CN1117191C - 疏水性物质的水性分散体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及由分散剂和含有疏水性物质的分散相组成的水性分散体，分散剂由分子量小于50,000并选自含碳和含硅化合物的阴离子化合物，以及分子量小于50,000的阳离子有机化合物组成。本发明进一步涉及分散体的制备和在造纸上的用途。本发明也涉及由疏水性物质、分子量小于50,000并选自含碳和含硅化合物的阴离子化合物以及分子量小于50,000的阳离子有机化合物组成的基本无水的组合物，及其在水性分散体制备中的用途。

Description

疏水性物质的水性分散体
本发明涉及疏水性物质的水性分散体，更特别是涉及具有由带有相反电荷的两种化合物组成的分散剂体系的分散体，其制备和用途。
疏水性物质的水性分散体是公知的，用于多种用途。比如，在造纸上，疏水性物质的水性分散体用作胶料，以在一定程度上提高纸张或纸板抵抗水性液体浸湿和渗透的能力。广泛用于施胶的疏水性物质的例子包括纤维素活性胶料如烷基烯酮二聚物和取代的琥珀酸酐，以及非纤维素活性胶料如松香基和树脂基胶料。
疏水性物质的分散体一般含有水相和分散在其中的极细碎化的疏水性物质的粒子或液滴。分散体的制备通常是，在分散剂的存在下，在高的剪切力和较高的温度的条件下，把疏水性、水不溶性物质匀质化在水相中。通常采用的分散剂包括阴离子、两性或阳离子高分子量聚合物，如木质素磺酸盐、淀粉、聚胺、聚酰胺-胺或烯类加成聚合物。聚合物可以单独使用，共用或同其它化合物配合使用以形成分散剂体系。有赖于分散剂体系各组分的总体电荷，施胶分散体在本体上会是阳离子性或阴离子性的。
甚至在固体含量相当低的情况下，疏水性物质的分散体常常表现出相当差的稳定性和高的粘度，明显地导致分散体处理中的困难，比如在贮存和使用时。更进一步的缺点是产品只能以低浓度分散体的形式供应，进一步提高了活性疏水性物质的运输成本。
因此，本发明的一个目的是提供具有改进的稳定性和粘度特性的疏水性物质水性分散体。本发明的另外一个目的是提供胶料，最好是纤维素活性胶料的改进型水性分散体。进一步的目的见后。
按照本发明，发现借助疏水性物质的水性分散体，能够实现改进的稳定性和粘度特性，其中疏水性物质通过由两种带相反电荷并且分子量相当低的化合物组成的分散剂，而分散在水相中。更特别地，本发明涉及含有分散相的水性分散体，其中含有疏水性物质和由分子量小于50,000并选自有机化合物和含硅化合物的阴离子化合物以及分子量小于50,000的阳离子有机化合物组成的分散剂。本发明因此涉及水性分散体，其制备和用途，这一点在权利要求中进一步说明。
本发明使制备具有改进的贮存稳定性、高固含量和/或低的粘度的疏水性物质的分散体成为可能。除此之外，当分散体用于涉及初始高浓分散体的非常高稀释度的用途时，发现分散相更稳定，即，分散体表现出改进的稀释稳定性。涉及极高稀释度用途的例子包括造纸的铜网部环境，以及浆体或内体施胶，其中涉及将疏水性物质的分散体添加到含有纤维素纤维和可选填料的水性悬浮体中。在本文中，改进的稀释稳定性意味着疏水性胶料粒子或液滴会聚集得更少，于是形成低含量的较大凝体和低的施胶率，同时疏水性胶料在造纸设备上更少的沉积，更少的网格沾染，因此减少造纸设备维护的需要。本分散体带来的更大的益处包括干扰物质存在下的改进稳定性，如来自不纯的纸浆和/回用纤维的阴离子废物，以及疏水性物质在造纸工艺再循环白水中更少的积累。因此，本发明的分散体在白水深度再循环以及纤维素悬浮体含有显著量的废物的工艺中特别有用。而且，本发明分散体也实现了一种可能，在同样的胶料用量下，达到了比常用的施胶分散体改进的施胶性，而在同样的施胶度下，胶料的用量更低。使用较低量的胶料却达到了指定的施胶度，这种可能性降低了工艺再循环的白水中的未吸附疏水胶料累积的风险，因而更降低了疏水性物质在造纸设备上的凝集和沉淀的风险。本发明由此具有大的经济和技术效益。
分散体中存在的疏水性物质优选基本不溶于水的。适宜的疏水性物质的例子包括在造纸中可以用作胶料的化合物，可以衍生自天然和合成途径，如纤维素活性疏水剂和非纤维素活性疏水剂。在一个优选的实施方案中，疏水性物质具有约低于100℃的熔点，最好低于75℃。
在本发明的一个优选的实施方案中，疏水性物质是纤维素活性胶料，可以从现有技术已知的任何纤维素活性胶料中选择。适宜的胶料可以从疏水烯酮二聚物、烯酮多聚体、酸酐、有机异氰酸酯、甲氨酰氯和它们的混合物中选择，优选烯酮二聚物和酸酐，更优选烯酮二聚物。适宜的烯酮二聚物如下通式(I)所示，其中R1和R2代表饱和或不饱和的烃基，通常是饱和烃基，烃基基团适宜具有8～36个碳原子，通常是具有12～20个碳原子的直链或支链的烷基，如正十六烷基和正十八烷基。适宜的酸酐以如下通式(II)为特征，其中R3和R4可以相同或不同，代表适宜含有8～30个碳原子的饱和或不饱和的烃基，或者R3和R4同-C-O-C-部分一起构成5～6元环，可选进一步被含有多达30个碳原子的烃基取代。市面上常用的酸酐的例子包括烷基和链烯基琥珀酸酐，尤其是异十八链烯基琥珀酸酐。
适宜的烯酮二聚物、酸酐和有机异氰酸酯包括美国专利4,522,686中公开的化合物，此处因此就其参考引用。适宜的甲氨酰氯的例子包括那些在美国专利3,887,427中公开的化合物，此处因此就其参考引用。
在本发明的另一个优选的实施方案中，疏水性物质是非纤维素活性疏水剂，可以从现有技术已知的任何非纤维素活性胶料中选择。适宜的非纤维素活性胶料可以选自基于松香的疏水剂如松香、歧化松香、氢化松香、聚合松香、甲醛处理过的松香、酯化松香、强化松香和这些方法混合处理的松香以及这些方法处理过松香的混合物，脂肪酸及其衍生物如脂肪酸酯和酰胺如双硬脂酰胺，树脂及其衍生物如氢化树脂、树脂酸、树脂酸酯和酰胺，蜡如粗制和精制石蜡、合成蜡、天然蜡等。
本发明的分散体含有分散剂，或分散剂体系，包括至少一种阴离子化合物和至少一种阳离子化合物，两者都具有低的分子量(此后称LMW)。LMW化合物优选靠静电引力键合在一起，于是呈现出集束分散剂的状态。当复合使用时，LMW化合物能有效地起到疏水性物质的分散剂的作用，虽然阳离子化合物和阴离子化合物在单独使用时不一定，通常不适合作为分散剂。在一个优选的实施方案中，阴离子和阳离子化合物至少其一是聚电解质。此处用到的“聚电解质”这个词的意思指的是带有一个或多个带电荷基团(阴离子/阳离子)的化合物，以及比如通过化学的非离子作用或引力而起到聚电解质作用的带电荷(阴离子/阳离子)化合物。
分散剂的阴离子化合物带有一个或多个相同或不同类型的阴离子基团，并包括带有一个阴离子基团的阴离子化合物和带有两个或更多阴离子基团的阴离子化合物，此处称之为阴离子聚电解质。阴离子聚电解质可以带有一个或多个阳离子基团，只要总体上具有阴离子电荷。适宜的阴离子基团的例子包括硫酸根基团和羧酸、磺酸、磷酸、膦酸基团，可以以自由酸或水溶性铵盐或碱金属盐(通常是钠盐)的形式存在，比如钠的羧酸盐和磺酸盐。阴离子聚电解质具有的取代度可以在宽的范围内变动：阴离子取代度(DSA)可以是0.01～1.4，适宜的是0.1～1.2，优选0.2～1.0。
分散剂的阴离子化合物可以衍生自天然或合成途径并优选是水溶性或水分散性的。在一个优选的实施方案中，此阴离子化合物是有机化合物，即，含有碳原子。适宜的阴离子化合物包括阴离子表面活性剂如烷基、芳基和烷芳基硫酸盐和醚硫酸盐，烷基、芳基和烷芳基羧酸盐，烷基、芳基和烷芳基磺酸盐，烷基、芳基和烷芳基磷酸盐和醚磷酸盐，以及二烷基磺化琥珀酸盐，其中烷基基团含有1～18个碳原子，芳基基团含有6～12个碳原子，烷芳基基团含有7～30个碳原子。适宜的阴离子表面活性剂的例子包括十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠和十二烷基苯磺酸钠。适宜的阴离子化合物更多的例子包括阴离子聚电解质比如阴离子有机LMW聚合物，可选降解过的，磷酸盐化、磺酸盐化和羧酸盐化的多糖诸如如淀粉、瓜耳胶、纤维素，优选纤维素衍生物，最好是羧甲基纤维素，以及缩合产物如阴离子聚氨酯和缩合萘磺酸盐，更包括从带有阴离子基团的单体如丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、巴豆酸、乙烯基磺酸、磺化苯乙烯和丙烯酸及甲基丙烯酸羟烷酯的磷酸酯制备的烯基加成聚合物，可选同非离子单体包括丙烯酰胺、丙烯酸烷酯、苯乙烯和丙烯腈及这些单体的衍生物、乙烯酯及其类似物共聚。阴离子化合物也可以选自含硅的LMW无机化合物，比如，硅酸盐和不同形式的缩合或聚合硅酸如低聚硅酸、多聚硅酸、聚硅酸盐、聚硅酸铝、聚硅酸盐微溶胶、聚硅酸铝微溶胶以及硅基物质如带负性羟基的硅溶胶形式。
分散剂的阳离子化合物带有一个或多个相同或不同类型的阳离子基团，并包括带有一个阳离子基团的阳离子化合物和带有两个或更多阳离子基团的阳离子化合物，此处称之为阳离子聚电解质。阳离子聚电解质可以带有一个或多个阴离子基团，只要总体上具有阳离子电荷。适宜的阳离子基团的例子包括锍盐基团，鏻盐基团，伯、仲和叔胺或氨基以及季铵盐基团的酸加成盐，比如其中氮已被氯代甲烷、硫酸二甲酯或苯基氯季铵化，优选胺/氨基和季铵盐基团的酸加成盐。阳离子聚电解质具有的取代度可以在宽的范围内变动：阳离子取代度(DSC)可以是0.01～1.0，适宜的是0.1～0.8，优选0.2～0.6。
分散剂的阳离子化合物可以衍生自天然或合成途径并优选是水溶性或水分散性的。阳离子化合物优选是有机化合物。适宜的阳离子化合物的例子包括阳离子表面活性剂，如式R4N+X-类型的化合物，其中每一个R基团独立地从如下中选择：(i)氢；(ii)烃基，适宜的是含1～30个、优选1～22个碳原子的脂肪烃基，优选烷基；和(iii)烃基，适宜的是含多达30个、优选4～22个碳原子的脂肪烃基，优选烷基，并***有一个或多个杂原子如氧和氮，和/或含杂原子基团如羰基和酰氧基；其中至少一个，适宜至少三个，优选全部所述的R基团含有碳原子；适宜至少一个，优选至少两个所述的R基团含至少7个、优选至少9个、最优选至少12个碳原子；而其中X-是一种阴离子，典型是卤离子如氯，或分散剂阴离子化合物中存在的阴离子基团，比如其中表面活性剂是式R3N所示的质子化胺，其中R和N定义如上。适宜的表面活性剂的例子包括二辛基二甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、二椰子油基二甲基氯化铵、椰子油基苄基二甲基氯化铵、椰子油基(分级过)苄基二甲基氯化铵、十八烷基三甲基氯化铵、二(十八烷基)二甲基氯化铵、二(十六烷基)二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)二甲基氯化铵、二(氢化牛脂基)苄基甲基氯化铵、氢化牛脂基苄基二甲基氯化铵、二油基二甲基氯化铵和二(亚乙基十六烷酸酯)二甲基氯化铵。特别优选的阳离子表面活性剂因而包括那些至少带有一个9～30个碳原子的烃基基团的物质，最好是季铵化合物。更为适宜的阳离子表面活性剂包括带有至少一个烃基基团的季二和多铵化合物，适宜的是9～30个、优选12～22个碳原子的脂肪烃，优选烷基。此类适宜的表面活性剂的例子包括N-十八烷基-N-二甲基-N′-三甲基-亚丙基-二氯化二铵。适宜的阳离子化合物进一步的例子包括阳离子聚电解质如阳离子有机LMW聚合物，可选降解过的，如衍生自多糖如淀粉和瓜耳胶的化合物，阳离子缩合产物如聚氨酯，聚酰胺-胺如聚酰胺胺-表氯醇，多胺如二甲胺表氯醇共聚物、二甲胺-乙二胺-表氯醇共聚物、氨-二氯乙烯共聚物，从带有阳离子基团的单体制备的烯基加成聚合物如二烯丙基二甲基氯化铵和二烷基氨基烷基的丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯及其丙烯酰胺(如丙烯酸和甲基丙烯酸二甲基氨乙酯)的均聚或共聚物，通常以酸加成盐或季铵盐，可选同非离子单体包括丙烯酰胺、丙烯酸烷酯、苯乙烯和丙烯腈及这些单体的衍生物、乙烯酯及其类似物共聚。
用于本发明的阴离子LMW化合物和阳离子LMW化合物都具有小于50,000的分子量(此后称MW)，适宜小于30,000，优选小于20,000。当分散剂的阴离子化合物和/或阳离子化合物的MW甚至更低，比如小于15,000，最好小于10,000时，可获得进一步的益处。阴离子和阳离子化合物一般具有高于200的分子量，优选高于500。阴离子和阳离子表面活性剂通常具有比阴离子和阳离子聚电解质更低的分子量；优选表面活性剂具有MW为200～800。当分散剂中的一种化合物是表面活性剂时，分散剂的另一种化合物应该优选是聚电解质，其MW定义如上。
本发明优选的分散体含有分散剂，选自分散剂(i)，它由阳离子表面活性剂和阴离子聚电解质组成，其中分散剂具有总体的阴离子电荷；分散剂(ii)，它由阳离子聚电解质和阴离子聚电解质组成，其中分散剂具有总体的阴离子电荷；分散剂(iii)，它由阴离子表面活性剂和阳离子聚电解质组成，其中分散剂具有总体的阳离子电荷；分散剂(iv)，它由阴离子聚电解质和阳离子聚电解质组成，其中分散剂具有总体的阳离子电荷；阴离子和阳离子表面活性剂、阴离子和阳离子聚电解质及其分子量的定义见上。
分散剂的阴离子和阳离子化合物在分散体中可以存在的量在宽范围内变动，尤其有赖于化合物的分子量、化合物的离子取代度即电荷密度、希望的分散体的总体电荷及选用的疏水性物质。基于疏水性物质，阴离子化合物和阳离子化合物可以存在的量都是最多100wt％，适宜是0.1～20wt％，优选是1～10wt％。
已发现，本发明的分散体可以制备成高固体含量而依然表现出非常好的贮存稳定性和低的粘度。因此本发明给出了具有改进的贮存稳定性和/或高固体含量的疏水性物质的分散体。本文特别优选的分散体包括纤维素活性胶料的分散体，最好是含总体阴离子性电荷的分散剂的分散体。本发明的纤维素活性胶料分散体一般具有胶料含量为0.1～50wt％，适宜高于20wt％。本发明的含有烯酮二聚物胶料的分散体，可能具有烯酮二聚物含量在范围5～50wt％内，优选10～35wt％。本发明的含有酸酐类胶料的分散体或乳液，可能具有酸酐含量为0.1～30wt％，通常1～20wt％。非纤维素活性胶料分散体一般具有胶料含量为5～50wt％，优选10～35wt％。
本发明的分散体的制备是，优选在疏水性物质呈液态的温度下，将水相与分散剂体系和疏水性物质混合，并且匀质化如此得到的混合物，适宜在压力下。然后冷却得到的水性乳液，其中含有通常粒径为0.1～3.5μm的疏水剂的液滴。除了上述的组分外，施胶分散体中也可以添加其它的物质，比如额外分散剂和稳定剂如非离子分散剂，增量剂如脲和脲衍生物和防腐剂。推荐分散剂化合物的正或负电荷原位形成，比如借助于化合物的彼此接触和/或将化合物同水相混合和/或降低水相的pH值。比如，酸基团失去氢就会形成阴离子电荷，而碱式胺或氨基通过质子化或吸收一个氢就会表现阳离子性。因此，分散体的制备可以始于不带电荷的化合物。比如，可以采用带有碱式氨基基团的有机化合物或式R3N示的碱式胺，其中对应的铵盐部分R4N+X-在制备过程中生成，其中R、N和X定义同上。
进一步发现分散体的组分在水相存在下能够很容易地匀质化，特别是在分散剂LMW化合物同熔点约低于100℃、最好低于75℃的疏水性物质配合使用的条件下。同制备通常分散体的工艺相比，此工艺一般需要更少的能量和更低的剪切力，因而简化了应用设备。因此，制备分散体的一个更进一步的方法包括(i)疏水性物质与分散剂的阴离子和阳离子化合物混合，得到中间体组合物，和(ii)在水相的存在下匀质化中间体组合物，如上述。优选组分在阶段(i)中均匀混合。阶段(i)中采用的疏水剂可以是固态的，虽然优选液态以简化均匀混合过程。若希望的话，中间体组合物经历了阶段(i)的混合后就可以出料了，可选冷却固化，就得到了含有分散剂和疏水性物质的基本无水的中间体组合物，以经济上具吸引力的方式实现了运输的简化。在所使用地点或别的地方，中间体疏水组合物能在水的存在下以通常或简化的方式匀质化，可选在升高的温度下，以保持中间体组合物的液体状态。在制备烯酮二聚物和酸酐的分散体时，此法特别具有吸引力，而后者经常在直接涉及其作为造纸胶料的用途的造纸厂中进行制备。贮存稳定的基本无水的施胶组合物的出现于是可以提供相当大的经济和技术效益。本发明因此也涉及由疏水性物质、选自含碳化合物和含硅化合物的阴离子LMW化合物以及阳离子有机LMW化合物组成的基本无水的浓缩组合物，其中阴离子和阳离子化合物在复合使用时能有效地起到水相中疏水性物质的分散剂体系的作用，还涉及组合物的制备和用途，这一点在权利要求中进一步说明。
本发明的浓缩组合物中含有的各组分，即，疏水性物质、阴阳离子化合物，优选如上述所定义。本组合物基本无水，此处意即可以含有少量的水；水的含量可以是0～10wt％，适宜的是少于5wt％，优选少于2wt％。最优选不含水。以质量为计，组合物优选含有占多数量的疏水性物质，即，至少50wt％，组合物适宜具有疏水剂含量在范围80～99.9wt％内，优选90～99.7wt％。相对于其重量百分数以疏水性物质为基的分散体，阴阳离子化合物可以以上述的量存在于组合物中。基于疏水性物质，组合物中阴离子化合物和阳离子化合物可以含有的量都是最多100wt％，适宜是0.1～20wt％，优选是1～10wt％。
本发明的分散体可以以通常的方式在采用任何类型的纤维素纤维的纸张制造中作为胶料，可用来表面施胶，也可以是内体或浆体施胶。此处用到的“纸”这个词的意思不仅包括纸张而且包括片材和织物形态的所有类型的纤维素制品，包括，比如，板材和纸板。浆体中含有纤维素纤维，可选同矿物质填料配合，一般纤维素纤维的含量至少是50wt％，基于干的浆体。常用类型的矿物质填料的例子包括高岭土、瓷土、钛白粉、石膏、滑石和天然和合成碳酸钙如白垩、重质大理石和沉淀法碳酸钙。添加到浆体中的疏水性胶料的量可以是0.01～5wt％，优选0.05～1.0wt％，基于纤维素纤维和可选填料的干重，其中用量主要由纸浆或待施胶纸的质地、选用的胶料和希望达到的施胶度决定。
在一个优选的实施方案中，分散体用于纤维素纸浆的浆体施胶，其中浆体具有高的阳离子需求度和/或含有显著量亲油性物质，如制备自具有一定的含木素和回收纸浆的浆体，例如其中白水深度再循环。这类用途中最优选的分散体包括纤维素活性胶料的分散体和含有总体阴离子电荷分散剂的分散体。通常阳离子需求度至少是50，适宜至少100，优选至少150μeq/l母滤液。阳离子需求度可以用通常的方法测定，比如借助Mütek粒子电荷检测仪，使用的母滤液取自经1.6μm滤器过滤而成的粗浆液，以聚(二烯丙基二甲基氯化铵)为滴定剂。亲油性提取物的含量可能至少为10ppm，通常至少20ppm，适宜至少30ppm和优选至少50ppm，采用已知的方法利用DCM(二氯甲烷)进行抽提，测量结果以ppm DCM表示。本分散体更优选用于白水被深度再循环的造纸工艺中，即，白水高度封闭，例如其中制造每吨干纸使用0～30吨新鲜水，通常每吨纸少于20，适宜少于15，优选少于10和最好少于5吨新鲜水/吨纸。工艺中白水再循环的优选实施是，在施胶分散体添加之前或之后，优选以浆体或悬浮液的形式将白水同纤维素纤维混合，例如形成待脱水的浆体。新鲜水可以在任何阶段下引入到工艺里；比如，它可以在浆体同白水混合之前或之后和在施胶分散体添加之前或之后，同纤维素纤维混合以形成浆体，也可以同含有纤维素纤维的浆体混合，稀释它以形成待脱水的浆体。
造纸上通常在浆体中添加的化学物质，比如助留剂、铝化合物、染料、湿强树脂和上光剂等，当然可以同本施胶分散体复合使用。非纤维素活性胶料通常同铝化合物配合使用，以便将胶料固定在纤维素纤维上。铝化合物的例子包括明矾、铝酸盐和多铝化合物如氯化多铝和硫酸多铝盐。适宜的助留剂的例子包括阳离子聚合物，有机高分子复合阴离子无机物，如阳离子聚合物复合膨润土、阳离子聚合物或阴阳离子聚合物复合硅基溶胶。本发明的分散体配以含有阳离子聚合物的助留剂使用时，能达到特别好的浆体施胶。适宜的阳离子聚合物包括阳离子淀粉、瓜耳胶、丙烯酸酯和丙烯酰胺基聚合物、聚哌嗪、二氰基二酰胺-甲醛、多胺、聚酰胺-胺和聚(二烯丙基二甲基氯化铵)以及它们的混合物。优选阳离子淀粉和阳离子丙烯酰胺基聚合物，或单独使用或彼此混合或同其它物质混合使用。在本发明的一个优选的实施方案中，分散体的应用配以一种助留体系，含有至少一种阳离子聚合物和阴离子硅基粒子。本分散体可以在阳离子聚合物添加之前、中间、之后或同时添加。也可能把施胶分散体同助留剂例如阳离子聚合物如阳离子淀粉或阳离子丙烯酰胺基聚合物，或阴离子硅基物质预混合，然后把如此制备的混合物添加到浆体中。因此，本分散体可以在即将把它添加到浆体中之前，通过把含有阳离子化合物，优选阳离子表面活性剂的施胶分散体同如上所述的阴离子硅基物质进行接触而制备。
本发明在如下的实施例中作进一步的说明，可本发明并不限于此。份数和wt％分别表示重量份数和重量百分数，除非另有说明。
实施例1
本发明的疏水性烷基烯酮二聚物(AKD)分散体的制备是，在70(C，将二(氢化牛脂基)二甲基氯化铵，MW为340的阳离子表面活性剂，以商品名Querton 442有售，Akzo Nobel制，与熔化的AKD混合，在一种缩合萘磺酸钠(推算MW约6,000，以商品名Orotan(SN有售，罗姆&哈斯公司制)的水溶液的存在下，混合物经由匀质器，然后冷却如此得到的分散体。加入酸使分散体的pH值调整到约5。此分散体，表示为No.1分散体，具有AKD含量30wt％，并含有6wt％的阴离子化合物和4wt％的阳离子化合物，都基于AKD的质量。分散体含有纤维素活性疏水剂粒子，其平均粒径约1(m，带阴离子电荷，这一点体现在负的(电势上，以ZetaMaster S Version PCS测定。实施例2
实施例1分散体的稳定性如下测定：分散体用水稀释，得到含有40ppmAKD的分散体。有些实验里，为评价亲油性阴离子废物存在下的稳定性，添加了10ppm的硬脂酸。稀释的分散体装入配备有浊点测试装置、环路、循环器件和加热及冷却器件的广口瓶中。一定体积的稀释分散体在环路中循环，同时自动记录浊度，并使分散体经受固定45分钟长的加热和冷冻循环。分散体的温度从20℃升至62℃，然后又降低到20℃。浊度受粒径影响，温度循环之前和之后的分散体浊度的差异是考验分散粒子经受住因聚集而长大能力的尺度，最终分散体稳定性的尺度。浊度差(ΔT)如下计算：ΔT＝(最终浊度/初始浊度)×100。ΔT越大稳定性越高。
为比较目的，两个标准分散体也进行测试：参考例1是阴离子AKD分散体，含有由木质素磺酸钠和高分子量(HMW)阳离子淀粉组成的分散剂体系，其中阴离子木质素磺酸盐在离子数上过量；参考例2是阳离子AKD分散体，也含有木质素磺酸钠和HMW阳离子淀粉，其中阳离子淀粉在离子数上过量。表1给出得到的的结果。表1 分散体号         硬脂酸[ppm]            ΔT1                  -                    721                  10                   55参考例1               -                    45参考例1               10                   32参考例2               -                    35参考例2               10                   6
如表1所示，同标准分散体的那些ΔT值相比，本发明分散体的值相当高，这因而意味着更好的稀释稳定性。实施例3
93份AKD丸粒，3份阳离子表面活性剂以及4份实施例1采用的阴离子化合物进行干混，以制备本发明的无水浓缩组合物。然后把此干的混合物添加到热水中，并将如此得到的水性混合物加热到80℃，泵送过高压剪切泵后冷却到室温。最终的阴离子分散体，分散体No.2，具有AKD含量20wt％，平均粒径约1μm。
对施胶效率进行评判，按照适用于实验室规模的SCAN-C23X标准方法来制备纸张，选用的造纸浆体中含有80wt％的60∶40的漂白桦木/松木硫酸盐和20wt％的白垩，加有0.3g/l的Na2SO4·10H2O。浆体的稠度为0.5wt％，pH值8.0。分散体在使用时配以工业助留和脱水体系，CompozilTM，由阳离子淀粉和阴离子铝改性硅溶胶组成，二者分别加入到浆体中；阳离子淀粉添加的量为12kg/吨，基于干浆体，硅溶胶添加的量为0.8kg/吨，以SiO2为计并基于干浆体。
Cobb值按照TAPPI标准的T 441 OS-63进行测定，实验结果列于表2中。AKD的投料量基于干浆体。表2 分散体号      AKD投料量[kg/吨]     Cobb 60[g/m 2 ]2                0.30                582                0.40                30参考例1             0.30                84参考例1             0.40                65参考例2             0.30                66参考例2             0.40                40
表2表明，借助本发明的施胶分散体，达到了纸张施胶的改进。实施例4
通过制备具有不同AKD含量的阴离子AKD分散体，对本发明分散体制备的难易度进行评判。本发明的分散体的制备是，将0.8wt％的二(氢化牛脂基)二甲基氯化铵，1.6wt％的缩合萘磺酸钠，77.6wt％的水和20wt％的AKD的混合物以Ultra Turrax混合器匀质化一段固定的时间，转数15,000rpm，然后冷却如此得到的分散体2小时。以同样的方式制备AKD含量不同的类似分散体，以获得AKD含量10、20、30和40wt％的分散体。这些分散体称为发明例，跟随以AKD含量wt％。
为比较目的，以同样的方式，在相同的条件下，将1.0wt％阳离子淀粉、0.25wt％木质素磺酸钠、89wt％水和10wt％AKD的混合物匀质化，制备标准AKD分散体。制备AKD含量不同的类似分散体，以获得AKD含量10、20、30和40wt％的标准分散体。这些分散体称为参考例3，跟随以AKD含量wt％。
以常用的方法测定粒径和粘度。表3给出得到的结果。表3 AKD分散体号                粒径[μm]    粘度[cps]发明例-10wt％                  2.98          10发明例-20wt％                  3.12          20发明例-30wt％                  3.50          20发明例-40wt％                  3.50          25参考例3-10wt％                 4.31          15参考例3-20wt％                 4.52          20参考例3-30wt％                 5.20          25参考例3-40wt％                 5.57          40
表3表明，本发明的分散体较容易制造；相同AKD含量得到更低的粘度，同样量的表面自由化能量给出更小的粒径。比起标准分散体，为制备相等粒径的分散体，本发明于是需要更少的能量和更低的剪切力。除此之外，搅拌速度升至25,000rpm使本发明分散体的粒径疾降至范围1～2μm内。

Claims (16)

1.由分散剂和含有疏水性胶料的分散相组成的水性分散体，其特征在于分散剂含有(a)分子量小于50,000并选自含碳化合物和含硅化合物的阴离子化合物，以及(b)分子量小于50,000的阳离子有机化合物，其中阴离子和阳离子化合物中的至少一种是聚电解质，所述胶料选自疏水性烯酮二聚物、酸酐和其混合物。
2.权利要求1的分散体，其特征在于阴离子化合物和阳离子化合物具有小于20,000的分子量。
3.权利要求1的分散体，其特征在于阴离子化合物是有机化合物。
4.权利要求1、2或3的分散体，其特征在于分散剂是阴离子性的，并由阳离子表面活性剂和阴离子聚电解质组成。
5.权利要求1、2或3的分散体，其特征在于分散剂是阴离子性的，并由阳离子聚电解质和阴离子聚电解质组成。
6.权利要求1、2或3的分散体，其特征在于分散剂是阳离子性的，并由阴离子表面活性剂和阳离子聚电解质组成。
7.权利要求1、2或3的分散体，其特征在于分散剂是阳离子性的，并由阴离子聚电解质和阳离子聚电解质组成。
8.权利要求1、2或3的分散体，其特征在于它具有疏水性胶料含量0.1-50wt％。
9.权利要求1、2或3的分散体，其特征在于疏水性胶料具有低于75℃的熔点。
10.水性分散体的制备方法，是通过疏水性胶料在水相和由分子量小于50,000并选自含碳化合物和含硅化合物的阴离子化合物，以及分子量小于50,000的阳离子有机化合物构成的分散剂的存在下匀质化，其中阴离子和阳离子化合物中至少一种是聚电解质，所述胶料选自疏水性烯酮二聚物、酸酐和其混合物。
11.权利要求10的方法，其特征在于阴离子化合物和阳离子化合物具有小于20,000的分子量。
12.权利要求10或11的方法，其特征在于阴离子化合物是有机化合物。
13.权利要求1～9任何一项的水性分散体的用途，用在造纸中的浆体施胶或表面施胶。
14.基本无水的施胶组合物，含有疏水性胶料、分子量小于50,000并选自含碳化合物和含硅化合物的阴离子化合物以及分子量小于50,000的阳离子有机化合物，其中阴离子和阳离子化合物中至少一种是聚电解质，所述胶料选自疏水性烯酮二聚物、酸酐和其混合物。
15.权利要求14的组合物，其特征在于阴离子化合物是有机化合物。
16.权利要求14或15的组合物的用途，用于制备权利要求1～9任何一项的水性分散体。
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