MXPA03010953A

MXPA03010953A - Composicion acuosa.

Info

Publication number: MXPA03010953A
Application number: MXPA03010953A
Authority: MX
Inventors: Sigman Michael
Original assignee: Akzo Nobel Nv
Priority date: 2001-06-12
Filing date: 2002-06-10
Publication date: 2004-11-22
Also published as: EP1395703B1; WO2002101145A1; ES2336769T3; PL207644B1; JP2005506398A; PT1395703E; BR0210338B1; KR20040003047A; AR034462A1; PL367830A1; BR0210338A; KR100573052B1; RU2277142C2; NO20035532D0; JP4190027B2; CN1255604C; RU2004100313A; CA2450235A1; CA2450235C; DE60234592D1

Abstract

La presente invencion se refiere a una composicion acuosa que comprende particulas polimericas, organicas, anionicas, y particulas basadas en silice, anionicas, coloidales. Las particulas polimericas, organicas, anionicas, se pueden obtener polimerizando uno o mas monomeros insaturados etilenicamente junto con uno o mas agentes polifuncionales de ramificacion y/o agentes polifuncionales de reticulacion. Las particulas polimericas, organicas, anionicas, y particulas basadas en silice, anionicas, coloidales, en la composicion acuosa, estan presentes en una cantidad de al menos 0.01% en peso en base al peso total de la composicion acuosa. La presente invencion se refiere ademas a un metodo para la preparacion de la composicion acuosa, utiliza la composicion acuosa y un proceso para la produccion de papel, en el cual la composicion acuosa se agrega a una suspension celulosica.

Description

COMPOSICIÓN ACUOSA CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se refiere a una composición acuosa que comprende partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y partículas basadas de sílice, aniónicas, coloidales, un método para la preparación de la composición, usos de la composición y un proceso para la producción de papel .

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN En la técnica de fabricación de papel, una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas, y los agentes de relleno y aditivos opcionales, mencionados como material de reserva, se alimenta en un eje principal que expulsa el material de reserva a un alambre de moldeo. Se drena el agua del material de reserva a través del alambre de moldeo de modo que se forme un tejido húmedo de papel en el alambre, el tejido de papel se desagua además en la sección de prensado, y se seca en la sección de secado de la máquina para papel. El desagüe y los auxiliares de retención se introducen convencionalmente en el material de reserva con el fin de facilitar el desagüe y para incrementar la adsorción de partículas finas en las fibras celulósicas de modo que las mismas se retengan con las fibras en el alambre. Las Patentes Norteamericanas Nos. 4,750,974 y 4,643,801 describen un aglomerante coacervado para su uso en un proceso para la fabricación de papel . Primero se agrega fécula catiónica de patata al proceso, luego se agrega una mezcla aniónica que comprende polímeros anionicos y sílice. La mezcla contiene 20:1 a 1:10 de polímeros anionicos con respecto al sílice. La Patente Norteamericana No. 6,083,997 describe nano-compuestos anionicos, que se preparan agregando un polielectrolito a una solución de silicato y luego combinándolos con ácido silícico. Los nano-compuestos exhiben una retención mejorada y un función de desagüe en los procesos para la fabricación de papel . La Patente Norteamericana No. 5,167,766 describe un proceso para la fabricación de papel en el cual una microperla de polímeros orgánicos, iónicos, se utiliza junto con un polímero orgánico, sintético, o polisacárido como auxiliares de retención y desagüe. Podría ser ventajoso hacer posible que se proporcionen auxiliares de desagüe y retención con un funcionamiento mejorado. También podría ser ventajoso hacer posible que se proporcionen auxiliares de retención y desagüe con buena estabilidad de almacenamiento. Además podría ser ventajoso hacer posible que se proporcione un proceso para la fabricación de papel con un funcionamiento mejorado de desagüe y/o retención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presente invención se proporciona una composición acuosa que comprende partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y partículas con base de sílice, aniónicas, coloidales. Las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, que se pueden obtener polimerizando uno o más monómeros insaturados etilénicamente junto con uno o más agentes polifuncionales de ramificación y/o agentes polifuncionales de reticulación. Las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y las partículas con base de sílice, aniónicas, coloidales, en la composición acuosa, están presentes en una cantidad de al menos 0.0.1% en peso en base al peso total de la composición acuosa. También, de conformidad con la presente invención, se proporciona un método para la preparación de la composición acuosa. Además se proporciona un proceso para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas, y opcionalmente agentes de relleno. El proceso comprende agregar a la suspensión de fibra un polímero catiónico y la composición acuosa.

También de acuerdo con la presente invención se proporcionan usos de la composición acuosa como agente de floculación, auxiliares de retención y desagüe. Se proporciona además un papel que se puede obtener mediante el proceso para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN De conformidad con la presenté invención se ha encontrado inesperadamente que el efecto mejorado de retención y/o desagüe en la fabricación de papel, se puede obtener utilizando partículas con base de sílice, aniónicas, coloidales, en combinación con partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas. El término "auxiliar de desagüe y retención", como se utiliza aquí, se refiere a uno o más componentes, los cuales cuando se agregan a una suspensión acuosa, celulósica, dan un mejor desagüe y/o retención del que se obtiene cuando no se agrega ninguno de dichos uno o más componentes . La composición acuosa de conformidad con la invención comprende partículas de polímeros, orgánicos, aniónicos, y partículas con base de sílice, aniónicas, coloidales. Las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, se puede obtener polimerizando uno o más monómeros aniónicos y opcionalmente uno o más monómeros no-iónicos capaces de formar homopolímeros o copolímeros . Los monómeros que forman las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, se pueden formar a parir de uno o más monómeros aniónicos tales como monómeros aniónicos, insaturados etilénicamente, seleccionados de ácidos (met) acrílicos, sulfonato de 2-acrilamido-2 -metilpropano, sulfoetil- (met) acrilato, ácido vinilsulfónico, ácidos sulfoalquil- (met) acrílicos, estírenos sulfonados, ácidos dicarboxílicos insaturados, ácidos maléicos u otros ácidos dibásicos, sulfoalquil- (met) acrilamidas, sales de dichos ácidos tales como sales alcalinas o de amonio y mezclas de las mismas . Las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, se pueden formar copolimerizando uno o más de los monómeros aniónicos, anteriores, con uno o más monómeros no-iónicos tales como (met) acrilamidas, N-alquilacrilamidas tales como N-metilacrilamida, N,W-dialquilacrilamidas tales como N,N-dimetilacrilamida, vinilacetato, alquil (me ) acrilatos tales como metilacrilato, metilmetacrilato, acrilonitrilo, N-vinilmetilacetamida, N-vinilmetilformamida, vinilacetato o mezclas de N-vinil-pirrolidona de cualquiera de los antes mencionados y similares. Los monómeros no-iónicos, insaturados etilénicamente, se pueden copolimerizar como se menciona anteriormente para producir copolímeros aniónicos, preferiblemente se copolimeriza la acrilamida con un monómero aniónico . Las partículas se pueden formar a partir de un polímero aniónico, ramificado y/o reticulado, de monómeros aniónicos solos o copolimerizados con monómeros no-iónicos. La polimerización de las partículas puede ocurrir utilizando un agente polifuncional de ramificación y/o un agente polifuncional de reticulación, opcionalmente en la presencia de un agente de transferencia en cadena. La polimerización de tales monómeros para formar partículas se conoce de las Patentes Norteamericanas Nos. 5,961,840, 5,919,882, 5,171,808 y 5,167,766. Los agentes útiles, polifuncionales, de reticulación o ramificación, comprenden compuestos que tienen ya sea al menos dos enlaces insaturados etilénicamente o al menos un enlace insaturado etilénicamente y al menos un grupo reactivo o al menos dos grupos reactivos . Los ejemplos de agentes adecuados que tienen al menos dos enlaces insaturados etilénicamente incluyen N,N-metilen-bis (met) acrilamida, di (met) acrilato de polietilenglicol, N-vinilacrilamida, divinilbenceno, sales de trialilamonio, N-metilalilacrilamida, y similares. Los ejemplos de agentes adecuados que tienen al menos un enlace insaturado etilénicamente y al menos un grupo reactivo, incluyen glicidil (met) acrilato, acroleína, metilolacrilamida y similares. Los ejemplos de agentes de ramificación o reticulación que tienen al menos dos grupos reactivos incluyen dialdehídos tales como compuestos de glioxal, epiclorohidrina, diepoxi y similares . Convenientemente se utiliza una modificación del peso molecular o agente de transferencia en cadena en la polimerización para controlar la estructura del polímero. Los agentes adecuados para la transferencia en cadena, que se pueden utilizar para producir las partículas, incluyen alcoholes, mercaptanos, tioácidos, fosfitos y sulfitos, tales como alcohol isopropílico e hipofosfito sódico, aunque se pueden emplear varios agentes diferentes de transferencia en cadena. El proceso de polimerización convenientemente comprende los pasos de: i) preparar una emulsión de monómeros agregando los monómeros contenidos en fase acuosa a un líquido hidrocarburo que contienen un tensioactivo adecuados o una mezcla de tensioactivos ; ii) formar una emulsión de monómeros inversos de pequeñas gotas acuosas dispersadas en una fase aceitosa; y iii) polimerizar los monómeros en las gotitas de emulsión mediante la polimerización con radicales libres.

La fase acuosa contiene monómeros aniónicos y/o monómeros no-iónicos junto con agentes de ramificación y/o reticulación. Preferiblemente las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, tienen un tamaño no dilatado, promedio de diámetro de partícula, de menos de alrededor de 750 nanómetros, preferiblemente menos de 500 ntn, más preferiblemente de alrededor de 25 hasta aproximadamente 300 nm. Los agentes polifuncionales de ramificación o reticulación preferiblemente se deben utilizar en cantidades suficientes para inducir la ramificación suficiente del producto polimérico y/o suficientes reticulaciones en el producto polimérico. Un contenido adecuado de los agentes polifuncionales de ramificación y/o reticulación, puede ser al menos de 4 partes molares por millón en base a las unidades monoméricas presentes en el polímero, se prefiere un contenido de agentes de aproximadamente 4 a 6000 partes molares por millón, se prefiere más de aproximadamente 20 hasta 4000, y se prefiere más de aproximadamente 50 a 2000 partes molares por millón. Las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, pueden contener de alrededor de 0 a aproximadamente 99 partes en peso de monómeros no-iónicos y de alrededor de 100 hasta aproximadamente 1 parte en peso de monómeros aniónicos en base al peso total de monómeros aniónicos y no-iónicos, preferiblemente de alrededor de 10 hasta aproximadamente 90 partes en peso de monómeros no-iónicos y desde alrededor de 90 hasta aproximadamente 10 partes en peso de monómeros aniónicos, más preferiblemente de alrededor de 20 hasta aproximadamente 80 partes en peso de monómeros no-iónicos y desde alrededor de 80 hasta agente polifuncional 20 partes en peso de monómeros aniónicos. Las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, que tienen una carga de al menos 2 meq/g, convenientemente al menos dentro del rango de 2 a 18 meq/g, preferiblemente dentro del rango 3 a 15 meq/g, y más preferiblemente dentro del rango de 5 a 12 meq/g. La composición acuosa de conformidad con la invención también comprende partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, es decir, sílice coloidal tal como los diferentes tipos de ácido polisilícico, partículas de sílice, las cuales se modifican y contienen otros elementos o compuestos por ejemplo amina, aluminio y/o boro, los cuales pueden estar presentes en la fase acuosa y/o en las partículas de sílice, y mezclas de las mismas. En la técnica, el ácido polisilícico también llamado ácido silícico polimérico, microgel de ácido polisilícico, polisilicato y microgel de polisilicato, los cuales se engloban completamente en el término ácido polisilícico utilizado aquí. Los compuestos que contienen aluminio de este tipo comúnmente llamados sílice coloidal, modificado con aluminio, que incluyen polialuminiosilicato y microgel de polialuminiosilicato, los cuales se engloban en el término sílice coloidal, modificado con aluminio, que se utiliza aquí. Las partículas con base de sílice se pueden modificar en su superficie con aluminio a un grado de substituciones del 2 al 25% de átomos de silicio. Las partículas con base de sílice, coloidales, adecuadas, se describen en la Patentes Norteamericanas Nos. 5,643,414, 5,603,805 y 5,447,604, y en las Solicitudes de Patente Internacional WO 00/66491, O 00/66492 y WO 01/46072. También se pueden utilizar mezclas de partículas adecuadas con base de sílice. Se prefiere que las partículas aniónicas, con base de sílice, estén en el rango coloidal de tamaño de partícula. El tamaño promedio de partícula de las partículas aniónicas, con base de sílice, convenientemente está por debajo de aproximadamente 50 nm, de manera preferible por debajo de aproximadamente 20 nm, y de manera más preferible en el rango desde alrededor de 1 hasta aproximadamente 10 nm. Como es consabido en la química de los sílices, el tamaño de partícula se refiere al tamaño promedio de las partículas primarias, las cuales pueden estar agregadas o no-agregadas. El área superficial específica de la partícula basada en sílice convenientemente es mayor que 50 m2/g, y preferiblemente mayor que 100 m2/g. El área superficial específica puede ser de hasta 1700 m2/g, y preferiblemente de hasta 1000 m2/g. El área superficial, específica, de la partícula con base de sílice, usualmente está dentro del rango de 300 a 1000 m2/g, más preferiblemente de 500 a 950 m2/g. El área superficial, específica, se puede medir por medio de titulación con NaOH como se describe en Sears en Analytical Chemistry 28(1956), 12, 1981-1983 y en la Patente Norteamericana No. 5,176,891. El área dada por consiguiente representa el área superficial, específica, promedio, de las partículas . La relación entre las partículas basadas en sílice y los sólidos de partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, en la composición acuosa puede ser de alrededor de 20:1 hasta aproximadamente 1:50, usualmente de 15:1 hasta 1:40 de manera preferible de alrededor de 10:1 hasta aproximadamente 1:30, de manera más preferible desde alrededor de 5:1 hasta 1:20. La cantidad de partículas aniónicas (partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y partículas con base de sílice) , contenida en la composición acuosa es al menos del 0.01% en peso calculado sobre la cantidad total de la composición acuosa, preferiblemente 0.05% en peso, más preferiblemente 0.1% en peso. La cantidad de partículas aniónicas convenientemente es menos del 45% en peso calculado sobre la cantidad total de la composición acuosa, preferiblemente 35% en peso, y más preferiblemente 30% en peso. Convenientemente el contenido de partículas aniónicas, está dentro del rango del 1 al 45% en peso, preferiblemente dentro del rango del 2 al 35% en peso, más preferiblemente 5 al 30% en peso. La composición acuosa tiene una carga de al menos 0.5 meq/g, convenientemente la carga está dentro del rango de 1 al 18 meq/g, preferiblemente dentro del rango de 2 a 15 meq/g, y más preferiblemente dentro del rango de 3 a 12 meq/g. La composición acuosa de las partículas aniónicas basadas en sílice, con partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, se utiliza además exitosamente como un agente de floculación en tratamientos con agua o en el tratamiento de aguas residuales y sedimentos de desecho, que presenta beneficios ambientales. De conformidad con la presente invención también se proporciona un método para preparar la composición acuosa como se define anteriormente. El método comprende mezclar partículas con base de sílice, aniónicas, coloidales, con partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas que se pueden obtener polimerizando monómeros insaturados etilénicamente junto con un agente polifuncional de ramificación y/o un agente polifuncional de reticulación. Preferiblemente el método comprende los siguientes pasos: (i) fragmentar la emulsión de las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas en una emulsión inversa, (ii) diluir la emulsión inversa de las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, (iii) diluir opcionalmente la solución de las partículas aniónicas, con base de sílice, y (iv) mezclar las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, con las partículas aniónicas, con base de sílice, y (v) agregar opcionalmente estabilizadores a la composición acuosa. Las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y partículas con base de sílice, aniónicas, coloidales, adecuadas, utilizadas en el método, incluyen aquéllas definidas anteriormente. Preferiblemente las partículas con base de sílice están contenidas en un sol que tiene un valor S usualmente en el rango del 5 al 60%, adecuadamente del 8 al 50%, preferiblemente del 12 al 45% y más preferiblemente del 15 al 40% antes del mezclado con las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, como se define anteriormente. El valor S se puede medir y calcular como se describe por Iler & Dalton en J. Phys. Chem. 60 (1956), 955-957. El valor S indica el grado de un agregado o formación de microgel y un valor S inferior es indicativo de un grado elevado de agregación. Los soles que contienen partículas con base de sílice se pueden modificar con aluminio y/o boro como se menciona anteriormente . La relación entre las partículas basadas en sílice y las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, se define anteriormente . También se define anteriormente la cantidad de partículas aniónicas (partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas y partículas aniónicas, basadas en sílice) contenidas en la composición acuosa. La presente invención se refiere a un proceso para la producción de papel de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas, y agentes de relleno opcionales, que comprende agregar a la suspensión un polímero, orgánico, catiónico, y la composición acuosa descrita anteriormente que contienen partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas y partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales. El polímero orgánico, catiónico, de conformidad con la invención puede ser lineal, ramificado o reticulado. Preferiblemente el polímero catiónico es soluble en agua o dispersable en agua. Los ejemplos de polímeros catiónicos, adecuados, incluyen polímeros orgánicos, sintéticos, y polisacáridos catiónicos. Los ejemplos de polímeros orgánicos, sintéticos, catiónicos, adecuados, incluyen polímeros de acrilato y con base de acrilamida, así como poli (cloruro de dialil-dimetil-amonio) , iminas catiónicas de polietileno, poliaminas catiónicas, polímeros de poliamidoaminas y con base en vinilamida, reinas de melamina-formaldehído y urea-formaldehído . Los ejemplos de polisacáridos catiónicos, adecuados, incluyen almidones, gomas de guar, celulosas, quitinas, quitosanos, glicanos, galactanos, glucanos, gomas de xantano, pectinas, mannanos, dextrinas, preferiblemente almidones y gomas de guar. Los ejemplos de almidones catiónicos, adecuados, incluyen papa, maíz, trigo, tapioca, arroz, maíz ceroso, cebada. Los almidones catiónicos y los polímeros catiónicos, con base en acrilamida, son componentes poliméricos, preferidos, y los mismos se pueden utilizar individualmente, conjuntamente entre sí o junto con otros polímeros. Las dosificaciones adecuadas cuantificadas como una sustancia seca basada en una pulpa seca y un agente de relleno opcional, de los polímeros catiónicos en el sistema, son polisacáridos de 0.1-50 kg/t (kg/tonelada, "tonelada métrica"), preferiblemente de 0.1-30 kg/t y más preferiblemente de 1-10 kg/t; un polímero orgánico, sintético, de 0.01-15 kg/t, preferiblemente de 0.01-10 kg/t y más preferiblemente de 0.1-2 kg/t. Las dosificaciones adecuadas cuantificadas como sustancias secas basadas en una pulpa seca y un agente de relleno opcional, de la composición acuosa, aniónica, definida anteriormente en el sistema, son de 0.01-15 kg/t, preferiblemente de 0.01-10 kg/t de partículas, orgánicas, aniónicas, y más preferiblemente de 0.05-5 kg/t. Los agentes de relleno, minerales, adecuados, de tipos convencionales, se pueden agregar a la suspensión celulósica, acuosa, de conformidad con la invención. Los ejemplos de agentes de relleno, adecuados, incluyen caolín, caolín chino, dióxido de titanio, yeso, talco y carbonatos de calcio naturales y sintéticos tales como tiza, mármol molido y carbonato de calcio, precipitado (PCC) . Los aditivos adicionales que son convencionales en la fabricación de papel, se pueden utilizar por supuesto en combinación con los productos químicos de conformidad con la invención, por ejemplo captadores aniónicos de desperdicios (ATC) , agentes de concentración húmedos, agentes de concentración secos, agentes de brillo óptico, tintes, compuestos de aluminio, etc. Los ejemplos de compuestos de aluminio, adecuados, incluyen alumbre, aluminatos, cloruro de aluminio, nitrato de aluminio y compuestos de polialuminio, tales como cloruros de polialuminio, sulfatos de polialuminio, compuestos de polialuminio que contienen iones de cloruro y/o sulfato, sulfatos de polialuminio-silicato, y mezclas de los mismos. Los compuestos de polialuminio también pueden contener otros aniones que no sean iones de cloruro, por ejemplo aniones de ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácidos orgánicos tales como ácido cítrico y ácido oxálico. Cuando se emplea un compuesto de aluminio en el presente proceso, por lo general preferiblemente es para agregarlo al material de reserva antes que al componente de polímeros y material micro- o nano-particulado. Las cantidades adecuadas de compuestos que contienen aluminio es al menos 0.001 kg/t, preferiblemente 0.01-5 kg/t y más preferiblemente 0.05-1 kg/t, calculadas como AI2O3 en base a la pulpa seca y al agente de relleno opcional.

Los ejemplos de captadores de residuos aniónicos incluyen poliaminas, polímeros o copolímeros de aminas cuaternarias, o compuestos que contienen aluminio. Los ejemplos de resinas adecuadas de concentración húmeda incluyen resina de poliamida-aminaepiclorohidrina (PAAE) , resina de urea-formaldehído (UF) y resina de melamina-formaldehído (MF) y glioxal-poliacrilamida. El proceso de esta invención se utiliza para la producción de papel. El término "papel", como se utiliza aquí, incluye no solamente el papel y la producción del mismo, sino también otros productos de tejidos similares, tales como por ejemplo cartón y papel cartón, y la producción de los mismos. La invención particularmente es útil en la fabricación de papel que tiene gramajes por debajo de 150 g/m2, preferiblemente por debajo de 100 g/m2 , por ejemplo papel fino, papel periódico, papel revestido de peso ligero, papel y papel transparente super-satinado . El proceso se puede utilizar en la producción de papel de todos los tipos de materiales de reserva, tanto que contengan madera como libres de madera. Los diferentes tipos de suspensiones de fibras que contienen celulosa y las suspensiones deben contener convenientemente al menos 25% en peso y preferiblemente al menos 50% en peso de tales fibras, basadas en substancias secas. Las suspensiones comprenden fibras de pulpa química tales como sulfato, sulfito y pulpas de organosolv que contienen madera o pulpa mecánica tales como pulpa termomecánica, pulpa quimio-termomecánica, pulpa refinadora y pulpa de madera molida, tanto de madera dura como de madera blanda, y también pueden estar basadas en fibras recicladas, opcionalmente de pulpas destintadas, y mezclas de las mismas. Los productos químicos de conformidad con la presente invención se pueden agregar a la suspensión celulósica, acuosa, o material de reserva, de manera convencional y en cualquier orden. Por lo general es preferible agregar el polímero cationico al material de reserva antes de agregar las partículas aniónicas, aún si se puede utilizar el orden inverso de adición. Además se prefiere agregar el polímero cationico antes de una etapa de corte, que se puede seleccionar a partir del bombeo, mezclado, limpieza, etc., y para agregar las partículas aniónicas después de la etapa de corte . La invención se ilustra además en los siguientes ejemplos, los cuales no se pretende que limiten el alcance de la misma. Las partes y % se refieren a partes en peso y % en peso, respectivamente, y todas las soluciones son acuosas, a menos que se indique de otra manera, las unidades son métricas .

Ej emplos En estos ejemplos las pruebas de desagüe y retención se hicieron utilizando materiales que contienen madera y libres de madera. Las composiciones acuosas de conformidad con la invención se preparan de partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas (AOPP) y partículas aniónicas, con base de sílice, tales como soles de sílice. A no ser que se especifique, los porcentajes se calculan como productos secos en todos los ej emplos . Los compuestos utilizados en la composición acuosa de la invención, o como referencias son: AOPP: partículas de polímeros cargados aniónicamente fue Polyflex CP3® disponibles de Ciba Special Chemicals con un peso molecular de alrededor de 100,000 y una carga de 8.5 meq/g. APAM: poliacrilamida aniónica con un peso molecular mayor que 10 millones y una carga de alrededor del 20%. Sol de sílice: relación Si02:Na20 = 45, área superficial, específica = 850 m2/g y valor S al 20% La composición de conformidad con la invención se prepara primero diluyendo el componente AOPP y agitando durante 1 hora. Después de que se diluye el sol de sílice, el cual se agita durante 5 a 10 min. a 500 rpm antes el mismo se agrega al AOPP. La mezcla de referencia de APAM y sol de sílice se prepara mediante el mismo procedimiento.

Ejemplo 1 En este ejemplo, las mediciones de retención de partículas finas se hacen utilizando una Jarra de Drenaje Dinámico (DDJ) Britt equipada con una jarra con aletas o aspas. Se emplea un tamiz de malla 200 para la prueba de retención y una velocidad de rotor de 1000 rpm. El contenido de finos comprende una combinación de agente de relleno y finos derivadas de madera. Inicialmente se lleva a cabo una determinación del contenido total de finos tomando 100 mi del material base de la prueba y se mezcla con 400 mi de agua y se agrega a la jarra con el rotor ajustado a 1500 rpm. Quitando el tapón de drenado se lavan los finos y se desechan y se agregan 500 mi adicionales de agua a la jarra. Repitiendo este proceso se elimina el filtrado hasta que se remuevan completamente los finos . La fracción de fibra larga se remueve entonces de la jarra y se recolecta en un papel filtro y se seca para determinar la fracción de fibra larga. Midiendo la consistencia del material de reserva, se puede deducir la consistencia de la fracción de finos y se utiliza como base para calcular la retención de finos. También se puede esperar que se exprese la fracción de finos como un porcentaje de la consistencia total de material base para la prueba. En sí para la prueba de retención misma se agregan 500 mi del material de reserva bien mezclado a una DDJ limpia y se agitan a 1000 rpm. Utilizando una secuencia de cronometraje se agregan productos químicos como sigue: El material base es un material base que contiene madera, hecho del material base del recipiente para gases de la máquina de mezclado con agua turbulenta tomada del caño de la máquina. El material de reserva se basa en un 30% de la pulpa mecánica, 40% de madera blanda Kraft y 30% de papel averiado. El pH fue de 7.6. Los finos del material base para la prueba fueron un 69.9% y la consistencia del material base para la prueba fue de 3.45 g/1. 2.5 kg/t del almidón catiónico, 0.37 kg/t de poliacrilamida catiónica de peso molecular elevado (CPA ) y 0.3 kg/t de AOPP soluble en agua. Se inicia el reloj sin productos químicos presentes y se agregan los productos químicos mediante una jeringa al material de reserva agitado en la jarra, almidón catiónico -después de 15 segundos; CPAM - después de 25 segundos; AOPP -después de 30 segundos; y sol de sílice - después de 35 segundos . Después de 45 segundos se remueve el tapón de drenado y se recolectan los primeros 100 mi del filtrado. Se determina la consistencia de este filtrado y se calcula una retención de finos utilizando la consistencia total, conocida, de finos en el material base para la prueba original . Para evaluar el desempeño de la composición de conformidad con la invención se agrega una composición que comprende AOPP y sol de sílice después de 30 segundos del mezclado del material de reserva en la secuencia de cronometraje con los polímeros catiónicos agregados como se menciona anteriormente. Los desempeños de la composición acuosa de la invención y de las adiciones por separado del AOPP y sol de sílice en la retención de aletas, se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1 Ejemplo 2 El Ejemplo anterior se repite con la excepción de que se utiliza un material base libre de madera. El material base se carga en la base con 10 kg/t de almidón de maíz y el pH es de 7.8. El contenido de finos es de 47.4% y la consistencia del material base es de 6.7 g/1. El material base se muestrea desde el material base delgado que alimenta los depuradores . El material base se basa en 30% de madera blanda Kraft, 70% de madera dura Kraft, 10% de papel averiado con un agente de relleno al 10% (PCC) . Secuencia de adición: CPAM - AOPP -Sílice aniónica. Tanto las dosificaciones de AOPP como de Poliacrilamida Aniónica (APAM) están sobre una base seca. El reloj se inicia y se agregan productos químicos mediante una jeringa al material de reserva agitado en una jarra limpia; poliacrilamida catiónica después de 25 segundos; polímero aniónico después de 30 segundos (AOPP o APAM) ; y sílice aniónico después de 35 segundos. Se determina la retención de finos como previamente para el material base que contiene madera drenando los primeros 100 mi del filtrado en 45 segundos. Se evalúa una composición de sol de sílice y AOPP o una mezcla de sol de sílice y APAM en estas pruebas, se agrega la composición o la mezcla después de 30 segundos del mezclado del material de reserva en la secuencia de cronometraje. El desempeño de las composiciones que comprenden sol de sílice y AOPP o la mezcla de sol de sílice y APAM comparada con las adiciones separadas de los componentes junto con 10 kg/t de almidón y 0.25 kg/t de CPAM (seco), se resumen en la Tabla 2.

Tabla 2 Ejemplo 3 En este ejemplo las mediciones del desagüe se hicieron utilizando la prueba de Liberación Estándar de Canadá. Se utiliza un litro del material de reserva diluido, para la prueba, con una consistencia objetivo de 3 g/1 y se agita en la DDJ a 1000 rpm bajo condiciones idénticas y secuencias de cronometraje como con la determinación de retención de finos, anterior. La dilución es con agua del grifo a temperatura ambiente. En 45 segundos se transfiere el material base al comprobador de liberación y se realiza la prueba de drenaje. El material base mencionado anteriormente es el material base que contiene madera . El desempeño de la composición comprende AOPP y sol de sílice comparado con las adiciones separadas de sol de sílice y AOPP en el drenaje, se resumen en la Tabla 3. La dosificación de AOPP es la misma en todas las pruebas y es de 0.3 kg/t. Tabla 3 Ejemplo 4 El Ejemplo 3 se repite con la excepción de que se utiliza un material base libre de madera. El desempeño de la composición que contiene sol de sílice y AOPP en el tiempo del desagüe, se compara con el desempeño de la mezcla que contiene sol de sílice y APAM. Los tiempos de desagüe se resumen en la Tabla 4. "Polímero Aniónico" se refiere ya sea al APAM o AOPP.

La dosificación del sol de sílice es de 0.2 kg/t. Tabla 4 Dosificación Sol de sílice + Sol de sílice + del polímero mezcla de referencia composición aniónico de APAM de AOPP kg/t (seco) Drenaje CSF mi Drenaje CSF mi 0.25 166 250 0.3 160 276

Claims

REIVINDICACIONES 1.- Una composición acuosa caracterizada porque comprende partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, que se pueden obtener polimerizando uno o más monómeros insaturados etilénicamente junto con uno o más agentes polifuncionales de ramificación y/o agentes polifuncionales de reticulación, las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales que están presentes en una cantidad de al menos 0.01% en peso en base al peso total de la composición acuosa, las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales son de sílice, sílice modificada con aluminio o sílice modificada con amina y tienen un área superficial específica dentro del rango de 300 hasta 1000 m2/g, las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, están contenidas en un sol que tienen un valor de S dentro del rango de 12 a 45% antes de mezclarse con las partículas poliméricas orgánicas aniónicas .
2.- Un método para la preparación de una composición acuosa, caracterizado porque comprende mezclar partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, con partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, que se pueden obtener polimerizando uno o más monómeros insaturados etilénicamente junto con uno o más agentes polifuncionales de ramificación y/o agentes polifuncionales de reticulación, obteniendo así una composición acuosa que contiene partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, y las partículas polimericas, orgánicas, aniónicas, en una cantidad de al menos 0.01% en peso en base al peso total de la composición acuosa, las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales son de sílice, sílice modificada con aluminio o sílice modificada con amina y tienen un área superficial específica dentro del rango de 300 hasta 1000 m2/g, las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, están contenidas en un sol que tienen un valor de S dentro del rango de 12 a 45% antes de mezclarse con las partículas polimericas orgánicas aniónicas.
3. - Un proceso para la producción de papel a partir de una suspensión acuosa que contiene fibras celulósicas, y opcionalmente agentes de relleno, caracterizado porque el proceso comprende agregar a la suspensión de fibras un polímero catiónico y una composición acuosa que comprende partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, y partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, que se pueden obtener polimerizando uno o más monómeros insaturados etilénicamente junto con uno o más agentes polifuncionales de ramificación y/o agentes polifuncionales de reticulación, las partículas poliméricas, orgánicas, anionicas, y las partículas basadas en sílice, anionicas, coloidales, que están presentes en la composición acuosa en una cantidad de al menos 0.01% en peso en base al peso total de la composición acuosa, las partículas basadas en sílice, anionicas, coloidales son de sílice, sílice modificada con aluminio o sílice modificada con amina y tienen un área superficial específica dentro del rango de 300 hasta 1000 m2/g, las partículas basadas en sílice, anionicas, coloidales, están contenidas en un sol que tienen un valor de S dentro del rango de 12 a 45% antes de mezclarse con las partículas poliméricas orgánicas anionicas.
4. - El método de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque las partículas basadas en sílice, anionicas, coloidales, están contenidas en un sol que tiene un valor S en el rango desde 15 hasta 40% antes del mezclado con las partículas poliméricas, orgánicas, anionicas.
5. - El método de conformidad con las reivindicaciones 2 ó 4, caracterizado porque las partículas poliméricas, orgánicas, anionicas, tienen una carga de al menos 2 meq/g.
6. - El método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2, 4 ó 5, caracterizado porque las partículas poliméricas, orgánicas, anionicas, están contenidas en una dispersión.
7. - Una composición acuosa que se puede obtener mediante el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5 ó 6.
8. - La composición acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 7, ó el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5 ó 6, ó el proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque la relación en peso de las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, con relación a las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, varía desde 20:1 hasta 1:50.
9. - La composición acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 7, ó el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5 ó 6, ó el proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales, son de sílice modificado con aluminio.
10. - La composición acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 7, ó el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5 ó 6, ó el proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque las partículas basadas en sílice, aniónicas, coloidales son de sílice modificada con amina.
11. - La composición acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 7, ó el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5 ó 6, ó el proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque las partículas poliméricas, orgánicas, aniónicas, comprenden uno o más monómeros seleccionados de ácidos (met) acrílicos, ácidos alquil (met) acrílieos, ácidos sulfoalquil (met) acrilicos , ácidos dicarboxílicos insaturados, estírenos sulfonados, sulfoalquil (met) acrilamidas , acrilamidas, N-alquilacrilamidas , N,N-dialquil-acrilamidas, metacrilamidas, vinilacetato, acrilo-nitrilo, N-vinilmetilacetamida y N-vinilpirrolidona, y sales de dichos ácidos .
12. - La composición acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 7, ó el método de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 2, 4, 5 ó 6, ó el proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque el agente polifuncional de ramificación y/o el agente polifuncional de reticulación tiene al menos dos enlaces insaturados etilénicamente, un enlace insaturado etilénicamente y un grupo reactivo, o dos grupos reactivos.
13. - El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque se agrega un compuesto que contiene aluminio a la suspensión antes del polímero orgánico, catiónico.
14. - Un papel que se puede obtener mediante el proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 3, 8, 9, 10, 11, 12 ó 13.
15. - El uso de la composición acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ó 12 como un agente de floculación en el desaguado de suelos suspendidos, o en el tratamiento de agua, aguas residuales o sedimento de desperdicios .
16. - El uso de la composición acuosa de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 ó 13 como auxiliar de deshidratación o desagüe y/o auxiliar de retención para la producción de papel .