СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕЯ Российский патент 2001 года по МПК C09J133/20 

Изобретение относится к получению синтетического клея с органическими связующими компонентами для использования в качестве клеящего вещества для наклеивания этикеток на стеклянную, металлическую, бумажную, картонную и деревянную тару, используемую в пищевой промышленности, а также для склеивания бумаги, фотобумаги и картона, применяемых в других отраслях промышленности, в частности в полиграфической.

Известен синтетический клей на основе полистирола и органического стекла, который получают путем растворения порошков этих материалов в 2-5%-ном растворе дихлорэтана (см. Технология металлов и конструкционных материалов.- М.: Машиностроение, 1989 г.).

Однако этот клей непригоден для использования его в пищевой и полиграфической промышленности.

Известно также, что среди клеящих веществ из природных полимеров широкое применение в пищевой и полиграфической промышленности получили декстриновые клеи, получаемые путем гидролиза крахмала (см., например, Ржевская С.В. Материаловедение.- М.: МГГУ, 1998 г.).

Недостатками способа получения такого клея являются недостаточно высокая клеящая способность, необходимость использования пищевых продуктов, а также недостаточная устойчивость получаемого клея к действию воды и микроорганизмов, ограниченный срок годности после приготовления клея (до 1,5 суток), узкий температурный интервал хранения (не ниже 0^oC).

Предлагаемое изобретение направлено на устранение вышеперечисленных недостатков.

Это достигается тем, что при получении клея путем гидролиза наполнителя в качестве наполнителя используют полиакрилонитрил (ПАН) с молекулярной массой 30-100•10³, а гидролиз производят в водном растворе гидроокиси натрия при температуре, не превышающей температуру кипения водных растворов, с выдержкой и последующим перемешиванием до однородной смеси, которую охлаждают до температуры окружающей среды с добавлением хлорорганического соединения, затем перемешивают с повторным нагревом до температуры, не превышающей температуру кипения водных растворов, и с последующим одновременным перемешиванием и охлаждением до температуры окружающей среды, после чего конечный продукт фильтруют и расфасовывают при комнатной температуре, при этом в качестве хлорорганического соединения используют полифункциональные соединения, такие как этиленхлоргидрин (ЭХГ) и др. (например, эфиры хлоруксусной кислоты, эпихлоргидрин), причем полиакрилонитрил, гидроокись натрия и хлорорганическое соединение смешивают в соотношении, равном соответственно 1,0: 0,5-1,2:0,1-0,5.

Причем гидролиз и повторный нагрев осуществляются при температуре 80-97^oC, охлаждение после гидролиза - до 30-60^oC, а охлаждение после повторного нагрева осуществляется до температуры 20-30^oC.

Все перечисленные признаки направлены на решение вышепоставленных задач. Кроме того, предлагаемый способ позволяет получать клей с повышенными эксплуатационными показателями: малый расход при его использовании, водостойкость, низкие токсичность и горючесть, высокая жизнеспособность.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Перед получением клея готовится 12%-ный водный раствор гидроокиси натрия, для чего, например, в реактор с перемешивающим устройством закачивается умягченная вода и загружается кристаллическая гидроокись натрия. Раствор перемешивается в течение 20 мин, а затем перекачивается в емкость для хранения и дозирования исходных материалов, например в мерник. В другой мерник, например, из бочек и с помощью центробежного насоса, закачивается жидкий этиленхлоридгидрин. Полиакрилонитрил берут в виде волокна из бесцветных блестящих нитей с молекулярной массой 30-100•10³, что позволяет более эффективно провести гидролиз его водным раствором гидроокиси натрия при повышенной температуре с последующей модификацией образующихся карбоксильных групп хлорорганическими полифункциональными соединениями, что обеспечивает получение требуемых свойств.

После подготовки реагентов осуществляется процесс получения клея. Для этого из мерника, например, в специальный реактор с паровой рубашкой и с перемешивающим устройством сливают водный раствор гидроокиси натрия, при этом через загрузочный люк вручную порциями загружают соответствующее количество полиакрилонитрила, погружая его с помощью специального приспособления под слой жидкости. Затем в рубашку реактора подают водяной пар и с помощью его доводят температуру реакционной смеси, например, до 97^oC (примеры с конкретными параметрами исполнения способа получения клея см. в табл. 1), после чего подачу пара прекращают, а реакционную массу выдерживают в течение 24 ч, доводя ее до набухания, затем включат перемешивающее устройство и массу перемешивают в течение 18 ч, при этом охлаждая ее до температуры пароводяной среды рубашки реактора. После этого из другого мерника в реакционную смесь добавляют соответствующее количество хлорорганического соединения, например, этиленхлоргидрин (см. табл. 1) и образующуюся смесь перемешивают в течение 3 ч, повторно включают подачу пара в рубашку реактора, доводят температуру, например, до 97^oC, после чего подачу пара прекращают и реакционную смесь перемешивают в течение 8 ч. При этом смесь охлаждается вместе с реактором до температуры окружающей среды рубашки реактора, например до 30^oC, после чего полученный продукт фильтруется, для чего из реактора с помощью насоса клей подается, например, на пресс-фильтр, а нерастворившиеся волокна выбрасываются. Готовый клей, который представляет собой однородную вязкую непрозрачную жидкость белого цвета, расфасовывают, например, в полиэтиленовые фляги и складируют.

Конкретные примеры составов и контролируемых параметров при осуществлении способа получения клея приведены в табл. 1, а основные свойства готового к употреблению клея - в табл. 2.

Предлагаемый способ получения клея позволяет получить клей со сроком хранения не менее двух лет. Клей можно хранить при температуре ниже 0^oC, при этом после оттаивания он полностью сохраняет свои свойства. Получаемый по данному способу клей имеет высокую клеящую способность к бумаге, стеклу, картону, металлам, дереву при малом расходе на единицу поверхности склеиваемых материалов, причем склеиваемые поверхности не окрашиваются и не коробятся. Кроме того, клей негорюч, нетоксичен и не имеет вредных испарений. Клей растворяется в воде, спирте и практически не растворим в органических растворителях. Благодаря этим своим свойствам, а также устойчивости к микроорганизмам он может применяться в пищевой, полиграфической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к получению синтетического клея для использования в пищевой промышленности для наклеивания этикеток на стеклянную, металлическую, бумажную, картонную и деревянную тару. Клей может быть использован также в полиграфической промышленности для склеивания бумаги, фотобумаги и картона. Для получения клея используется полиакрилонитрил с молекулярной массой 30-100•10³, который гидролизуется водным раствором гидроокиси натрия при температуре 80-97°С с последующей модификацией образующихся карбоксильных групп хлорорганическими полифункциональными соединениями при соотношении: полиакрилонитрил, гидроокись натрия и хлорорганическое соединение 1,0: 0,5-1,2: 0,1-0,5. Технический результат: получение клея с высокой клеящей способностью, с длительным сроком хранения и повышенными эксплуатационными показателями. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ получения клея, заключающийся в гидролизе наполнителя, отличающийся тем, что в качестве наполнителя используют полиакрилонитрил с молекулярной массой 30-100•10³, а гидролиз производят в водном растворе гидроокиси натрия при температуре, не превышающей температуру кипения водных растворов, с выдержкой и последующим перемешивание до однородной смеси, которую охлаждают до температуры окружающей среды, после чего добавляют хлорорганическое соединение и перемешивают с повторным нагревом до температуры, не превышающей температуру кипения водных растворов, с последующим одновременным перемешиванием и охлаждением до температуры окружающей среды, после чего конечный продукт фильтруют и расфасовывают при комнатной температуре, при этом в качестве хлорорганического соединения используют полифункциональные соединения, причем полиакрилонитрил, гидроокись натрия и хлорорганическое соединение добавляют в соотношении, равном соответственно 1,0 : 0,5-1,2 : 0,1-0,5. 2. Способ получения клея по п.1, отличающийся тем, что гидролиз осуществляют при температуре 80-97°С. 3. Способ получения клея по п.1, отличающийся тем, что повторный нагрев осуществляют до температуры 80-97°С. 4. Способ получения клея по п.1, отличающийся тем, что охлаждение смеси после гидролиза осуществляют до температуры 30-60°С. 5. Способ получения клея по п.1, отличающийся тем, что охлаждение после повторного нагрева осуществляют до температуры 20-30°С.