用于造纸的新型组合物和方法与流程

本公开整体涉及造纸领域。更具体地，本公开涉及可用于造纸工艺的组合物和颗粒。

背景技术：

1、造纸工艺可包括将木材或一些其他造纸纤维源制浆并由纸浆生产纸垫的步骤，该纸垫是纤维素纤维的水性浆料。接下来，可将浆料沉积在移动的造纸网或织物上，并且可通过排水由浆料的固体组分形成片材。然后对片材进行压制并干燥以进一步除去水，并且在一些情况下，该工艺可包括通过使干燥片材通过施胶机而将该干燥片材重新润湿并对该干燥片材进行进一步干燥以形成纸制品。

2、当进行造纸工艺时，需要考虑许多因素以确保所得纸制品的质量。例如，当从浆料中排水时，应注意保留尽可能多的纤维。另外，该工艺应当以使得所得片材具有足够强度的方式进行。

3、以最小成本形成具有优异强度的纸张的能力对于纸产品的制造是至关重要的。纸张强度取决于多种因素，包括纤维的选择、精炼的方法、压榨负荷以及所采用的化学添加剂。低质量纤维源的使用已经增加，并且此类纤维的使用通常导致需要增加的精炼、更大的压榨负荷和/或化学添加剂。

4、更高的精炼通常导致不期望的纸张特性(诸如纸张密度增加、撕裂度降低、孔隙度减小)和更短的生产时间。增加压榨负荷具有机械局限性，诸如纸张粉碎，且还可以导致低效率的纸张生产。因此，通常将化学添加剂添加到造纸工艺中以增强纸张的特性。这些添加剂可用于提高纸制品的强度，诸如内部强度、表面强度、压缩强度、破裂强度、干燥强度和拉伸断裂强度。

技术实现思路

1、本公开提供了用于改进造纸工艺的组合物和方法。在一些实施方案中，本公开提供了胶态组合物。胶态组合物包含胶态颗粒，该胶态颗粒包含包埋在胶态氢氧化铝络合物和/或胶态氢氧化铁络合物内的聚合物。组合物具有约2至约8.5的ph。

2、在一些实施方案中，聚合物包含选自由阴离子单体、阳离子单体、非离子单体、两性离子单体以及它们的任何组合组成的组的单体。

3、在一些实施方案中，胶态颗粒是水不溶性的。

4、在某些实施方案中，聚合物包含选自由以下项组成的组的单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(″dmaea″)、甲基丙烯酸2-(二甲氨基)乙酯(″dmaem″)、3-(二甲氨基)丙基甲基丙烯酰胺(″dmapma″)、3-(二甲氨基)丙基丙烯酰胺(″dmapa″)、氯化3-甲基丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(″maptac″)、氯化3-丙烯酰胺基丙基-三甲基-铵(″aptac″)、n-乙烯基吡咯烷酮(″nvp″)、氯化二烯丙基二甲基铵(″dadmac″)、二烯丙基胺、氯化2-(丙烯酰氧基)-n，n，n-三甲基乙铵(″dmaea.mcq″)、氯化2-(甲基丙烯酰氧基)-n，n，n-三甲基乙铵(″dmaem.mcq″)、丙烯酸n，n-二甲氨基乙酯苯甲基氯(″dmaea.bcq″)、甲基丙烯酸n，n-二甲氨基乙酯苯甲基氯(″dmaem.bcq″)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸(″amps″)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丁烷磺酸(″ambs″)、丙烯酰胺叔丁基磺酸酯(″atbs″)、[2-甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]丙基]-膦酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、前述单体单元中的任一者的盐，以及它们的任何组合。

5、在一些实施方案中，聚合物包含乙二醛化的聚丙烯酰胺(gpam)、聚乙烯胺(pvam)、聚乙烯亚胺(pei)、聚酰胺基胺表氯醇(pae)或它们的任何组合。

6、在一些实施方案中，聚合物包含丙烯酰胺。在一些实施方案中，聚合物是两性的。在某些实施方案中，聚合物具有约10,000da至约10,000,000da的重均分子量。

7、在一些实施方案中，聚合物包含约1mol％至约99mol％的阳离子单体和/或约1mol％至约99mol％的阴离子单体。

8、在一些实施方案中，氢氧化铝和/或氢氧化铁与聚合物的重量比是约0.1∶99至约99∶0.1。

9、在某些实施方案中，胶态颗粒包含约1重量％至约99重量％的聚合物和约1重量％至约99重量％的氢氧化铝和/或氢氧化铁。

10、在一些实施方案中，胶态组合物不包括多糖、阴离子多糖和/或纸浆纤维。在一些实施方案中，聚合物不包括异羟肟酸基团、异氰酸酯基团、n-溴胺和/或n-氯胺。

11、在某些实施方案中，聚合物是阳离子的、阴离子的、两性离子的、非离子的、具有净正电荷的两性的或具有净负电荷的两性的。

12、在一些实施方案中，胶态颗粒具有约0.01微米至约1,000微米范围内的平均粒度。在一些实施方案中，组合物包含至少约0.01重量％的胶态颗粒。

13、在某些实施方案中，聚合物是交联的。在一些实施方案中，聚合物具有大于1％的交联度。在一些实施方案中，聚合物包含阴离子单体，并且交联由阴离子单体与铝和/或铁之间的相互作用形成。

14、在某些实施方案中，聚合物包含羧酸。在一些实施方案中，交联由羧酸与铝和/或铁之间的相互作用形成。

15、在一些实施方案中，胶态颗粒具有约-50mv至约+70mv的ζ电势。

16、在一些实施方案中，聚合物是直链聚合物。

17、本公开还提供了改进造纸工艺的方法。在一些实施方案中，方法包括将组合物添加到造纸机中，其中组合物包含胶态颗粒，该胶态颗粒包含包埋在胶态氢氧化铝络合物和/或胶态氢氧化铁络合物内的聚合物。

18、在一些实施方案中，将相对于实心纤维约0.1磅/吨至约100磅/吨的氢氧化铝和/或氢氧化铁添加到造纸机中，并且将相对于实心纤维约0.1磅/吨至约100磅/吨的聚合物添加到造纸机中。

19、在一些实施方案中，将组合物添加到稀浆料、浓浆料、流浆箱中，在流浆箱之前添加、在流浆箱之后添加、在压榨部之前添加或它们的任何组合。

20、在某些实施方案中，聚合物包含选自由阴离子单体、阳离子单体、非离子单体、两性离子单体以及它们的任何组合组成的组的单体。

21、在一些实施方案中，胶态颗粒是水不溶性的。

22、在一些实施方案中，聚合物包含选自由以下项组成的组的单体：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、dmaea、dmaem、dmapma、dmapa、maptac、aptac、nvp、dadmac、dmaea.mcq、dmaem.mcq、dmaea.bcq、dmaem.bcq、amps、ambs、atbs、[2-甲基-2-[(1-氧代-2-丙烯基)氨基]丙基]-膦酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、前述单体单元中的任一者的盐，以及它们的任何组合。

23、在一些实施方案中，聚合物包含gpam、pvam、pei、pae或它们的任何组合。

24、在某些实施方案中，聚合物是两性的。在一些实施方案中，聚合物包含约1mol％至约99mol％的阳离子单体和/或约1mol％至约99mol％的阴离子单体。

25、在一些实施方案中，氢氧化铝和/或氢氧化铁与聚合物的重量比是约0.1∶99至约99∶0.1。在一些实施方案中，胶态颗粒包含约1重量％至约99重量％的聚合物和约1重量％至约99重量％的氢氧化铝和/或氢氧化铁。

26、在某些实施方案中，胶态组合物不包括多糖、阴离子多糖和/或纸浆纤维。在某些实施方案中，聚合物不包括异羟肟酸基团、异氰酸酯基团、n-溴胺和/或n-氯胺。

27、在一些实施方案中，胶态颗粒具有约0.01微米至约1,000微米范围内的平均粒度。

28、在一些实施方案中，聚合物是交联的。

29、在一些实施方案中，聚合物是直链聚合物。

30、在某些实施方案中，组合物是ph为约2至约8.5的水性组合物。

31、根据本文所公开的任何方法，聚合物可包含羧酸。在一些实施方案中，聚合物包含约1mol％至约8mol％的羧酸。

32、本文提供了改进造纸工艺的附加方法。在一些实施方案中，该方法包括用胶态颗粒处理造纸工艺的组分，其中胶态颗粒通过将聚合物和铝盐和/或铁盐混合而形成。

33、在一些实施方案中，造纸工艺用水包含该组分，并且将胶态颗粒添加到造纸工艺用水中。在某些实施方案中，造纸工艺用水包含该组分，并且在造纸工艺用水中形成胶态颗粒。

34、在一些实施方案中，胶态颗粒包含包埋在胶态氢氧化铝络合物和/或胶态氢氧化铁络合物内的聚合物。

35、在一些实施方案中，该组分选自由纤维、纸片、细颗粒、填料颗粒、纸浆以及它们的任何组合组成的组。

36、在某些实施方案中，聚合物包含选自由阴离子单体、阳离子单体、非离子单体、两性离子单体以及它们的任何组合组成的组的单体。

37、在一些实施方案中，聚合物是直链聚合物。

38、在一些实施方案中，胶态颗粒是水不溶性的。

39、在某些实施方案中，稀浆料、浓浆料、流浆箱或它们的任何组合包含该组分。在一些实施方案中，在流浆箱之前、在流浆箱之后、在压榨部之前或它们的任何组合处理该组分。

40、在一些实施方案中，胶态颗粒具有约0.01微米至约1,000微米，诸如约0.1微米至约50微米范围内的平均粒度。

41、在某些实施方案中，水性溶液包含胶态颗粒并且水性溶液具有约2至约8.5的ph。

42、在一些实施方案中，胶态颗粒在不存在纸纤维的情况下形成。

43、在一些实施方案中，该方法还包括将聚合物和铝盐和/或铁盐共同进料到造纸工艺用水中，其中造纸工艺用水包含该组分。

44、根据本文所公开的任何方法，聚合物可包含羧酸。在一些实施方案中，聚合物包含约1mol％至约8mol％的羧酸。

45、上述已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，以便可以更好地理解以下具体描述。下文将描述本公开的其他特征和优点，这些构成本技术权利要求的主题。本领域的技术人员应当理解的是，为了执行本公开的相同目的，所公开的概念和具体实施方案可以容易地被利用，作为修改或设计其它实施方案的基础。本领域的技术人员还应该认识到，此类等同的实施方案不脱离如所附权利要求书中所阐述的本公开的精神和范围。