專利名稱：氧化硅基溶液的制作方法
技術領域：
本發明一般地涉及包括有機含氮化合物的氧化硅基溶膠(silica-based sol)，所述溶膠適合在造紙中作為洗漿助劑(drainageaid)和助留劑使用。更加具體的是，本發明涉及氧化硅基溶膠、制備氧化硅基溶膠的方法和其中氧化硅基溶膠用作添加劑的造紙工藝。
背景在造紙技術中，將含有纖維素纖維的含水懸浮物、和被稱為紙料的任選的填料和添加劑加入流漿箱，其在成型絲網上排出紙料。通過成型絲網將水從紙料中排出，結果在絲網上形成紙的濕的卷材，而且將紙卷材在造紙機的干燥部分進一步脫水和干燥。為了排出和增加細顆粒在纖維素纖維上的吸附，通常將洗漿助劑和助留劑引入紙料，以使它們通過纖維保留在絲網上。
氧化硅基顆粒廣泛地用作與帶電有機聚合物如陰離子的和陽離子的丙烯酰胺基聚合物以及陽離子的和兩性的淀粉結合的洗漿助劑和助留劑。這樣的添加劑體系公開在美國專利4388150；4961825；4980025；5368833；5603805；5607552；5858174；和6103064中。這些體系是現在使用的最有效的洗漿助劑和助留劑之一。
適合用作洗漿助劑和助留劑的氧化硅基顆粒一般以含水膠態分散體即所謂溶膠的形式提供。此商業上所使用的氧化硅基溶膠通常具有硅含量約7-15重量％和含有具有比表面積至少300m2/g的顆粒。為了改善儲藏穩定性和避免凝膠形成，具有較高比表面積的氧化硅基顆粒溶膠通常是更加稀的。
有利的是能夠提供具有進一步改善的洗漿和保留性能和甚至更好穩定性的氧化硅基溶膠。還有利的是能夠提供制備顯示出改善的洗漿、保留和穩定性性質的氧化硅基溶膠的方法。還有利的是能夠提供具有改善的洗漿和保留的造紙工藝。
本發明本發明提供了胺改性的氧化硅基溶膠，它適合在造紙中作為洗漿助劑和助留劑使用。在此所使用的術語“洗漿助劑和助留劑”涉及一種或多種組份(助劑、試劑或添加劑)，當將它們加入到造紙紙料中時，同不加入所述的一種或多種組份相比將獲得更好的洗漿和/或保留。本發明的胺改性的氧化硅基溶膠當與帶電的有機聚合物結合使用時，將會獲得改善的洗漿和/或保留。因此本發明能提高造紙機的速度，并且使用較低劑量的添加劑就能獲得相應的洗漿和/或保留效果，因此導致了改進的造紙工藝和經濟利益。本發明的氧化硅基溶膠在延續期間內還顯示出很好的穩定性，特別高的表面積穩定性和對凝膠作用的高穩定性，因此其能以高比表面積和高硅濃度制備和裝運。該溶膠所具有的改善的能力能維持在高硅濃度下儲藏的高的比表面積。
因此本發明涉及包括有機含氮化合物的氧化硅基溶膠、該溶膠的制備及其應用，正如在附加的權利要求中進一步定義的那樣。本發明還涉及由含有纖維素纖維的含水懸浮物、和任選的填料制備紙的方法，其包括向懸浮物中加入包括有機含氮化合物的氧化硅基溶膠和至少一種帶電的有機聚合物，在絲網上形成和排出懸浮物，正如在附加的權利要求中進一步定義的那樣。
本發明的氧化硅基溶膠是含水溶膠，其含有陰離子的氧化硅基顆粒，即基于SiO2或硅酸的顆粒，包括膠態二氧化硅、不同類型的聚硅酸、聚硅酸鹽微凝膠、膠態硼硅酸鹽、鋁改性的二氧化硅或硅鋁酸鹽、聚硅鋁酸鹽微凝膠及其混合物。所述顆粒優選膠態的，即在膠態范圍內的顆粒大小，且優選無定形的或基本上無定形的。所述氧化硅基顆粒適合具有平均顆粒大小為低于約50nm，優選低于約20nm和更優選為約1-10nm。通常在二氧化硅化學中，顆粒大小指初始顆粒的平均大小，其可以是聚集的或非聚集的。
本發明的氧化硅基溶膠含有有機含氮化合物，例如選自伯胺、仲胺、叔胺和季胺的胺，季胺還指季銨化合物。所述胺可以是芳族的，即含有一個或多個芳族基團，或是脂肪族的；優選脂肪族胺。含氮化合物優選水溶性的或水分散性的。所述胺可以是不帶電的或陽離子的。陽離子的胺的例子包括伯胺、仲胺和叔胺的酸加合鹽，優選季銨化合物，以及它們的氫氧化物。有機含氮化合物通常具有低于1000的分子量，適合的低于500和優選低于300。優選地，使用低分子量有機含氮化合物，例如具有達到25個碳原子，適合地達到20個碳原子，優選2-12個碳原子和最優選2-8個碳原子的那些化合物。在優選的實施方案中，有機含氮化合物具有一個或多個含氧取代基，例如具有以羥基和/或烷氧基形式的氧。這種類型的優選的取代基的例子包括羥基烷基基團，例如乙醇基，和甲氧基和乙氧基。有機含氮化合物可以包括一個或多個氮原子，優選一個或兩個。優選的胺包括具有的pKa值至少為6、適合地至少為7和優選至少為7.5的那些。
適合的伯胺即具有一個有機取代基的胺的例子包括烷基胺，例如丙基胺、丁基胺、環己基胺，鏈烷醇胺，例如乙醇胺，和烷氧基烷基胺，例如2-甲氧基乙基胺。適合的仲胺即具有兩個有機取代基的胺的例子包括二烷基胺，例如二乙基胺、二丙基胺和二異丙基胺，二鏈烷醇胺，例如二乙醇胺和吡咯烷。適合的叔胺即具有三個有機取代基的胺的例子包括三烷基胺，例如三乙基胺，三鏈烷醇胺，例如三乙醇胺，和N，N-二烷基鏈烷醇胺，例如N，N-二甲基乙醇胺。適合的季胺或季銨化合物，即具有四個有機取代基的胺的例子包括四鏈烷醇胺，例如四乙醇氫氧化銨和四乙醇氯化銨，季胺或具有兩個鏈烷醇和烷基取代基的季銨化合物例如N-烷基三鏈烷醇胺，例如甲基三乙醇氫氧化銨和甲基三乙醇氯化銨，N，N-二烷基二鏈烷醇胺，例如二甲基二乙醇氫氧化銨和二甲基二乙醇氯化銨，N，N，N-三烷基鏈烷醇胺，例如膽堿氫氧化物和膽堿氯化物，N，N，N-三烷基苯甲胺，例如二甲基椰油苯甲基氫氧化銨和二甲基椰油苯甲基氯化銨，四烷基銨鹽，例如四甲基氫氧化銨，四甲基氯化銨，四乙基氫氧化銨，四乙基氯化銨，四丙基氫氧化銨，四丙基氯化銨，二甲基二乙基氫氧化銨，二甲基二乙基氯化銨，甲基三乙基氫氧化銨，甲基三乙基氯化銨。適合的二胺的例子包括氨基烷基鏈烷醇胺，例如氨基乙基乙醇胺，哌嗪和氮取代的具有一個或兩個1-4個碳原子的低級烷基的哌嗪。優選的有機含氮化合物的例子包括三乙醇胺、二乙醇胺、二丙基胺、氨基乙基乙醇胺、2-甲氧基乙胺、N，N-二甲基乙醇胺、膽堿氫氧化物、膽堿氯化物、四甲基氫氧化銨、四乙基氫氧化銨和四乙醇氫氧化銨。
SiO2與氧化硅基溶膠的N的摩爾比通常為1∶1-50∶1，適合地為2∶1-40∶1和優選地為2.5∶1-25∶1。
本發明的胺改性的含水氧化硅基溶膠的比表面積適合地至少為90m2/g含水溶膠，即基于含水溶膠的重量，優選至少100m2/g含水溶膠，更優選至少115m2/g含水溶膠和最優選至少150m2/g含水溶膠。通常，所獲得的含水溶膠的比表面積能達到約300m2/g含水溶膠，適合地達到250m2/g含水溶膠，優選達到240m2/g含水溶膠。
氧化硅基顆粒的比表面積適合地至少為300m2/g SiO2，即基于SiO2的重量，優選至少400m2/g SiO2，最優選至少550m2/g SiO2，特別的是至少700m2/g SiO2。通常，顆粒的比表面積能達到約1700m2/g SiO2。在本發明優選的實施方案中，氧化硅基顆粒的比表面積能達到約1000m2/g SiO2，適合地約550-950m2/g SiO2。在本發明的另一個優選的實施方案中，氧化硅基顆粒的比表面積為約1000-1700m2/g SiO2，適合地為1050-1500m2/g SiO2。
所述的比表面積可在適當的除去和調節有機含氮化合物和任何其它的存在樣品中可能干擾滴定的類似鋁和硼物質的化合物之后，通過NaOH滴定使用已知的方法測量，例如如Sears在Analytical Chemistry28(1956)12，1981-1983和美國專利5176891中所述的。當用平方米每克的含水溶膠表示時，所述比表面積表示每克的含水氧化硅基溶膠可利用的比表面積。當用平方米每克的二氧化硅表示時，所述比表面積表示存在于溶膠中的氧化硅基顆粒的平均比表面積。
氧化硅基溶膠通常具有的S值為10-60％，適合地為15-50％，優選為15-40％和最優選為20-35％。可如Iler和Dalton在J.Phys.Chem.60(1956)，955-957中所述的那樣測量和計算S值。受二氧化硅濃度以及氧化硅基溶膠密度和粘度影響的S值，能夠被看作表示顆粒聚集或粒子間吸引的程度，并且越低的S值表示越高的聚集度。
所述氧化硅基溶膠應該適合地具有至少3重量％的二氧化硅含量為，但是更加適合地是二氧化硅的含量為10-60重量％，優選為12-40重量％。為了減少存儲設施和簡化裝運和降低運輸費用，一般優選裝運高濃度的氧化硅基溶膠，但是當然可能和通常優選在使用前把溶膠稀釋為具有基本上較低的二氧化硅含量，例如二氧化硅含量為0.05-5重量％，以便改進與最終成分的混合。
氧化硅基溶膠的粘度的變化取決于，例如溶膠的二氧化硅含量，氧化硅基顆粒的比表面積和所使用的有機含氮化合物。通常，粘度至少為1.5cP，正常為2-100cP，適合地為2-70cP和優選為2.5-40cP。適合地在具有二氧化硅含量至少為10重量％的溶膠中測量的粘度，可通過已知的技術例如使用布氏(Brookfield)LVDVII+型粘度計進行測量。本發明的氧化硅基溶膠的pH通常為7-14，適合地為8-13，優選為9-12。
本發明的氧化硅基溶膠優選是穩定的。這里所使用的術語“穩定的氧化硅基溶膠”是指當將氧化硅基溶膠儲藏或在20℃在黑暗和不攪拌的條件下老化一個月，該氧化硅基溶膠所顯示出的在粘度方面的增加不到100cP。當所述溶膠在上述條件下時，適合地粘度增加，若有的話，為低于50cP，優選低于30cP。
除了含氮化合物，本發明的氧化硅基溶膠還可以含有其它的元素，例如鋁和硼。這些元素可作為分別使用含鋁和含硼化合物進行改性的結果存在。如果使用鋁，所述溶膠具有的SiO2與Al2O3的摩爾比為4∶1-1500∶1，適合地為8∶1-1000∶1，優選為15∶1-500∶1。如果使用硼，所述溶膠具有的SiO2與B的摩爾比為4∶1-1500∶1，適合地為8∶1-1000∶1，優選為15∶1-500∶1。
本發明的含水氧化硅基溶膠能通過摻入含氮化合物例如任何一個上述的和具有上述特性的化合物到氧化硅基溶膠中來制備，任選地接著濃縮氧化硅基溶膠。所使用的氧化硅基溶膠適合地含有陰離子的氧化硅基顆粒。優選的顆粒是膠態的和無定形的或基本上無定形的。氧化硅基顆粒的比表面積適合地至少為300m2/gSiO2，即基于SiO2的重量，優選至少為400m2/g SiO2，最優選至少為550m2/g SiO2，特別地是至少為700m2/g SiO2。通常，顆粒的比表面積能達到約1700m2/g SiO2。在本發明優選的實施方案中，氧化硅基顆粒的比表面積能達到約1000m2/gSiO2，適合地約為550-950m2/g SiO2。在本發明的另一個優選的實施方案中，氧化硅基顆粒的比表面積為約1000-1700m2/g SiO2，適合地為1050-1500m2/g SiO2。通常在該方法中所使用的氧化硅基溶膠具有的S值為10-60％，適合地為15-50％，優選為15-40％和最優選為20-35％。
通常在本發明的方法中所使用的含水氧化硅基溶膠具有的pH為1-11。在本發明優選的方面，所使用的含水氧化硅基溶膠的pH為1-4，通常為酸氧化硅基溶膠或聚硅酸。在本發明的另一個優選的方面，所使用的含水氧化硅基溶膠的pH為4-11，適合地為從7和最優選從8達到11.0，優選達到10.5。
酸氧化硅基溶膠可從常規的類似于堿水玻璃的硅酸鹽水溶液例如鉀或鈉水玻璃，優選鈉水玻璃起始而制備。在硅酸鹽溶液或水玻璃中，當M是堿金屬如鈉、鉀，銨，或其混合物時，SiO2與M2O的摩爾比適合地為1.5∶1-4.5∶1，優選2.5∶1-3.9∶1，并且pH為13或13以上。所使用的適合的稀釋的硅酸鹽溶液或水玻璃具有的SiO2含量為約3-12重量％，優選約5-10重量％。所述的硅酸鹽溶液或水玻璃一般被酸化到pH為約1-4。酸化可用已知的方法通過加入無機酸例如硫酸、鹽酸和磷酸來進行，或者任選地用其它已知適合酸化水玻璃的化學物質，例如硫酸銨和二氧化碳。然而，優選酸化以酸陽離子交換劑的形式進行，其中，該酸陽離子交換劑會形成更加穩定的產品。酸化優選以強酸陽離子交換樹脂例如磺酸型的形式進行。優選進行的酸化達到的pH為約2-4，最優選約為2.2-3.0。所獲得的酸溶膠或聚硅酸含有的顆粒具有高的比表面積，正常為高于1000m2/g SiO2，并且通常為約1300-1500m2/g SiO2。酸氧化硅基溶膠還可通過酸化堿性氧化硅基溶膠，例如按照上述的酸化來制備。
然后將有機含氮化合物摻入酸溶膠，任選地與堿，例如氫氧化鋰、氫氧化鈉、氫氧化鉀和氫氧化銨，或上述的硅酸鹽水溶液結合。有機含氮化合物和堿能同時加入，或者分開加入或者混合加入，或者按順序加入，例如加入含氮化合物之后接著加入堿。有機含氮化合物的量通常是這樣的，以至于獲得上述的SiO2與氮(N)的摩爾比。有機含氮化合物改性的氧化硅基溶膠的pH通常為7-13，適合地為8-12.5，優選為9-12。
在本發明優選的實施方案中，將在結合了有機含氮化合物之后獲得的氧化硅基溶膠進一步濃縮。濃縮是用已知的方法如滲透法、蒸發和超濾法進行。進行適當地濃縮所產生的二氧化硅的含量至少為10重量％，優選為10-60重量％，更優選為12-40重量％。此外，一般進行濃縮，以便在該方法中所獲得的氧化硅基溶膠具有的比表面積至少為90m2/g含水溶膠，即基于含水溶膠的重量，適合地至少為100m2/g含水溶膠，優選至少為115m2/g含水溶膠和最優選至少為150m2/g含水溶膠。通常，所獲得的含水溶膠的比表面積能達到約300m2/g含水溶膠，適合地達到250m2/g含水溶膠，優選達到240m2/g含水溶膠。
根據本方法，能制備具有上述特性的氧化硅基溶膠，特別是穩定的氧化硅基溶膠，且所產生的溶膠顯示出好的儲藏穩定性，能儲存幾個月而基本上沒有任何比表面積降低和沒有凝膠化。
本發明的有機含氮化合物改性的氧化硅基溶膠適合在造紙中用作洗漿助劑和助留劑。該氧化硅基溶膠能與選自陰離子的、兩性的、非離子的和陽離子的聚合物及其混合物的有機聚合物結合使用，該有機聚合物還稱作“主聚合物”。這些聚合物作為洗漿助劑和助留劑使用在現有技術中是眾所周知的。該聚合物可衍生自天然和合成源，并且它們可以是線性的、支化的或交聯的。通常適合的主聚合物的例子包括陰離子的、兩性的和陽離子的淀粉，陰離子的、兩性的和陽離子的瓜耳膠，和陰離子的、兩性的和陽離子的丙烯酰胺基聚合物，以及陽離子的聚(二烯丙基二甲基氯化銨)，陽離子的聚乙烯亞胺，陽離子的聚胺，聚酰氨基胺和乙烯基酰胺基聚合物，三聚氰胺-甲醛和脲-甲醛樹脂。適合地氧化硅基溶膠與至少一種陽離子的或兩性的聚合物，優選陽離子聚合物結合使用。陽離子淀粉和陽離子聚丙烯酰胺是特別優選的聚合物，它們能單獨、彼此結合或與其它聚合物如其它的陽離子聚合物或陰離子聚丙烯酰胺結合使用。主聚合物的分子量適合地在1000000以上，優選在2000000以上。上限并不是關鍵的；其可以是約50000000，通常是30000000和適合地約為25000000。然而，來自天然源的聚合物的分子量可以更高。
當氧化硅基溶膠與上述的主聚合物結合使用時，還優選使用至少一種低分子量(下稱LMW)陽離子有機聚合物，一般涉及和用作陰離子廢物捕獲劑(ATC)。ATCs在現有技術中已知用作紙料中存在的有害的陰離子物質的中和和/或固定劑，其與洗漿助劑和助留劑結合使用還可通常提供在洗漿和保留方面的進一步改進。LMW陽離子有機聚合物可來自天然或合成源，優選的是其是LMW合成聚合物。該類型的適合的有機聚合物包括LMW高度帶電的陽離子有機聚合物例如聚胺、聚酰胺型胺、聚乙烯亞胺、基于二烯丙基二甲基氯化銨的均聚物和共聚物、(甲基)丙烯酰胺和(甲基)丙烯酸酯。在涉及主聚合物的分子量方面，LMW陽離子有機聚合物的分子量優選較低的，適合地至少為1000和優選至少為10000。分子量的上限通常約為700000，適合地約為500000和通常約為200000。優選的能與本發明的氧化硅基溶膠共同使用的聚合物的結合包括LMW陽離子有機聚合物與主聚合物如陽離子淀粉和/或陽離子聚丙烯酰胺、陰離子聚丙烯酰胺的結合，以及陽離子淀粉和/或陽離子聚丙烯酰胺與陰離子聚丙烯酰胺的結合。
可將本發明的洗漿助劑和助留劑的組份以常規的方式和以任何順序加入到紙料中。當使用包括氧化硅基溶膠和有機聚合物例如主聚合物的洗漿助劑和助留劑時，優選在加氧化硅基溶膠之前將聚合物加入到紙料中，甚至可以使用相反順序的加入。此外，優選在剪切階段之前加入主聚合物和在剪切階段之后加入氧化硅基溶膠，該剪切階段選自泵送、混合、清潔等。當使用的時候，LMW陽離子有機聚合物優選在引入主聚合物之前被引入到紙料中。或者，LMW陽離子有機聚合物和主聚合物基本上同時被引入，或者分開或混合引入，例如如在美國專利5858174中所公開的，將該文獻在此并入作為參考。優選在引入氧化硅基溶膠之前向紙料中引入LMW陽離子有機聚合物和主聚合物。
在本發明的優選的實施方案中，氧化硅基溶膠可用作洗漿助劑和助留劑與至少一種上述的有機聚合物和至少一種鋁化合物結合使用。另外鋁化合物的使用改善了包括氧化硅基溶膠的紙料添加劑的洗漿和/或保留性能。適合的鋁鹽包括明礬、鋁酸鹽、氯化鋁、硝酸鋁和聚鋁化合物，如聚氯化鋁、聚硫酸鋁、含有氯化物和硫酸根離子的聚鋁化合物、聚硅鋁酸鹽-硫酸鹽及其混合物。所述聚鋁化合物還可含有其它的陰離子，例如來自磷酸、有機酸如檸檬酸和草酸的陰離子。優選的鋁鹽包括鋁酸鈉、明礬和聚鋁化合物。該鋁化合物可在加入氧化硅基溶膠之前或之后加入。或者，或額外地，所述鋁化合物可與氧化硅基溶膠在基本上同一點同時加入，或者與其分開或混合加入，例如如在美國專利5846384中所公開的，將該文獻在此并入作為參考。在許多情況下，通常適合地在該方法早期向紙料中加入鋁化合物，例如在其它的添加劑之前。
可將本發明的洗漿助劑和助留劑成分加入紙料中進行脫水，其量可以在寬范圍內變化，這特別取決于成分的類型和數量、配料的類型、填料含量、填料的類型、加入點等。通常與不加入所述成分所獲得的相比，以一定量加入所述成分能獲得較好的洗漿和/或保留。一般氧化硅基溶膠的加入量至少為0.001重量％，通常至少0.005重量％，其是以SiO2的方式計算并且基于干燥的紙料物質即纖維素纖維和任選的填料，并且上限通常是1.0重量％和適合地0.5重量％。一般主聚合物的加入量至少為0.001重量％，常常至少為0.005重量％，其是基于干燥的紙料物質，并且上限通常是3重量％和適合地是1.5重量％。當在該方法中使用LMW陽離子有機聚合物時，其加入量至少為0.05重量％，其是基于脫水的干燥的紙料物質。適合地，所述量的范圍為0.07-0.5％，優選是0.1-0.35％。當在該方法中使用鋁化合物時，引入到脫水的紙料中的總量取決于所使用的鋁化合物的類型和來自它的合乎需要的其它影響。例如在現有技術中眾所周知使用鋁化合物作為松香基施膠劑的沉淀劑。所加入的總量一般為至少0.05％，其是以Al2O3的方式計算并且基于干燥的紙料物質。適合的量的范圍為0.1-3.0％，優選為0.5-2.0％。
在本發明優選的實施方案中，該方法用在從含有具有高電導率的纖維素纖維和任選的填料進行的紙的生產中。通常，在絲網上脫水了的紙料的電導率至少為0.75mS/cm，適合地至少為2.0mS/cm，優選至少為3.5mS/cm。在電導率至少為5.0mS/cm的水平下能觀察到非常好的洗漿和保留結果。可通過標準的設備如由Christian Berner提供的WTW LF儀器測量電導率。適合地上述的值可通過測量纖維素懸浮物的電導率來測定，其中該懸浮物被加入或存在于造紙機的流漿箱中，或者通過測量通過懸浮物脫水所獲得的白水的電導率來測定。高的電導率意味著高含量的鹽(電解質)，其來自于用于形成紙料的纖維素纖維和填料，特別是在大型工廠中將通常來自紙漿廠的濃縮的含水纖維懸浮物與水混合形成適合在造紙廠中造紙的稀的懸浮物。所述鹽還可來自引入到紙料中的各種添加劑，來自加入到該過程的新鮮的水，或是故意加入的等。此外，通常鹽的含量在其中白水廣泛地再循環的工藝中較高，這可導致在該工藝中在水的循環中的鹽的可觀的積累。
本發明還包括造紙方法，其中白水廣泛地被再循環，即用高度的白水封閉，例如其中每生產1噸干燥的紙就要使用0-30噸新鮮的水，通常每噸紙使用低于20噸、適合地低于15噸、優選低于10噸和特別是低于5噸新鮮水。在該方法中獲得的白水的再循環適合地包括使白水與纖維素纖維和/或任選的填料混合形成脫水的懸浮物；優選地其包括在懸浮物進入到用于脫水的成型絲網之前，使白水與含有纖維素纖維的懸浮物和任選的填料混合。白水能與懸浮物在引入洗漿助劑和助留劑之前、同時或之后混合。可在該方法的任何階段輸入新鮮的水；例如，在使紙料與白水混合之前或之后和在輸入洗漿助劑和助留劑成分之前、同時或之后，為了形成懸浮物，它能與纖維素纖維混合，和它能與含有纖維素纖維的懸浮物混合以便稀釋，結果形成脫水懸浮物。
此外在造紙中的常規的添加劑當然能與本發明的添加劑結合使用，例如干燥強度劑，濕強度劑，任選的增亮劑，染料，膠粘劑如松香基膠粘劑和纖維素活性的膠粘劑，例如烷基和鏈烯基乙烯酮二聚物和乙烯酮多聚物，烷基和鏈烯基琥珀酸酐等。纖維素懸浮物或紙料還能含有常規類型的無機填料，例如高嶺土，陶土，二氧化鈦，石膏，滑石和天然和合成的碳酸鈣如白堊、磨細的大理石和沉淀的碳酸鈣。
本發明的方法可用于生產紙。在此使用的術語“紙”當然不但包括紙及其生產，還包括其它的含纖維素纖維的片或類似卷筒紙的產品，例如板和紙板，及其生產。該方法能用在由不同類型的含纖維素纖維的懸浮物的造紙中，并且該懸浮物應該適當地含有相對于干燥物質的至少25重量％、優選至少50重量％的所述纖維。所述懸浮物可以是基于纖維的，該纖維來自化學紙漿如硫酸鹽、亞硫酸鹽和organosolv紙漿，機械紙漿如熱機械紙漿、化學熱機械紙漿、精制機紙漿和來自硬木材和軟木材的細磨木漿，該懸浮物還能基于再循環的纖維，任選地來自脫墨紙漿，以及它們的混合物。所述懸浮物、紙料的pH為約3-10。適合地該pH為3.5以上和優選為4-9。
本發明可通過下面的實施例進一步舉例說明，然而這些實施例并不用于限制本發明。份數和％分別涉及重量份數和重量％，并且所有的溶液都是含水的，除非另有說明。
實施例1用氫離子飽和的陽離子交換樹脂除去含有具有比表面積約800m2/gSiO2二氧化硅顆粒的氫氧化鈉穩定的硅溶膠中的離子。所得到的酸硅溶膠的pH為2.6，SiO2含量為9.15重量％，含有具有比表面積為820m2/gSiO2的二氧化硅顆粒和S值為約27％。
在攪拌下約20秒內，向5000g該酸硅溶膠中加入239g的34％膽堿氫氧化物溶液，獲得SiO2與N摩爾比為11∶1的胺穩定的含水硅溶膠。為了降低來自膽堿氫氧化物的氣味，加入5.0g苧烯。最終的氧化硅基溶膠具有的pH為10.8，SiO2含量為8.73重量％，S值為20％和含有具有比表面積為820m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例2將具有SiO2與Na2O摩爾比為3.4的鈉水玻璃稀釋到約6重量％SiO2，用氫離子飽和的陽離子交換樹脂處理。所得到的酸硅溶膠或聚硅酸的pH為2.4，SiO2含量為5.7重量％，含有具有比表面積為1350m2/g SiO2的二氧化硅顆粒和S值為約32％。
在攪拌下2秒內，向2000g該聚硅酸中加入120g的34％膽堿氫氧化物溶液，獲得胺穩定的含水氧化硅基溶膠，其具有的pH為10.4，SiO2含量為5.4重量％，SiO2與N摩爾比為5.5∶1，S值為28％和含有具有比表面積為1330m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例3用與實施例1相同的方法除去氫氧化鈉穩定的硅溶膠中的離子，所得到的酸硅溶膠的pH為2.4，SiO2含量為9.15重量％，含有具有比表面積為850m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下2秒內，向2000g該酸硅溶膠中加入90g的25％四甲基氫氧化銨溶液。獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.4，SiO2含量為8.75％，SiO2與N摩爾比為12∶1，S值為19.5％和含有具有比表面積為850m2/gSiO2的二氧化硅顆粒。
實施例4用與實施例2相同的方法離子交換稀釋的鈉水玻璃。所得到的聚硅酸的pH為2.4，SiO2含量為5.8重量％，含有具有比表面積為1365m2/gSiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下20秒內，向10000g該聚硅酸中加入552g的25％四甲基氫氧化銨溶液，獲得的胺穩定的堿性硅溶膠，其具有的SiO2含量為5.4％和SiO2與N摩爾比為6.7∶1，用超濾法把該硅溶膠濃縮為穩定的氧化硅基溶膠，該氧化硅基溶膠的pH為10.5，SiO2含量為13.4％，S值為27％和含有具有比表面積為1140m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例5用與實施例1相同的方法除去氫氧化鈉穩定的硅溶膠中的離子，所得到的酸硅溶膠的pH為2.5，SiO2含量為8.7重量％，含有具有比表面積為860m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下1秒內，向1750g該酸硅溶膠中加入70g的35％四乙基氫氧化銨溶液，獲得的胺穩定的堿性硅溶膠的pH為10.8，SiO2含量為8.4％，SiO2與N摩爾比為15∶1，S值為21％和含有具有比表面積為930m2/gSiO2的二氧化硅顆粒。
實施例6用與實施例1相同的方法除去氫氧化鈉穩定的硅溶膠中的離子，所得到的酸硅溶膠的pH為2.4，SiO2含量為8.9重量％，含有具有比表面積為820m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下15秒內，向2000g該酸硅溶膠中加入214g的20％四丙基氫氧化銨溶液，獲得的含水氧化硅基溶膠的pH為10.7，SiO2含量為8.1％，SiO2與N摩爾比為14∶1，S值為24％和含有具有比表面積為820m2/gSiO2的二氧化硅顆粒。
實施例7用與實施例1相同的方法除去含有具有比表面積約800m2/g SiO2二氧化硅顆粒的氫氧化鈉穩定的硅溶膠中的離子，所得到的酸硅溶膠的pH為2.6，SiO2含量為9.3重量％，含有具有比表面積為795m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下10秒內，向2000g該酸硅溶膠中加入192.4g的三乙醇胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為9.0，SiO2含量為8.5％，SiO2與N摩爾比為2.4∶1，S值為15％和含有具有比表面積為795m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例8在攪拌下10秒內，根據實施例7向2000g該酸硅溶膠中加入30.1g的三乙胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.2，SiO2含量為9.15％，SiO2與N摩爾比為10.4∶1，S值為25％和含有具有比表面積為800m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例9用與實施例1相同的方法除去氫氧化鈉穩定的硅溶膠中的離子，所得到的酸硅溶膠的pH為2.8，SiO2含量為9.3重量％，含有具有比表面積為860m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下5秒內，向2000g該酸硅溶膠中加入68.1g的N，N-二甲基乙醇胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.1，SiO2含量為9.0％，SiO2與N摩爾比為4∶1，S值為26％和含有具有比表面積為860m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例10用與實施例1相同的方法除去具有比表面積約800m2/g的氫氧化鈉穩定的硅溶膠中的離子，所得到的酸硅溶膠的pH為2.6，SiO2含量為9.1重量％，含有具有比表面積為880m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下2秒內，向2000g該酸硅溶膠中加入103g的二乙醇胺，獲得的胺穩定的堿性氧化硅基溶膠的pH為10.4，SiO2含量為8.65％，SiO2與N摩爾比為3∶1，S值為22％和含有具有比表面積為875m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例11在攪拌下2秒內，根據實施例10向2000g酸硅溶膠中加入40.4g的二乙胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為11.4，SiO2含量為8.92％，SiO2與N摩爾比為6.5∶1，S值為22％和含有具有比表面積為880m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例12在攪拌下2秒內，根據實施例10向2000g酸硅溶膠中加入32.4g的二異丙基胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為11.0，SiO2含量為8.95％，SiO2與N摩爾比為9.5∶1，S值為25％和含有具有比表面積為885m2/gSiO2的二氧化硅顆粒。
實施例13在攪拌下2秒內，根據實施例10向2000g酸硅溶膠中加入32.5g的吡咯烷，獲得的氧化硅基溶膠的pH為11.1，SiO2含量為8.95％，SiO2與N摩爾比為6.6∶1，S值為25％和含有具有比表面積為880m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例14在攪拌下2秒內，根據實施例10向2000g的具有的pH為2.8、SiO2含量為9.3重量％和含有具有比表面積為860m2/g SiO2的二氧化硅顆粒的另一種去離子的硅溶膠中加入35.5g的二丙胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.6，SiO2含量為9.10％，SiO2與N摩爾比為8.8∶1，S值為30％和含有具有比表面積為855m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例15根據實施例10把2000g酸硅溶膠加入到33.7g的乙醇胺中，攪拌2秒。獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.1，SiO2含量為8.95％，SiO2與N摩爾比為5.5∶1，S值為24％和含有具有比表面積為870m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例16在攪拌下2秒內，根據實施例10向2000g該酸硅溶膠中加入30g的環己胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.4，SiO2含量為9.0％，SiO2與N摩爾比為10∶1，S值為24％和含有具有比表面積為880m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例17在攪拌下2秒內，向2000g的具有的pH為2.8、SiO2含量為9.3重量％和含有具有比表面積為860m2/g SiO2的二氧化硅顆粒的另一種去離子的硅溶膠中加入59.1g的2-甲氧基乙基胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.2，SiO2含量為9.0％，SiO2與N摩爾比為3.9∶1，S值為28％和含有具有比表面積為850m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例18在攪拌下2秒內，向1500g的具有的pH為2.8、SiO2含量為9.3重量％和含有具有比表面積為860m2/g SiO2的二氧化硅顆粒的另一種去離子的硅溶膠中加入到66.1g的氨基乙基乙醇胺，獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.5，SiO2含量為9.0％，SiO2與N摩爾比為3.6∶1，S值為26％和含有具有比表面積為875m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例19在下面的試驗中，測試根據實施例1-18的氧化硅基溶膠的洗漿和保留性能。用購自Akribi，瑞典的Dynamic Drainage Analyser(DDA)來評價洗漿性能，當除去塞子并且在與有紙料存在的絲網的一側相對的另一側加真空時，用該儀器測量通過絲網排出設定體積的紙料的時間。用濁度計通過測量由排出紙料所獲得的濾液、白水的濁度來評價保留性能。
所使用的紙料是基于由60％漂白的樺木硫酸鹽和40％漂白的松木硫酸鹽組成的標準的精紙配料。把30％碳酸鈣加入紙料中作為填料，以及加入0.3g/l的Na2SO4.10H2O以增加電導率。紙料的pH為8.4，電導率為0.46mS/cm，稠度為0.29％。在該試驗中，被測試的氧化硅基溶膠與具有取代度約為0.042的陽離子淀粉的陽離子聚合物結合。把所述淀粉以12千克/噸的量加入，其是以相對于干燥紙料體系的干燥淀粉計算，并且把氧化硅基溶膠以0.25、0.5和1.0千克/噸的量加入，其是以相對于干燥紙料體系的干燥二氧化硅計算。
相對于為比較的目的而使用的氧化硅基溶膠參考1和參考2來測試本發明的氧化硅基溶膠。參考1是公開在美國專利5368833中的硅基類型，其具有的S值約為25％，SiO2含量為8％，比表面積為72m2/g含水溶膠和含有具有比表面積為900m2/g SiO2的二氧化硅顆粒，它是5％程度的用鋁表面改性的。參考2是硅溶膠，其具有的S值為36％，SiO2含量為10.0％，SiO2與Na2O摩爾比為10∶1，比表面積為88m2/g含水溶膠和含有具有比表面積為880m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在折流廣口瓶中在整個試驗中以1500rpm的速度攪拌紙料，并且按如下方式實施加入到紙料中的化學藥品i)攪拌30秒后加入陽離子聚合物，ii)攪拌15秒后加入氧化硅基顆粒，iii)排出紙料同時自動記錄洗漿時間。
表1表示當使用各種用量(千克/噸(kg/t)，以SiO2和基于干燥紙料體系計算)的氧化硅基溶膠時所獲得結果。在沒有加入化學物質時，紙料顯示出的洗漿時間為20秒，濁度為490NTU。只加入陽離子淀粉12千克/噸，其是以相對于干燥紙料體系的干燥淀粉計算，紙料顯示出的洗漿時間為15秒，濁度為70NTU。表1氧化硅基溶膠 洗漿時間(秒) /濁度(NTU) 在SiO2用量為0.25kg/t 0.5kg/t 1.0kg/t參考1 12.20/43 10.40/408.76/37參考2 11.60/45 9.83/44 8.28/37實施例1 9.11/38 7.19/30 5.74/28實施例2 8.65/38 6.79/35 5.76/-實施例3 9.34/40 7.30/34 6.30/28實施例4 8.82/39 6.97/36 5.86/31實施例5 -/- 7.74/37 -/-實施例6 -/- 8.98/38 -/-實施例7 10.3/42 8.77/37 6.66/33實施例8 10.3/42 8.31/36 7.02/33實施例9 9.90/-8.80/- 7.90/-實施例10 10.00/- 8.21/- 7.07/-實施例11 10.00/- 8.04/- 7.28/-實施例12 9.87/-7.97/- 6.85/-實施例13 9.60/-7.85/- 6.30/-實施例14 10.70/- 8.80/- 7.80/-實施例15 10.70/- 8.80/- 7.51/-實施例16 10.30/- 8.13/- 6.75/-實施例17 10.50/- 8.80/- 7.70/-實施例18 10.60/- 9.20/- 8.20/-實施例20在下面的試驗中，進一步評價根據實施例3的氧化硅基溶膠的洗漿和保留性能。除了使用不同的紙料和不同的陽離子聚合物之外，遵循實施例19的過程。
配料是基于70％纖維素纖維和30％粘土填料。所述纖維由70％漂白的熱機械紙漿、10％石細磨紙漿、10％漂白的樺木硫酸鹽和10％漂白的松木硫酸鹽紙漿組成。紙漿和填料分散在水中，稠度為1.5g/l。水中含有25g/l的來自漂白廠的含有一定量的溶解的有機干擾物質和氯化鈣(CaCl2.10H2O)的漂白水，結果獲得的電導率為5mS/cm。
所述氧化硅基溶膠可與高度陽離子的低分子量聚胺和陽離子聚丙烯酰胺結合使用，該聚胺以0.5千克/噸的量加入，其是以相對于干燥紙料體系的干燥聚合物計算，該聚丙烯酰胺以1.0千克/噸的量加入，其是以相對于干燥紙料體系的干燥聚合物計算。把聚胺加入紙料體系，接著攪拌15秒，然后根據實施例19的過程加入陽離子聚丙烯酰胺和氧化硅基溶膠。把氧化硅基溶膠以0.25、0.5和1.0千克/噸的量加入，其是以相對于干燥紙料體系的干燥二氧化硅計算。
表II表示當使用各種用量(千克/噸(kg/t)，以SiO2和基于干燥紙料體系計算)的氧化硅基溶膠時所獲得結果。在沒有加入化學物質時，紙料顯示出的洗漿時間為22秒，濁度為100NTU。只加入1千克/噸的陽離子聚丙烯酰胺，以相對于干燥紙料體系的干燥聚合物計算，紙料顯示出的洗漿時間為16秒，濁度為55NTU。加入0.5千克/噸的陽離子聚胺和1千克/噸的陽離子聚丙烯酰胺，以相對于干燥紙料體系的干燥聚合物計算，紙料顯示出的洗漿時間為11秒，濁度為50NTU。表II氧化硅基溶膠 洗漿時間(秒) /濁度(NTU) 在SiO2用量為0.25kg/t 0.5kg/t 1.0kg/t參考1 12.20/48 11.00/479.90/45參考2 12.30/47 10.70/439.18/41實施例3 10.10/40 8.08/39 6.27/40實施例21將具有SiO2與Na2O比率為3.4∶1的鈉水玻璃稀釋到約6重量％SiO2，用氫離子飽和的陽離子交換樹脂處理。所得到的聚硅酸的pH為2.5，SiO2含量為5.6重量％和含有具有比表面積為1300m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
在攪拌下5秒內，向5000g該聚硅酸中加入353.5g的34％膽堿氫氧化物溶液，獲得胺穩定的堿性氧化硅基溶膠，其具有的pH為10.8，SiO2含量為5.26重量％，SiO2與N摩爾比為4.6。通過真空蒸發將該溶膠濃縮為穩定的氧化硅基溶膠，其具有的SiO2含量為13.9重量％，S值約為30％和比表面積為169m2/g含水溶膠(在40天后測量)，并且含有具有比表面積為1215m2/g SiO2(在40天后測量)的二氧化硅顆粒。在這40天過程中粘度基本上是恒定的；最初為11.8cp，在40天后為11.0cp。
實施例22在攪拌下5秒內，根據實施例21向5000g聚硅酸中加入347.2g的35％四乙基氫氧化銨溶液，所獲得胺穩定的堿性氧化硅基溶膠的pH為10.8，SiO2含量為5.26重量％，SiO2與N摩爾比為5.7∶1。通過真空蒸發將該溶膠濃縮為穩定的氧化硅基溶膠，其具有的SiO2含量為20.0重量％，粘度為9.9cp和比表面積為250m2/g含水溶膠，并且含有具有比表面積為1250m2/g SiO2的氧化硅基顆粒。在儲存40天后，所述溶膠顯示出的粘度為8.2cp，S值為43％和比表面積為239m2/g含水溶膠和1195m2/g SiO2。
實施例23在攪拌下5秒內，向5000g的用類似于實施例21的方法制備的具有SiO2含量為5.1重量％的聚硅酸中加入到114g的34％二丙胺，所獲得胺穩定的堿性氧化硅基溶膠的pH為10.8，SiO2含量為5.0重量％，SiO2與N摩爾比為3.8∶1。通過超濾法將該溶膠濃縮為穩定的氧化硅基溶膠，其具有的SiO2含量為14.8重量％，比表面積為196m2/g含水溶膠和含有具有比表面積為1320m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。
實施例24在攪拌下5秒內，向5000g的用類似于實施例21的方法制備的具有SiO2含量為5.5重量％的聚硅酸中加入229.8g的氨基乙基乙醇胺，所獲得胺穩定的堿性硅溶膠的pH為10.3，SiO2含量為5.2重量％，SiO2與N摩爾比為2∶1。通過真空蒸發將該溶膠濃縮為穩定的氧化硅基溶膠，其具有的SiO2含量為13.6重量％和比表面積為170m2/g含水溶膠和1255m2/g SiO2。
實施例25用與實施例1相同的方法把具有SiO2含量為15重量％、S值為50％和含有具有比表面積為500m2/g SiO2的二氧化硅顆粒的氫氧化鈉穩定的硅溶膠去離子化，獲得的酸硅溶膠的pH為2.9，SiO2含量為14.8重量％和比表面積為490m2/g SiO2。
在攪拌下5秒內，向4000g的該酸溶膠中加入414.5g的35％的四乙基氫氧化銨溶液，所獲得胺穩定的堿性氧化硅基溶膠的pH為12.1，SiO2含量為13.4％和SiO2與N摩爾比為10∶1。通過真空蒸發將該溶膠濃縮為穩定的氧化硅基溶膠，其具有的SiO2含量為40％和比表面積為224m2/g含水溶膠和560m2/g SiO2。
實施例26用類似于實施例19的方法研究根據實施例21-24的氧化硅基溶膠的洗漿(脫水)和保留性能。結果列于表III中。表III氧化硅基溶膠 洗漿時間(秒) /濁度(NTU) 在SiO2用量為0.25kg/t 0.5kg/t 1.0kg/t參考1 12.1/49 10.2/43 9.1/43參考2 11.8/50 10.2/50 9.0/42實施例21 9.3/367.4/34 6.9/34實施例22 10.3/45 9.3/42 8.8/41實施例23 10.8/44 8.8/42 8.1/37實施例24 10.0/44 8.7/40 7.9/38實施例27在攪拌下向1024g的用類似于實施例21的方法制備的具有的pH為2.7和SiO2含量為5.84重量％聚硅酸中加入37.1g的75重量％膽堿氯化物溶液，獲得的SiO2與N摩爾比為5.0。攪拌下向該混合物中加入99.6g的3M氫氧化鈉。所獲得的氧化硅基溶膠的pH為11.0，SiO2含量為5.1重量％和含有具有比表面積為1010m2/g SiO2的二氧化硅顆粒。實施例28根據實施例27在攪拌下向1068g的聚硅酸中加入39g的75％膽堿氯化物溶液和99.6g的3M氫氧化鈉的混合物。所獲得的氧化硅基溶膠的pH為11.0，SiO2與N摩爾比為5.0，SiO2含量為5.2重量％和含有具有比表面積為1175m2/g SiO2的氧化硅基顆粒。
實施例29根據實施例27在攪拌下向50g的聚硅酸中加入0.9g的75％膽堿氯化物溶液，獲得的SiO2與N摩爾比為10.0。攪拌下將所獲得的混合物加入到9.5g的3M氫氧化鈉中。所獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.0。
實施例30根據實施例27在攪拌下把50g的聚硅酸加入到0.9g的75重量％膽堿氯化物溶液和9.5g的3M氫氧化鈉的混合物中。所獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.1，SiO2與N摩爾比為10.0和SiO2含量為4.8重量％。
實施例31根據實施例27在攪拌下向50g的聚硅酸中加入0.9g的75重量％膽堿氯化物溶液，獲得的SiO2與N摩爾比為10.0。攪拌下向該混合物中加入20.0g含有9.2重量％SiO2的水玻璃，獲得的氧化硅基溶膠的pH為10.1和SiO2含量為6.6重量％。
實施例32用類似于實施例19的方法研究根據實施例27-31的氧化硅基溶膠的洗漿(脫水)和保留性能，除了向紙料中加入氯化鈣以使電導率增加為2.0mS/cm和以10千克/噸的量加入陽離子淀粉，其是以相對于干燥紙料體系的干燥淀粉計算。結果列于表IV中。表IV氧化硅基溶膠 洗漿時間(秒) /濁度(NTU) 在SiO2用量為0.5kg/t 1.0kg/t參考1 25.5/120 21.4/104實施例27 23.4/116 16.1/83實施例28 23.1/115 14.5/91實施例29 22.3/102 16.2/85實施例30 20.9/98 14.4/78實施例31 23.0/110 17.3/8權利要求
1.含水氧化硅基溶膠，其包括含氮有機化合物和比表面積至少為300m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒和具有的S值為10-60％。
2.含水氧化硅基溶膠，其包括含氮有機化合物和比表面積至少為700m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒。
3.比表面積至少為100m2/g的含水溶膠的含水氧化硅基溶膠，其包括含氮有機化合物和具有比表面積至少為300m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒。
4.根據權利要求1或3的含水氧化硅基溶膠，其特征在于其含有比表面積為550-1700m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒。
5.根據前述權利要求任一項的含水氧化硅基溶膠，其特征在于含氮有機化合物具有的分子量低于1000。
6.根據前述權利要求任一項的含水氧化硅基溶膠，其特征在于其具有的S值為15-40％。
7.根據前述權利要求任一項的含水氧化硅基溶膠，其特征在于其具有比表面積為150-250m2/g的含水溶膠。
8.根據前述權利要求任一項的含水氧化硅基溶膠，其特征在于其具有的二氧化硅含量為10-60重量％。
9.根據前述權利要求任一項的含水氧化硅基溶膠，其特征在于其具有的pH為8-13。
10.根據前述權利要求任一項的含水氧化硅基溶膠，其特征在于含氮有機化合物是含有2-12個碳原子的胺。
11.根據前述權利要求任一項的含水氧化硅基溶膠，其特征在于含氮有機化合物含有至少一個氧原子。
12.制備包括含氮有機化合物的含水氧化硅基溶膠的方法，其包括在含有比表面積至少為300m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒的氧化硅基溶膠中混入含氮有機化合物，以達到S值為10-60％。
13.制備包括含氮有機化合物的含水氧化硅基溶膠的方法，其包括在含有比表面積至少為700m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒的氧化硅基溶膠中混入含氮有機化合物。
14.制備包括含氮有機化合物的含水氧化硅基溶膠的方法，其包括在含有比表面積至少為300m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒的氧化硅基溶膠中混入含氮有機化合物和濃縮所獲得的含水氧化硅基溶膠，以達到比表面積至少為100m2/g的含水溶膠。
15.根據權利要求12、13或14的方法，其特征在于含氮有機化合物具有的分子量低1000。
16.根據權利要求12、13、14或15的方法，其特征在于含水氧化硅基溶膠含有比表面積為550-1700m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒。
17.根據權利要求12-16任一項的方法，其特征在于將所獲得的含水氧化硅基溶膠濃縮為比表面積為150-250m2/g的含水溶膠。
18.根據權利要求12-17任一項的方法，其特征在于含氮有機化合物是含有2-12個碳原子的胺。
19.根據權利要求12-18任一項的方法，其特征在于含氮有機化合物含有至少一個氧原子。
20.根據權利要求12-19任一項的方法所獲得的含水氧化硅基溶膠。
21.根據權利要求1-11或20任一項的含水氧化硅基溶膠在制備紙漿和紙中作為洗漿助劑和助留劑的用途。
22.由含有纖維素纖維的含水懸浮物和任選的填料制備紙的方法，其包括向懸浮物中加入含水氧化硅基溶膠和至少一種帶電的有機聚合物，在絲網上成型和排出懸浮物，其特征在于所述溶膠是包括有機含氮化合物的氧化硅基溶膠。
23.根據權利要求22的方法，其特征在于所述溶膠含有比表面積至少為300m2/g的二氧化硅的氧化硅基顆粒。
24.根據權利要求22或23的方法，其特征在于所述溶膠是根據權利要求1-11或20任一項的含水氧化硅基溶膠。
25.根據權利要求22、23或24的方法，其特征在于帶電的有機聚合物包括陽離子淀粉和/或陽離子聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發明涉及包括含氮有機化合物和比表面積至少為300m
文檔編號B01F17/16GK1413168SQ00817479
公開日2003年4月23日 申請日期2000年11月29日 優先權日1999年12月20日
發明者P·格林伍德, M·O·林斯坦, H·約翰森－維斯廷 申請人:阿克佐諾貝爾公司