衍生自對稱烯烴的烯基琥珀酐化合物在造紙內施膠中的用途的製作方法

2023-05-17 14:15:46 1

專利名稱：：衍生自對稱烯烴的烯基琥珀酐化合物在造紙內施膠中的用途的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種利用烯基琥珀酐化合物對紙製品施膠的方法，更具體地說，利用了由馬來酐與基本上對稱的C2(rC28內烯烴製備的烯基琥珀酐化合物。
背景技術：
：烯基琥珀酐(ASA)材料在紙內施膠中的用途已充分明確，並且這些類型的產品在全世界範圍內使用的量是相當大的。在製造過程中，使用ASA材料賦予紙纖維一定程度的疏水性，以及對於吸收至紙成品的液體的全面^i元力。製備ASA最常用的方法是經由馬來酐(MA)與長鏈內烯烴的高溫反應。所述烯烴與MA的摩爾比通常大於1.0。用於製備ASA的烯烴類型可對產品的性能產生顯著的影響。商購ASA膠料中採用的烯烴通常包括16-18的碳鏈長度。還已知所述烯烴的線性度及所述烯烴中雙鍵的位置可以影響其性能。例如，在a烯烴的範圍內一般使用的是"異構化的，，烯烴。所述異構化的烯烴通過在適宜的催化劑存在下加熱a烯烴以將雙鍵由所述烯烴的末端位置移至內部位置而生成。通常，異構化過程產生不同烯烴異構體的複雜混合物。使用異構化烯烴的主要原因是觀察到ASA性能的改善以及形成液體形式的ASA(與更呈晶體狀或固體的產品相比)。由馬來酐與不同的內烯烴製備的ASA化合物在專利第3,821,069號中公開。由馬來酐與烯烴混合物(包括內烯烴)製備的ASA化合物在專利第6,348,132號中公開。通過複分解反應製備的內烯烴及複分解的烯烴在製備ASA化合物中的應用於美國專利申請第2003/0224945Al號中公開。用於製備ASA化合物的、烯烴中雙鍵位置與碳鏈長度之間的假定關係在Smith,D.的"ASAComponents:TheirSynthesisandRelativeSizingPerformance"in屍raceeW打gso/SWewf折c<§;rec/zm'ca/Jc/wmcesz'w/wfer"a/c&5"w/^ce5Vz/"go/cfe<弗羅<侖薩，義大利，PiraInternational(1999)中討論。商購的ASA化合物通常由馬來酐與d6內烯烴、C!8內烯烴及C!6和ds內烯烴的混合物製備。然而，如此處所討論的，這些ASA化合物通常不適用於對需要抵抗侵蝕性液體的紙製品的施膠。因此，存在對於改善用於此類應用的施膠產品的持續需求，特別是改善無需與另外的產品(如烷基乙烯酮二聚物或松香膠料)一起施用的施膠產品的需求。
發明內容本發明是一種賦予紙液體滲透抵抗性的方法，其包括下述步驟將含基琥珀肝化合物由馬來酐與一種或多種基本上對稱的C2(rC28內烯烴或其混合物反應而製備。發明詳述通過馬來酐與烯烴的烯反應製備ASA膠料是公知的。本發明的ASA化合物可以通過加熱對稱的或基本上對稱的C2o-C28內烯烴或其混合物與馬來肝而製備。烯烴與馬來酐的摩爾比通常為約1/1至約2/1。在約180。C至約230。C的溫度下於惰性氣氛中將反應物攪拌並加熱幾個小時。不時地將少量(<1%)適宜的抗氧化劑加於混合物以減少不必要的副反應並淡化最終產品的整體顏色。在反應完成後，經由真空蒸餾除去任何殘留的馬來酐和過量的烯烴反應物，從而得到期望的ASA產品。適用於製備本發明ASA化合物的、基本上對稱的內烯烴是其中碳碳雙鍵位於烴鏈中央的一個碳原子內的烯烴。"直鏈內烯烴"指如此處定義的基本上對稱的內烯烴，其中所述雙鍵每端的烷基基團為直鏈。5基本上對稱的內烯烴的適當代表包括10-二十烯、11-二十二烯、12-二十四烯、13-二十六烯、14-二十八烯、9-二十烯、10-二十一烯、10-二十二烯、ll-二十四烯、11-二十三烯、12-二十六烯、12-二十五烯、13-二十八烯、13-二十七烯等。在一個實施方案中，基本上對稱的內烯烴是式R4CHK:HR2的烯烴，其中Ri和R2選自由直鏈或支鏈C9-C13烷基組成的組，並且Rt和R2是相同的，下文中稱為"對稱的內烯烴"。適宜的基本上對稱的內烯烴可使用複分解過程而便利地生成。在這種情況中，於複分解催化劑存在下攪拌a烯烴並使其發生反應。複分解催化劑可以是氧化物或者是基於各種過渡金屬的有機金屬材料，所述過渡金屬如鈦、鎢、錸或特別是釕(Grubbs催化劑)。所述烯烴可以在適當的溫度下加熱或反應(取決於催化劑和量)。複分解反應是可逆的並且受平衡條件控制。在a烯烴的情況中，生成乙烯氣體並除去該乙烯氣體以推動反應的平衡向前移動。例如，C12a烯烴與適合的複分解催化劑的反應會產生11-二十二烯和乙烯氣體。催化劑系統可以是均質的或者非均質的、連續的(固定床)或分批的。參見J.K.Mol的'OlefinMetathesisandMetathesisPolymerization'(1997年出版)。在一個實施方案中，烯基琥珀酐化合物通過馬來酐與一種或多種直鏈的、基本上對稱的C20-C28內烯烴的反應而製備。在另一個實施方案中，烯基琥珀酐化合物通過馬來酐與一種或多種對稱的C20-C28內烯烴的反應而製備。在另一個實施方案中，烯基琥珀酐化合物通過馬來酐與一種或多種基本上對稱的c22-c28內烯烴的反應而製備。在另一個實施方案中，烯基琥珀酐化合物通過馬來酐與一種或多種直鏈的、基本上對稱的c22-c28內烯烴的反應而製備。在另一個實施方案中，烯基琥珀酐化合物通過馬來酐與一種或多種直鏈的、對稱的c2rc28內烯烴的反應而製備。在另一個實施方案中，烯基琥珀酐化合物是馬來酐與11-二十二烯的反應產物。本發明的ASA膠料可用於需要抵抗液體(即，乳製品、柑桔汁、油、水及墨水)滲透的全部級別的紙。在一個實施方案中，所述紙選自由石膏壁掛麵紙板(gypsumwallboardliner)、箱糹氏板、液體包裝紙板、摺疊紙盒、紙杯、袋紙、模製的紙製品、報紙和印刷紙組成的組。在另一個實施方案中，所述紙為液體包裝紙板。在另一個實施方案中，所述紙為石膏壁掛麵紙板。在另一個實施方案中，所述紙為摺疊紙盒或紙杯。液體包裝紙板(LPB)通常為使用聚乙烯層壓兩個側面的基於紙的紙板。其用以構造容納液體飲料如牛奶和果汁的紙盒。所述聚乙烯的塗層防止液體滲透入紙盒而導致其弱化並遭破壞。但是，由於聚乙烯塗層的不完善性並且特別是由於摺疊紙盒的切割邊緣處的缺陷而使得LPB仍然易於-故液體透過。必須給施膠化學製品加上紙板以便防止液體滲透入此切割邊緣。用LPB包裝的最常見的液體是乳製品，比如牛奶和奶油。這些產品均含有乳酸。很難防止乳製品的邊緣滲透。當紙板在pH7至8.5的鹼性條件下製造時，烷基乙烯酮二聚物(AKD)膠料提供對於乳酸溶液邊緣滲透的極佳的抵抗性是眾所周知的。松香膠料與商購可獲得的ASA膠料不能夠提供足夠的乳酸抵抗性。LPB還可包裝不需冷凍的易腐敗的液體。這些無菌包裝在填裝之前必須通過浸泡於熱的過氧化氫溶液而進行滅菌。在滅菌過程中，AKD施膠並沒有提供對過氧化氳溶液邊緣滲透的足夠的抵抗性。松香膠料在採用酸性條件(pH4和6之間)與使用明諷作為固定劑而製備的紙板中的應用能夠提供足夠的過氧化氬抵抗力。因此，防止無菌包裝紙板的邊緣滲透不是單單使用一種已知的施膠劑就能實現的。然而，美國專利4,927,496提議了AKD與松香的組合設計並且現今已用於商業用途。此種設計需要在加入松香之前把紙漿的pH調節至約5.0。然後在加入AKD之前必須將紙漿的pH升至約7.0。這種策略是複雜且難以控制的。如果最終的pH變化至7以下，則由於AKD較差的性能而使乳酸抵抗力受到損害。如果最終的pH變化至7以上，則由於松香較差的性能而使過氧化氫抵抗力受到損害。因此，通常加入過量的化學物質，但卻由此造成了排出不利並且沉積在造紙機上。這種設計還經受通常與AKD使用相關的問題，比如較差的聚乙烯粘附力、起泡、以及形成施膠反應的延遲。本發明的ASA化合物可以作為內部膠料或表面膠料使用。表面膠料以液體溶液或分散體的形式應用於乾燥的紙頁，通常在施膠壓製機或軋光機組中。在一種筒單的槽式施膠壓製機中，紙頁通過膠料溶液池或膠料溶液槽而進入形成於兩個壓輥之間的輥隙(nip)中。所述膠料溶液在紙頁的每一側上噴射進輥隙中，且所述輥隙迫使膠料溶液進入紙頁中。在流漿箱和脫水處理開始之前，將內部膠料加於造紙機溼部的造紙配料中。通過所述內部膠料的乳化聚合物和/或典型的留置與排出添加劑(比如凝結劑和絮凝劑)的使用而將所述內部膠料保留在紙頁中。內部膠料還可以在形成溼紙幅後噴射到紙頁的表面上，例如使用具有橫跨造紙機寬度適當設置的噴嘴的噴杆。設計所述噴嘴並間隔開以確保化合物在紙頁上的平均分布而不破壞纖維簇。所述噴杆可以沿著形成區域的長度安置在機器上的任何位置，在所述形成區域中，進行重力及真空脫水或者於壓製機段或乾燥器段之前立即進行。用於噴射化學添加劑到紙頁上的常用位置位於長網型造紙才幾(Fourdrinier-typepapermachine)的溼線(wetline)禾口Y犬專昆(couchroll)之間。所述溼線是其中溼紙幅的外觀從有光澤的反射表面變成乾燥的不光滑表面的位置。本發明的ASA組合物可以結合陽離子性質的或者能夠以電離或解離方式產生一種或多種陽離子或其他正電荷部分的一種或多種材料來使用。已經發現這樣的陽離子劑是一種用作有助於留置膠料組合物的方式。可以在施膠過程中作為陽離子劑採用的材料是，如明礬、氯化鋁、長鏈脂肪胺、鋁酸鈉、取代的聚丙烯醯胺、硫酸鉻、動物膠、陽離子熱固性樹脂及聚醯胺聚合物。特別適合的陽離子劑包括，例如，陽離子澱粉^f汙生物，其包括伯、仲、叔或季銨澱粉衍生物和其他陽離子氮取代的澱粉衍生物，以及陽8離子鋶與鱗的澱粉衍生物。此類衍生物可以由所有類型的澱粉製備，包括玉米、木薯、馬鈴薯、蠟質玉米、小麥和大米。此外，所述澱粉可以是其原始的顆粒形式或者可以轉化為預膠化的、冷水可溶解的產品和/或以液體形式採用。可以在膠料組合物加入之前、同時或之後將陽離子劑加於配料中，即加於紙漿中。為了實現最大化的分布，陽離子劑優選在膠料組合物之後或者結合膠料組合物加入。膠料組合物和/或陽離子劑至配料的添加可以在造紙過程中由溼紙漿最終轉化為乾燥紙幅或紙頁之前的任何點進行。因此，例如，當紙漿位於流漿箱、攪拌器、水力碎紙機和/或漿池中時，可將本膠料組合物加於紙漿中。為了獲得有利的膠料，通常希望施膠劑以儘可能小的粒徑(優選小於2微米)均勻地分散在纖維漿中。例如，這可在加入漿料前通過採用機械裝置和/或通過加入適宜的乳化劑使膠料組合物乳化而實現，所述機械裝置的例子如高速攪拌器、機械勻漿機。適宜的乳化劑包括，例如，如上所述的陽離子劑以及非陽離子乳化劑，所述非陽離子乳化劑的例子包括水膠體，如普通的澱粉、非陽離子澱粉衍生物、瓜爾膠、糊精、羧甲基纖維素、阿拉伯膠、明膠和聚乙烯醇，以及各種表面活性劑。適宜的表面活性劑的例子包括，例如，聚氧乙烯山梨糖醇酐三油酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇六油酸酉旨(polyoxyethylenesorbitolhexaoleate)、聚氧乙烯山梨糖醇月桂酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇油酸-月桂酸酯(polyoxyethylenesorbitololeate-laurate)、琥珀酸二異辛酯磺酸鈉和聚氧乙烯烷基磷酸酯。當使用這樣的非陽離子乳化劑時，希望在乳化的施膠劑加入後單獨將陽離子劑加於紙漿。在使用乳化劑製備這些乳劑時，後者首先分散於水中並且隨後可以在劇烈攪拌下同時加入膠料組合物。可選地，可以採用例如在美國專利第4,040,900號中描述的乳化技術，該專利在此引入作為參考。在某些情況中，使用本發明膠料組合物製備的紙的抗水性的進一步改善，例如可以通過固化所得的紙幅、紙頁或;f莫製品而實現。這種固化過程可以包括將紙加熱至一定溫度並維持一段時間以獲得希望的、改善的抗水性，通常將紙加熱至約80。C和150。C之間的溫度約1至約60分鐘。索p:維的組合的全部類型製備的紙。可以使用的纖維素纖維包括，例如，硫酸鹽(Kraft)、亞硫酸鹽、蘇打、中性的亞碌u酸鹽半化學品(NSSC)、預熱機械漿(TMP)(thermomechanical(TMP))、化學-預熱機械漿(CTMP)、磨木漿(GWD)及這些纖維的任何組合。任何前述的纖維素纖維可以是漂白或未漂白的。這些指明的纖維指由紙漿和造紙工業中通常使用的多種過程中的任何一種而製備的木漿纖維。此外，還可使用人造絲的合成纖維或者再生的纖維素類型。可以使用本發明的方法和組合物將所有類型的色素和填料加於有待施膠的紙中。此類材料包括，例如粘土、滑石粉、二氧化鈦、碳酸釣、碌u酸鈣和硅藻土。其他添加劑包括，例如明風以及其他也可以包括在本方法和組合物中的施膠劑。可以用來對紙施膠的膠料組合物的數量可以根據以下而改變，如採用的特定膠料組合物、涉及的特定紙漿、具體的操作條件、預期的紙的最終用途等等。膠料組合物基於最終的紙頁或紙幅中紙漿乾重的典型濃度範圍可以由約0.25至約20磅每噸(lb/ton)。在一個實施方案中，所述膠料組合物可以採用約0.5至約10lb/ton的濃度，其中更優選由約1至約5lb/ton的濃度，並且還更優選由約1至約2lb/ton的濃度。如果膠料組合物結合陽離子乳化劑使用，則所述陽離子乳化劑的濃度可以根據以下而改變，如採用的特定膠料組合物、採用的特定陽離子劑、涉及的特定紙漿、具體的:f乘作條件、預期的紙的最終用途等等。每1.(H分膠料組合物使用的陽離子劑的典型濃度範圍由約0.1至約5.0份。通過參考以下的實施例可以更好地理解上述內容，所述實施例用於i兌明目的而不預期限制本發明的範圍。實施例1由琥珀酐與對稱的C22內烯烴製備烯基琥珀酐化合物將250g(0.8102摩爾)的11-二十二烯和0.49g的穩定添加劑(多數情況下為BHT)加至600-mL帕爾彈式反應器(Parrbombreactor)的杯中，所述帕爾彈式反應器設置有反應器頂部，該頂部配備有與具有兩個成一定角度的扁平葉片式葉輪的攪拌軸相連的磁力耦合攪拌電動機、熱電偶、到達與外部的針閥相連的反應器底部附近的薄壁管(用於反應器的容納樣品)、流通閥(用於氮氣淨化)、安全爆破片、壓力計(高達60psi)和用於釋放壓力的針閥。攪拌混合物以將添加劑溶解入烴中。將馬來酸(MA)塊(66.20g，0.6751摩爾)小心地放入帕爾杯中。將所述杯逐漸加熱以便熔化MA。然後用螺栓將反應器頂部檸至所述杯並將帕爾組件置入其加熱罩中。然後將混合物的溫度升至60。C並在使用氮氣淨化的同時保持約30分鐘。在淨化完成後，密封反應容器並在大約20-30分鐘的時間段內升溫至約225t:。將反應器在此溫度下保持約6-8小時。在此期間，記錄與時間相對的反應溫度和反應壓力。如有必要，使用上文描述的樣品管從反應器中除去少量試樣量。然後停止加熱，冷卻反應容器，移開反應器頂部並傾倒出容納物。將以上製備的反應產物通過100目過濾篩網以除去任何不溶的雜質並轉移至真空蒸餾裝置。使用氮氣將該液體和蒸餾裝置淨化約30分鐘並在約2和0.5託之間的壓力以及高達約225-230。C的溫度下蒸餾所述液體，或者當除去計算量的殘留烯烴時蒸餾所述液體以使最終產物含有的殘留烯烴低於3%。蒸餾罐允許在氮氣層下冷卻至室溫並且P逸後傾注過100目過濾篩網並密封於收集瓶。蒸餾後產物的總收率通常為70-80%(假定產品中殘留的烯烴<3%)。實施例2石膏壁掛麵紙板中的膠料性能對石膏壁掛麵紙板而言施膠是重要的，其促使紙板成品的製造順利進行並符合最終的使用需求。為了製造牆板襯裡，將硫酸鉤漿夾在兩種基於紙的板之間。所述硫酸銬漿的乾燥致使所述紙與熱的液體和蒸汽接觸。漿層紙必須能抵抗熱水滲透。此外，頂部漿層紙的外側必須具有少量膠料以便控制塗料滲透入板中。在模擬的石膏壁掛麵紙板配料中，將基於C,s對稱烯烴的ASA和基於(:22對稱烯烴的ASA與商購的ASA產品進行膠料性能的對比。測試的ASA產品為ASA-1:由NalcoCompany,Naperville，IL商購獲得的ASA,其使用馬來酐與主要為異構化的C18內烯烴之間的烯反應製備。這種產品含有1%(按重量計)的表面活性劑以Y更有助於乳化。ASA-2:使用馬來酐與異構化的、C2o-C24內蹄烴的混合物之間的烯反應製備的ASA。這種產品含有1%(按重量計)的表面活性劑以便有助於乳化。ASA-3:使用馬來酐與9-十八烯之間的烯反應製備的對稱ASA。所述9-十八烯通過Materia,Pasadena,CA的複分解反應製備。該產品含有1%(按重量計)的表面活性劑以便有助於乳化。ASA-4:使用如實施例1中所描述的馬來酐與ll-二十二烯之間的烯反應製備的對稱ASA。所述1l-二十二烯通過Materia,Pasadena,CA的複分解反應製備。該產品含有1%(按重量計)的表面活性劑以便有助於乳化。通過將28gASA加到300ml容量的Oster⑧攪拌杯中的28g陽離子聚合物(基於丙烯醯胺的，含20%固體的陽離子聚合物溶液，由NalcoCompany,Naperville,IL獲得)和224g自來水中來製備用於試驗的ASA產品。然後，使用Osterizer⑧混合機將該混合物高速攪拌90秒。各種乳劑的粒徑通過使用來自MalvernInstrumentsLtd的Malvem雷射粒度分析儀(MalvernMastersizerMicro)產生的雷射散射而測定。每種ASA乳劑的基於體積的粒徑中值約為1pm。用於試驗的紙配料按照50/50的重量混合OCC(Nalco貨櫃)與ONP12(芝加哥論壇報)而製備。使用實驗室粉碎機將每種配料以自來水中1.5%的稠度單獨進行再漿化20分鐘。合併兩種配料並用自來水稀釋至0.5%的稠度。通過在動態濾水保留儀(DynamicDrainageJar)中以800rpm混合600ml0.5%稠度的配料而製備手抄紙，其中底部的篩網被固體塑料片覆蓋以防止洩露(drainage)。動態濾水保留4義與混合器可由PaperChemistryConsultingLaboratory,Inc.,Carmel,NY獲得。在混合時間開始時，將10lb/ton的明礬(以幹態計算)加於配料中，隨後於15秒時加入期望數量和類型的ASA，之後於30秒時加入0.13lb/ton(每噸幹紙的活性聚合物磅數)的陽離子聚合物絮凝劑(具有理論電荷密度1.20meq/g的非常高分子量的陽離子丙烯醯胺共聚物，由NalcoCompany,Naperville，IL獲得)。於定紙框中。經由排過100目成型線(formingwire)而形成8"x8，，的手抄紙。通過將兩張吸墨紙與金屬板放置在潮溼的手抄紙上並使用25lb的金屬輥子滾壓六次而由紙頁模具線(sheetmoldwire)伏輥成手抄紙。除去成型線和一張吸墨紙並將所述手抄紙放置在兩張新的吸墨紙與壓榨毛布之間，並在50psig下^f吏用輥式壓製機加壓。除去所有的吸墨紙並將手抄紙在設置為220。F的轉鼓式乾燥器上乾燥(頂面對著幹燥器的表面)106秒(10%凝固)。手抄紙的平均風乾重量為3.06g，其相當於73gsm的平均基重。手抄紙模具、輥式壓製機和轉鼓式乾燥器由AdirondackMachineCompany,GlensFalls,NY獲得。採用具有#2墨水和80%反射係數端點的Hercules施膠度實驗(HerculesSizeTest)進4亍膠料的抗水性試馬全，如TAPPI方法的T530om-02所描述的。兩種測量均在每張紙頁的線側進行並將平均值匯報於表1中。ASA-1和ASA-3施膠的比較結杲顯示，與通常由異構化的ds烯烴製備的商購ASA相比，在與馬來酐反應之前具有精確地位於ds烯烴中央的雙鍵的ASA可使ASA具有顯著改善的施膠效率和有效性。ASA-3和ASA-4的施膠比較結果證明將對稱烯烴由ds的長度增加至C22可顯著改善施膠效率和有效性。使用ASA-4代替典型的商購產品ASA-1可使施膠效率提高約600%或者可使獲得200秒HST所需的膠料數量減少50%。表1對稱的ASA樣品與由異構化烯烴製備的ASA產品膠料性能的比較tableseeoriginaldocumentpage14實施例3模擬液體包裝紙板的配料中的膠料性能在模擬液體包裝紙板的配料中對比基於(:22對稱烯烴的ASA與商購ASA及商購AKD的膠料性能。在此實施例中的ASA-1和ASA-4如上定義。Hereon79是陽離子AKD分散體膠料產品，其由Hercules,Wilmington,DE.獲得。假定其含有用於對比目的的10%的AKD固體。通過水中的乳化作用及由Roquette，Lestrem,法國獲得的ffl-CAT145陽離子馬鈴薯澱粉而製備用於試驗的ASA產品。乳化之前，在266。F下，將HI-CAT145在噴射式蒸煮器(由EquipmentSpecialists,Inc.,Taylorville，IL獲得)中煮60秒以使固體濃度為60/。。通過將28gASA加於300ml容量的Oster⑧混合杯中的187g6°/。的ffl-CAT145和65g的去離子水中而使各種ASA發生乳化。使用Osterizer混合機將該混合物高速攪拌90秒。各種乳劑的粒徑通過4吏用來自MalvernInstrumentsLtd"UK.的Malvern雷射粒度分析儀產生的雷射散射而測定。ASA1乳劑的基於體積的粒徑中值為1.07urn而ASA4乳劑的為1.10pm。所述乳劑用去離子水進行後稀釋獲得0.46%的ASA濃度。通過使減水千燥的(slushingdry)漿板(lap)、漂白的硬木和軟木硫酸鹽紙漿脫水而製備用於試驗的紙配料。將各種紙漿在Valley打漿才幾(來自VoithSulzer,Appleton，WI)中進行細化直到獲得指定的自由度。將硬木細化至300mlCSF的自由度且將軟木細化至470mlCSF的自由度。將兩種配料以70%硬木與30°/。軟木的比例進行組合。用自來水將該紙漿稀釋至1.02%的稠度並加入0.12g/1碳酸氳鈉以使pH為7.5。通過在動態濾水保留儀中以1100rpm混合680ml1.02%稠度的配料而製備手抄紙，其中底部的篩網被固體塑料片覆蓋以防止洩露。動態濾水〗呆留4義與混合器可由PaperChemistryConsultingLaboratory,Inc.,Carmel，NY獲得。在混合時間開始時，將llb/ton的按固體折算為25%固體的溼的強度杉t脂(Amres25-HP,由Georgia-PacificResins,Inc.獲得)加於配泮牛中，隨後於15秒時加入10lb/ton的明礬(以幹態計算)，之後於30秒時加入期望數量(2,4，或6lb/ton)和類型的ASA或AKD(按固體折算)以及16lb/ton的HI-CAT145澱粉(按固體折算)，並且於45秒時加入1.2lb/ton的按固體折算為11。/。固體的硼矽酸鹽^t粒，其可由NalcoCompany,Naperville,IL獲得。於60秒時停止混合併將所述配料移入不發生作用的&木質的手抄紙模具的定紙框中。經由排過100目成型線而形成8"x8"的手抄紙。通過將三張吸墨紙與金屬板放置在潮溼的手抄紙上並使用25lb的金屬輥子滾壓六次而由紙頁模具線伏輥成手抄紙。除去成型線和一張吸墨紙並將所述手壓榨毛布之間，並在60psig下使用輥式壓製機加壓。除去所有的吸墨紙並將手抄紙在設置為220。F的轉鼓式乾燥器上輥壓兩次乾燥(頂面對著幹燥器的表面)200秒。手抄紙的平均基重為183g/n^且平均厚度為262^m。手抄紙模具、輥式壓製機和轉鼓式乾燥器由AdirondackMachineCompany,GlensFalls,NY獲得。製備三張複製的手抄紙用於每種測試的實驗條件。進行膠料的抵抗乳酸的邊緣滲透(REP)試驗。從每張手抄紙切下1.5英寸x3.5英寸的矩形。使用冷的層壓機(型號LS950,由3MCorporation,St.Paul,MN獲得)將該部分在一側具有壓敏性粘合劑的兩張塑料膜(型號DL951，由3MCorporation,St.Paul,MN獲得)之間進行層壓。將其修整為1英寸x3英寸的大小並在用於製備手抄紙的輥式壓製機中於60psig下在兩張吸墨紙之間進行壓制。上述操作用於增加紙頁和塑料膜之間的粘附力。將該部分稱重並在室溫下於具有1%乳酸的瓶中浸泡24小時。由所述瓶中取出該部分，吸水以除去外部的溼氣，並再次稱重以便確定已經通過毛細作用吸進去的液體量。以每平方米的樣品邊緣面積(產品的周長和厚度)吸取溶液的千克數記錄結果。以類似於乳酸REP的方式來測量熱過氧化氫的REP。然而，所述樣品需在70。C下於35%的過氧化氫溶液中浸漬10分鐘。試驗結果匯報於表2中。表2由(:22對稱烯烴製備的ASA與由異構化的烯烴和AKD製備的商購ASA的液體包裝紙板膠料性能對比膠料劑量(lb/ton)乳酸REP2)過氧化物2)平均標準平均標準424.470.043.790.1543.690.182.500.1562.870.132.160.11一24.700.234.580.0843.220.042.340.0762.240.071.590.17128.460.204.410.2347.420.103.390.0267.160.073.380.0816i烷基乙烯酮二聚物(AKD)膠料可以商品名Hereon79由Hercules,Wilmington,DE獲得。ASA-1和ASA-4施膠的對比結果顯示，本發明由對稱的C22烯烴製備的ASA與通常商購獲得的ASA相比，提供了顯著改善的紙板對乳酸和過氧化物的抵抗性。本發明的ASA提供了與AKD幾乎相等的乳酸和過氧化物抵抗性。實施例4模擬的摺疊紙盒或紙杯配料中的膠料性能在模擬的摺疊紙盒或紙杯配料中對比了基於(:22對稱烯烴的ASA與商購ASA及商購陽離子松香膠料的施膠性能。設計用於摺疊紙盒的典型的商業化施膠程序是4-7lb/ton的松香膠料與明礬一起使用，明礬對松香的比例為基於固體的2:1直到4:1的比例。設計用於紙杯的典型的商業化施膠程序是10-20lb/ton的松香膠料與明礬一起使用，明礬對松香的比例為基於固體的2:1直到4:1的比例。在此實施例中，ASA-1和ASA-4如上定義。NeuRoz426為陽離子+〉香月交泮+分散體產品，其可由PlasmineTechnology,Inc.,Pensacola,FL獲得。作支定其含有用於對比目的的33%的松香固體。通過水中的乳化作用及由Avebe,Foxhol,荷蘭獲得的AmylofaxHS-A陽離子馬鈴薯澱粉來製備用於試驗的ASA產品。在乳化之前，將AmylofaxHS-A在266。F的噴射式蒸煮器(由EquipmentSpecialists,Inc.,Taylorville,IL獲得)中煮60秒以使固體濃度為6.48%。通過將28gASA添加到300ml容量的Oste漲混合杯中的173g6.84%的AmylofaxHS-A和79g的去離子水中而使各種ASA進行乳化。使用Osterizer⑧混合機將該混合物高速攪拌120秒。各種乳劑的粒徑通過使用來自MalvernInstrumentsLtd.,UK.的Malvern雷射粒度分析儀產生的雷射散射而測定。ASA1乳劑的基於體積的粒徑中值為0.70pm而ASA4乳劑的為0.86pm。所述乳劑用去離子水和6.48%的澱粉溶液進行後稀釋獲得0.29%的ASA濃度以及1.5:1的澱粉對ASA的比值。還可以在使用前用去離子水將NeuRoz426稀釋至0.29%的松香固體含量。通過使減水乾燥的漿板、漂白的硬木和軟木疏酸鹽紙漿脫水而製備用於試驗的紙配料。將各種紙漿在Valley打漿機(來自VoithSulzer,Appleton，WI)中進行細化直到獲得450mlCSF的自由度。將兩種配料以70%硬木與30%軟木的比例進行組合。用自來水將該紙漿稀釋至0.93%的稠度並加入少量硫酸以使pH為6.0。通過在動態濾水保留儀中以1100rpm混合615ml0.93°/。稠度的配料而製備手抄紙，其中底部的篩網被固體塑料片覆蓋以防止洩露。動態濾水^f呆留^f義與混合器可由PaperChemistryConsultingLaboratory,Inc.,Carmel，NY獲得。在混合時間開始時，將明礬、膠料和澱粉加入配料中。當使用2,4，或6lb/tonASA時，加入12lb/ton明礬。當使用4或8lb/ton松香時，加入16lb/ton明鞏且當使用12或16lb/ton松香時，加入32lb/ton明礬。每項實驗加入的澱粉總量為12lb/ton。當使用ASA時，乳劑中已存在澱粉。因此，需加入額外的澱粉以使澱粉總量達到121b/ton。在混合15秒後，加入按固體折算為0.39lb/ton的陽離子絮凝劑(具有理論電荷密度為1.20meq/g的、非常高分子量的陽離子丙烯醯胺共聚物，其可由NalcoCompany,Naperville,IL獲得)，之後於30秒時加入1.2lb/ton的硼矽酸鹽微粒(由NalcoCompany,Naperville,IL獲得)。在這些實驗中加入明礬使配料的pH降低至低於5。(所使用的全部劑量在所生產的每噸紙的lb活性固體中)於45秒時停止混合併將所述配料移入不發生作用的&木質的手抄紙模具的定紙框中。經由排過100目成型線而形成8"x8"的手抄紙。通過將三張吸墨紙與金屬板放置在潮溼的手抄紙上並使用25lb的金屬輥子滾壓六次而由紙頁^^莫具線伏輥成手抄紙。除去成型線和一張吸墨紙並將所述手抄紙放置在兩張新的吸墨紙與壓榨毛布之間，並在50psig下使用輥式壓製機加壓。除去所有的吸墨紙並將手抄紙在設置為220。F的轉鼓式乾燥器上乾燥(頂面對著幹燥器的表面)95秒。手抄紙的平均基重為135g/m2(30lb/1000ft2)且平均厚度為225pm。手抄紙模具、輥式壓製機和轉鼓式乾燥器由AdirondackMachineCompany,GlensFalls,NY獲4尋。製備三長複製的手抄紙用於每種測試的實驗條件。根據TAPPI方法的T530om-02，使用具有40%曱酸墨水和70°/。反射係數端點的Hercules施膠度實驗進行膠料的抗水性試驗。兩種測量均在每張紙頁的線側進行並將由三張紙頁獲得的平均值與標準誤差(S.E.)記錄在表3中。表3由(:22對稱烯烴製備的ASA和由異構化烯烴與陽離子松香製備的商購ASA的摺疊紙盒及紙杯膠料性能的對比tableseeoriginaldocumentpage191陽離子松香膠料分散體可以商品名NeuRoz426由Plasmine,Technology:Inc.,Pensacola，FL獲得。ASA-1和ASA-4施膠的對比結果顯示，本發明由對稱的(:22烯烴製備的ASA與通常商購獲得的ASA相比，提供了顯著改善的對酸性墨水滲透的抵抗性。紙板對於酸性墨水的抵抗性與本發明的ASA和商購的陽離子松香膠料產品具有可比性。但是，本發明的ASA提供的這種抵抗性更有效約400%。商購可獲得的ASA(ASA-1)不能夠提供必要水平的紙板抗酸性。可對此處描述的本發明的組合物、方法的操作及排列作出變化而不脫離如權利要求所定義的本發明的概念和範圍。權利要求1.一種使紙抵抗液體滲透的方法，其包括下述步驟將含有一種或多種烯基琥珀酐化合物的膠料組合物引入紙中，所述烯基琥珀酐化合物由馬來酐與一種或多種基本上對稱的C20-C28內烯烴或其混合物反應而製備。2.才艮據權利要求1所述的方法，其中所述烯基琥珀酐化合物由馬來酐與一種或多種直鏈的、基本上對稱的C2(rC28內烯烴反應而製備。3.根據權利要求1所述的方法，其中所述烯基琥珀酐化合物由馬來酐與一種或多種對稱的C2(rC28內烯烴反應而製備。4.根據權利要求1所述的方法，其中所述烯基琥珀酐化合物由馬來酐與一種或多種基本上對稱的C22-C28內烯烴反應而製備。5.根據權利要求1所述的方法，其中所述烯基琥珀酐化合物由馬來酐與一種或多種直鏈的、基本上對稱的C22-C28內烯烴反應而製備。6.根據權利要求1所述的方法，其中所述烯基琥珀酐化合物由馬來酐與一種或多種直鏈的、對稱的C22-C28內烯烴反應而製備。7.根據權利要求1所述的方法，其中所述烯基琥珀酐化合物是馬來酐與11-二十二烯的反應產物。8.根據權利要求1所述的方法，其中通過將所述烯基琥珀酐化合物添加到含水的纖維素造紙漿中而將所述烯基琥珀酐化合物引入到所述紙中。9.一種根據權利要求8所述的方法製備的施膠的紙製品。10.根據權利要求1所述的方法，其中通過應用於乾燥的紙表面而將所述烯基琥珀酐化合物引入到所述紙中。11.一種根據權利要求IO所述的方法製備的施膠的紙製品。12.根據權利要求1所述的方法，其中在形成溼紙幅之後，通過將所述烯基琥珀酐化合物噴射到紙頁表面而引入到所述紙中。13.—種根據權利要求12所述的方法製備的施膠的紙製品。14.根據權利要求1所述的方法，其中所述紙選自由石膏壁掛麵紙板、箱紙板、液體包裝紙板、摺疊紙盒、紙杯、袋紙、模製的紙製品、報紙和印刷紙組成的組。15.根據權利要求1所述的方法，其中所述紙為液體包裝紙板。16.根據權利要求1所述的方法，其中所述紙為石膏壁掛麵紙板。17.根據權利要求l所迷的方法，其中所述紙為摺疊紙盒。18.根據權利要求1所述的方法，其中所述紙為紙杯。全文摘要一種在需要抵抗液體的應用中使用的對紙施膠的方法，所述方法包括下述步驟將含有一種或多種烯基琥珀酐(ASA)化合物的膠料組合物引入紙中，所述烯基琥珀酐化合物由馬來酐與一種或多種基本上對稱的C20-C28內烯烴反應而製備。文檔編號D21H11/00GK101495698SQ200680011487公開日2009年7月29日申請日期2006年4月14日優先權日2005年4月15日發明者克日什託夫·安德魯斯基維茨,威廉·J·沃德,羅伯特·W·諾瓦克,羅斯·T·格雷,蒂莫西·派屈克·麥克吉尼斯申請人:納爾科公司