BR112020002070B1 - Composições de polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica, processo de preparação de polímero de vinila, método de produção de papel e papel - Google Patents

Composições de polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica, processo de preparação de polímero de vinila, método de produção de papel e papel Download PDF

Info

Publication number
BR112020002070B1
BR112020002070B1 BR112020002070-2A BR112020002070A BR112020002070B1 BR 112020002070 B1 BR112020002070 B1 BR 112020002070B1 BR 112020002070 A BR112020002070 A BR 112020002070A BR 112020002070 B1 BR112020002070 B1 BR 112020002070B1
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
vinylamine
mol
paper
hydrophobic
polymers
Prior art date
Application number
BR112020002070-2A
Other languages
English (en)
Other versions
BR112020002070A2 (pt
Inventor
Qu-Ming Gu
Clement L. Brungardt
Josette Servals Huynh-Ba
Patrick Kovacs
Ashley Lewis
Original Assignee
Solenis Technologies, L.P
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Solenis Technologies, L.P filed Critical Solenis Technologies, L.P
Publication of BR112020002070A2 publication Critical patent/BR112020002070A2/pt
Publication of BR112020002070B1 publication Critical patent/BR112020002070B1/pt

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F226/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
    • C08F226/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a single or double bond to nitrogen
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/04—Polymerisation in solution
    • C08F2/10—Aqueous solvent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/12—Polymerisation in non-solvents
    • C08F2/16—Aqueous medium
    • C08F2/20—Aqueous medium with the aid of macromolecular dispersing agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F220/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and only one being terminated by only one carboxyl radical or a salt, anhydride ester, amide, imide or nitrile thereof
    • C08F220/02—Monocarboxylic acids having less than ten carbon atoms; Derivatives thereof
    • C08F220/52—Amides or imides
    • C08F220/54—Amides, e.g. N,N-dimethylacrylamide or N-isopropylacrylamide
    • C08F220/56—Acrylamide; Methacrylamide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F271/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of nitrogen-containing monomers as defined in group C08F26/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/02—Alkylation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/10—Acylation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/04—Oxygen-containing compounds
    • C08K5/14—Peroxides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/22—Compounds containing nitrogen bound to another nitrogen atom
    • C08K5/23—Azo-compounds
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/34—Synthetic macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/37—Polymers of unsaturated acids or derivatives thereof, e.g. polyacrylates
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H17/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its constitution; Paper-impregnating material characterised by its constitution
    • D21H17/20—Macromolecular organic compounds
    • D21H17/33—Synthetic macromolecular compounds
    • D21H17/46—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D21H17/54—Synthetic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen
    • D21H17/56—Polyamines; Polyimines; Polyester-imides
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/06—Paper forming aids
    • D21H21/10—Retention agents or drainage improvers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/16—Sizing or water-repelling agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/18—Reinforcing agents
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H21/00—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties
    • D21H21/14—Non-fibrous material added to the pulp, characterised by its function, form or properties; Paper-impregnating or coating material, characterised by its function, form or properties characterised by function or properties in or on the paper
    • D21H21/22—Agents rendering paper porous, absorbent or bulky
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/002—Tissue paper; Absorbent paper
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D21—PAPER-MAKING; PRODUCTION OF CELLULOSE
    • D21H—PULP COMPOSITIONS; PREPARATION THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASSES D21C OR D21D; IMPREGNATING OR COATING OF PAPER; TREATMENT OF FINISHED PAPER NOT COVERED BY CLASS B31 OR SUBCLASS D21G; PAPER NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • D21H27/00—Special paper not otherwise provided for, e.g. made by multi-step processes
    • D21H27/002—Tissue paper; Absorbent paper
    • D21H27/004—Tissue paper; Absorbent paper characterised by specific parameters
    • D21H27/005—Tissue paper; Absorbent paper characterised by specific parameters relating to physical or mechanical properties, e.g. tensile strength, stretch, softness
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2800/00—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed
    • C08F2800/10—Copolymer characterised by the proportions of the comonomers expressed as molar percentages
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02—Elements
    • C08K3/08—Metals
    • C08K2003/0818—Alkali metal
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/30—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
    • C08K2003/3045—Sulfates
    • C08K2003/3054—Ammonium sulfates

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polymerisation Methods In General (AREA)

Abstract

Trata-se de polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica úteis como aditivos de desempenho de produção de papel para intensificar maciez de papel com pouco ou nenhum efeito negativo em propriedades de resistência à secagem de papel. Os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica são produzidos incorporando-se propriedade funcional hidrofóbica em porção química de amina primária dos polímeros que contêm vinilamina por meio de reações com hidrófobos reativos. Os polímeros que contêm vinilamina modificada de modo hidrofóbico pode ser adicionalmente usada como polímeros de base para polimerização com um monômero de vinila por polimerização iniciada por radical livre. As composições desses polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica mostraram maciez aprimorada, coeficiente de atrito reduzido a produtos de papel enquanto propriedades de resistência à secagem mantidas ou aprimoradas dos produtos de papel.

Description

REFERÊNCIA CRUZADA A PEDIDO RELACIONADO
[0001] Este pedido reivindica o benefício do Pedido Provisório n° U.S. 62/538,859, depositado em 31 de julho de 2017, e Pedido de Patente n° U.S. 16/032.775, depositado em 11 de julho de 2018, cujo conteúdo é incorporado a este documento a título de referência.
ANTECEDENTES
[0002] A presente composição refere-se a polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica como amaciantes de papel e auxiliadores de resistência à secagem e os processos para preparar os mesmos. Na presente composição, os grupos amina primária de polímeros que contêm vinilamina são substituídos por grupos funcionais hidrofóbicos reativos e opcionalmente com outros grupos funcionais reativos que conferem características físicas dos polímeros e fornece propriedades de aplicações à produção de papel para amaciar produtos de papel com pouco ou nenhum impacto em propriedades de resistência à secagem de papel.
[0003] Produtos de lenço ou toalha são convencionalmente usados como materiais de papel absorventes e maciez desses produtos é uma propriedade física importante a partir da perspectiva dos consumidores. A sensação de maciez percebida pela mão do consumidor (sensação tátil) vem de várias propriedades de papel que incluem flexibilidade ou rigidez da folha de papel e a suavidade da superfície de papel. Outras propriedades físicas principais e cruciais dos produtos de papel são a resistência à tração da folha de papel e absorvência de água. O desafio na produção de papel dos produtos de lenço e papel é equilibrar essas propriedades de modo a produzir um produto de papel com maciez aprimorada, mas que não danifica a resistência à tração do papel e a absorvência de água.
[0004] Agentes de desafixação de papel tradicional que incluem vários derivados de imidazolina e quaternários de éster podem ser aplicados como dispersões para fibras de produção de papel para romper ligação de fibra a fibra celulósica, resultada de produtos de papel mais macios. No entanto, alguns desses removedores de fixador catiônicos hidrofóbicos de baixo peso molecular (menos do que cerca de cerca de 5.000 Daltons), tais como imidazolina quaternária pode causar irritação na pele humana devido à saída de produtos químicos tóxicos residuais nos produtos que são altamente controlados sob regulação governamental. Além disso, esses tipos de agentes de desafixação, quando usados como amaciantes, frequentemente causam diminuições significativas de resistência à tração do papel, e a tal extensão em muitos casos que uma resina com resistência à secagem precisa ser usada para compensar a perda de resistência na folha de papel. Por sua vez, usar uma resina com resistência à secagem poderia resultar em maciez de papel de efeito negativo. A resina com resistência à secagem não somente complica o processo de produção de papel, mas é também economicamente desfavorável. Embora uma quantidade significativa de esforços de pesquisa e desenvolvimento tenha sido direcionada ao aprimoramento de maciez de papel sem afetar resistência à tração, não há solução técnica única e satisfatória que pode beneficiar tanto a maciez quanto a resistência à tração dos produtos de lenço ou toalha.
[0005] Um amaciante catiônico polimérico é preferencial no projeto de produto químico devido ao fato de que o mesmo pode ser prontamente aplicado na extremidade única em um processo de produção de papel e ainda ter capacidade de retenção satisfatória na fibra celulósica aniônica. Estruturalmente, a composição com amaciantes de alto peso molecular deve ter as características da seção hidrofóbica assim como uma seção hidrofílica. Uma possível abordagem para constituir esse tipo de estrutura é modificar um alto peso molecular e polímero catiônico solúvel em água hidrofílico que usa um composto hidrofóbico reativo. A porção química hidrofóbica pode ser associada à estrutura polimérica de modo aleatório ou com cap em ambas as extremidades de cadeia do polímero.
[0006] O documento de Patente N° U.S. 6.488.812 revela novos polímeros hidrofóbicos sintéticos que têm capacidade de ligação de hidrogênio para reduzir fiapos e nós nos produtos de lenço macio enquanto mantém a maciez e resistência. O pedido de Patente n° U.S. 2003/0024669 revela o uso de poliaminoamidas modificadas de modo hidrofóbico com ésteres de polietileno glicol in produtos de papel para produzir um amaciante e mais material de papel absorvente. O documento de Patente N° U.S. 7.041.197 revela um polieletrólito aniônico modificado de modo hidrofóbico e um método para produzir papel para intensificar sua resistência à umidade sem afetar a maciez de papel.
[0007] Polímeros que contêm vinilamina são convencionalmente usadas na produção de papel para aprimorar a resistência à secagem dos produtos de papel e para aprimorar a retenção e secagem e drenagem em processos de produção de papel. Os grupos amina primária de um polímero que contém vinilamina podem ser prontamente modificados de modo covalente conforme desejado para introduzir funcionalidade adicional ao polímero e alterar suas propriedades químicas e físicas que tornam o mesmo útil em outras aplicações industriais assim como produção de papel.
[0008] O documento de patente n° U.S. 5.292.441 revela polivinilaminas quaternizadas obtidas da reação com um agente de quaternização, tal como cloreto de metila, sulfato de dimetila, ou cloreto de benzila como floculantes e seu uso para clarificação de água de refugo. O documento de Patente N° U.S. 8.604.134 revela a modificação de polivinilamina com diferentes grupos funcionais e sua aplicação como um aditivo de produção de papel. O documento de Patente N° U.S. 7.902.312 revela aduto de Michael de amina de polivinila com compostos de carbonila de alquila α, β - insaturada e seu uso subsequente como um aditivo para sistema de produção de papel. O documento de Patente N° U.S. 5,994,449 revela o uso de copolímero de vinilamina - álcool vinílico funcionalizado com epicloro-hidrina e sua mistura com poliaminoamida como adesivo crepante para aplicação de papel. O documento de Patente N° U.S. 8.614.279 revela um processo para produzir um polímero que contém vinilamina acetilada.
[0009] Polímeros que contêm vinilamina são também usados como polímero de base para polimerização enxertada de monômeros de vinila. O documento de Patente n° U.S. 6.864.330 revela um derivado de polivinilamina enxertado com PEG. O documento de Patente n° U.S. 5,753,759 revela copolímeros de enxerto de polímeros à base de vinilamina. O Pedido de Patente n° U.S. 2015/0299961 revela uma composição de copolímero de enxerto de um monômero de vinila e um polímero de base que contém vinilamina funcionalizado e um método de preparo o copolímero de enxerto.
[0010] Embora algumas das referências acima revelem polímeros modificados que contêm vinilamina, as mesmas não revelam as atuais polivinilaminas modificadas de modo hidrofóbico, que podem ser usadas como aditivos de resistência à secagem de produção de papel, auxiliadores de retenção, auxiliadores de drenagem ou agentes de controle de pitch e stickies. Tampouco nenhuma das referências revela derivados de polivinilamina hidrofóbica na produção de papel. Através de pesquisa extensiva, constatou-se que polímeros que contêm vinilamina modificada de modo hidrofóbico pode intensificar a maciez de papel sem impactar negativamente a propriedades de resistência à secagem de papel.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[0011] A Figura 1, retrata a adição de superfície das composições de vinilamina hidrofóbica da presente invenção em avaliação de desempenho.
[0012] A Figura 2, mostra a propriedade de maciez e resistência à tração de composições à base de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 e suas mesclas com um polietileno glicol de cadeia longa (PEGMO). TQ218A mostrado na Figura 2, representa ProSoft® TQ218A. P900:PVAM mostrado na Figura 2, representa polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900.
[0013] A Figura 3, mostra a propriedade de maciez e resistência à tração de polímeros de poliacrilamida de vinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 que é abreviado como P900/PVAM:p-Acrila com e sem um polietileno glicol de cadeia longa.
[0014] A Figura 4, mostra a propriedade de maciez e resistência à tração de álcool de (poli)vinilamina-co-vinílico modificado de modo hidrofóbico com Precis® 900 (AKD) e Prequel® 2000C (ASA). PVAm:PVOH representa poli(vinilamina-co-álcool vinílico).
DESCRIÇÃO RESUMIDA
[0015] São fornecidas composições de polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica. Além disso, são fornecidos processos de produção de polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica. Os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica são polímeros catiônicos hidrofóbicos dispersíveis aquosos que podem ser usados como um aditivo de produção de papel para intensificar maciez de papel com pouco ou nenhum efeito negativo nas propriedades de resistência à secagem de papel.
[0016] Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica também podem ser usados como removedores de autocolantes para controles de stickies ou usados como um coagulante para aumentar a retenção e secagem de finos e cargas por meio de mecanismo fixador no processo de produção de papel. Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica também podem ser usados como um floculante em tratamento de água de refugo, um agente plastificante, um modificador de viscosidade, um aditivo de cuidados pessoais, um material de revestimento, ou um carreador de liberação lenta para várias aplicações industriais.
[0017] A presente invenção também se refere a um processo para preparar os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica, que compreende a etapa de reagir um polímero que contém vinilamina em água com sólidos ativos entre cerca de 1% a cerca de 50%, pode ser entre cerca de 5% a cerca de 25%, e pode ser de cerca de 10% a cerca de 20%. No contexto da presente invenção a frase “sólidos ativos” significa a % em peso de polivinilamina na composição. O pH da reação é de cerca de 6 a cerca de 12, pH pode ser de cerca de 7 a cerca de 11, e o pH pode ser de cerca de 8 a cerca de 10, em uma temperatura de reação de cerca de 5 °C a cerca de 80 °C, pode ser de cerca de 30 °C a cerca de 70 °C, e pode ser de cerca de 35 °C a cerca de 60 °C, por um período de cerca de 6 minutos a cerca de 8 horas, pode ser de cerca de 30 minutos a cerca de 5 horas, e pode ser de cerca de 1 hora a cerca de 3 horas, com um composto modificado de modo hidrofóbico selecionado a partir do grupo que consiste em um agente reativo alquilante ou de acilação hidrofóbico que cadeia de carbono C4 ou maior. O termo hidrófobo será usado no presente documento por todo o pedido para descrever a polivinilamina que têm propriedades hidrofóbicas. O polímero que contém vinilamina pode ser opcionalmente reagido antes ou depois que a reação hidrofóbica com um composto selecionado a partir do grupo que consiste em um agente alquilante ou de acilação de cadeia curta (C2-C4). Acredita-se que os grupos amina primária das unidades de repetição de vinilamina nos polímeros que contêm vinilamina têm as funcionalidades ativas para resistência à umidade de papel. A alquilação ou acilação de polímero que contém vinilamina podem resultar em uma diminuição no teor de amina primária, que afetaria seu desempenho de resistência à secagem em produtos de papel, tais como papel higiênico, e também propriedades de tensão de umidade inferior, o que não é desejável.
[0018] Em outros aspectos, a presente invenção se refere a um processo para preparar um polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica, que compreende as etapas de (1) reagir um polímero que contém vinilamina em água em que o polímero que contém vinilamina tem sólidos ativos de cerca de 1% a cerca de 50%, pode ser de cerca de 5% a cerca de 25%, e pode ser de cerca de 10% a cerca de 20%, em pH de cerca de 6 a cerca de 12, o pH pode ser de cerca de 7 a cerca de 11, e o pH pode ser de cerca de 8 a cerca de 10, em uma temperatura de reação de cerca de 5 °C a cerca de 80 °C, pode ser de cerca de 30 °C a cerca de 70 °C, e pode ser de cerca de 35 °C a cerca de 60 °C, por um período de tempo de cerca de 6 minutos a cerca de 8 horas, pode ser de cerca de 30 minutos a cerca de 5 horas, e pode ser de cerca de 1 hora a cerca de 3 horas, com um composto de hidrófobo tal como, um agente reativo alquilante ou de acilação hidrofóbico de cadeia de carbono C4 ou maior. O polímero que contém vinilamina pode ser opcionalmente reagido antes ou depois da reação hidrofóbica com um composto tal como, uma cadeia curta (C2 - C4) agente alquilante ou de acilação; (2) diluir o material em sólidos ativos a cerca de 0,1% a cerca de 20% de sólidos ativos, pode ser de cerca de 1% a cerca de 15% de sólidos ativos, e pode ser de cerca de 3% a cerca de 8% de sólidos ativos; (3) ajustar o pH a de cerca de 1 a cerca de 4, o pH pode ser de cerca de 2 a cerca de 3,8, e o pH pode ser de cerca de 3 a cerca de 3,6; e (4) conduzir a polimerização iniciada por radical livre em uma temperatura de cerca de 30 °C a cerca de 100 °C, de cerca de 40 °C a cerca de 80 °C e, com máxima preferência de cerca de 55 °C a cerca de 75 °C, por de cerca de 10 minutos a cerca de 300 minutos, e pode ser de cerca de 30 minutos a cerca de 150 minutos, e pode ser de cerca de 40 minutos a cerca de 80 minutos.
[0019] Os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica da presente invenção intensificam a maciez de papel e reduzem o coeficiente de atrito de lenço ou toalha e papel enquanto mantêm ou fornecem resistência à tração e secagem de papel aprimorada quando comparada com um bloco bruto não tratado e ou lenço ou toalha tratados com um polietileno glicol padrão ou amaciante de papel à base de imidazolina.
[0020] Foi constatado que os presentes polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila intensificaram a maciez de papel e reduzem o coeficiente de atrito enquanto fornecem resistência à tração e secagem de papel aprimorada quando comparados com um bloco bruto não tratado, quando os mesmos foram adicionados na extremidade única do processo de produção de papel e quando a superfície de lenço já formado foi tratada antes da crepagem. Alternativamente, os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila podem ser adicionados à superfície do lenço já crepado. Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila podem ser adicionados em níveis de tratamento de cerca de 0,01% em peso ativo a cerca de 0,5% em peso ativo com base no peso da polpa seca e pode ser adicionado em níveis de tratamento de cerca de 0,05% em peso ativo a cerca de 0,3% em peso com base no peso da polpa seca. Os produtos de papel produzidos com a atual composição têm capacidade de dispersão de água similar e dimensionamento de gota d'água em comparação com amaciantes de papel de imidazolina padrão e tiveram resistência à umidade permanente menor do que os produtos de papel produzidos com poliacrilamida glioxalada.
[0021] Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica podem ser usados em combinação com outras composições ou aditivos no processo de produção de papel de modo a aprimorar as propriedades físicas de aplicação dos polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila. As composições adicionais ou aditivos podem ser quaisquer que são usadas na indústria de produção de papel incluindo, agentes de dimensionamento, auxiliadores de retenção e drenagem, tensoativos, removedores de fixador, amaciantes, umidificantes, loções, resinas com resistência à umidade, auxiliadores de drenagem, agentes de controle de contaminantes e pitch, e agentes antiespuma. Aditivos podem ser adicionados em qualquer ponto no processo de produção de papel, tal como a extremidade úmida da máquina de papel, ou ao produto de papel já formado. As composições ou aditivos podem ser polímeros hidrofóbicos, catiônicos, aniônicos, anfotéricos, sintéticos não iônicos, ou naturais. Por exemplo, os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica podem ser emulsificados com éteres alquílicos de cadeia longa de polietileno glicol para formar emulsões estáveis que têm um tamanho de partícula menor, aprimorando desse modo a propriedades de maciez e dispersão de produtos de papel. Os aditivos funcionais podem ser mesclados junto com os atuais polímeros hidrofóbicos para formar uma composição mesclada antes do uso, ou os mesmos podem ser aplicados sequencialmente antes ou depois da aplicação dos atuais polímeros hidrofóbicos.
DESCRIÇÃO DETALHADA
[0022] Uma modalidade, são fornecidos polímero que contêm vinilamina hidrofóbica que compreendem unidades de monômero de repetição distribuídos aleatoriamente que têm a fórmula (I):
Figure img0001
[0023] em que R é um hidrogênio ou um grupo acila, e pode ser um grupo acetila, propionila, ou butirila, ou um composto de alquilcarbonila α, β - insaturado reagido através de adição de Michael por vinilamina no polímero; Y é qualquer funcionalidade, e pode ser uma hidroxila, ácido carboxílico ou amidas de ácido; S é unidade de repetição de cloreto de dialildimetilamônio polimerizado; X é selecionado a partir do grupo que consiste na Fórmula (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII) e (IX):
Figure img0002
[0024] em que Ri e R2, de modo idêntico ou diferente, são uma cadeia linear, uma cadeia alifática ramificada, um grupo olefínico ou um grupo aromático que têm até 22 átomos de carbono e até 4 ligações duplas. As linhas pontilhadas representam as ligações que conectam as unidades de repetição da Fórmula (I) com o grupo que consiste na Fórmula (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII) e (IX), em que n pode ser de 0% em mol a cerca de 99% em mol, m pode ser de cerca de 0,1% em mol a cerca de 90% em mol, p pode ser de 0% em mol a cerca de 98% em mol, e q pode ser de 0% em mol a cerca de 50% em mol.
[0025] Em outra modalidade, a composição conforme descrito acima é um polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica de um monômero de vinila e um polímero de base que têm a Fórmula (I), em que o monômero de vinila pode ser acrilamida, ácido acrílico, metacrilamida, metacrilato de metila, acrilonitrila, acrilato de metila, metacrilato de alquila, N-(ácido 2-metilpropanossulfônico)acrilamida, N-[cloreto de 3-(propil)trimetilamônio]acrilamida, e combinações dos mesmos; e a razão em mol do polímero de base da Fórmula (I) para o monômero de vinila é de cerca de 5:95 a cerca de 50:50.
[0026] Em outras modalidades, o atual polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica compreende o polímero de base da Fórmula (I), em que n é de 0% em mol a 60% em mol, m é de cerca de 1% em mol a cerca de 90% em mol e q é 0% em mol; em que o monômero de vinila é acrilamida; e em que a razão em mol do polímero de base para acrilamida é de cerca de 5:90 a cerca de 50:50, e pode ser de cerca de 10:90 a cerca de 30:70.
[0027] Em outras modalidades da atual composição, os compostos de carbonila de alquila α, β - insaturada do polímero hidrofóbico incluem, por exemplo, acrilamida, metacrilamida, acrilamida de t-butila, N-alquilacrilamida, N-alquilmetacrilamida, N- [cloreto de 3-(propil)trimetilamônio]acrilamida, N-[cloreto de 3- (propil)trimetilamônio]metacrilamida, acrilato de metila, acrilato de alquila, metacrilato de metila, metacrilato de alquila, acrilato de arila, metacrilatos de arila, cloreto de [2- (metacriloiloxi)etila]-trimetilamônio, N-[3-(dimetilamino)propil] acrilamida, N-[3- (dimetilamino)propil] metacrilamida, N-etilacrilamida, acrilato de 2-hidroxietila, acrilonitrila, vinilpiridina, 1-vinil-2-pirrolidinona, cloreto de acrilamidopropiltrimetilamônio e combinações dos mesmos.
[0028] Em uma modalidade, é fornecido um processo para preparar os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica que têm Formula (I), em que um polímero que contém vinilamina em água é reagido com um composto selecionado a partir do grupo que consiste em um agente alquilante e agente reativo de acilação ou alquilante hidrofóbico de cadeia de carbono C4 ou maior que têm sólidos ativos de cerca de 1% a 50%, pode ser de cerca de 5% a cerca de 25%, e pode ser de cerca de 10% a cerca de 20%, em pH de cerca de 6 a cerca de 12, o pH pode ser de cerca de 7 a cerca de 11, e o pH pode ser de cerca de 8 a cerca de 10, em uma temperatura de reação de cerca de 5 °C a cerca de 80 °C, pode ser de cerca de 30 °C a cerca de 70 °C, e pode ser cerca de 35 °C a cerca de 60 °C, por um período de tempo de cerca de 6 minutos a cerca de 8 horas, pode ser de cerca de 30 minutos a cerca de 5 horas, e pode ser de cerca de 1 hora a cerca de 3 horas.
[0029] Em uma modalidade do processo acima, em que o dito agente de acilação é selecionado a partir do grupo que consiste em dímeros de ceteno de alquila que tem 8 a 44 átomos de carbono, ou dímeros de ceteno de alquenila que tem 8 a 44 átomos de carbono, ou anidridos de alquenilsuccinila que têm 8 a 44 átomos de carbono ou combinações dos mesmos.
[0030] Os agentes alquilantes hidrofóbicos de cadeia de carbono C4 ou maior que podem ser usados no processo acima incluem, porém, sem limitação, éteres de alquilglicidila que têm 4 a 44 átomos de carbono, óxidos de alquileno que têm 4 a 44 átomos de carbono, haletos de alquila que têm 4 a 44 átomos de carbono, cloretos de 3-cloro-2-hidroxipropil-alquil-dimetilamônio que têm 4 a 44 átomos de carbono, e cloretos de (dialquilamino)alquila que têm 4 a 44 átomos de carbono. Éteres de alquilglicidila que podem ser usados no processo acima incluem, porém, sem limitação éter de butilglicidila, éter de octilglicidila, éter de 2-etil-hexilglicidila, éter de decilglicidila, éter de dodecilglicidila, éter de tetradecilglicidila, éter de hexadecilglicidila e éter de octadecilglicidila. Óxidos de alquileno que podem ser usados no processo acima incluem, porém, sem limitação, óxido de propileno, óxido de dibutil-etileno, óxido de butileno, óxido de octileno, monóxido de butadieno, epóxido de ciclo-hexano e óxido de hexil-etileno. Haletos de alquila que podem ser usados no processo acima incluem, porém, sem limitação, cloreto de etila, cloreto de propila, cloreto de butila, cloreto de octila, cloreto de dodecila, cloreto de hexadecila, cloreto de benzila, cloreto de feniletila. Cloretos de 3-cloro-2-hidroxipropil-alquil-dimetilamônio que podem ser usados no processo acima incluem, porém, sem limitação, cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropil-lauril-dimetilamônio, cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropil- cocoalquil-dimetilamônio, e cloreto de 3-cloro-2-hidroxipropil-estearil-dimetilamônio. Cloretos de (dialquilamino)alquila que podem ser usados no processo acima incluem, porém, sem limitação, cloreto de (4-clorobutil)trimetilamônio, cloreto de (6-cloro-hexil)- trimetilamônio e cloreto de (8-cloro-octil)trimetilamônio.
[0031] Outra modalidade da presente invenção é o processo acima, em que o dito agente alquilante é selecionado a partir do grupo que consiste em éteres de alquilglicidila que têm 8 a 44 átomos de carbono, óxidos de alquileno que têm 8 a 44 átomos de carbono, haletos de alquila que têm 8 a 44 átomos de carbono, cloretos de 3-cloro-2-hidroxipropil-alquil-dimetilamônio que têm 8 a 44 átomos de carbono, e cloretos de (dialquilamino)alquila que têm 8 a 44 átomos de carbono.
[0032] A porcentagem em mol de agentes alquilantes ou de acilação hidrofóbicos de cadeia de carbono C4 ou mais longa nos polímeros hidrofóbicos da presente invenção afeta o desempenho de aplicação como amaciante de papel e precisa ser controlado dentro de uma faixa adequada para fornecer propriedades desejadas a produtos de papel. A porcentagem em mol de agentes alquilantes ou de acilação hidrofóbicos de cadeia de carbono C4 ou mais longa nos polímeros hidrofóbicos é de cerca de 0,05% a cerca de 50%, preferencialmente de cerca de 0,2% a cerca de 25%, e com máxima preferência de cerca de 0,5% a cerca de 10%.
[0033] Em outras modalidades da presente invenção, os polímeros que contêm vinilamina usados no atual processo incluem, porém, sem limitação, poli(N- vinilformamida) parcial ou completamente hidrolisado, copolímeros de N- vinilformamida e vinilamina, copolímeros de vinilamina e amidina, copolímeros de N- vinilacetamida e vinilamina, terpolímeros de N-vinilformamida, vinilamina e amidina, terpolímeros de N-vinilformamida, vinilamina e sais de amônio quaternário de cloreto de metila de vinilamina, terpolímeros de N-vinilformamida, copolímero de vinilamina e álcool vinílico, terpolímeros de N-vinilformamida, acetato de vinilamina e vinila, terpolímeros de N-vinilformamida, vinilamina e acrilamida, terpolímeros de N- vinilformamida, vinilamina e acrilato, terpolímeros de N-vinilformamida, vinilamina, e cloreto de amônio de dialildimetila, terpolímeros de N-vinilformamida, vinilamina, e trimetoxissilano de vinila, copolímeros de N-vinilamina e álcool vinílico, copolímeros de N-vinilamina e cloreto de dialildimetilamônio, copolímeros de N-vinilamina e ácido acrílico, homo- e copolímeros de vinilamina fabricados pela modificação de Hofmann de polímeros de acrilamida ou polímeros que contêm vinilamina e combinações dos mesmos.
[0034] Adicionalmente a amina primária de vinilamina, polivinilformamida parcialmente hidrolisada e copolímeros de vinilamina compreendem tipicamente grupos funcionais de amidina aleatoriamente distribuídos. O nível de funcionalidade de amidina é dependente de condições de hidrólise tais como tempo, temperatura, quantidade cáustica, e outros fatores. Elementos de habilidade comum na técnica entenderão que a alquilação e acilação de funcionalidade de amina primária para gerar as unidades de monômero de repetição distribuídos aleatoriamente de Fórmula (I) também pode ocorrer nos átomos de nitrogênio dos grupos funcionais de amidina.
[0035] Em ainda outras modalidades da presente invenção, os polímeros que contêm vinilamina usados no atual processo é poli(N-vinilformamida) parcial ou completamente hidrolisada e copolímero de vinilamina e álcool vinílico.
[0036] O polímero que contém vinilamina do atual processo pode ser opcionalmente reagido antes ou depois da reação hidrofóbica com um composto selecionado a partir do grupo que consiste em um agente alquilante ou de acilação de cadeia curta (C2 - C4), ou misturas dos mesmos. Acredita-se que os grupos amina primária das unidades de repetição de vinilamina nos polímeros que contêm vinilamina têm as funcionalidades ativas para resistência à umidade de papel. A alquilação ou acilação de polímero que contém vinilamina pode resultar em uma diminuição in teor de amina primária, que afetaria seu desempenho de resistência em produtos de papel, tais como papel higiênico, e propriedades de tensão de umidade inferior são desejáveis.
[0037] Em algumas modalidades, um tensoativo pode ser usado ao produzir os polímeros que contêm vinilamina catiônicos hidrofóbicos. Os tensoativos podem ajudar a dispersar o hidrófobo reativo na mistura de reação e permitem as reações de alquilação ou acilação para prosseguir uniformemente na estrutura dos polímeros que contêm vinilamina. Os tensoativos também podem ajudar a estabilizar os produtos de hidrófobo como emulsões, reduzir o tamanho de partícula e aprimorar os desempenhos dos produtos de hidrófobo. Os tensoativos incluem, porém, sem limitação, éteres alquílicos de cadeia longa de polietileno glicol de baixo peso molecular (menos do que cerca de 5.000 Daltons), tais como polietileno glicol (400 MW) mono-oleato, alcanolamidas, álcoois alcoxilados, óxidos de amina, aminas etoxiladas, amidas alcoxiladas, copolímeros de bloco EO-PO, polietileno glicol com cap de extremidades de éter de alquilglicidila, álcoois graxos alcoxilados, ésteres de ácido graxo alcoxilados, alquilarilalcoxilatos, derivados de sorbitano, ésteres de ácido graxo de poliglicerila, alquil(poli)glucosídeos, tensoativos à base de fluorocarbono ou combinações dos mesmos. Aqueles tensoativos têm tipicamente uma faixa de HLB entre 3 e 18 com uma faixa preferencial entre 4 e 14. Amaciantes e removedores de fixador, tais como amaciantes de bis-amida, removedores de fixador de imidazolina, e ésteres quaternários, e muitos outros amaciantes de lenço conforme descrito no documento de Patente n° U.S. 6.458.343 também podem ser usados para ajudar a dispersar os polímeros que contêm vinilamina catiônicos hidrofóbicos. O percentual em peso do tensoativo com base no polímero que contém vinilamina pode estar na faixa de cerca de 10% a cerca de 1.000%, preferencialmente de cerca de 50% a cerca de 500%, e com máxima preferência de cerca de 100% a cerca de 300%.
[0038] Em uma modalidade, o peso molecular (Mw) dos polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica pode variar de cerca de 2.000 Daltons a cerca de 1.000.000 Daltons, pode ser de cerca de 4.000 Daltons a cerca de 800.000 Daltons, e pode ser de cerca de 10.000 Daltons a cerca de 500.000 Daltons.
[0039] Em ainda outra modalidade, um processo para preparar um polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica é fornecido. O processo inclui (1) dissolver polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica (Formula I) em um meio, tal como água, uma solução ionizada, um solvente, ou combinações dos mesmos, em um sólidos ativos de cerca de 0,1% a cerca de 20%, pode ser de cerca de 1% a cerca de 15% de sólidos ativos, pode ser de cerca de 3% a cerca de 8% de sólidos ativos, (2) ajustar o pH para de cerca de 1 a cerca de 4, pode ser um pH de cerca de 2 a cerca de 3,8, e pode ser um pH de cerca de 3 a cerca de 3,6, e (3) conduzir a polimerização iniciada por radical livre em uma temperatura de cerca de 30 °C a cerca de 100 °C, pode ser de cerca de 40 °C a cerca de 80 °C, e pode ser de cerca de 55° C a cerca de 75 °C. A reação é continuada por de cerca de 10 minutos a cerca de 5 horas, pode ser continuada por de cerca de 30 minutos a cerca de 2,5 horas, e pode ser continuada por de cerca de 40 minutos a cerca de 80 minutos.
[0040] Em outra modalidade do processo de preparação acima, um iniciador opcional pode ser adicionado à reação de polimerização. O iniciador pode ser selecionado a partir do grupo que consiste em peróxido de hidrogênio, terc-butil- hidroxiperóxido (TBHP), sódio, potássio ou persulfato de amônio, iniciadores azo, e sistemas iniciadores de redox. O iniciador pode ser peróxido de hidrogênio adicionado ao meio aquoso. Nesse caso, a polimerização pode ser realizada em um pH de cerca de 3,0 a cerca de 3,8; e em uma temperatura de cerca de 40 °C a cerca de 80 °C por de cerca de 40 minutos a cerca de 80 minutos.
[0041] O monômero de vinila usado na reação de polimerização pode ser acrilamida, ácido acrílico, metacrilamida, metacrilato de metila, acrilonitrila, acrilato de metila, metacrilato de alquila, N-(ácido 2-metilpropanossulfônico)acrilamida, N-(ácido glicólico)acrilamida, N-[cloreto de 3-(propil)trimetilamônio]acrilamida, e combinações dos mesmos; e pode ser acrilamida, metacrilamida, metacrilato de metila e combinações dos mesmos. Adicionalmente, o peso molecular (Mw) do copolímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica pode estar na faixa de cerca de 4.000 Daltons a cerca de 2.000.000 Daltons, preferencialmente de cerca de 6.000 Daltons a cerca de 1.000.000 Daltons e, com máxima preferência de cerca de 100.000 Daltons a cerca de 700.000 Daltons.
[0042] Os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica podem ser solúveis em água, ou emulsões/dispersões em água, dependendo de quanto hidrófobo é fixado no polímero. Quando hidrófobo demasiado é fixado aos polímeros que contêm vinilamina, os polímeros hidrofóbicos podem se tornar água insolúvel ou não dispersível em água. As propriedades físicas dos polímeros hidrofóbicos dependem da porcentagem em peso do hidrófobo fixados nos polímeros. Por exemplo, o nível de hidrófobo dos polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica pode estar na faixa de cerca de 0,2% a cerca de 80%, pode ser de cerca de 1% a cerca de 50%, e pode ser de cerca de 2% a cerca de 30%.
[0043] Sem se limitar à teoria, os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila que contém vinilamina hidrofóbica das presentes composições podem passar por reticulação química sob várias condições, resultando em uma mudança de propriedades físicas e químicas para formar um gel ou um polímero de alta viscosidade de alto peso molecular. Exemplos típicos são a transamidação de vinilamina com poliacrilamida do polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica e formação de polieletrolito das aminas com porções químicas aniônicas derivadas de amidas.
[0044] Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila que contém vinilamina hidrofóbica podem ser usados na produção de papel como um intensificador de voluminosidade para aprimorar a voluminosidade de papel enquanto mantém resistência de folha. Os atuais polímeros hidrofóbicos também podem ser usados como removedores de autocolantes para controles de stickies por meio de mecanismo de dispersão e usados como coagulantes para aumentar a retenção e secagem de finos e cargas por meio de um mecanismo fixador no processo de produção de papel. Os atuais polímeros hidrofóbicos também podem ser usados como floculantes no tratamento de água de refugo, como um agente plastificante, um modificador de viscosidade, um aditivo de cuidados pessoais, um material de revestimento para vários usa tais indústrias de eletrônica, de cuidados pessoais ou farmacêutica, ou como um carreador de liberação lenta para várias aplicações industriais.
[0045] Foi constatado que os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica intensificam maciez de papel e reduzem o coeficiente de atrito de lenço ou toalha e papel enquanto mantém ou fornecem resistência à tração e secagem de papel aprimorada quando comparados com um bloco bruto não tratado e ou lenço ou toalha tratados com um polietileno glicol padrão ou amaciante de papel à base de imidazolina.
[0046] Foi constatado que os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila são eficazes sejam os polímeros hidrofóbicos adicionados na extremidade única do processo de produção de papel ou à superfície de lenço já formado papel, antes da crepagem. Alternativamente, os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou vinil polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica podem ser adicionados à superfície do lenço já crepada. Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila podem ser adicionados ao processo de produção de papel em níveis de tratamento de cerca de 0,01% em peso ativo a cerca de 0,5% em peso ativo com base no peso da polpa seca e pode ser adicionado em níveis de tratamento de cerca de 0,05% em peso a cerca de 0,3% em peso com base no peso da polpa seca. Os produtos de papel produzidos com a presente composição têm capacidade de dispersão de água similar e dimensionamento de gota d'água em comparação com amaciantes de papel de imidazolina padrão e resistência à umidade permanente menor do que aqueles produzidos com poliacrilamida glioxalada.
[0047] Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila que contém vinilamina hidrofóbica também podem ser usados na produção de papel como um intensificador de voluminosidade para aprimorar a voluminosidade de papel enquanto mantém resistência de folha. Abordagens convencionais para aprimorar a voluminosidade de papel, particularmente para grau de impressão e gravação, incluem reduzir o refinamento para aprimorar a rigidez, reduzir a prensagem úmida para reduzir a ligação de fibra, equilibrar as propriedades de calandragem e superfície de folha, reduzir a calandragem ou nenhuma pós-calandragem ou usar revestimento de alto volume para reduzir o peso de revestimento. Os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica, adicionados na extremidade única em produção de papel, demonstra benéficos potenciais de aprimorar a voluminosidade de papel e manter as propriedades de resistência à tração e ZDT com pressão de carregamento de calandragem.
[0048] Em ainda outra modalidade, os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica e copolímeros podem ser usados em combinação com outros aditivos de modo a aprimorar as propriedades físicas de aplicação dos polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica ou polímeros de vinila. Os aditivos funcionais podem ser hidrofóbicos, catiônicos, aniônicos, anfotéricos, sintéticos não-iônicos, ou um polímero natural.
[0049] Por exemplo, os atuais polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica podem ser emulsificados com um tensoativo tal como um polietileno glicol de baixo peso molecular (menor do que cerca de 5.000 Daltons) éteres alquílicos de cadeia longa tais como PEGMO para formar emulsões estáveis com menor tamanho de partícula aprimorando desse modo as propriedades de maciez e dispersão de produtos de papel. As polivinilaminas modificadas de modo hidrofóbico também podem ser mescladas com amaciantes comerciais ou removedores de fixador que incluem amaciantes de bis-amida, removedores de fixador de imidazolina, ou ésteres quaternários, incluindo os amaciantes e removedores de fixador comercialmente disponíveis junto à Solenis Inc. (Wilmington, Delaware), Evonik Inc. (Essen, Alemanha), Nalco Inc. (Naperville, Illinois), ou conforme descrito no Documento de Patente n° U.S. 6.458.343. Os aditivos funcionais podem ser mesclados entre si com os polímeros de vinilamina hidrofóbica da presente invenção para formar uma composição mesclada antes do uso, ou os mesmos podem ser aplicados sequencialmente antes ou depois da aplicação dos atuais polímeros de vinilamina hidrofóbica. São particularmente preferenciais os tensoativos que rendem uma formulação estável sem afetar de modo adverso o desempenho dos polímeros que contêm vinilamina modificada de modo hidrofóbico da presente invenção.
[0050] Em algumas modalidades, os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica descritos acima podem ser adicionados ao sistema de produção de papel em qualquer estágio, mas preferencialmente na extremidade única. As atuais composições de vinilamina hidrofóbica também podem ser aplicadas a papel por meio de tratamento de superfície no processo de produção de papel. As atuais composições de vinilamina hidrofóbica também podem ser adicionadas ao sistema de produção de papel como uma dispersão em uma solução de sal aquosa, uma solução ou dispersão em conjunto com um tensoativo, ou outra solução, através da água é o solvente primário. Exemplos de solventes carreadores incluem, porém, sem limitação, solventes solúveis em água tais como etileno glicol e propileno glicol.
[0051] A quantidade eficaz dos polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica adicionada ao sistema de produção de papel depende de várias variáveis, incluindo, porém, sem limitação, os aditivos químicos no estágio de crepagem na produção de papel e outros aditivos usados em química de água branca e condições de processo. Em geral, a quantidade de polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica usada em um processo de produção de papel pode variar de cerca de 0,01% de sólidos ativos a cerca de 5% de sólidos ativos em peso-base de polpa seca e pode ser de cerca de 0,05% de sólidos ativos a cerca de 1% de sólidos ativos e pode ser de cerca de 0,1% de sólidos ativos a cerca de 0,3% de sólidos ativos com base no peso da polpa seca.
[0052] Vantagens associadas com o atual processo de produção de papel em comparação com processos de produção de papel anteriores incluem uma capacidade para fornecer maciez de papel com nenhum efeito ou efeito limitado na resistência à tração ou estiramento do papel e uma capacidade de controlar contaminantes versus um mecanismo de dispersão. Os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica do atual processo também podem ser projetados para ter capacidade de dispersão de água aprimorada sem sacrificar o desempenho de aplicações de produção de papel da presente invenção.
[0053] A análise cromatográfica de exclusão de tamanho (SEC) foi realizada com uso de uma coluna Shodex KW-804 Protein com a temperatura de coluna definida a 40 °C. A fase móvel continha 70% de metanol e 30% água com sal de lítio definido em um pH de 4,8. Uma amostra do produto de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico da presente invenção foi dissolvido em uma concentração de 1,5 mg/ml na fase móvel e injetada na máquina. A taxa de fluxo foi definida em 1,0 ml por minuto. Amostras de poli(etileno glicol) (PEGMO) de diferentes pesos moleculares foram usadas como padrões.
[0054] O termo “sólidos ativos” usados para o polímero da presente composição no presente documento representa o peso total do polímero como uma porcentagem de uma solução de todos os monômeros e compostos de modificação usados para produzir o polímero em base de peso seco. O termo “porcentagem em mol” de um monômero em um polímero se refere à porcentagem de monômero específico presente no polímero como uma unidade de repetição. O termo “porcentagem em peso” ou “razão em peso” de um material usado na presente invenção representa a porcentagem ou a razão dos “sólidos ativos” desse material versus outros componentes.
[0055] Conforme usado no presente documento, o termo “papel” se refere a produtos de papel que incluem lenço de papel, toalhas de papel e cartão de papel.
[0056] A viscosidade Brookfield (BV) foi medida em um Viscômetro DV-II (Brookfield Viscosity Lab, Middleboro, MA) com uso de um fuso número 2 em uma velocidade de 30 RPM. A solução de reação foi preparada no teor de polímero ativo específico conforme observado nas Tabelas I, II e III. O fuso de viscosidade Brookfield foi cuidadosamente inserido na solução de modo a não capturar nenhuma bolha de ar e então rotacionada na velocidade mencionada acima por 3 minutos a 24 °C. As unidades são dadas em centipoise (cps).
[0057] As modalidades da invenção são definidas nos Exemplos a seguir. Deve- se observar que esses Exemplos são dados a título de ilustração somente. Desse modo, várias modificações da presente invenção adicionalmente a aquelas mostradas e descritas no presente documento será evidente aos elementos versados na técnica a partir da descrição precedente. Embora a invenção tenha sido descrita em referência a meios particulares, materiais e modalidades, deve-se entender que a invenção não é limitada às particularidades reveladas, e se estende a todos os equivalentes dentro do escopo das reivindicações anexas.
EXEMPLOS
[0058] Os exemplos a seguir demonstram que os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica e copolímeros de vinila da atual composição fornecidos intensificaram a maciez de papel e suavidade com nenhum efeito ou efeito limitado na resistência à secagem do papel, resistência à umidade, e propriedades de dispersão quando as composições são usadas como aditivos de extremidade úmida durante o processo de produção de papel. Esses exemplos e os dados apresentados abaixo ilustram melhor os benefícios da atual composição e não se destinam a ser limitadores.
[0059] EXEMPLO 1. Polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica preparados a partir de homopolímero de polivinilamina e dímero de ceteno de alquenila (polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900).
[0060] Uma solução agitada de polivinilamina (250 g) foi aquecida a 50 °C a 70 °C em um frasco de 500 ml foi ajustada para pH 9 a 11 por tratamento com hidróxido de sódio aquoso a 50%. Um dímero de ceteno de alquenila (Precis® 900, Solenis, e Wilmington, DE, E.U.A) foi adicionado em gotas por um período de 30 minutos a 90 minutos com agitação. As misturas resultantes foram agitadas a 50 °C a 70 °C por 2 a 4 horas, diluídas com água (20 g), resfriadas à temperatura ambiente e ajustada para pH 8 com ácido clorídrico concentrado para gerar uma solução branca e homogênea.
[0061] Os Exemplos de 1-1 a 1-12 foram preparados conforme descrito no Exemplo 1 acima com uso de diferentes razões em peso de Precis® 900 para polivinilamina.
[0062] Alternativamente, nos Exemplos de 1-13 a 1-21, anidrido acético foi usado para reagir com polivinilamina para mudar a densidade de carga catiônica do polímero e a reação foi conduzida antes ou depois da reação com Precis® 900. Nesses exemplos, anidrido acético foi adicionado em gotas à solução de polivinilamina por um período de tempo de 10 minutos a 20 minutos com agitação. O pH foi mantido em um pH 8 a 9 com uso de hidróxido de sódio aquoso a 50%. Após a adição da solução de hidróxido de sódio, as misturas de reação foram agitadas a 50 °C a 70 °C por 1 hora, e então o pH foi ajustado para 9 a 11 por tratamento com hidróxido de sódio aquoso a 50%. As misturas foram então aquecidas a 50 °C a 70 °C e reagidas com dímero de ceteno de alquenila. Os Exemplos de 1-13 a 1-21 foram preparados conforme descrito acima com uso de diferentes razões em peso de Precis® 900 para polivinilamina e diferentes níveis de anidrido acético.
[0063] Um tensoativo PEGMO não iônico (por exemplo, Polietileno glicol (400 MW) mono-oleato, disponível junto à Manufacturers Chemicals, Cleveland, TN,) foi adicionado como um agente de dispersão e/ou um estabilizante no procedimento igual ao mostrado no Exemplo 1 para produzir os produtos hidrofóbicos da presente invenção. Tipicamente, PEGMO foi misturado com Precis® 900 e a mistura resultante foi adicionada em gotas à solução de polivinilamina a 50 °C a 70 °C por um intervalo de tempo de 10 a 20 minutos em pH 9 a 11, que foi mantido adicionando-se uma quantidade apropriada de hidróxido de sódio aquoso a 50%. Após a adição do hidróxido de sódio, as misturas foram agitadas a 70 °C por 2 a 4 horas. As misturas foram diluídas com água conforme necessário, resfriado à temperatura ambiente e o pH foi ajustado com ácido clorídrico concentrado a um pH de 6 a 8 resultando em uma solução branca e homogênea. Os Exemplos 1-3-1, 1-6-1, 1-5-1, 1-3-2 e Exemplo 1-62 foram preparados conforme descrito acima com uso de diferentes razões em peso de Precis® 900 para polivinilamina na presença de nível diferente de PEGMO. Tabela I. Polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900
Figure img0003
Figure img0004
[0064] Os Exemplos de 1-23 a 1-31 foram preparados conforme descrito no Exemplo 1, com uso de diferentes razões em peso de éter de alquilglicidila para polivinilamina ou polivinilamina acetilada. Tabela II. Polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com alquilglicidila
Figure img0005
Hage® 16 e 2-EHGE® são os éteres de alquilglicidila da SaChem Inc. Epodil® 748 (C12) é da Air Products Inc.
[0065] EXEMPLO 2. Álcool de (poli)vinilamina-co-vinílico hidrofóbica preparado reagindo-se (vinilamina-co-álcool vinílico) com anidrido succínico de alquenila ou dímero de ceteno de alquenila
[0066] Uma solução de álcool de (poli)vinilamina-co-vinílico (25 gramas de 20/80 álcool de vinilamina/vinílico ativo, Selvol® CW 5150 da SEKISUI) foi adicionada a 390 gramas água em 65 °C em um frasco de 500 ml e agitada por 2 horas. O pH da mistura resultante foi ajustado para 10 com hidróxido de sódio aquoso a 50%. À essa solução, foi adicionado anidrido succínico de alquenila (Prequel® 2000C, Solenis, LLC, Wilmington, DE, E.U.A) em gotas por um período de tempo de 20 minutos com agitação constante enquanto mantém um pH de 9,8 adicionando-se uma solução aquosa a 50% de hidróxido de sódio à mistura. A mistura resultante foi agitada a 65 °C por 2,5 horas, diluída com água (200 g), resfriada à temperatura ambiente e ajustada para pH 8,5 com ácido clorídrico concentrado para gerar uma solução semitransparente ou transparente com um teor de sólido total de cerca de 6% a cerca de 10%.
[0067] Os Exemplos 2-1 a 2-5 da Tabela III, foram preparados conforme descrito no Exemplo 2 acima, com uso de Prequel® 2000C como o hidrófobo em diferentes razões em peso de Prequel® 2000C para poli(vinilamina-co-álcool vinílico). Os Exemplos 2-6 a 2-11 da Tabela III, foram preparados conforme descrito acima com uso de Precis® 900 como o hidrófobo em diferentes razões de Prequel® 2000C para poli(vinilamina-co-álcool vinílico). As composições resultantes são transparentes ou semitransparentes em solução e são estáveis em armazenamento. Tabela III. Álcool de (poli)vinilamina-co-vinílico modificado de modo hidrofóbico
Figure img0006
[0068] EXEMPLO 3. O produto Hoffman hidrofóbico preparado reagindo-se um produto que contém vinilamina Hoffmann com anidrido succínico de alquenila ou dímero de ceteno de alquenila.
[0069] Uma solução agitada de produto Hoffmann (100 g, 8,5% ativo, Floret® HF92 AC da SNF, que contém 48% em mol de unidades de vinilamina) foi diluída com água (100 g) e ajustada para pH 10 por tratamento com hidróxido de sódio aquoso a 50%. À essa solução foi adicionada uma quantidade especificada de dímero de ceteno de alquenila (Precis® 900, Solenis, e Wilmington, DE, E.U.A) ou anidrido succínico de alquenila (Prequel® 2000C, Solenis, e Wilmington, DE, E.U.A) em gotas por um período de tempo de 60 minutos com agitação a 50 °C a 70 °C. A mistura resultante foi agitada em uma temperatura de 50 °C a 70 °C para 6 horas enquanto mantém o pH a 9-10 com hidróxido de sódio aquoso a 50%. O produto resultante foi resfriado à temperatura ambiente e ajustado para pH 8 com ácido clorídrico concentrado para gerar o produto modificado de modo hidrofóbico final.
[0070] Os Exemplos 3-1 a 3-4 da Tabela IV, foram preparados conforme descrito no Exemplo 3 acima, com uso de diferentes hidrófobos reativos em razões em moles de hidrófobo ao teor de vinilamina no polímero. Tabela IV. Produto Hoffmann que contém vinilamina hidrofóbica
Figure img0007
EXEMPLO 4. Polímeros de poliacrilamida que contêm vinilamina hidrofóbica.
[0071] Uma solução de hidrofóbico polivinilamina (15 g de ativo para o Exemplo 44) foi preparada com uso dos procedimentos conforme descrito no Exemplo 1, Exemplo 2 ou Exemplo 3. O pH do hidrofóbico polivinilamina foi ajustado para 3,6 adicionando-se uma solução de 37% de ácido clorídrico sob agitação e purgado com gás nitrogênio por 30 minutos. Solução de hepta-hidrato de sulfato ferroso (0,35 g, 1%) foi adicionada e a temperatura da solução resultante aumentou para 60 °C. Uma solução de acrilamida (35 g sólidos ativos) foi adicionada em gotas por 60 minutos sob agitação enquanto adiciona simultaneamente 16,5 g de solução de peróxido de hidrogênio (2,5%) por um período de tempo de 90 minutos. A reação foi mantida a 60 °C a 65 °C por 1 hora depois que a adição de peróxido de hidrogênio foi concluída. Uma solução de metabissulfeto de sódio (2 ml, 5%) foi adicionada ao final da reação, e a mistura resultante foi então resfriada à temperatura ambiente e pH ajustado para 7,0 com uso de hidróxido de sódio (50% em peso) para gerar um produto de hidrofóbico que têm sólidos ativos na faixa de 8% a 24%.
[0072] Os Exemplos de 4-1 e 4-12 foram preparados com uso de um procedimento similar conforme usado no Exemplo 4, os polímeros modificados de modo hidrofóbico com Precis® 900 no Exemplo 1 foram como polímeros de base, e o ativo de acrilamida (AM) como porcentagem nos produtos foi em níveis diferentes. Tabela V. Polímeros de poliacrilamida que contém vinilamina de dímero de ceteno de alquila
Figure img0008
Figure img0009
[0073] Os Exemplos de 4-13 e 4-24 foram preparados com uso do mesmo procedimento conforme descrito no Exemplo 4. Os polímeros que contêm vinilamina acetilada modificados de modo hidrofóbico com Precis® 900 no Exemplo 1, foram usados como polímeros de base, e o ativo de acrilamida (AM) como porcentagem nas composições são listados na Tabela VI. Tabela VI. Polímeros de poliacrilamida que contém vinilamina acetilada modificada de modo hidrofóbico de dímero de ceteno de alquila
Figure img0010
[0074] Os Exemplos 4-24 e 4-36 (Tabelas VI e VII), foram preparados com uso do mesmo procedimento conforme descrito no Exemplo 4. Os polímeros que contêm vinilamina modificada de modo hidrofóbico com éter de alquilglicidila no Exemplo 1, foram usados como o polímero de base com diferentes níveis de ativo de acrilamida (AM) como porcentagem para a polimerização conforme indicado nas Tabelas VI e VII. Tabela VII. Polímeros de poliacrilamida que contêm vinilamina modificados de modo hidrofóbico com éter de alquilglicidila
Figure img0011
[0075] Os Exemplos de 4-37 e 4-41 foram preparados com uso do mesmo procedimento conforme descrito no Exemplo 4. Os polímeros que contêm vinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 com PEGMO no Exemplo 1, foram usados como polímeros de base, e o ativo de acrilamida (AM) como porcentagem nos produtos estava em diferentes níveis (consultar a Tabela IX). Tabela IX. Polímeros de poliacrilamida que contém vinilamina acetilada modificada de modo hidrofóbico de dímero de ceteno de alquila
Figure img0012
[0076] EXEMPLO 5. Processo alternativo para produzir hidrofóbico polímeros de poliacrilamida que contêm vinilamina.
[0077] Exemplo 5, representa um procedimento de reação de one pot para produzir os atuais polímeros de vinila. Uma solução de polivinilamina como o polímero de base para a polimerização foi adicionada a um frasco de reação, agitado e o pH ajustado para 3,6 por adição em gotas de uma solução de ácido clorídrico a 37% ao frasco. Uma solução de acrilamida foi adicionada à solução com agitação e purgada com gás nitrogênio por 30 minutos. Solução de sulfato ferroso (300 ppm com base em acrilamida) foi adicionada à solução purgada e a temperatura foi ajustada para 65 °C. Uma solução de peróxido de hidrogênio (0,5% em p/p com base em acrilamida) foi adicionado em gotas a isso por 120 minutos. A reação foi mantida a 70 °C para 60 minutos depois que a adição de peróxido de hidrogênio foi concluída. A solução de reação foi então resfriada à temperatura ambiente e o pH ajustado para 5,0 com uso de hidróxido de sódio (50%) para gerar o produto como sólidos ativos na faixa de 6% a 18%. Devido à natureza hexotérmica de polimerização de acrilamida, esse procedimento de reação one pot funciona melhor para síntese dos polímeros que contém mais do que 50% de polímero que contém vinilamina hidrofóbica de base.
[0078] EXEMPLO 6. A avaliação de polímeros catiônicos que contém vinilamina hidrofóbica como amaciantes de papel em aplicações de produção de papel.
[0079] A maciez medida pelo instrumento Handle of Meter (H-o-M), as propriedades de coeficiente de atrito, dimensionamento de gota d'água e resistência à tração de folhas de papel produzidas com os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica dos exemplos acima foram comparados com as propriedades de folha de papel plana produzida com uma amaciante de referência imidazolina (Prosoft® TQ218A, da Solenis, Wilmington, DE, E.U.A) em dosagens de ativo iguais.
[0080] O papel foi produzido com uso de uma máquina de produção de papel localizada em 500 Hercules Rd., Wilmington DE. A polpa de papel foi de 70% de kraft alvejado de madeira dura Quinessec e 30% de madeira macia Rayoner refinada separadamente com uso de refinador de mesa dupla Andritz a 500 ml de CSF freeness e então misturada para produzir uma polpa com 100 ppm de dureza e 50 ppm de alcalinidade. O pH de sistema foi 7,0 com a temperatura de estoque a 50 °C. O pesobase foi tanto de 11,33 kg (25 lbs.) por 914,4 m2 (3.000 pés2) como 7,25 kg (16 lbs.) por 914,4 m2 (3.000 pés2). Os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica usados nos Exemplos 1-4 e Prosoft® TQ218A, foram adicionados como amaciantes à extremidade úmida da máquina de produção de papel em um nível de 0,3% em peso de polímero ativo versus polpa de papel de peso seco. As propriedades de tração seca (Método de Teste TAPPI T494, om-01) e tração úmida foram determinadas. A H-o-M, coeficiente de atrito, dimensionamento de gota d'água e resistência à tração das folhas de papel planas (não crepada) produzidas com as polivinilaminas hidrofóbicas atuais foram comparadas com o papel produzido com Prosoft® TQ218A. Os resultados mostrados na Tabela X são expressos em uma base de porcentagem versus a do bloco bruto. Tabela X. maciez de H-o-M, coeficiente de atrito e resistência à tração da folha de papel produzida com Hercobond® 6363 modificado de modo hidrofóbico com Precis 900
Figure img0013
Figure img0014
[0081] Os resultados indicaram que adicionar 100% em peso de Precis® 900 a Hercobond® 6363 ou Hercobond® 6363 acetilado por meio de reação de amidação gerou boa redução no valor COF quando comparado com o Prosoft® TQ218A de teste de desempenho, enquanto que, ao mesmo tempo, exibiu resistência à tensão mais alta (consultar os Exemplos 6-1 a 6-8 na Tabela IX). As folhas de papel planas produzidas com PVAm modificada de modo hidrofóbico tinham valor de Handle-of- Meter comparável ou menor do que este do papel plano produzido com Prosoft® TQ218A (Exemplos 6-7 a 6-8), o que indica folhas de papel mais macias. Quando a amina primária de PVAm foi parcialmente bloqueada por meio de acetilação, os produtos geraram resistência à umidade reduzida e efeito de dimensionamento de água reduzido da folha de papel. Tabela XI. Maciez H-o-M, coeficiente de atrito e resistência à tensão da folha de papel produzida com os polímeros catiônicos hidrofóbicos da presente invenção
Figure img0015
[0082] Os Exemplos 6-9 a 6-10, Tabela XI, demonstram o valor de H-o-M reduzido de polivinilamina hidrofóbica (folhas de papel mais macias), COF menor e tensão a seco maior em comparação com Prosoft® TQ218A. Os produtos geraram dimensionamento de gota d’água menor do que Prosoft® TQ218A, indicando melhor dispersibilidade das folhas de papel. Tabela XII. Maciez H-o-M, coeficiente de atrito e resistência à tensão da folha de papel produzida com os polímeros catiônicos hidrofóbicos da presente invenção
Figure img0016
Figure img0017
[0083] Os Exemplos 6-12 a 6-19 da Tabela XII demonstram adicionalmente que os polímeros de acrilamida dos polímeros que contêm vinilamina modificada de modo hidrofóbico (consultar o Exemplo 4) reduziram o valor de H-o-M (folhas de papel mais macios), tiveram COF menor e tensão a seco maior em relação ao bloco bruto e forneceram resistência à tensão aprimorada. Os produtos geraram dimensionamento de gota d’água comparável às folhas de papel versus este do Prosoft® TQ218A.
[0084] EXEMPLO 7. Preparação de Emulsões Amaciantes Contendo Vinilamina Modificada de Modo Hidrofóbico e Mesclas de Tensoativo Não Iônico/Amaciante.
[0085] Os amaciantes contendo vinilamina modificada de modo hidrofóbico listados na Tabela XII foram emulsificados com uso do método a seguir. Uma amostra de 50 g do amaciante (uma dispersão com 10% de sólidos em água) foi aquecida até 65 °C em um forno. A amostra aquecida foi então carregada em uma jarra misturadora aquecida (70 °C) juntamente com 50 g de água quente (70 °C). A mistura quente foi imediatamente mesclada em “alto” por 90 segundos. Se necessário, o pH da emulsão foi ajustado com H2SO4 ou NaCO3 diluído após a mesclagem (pH alvo de cerca de 7 a 8). A emulsão (5% de sólidos) foi deixada resfriar até a temperatura ambiente antes da adição ao lenço de papel formado.
[0086] O método descrito no Exemplo 7 foi usado para preparar as mesclas de amaciante/tensoativo não iônico listadas na Tabela XII. Uma amostra de 30 g do amaciante (uma emulsão com 10% de sólidos em água) foi aquecida até 65 °C em um forno. A amostra aquecida foi, então, carregada em uma jarra misturadora aquecida (70 °C) juntamente com 68 gramas de água quente (70 °C) e 2 g do tensoativo não iônico desejado (por exemplo, Huntsman Surfonic® L24-12 para as mesclas de 60:40). A mistura quente foi imediatamente mesclada em “alto” por 90 segundos. Se necessário, o pH da emulsão foi ajustado com H2SO4 ou NaCO3 diluído após a mesclagem (pH alvo de cerca de 7 a 8). A emulsão (5% de sólidos totais) foi deixada resfriar até a temperatura ambiente antes da adição ao lenço de papel formado.
[0087] EXEMPLO 8. Adição de Superfície de Emulsões Amaciantes Contendo Vinilamina Hidrofóbica e Mesclas de Tensoativo Não Iônico/Amaciante.
[0088] Rolos de papel higiênico crepado tiveram a superfície tratada com os amaciantes contendo vinilamina hidrofóbica com uso de uma prensa de impressão offset Little Giant Speedy Label Maker (consultar a Figura 1, Sohn Manufacturing Inc. Elkhart Lake, Wisconsin). Um lenço de papel de folha única disponível junto à Office Depot foi usado para as avaliações (lenço Marcal, rolo contínuo, 15 g/m2 de peso base).
[0089] A quantidade de amaciante adicionada ao lenço foi controlada ajustando- se a % de sólidos ativos da emulsão de polivinilamina hidrofóbica. A % de sólidos ativos da emulsão foi selecionada com base na % de “aumento” de umidade do lenço na prensa offset e no nível de adição de amaciante desejado. O aumento de umidade foi calculado com uso da diferença no peso seco do lenço antes da impressão e o peso úmido do lenço após a impressão. Por exemplo, uma emulsão com 2,5% de sólidos a um aumento de umidade de 10% proporcionou um nível de adição de amaciante de 0,25% ou 5 libras (2,27 kg) por tonelada (ppt) de lenço tratado. O lenço tratado com amaciante foi seco por 30 minutos a 80 °C, então, deixada em equilíbrio a 50% de umidade relativa e 72 °C antes do teste.
[0090] EXEMPLO 9. Avaliação de Emulsões Amaciantes de Polivinilamina Modificada de Modo Hidrofóbico com Precis® 900 e Mesclas de Amaciante/Tensoativo Não Iônico - Adição de Superfície.
[0091] Três amaciantes de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 foram testados com uso do método de adição de superfície descrito no Exemplo 8. Os amaciantes foram produzidos a razões de Precis® 900: polivinilamina de: 0,25:1, 0,5:1 e 1:1 com uso do método descrito no Exemplo 1. Cada um dos três amaciantes foi testado “tal como é” e como uma mescla de 60:40 e como uma de 20:80 com Mono-oleato de polietilenoglicol (400 MW), um amaciante de tecido comercial disponível junto à Manufacturers Chemicals, Cleveland, TN. As emulsões da polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 e mesclas de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900/tensoativo não iônico foram produzidas com uso dos métodos descritos no Exemplo 7. A quantidade total de amaciante de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900/nível de adição de PEGMO foi fixado a 0,25% para a mescla “tal como é” e as mesclas de PEGMO. A resistência à tensão na direção da máquina (MD) (MTS System-5 Testing Machine) e a maciez Handle-o-Meter (H-o-M, Thwing-Albert Instrument Company - Modelo no 211-300) foram usadas como medidas de desempenho de amaciante. Métodos Tappi padrão foram usados para ambos os testes: resistência à tensão (T- 494) e maciez H-o-M (T-498).
[0092] ProSoft® TQ218A (um amaciante de tecido comercial disponível junto à Solenis Inc., Wilmington, DE) e PEGMO foram avaliados como controles de amaciante comercial. Os controles de amaciante foram testados para ajudar a quantificar os benefícios dos amaciantes de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico Precis® 900. Ambos os controles foram testados no nível de adição de 0,25%. Uma amostra de lenço tratado com água foi também testada como “Bloco bruto”.
[0093] Os resultados do teste de resistência à tensão MD e maciez H-o-M de um lenço com superfície tratada são mostrados na Tabela XII. Os controles de ProSoft® TQ218A e PEGMO proporcionaram os aprimoramentos esperados na maciez H-o-M (versus o “Bloco bruto” tratado com água, um valor H-o-M menor implica um lenço mais macio). Os controles de ProSoft® TQ218A e PEGMO, entretanto, tiveram um efeito negativo na resistência à tensão (versus “Bloco bruto” tratado com água). Embora maciez aprimorada tenha sido obtida com os controles, houve também uma redução na resistência à tensão.
[0094] Todos os três amaciantes de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 proporcionaram “equilíbrios” aprimorados de maciez H-o-M e resistência à tensão. Os amaciantes de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 de 0,25:1 e 0,5:1 proporcionaram um lenço com superfície tratada que era mais macio (valor H-o-M menor) e mais forte (resistência à tensão maior) do que o “Bloco bruto” não tratado. O amaciante de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 de 1:1 proporcionou um lenço tratado que foi tão macio quanto os controles de ProSoft® TQ218A e PEGMO, mas em uma resistência à tensão significativamente maior. A relação aprimorada entre a maciez e a resistência à tensão do lenço obtida com amaciantes de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 é mostrada graficamente na Figura 2.
[0095] As mesclas de 60:40 e 20:80 dos amaciantes de polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 e PEGMO mostradas na Tabela XIII também produziram lenço papel com superfície tratada com equilíbrios aprimorados de maciez H-o-M e resistência à tensão. Em geral, o lenço papel tratado com mesclas de PEGMO e polivinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 foi tão macio quanto o lenço papel tratado com os controles de amaciante comercial ProSoft® TQ218A e PEGMO e teve uma resistência à tensão significativamente maior. Tabela XIII. Polivinilamina Modificada de Modo Hidrofóbico com Precis® 900 Impressa em Lenço - com/sem PEGMO - Adição de Superfície - Maciez H-o-M e Resistência à Tensão
Figure img0018
Figure img0019
[0096] EXEMPLO 10. Avaliação de um Amaciante de Poliacrilamida Contendo Vinilamina Modificada de Modo Hidrofóbico com Precis® 900 e Mesclas de Amaciante/Tensoativo não Iônico - Adição de Superfície.
[0097] Uma emulsão de um amaciante de poliacrilamida contendo vinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 (Exemplo 4-3) foi produzida com uso do método descrito no Exemplo 7. A emulsão amaciante foi avaliada com uso do método de adição de superfície descrito no Exemplo 8. A emulsão de poliacrilamida contendo vinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900 foi testada “tal como é” e coemulsificada com PEGMO (mescla de 7:3). Conforme pode ser visto na Tabela XIV, a quantidade total de poliacrilamida contendo vinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900/PEGMO foi fixada a 0,25% para a mescla “tal como é” e a de PEGMO.
[0098] Três controles foram também avaliados. PEGMO foi avaliado como um controle de amaciante comercial. Uma amostra não modificada da poliacrilamida contendo vinilamina foi avaliada como um controle de resistência à secagem (produzido com uso do método descrito no Exemplo 4, mas sem a adição de Precis® 900). Adicionalmente, a poliacrilamida contendo vinilamina não modificada foi testada como uma mescla de polímero:PEGMO de 7:3. Todos os três controles foram testados em um nível de adição de 0,25%. Uma amostra de lenço tratado com água foi testado como um “Bloco bruto”. A resistência à tensão na direção da máquina (MD) e a maciez H-o-M foram usadas como medidas do desempenho de amaciante.
[0099] Os resultados do teste de resistência à tensão MD e maciez H-o-M de um lenço com superfície tratada são mostrados na Tabela XIII e na Figura 3. O controle de amaciante de PEGMO proporcionou o aprimoramento esperado na maciez H-o-M (versus o “Bloco bruto” tratado com água, um valor H-o-M menor implica um lenço mais macio). O controle de PEGMO, entretanto, teve um efeito negativo na resistência à tensão (versus “Bloco bruto” tratado com água). Embora a maciez aprimorada tenha sido obtida adicionando-se PEGMO à composição, a adição veio às custas da resistência à tensão reduzida. O controle de resistência à secagem de poliacrilamida contendo vinilamina não modificada aumentou a resistência à tensão do lenço papel, mas reduziu uma maciez do lenço papel tratado (valor H-o-M maior do que o “Bloco bruto”). A mescla de poliacrilamida contendo vinilamina não modificada/PEGMO aprimorou uma maciez do lenço tratado, mas resultou em resistência à tensão reduzida.
[0100] O amaciante de poliacrilamida contendo vinilamina modificada de modo hidrofóbico com Precis® 900, e a mescla de PEGMO correspondente proporcionou “equilíbrios” aprimorados de maciez H-o-M e resistência à tensão. Ambos proporcionaram lenço com superfície tratada que foi mais macio (valor H-o-M menor) e mais forte (resistência à tensão maior) do que o “Bloco bruto” não tratado. Tabela XIV. Polímeros de Poliacrilamida Contendo Vinilamina Modificada de Modo Hidrofóbico com Precis® 900 - com/sem PEGMO - Adição de Superfície - Maciez H-o-M e Resistência à Tensão
Figure img0020
[0101] EXEMPLO 11. Avaliação de Amaciantes de Copolímero de Vinilamina- Álcool vinílico Modificado de Modo Hidrofóbico com Precis® 900 e Anidrido Alquenil Succínico (ASA) e Mesclas de Amaciante/Tensoativo não Iônico - Adição de Superfície.
[0102] As emulsões de amaciantes de copolímero de vinilamina-álcool vinílico modificado de modo hidrofóbico com Precis® 900 (Exemplo 2-9) e ASA (Exemplo 24) foram produzidas com uso do método descrito no Exemplo 7. As emulsões amaciantes foram avaliadas com uso do método de adição de superfície descrito no Exemplo 8. A emulsão de poli(vinilamina-co-álcool vinílico) modificado de modo hidrofóbico com Precis® 900 foi testada “tal como é” e coemulsificada com PEGMO (mescla de 7:3). O nível de adição de amaciante/PEGMO e amaciante total foi fixado a 0,25 para as emulsões de amaciante “tal como é” e a mescla de PEGMO.
[0103] Dois controles comerciais foram testados para quantificar os benefícios dos amaciantes de poli(vinilamina-co-álcool vinílico) modificado de modo hidrofóbico com Precis 900 e ASA. ProSoft® TQ218A foi avaliado como um controle de amaciante comercial. Adicionalmente, uma amostra não modificada do poli(vinilamina-co-álcool vinílico) (Sekisui Inc.) foi avaliada como um controle de resistência à secagem. Ambos os controles foram testados a um nível de adição de 0,25%. Uma amostra de lenço tratado com água foi testado como um “Bloco bruto”. A resistência à tensão MD e a maciez H-o-M foram usadas como medidas do desempenho de amaciante.
[0104] Os resultados do teste de resistência à tensão MD e maciez H-o-M de um lenço com superfície tratada são mostrados na Tabela XIV e na Figura 4. O controle de amaciante ProSoft® TQ218A proporcionou o aprimoramento esperado na maciez H-o-M (versus o “Bloco bruto” tratado com água, um valor H-o-M menor implica um lenço mais macio). O controle de ProSoft® TQ218A, entretanto, teve um efeito negativo na resistência à tensão (versus “bloco bruto” tratado com água). Embora maciez aprimorada tenha sido obtida adicionando-se ProSoft® TQ218A, houve também uma redução de resistência à tensão. O controle de resistência à secagem de copolímero de vinilamina-álcool vinílico não modificado aumentou a resistência à tensão do lenço, mas reduziu uma maciez (valor H-o-M maior quando comparado com o “Bloco bruto”).
[0105] Os amaciantes de copolímero de vinilamina-álcool vinílico modificado de modo hidrofóbico com Precis® 900 e ASA e a mescla de PEGMO de copolímero de vinilamina-álcool vinílico modificado de modo hidrofóbico com Precis® 900 proporcionaram os “equilíbrios” aprimorados de maciez Handle-o-Meter e resistência à tensão. Todos os três proporcionaram um lenço com superfície tratada que era mais macio (valor H-o-M menor) e tão forte quanto o “Bloco bruto” não tratado. Tabela XV. Polímero de Poli(vinilamina-co-álcool vinílico) Modificado de Modo Hidrofóbico com Precis® 900 e ASA - com/sem PEGMO - Adição de Superfície - Maciez H-o-M e Resistência à Tensão
Figure img0021
[0106] EXEMPLO 12. Avaliação de polímeros catiônico contendo vinilamina hidrofóbica para aprimoramento de volume no grau de papel para escrita e impressão.
[0107] O volume de papel foi determinado pelo peso base e calibre, as propriedades de resistência à tração e ZDT de folhas de papel produzidas com os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica da presente invenção foram comparadas com as propriedades da folha de papel produzida com um amaciante de teste de desempenho imidazolina (Prosoft® TQ218A, junto à Solenis, Wilmington, DE, EUA) a dosagens ativas iguais.
[0108] O papel foi produzido com uso de uma máquina de produção de papel localizada em 500 Hercules Rd., Wilmington DE. A polpa de papel foi de 70% de kraft alvejado de madeira dura Quinessec e 30% de madeira macia Rayoner refinada separadamente com uso de refinador de mesa dupla Andritz a 450 ml de CSF freeness e então misturada para produzir uma polpa com 100 ppm de dureza e 50 ppm de alcalinidade. O pH de sistema foi 7,5 com a temperatura de estoque a 50 °C. O peso base foi 22,68 quilogramas (50 libras) por 278,71 metros quadrados (3.000 pés quadrados). Os polímeros que contêm vinilamina hidrofóbica nos exemplos acima e Prosoft® TQ218A foram adicionados como amaciantes à extremidade úmida da máquina de produção de papel no nível de 0,1 a 0,4% em peso de polímero ativo versus polpa de papel seca. Stalok 300 (AE Staley, Decatur, IL) foi adicionado na entrada de bomba de estoque a 0,75%. Prequel 1000 (Solenis 0,08%, Wilmington, DE) e alume (0,25%) foram adicionados ao terceiro misturador e ao quarto misturador, respectivamente. A pressão de calandragem de pinça única foi definida a carregamentos de 0,28 MPa (40 psi). A tensão a seco (Método de Teste TAPPI T494, om-01) e ZDT foram determinados. As propriedades de volume e resistência das folhas de papel produzidas com os exemplos da presente invenção foram comparadas com estas produzidas com Prosoft® TQ218A e são expressas como % versus esta do Bloco bruto na Tabela XIIIV. Tabela XVI. Voluminosidade, resistência à tração e ZDT da folha de papel produzida com polímeros à base de vinilamina catiônicos hidrofóbicos em comparação a Prosoft® TQ218A EXEMPLOS Exemplos de produto da presente invenção Polímero catiônico hidrofóbico Dosagem (% vs fibra seca) Voluminosidade % GMT % ZDT %
Figure img0022
[0109] Exemplo 12-1 na Tabela XIIIV demonstrou voluminosidade de papel aumentado enquanto forneceu maior tração de GMT.
[0110] Exemplo 12-2 gerou maior aprimoramento de voluminosidade que Prosoft TQ218A (exemplo comparativo 6-2) e menos impacto negativo em resistência à tração de GMT e ZDT.
[0111] Os polímeros à base de vinilamina catiônicos hidrofóbicos da presente invenção foram também avaliados em combinação com polímeros aniônicos, nessa avaliação, o Hercobond® 2000 (disponível junto à Solenis, Wilmington, DE, E.U.A), para aprimoramento de impressão e gravação de voluminosidade de papel. O efeito daqueles polímeros em dimensionamento de papel foi avaliado com uso de máquina de dimensionamento de HST. Tabela XVII. Voluminosidade, tração, ZDT e HST de folhas de papel produzidas com polímeros à base de vinilamina catiônicos hidrofóbicos em comparação a Prosoft® TQ218A
Figure img0023
Figure img0024
[0112] Os resultados na Tabela XVII, demonstram voluminosidade aprimorada em cada um dos Exemplos 6-1, 6-2 e 12-3 a 12-7. Vários exemplos (Exemplo 12-3, 12-4, 12-6 e 12-7) mantiveram a maior parte de resistência de GTM enquanto a Prosoft® TQ218A de referência (Exemplo comparativo 6-2) reduziu a propriedade de resistência significativamente. Prosoft® TQ218A também reduziu o dimensionamento de HST para zero enquanto vários exemplos fornecidos aprimoraram o efeito de dimensionamento na folha de papel. A combinação de um polímero de hidrofóbico catiônico da presente invenção com Hercobond® 2000 (Exemplo 12-6) gerou maior resistência de GMT do que o polímero catiônico por si só (Exemplo 12-5). Resultados indicaram que Hercobond® 2000 aprimorou a propriedade de resistência com impacto mínimo na voluminosidade da folha de papel produzida com os polímeros que contêm vinilamina de cátion hidrofóbicos da presente invenção.
[0113] Embora as presentes composições, métodos de produção das composições e o uso dessas composições tenham sido descritos em relação às modalidades particulares dos mesmos, é evidente que inúmeras outras formas e modificações serão óbvias aos elementos versados na técnica. As reivindicações anexas devem ser consideradas a cobrir todas as tais formas óbvias e modificações que estão dentro do espírito verdadeiro e escopo da presente invenção.

Claims (10)

1. Composição de polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica caracterizada pelo fato de que compreende monômeros de vinila e unidades de repetição de vinilamina modificada de modo hidrofóbico que têm a fórmula (I):
Figure img0025
ou um grupo acetila ou um composto de alquilcarbonila α, β - insaturado reagido através de adição de Michael por vinilamina no polímero; Y é selecionado a partir do grupo que consiste em um hidroxila, ácido carboxílico e amida de ácido; S é uma unidade de repetição de cloreto de amônio de dialquildimetila polimerizada; X é selecionado a partir do grupo que consiste nas Fórmulas (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII) e (IX):
Figure img0026
em que R1 e R2, de modo idêntico ou diferente, são um grupo de cadeia linear, alifático ramificado, olefínico ou aromático, que tem até 22 átomos de carbono e até 4 ligações duplas, e em que as linhas pontilhadas são as ligações que conectam as unidades de repetição da Fórmula (I) com o grupo que consiste na Fórmula (II), (III), (IV), (V), (VI), (VII), (VIII) e (IX), e em que n é de 0% em mol a 99% em mol, m é de 0,1% em mol a 90% em mol, p é de 0% em mol a 98% em mol, e q é de 0% em mol a 50% em mol.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que R é um grupo acetila; X é selecionado a partir do grupo que consiste na Fórmula (III), (IV), e (V); em que R1 e R2, de modo idêntico ou diferente, são um grupo de cadeia linear, alifático ramificado, olefínico, ou aromático que tem até 22 átomos de carbono e até 4 ligações duplas; em que n é de 5% em mol a 40% em mol, m é de 60% em mol a 95% em mol, e p e q é 0% em mol.
3. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que R é hidrogênio; X é selecionado a partir do grupo que consiste na Fórmula (III), (IV), e (V); em que R1 e R2, de modo idêntico ou diferente, são um grupo de cadeia linear, alifático ramificado, olefínico, ou aromático que tem até 22 átomos de carbono e até 4 ligações duplas; em que n é de 0,5% em mol a 20% em mol, m é de 0,5 a 40% em mol, e p é de 50% em mol a 95% em mol.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o monômero de vinila é selecionado a partir do grupo que consiste em acrilamida, metacrilamida, acrilamida de t-butila, N-alquilacrilamida, N- alquilmetacrilamida, N-[cloreto de 3-(propil)trimetilamônio]acrilamida, N-[cloreto de 3- (propil)trimetilamônio]metacrilamida, acrilato de metila, acrilato de alquila, metacrilato de metila, metacrilato de alquila, acrilato de arila, metacrilatos de arila, cloreto de [2- (metacriloiloxi)etila]-trimetilamônio, N-[3-(dimetilamino)propil]acrilamida, N-[3- (dimetilamino)propil]metacrilamida, N-etilacrilamida, acrilato de 2-hidroxietila, acrilonitrila, vinilpiridina, 1-vinil-2-pirrolidinona, cloreto de amônio de acrilamidopropiltrimetila e combinações dos mesmos.
5. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a razão em mol do polímero de base da Fórmula (I) ao monômero de vinila é de 5:95 a 50:50.
6. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica compreende o polímero de base de Formula (I), em que n é de 10% em mol a 0% em mol, m é de 1% em mol a 90% em mol, p é 0% em mol, e q é 0% em mol; em que o monômero de vinila é acrilamida; e em que a razão em mol do polímero de base para acrilamida é de 5:90 a 50:50, ou de 10:90 a 30:70.
7. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um tensoativo em que o tensoativo é selecionado a partir do grupo que consiste em um polietileno glicol que tem um peso molecular de menos do que 5.000 Daltons, éteres alquílicos de cadeia longa tais como PEGMO (polietileno glicol (400 MW) mono-oleato), alcanolamidas, álcoois alcoxilados, óxidos de amina, aminas etoxiladas, amidas alcoxiladas, copolímeros de bloco EO-PO, polietileno glicol com cap de extremidades de éter de alquilglicidila, álcoois graxos alcoxilados, ésteres de ácido graxo alcoxilados, alquilarilalcoxilatos, derivados de sorbitano, ésteres de ácido graxo de poliglicerila, alquil(poli)glucosídeos, tensoativos à base de fluorocarbono, amaciantes e removedores de fixador, tais como amaciantes de bis-amida, removedores de fixador de imidazolina ou ésteres quaternários e combinações dos mesmos.
Figure img0027
8. Processo de preparação de um polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica contendo um polímero de base que tem a Fórmula (I),
Figure img0028
em que n, m, p, q, R, X, Y, e S são como definidos na reivindicação 1, um monômero de vinila e opcionalmente um tensoativo, caracterizado pelo fato de que compreende a etapa de (1) reagir uma solução ou dispersão aquosa de um polímero que contém vinilamina tendo um teor de sólidos ativos entre 1% e 50%, com um composto selecionado do grupo que consiste em um agente alquilante hidrofóbico C4 ou de cadeia de carbono mais longa e agente reativo de acilação; em que o pH da solução ou dispersão aquosa de polímero contendo vinilamina está na faixa de 6 a 12, uma temperatura de reação entre 5°C e 80°C, e reagiu por um período de tempo de 6 minutos a 8 horas..
9. Método de produção de papel caracterizado pelo fato de que que compreende: fornecer um polímero que contém vinilamina hidrofóbica como definido na reivindicação 1; tratar uma massa de papel ou folha formada de papel com o polímero que contém vinilamina hidrofóbica.
10. Papel caracterizado pelo fato de que é produzido com o uso das composições como definidas na reivindicação 1.
BR112020002070-2A 2017-07-31 2018-07-12 Composições de polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica, processo de preparação de polímero de vinila, método de produção de papel e papel BR112020002070B1 (pt)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762538859P 2017-07-31 2017-07-31
US62/538,859 2017-07-31
US16/032,775 2018-07-11
US16/032,775 US10618992B2 (en) 2017-07-31 2018-07-11 Hydrophobic vinylamine-containing polymer compositions and their use in papermaking applications
PCT/US2018/041751 WO2019027646A1 (en) 2017-07-31 2018-07-12 HYDROPHOBIC POLYMER COMPOSITIONS CONTAINING VINYLAMINE AND THEIR USE IN PAPERMAKING APPLICATIONS

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BR112020002070A2 BR112020002070A2 (pt) 2020-07-21
BR112020002070B1 true BR112020002070B1 (pt) 2023-05-16

Family

ID=65138195

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BR112020002070-2A BR112020002070B1 (pt) 2017-07-31 2018-07-12 Composições de polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica, processo de preparação de polímero de vinila, método de produção de papel e papel

Country Status (14)

Country Link
US (1) US10618992B2 (pt)
EP (1) EP3662109B1 (pt)
KR (1) KR20200037307A (pt)
CN (1) CN111183256B (pt)
AU (1) AU2018311573B2 (pt)
BR (1) BR112020002070B1 (pt)
CA (1) CA3071246A1 (pt)
CL (1) CL2020000277A1 (pt)
ES (1) ES2930417T3 (pt)
MX (1) MX2020001163A (pt)
PL (1) PL3662109T3 (pt)
RU (1) RU2771100C1 (pt)
TW (1) TWI791577B (pt)
WO (1) WO2019027646A1 (pt)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW201734278A (zh) * 2016-03-24 2017-10-01 金百利克拉克國際公司 包含軟化組成物之紙巾
US10794007B2 (en) 2016-03-24 2020-10-06 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Lotion treated through-air dried tissue
EP3455404B1 (en) * 2016-05-13 2024-05-15 Ecolab USA Inc. Tissue dust reduction

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4952656A (en) * 1986-10-01 1990-08-28 Air Products And Chemicals, Inc. Manufacture of high molecular weight poly(vinylamines)
US5324787A (en) * 1992-11-18 1994-06-28 Air Products And Chemicals, Inc. Modification of poly (vinylamine)
US5292441A (en) 1993-01-12 1994-03-08 Betz Laboratories, Inc. Quaternized polyvinylamine water clarification agents
CA2122956A1 (en) * 1993-05-07 1994-11-08 Daniel K. Chung Hydrophobic coagulants used as retention and drainage aids in papermaking processes
DE4409903A1 (de) 1994-03-23 1995-09-28 Basf Ag N-Vinyleinheiten enthaltende Pfropfpolymerisate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE19617983A1 (de) * 1996-05-06 1997-11-13 Basf Ag ß-Hydroxyalkylvinylamin-Einheiten enthaltende Polymerisate, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
US5994449A (en) 1997-01-23 1999-11-30 Hercules Incorporated Resin compositions for making wet and dry strength paper and their use as creping adhesives
DE10041211A1 (de) 2000-08-22 2002-03-07 Basf Ag Verwendung hydrophiler Pfropfcopolymere mit N-Vinylamin-und /oder offenkettigen n-Vinylamdeinheiten in kosmetischen Formulierungen
US6488812B2 (en) 2000-12-14 2002-12-03 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Soft tissue with improved lint and slough properties
US6673205B2 (en) 2001-05-10 2004-01-06 Fort James Corporation Use of hydrophobically modified polyaminamides with polyethylene glycol esters in paper products
DE10223279A1 (de) * 2002-05-24 2003-12-04 Basf Ag Hydrophob modifizierte Vinylamin- oder Ethylenimineinheiten enthaltende Polymere, Verfahren zur ihrer Herstellung und ihre Verwendung als Retentionsmittel
US6951598B2 (en) 2002-11-06 2005-10-04 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Hydrophobically modified cationic acrylate copolymer/polysiloxane blends and use in tissue
US7041197B2 (en) 2003-04-15 2006-05-09 Fort James Corporation Wet strength and softness enhancement of paper products
US7641766B2 (en) * 2004-01-26 2010-01-05 Nalco Company Method of using aldehyde-functionalized polymers to enhance paper machine dewatering
WO2006125892A1 (fr) * 2005-05-23 2006-11-30 Rhodia Recherches Et Technologies Copolymere a architecture controlee issu de monomeres vinyl phosphonate, son procede de preparation et ses utilisations
ATE550361T1 (de) * 2006-05-18 2012-04-15 Hercules Inc Michael-zusatzaddukte als zusatzstoffe für papier und papierherstellung
KR101507190B1 (ko) 2007-08-02 2015-03-30 허큘레스 인코포레이티드 제지에 있어서 첨가제로서의 개질된 비닐아민-함유 중합체
PL2331593T3 (pl) * 2008-09-22 2017-03-31 Solenis Technologies Cayman, L.P. Kompozycje mieszanki kopolimerowej do zastosowania do zwiększania zawartości wypełniacza w papierze
BRPI0921505B1 (pt) * 2008-11-18 2019-07-02 Solenis Technologies Cayman, L.P. Polímeros catiônicos solúveis em água, processos para preparação dos referidos polímeros, e composições compreendendo os mesmos
CA2736595C (en) * 2009-01-30 2015-04-14 Hercules Incorporated Quaternary vinylamine-containing polymers as additives in papermaking
FR2963939B1 (fr) * 2010-08-19 2013-11-15 Coatex Sas Utilisation en sauces de couchage papetieres de polymeres (meth)acryliques peignes amphiphiles et non hydrosolubles
ES2534566T3 (es) 2011-04-14 2015-04-24 Solenis Technologies Cayman, L.P. Proceso para producir un polímero que contiene una vinilamina acilada, y su aplicación como un aditivo en la fabricación del papel
BR112016023789B1 (pt) * 2014-04-16 2022-01-25 Solenis Technologies, L.P. Composição de copolímero de enxerto de um monômero de vinila e um polímero de base contendo vinilamina funcionalizado e processo de fabricação de uma composição de copolímero de enxerto

Also Published As

Publication number Publication date
MX2020001163A (es) 2020-03-24
US20190031802A1 (en) 2019-01-31
US10618992B2 (en) 2020-04-14
EP3662109A4 (en) 2021-04-21
CN111183256B (zh) 2022-07-29
EP3662109B1 (en) 2022-09-07
CN111183256A (zh) 2020-05-19
AU2018311573B2 (en) 2022-10-20
AU2018311573A1 (en) 2020-02-27
PL3662109T3 (pl) 2023-01-09
RU2771100C1 (ru) 2022-04-26
CA3071246A1 (en) 2019-02-07
ES2930417T3 (es) 2022-12-12
TWI791577B (zh) 2023-02-11
EP3662109A1 (en) 2020-06-10
TW201917140A (zh) 2019-05-01
WO2019027646A1 (en) 2019-02-07
KR20200037307A (ko) 2020-04-08
BR112020002070A2 (pt) 2020-07-21
CL2020000277A1 (es) 2020-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5925794B2 (ja) サイジングエマルジョン、サイジング増強方法、及び製造方法
RU2669629C2 (ru) Проклеивающая композиция, ее применение и способ изготовления бумаги, картона или аналогичного материала
JP5136862B2 (ja) 製紙用表面サイズ剤、製紙用表面サイズ剤を含有する塗工液ならびにこれらを用いて得られる紙
US10227731B2 (en) Emulsification of alkenyl succinic anhydride with an amine-containing homopolymer of copolymer
CN101363204B (zh) 细碎填料的含水浆、其制备方法以及它们在生产具有高填料含量和高干强度的纸张中的用途
BR112020002070B1 (pt) Composições de polímero de vinila que contém vinilamina hidrofóbica, processo de preparação de polímero de vinila, método de produção de papel e papel
US9783933B2 (en) Modified vinylamine-containing polymers and their use in papermaking
JP5704448B2 (ja) 板紙の製造方法
Yan et al. Synthesis of fiber crosslinking cationic latex and its effect on surface properties of paper
CN104153249A (zh) 一种纸张表面施胶剂及其制备方法
JP2017040021A (ja) ロジン系エマルジョンサイズ剤及び紙
CN112601860A (zh) 造纸用添加剂、纸及纸的制造方法
TW202223007A (zh) 耐油劑及耐油組成物
CN104153250A (zh) 一种纸张表面施胶剂及其制备方法
US9708771B2 (en) Aqueous emulsion of a sizing agent
WO2016058730A1 (de) Verfestigungszusammensetzung für papier und karton
JP4158190B2 (ja) 製紙用サイズ剤
JP4135068B2 (ja) 製紙用サイズ剤
JP2010144303A (ja) 塗工紙の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
B350 Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette]
B06W Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette]
B09A Decision: intention to grant [chapter 9.1 patent gazette]
B16A Patent or certificate of addition of invention granted [chapter 16.1 patent gazette]

Free format text: PRAZO DE VALIDADE: 20 (VINTE) ANOS CONTADOS A PARTIR DE 12/07/2018, OBSERVADAS AS CONDICOES LEGAIS