Состав для проклейки бумаги Советский патент 1986 года по МПК D21D3/00 

Изобретение относится к, целлюлозно-бумажной промьшигенности, в частности к составу для проклейки бумаг И

Целью изобретения является повыше ние эффективности проклейки.

Сущность изобретения: заключается в том, что состав для проклейки бумаги, содержащий обогащенную канифоль, диспергатор и воду, дополнительно содержит анионное поверхност- но-активное вещество, а в качестве диспергатора анионный крахмал, модифицированный аминополиамидэпихлор- гидриновой смолой, не содержащей свободных эпокси-групп, или полидиаллил аминоэпихлоргидриновой смолой, содержащей или не содержащей свободных эпокси-групп, или полиэтиленимином, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Обогащенная канифоль

Анионный крахмал

Анионное поверхностно-активноевещество Вода

Предлагаемый состав для проклейки бумаги может быть приготовлен гомогенизацией раствора или расплава обогащенной канифоли или инверсионнь м способом.

При приготовлении водных дисперсий обогащенной канифоли растворением обогащенную канифоль (включающую наполнитель или канифоль, или оба указанных материала) сначала растворяют в несмешивающемся с водой органическом растворителе,, таком как бензол, кснл,ол, метилен слорид, хлороформ или 1,2-дихлорпропан. При необходимости возможно применение смесей двух или больше растворителей. В качестве растворителей выбирают такие ве щества, которые не вступают в реакцию с приготовляемыми в последующем компонентами водных дисперсий.

Эмульсии включают раствор в органическом растворителе обогащенной канифоли в качестве дисперсной фазы, а водный раствор или дисперсию кати- онсодержащего крахмального диспергатора и анионного поверхностно-активного вещества - в качестве непрерывной фазы. Существенно нестабильную водную эмульсию затем подвергают экстремальному сдвигу для получения существенно стабильной эмульсии,. Сильный сдвиг осуществляют в гомогенизаторе по крайней мере однократном пропускании через гомогенизатор нестабильной водной эмульсии под давлением 6,89-55,16 МПа, Затем органический растворитель удаляют из эмульсии, например, вакуумной перегонкой и в результате получают существенно стабильную водную дисперсию частиц обогащенной канифоли.

При приготовлении дисперсий плавлением обогащенную канифоль нагревают при необходимости под давлением в смеси с водньм раствором катионсо- держащего крахмального диспергатора и анионного поверхностно-активного вещества. Нестабильную водную дисперсию нагревают до 80- 95 С. Целесообразно осуществлять перемешивание в течение времени, необходимого для достижения требуемой температуры. Нагретую дисперсию затем подвергают экстремальному сдвигу, в результате чего получают существенно стабильную водную дисперсию. Экстремальный сдвиг осуществляют в гомогенизаторе, пропуская по крайней мере однократно нагретую смесь через гомогенизатор под давлением порядка 13,79- 55,16 МПа.

Водные дисперсии обогащенной канифоли также могут быть приготовлены методом обращения. Обогащенную канифоль смешивают с водным раствором , катионсодержащего крахмального диспергатора и анионного поверхностно- активного вещества в количестве, обеспечивающем получение эмульсии типа вода в масле, которая переходит в эмульсию типа масло в воде при быстром добавлении воды и энергичном перемешивании.

Для приготовления обогащенной канифоли возможно применение канифоли экстракционной, живичной, талловой, а. также смесей двух или больше типов канифоли в сыром или очищенном виде. Могут быть использованы частично, или полностью гидрированные канифоли и полимеризованные канифоли, а также канифоли, которые были обработаны для подавления кристаллизации, например подвергнуты тепловой обработке или реакции с формальдегидом.

Применяемые модифицированные канифоли представляют собой продукт реакции присоединения канифоли и кис

лотного соединения, содержащего

i 1 ;:С С-С 0-группу, цричем эту реакцию

осуществляют при повыщенных температурах (120-210°С).

Количество кислотного соединения берут из условия получения обогащенной канифоли, содержащей примерно 1-12 вес,% кислотного аддукта в расчете на вес обогащенной канифоли,

Примерами кислотных соединений, содержащих :С С-С 0-группу, которые могут быть использованы для приготовления обогащенной канифоли, могут служить ot -К-ненасьщенные органические кислоты и их доступные ангидриды например фумаровая, малеиновая, акриловая кислоты, мапеиновый ангидрид, итаконовая кислота, итаконовый ангидрид, цитраконовая кислота и цитрако- новый ангидрид. При необходимости для приготовления обогащённой канифоли могут применяться смеси кислот, Так, например, для приготовления новых дисперсий может применятьс я смес аддукта канифоли с акриловой кислотой и с фумаровой кислотой. Возможно также применение обогащенной канифоли, полностью гидрированной после образования аддукта.

В сочетании с обогащенной канифолью может применяться необогащенная канифоль, описанная вьщ1е.

В качестве анионных крахмалов могут применяться любые природные крахмалы, содержащие фосфатные группы, например, картофельный крахмал, или крахмалы, в которые окислением введены карбоксильные группы, например, взаимодействием с гипохпоритом натрия, или крахмалы, подвергнутые кар- боксиметилированию, или крахмалы, 1)осфатные группы в которые введены по реак1и1И с кислым фосфатом натрия.

Крахмалы, содержащие карбоксильные группы, получают известными способами. Целесообразно использова- у1ие карбоксилированных крахмалов, - содержащих 1-15 мэкв карбоксильных групп на 100 г крахмала.

Карбоксильные группы могут быть введены окислением в такие крахмалы, которые получают из растительного сырья, например кукурузы, картофеля, пщениць, саго, тапиока, риса, маиса, сорго и зерновых с высоким содержанием амилазы.

Один из известных способов окисления крахмалов с целью введения

222014

карбоксильных групп включает добавление гипохлорита натрия к водной пульпе крахмала. Щелочь добавляют для поддержания рН 8-10 на протяже5 НИИ всей реакции. Температуру в ходе реакции поддерзкивают охлаждением на уровне 21-38 С. Гипохлорит обычно добавляют из расчета 0,5-0,6% хлора на крахмал. Поскольку вязкость крах10 мала обратно пропорциональна степени окисления, количество гипохлорита берут таким, чтобы получить нужную вязкость крахмала. После реакции, продолжающейся 5-24 ч, пульпу нейт)5 рализуют и удаляют свободный хлор с помощью бисульфита натрия. Затем удаляют растворимые побочные продукты, а крахмал собирают на вакуумных фильтрах и сушат.

0 V,

Предпочтительно использование

крахмалов .которые содержат 1-15 мэкв фосфата на 100 г крахмала.

В качестве катионизирующей смолы могут применяться растворимые в воде аминополиамидэпигалогидриновые смолы по патентам США № 2926116, 2926154 и 3966654, в качестве полидиаллилами- ноэпихлоргидриновой смолы - смолы по патенту США № 3700623.

Предпочтительным анионным поверхностно-активным веществом является мьшо, такое как, например, натриевое мыло смолы. Другими приемлемыми анионными диспергаторами являются соли

5 алкиларилсульфокислот, конденсированных нафталинсульфокислот, диалки- ловых сложных эфиров сульфоянтарной кислот л, алкиловых полуэфиров серной «кислоты и алкилфенокси-(полиэтилен-

0 окси)этапольного полуэфира серной кислоты.

Канифольное мьшо может быть приготовлено отдельно и добавлено к ком-i позиции или может быть получено на

5 месте путем добавления основания, такого как гидроокись натрия, калия или аммония, в композицию, которая включает обогащенную канифоль. Предпочтительно использование натриевого

0 мыла обогащенной канифоли, полученного на месте.

В случае алкиларилсульфонатов ал- кильные группы могут быть линейными или разветвленными с 10-18 атомами

5 углерода. Могут использоваться различные смеси этих алкиларилсульфонатов. Предпочтительной арильной группой, является фенильная группа (алкил0

бензолсульфонаты натрия). Можно использовать, например, Ультравет ДС (фирмы Арко Кемикл). Соли конденсированной нафталинсульфокислоты явля- ются продуктами конденсации формальдегида с нафталином, подвергнутые сульфированию. Могут быть использованы, например, Тамол SN (фирмы Ром и Хаас) и Стефантан А (фирмы Стефан Кемикл).

Алкш:ьные группы солей диалкиловых сложных эфиров сульфоянтарньгх кислот включают циклогексильные, гексильные, изобутильные, октильные, пентильные и/ тридецильные радикалы. В качестве алкильных групп солей алкильных полу- эфиров серной кислоты используются такие, содержание атомов углерода в которых равно 10-18. Предпочтительной алкильной группой в солях сложных алкилфенокси(полиэтиленокси)этаноль- ньгх полуэфиров серной кислоты является нонильная группа, получаемая три- меризацией пропилена. Содержание по- лиоксиэтилена может меняться от 1 до 20 моль на 1 моль, предпочтительно 4-12 моль.

Анионный крахмал варят перед его .использованием. Варку осуществляют известными способами. Катионизация крахмала катионизирующей смолой достигается либо при варке,, либо после варки крахмала.

Так, крахмал может быть катионизи- рован катионизирующей смолой, что достигается добавлением смолы к воде в которой приготовлен крахмал; рН

крахмальной пульпы в полученном вод

ном растворе перед варкой должен быть примерно 3-10, предпочтительно 5-9. Раствор крахмал - катионизирую- щая смола затем варят ихеи нагревают при 95-100 С в течение 10-30 мин.

Крахмал сначала может быть сварен, после чего к полученному раствору сваренного крахмала горячему или после охлаждения до комнатной температу

ры добавляют водный раствор катиони

j O

5 0 5

о

5

0

0

зирующей смолы и регулируют рН. ДлЯ ускорения реакции смесь .затем варят, если это необходимо, в течение примерно 10 мин при 95-100°С. Перед добавлением катионизирующей смолы к крахмальному раствору может оказаться целесообразным осуществление сильного сдвига крахмального раствора, например, в гомогенизаторе, с тем, чтобы разрушить любые гранулы крах- мата, которые остались после варки, или уменьшить вязкость раствора крахмала, или чтобы одновременно добиться обеих целей. При приготовлении катионизирован-

ных крахмалов, используемых в изобретении, крахмал (сухое вещество) и катионизирующую смолу (на сухой основе) берут в весовых соотношениях 99,5:0,5 - 90:10.

В таблице даны конкретные примеры предлагаемого состава для проклейки бумаги, где тип обогащенной канифоли:

а - 8,5%-ньш аддукт фумаровой кислоты талловой канифоли, обработанной формальдегидом; б - 8,0%-ньш адцукт малеинового ангидрида талловой канифоли, обработанной формальдегидом; в - 7,5%-ньш аддукт фумаровой кислоты талловой канифоли, обработанной формальдегидом; г - Дупанол (SLS) - натриевый

лаурилсульфат (фирмы До Пон); д - Алипал 00436 - аммониевая соль полизтоксилированного полифенола (фирмы ГАФ); е - Поли(н-метш1диаллиламин)эпи- хлорогидриновая смола в форме хлорогидрина;

ж - Поли(Ш-метштдиаллиламни)эпи- хлорогидриновая смола в эпоксидной форме.

Преимущества предлагаемого состава для проклейки бумаги заключаются в сокращении расхода дорогостоящей синтетической смолы и в повышении Ъднородности размера частиц дисперсии на основе смолы.

М,9

3,9

в 35,73,4

Псшн(К-ме- 0,20 тнплиаплил- амик) (ж) jnmtnopo- гидрнновая

CMCUU

То же

14 IS

42.53,4

Кумея 5570,18

Купля 537

в 42,43,3

а 42.43.3

.

Палиэтяпвя- 0,08

,0

5,72

о- 6«в

ю- 688

7.22

Попученно 0.2 ал иестс каяифоль- яое юою

То пНа-доде- 0,1 двлбензоло- вый (г) супьФоявт

На-лаэт ва- 0,45 сульфат (д)

Этоксипфо- О.в акяьй НН СОЛЬЮ (е) ноюшояыа фсвоп

Пояучснко ал месте .каяафолъ- яов мою

Редактор И, Рыбченко

Составитель О. Маслаченко

Техред Г.Гербер Корректор Л.Патай

1623/61Тираж 355 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35,, Рау1пская наб., д, 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4