[发明专利]聚苯乙烯苯酚聚氧烷基类聚合物及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及制浆造纸技术领域，特别是涉及一种聚苯乙烯苯酚聚氧烷基类聚合物及其制备方法和应用，将该类聚合物用于制浆造纸生产中，能够降低有机污染物沉积和油墨杂物、洁净纸机系统，从而提高纸机运行效率和产品质量。

背景技术

众所周知,在造纸过程中，有机污染物的沉积(又叫沉淀)对纸产品质量和造纸生产效率都十分不利，这一问题最主要的两个具体原因为树脂沉积和胶粘物沉积。其中，树脂沉积物的主要成分是天然存在于木材中并在制浆和造纸过程中释放出来的。从物理学角度来说，“树脂沉积物”通常由浆料中粘合剂材料(天然或人造的)的微观粒子形成而累积在造纸纸张或制浆设备上。而“胶粘物沉淀”通常是来源于再生纤维的浆料中的微粒，其主要化学结构特征是合成的胶水(adhesives)和热熔胶(hotmelts)等粘合剂，还有涂料和油墨等成份。

在过去，树脂和胶粘物的沉积现象在不同系统中具有各自典型的体现，这是由于当时造纸几乎只使用原生纤维或只使用再生纤维。为了控制这些彼此独立的问题，通常会有截然不同的处理化学品和应对策略。但是，近年来的趋势是在所有系统中都逐渐使用再生纤维，因此在发生“树脂沉积”的同时也会发生“胶粘物沉积”，造成胶粘物与树脂共同沉积的有机污染物沉积问题。

这些沉积物很容易在储浆池壁、造纸机箱、U-形箱、造纸机导线、湿压机毛毡、烘缸毛毡、干燥罐和压光机组件中找到。有机污染物沉积不但会存留在系统的金属表面上，还会存留于塑料和合成表面上，对造纸生产造成不好的影响。例如在机器、毛毯、U-形箱箱和流浆箱部件上，不利于制浆或造纸，甚至影响运转效率，降低生产能力等。如果有机污染物沉积在造纸系统中的加工设备上，沉积在稠度调节器和其它探测器械上的有机污染物会造成这些部件无法正常使用，导致系统操作困难。此外，有机物沉积会造成纸面孔洞、污物和其它纸病，这些缺陷会使纸的质量下降，并无法用于后续工序，例如涂布、印染力日工或印刷。

虽然可以对造纸机进行停机清洁，但是我们并不希望发生这种停机清沽，因为这会造成生产率的相应损失，而且当这些沉积物折断并混入纸张中时，这些污染物的存在又会更一步造成纸张质量的劣化。因此，防止在制浆造纸设备和容器表面上的有机物沉积极其重要。

美国专利US 3,992,249公布了使用含25-85％疏水性基团的阴离子型乙烯聚合物控制有机物沉积，其中疏水性基团包括苯乙烯、甲基苯乙烯、长链脂肪烷基等，阴离子基团包括丙烯酸、甲基丙烯酸、苯乙烯磺酸等。非离子聚合物防粘剂作为控制树脂和胶粘物沉积的物质是本领域公知的，其被用于控制在制浆和造纸系统中的树脂和胶粘物的沉积。例如，美国专利US 4,871,424和US 4,886,575分别提出用乙烯醇-醋酸乙烯共聚物可以控制制浆和造纸系统中的树脂和胶粘物沉积。欧洲专利EP 0568229 Al中介绍用疏水改性的非离子缔合型聚合物，例如疏水改性的羧乙基纤维素醚(HMHEC)，能防止制浆和造纸系统中有机污染物从纸浆中沉积。美国专利US 5,723,021和US 7,166,192公开了非离子型聚合物的乙烯醇-醋酸乙烯共聚物和HMHEC与阳离子型聚合物的组合。最近，美国专利US 8,048,268公开了用疏水改性氨基增稠剂(hydrophobically modified ethoxylated aminoplast thickener-HEAT)控制有机物沉积问题。但是，这些方法均不能真正完全有效解决有机物沉积的问题，存在效果不佳的缺陷。

在常规技术中，常使用DeTac(美国Hercules Inc.产品)来控制有机物沉积，但其存在的问题是效果差并且适用范围窄，特别是对于脂肪酸皂类树脂沉积基本无效果。

另外，现有造纸技术中的有机污染物处理技术一般都是无选择性的、无控制性的和无目标性的，因此他们往往跟其它有益的造纸添加剂作用，造成干扰，导致其效果的显着下降。

此外，己知酶可以有效地作为制浆和造纸系统中的污染物控制剂。其原理是：脂肪酶和酯酶是蛋白质催化剂，它们可以促进树脂组分中的甘油酯的水解，也可以与胶粘物反应，以使其粘性降低、消除和/或抑制沉积。如美国专利US 5,176,796阐述了在用含机械纸浆制造纸张的过程中，利用脂肪酶将树脂的主要成分，即非极性甘油三酯，水解为水溶性甘油和极性脂肪酸。美国专利US 5,507,952、US 5,356,800、US 6,471,826B2、US专利出版物20061 0048908号和国际专利出版物WO 02/095127A2中报道了利用脂肪分解酶来水解含醋酸乙烯的聚合物，以减小污染物的粘性，所述污染物聚乙烯醇是典型的再生纸中的胶粘物污染物成分。