[发明专利]具有氢键键合能力并含有聚硅氧烷单元的合成聚合物

说明书

                      发明背景

在制造纸产品如擦面纸、浴纸、纸巾、餐巾纸等时，通过使用化学添加剂赋予终产品多种产品性能。这些添加剂的实例包括软化剂、剥脱剂、湿强剂、干强剂、上浆剂、遮光剂等。在许多实例中，在制造过程的某点向产品中加入一种以上的化学添加剂。不幸的是存在这样的实例，即某些化学添加剂彼此不相容或者有损造纸效率，例如湿部化学品对制皱粘合剂下游效率影响的情况。伴随湿部化学品添加的另一个局限性在于造纸纤维上能够提供的化学品本身可连接上去的充足结合点有限。在这种情况下，一个以上的化学官能团竞争有限的结合点，通常导致在纤维上不足以保持一种或两种化学品。对于更复杂的化学体系，可能需要以特殊比例和/或彼此相对的空间排列保留两种或多种官能团添加剂。虽然以预定比例加入化学品容易进行，但是由于位置竞争及其它影响因素，使用湿部化学品添加法难以以预定比例保留这些化学品。湿部或局部加入化学品的另一个局限性是不能在纤维表面上预定放置彼此紧密排列的官能性化学单元。

因此，需要一种将一种以上化学官能团施加到纸网上的方法，该方法减小了由有限数量结合点产生的局限性以及限制以特殊比例和/或彼此相对的空间排列保留官能团能力的保留化学添加剂的不可预知性。

                          发明概述

在某些情况下，两种或多种化学官能团可结合在一个分子中，由此该结合分子赋予最终纸产品至少两种截然不同的产品性质，这些性质迄今一直是通过使用两种或多种不同的分子来赋予的。更具体而言，造纸工业中通常用作干强树脂、湿强树脂和助留剂的合成聚合物可与造纸业中通常用作表面改性剂、脱模剂、消泡剂、软化剂、剥脱剂、润滑剂和上浆剂的聚硅氧烷结合成一个分子。所得分子为一种具有氢键键合能力并含有聚硅氧烷单元的合成聚合物，根据所用包括下列添加剂的具体组合可以提供几种潜在的益处，所述添加剂包括：软化的强度助剂；不降低强度的软化剂；具有改进的湿/干强度比的湿强剂；具有减少掉毛和脱落性的表面触觉改性剂；具有可控吸收性的强度助剂；软化的助留剂；及作为湿部添加剂加入时改进的聚硅氧烷留着剂。

此处所用“聚硅氧烷”为具有一般结构-(SiR_AR_BO)_n-的硅和氧原子交替(即硅氧烷键)的聚合物骨架的大分子，其中R_A和R_B为任何有机官能团并且可以相同或不同，n为1或更大的整数。此处所述“合成聚合物”其结构的一部分衍生自烯属不饱和化合物的聚合，所述烯属不饱和化合物含有可与纤维中纤维素分子形成氢键、离子键或共价键的侧基，由此提高了纤维间的结合力。所述合成聚合物包括聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚马来酸酐、聚马来酸、聚衣康酸、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺等。此处所述合成聚合物可以溶于水、溶于有机溶剂或溶于水和可与水混溶有机化合物的混合物。优选它们是水溶性的或水可分散性的，但这不是本发明必须的。定义范围内还包括上述酸性聚合物的盐。可与聚合物的酸性部分结合形成盐的物质包括通常以其氢氧化物形式加入的碱金属如K和Na、脂族胺和链烷醇胺，这些盐及制备这些盐的方法是本领域技术人员熟知的。

根据对纸张化学及所需效果要求，本发明的合成聚合物可通过任何本领域技术人员已知的方法施加到纸网上。这些方法包括湿部添加、在湿网上喷雾添加、在杨克烘缸上的起皱化学喷雾、或包括喷雾、印刷或涂布的后处理添加。

因此，一方面，本发明涉及一种具有氢键或共价键键合能力并含有一种或多种聚硅氧烷单元的合成聚合物，所述合成聚合物具有下列结构(结构1)：其中：

a，b＞0；

c，d≥0以使c＋d＞0；

w≥1；

Q₁＝含有能与纤维素形成氢键或共价键的侧基的单体单元或者嵌段或接枝共聚物。优选的用于形成氢键的侧基为-CONH₂，-COOH，-COO^-M⁺，-OH及这些基团的混合物。优选的用于形成共价键的侧基为醛和酸酐。M⁺可以是任何适宜的抗衡离子包括Na⁺，K⁺，Ca⁺²等；