成微折疊。粘結(jié)力通過(guò)將粘結(jié)劑涂布到干燥機(jī)筒體的表面而增強(qiáng)。此外，濕端配料組分(furnish components)也有助于產(chǎn)生粘結(jié)力。常用的楊克式粘結(jié)劑為合成的聚合物，如聚氨基酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂、聚酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酰胺、聚胺、聚酰胺、聚乙烯吡咯烷酮和聚醚。也可使用包括淀粉、瓜爾豆膠、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、羥丙基纖維素等的其他天然和衍生的天然聚合物。使用多種低分子量化合物、油和表面活性劑以改進(jìn)這些粘結(jié)劑性能。薄紙工業(yè)一直致力于制造具有高標(biāo)準(zhǔn)柔軟性的高級(jí)薄紙上。通過(guò)改進(jìn)纖維源、采用特定的成型和干燥策略，使纖維薄片起皺以及使用濕端或局部涂布軟化劑能夠改善柔軟性。在紙薄片具有非常低的薄片水分水平(<3%)時(shí)使其起皺是實(shí)現(xiàn)所需的高柔軟性水平的最有效方法之一。在低水分水平下，薄片和涂層傾向于更牢固地彼此粘合，這會(huì)導(dǎo)致薄片在Z向上更有效地脫粘，從而產(chǎn)生更大的松密度和柔軟性。盡管對(duì)薄紙柔軟性有利，但低水分起皺由于涂層流動(dòng)性問(wèn)題而未廣泛實(shí)施。常規(guī)的起皺粘結(jié)劑通常導(dǎo)致硬涂層，此硬涂層在經(jīng)歷低水分起皺所需的大范圍干燥后具有低可濕性。此硬涂層造成粘結(jié)力損失，還造成刀片振動(dòng)(顫動(dòng))，這會(huì)引起不均勻的起皺、刀片磨損，并且在極端情況下，會(huì)損壞楊克式干燥機(jī)筒體表面。因此，對(duì)于在極干燥條件下保持柔軟和潤(rùn)濕的起皺粘結(jié)劑(ci^ping adhesive)存在較大需求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施方式涉及一種組合物，其包括用至少一種多官能酸酸化的聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷(PAE)樹(shù)脂。所述酸具有至少兩個(gè)官能團(tuán)，一個(gè)是第一官能團(tuán)，一個(gè)是第二官能團(tuán)。所述第一官能團(tuán)選自羧基和磺?；?。所述第二官能團(tuán)選自羧基、磺酰基、羥基、內(nèi)酯、酚、胺或雜環(huán)。本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方式涉及一種具有PAE樹(shù)脂的組合物，所述PAE樹(shù)脂通過(guò)將環(huán)氧氯丙烷與聚氨基酰胺反應(yīng)制備，所述聚氨基酰胺通過(guò)一種或多種脂族或芳族二羧酸衍生物與一種或多種多亞烷基多胺反應(yīng)制備。這可通過(guò)約0.8 1至1.4 1摩爾比的所述一種或多種脂族或芳族二羧酸衍生物與所述一種或多種多亞烷基多胺來(lái)完成，和所述聚氨基酰胺與以所述聚氨基酰胺的仲氨基計(jì)約0. 01至約1. 8摩爾當(dāng)量的所述環(huán)氧氯丙烷來(lái)完成。在該組合物中，所述PAE樹(shù)脂具有約10，000道爾頓至約5，000，000道爾頓的重均分子量。所述環(huán)氧鹵丙烷可為環(huán)氧氯丙烷。本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方式涉及一種組合物，其中所述PAE樹(shù)脂通過(guò)將聚氨基酰胺與以所述聚氨基酰胺的仲氨基計(jì)約0. 05至約0. 8摩爾當(dāng)量的環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)來(lái)制備。所述聚氨基酰胺可為二乙撐三胺與二羧酸衍生物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述二羧酸衍生物選自己二酸、 戊二酸、DBE-2 二元酸酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯或其混合物。所述PAE樹(shù)脂通過(guò)將聚氨基酰胺與以所述聚氨基酰胺的仲氨基計(jì)約0. 1至約0. 3摩爾當(dāng)量的環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)來(lái)制備。所述PAE樹(shù)脂還可為己二酸、二乙撐三胺和環(huán)氧氯丙烷的三元共聚物。本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方式涉及一種組合物，其中至少一種多官能酸選自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、 對(duì)苯二甲酸、檸檬酸、異檸檬酸、烏頭酸、丙三酸(carballylic acid)、乙醇酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸、馬來(lái)酸、富馬酸、抗壞血酸、天門冬氨酸、谷氨酸、4-羥基苯甲酸、2， 4-二羥基苯甲酸、氨基磺酸、甲磺酸、4-甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸和它們的任意組合中。第一和第二官能團(tuán)可為不同類型的基團(tuán)。多官能酸與PAE聚合物仲胺的摩爾比可為約0. 01至約5。更優(yōu)選的比例為約0. 1至約2。最優(yōu)選的比例為約0. 2至約1。除了多官能酸，PAE樹(shù)脂可包括一種或多種礦物酸。所述礦物酸可選自硫酸、鹽酸、 硝酸、磷酸、硼酸或氫氟酸、以及它們的任意組合中，更優(yōu)選為硫酸或磷酸。最優(yōu)選的礦物酸為硫酸。礦物酸與多官能酸的摩爾比為約0. 01至約99。更優(yōu)選的比例為約0. 1至約1. 0。 最優(yōu)選的比例為約0.2至約0.5。本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方式涉及一種含水起縐粘結(jié)劑組合物，包括約0.01至約 50wt%的PAE樹(shù)脂和約99. 99至約50wt%的水。所述PAE樹(shù)脂用至少一種多官能酸酸化， 所述多官能酸具有一個(gè)選自羧基和磺?；墓倌軋F(tuán)，和至少一個(gè)選自羧基、磺?；?、羥基、 內(nèi)酯、酚、胺或雜環(huán)的官能團(tuán)。所述多官能酸可為選自檸檬酸、戊二酸和氨基磺酸組成的組中的一種，且所述粘結(jié)劑組合物具有約2至約9的pH。含水起縐組合物可進(jìn)一步包括選自乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、1，4_ 丁二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、三羥甲基丙烷、赤蘚醇、季戊四醇、二季戊四醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨醇、半乳糖醇、異麥芽酮糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇中的一種或多種多元醇。所述含水起縐組合物還可包括選自磷酸一銨、磷酸二銨、三聚磷酸鈉和鉀、通過(guò)用磷酸調(diào)節(jié)所述起縐組合物的PH而原位形成的磷酸鹽、以及它們的混合物中的一種或多種磷酸鹽。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，所述含水組合物包括在公開(kāi)的US專利申請(qǐng)?zhí)?007/0208115中說(shuō)明的有機(jī)磷酸鹽。本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施方式涉及一種使紙織品起縐的方法，包括以下步驟
a)向旋轉(zhuǎn)起縐筒體涂覆粘結(jié)劑組合物，所述粘結(jié)劑組合物包括一種或多種用至少一種多官能酸酸化的聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂；b)將所述紙織品壓在所述起縐筒體上，以將所述紙織品粘附到所述起縐筒體；和c)用刮刀將所述紙織品從所述起縐筒體移出。


以下具體參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，其中圖1為使用新PAE樹(shù)脂類粘結(jié)劑的楊克式干燥機(jī)設(shè)備的示意圖。圖2為通過(guò)新的PAE樹(shù)脂類粘結(jié)劑粘合到楊克式干燥機(jī)筒體表面的纖維素纖維織品的截面圖。圖3為繪制粘結(jié)力與溫度的曲線圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照?qǐng)D1，圖1示出了使用新的聚氨基酰胺-環(huán)氧氯丙烷(PAE)樹(shù)脂的楊克式干燥機(jī)設(shè)備(1)。現(xiàn)有技術(shù)的起縐粘結(jié)劑基于用環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)聚氨基酰胺骨架而制造的 PAE 樹(shù)脂。如外國(guó)專利 EP 1109971 和 JP 2688950、以及 US 專利第 7，291，695、6，280，571、 5，171，795號(hào)和US公開(kāi)的申請(qǐng)2002/0096288和2006/0207736所說(shuō)明的(它們所有內(nèi)容整體通過(guò)引用合并)，現(xiàn)有技術(shù)的樹(shù)脂通過(guò)用礦物酸，最普通的如鹽酸或硫酸和磷酸，甲酸和乙酸淬滅聚合物交聯(lián)反應(yīng)來(lái)制備。然而，這些現(xiàn)有技術(shù)的樹(shù)脂形成的粘結(jié)劑涂層要么水溶性過(guò)高，要么不可充分潤(rùn)濕，這對(duì)于楊克式干燥機(jī)設(shè)備(1)中的至少一種環(huán)境是不理想的。楊克式干燥機(jī)設(shè)備⑴包括與干燥機(jī)筒體(3)相鄰的壓輥(2)，干燥機(jī)筒體⑶也與卷軸(4)相鄰。毛氈(5)將由纖維素纖維(10)構(gòu)成的濕纖維織品從壓輥(2)進(jìn)料至干燥機(jī)筒體(3)。然后，干燥機(jī)筒體(3)旋轉(zhuǎn)濕纖維織品通過(guò)干燥罩(6)，在干燥罩(6)內(nèi)，纖維織品失去其大部分水分。起縐刀或刮刀(7)除去干燥纖維織品以助于紙的吸收性和柔軟性。清洗刀⑶除去外來(lái)雜質(zhì)，并除去剩余涂層。PAE樹(shù)脂通過(guò)涂布機(jī)(9)加入。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，涂布機(jī)為噴桿。楊克式干燥機(jī)設(shè)備(1)的物理要求利用了起縐工藝中所用的任何粘結(jié)劑的對(duì)抗性能。如圖2所示，粘結(jié)劑(11)將纖維織品(10)的層粘合到楊克式干燥機(jī)筒體(3)的表面。此外，存在有無(wú)機(jī)污染物(12)、碳酸鈣(13)、半纖維素(15)和纖維素碎屑(14)。在將纖維織品(10)第一次進(jìn)料至干燥機(jī)筒體(3)時(shí)，上述粘結(jié)劑必須足夠牢固到以免由于存在于纖維織品中的高含量水分而被從干燥機(jī)筒體(3)洗掉。然而，一旦纖維織品被干燥，上述粘結(jié)劑必須柔軟到足以使起縐刀易于穿入粘結(jié)劑，以適當(dāng)?shù)厥估w維織品起皺。使用具有多官能酸的PAE樹(shù)脂制造的粘結(jié)劑具有這些對(duì)抗性能。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，起皺粘結(jié)劑由用至少一種多官能酸酸化的PAE樹(shù)脂形成，上述多官能酸具有選自羧基和磺?；囊环N官能團(tuán)和選自羧基、磺?；?、羥基、內(nèi)酯、 酚、胺和雜環(huán)中的至少另一種的官能團(tuán)。多官能酸的實(shí)例包括但不限于草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、檸檬酸、異檸檬酸、烏頭酸、丙三酸、乙醇酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸、馬來(lái)酸、富馬酸、抗壞血酸、天門冬氨酸、谷氨酸、4-羥基苯甲酸、2，4_ 二羥基苯甲酸、氨基磺酸、甲磺
6酸、4-甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸等，和它們的任意組合。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，除了多官能酸，上述PAE樹(shù)脂還可由一種或多種礦物酸形成。適合的礦物酸包括但不限于硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、硼酸、氫氟酸等，和它們的任意組合。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，礦物酸為硫酸或磷酸。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，礦物酸與多官能酸的摩爾比在約0.01至99的范圍內(nèi)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，比例為約0.1 1.0。在又一個(gè)實(shí)施方式中，比例為0. 2 0. 5?？捎靡环N或多種多官能酸或用一種或多種多官能酸與一種或多種礦物酸、或它們的混合物調(diào)節(jié)PH。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，用檸檬酸或氨基磺酸調(diào)節(jié)pH。在另一個(gè)實(shí)施方式中，首先用硫酸，然后用檸檬酸調(diào)節(jié)PH。調(diào)節(jié)pH能夠用來(lái)改性上述樹(shù)脂。改變pH能夠淬滅交聯(lián)反應(yīng)，能夠穩(wěn)定儲(chǔ)存的產(chǎn)品，或能夠影響性能。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，PH調(diào)節(jié)至約 2 8。在另一個(gè)實(shí)施方式中，pH調(diào)節(jié)至3 5。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，PAE樹(shù)脂為水溶性的陽(yáng)離子熱固性樹(shù)脂，通常制備如下 使一種或多種包含仲胺基的多亞烷基多胺與一種或多種二羧酸衍生物反應(yīng)以形成聚氨基酰胺，然后使該聚氨基酰胺與環(huán)氧鹵丙烷反應(yīng)以形成PAE樹(shù)脂。例如在US專利第6，277，242 號(hào)和US公開(kāi)的專利申請(qǐng)2005/0217817和2007/0151684、以及日本專利號(hào)JP2688950B2中說(shuō)明的PAE樹(shù)脂的制備，它們所有內(nèi)容整體通過(guò)引用合并于此。上述聚酰胺可在適用于形成長(zhǎng)鏈聚酰胺的條件下，如在高于約130°C的溫度下反應(yīng)幾小時(shí)并除去水和醇副產(chǎn)物的條件下，由一種或多種有機(jī)二羧酸衍生物與一種或多種多亞烷基多胺縮聚來(lái)制造。制得的聚酰胺通常具有根據(jù)凝膠滲透色譜法/多角度激光散射法 (GPC/MALLS)確定的約500至約500，000道爾頓的重均分子量和對(duì)于50%溶液在25°C下具有高于約lOOcps的聚合物布洛克菲爾德(Brookfield)粘度。可在聚合結(jié)束時(shí)加入水以制成聚合物水溶液。通常，使用足量的有機(jī)二羧酸衍生物，該有機(jī)二羧酸衍生物能夠基本上與多亞烷基多胺的所有伯氨基反應(yīng)，但不會(huì)與多亞烷基多胺的仲氨基充分反應(yīng)至任何明顯的程度。 在至少一個(gè)實(shí)施方式中，有機(jī)二羧酸衍生物與聚氨基酰胺以約0.8 1至約1.4 1的摩爾比反應(yīng)。在另一個(gè)實(shí)施方式中，有機(jī)二羧酸衍生物與聚氨基酰胺以約0.9 1至約 1.0 0.9的摩爾比反應(yīng)。對(duì)本申請(qǐng)來(lái)說(shuō)，“有機(jī)二羧酸衍生物”定義為脂族和芳族二羧酸、它們相應(yīng)的酸氯化物、酸酐和酯、以及它們的混合物。酯優(yōu)選Sc1 C3的脂族酯。選擇上述有機(jī)二羧酸衍生物，以使制得的聚酰胺為水溶性或水分散的。適宜的有機(jī)二羧酸及其衍生物包括但不限于馬來(lái)酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、萘二羧酸、馬來(lái)酸二甲酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二異丙酯、戊二酸二甲酯、戊二酸二乙酯、己二酸二甲酯、己二酸甲乙酯、癸二酸二甲酯、鄰苯二甲酸二甲酯、間苯二甲酸二甲酯、對(duì)苯二甲酸二甲酯、萘二羧酸二甲酯、二元酸酯(DBE)、聚(乙二醇)雙(羧甲基)醚、 琥珀酰氯、戊二酰二氯、己二酰氯、癸二酰氯、癸二酸酯、鄰苯二甲酰氯、間苯二甲酰氯、對(duì)苯二甲酰氯、萘二羧酸酯、馬來(lái)酸酐、琥珀酸酐、戊二酸酐、鄰苯二甲酸酐、1，8_萘二酸酐等。對(duì)本申請(qǐng)來(lái)說(shuō)，“多亞烷基多胺”定義為具有兩個(gè)伯胺(-NH2)基和至少一個(gè)仲胺基，且在兩個(gè)氮原子沒(méi)有連到同一碳原子上的前提下，氨基氮原子通過(guò)亞烷基連接在一起
7的有機(jī)化合物。多亞烷基多胺包括二乙撐三胺(DETA)、三乙撐四胺(TETA)、四乙撐五胺 (TEPA)、二丙撐三胺等。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，上述PAE樹(shù)脂通過(guò)聚氨基酰胺與環(huán)氧氯丙烷在受控條件下形成。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，用水稀釋聚氨基酰胺至約10至約50襯％的濃度，并將該溶液冷卻至低于約25°C。然后，將足以與所需量的上述聚氨基酰胺中仲氨基反應(yīng)的環(huán)氧氯丙烷的量緩慢地加入到該溶液中。然后在約40°C至約100°C的溫度下加熱該混合物，通常為約2至約8小時(shí)，直至達(dá)到所需粘度。在US專利第6，277，242號(hào)中說(shuō)明了適宜的聚氨基酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂的制備，其整體通過(guò)引用合并于此。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)氧鹵丙烷為環(huán)氧氯丙烷。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，環(huán)氧氯丙烷與聚氨基酰胺中仲氮原子的摩爾比低于約0. 5。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，聚氨基酰胺為二乙撐三胺與選自己二酸、戊二酸、DBE-2 二元酸酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯中的二羧酸衍生物或它們的混合物的反應(yīng)產(chǎn)物。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，將粘結(jié)劑以稀釋水溶液的形式涂布到起皺筒體的表面。 在至少一個(gè)實(shí)施方式中，上述水溶液包括約0. 01至約50%的根據(jù)至少一種上述過(guò)程酸化的聚氨基酰胺-環(huán)氧氯丙烷樹(shù)脂和約99. 99至約50wt%的水。起皺粘結(jié)劑領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解的是，對(duì)于水在摻合物中占如此大的百分率的原因在某種程度上是根據(jù)需要以使僅在起皺筒體上沉積非常薄的粘結(jié)劑層。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，該薄層用噴桿(spray boom)沉禾只。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，本發(fā)明的粘結(jié)劑組合物進(jìn)一步包括一種或多種多元醇、 一種或多種磷酸鹽或它們的混合物。對(duì)本申請(qǐng)來(lái)說(shuō)，術(shù)語(yǔ)“多元醇”定義為由亞烷基和至多約六個(gè)羥基組成的物質(zhì)的簡(jiǎn)單水溶性組合物，其中亞烷基可選擇地被一個(gè)或多個(gè)0或NH基團(tuán)中斷。多元醇包括但不限于乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、丙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、1，4_ 丁二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、三羥甲基丙烷、赤蘚醇、季戊四醇、二季戊四醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨醇、半乳糖醇、異麥芽酮糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇寸。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，上述多元醇選自甘油、乙二醇、山梨醇、二乙二醇、丙二醇、三羥甲基丙烷、聚乙二醇、二乙醇胺和它們的任意組合中。磷酸鹽包括但不限于正磷酸鹽、焦磷酸鹽、偏磷酸鹽、多磷酸鹽、亞磷酸鹽和次磷酸鹽的鈉、鉀和銨鹽。磷酸鹽還包括通過(guò)用磷酸調(diào)節(jié)起縐組合物的PH而原位形成的磷酸鹽。在一個(gè)實(shí)施方式中，磷酸鹽選自通過(guò)用磷酸調(diào)節(jié)起縐組合物的PH而原位形成的磷酸一銨、磷酸二銨、磷酸鹽和它們的混合物中。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，上述鹽包括在US公開(kāi)的專利申請(qǐng)2007/0208115中說(shuō)明的有機(jī)磷酸鹽。多元醇和/或磷酸鹽相對(duì)于樹(shù)脂組合物(以干聚合物計(jì))的量為約0. 5至約 IOOwt %。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，使用約0.5至約20wt%的多元醇和/或磷酸鹽。應(yīng)理解的是，并不是所有的多元醇都產(chǎn)生相似的結(jié)果。在特定的實(shí)例中，根據(jù)所用的溫度、使用的具體樹(shù)脂組合物和其他變量，必須進(jìn)行例行試驗(yàn)以確定將與具體樹(shù)脂組合物一起使用的最佳的多元醇或磷酸鹽、以及將采用的具體量。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，將也被稀釋、乳化或分散為含水形式的脫模助劑 (release aid)與上述聚合物粘結(jié)劑一起涂布到楊克式干燥機(jī)筒體。脫模助劑與楊克式干
8燥機(jī)筒體表面上的粘結(jié)劑材料相互作用以避免過(guò)量的涂層累積，控制表面粘結(jié)力，并降低刮刀磨損。代表性的脫模助劑包括由環(huán)烷油、石蠟油、植物油、礦物油或合成油組成的隔離油和乳化表面活性劑。為了形成穩(wěn)定的水分散液，脫模助劑通常用一種或多種表面活性劑， 如脂肪酸、烷氧基化的醇、烷氧基化的脂肪酸等配制。脫模助劑可在粘結(jié)劑組合物之前或之后涂布到起皺筒體，或者可與粘結(jié)劑配伍涂布于起皺筒體。至少一些實(shí)施方式的粘結(jié)劑組合物用改善薄紙的柔軟性的功能性添加劑配制。這些功能性添加劑包括但不限于具有約12至約22個(gè)碳原子的脂肪鏈的有機(jī)季鹽，該有機(jī)季鹽包括二燒基咪唑鐵季鹽(dialkyl imidazolinium quaternary salts)、二燒基二氨基胺
季鹽、單烷基三甲基季銨鹽、二烷基二甲基季銨鹽、三烷基單甲基季銨鹽、乙氧基化的季鹽、 二烷基和三烷基酯季鹽等。其他適宜的功能性添加劑包括聚硅氧烷、季硅酮、有機(jī)聚硅氧烷、氨基官能團(tuán)聚二甲基硅氧烷等。上述噴涂可進(jìn)一步通過(guò)多種方法改善，例如通過(guò)使用雙層或三層覆蓋設(shè)計(jì)的噴桿，通過(guò)使噴桿擺動(dòng)，以及通過(guò)使稀釋的起皺助劑組合物由噴桿的出口再循環(huán)以改善混合并降低分離的可能性。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，根據(jù)在PCT2004031475和US專利號(hào) 7，048，826中說(shuō)明的一種、一些或所有方法和設(shè)備涂布樹(shù)脂組合物，其全部?jī)?nèi)容以整體通過(guò)引用合并于此。在至少一個(gè)實(shí)施方式中，除了或代替水溶液，可通過(guò)利用空氣(或氣體)霧化將組合物、功能性添加劑和/或脫模助劑涂布于起皺筒體。通過(guò)參照以下實(shí)施例可更好地理解上述內(nèi)容，提供這些實(shí)施離僅用于說(shuō)明，并不想要限制本發(fā)明的范圍。實(shí)施例1用多官能酸制備代表性粘結(jié)劑組合物向1. 5L樹(shù)脂反應(yīng)鍋加入326. 04g的50%聚氨基酰胺水溶液和815. 79g的去離子水。用頂部攪拌器以400rpm混合該溶液0.5" 6-刮刀葉輪，具有45°螺距)。通過(guò)以 0. 3L/min將氮?dú)鈹U(kuò)散到頂部空間以清除容器的氧氣。將溶液溫度升至50°C，并在氮?dú)庹龎合聦?2. 81g環(huán)氧氯丙烷以單團(tuán)塊的形式放入反應(yīng)器內(nèi)。將反應(yīng)溫度保持在50°C。2小時(shí)后，取出反應(yīng)樣品并轉(zhuǎn)移到布洛克菲爾德流變儀的小取樣量杯中。通過(guò)加溫浴將小樣品適配器保持在25°C。一旦樣品溫度穩(wěn)定在25°C (轉(zhuǎn)子#18，30rpm)，則測(cè)定溶液粘度。每小時(shí)測(cè)定溶液粘度，直至該粘度超出12cPs。然后以15分鐘間隔(取樣之間)測(cè)定該粘度，直至到達(dá)30沙8的目標(biāo)粘度。一旦溶液粘度到達(dá)(或超過(guò))30沙8，立即用檸檬酸淬滅反應(yīng)，直到溶液PH在50°C達(dá)到約3. 7 (52. 65g)。將該溶液冷卻至30°C，且最終pH測(cè)為3. 6。實(shí)施例2用礦物酸和多官能酸制備代表性粘結(jié)劑組合物向1. 5L樹(shù)脂反應(yīng)鍋加入361g的50%聚氨基酰胺水溶液和901. 27g的去離子水。 用頂部攪拌器以400rpm混合該溶液0.5" 6-刮刀葉輪，具有90°螺距)。通過(guò)以0. 3L/ min將氮?dú)鈹U(kuò)散到頂部空間以清除容器的氧氣。將溶液溫度升至50°C，并在氮?dú)庹龎合聦?12. 62g環(huán)氧氯丙烷以單團(tuán)塊的形式放入反應(yīng)器內(nèi)。將反應(yīng)溫度保持在50°C。2小時(shí)后，取出反應(yīng)樣品。將樣品轉(zhuǎn)移到布洛克菲爾德流變儀的小取樣量杯中。通過(guò)溫度浴將小樣品適配器保持在25°C。一旦樣品溫度穩(wěn)定在25°C (轉(zhuǎn)子#18，30rpm)，則測(cè)定溶液粘度。每小時(shí)測(cè)定溶液粘度，直至該粘度超出20cPs。然后以15分鐘間隔(取樣之間)測(cè)定該粘度，直至到達(dá) 30cPs的目標(biāo)粘度。一旦溶液粘度到達(dá) 30cPs，立即用123. 57g的15%硫酸溶液淬滅反應(yīng)，直到溶液PH在50°C達(dá)到約7. 0。將該溶液冷卻至30°C，且通過(guò)加入51. 70g 檸檬酸(以固體填充)將溶液的最終PH降至4. 0。實(shí)施例3剪切模量和剝離粘結(jié)力剪切儲(chǔ)能模量G'和剪切損耗模量G〃用流變儀AR2000(TA Instruments, New
Castle,DE)確定。復(fù)數(shù)剪切模量計(jì)算為V(CF》3 +(G*')2。通過(guò)由(w/w)聚合物溶
液澆鑄膜來(lái)制備樣品。將樣品在95°C的烘箱內(nèi)干燥過(guò)夜。用沖模(直徑8mm)對(duì)所得膜沖孔以制得樣品圓盤。在110°C的真空烘箱內(nèi)干燥上述圓盤2小時(shí)，并在使用前儲(chǔ)存在干燥器內(nèi)。傾向于保留更多水的一些膜圓盤由于形成氣泡而在真空下不會(huì)被干燥。將這些膜在非真空下以120°C干燥2小時(shí)。用于分析的幾何形狀為8mm不銹鋼平行板。在振動(dòng)模式下以 IlOUHz和0. 應(yīng)變來(lái)確定剪切儲(chǔ)能模量。通過(guò)剝離粘結(jié)力(peel adhesion)試驗(yàn)測(cè)量由本發(fā)明的組合物提供的粘結(jié)力。該試驗(yàn)測(cè)量從加熱的金屬板剝離棉條所需的力。首先，用苛性堿中和粘結(jié)劑組合物至PH 7 以加速交聯(lián)反應(yīng)。然后，用#40涂布桿將其涂布到金屬板。將粘結(jié)劑以約13%的聚合物活性物涂布到該板。將金屬板加熱至60°C (此溫度稱為膜固化溫度)，且此時(shí)用1.9kg的圓筒形輥將濕棉條壓入膜中。濕條中的水分含量為約60%。在涂布上述條后，將金屬板放入 105°C的烘箱內(nèi)15分鐘以干燥該條。然后，將金屬板夾在張力試驗(yàn)設(shè)備中。將棉布的一端夾在試驗(yàn)機(jī)的氣鉗上，并在180°的角度和恒速下從該板剝離布料。在剝離期間，控制金屬板在100°C的溫度。在以下實(shí)施例中，樣品(PAE-I、PAE-2、PAE-3、PAE-4和PAE-5)為用不同酸酸化的具有約0. 20的環(huán)氧氯丙烷與仲胺摩爾比和約300，000至800，000的重均分子量的己二酸、 二乙撐三胺和環(huán)氧氯丙烷的三元共聚物。表 權(quán)利要求
1.一種組合物，包括用至少一種多官能酸酸化的聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂，所述多官能酸具有至少兩個(gè)官能團(tuán)，一個(gè)是第一官能團(tuán)，一個(gè)是第二官能團(tuán)，所述第一官能團(tuán)選自羧基和磺酰基，且所述第二官能團(tuán)選自羧基、磺?；?、羥基、內(nèi)酯、酚、胺或雜環(huán)。
2.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂通過(guò)將聚氨基酰胺與以所述聚氨基酰胺的仲氨基計(jì)約0. 01至約1. 8摩爾當(dāng)量的環(huán)氧鹵丙烷反應(yīng)來(lái)制備，所述聚氨基酰胺通過(guò)將一種或多種脂族或芳族二羧酸衍生物與一種或多種多亞烷基多胺以約0.8 1至1.4 1的摩爾比反應(yīng)制備。
3.如權(quán)利要求2所述的組合物，其中所述聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂具有約10，000至約5，000，000道爾頓的重均分子量。
4.如權(quán)利要求3所述的組合物，其中所述環(huán)氧鹵丙烷為環(huán)氧氯丙烷。
5.如權(quán)利要求4所述的組合物，其中所述聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂通過(guò)將聚氨基酰胺與以所述聚氨基酰胺的仲氨基計(jì)約0. 05至約0. 8摩爾當(dāng)量的環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制備。
6.如權(quán)利要求5所述的組合物，其中所述聚氨基酰胺為二乙撐三胺和二羧酸衍生物的反應(yīng)產(chǎn)物，所述二羧酸衍生物選自己二酸、戊二酸、DBE-2 二元酸酯、戊二酸二甲酯和己二酸二甲酯或其混合物。
7.如權(quán)利要求6所述的組合物，其中所述聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂通過(guò)將聚氨基酰胺與以所述聚氨基酰胺的仲氨基計(jì)約0. 1至約0. 3摩爾當(dāng)量的環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)制備。
8.如權(quán)利要求7所述的組合物，其中所述聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂為己二酸、二乙撐三胺和環(huán)氧氯丙烷的三元共聚物。
9.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中至少一種多官能酸選自草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、對(duì)苯二甲酸、檸檬酸、異檸檬酸、烏頭酸、丙三酸、乙醇酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、葡萄糖酸、馬來(lái)酸、富馬酸、抗壞血酸、天門冬氨酸、谷氨酸、4-羥基苯甲酸、2，4_ 二羥基苯甲酸、氨基磺酸、甲磺酸、4-甲苯磺酸、二甲苯磺酸、苯酚磺酸。
10.如權(quán)利要求1所述的組合物，其中所述第一和第二官能團(tuán)是不同類型的基團(tuán)。
11.如權(quán)利要求1所述的組合物，進(jìn)一步包括一種或多種礦物酸，所述礦物酸選自硫酸、鹽酸、硝酸、磷酸、硼酸或氫氟酸，更優(yōu)選硫酸或磷酸，最優(yōu)選硫酸。
12.如權(quán)利要求11所述的組合物，其中所述礦物酸與所述多官能酸的摩爾比為約0.01 至約99，更優(yōu)選約0. 1至約1. 0，最優(yōu)選比例為約0. 2至約0. 5。
13.一種含水起縐粘結(jié)劑組合物，包括約0. 01至約50wt%的PAE樹(shù)脂和約99. 99至約 50wt %的水，所述PAE樹(shù)脂被至少一種多官能酸酸化，所述多官能酸具有一個(gè)選自羧基和磺酰基的官能團(tuán)，和至少一個(gè)選自羧基、磺?；?、羥基、內(nèi)酯、酚或胺的官能團(tuán)。
14.如權(quán)利要求13所述的含水起縐粘結(jié)劑組合物，其中所述多官能酸是選自下列中的一種檸檬酸、谷氨酸和氨基磺酸，而且具有約2至約9的pH。
15.如權(quán)利要求14所述的含水起縐組合物，進(jìn)一步包括選自乙二醇、二甘醇、三甘醇、 丙二醇、二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、甘油、1，4_ 丁二醇、二乙醇胺、三乙醇胺、三羥甲基丙烷、赤蘚醇、季戊四醇、二季戊四醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨醇、半乳糖醇、 異麥芽酮糖醇、麥芽糖醇、乳糖醇中的一種或多種多元醇。
16.如權(quán)利要求14所述的含水起縐組合物，進(jìn)一步包括選自磷酸一銨、磷酸二銨、通過(guò)用磷酸調(diào)節(jié)所述起縐組合物的PH而原位形成的磷酸鹽、以及它們的混合物中的一種或多種磷酸鹽。
17.如權(quán)利要求1所述的含水起縐組合物，其中所述多官能酸與所述PAE樹(shù)脂仲胺的摩爾比為約0. 01至約5. 0，更優(yōu)選約0. 1至約2. 0，最優(yōu)選約0. 2至約1. 0。
18.一種使紙織品起縐的方法，包括步驟a)向旋轉(zhuǎn)起縐筒體涂覆粘結(jié)劑組合物，所述粘結(jié)劑組合物包括用至少一種多官能酸酸化的一種或多種聚氨基酰胺環(huán)氧鹵丙烷樹(shù)脂；b)將所述紙織品壓在所述起縐筒體上，以將所述紙織品粘附到所述起縐筒體；和c)用刮刀將所述紙織品從所述起縐筒體移出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于制備非常軟的高級(jí)薄紙的物質(zhì)組合物。所述物質(zhì)組合物包括用多官能酸酸化的PAE樹(shù)脂。所述多官能酸包括但不限于羧基和磺?；Ｋ鏊峋哂羞x自羧基和磺?；墓倌軋F(tuán)，以及選自羧基、磺?；?、羥基、內(nèi)酯、酚、胺和雜環(huán)的官能團(tuán)。所述PAE樹(shù)脂有利于粘結(jié)劑在楊克式干燥機(jī)設(shè)備中的應(yīng)用，其在粘結(jié)劑濕潤(rùn)時(shí)耐用，而在粘結(jié)劑變干時(shí)仍然保持柔軟。這些性質(zhì)使得粘結(jié)劑變得牢固，并在濕潤(rùn)時(shí)保持嚙合到干燥機(jī)設(shè)備裝置，而在干燥時(shí)通過(guò)起縐刀片輕易地去除。
文檔編號(hào)C08L79/02GK102216409SQ200980145501
公開(kāi)日2011年10月12日 申請(qǐng)日期2009年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月18日
發(fā)明者克里斯多佛·D·卡列耶夫, 加里·S·弗曼, 布萊恩·M·舍爾茨, 弗拉基米爾·A·格里戈里耶夫, 溫斯頓·蘇, 魏明利 申請(qǐng)人:納爾科公司