[发明专利]乙烯基酰胺聚合物的乙二醛化

说明书

本申请是申请日为2007年8月31日、申请号为PCT/EP2007/059096、发明名称为“乙烯基酰胺聚合物的乙二醛化”的国际专利申请进入中国的中国发明专利申请的分案申请。该中国发明专利申请的申请号为200780033236.3、发明名称为“乙烯基酰胺聚合物的乙二醛化”。

本申请要求美国临时申请No.60/843156(申请日2006年9月7日)和60/851188(申请日2006年10月12日)的权益，在此以其全部引入作为参考。

技术领域

本发明涉及一种制备聚乙烯基酰胺的纤维素反应性加合物的方法和获自该方法的组合物。

获自本发明方法的聚乙烯基酰胺纤维素反应性加合物被用作是纸或纸板的干和湿强度助剂，并且可以应用于湿部纤维素或者直接应用到湿卷筒纸幅或者纸板上。

背景技术

合成水可溶的聚合物在实践中被广泛的用作增强纸和纸板的湿部添加剂。纤维素反应性水可溶的乙烯基酰胺共聚物用作纸增强剂同样是常用的。一种具体种类的乙烯基酰胺聚合物增强助剂包括乙烯基酰胺聚合物，该聚合物是用乙二醛或者纤维素反应性试剂以热固的方式进行改性的。

美国专利No.3556392描述了用作纸强度试剂的乙二醛反应的水可溶的乙烯基酰胺聚合物的合成。该乙烯基酰胺聚合物可以包含离子性共聚单体或者其他赋予该聚合物特定官能度的共聚单体，来提高其与纤维素的亲合性。主链乙烯基酰胺聚合物与足够的乙二醛反应来形成热固性加合物。该反应是通过将反应溶液的pH提高到大约为8来促进的，并且当注意到轻微的溶液粘度升高时，将pH降低到大约7来减慢反应的进程。当达到预定的粘度目标时，通过将pH降低到大约3.5-4来猝灭反应。使用Gardner-Holdt气泡粘度计，通过测量反应溶液粘度的升高来监测乙二醛将乙烯基酰胺聚合物官能化的程度。U.S.3556392教导了在最后的酸猝灭之后，当达到期望的反应程度时，大约一半的初始的乙二醛没有发生反应而保留在最终产物中，并且不起强度助剂作用。

美国专利No.3556392教导了当在73°F和9％的固体浓度老化8天后，现有技术的最终产物将形成不溶的凝胶。

美国专利No.4217425公开了一种强度助剂，其由丙烯酰胺均聚物，聚DADMAC(聚二烯丙基二甲基氯化铵)和乙二醛的水性混合物制成。该反应混合物是通过调节的适度的碱性条件来催化的，并且对溶液粘度进行监控直到达到预定的粘度增加；此时将该反应通过降低pH到大约4来“封杀”。在美国专利No.4217425的实施例1中，丙烯酰胺聚合物、DADMAC聚合物和乙二醛是在碱性条件下在溶液中混合的。360分钟之后，测量该溶液粘度是17cp，400分钟之后粘度是32cp，415分钟之后粘度是55cp。用溶液粘度的增加来判断分子量增加。

美国专利No.4605702教导了通过分子量为500-6000的阳离子性的丙烯酰胺聚合物的乙二醛化来制造纸增强剂。该专利宣称与现有技术相比，改善了经时的湿强损失。使用粘度计来测量随着乙二醛化反应的进行溶液粘度的增加。

美国公开申请No.20050187356教导了一种乙二醛化的聚乙烯基酰胺，其据称具有由于多次加入的乙二醛和加入的醛猝灭剂而产生了提高的储存稳定性。主链聚合物是在pH8进行乙二醛化的，直到粘度为12cp，此时将反应pH降低到7.1-7.2。以中等速度连续进行反应，直到达到54cp的粘度，此时通过加入硫酸，将pH降低到大约3.5来猝灭反应。

PCT公开申请No.2006/016906描述了一种阳离子性的乙烯基酰胺交联的聚合物，其用纤维素反应性试剂例如乙二醛进行处理来赋予纸张强度。

美国专利No.4954538，5041503和5320711教导了通过反相微乳液聚合来制备的可交联的乙二醛化的聚乙烯基酰胺微粒，并描述了加入乙二醛到该微乳液聚合物中来形成乙二醛化的聚合物。

上述方法和产物具有显著的优点。现有技术所述的水性乙二醛化的聚乙烯基酰胺加合物形成是通过随着反应进行而增加的溶液粘度来监控的。如果使该反应无限制的发展，则最终会形成一种水不溶的凝胶。乙二醛化的微乳液(美国专利No.4954538、5041503和5320711)包含大量的有机载体油，其是昂贵的并产生高的挥发性有机化合物(VOC)。有许多的申请由于高的VOC量而限制了其应用。

通常已知目前市售的不同的乙二醛化的聚乙烯基酰胺加合物具有大约4-6周的大致保存期限，这取决于加合物聚合物溶液的pH、浓度和储存时的温度。