АНТИАДГЕЗИОННАЯ БУМАГА Российский патент 1994 года по МПК D21H19/32 D21H27/26 D21H17/12 D21H17/59 

Изобретение относится к производству антиадгезионной бумаги и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Известна антиадгезионная бумага, состоящая из бумаги-основы и покрытия, содержащего кремнийорганический каучук, полиэтилгидридсилоксан и платиновый катализатор отверждения при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Кремнийорганический каучук 25-75 Полиэтилгидридсилоксан 5-30
Полиметилсилоксан (ПМС) 6-50
Платиновый катализатор отверждения 5-14 [1]
Недостатком полученной по предлагаемому решению бумаги является низкая стабильность антиадгезионных свойств покрытия в процессе эксплуатации, вызванная миграцией полимера (ПМК) на поверхность контактирующего с покрытием липкого слоя, ухудшая его адгезионные свойства, что вызвано наличием в составе покрытия полимера, не имеющего функциональных групп (ПМС).

Ближайшим аналогом изобретения является антиадгезионная бумага, состоящая из бумаги-основы и покрытия, содержащего α, ω -дигидроксиполидиметилвинилсилоксан, полиэтилгидридсилоксан и катализатор отверждения [2] .

В качестве катализатора отверждения используют соединение платины, а количественное соотношение компонентов следующее, мас. % :
α, ω -Дигидроксиполиди- метилвинилсилоксан 94,5-4,72 Полиэтилгидридсилоксан 4,76-94,34
Платиновый катализатор (в пересчете на платину) 0,04-0,94
Недостатком известной антиадгезионной бумаги являются недостаточно высокие и нестабильные антиадгезионные свойства вследствие сильной зависимости скорости и степени отверждения покрытия от наличия на поверхности бумаги-основы различных функциональных групп, резко снижающих скорость или вообще препятствующих протеканию процесса структурирования композиции. Заметно снижают скорость процесса отверждения вещества, получившие широкое применение в процессе силиконизирования в качестве барьерообразующих полимеров, такие как поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлоза.

Новым результатом изобретения является улучшение качества бумаги за счет увеличения и стабилизации ее антиадгезионных свойств, а также повышение производительности процесса производства силиконизированной бумаги за счет повышения скорости формирования покрытия. Наряду с этим снижается себестоимость антиадгезионной бумаги за счет значительного сокращения расхода катализатора и увеличения процента выхода кондиционной бумаги.

Данный технический результат достигается тем, что в антиадгезионной бумаге, состоящей из бумаги-основы и покрытия, состоящего из α, ω -дигидроксиполидиметилвинилсилоксана, полиалкилгидридсилоксана и катализатора отверждения, согласно изобретению, в качестве катализатора отверждения покрытие содержит дикарбонил (2,4-пентадионат) родия при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
α, ω -Дигидроксиполиди- метилвинилсилоксан 100 Полиалкилгидрид- силоксан 2-10
Дикарбонил
(2,4-пентадионат)родия (в пересчете на родий) 0,0005-0,005
Использование данного катализатора в антиадгезионных составах для покрытия бумаги неизвестно, в связи с чем предлагаемое изобретение соответствует требованию "новизна".

Известно использование данного катализатора для вулканизации резиновых смесей [3] .

В данном случае соединение родия вводят на вальцах в состав, содержащий высокомолекулярный каучук полидиметилвинилсилоксан (СКТВ), олигоэтилгидридсилоксан, наполнитель аэросил А-300, стабилизатор. Вулканизацию проводят прессованием в течение 15 мин при 150^о С с последующим термостарением при 200^о С в течение 1 ч. Получают вулканизаты, используемые в качестве резинотехнических изделий. Антиадгезионными свойствами они не обладают.

Известна антиадгезионная бумага, состоящая из бумаги-основы и покрытия, состоящего из смеси линейных диорганополисилоксанов, низкомолекулярных метилвинилсилоксанов, содержащих гидроксильные группы, полиметилгидридсилоксана и родиевого катализатора [4] .

В качестве линейного диорганополисилоксана используют смесь полимеров, содержащих концевые триметилсилокси- и диметилвинилсилокси группы со следующим составом, % : СН₃SiO звеньев 92,3 СН₃(СН₂СН)SiO 2,1 (СН₃)₂(СН₂СН)SiO 5,6
В качестве родиевого катализатора используют
RhX₃(SR₂¹)₃ или
Rh₂X₂(CO)₄, где Х - галоген, R¹ - алкил, арил, аралкил, в частности
RhCl₃(n - Bu₂S)₃
Недостатком данной антиадгезионной бумаги являются невысокие антиадгезионные свойства, малая скорость процесса формирования покрытия, большой расход родиевого катализатора. Кроме того, покровная композиция предлагаемой бумаги обладает невысоким "временем жизни".

Таким образом, несмотря на использование родиевого катализатора в данном антиадгезионном покрытии (иного, чем в предлагаемом изобретении), указанный выше прототип является ближе к изобретению по основным компонентам антиадгезионного покрытия.

Использование дикарбонил (2,4-пентадионата)родия (дикарбонилацетилацетоната родия) позволяет существенно увеличить скорость и глубину процесса формирования покрытия на бумаге, обработанной различными барьерообразующими полимерами, что приводит к увеличению степени структурирования покрытия и улучшения его антиадгезионных свойств. Использование дикарбонилацетилацетоната родия также позволяет интенсифицировать процесс получения антиадгезионной бумаги за счет увеличения скорости работы оборудования, а также сохранить качество бумаги за счет уменьшения температуры структурирования покрытия. Расход катализатора при этом сокращается. Кроме того, покровная композиция, приготовленная с использованием родиевого катализатора, имеет большее "время жизни" по сравнению с композициями, включающими другие катализаторы.

Таким образом, предлагаемое изобретение соответствует требованию "изобретательский уровень".

Дикарбонил (2,4-пентадионат) родия (дикарбонил ацетилацетонат родия) имеет следующую формулу:
HCRh(CO)₂ и описан в источнике [5] .

В предлагаемой композиции используют α, ω -дигидроксиполидиметилвинилсилоксаны, содержащие 1,5-3,8 мол. % винильных групп и имеющих вязкость 17,7-240 с. В качестве полиалкилгидридсилоксана используют полиэтилгидридсилоксан - жидкость 136-41, выпускаемую по ГОСТ 10834-76, или полиметилгидридсилоксан, имеющий следующую формулу: (СН₃)₃SiO{ [(CH₃)HSiO] [(CH₃)₂SiO] } ₅₀Si(CH₃)₃
П р и м е р 1. Антиадгезионную бумагу, состоящую из бумаги-основы и покрытия следующего состава, мас. ч. :
α, ω -Дигидроксиполидиметил- винилсилоксан 100
(СКТН-В-15) процент винильных
групп (% V) 1,5
вязкость (η ) 240 с
Полиэтилгидридсилоксан (жидкость 136-41) 3
Дикарбонил
(2,4-пентадионат)родия (в пересчете на родий) 0,0005 получают путем нанесения вышеуказанного состава на бумагу-основу с последующим отверждением при 149^о С (300^о F). В качестве бумаги-основы используют бумагу мелованную массой 150 г/м², покрытую поливиниловым спиртом. Масса покрытия составляет 4 г/м². Состав покрытия готовят следующим образом: расчетное количество СКТН-В-15, жидкости 136-41 и катализатора перемешивают в течение 15-20 мин. Катализатор вводят в композицию в виде 0,0074 М раствора в смеси растворителей толуола и диметилформамида (соотношение 1: 1).

Полученную антиадгезионную бумагу испытывают. Результаты представлены в таблице.

П р и м е р 2. Антиадгезионную бумагу изготавливают аналогично примеру 1, но со следующими отличиями. На бумаге-основе марки КМ-170 формуют покрытие следующего состава:
α, ω -Дигидроксиполидиметил-
винилсилоксан (% Vi 1,9; вязкость η 17,7 с) 100 Полиметилгидридсилоксан 5
Дикарбонил
(2,4-пентадионат)родия (в пересчете на родий) 0,001
Полученную бумагу испытывают. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 3. Антиадгезионную бумагу изготавливают аналогично примеру 1, но со следующими отличиями: на бумаге-основе массой 50 г/м², обработанной раствором карбоксиметилцеллюлозы, формируют покрытие следующего состава:
α, ω -Дигидроксиполидиметил- винилсилоксан (% Vi 1,5; η 73 с) 100 Полиэтилгидридсилоксан 3
Дикарбонил
(2,4-пентадионат)родия (в пересчете на родий) 0,002
Полученную бумагу испытывают. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 4. Антиадгезионную бумагу изготавливают аналогично примеру 1, с покрытием следующего состава, мас. ч. :
α, ω -Дигидроксиполидиметил-
винилсилоксан (% Vi 3,8; η = 84,2 с) 100 Полиэтилгидридсилоксан 10
Дикарбонил
(2,4-пентадионат)родия (в пересчете на родий) 0,001
Полученную бумагу испытывают. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 5. Антиадгезионную бумагу изготавливают аналогично примеру 1, с покрытием следующего состава, мас. ч. : СКТН-В-1.5 100 Полиэтилгидридсилоксан 2 Дикарбонил (2,4-пентадионат)родия (в пересчете на родий) 0,005
Полученную бумагу испытывают. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 6 (прототип). Антиадгезионную бумагу изготавливают аналогично примеру 1, с покрытием следующего состава, мас. ч. : СКТН-в-1.5 15 Полиэтилгидридсилоксан 5 Платиновый катализатор 0,003
В качестве катализатора используют платиновое соединение - платинохлористоводородную кислоту, растворенную в изопропиловом спирте. Масса покрытия составляет 2 г/м². Покрытие отверждают 45 с.

Полученную бумагу испытывают. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 7. Антиадгезионную бумагу изготавливают аналогично примеру 6, покрытие отверждают в течение 60 с.

Полученную бумагу испытывают. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 8. Антиадгезионную бумагу изготавливают аналогично примеру 6, со следующим составом покрытия, мас. ч. : СКТН-В-1.5 100 Полиэтилгидридсилоксан 5 Катализатор 0,010
Время отверждения покрытия составляет 25 с. Покрытие формируют на бумаге-основе массой 50 г/м², обработанной карбоксиметилцеллюлозой. Полученную бумагу испытывают. Результаты приведены в таблице.

Как видно из таблицы, использование выбранного родиевого катализатора вместо платинового приводит к увеличению и стабилизации антиадгезионных свойств изготавливаемой бумаги. При этом данное улучшение качества обеспечивается при значительном сокращении расхода катализатора (в среднем в 10 раз), что приводит к снижению себестоимости бумаги.

Кроме того, покровная композиция предлагаемой бумаги обладает большим "временем жизни" и большой скоростью отверждения (4-18 с по сравнению с 26-60 с).

Формирование силоксанового покрытия по прототипу со стабильными антиадгезионными свойствами за время, меньшее чем 45 с, не происходит. (56) Авторское свидетельство СССР N 953057, кл. D 21 H 19/32, опублик. 1982.

Авторское свидетельство СССР N 1500708, кл. D 21 H 19/32, опублик. 1981.

Каучук и резина, 1987, N 6, с. 42-43.

Патент Великобритании N 1542072, кл. С 08 L 83/04, опублик. 1979.

Методы элементоорганической химии. Родий, рутений, платина, палладий. АН СССР. Наука, 1979, с. 386.

Сущность изобретения: в качестве катализатора отверждения покрытие для антиадгезионной бумаги содержит дикарбонил (2,4-пентадионат) родия. Покрытие содержит следующие компоненты, мас. ч. : α, ω - дигидроксиполидиметилвинилсилоксан - 100; полиалкилгидридсилоксан 2 - 10 и дикарбонил (2,4-пентадионат) родия 0,0005 - 0,005. В качестве полиалкилгидридсилоксана используют полиметилгидридсилоксан или полиэтилгидридсилоксан. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. АНТИАДГЕЗИОННАЯ БУМАГА, состоящая из бумаги-основы и покрытия, содержащего α , ω -дигидроксиполидиметилвинилсилоксан, полиалкилгидридсилоксан и катализатор отверждения, отличающаяся тем, что в качестве катализатора отверждения покрытие содержит дикарбонил(2,4-пентадионат)родия при следующем соотношении компонентов, мас. ч:
α , ω-Дигидроксиполидиметилвинилсилоксан 100
Полиалкилгидридсилоксан 2 - 10
Дикарбонил(2,4-пентадионат)родия 0,0005 - 0,005. 2. Бумага по п. 1, отличающаяся тем, что покрытие в качестве полиалкилгидридсилоксана содержит полиметилгидридсилоксан или полиэтилгидридсилоксан.