寡酰胺-表氯醇树脂用作脱水助剂制造技术

一种水溶性脱水助剂组合物，该组合物是双官能交联剂与聚亚烷基多胺和羧酸的寡酰胺反应产物的反应产物；一种制备该水溶性脱水助剂组合物的方法以及在造纸中把该水溶性脱水助剂组合物用作脱水助剂的方法。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种在造纸中使纸浆易于脱水的助脱混合物及其制法，以及用这种混合物制成的纸或造纸的方法。由纤维水浆造纸包括在连续移动的金属筛上脱去处理水，在毛毡间挤压湿卷材并在一系列热鼓轮间压制来脱水。纸的生产效率取决于该步骤中从纸浆脱水的有效性，并且不能影响纸张的形成或纸张的物理特性。为了达到这个目的，在造纸过程中使用了水溶性聚合化学药品，它们大都是来自天然的絮凝剂。这些化学药品被称为脱水助剂。在纸和纸板的制造过程中，脱水助剂起到了加快纸浆脱水速度或提高脱水效果的作用。由于天然纸浆越来越难以获得，并且普遍提倡废物再生利用，已经在不断增加对回收旧纸和碾碎的硬木浆的利用来生产新闻纸和其它类型的纸张，同时也不断增加对脱水助剂的需求。本专利技术树脂的不同之处在于聚胺与二酸的摩尔比为1.5～2.0∶1。由G.I.Keim申请的美国专利2,926,116和2,926,154中，记载了由聚亚烷基多胺和二羧酸得到的聚(氨基酰胺)，聚胺和二酸的摩尔比约为0.8～1.4∶1。当表氯醇与仲胺的摩尔比为0.5～1.8∶1时，它被烷基化并与表氯醇交联。由M.Matter等申请的美国专利3,632,559中描述了己二酸与聚(亚烷基)多胺的摩尔比为0.85～1.2的氨基聚酰胺(由此，胺与酸之比为1.176～0.833)。它是通过含X摩尔的二甲胺和X＋1摩尔的表氯醇的预缩合物，化学式如下 以这种交联物与聚酰胺中的肿胺的较低摩尔比来交联。Matter等人所述的预聚物必须是聚酰胺，或者有至少五个(多胺-二元酸)重复单元的寡酰胺；而本专利技术树脂的胺与酸的比例(取决于二羧酸)应当能得到平均不超过两个重复单元的低聚物。D.K.Ray-Chaudhuri申请的美国专利3,891,589的第2栏中公开了一种聚酰胺—多胺—表氯醇树脂，其中多胺与羧酸的摩尔比为0.9～1.5，每当量的聚酰胺—多胺中间体中表氯醇的摩尔数可达1.25～4.0。当多胺二羧酸之比为1.5(＝3∶2)，平均每分子中将包含3个多胺分子和2个酸分子。这可认为是“两个重复单元加上一个额外的多胺末端基”，或者是代表一个重复单元的三个仲胺。当多胺与二元酸的摩尔比为1.5∶1时，本专利技术的树脂包括每个寡胺前体重复单元中有0.75～1.2摩尔的双官能交联剂，或者每当量仲胺中有0.5～0.83摩尔的交联剂。本专利技术的混合物包括一种双官能交联剂与一种聚(亚烷基)多胺和羧酸的寡酰胺反应产物的反应产物；其中双官能交联剂是选自表氯醇或表溴醇中的一种表卤醇，一种1，3-二卤-2-丙醇，其中“卤”是氯或溴，或一种含链磺酸或芳烃磺酸的缩水甘油酯；其中羧酸选自含有5-10个碳原子的二羧酸及其酰基卤，酰胺和不超过6个碳原子的醇的酯的功能衍生物，和选自含有6-10个碳原子的三羧酸及其功能衍生物，多胺与二羧酸(或其功能衍生物)的摩尔比为1.5∶1到2∶1，或者多胺与三羧酸(或其功能衍生物)的摩尔比为3∶1；该寡酰胺反应产物是具有平均每分子组成至少有两个酰胺基和至少4个胺基团的端基胺的寡(氨基酰胺)。含二元酸和聚(亚烷基)多胺的寡酰胺可通过加热过量的聚(亚烷基)多胺和二元酸或酯制得。所得到的端基胺寡酰胺与最少量的表氯醇交联，即每分子量的寡酰胺用1当量的表氯醇，再力入交联树脂所必需的另外的微量表氯醇，使其达到一种相当的分子量。该双官能交联剂最好是表氯醇，其中本专利技术树脂的胺/酸比率(以二羧酸为准)应能得到平均不多于两个重复单元的低聚物。该聚(亚烷基)胺最好是二亚乙基三胺，最好二羧酰选自己二酸及其甲酯和戊二酸及其甲酯。最佳双官能交联剂为表氯醇，聚(亚烷基)胺是二亚乙基三胺，并且二羧酸选自上述酸及其甲酯中。本专利技术还包括一种制备水溶性脱水助剂混合物的方法，其步骤包括(1)在水溶液中加热羧酸和聚(亚烷基)多胺，其中羧酸选自含5～6个碳原子的二羧酸及其含有不超过6个碳原子的功能衍生物和含有6到10个碳原子的三羧酸及其含有不超过6个碳原子的功能衍生物，多胺与二羧酸或其衍生物的摩尔比为1.5∶1至2∶1，或者多胺与三羧酸或其衍生物的摩尔比为3∶1；(2)加入至少1当量但不超过2.5当量的双官能烷化剂，该烷化剂选自表氯醇，1，3-二卤-2-丙醇和缩水甘油醇的烷基或芳基磺酸酯，把1当量的双官能烷化剂与寡(氨基酰胺)反应产物进行链状联结；(3)把1当量多的双官能烷化剂与上述链状联结产物交联来增加链状联结的寡(氨基酰胺)的分子量，由此增加水溶性反应介质的粘度。此外，剩余的双官能烷化剂不应当使包含这种混合物的纸产生不合符要求的额外湿度。本专利技术还包括在造纸过程用本专利技术的这种水溶性脱水助剂混合物作脱水助剂的方法。双官能交联剂的用量为每摩尔寡酰胺用1.5～2.5摩尔，寡酰胺是一种每分子至少有两个酰胺基和至少四-个胺基的平均组成的端基胺寡(氨基酰胺)。初始的寡(氨基酰胺)是通过加热下列之一的物质(a)含5～10个碳原子的二羧酸，或(b)含6-10个碳原子的三羧酸，或其功能衍生物，即酰胺，酰基卤或最多含有6个碳原子的醇的酯，和1摩尔过量的聚(亚烷基)多胺生成每分子至少含有两个酰胺基和四个胺基的端基胺寡(氨基酰胺)混合物。初始的寡(氨基酰胺)每分子应包括至少2个酰胺基和4个当量的氮胺(分别为伯胺和仲胺)。它们可由以下衍生而得(1)含有5-10个碳原子的饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸或芳香二羧酸与聚(亚烷基)多胺反应，其中多胺与二羧酸的摩尔比为1.5～2.0∶1。(2)含有6-10个碳原子的脂肪酸或芳香三羧酸，与聚(亚烷基)多胺反应，其中多胺与三羧酸的摩尔比约为3∶1。对制备(1)型寡(氨基酰胺)来说，适宜的酸包括戊二酸，甲叉丁二酸，己二酸，庚二酸，辛二酸，壬二酸，癸二酸，苯二甲酸，异邻苯二甲酸，对邻苯二甲酸等。最佳为戊二酸和己二酸。对制备(2)型寡(氨基酰胺)来说，适宜的三羧酸包括柠檬酸，乌头酸，丙烷-1，2，3-三羧酸，-1，2，4-苯三甲酸，1，3，5-苯三甲酸等。其中1，2，4-苯三甲酸最佳。在制备上述寡(氨基酰胺)时，这些酸可被功能等同物如酰卤化物，酰胺或低级烷基酯(以含6个碳原子的醇衍生而来的酯)取代。聚(亚烷基)多胺的化学通式如下H-n-NH2，其中“m”为2或3，“n”为2～5。理想的聚(亚烷基)多胺包括二亚乙基三胺，三亚乙基四胺，四亚乙基五胺，亚氨基-双(3-氨基丙基)胺，N，N′-双(2-氨基乙基)-1，3-丙二胺，N，N′-双(3-氨基丙基)-1，2-乙二胺等。多胺中优选m＝2，和/或n＝2或3。最佳为二亚乙基三胺和三亚乙基四胺。(1)型寡(氨基酰胺)的化学通式为H-n-NH2-n-]x-H，其中Q为C3-C8亚烷基，C3-C8链烯亚基，或C6-C8亚芳香基，“m”和“n”为上述定义的数值。“x”可以是2～3。(2)型寡(氨基酰胺)的化学通式为 其中Z的范围是C3H5～C7H13(若为脂肪族)，或C6H3-C7H5(若为芳香族)。胺和酸(或酸的衍生物)能够经过简单的加热便可转化为酰胺。通常合适的温度约为130℃～250℃，最好为150℃～190℃。加热必须持续到水(或醇，由酯开始)的选出基本完成为止。用水稀释该产物，并在以后的工艺步骤中作为溶液加入，或把熔融的寡(氨基酰胺)直接冷却并作为100％的物料使用。链状联结/交叉联结剂是选自表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种造纸工艺中使纸浆易于脱水的水溶性脱水助剂组合物，其特征在于：它是一种双官能交联剂与羧酸和聚亚烷基多胺的寡酰胺反应产物的反应产物，该双官能交联剂可以是一种从表氯醇或表溴醇中所选的表卤代醇，也可以是１，３－二卤代－２－丙醇，其中卤素是氯或溴，或者是一种链烃磺酸或芳烃磺酸的缩水甘油酯，该羧酸是含５～１０个碳原子的二羧酸和含６～１０个碳原子的三羧酸以及它们的酰基卤、酰胺和含有不超过６个碳原子醇的酯，聚亚烷基多胺与二羧酸或其官能衍生物的摩尔比为１．５∶１到２∶１，聚亚烷基多胺与三羧酸或其官能衍生物的摩尔比为３∶１，该寡酰胺反应产物是平均组分为每分子至少有两个酰胺基和四个胺基的端基胺寡（氨基酰胺）。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：SP达斯古塔，HH艾斯皮，
申请(专利权)人：赫尔克里斯有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]