СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕЯ Российский патент 2003 года по МПК C09J133/20 

Изобретение относится к способу получения клея для проклейки бумаги, картона, фотобумаги и может быть использовано в брошюровочно-переплетных процессах и в пищевой промышленности для наклейки этикеток на различную тару.

Известен способ получения клея на основе натриевой соли карбоксиметилцеллюлозы. /см. Справочник химика, Ленинград, изд-во "Химия", т.6, 1967 г., стр.325-346/. Натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы получают путем гидролиза раствором гидроокиси натрия хлопковой или древесной целлюлозы с последующими обработкой раствором монохлоруксусной кислоты при нагревании до 70-80^oС и сушкой. Клей хранят в сухом виде и перед использованием растворяют в теплой воде при 50^oС, выдерживают массу в течение 15-16 часов при периодическом перемешивании до полного растворения, затем при избытке щелочи нейтрализуют раствор уксусной кислотой.

Недостатком известного способа является необходимость использования ценных химических реагентов и сырья, необходимость варки перед использованием, так как срок хранения жидкого клея 1 сутки, клей не смывается водой и имеет малую адгезию, в частности не приклеивает бумагу к стеклу.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению, а также по достигаемому результату является способ получения клея, включающий обработку отходов полиакрилнитрильного волокна 10-12%-ным раствором гидроокиси натрия при массовом соотношении компонентов отходы полиакрилнитрильного волокна: NaOH 2:1-1,2 при нагревании до температуры 90±5^oС и постоянном перемешивании /см. патент РФ 2135539, МКИ 6 C 09 J 133/20, G 08 J 11/04, з. 20.02.98 г., oп.27.08.99 г. - прототип/.

Недостатком прототипа является наличие больших потерь продукта в результате налипания реакционной массы на лопасти и вал мешалки вследствие захвата вращающимися частями мешалки волокон реакционной массы, подвергаемой постоянному перемешиванию. Налипшая реакционная масса схватывается и твердеет, поэтому возникает необходимость выбраковывания твердой фазы и чистки мешалки в период между загрузками, что приводит к простою оборудования и является трудоемким процессом. Учитывая, что при чистке используется тяжелый инструмент: молотки, скребки зубила и т.п., существует вероятность повреждения лопастей и нарушения центровки вала мешалки, влекущие за собой поломку оборудования. В результате выбраковывания твердой фазы реакционной массы клей имеет жидкую консистенцию, что требует дальнейшего упаривания. Низкое качество клея из-за недостаточной адгезии и наличия нерастворившихся волокон вследствие низкой степени гидролиза приводит к комкованию, расслоению и снижению срока годности клея.

Задача, положенная в основу изобретения, заключается в увеличении выхода продукта и улучшении его качества, ускорении процесса и снижении трудоемкости и затрат.

Поставленная задача решается тем, что в способе получения клея, включающем обработку полиакрилнитрильного волокна, в том числе и его отходов, раствором гидроокиси натрия при нагревании и перемешивание, согласно изобретению полиакрилнитрильное волокно предварительно порционно смачивают водой при уплотнении каждой порции, обработку смоченного волокна ведут 38-42%-ным раствором гидроокиси натрия при массовом соотношении компонентов полиакрилнитрильное волокно: NaOH 1:0,64-0,67 и температуре 120-130^oС без перемешивания, которое осуществляют после растворения полиакрилнитрильного волокна. При этом предварительное порционное увлажнение полиакрилнитрильного волокна улучшает равномерность распределения концентрированного гидролизующего агента, что способствует ускорению процесса гидролиза при нагревании без перемешивания на первой стадии, обеспечивая исключение потерь и улучшение качества реакционной массы, которая далее гомогенизируется перемешиванием растворившихся волокон на второй стадии гидролиза. Отсутствие перемешивания на первой стадии гидролиза позволяет повысить температуру обработки до 120-130^oС, дополнительно ускорить процесс и улучшить качественные характеристики клея.

Способ получения клея осуществляют в реакторах объемом 2-6 м³ с обогреваемой рубашкой, снабженных мешалкой /якорного типа, 75 об/мин/, вентиляционной трубой для соединения с атмосферой и герметично закрываемым загрузочном люком. В реактор загружают первую порцию полиакрилнитрильного волокна, предварительно налив в него воды. Масса всех порций волокна приблизительно одинакова, различается только количество порций в зависимости от общей загрузки реактора. Первую порцию волокна погружают в воду на дно реактора и уплотняют вручную с помощью специального трамбовочного приспособления в виде стержня с крестовиной либо перфорированной площадкой, добиваясь максимального смачивания волокна. Перед загрузкой каждой последующей порции волокна в реактор заливают воду и также уплотняют каждую порцию. В результате этого увеличивается количество жидкой фазы, распределяемой внутри всего волокна, и улучшается возможность проникновения в него молекул гидролизующего агента. После уплотнения последней порции волокна производят обработку всего смоченного волокна равномерной его заливкой 38-42%-ным раствором гидроокиси натрия при массовом соотношении компонентов полиакрилнитрильное волокно: NaОН 1: 0,64-0,67. Затем включают обогрев и закрывают загрузочный люк реактора. Обработку волокна концентрированным гидролизующим агентом производят без перемешивания при температуре 120-130^oС, которую контролируют по показаниям термометра реактора, а также по давлению насыщенного водяного пара, подаваемого в рубашку реактора. После растворения волокна, контролируемого просмотром проб в поле зрения микроскопа при увеличении в 100-250 раз, включают мешалку и перемешивают смесь до гомогенного состояния.

Предварительное порционное смачивание водой при уплотнении каждой порции полиакрилнитрильного волокна можно производить в другой последовательности: первоначально загружать порцию волокна, затем заливать ее водой и уплотнять.

В способе используют полиакрилнитрильное волокно марки Н-3 по ТУ 2272-041-05757601-97, изм.1.

Пример.

Полиакрилнитрильное волокно марки Н-3 линейной плотностью 0,33 текс с длиной резки 36 мм, общим весом 380 кг разделили на четыре порции по 95 кг каждая. В реактор объемом 5 м³ заливали 500 л воды и через люк загружали первые 95 кг волокна. С помощью специального трамбовочного приспособления в виде стержня с крестовиной вручную уплотняли первую порцию волокна. Перед загрузкой каждой второй, третьей и четвертой порций волокна трижды заливали по 340 л воды и также уплотняли каждую порцию. После этого все смоченное волокно равномерно заливали предварительно подготовленным 38,5%-ным раствором гидроокиси натрия, содержащим 250 кг NaOH и 400 л воды. Массовое соотношение полиакрилнитрильного волокна к NaОН составило 1:0,66, а общее количество воды в реакторе - 1920 л. Включали подогрев и после поддержания в реакторе температуры 125^oС в течение 28 часов волокно набухало и растворилось без перемешивания. Затем включали мешалку и перемешивали реакционную смесь, которая в течение 2-х часов достигла гомогенного состояния. Общее время цикла составило 30 часов, а выход клея - 2050 кг.

По способу прототипа, осуществленному в том же реакторе, время цикла составило 62 часа, получено 1240 кг каждого клея, выход которого после упаривания составил 960 кг.

Попытки повышения температуры и концентрации гидролизующего агента, способствующие ускорению процесса и улучшению качества, в способе по прототипу привели к еще большему налипанию реакционное смеси, увеличивающему потери, и снижению качества клея.

Сравнительные характеристики клея, полученного заявляемым способом и способом по прототипу, представлены в таблице.

Изобретение относится к способу получения клея для проклейки бумаги, картона, фотобумаги и может быть использовано в полиграфической промышленности в брошюровочно-переплетных процессах и в пищевой промышленности для наклейки этикеток на различную тару. Способ осуществляют следующим образом: полиакрилнитрильное волокно предварительно порционно смачивают водой при уплотнении каждой порции, обработку смоченного волокна ведут 38-42%-ным раствором гидроокиси натрия при массовом соотношении компонентов полиакрилнитрильное волокно: NaOH = 1:0,64-0,67 и температуре 120-130^oС без перемешивания, которое осуществляют после растворения полиакрилнитрильного волокна. Технический результат - увеличение выхода продукта и улучшение его качества, ускорение процесса и снижение трудоемкости и затрат. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ получения клея, включающий обработку полиакрилнитрильного волокна раствором гидроокиси натрия при нагревании и перемешивание, отличающийся тем, что полиакрилнитрильное волокно предварительно порционно смачивают водой при уплотнении каждой порции, обработку смоченного полиакрилнитрильного волокна ведут 38-42%-ным раствором гидроокиси натрия при массовом соотношении компонентов полиакрилнитрильное волокно : NaOH = 1 : 0,64-0,67, а перемешивание осуществляют после растворения полиакрилнитрильного волокна. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку смоченного полиакрилнитрильного волокна осуществляют при температуре 120-130^oС.