СОСТАВ ДИСПЕРГИРУЮЩЕГО СРЕДСТВА ДЛЯ ПРОКЛЕЙКИ БУМАГИ Российский патент 1996 года по МПК C09D133/14 D21H17/37 

Изобретение относится к технологии проклейки бумаг, в частности к составу для диспергирующего средства для проклейки бумаги.

Известен состав для диспергирования средств для проклейки бумаги, содержащий частично или полностью квартернизированный сополимер 20 80 мас. сложного алкилового эфира (мет)акриловой кислоты и/или стирола и 20 80 мас. сложного алкиламиноалкилового эфира или амида (мет)акриловой кислоты и воду. Состав может также содержать органический растворитель [1]
Недостатком извеcтного диспергатора является недостаточная эффективность, так как степень проклейки бумаги, достигаемая обычным клеевым средством, не является полностью удовлетворительной.

Задачей изобретения является создание более эффективного состава для проклейки бумаги.

Данная задача решается предлагаемым составом для диспергирования средства для проклейки бумаги, содержащим имеющийся в виде соли сополимер на основе производного (мет)акриловой кислоты и воду или воду и органический растворитель, за счет того, что в качестве имеющегося в виде соли сополимера на основе производного (мет)акриловой кислоты содержит сополимер 10 30 мас. N, N'-диметиламиноэтилакрилата и/или N,N'-диметиламиноэтилметакрилата, 5 30 мас. метакрилата и/или акрилата С₁₀-C₂₂-спирта жирного ряда, 10 60 мас. метилакрилата и/или метилметакрилата и до 100 мас. метакриловой кислоты и/или акриловой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.

Указанный сополимер 5 25
Вода или вода и органический распылитель Остальное.

Предлагаемый состав приготовляют путем простого смешивания соли указанного сополимера с нагретой водой, в частности деминерализованной водой.

Сополимер можно получать известными методами Для солеобразования применяют неорганическую или органическую кислоту. Предпочтительно используют уксусную и муравьиную кислоты.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

В колбу емкостью 500 мл, снабженную кожухом для внешнего обогрева, мешалкой, обратным холодильником, термометром, подводом для газа, счетчиком пузырьков и капельной воронкой, выполненной с возможностью управления газовым пространством, последовательно загружают при комнатной температуре 20,0 г изопропанола; 32,0 г сложного метилового эфира метакриловой кислоты (0,32 моль); 16,5 г метакрилата С₁₆-C₁₈-спирта жирного ряда (0,05 моль); 15,7 г N, N'-диметиламиноэтилметакрилата (0,01 моль); а также 2,5 г акриловой кислоты (0,035 моль).

Гомогенная смесь перемешивается со скоростью 150 оборотов/мин и в течение 10 мин продувается инертным газом, например азотом.

Затем прибавляют 0,25 г азодиизобутиронитрила, суспендированного в 5 г изопропанола. Смесь нагревают в течение 20 мин до 80^oС и прекращают подачу азота после достижения указанной температуры. Сополимеризация мономеров начинается и по истечении приблизительно 70 мин достигает желаемой степени полимеризации (значение К 12 в диметилформамиде, при 25^oС и 1,0 г на 100 мл). Сополимер, состоящий из 47,8 мас. метилметакрилата, 24,7 мас. метакрилата С₁₆-C₁₈-спирта жирного ряда, 23,5 мас. N,N'-диметиламиноэтилметакрилата и 4 мас. акриловой кислоты, нейтрализуют 10 г 98-ной муравьиной кислоты. Соль сополимера можно диспергировать посредством добавления 315 г горячей, деминерализованной воды в течение 10 мин. Температура воды составляет 80^oС.

Если диспергирование осуществляется водой, то образуется почти бесцветный, слабо-опалесцирующий коллоидный раствор с содержанием твердого вещества 16 мас. Вязкость раствора, измеренная по Брукфильду со шпинделем Н 1 при числе оборотов 50 об/мин, составляет 15 мПа•с. Содержание нейтрализованного азота составляет 150 ммоль на 100 г сополимера.

Пример 2.

Повторяют пример 1 с той разницей, что для нейтрализации вместо муравьиной кислоты применяют 10,25 г 32-ной соляной кислоты (0,09 моль). При этом образуется светлый, опалесцирующий раствор с вязкостью 20 мПа•с. Значение рН этого раствора составляет 4,0.

В табл. 1 приведены данные по получению дальнейших сополимеров, осуществляемому аналогично примеру 1.

Пример 6.

Повторяют пример 1 с той разницей, что в колбу загружают 125,6 г изопропанола; 50,8 г N, N'-диметиламиноэтилакрилата; 67,0 г метилметакрилата; 46,0 метакрилата C₁₆-C₁₈-спирта жирного ряда; 5,8 г акриловой кислоты и 0,6 азобисизобутиронитрила.

Температура полимеризации составляет 82^oС, а время реакции составляет 90 мин. Вязкость раствора после окончания полимеризации составляет 6000 мПа•с.

Нейтрализация сополимера, состоящего из 30 мас. N,N'-диметиламиноэтилакрилата, 39,5 мас. метилметакрилата, 27,1 мас. метакрилата C₁₆-C₁₈-спирта жирного ряда и 3,4 мас. акриловой кислоты, проводится 26,2 г 98-ной муравьиной кислоты. Непосредственно после того образовавшаяся соль сополимера смешивается в течение 15 мин с 678 г деминерализованной воды, температура которой составляет 80^oС. Образуется гомогенный коллоидный раствор с содержанием твердого вещества 16,8 мас. Вязкость раствора, измеренная по Брукфилду со шпинделем Н 1 при числе оборотов 50 об/мин составляет 260 мПа•с, а плотность раствора составляет 1,02 г/см³.

Примеры 7 33.

Аналогично предыдущим примерам получают сведенные в табл. 2 8 составы.

Пример 34.

В состав по примерам 6 и 8 при перемешивании подают 250 г и 300 г, соответственно, нагретой до 90^oС живичной канифоли, имеющейся в состоянии расплава. Получаемые при этом средства охлаждают до комнатной температуры и применяют для проклейки бумажной массы следующим образом.

На опытной бумагоделательной машине из 100 макулатуры (50 газет и 50 отходов магазинов) приготовляют картон весом 200 г/см². Концентрация твердого вещества составляет 1,2 мас. Разбавление суспензии до 0,48 перед сливом (бумажной) массы осуществляется фильтрованной обратной водой. К суспензии в чане добавляют 0,35 (по отношению к сухому весу макулатуры) катионного крахмала (торговый продукт Hi-cat 110 фирмы Рокет, ДЕ). Средства непрерывно дозируют в поток бумажной массы. Значение рН системы измеряют на сливе массы. Температура бумажной массы на сливе составляет около 35^oС. После сушки от бумажного полотна с остаточной влажностью 4 до 5 отделяют образцы, которые после 24 ч выдерживания в климатической камере при 23^oС и 55-ной относительной влажности воздуха исследуют на степень проклейки путем определения значения по Коббу согласно промышленному стандарту ФРГ N 53132.

При этом определяется водопоглощение бумаги или картона в г/м² после контакта с дистиллированной водой в течение 60 с. Степень проклейки тем лучше, чем ниже значение по Коббу. Определенные значения сведены в табл. 9.

Сравнение данных табл. 9 свидетельствует о достижении цели изобретения.

Использование: в технологии проклейки бумаги в качестве диспергирующего средства. Сущность: состав включает, мас. %: 5 - 25 соли сополимера; 10 - 30 N, N'-диметиламиноакрилата или N,N'-диметиламиноэтилметакрилата; 5 - 30 метакрилата или акрилата содержащего радикал с числом атомов углерода от 10 - 22; 10 - 60 метакрилата или метилметакрилата; до 100 % метакриловой или акриловой кислоты и воду или смесь воды и органического растворителя. 9 табл.

Состав диспергирующего средства для проклейки бумаги, включающий соль сополимера на основе производного (мет)акриловой кислоты и воду или смесь воды и органического растворителя, отличающийся тем, что в качестве соли сополимера на основе производного (мет)акриловой кислоты от содержит соль сополимера 10 30 мас. N, N-диметиламиноэтилакрилата или N, N-диметиламиноэтилметакрилата, 5 30 мас. метакрилата или акрилата С_1 0 С_2 2 спирта жирного ряда, 10 60 мас. метакрилата или метилметакрилата и остальное до 100 мас. метакриловой или акриловой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.

Соль сополимера 5 25
Вода или смесь воды и органического растворителя Остальное