Способ получения катионоактивной смолы Советский патент 1976 года по МПК C08G12/12 C08G12/40 

(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КАТИОНОАКТИВНОЙ СМОЛЫ

1

Данное изобретение касается способа получения катионоактивной смолы для облагораживания бумаги.

Известен способ получения катионоактивной смолы путем конденсации мочевины с формальдегидо-м в водном растворе. В начале процесса для улучшения технологии изготовления смолы вводят амин, а именно полиэтиленполиамин. Конденсация осуществляеття в кислой среде до образования геля, после чего в конце процесса добавляют спирт или другое соединение, которое гидрол изуется в водной среде. Это позволяет снизить вязкость и тем увеличить степень конверсии (патент Великобритании № 912902, кл 2(5) R, 1962 г).

Предлагаемый способ позволяет исключить гелеобразование на всем протяжении реакции поликонденсации.

Полученная смола отличается относительно длинным периодом стабильности, низким приростом вязкости во время хранения, вызывая одновременно после введения в бумажную массу повышение прочности, как в сухом виде, так и во влажном.

Сушность предлагаемого способа заключается в том, что конденсации с мочевиной и формальдегидом подвергают монофункциональный амин, а именно гексаметилентетрамин или монометиламин или их смесь, и взаимодействие осушествляют при температуре 30-60°С и рН 1,5-5,3. В конце процесса

поликонденсации в реакционную смесь вводят спирт при температуре 40-100°С и рН 5,5-7,0 при молярном соотношении между амином и гидроксильными группами спирта 1 :0,1-4,0.

Способ согласно изобретению осуществляют следующим образом.

Сначала вводят в реактор водный раствор формальдегида и мочевины или стабильный мочев-иноформальдегидный раствор, затем

водный раствор амина, например монометиламина и мочевины. Исходную реакционную смесь нагревают при температуре от 40 до 70° в течение 2,5-4 час. Далее добавляют к раствору следующую порцию водного раствора формальдегида, снижая одновременно температуру до около 20-30°С. В случае использования стабильного мочевиноформальдегидного раствора, добавочная порция водного раствора формальдегида не обязательна. После достижения температуры 20-30°С величину рИ раствора доводят при помощи концентрированной кислоты до 8,2-8,5. К такому

раствору добавляют смесь водного раствора формальдегида и мочевины, или смесь стабильного мочсвнноформальдегидного раствора и мочевины, не прерывая перем-ешивания и подогревания реактора до темнературы 50- .

После истечения около 20-45 мин добавляют в раствору концентрированную кислоту, например соляную, до величины рН 1,5-5,5. В дальнейшем реакц1но конденсации проводят нри т 1мпсрату|ре -в пределе 30-80 С до получения вязкости 150-150 сп -при . К И|ри,готовле,иноЛ смоле 1МОЖНо прибавить соответствуюидее Количество аиирта, напрНМер метилового, и (или) глндэрина и, Пе прерывая ,перемеши:ва«ия, реакционную смесь нагревают ,в течение около 1 час при температуре 60-100°С. Затем продукт охла.ждают до 20-ЗО С, добавляют 10%-ный раствор натровой щелочи до велИЧНны рН раствора 7,0-8,0. Полученную смолу можно употреблять для облагораживания бумаги, добавляя в количестве-2-6 вес. % -к-целлюлозной массе.

Смола имеет гарантированную стабильность в течение 6 меея|Це:в. Можно ее высушить и получить В пороша-;ообразно1М состоянии. Следующие примеры иллю1СТ1рируют изобретение.

Пример 1. В трехгорлую колбу емкостью 1000 мл, снабженную электри ческой мешалкой, обратньгм .холодильникоМ и ртутным термометром, вводят И-8 мл 37%-иого водного раствора формальдегида и 120 мл монометиламина в виде25%-ного водного раствора. Перемешивая в течение всего времени конденсации, содержимое колбы подогревают до60°С и вводят 60 г кристаллической мочевины. Затем в течение 150 мин температуру поддержн-вают около 70С и добавляют 74 мл 37%-но:го водного раствора формальдегида. Потом понижают температуру до около 30° и доводят величииу рН (20°С) раствора до 8,0-8,5. Затем добавляют 405 1мл 37%-ного водного раствора формальдегида и il85 г кристаллической мОЧевины и повышают температуру до около 55°С. При этой температуре добавляют в колбу концентрированную соляную кислоту до величины рП (при 20°С) 2,8--3,4. Во время прибавления кислоты необходимо охлаждать колбу и температура кислотной конденсации должна удерживаться в пределе от 35 до 55°С. Реакцию Конденсаци1И ведут до получения вязкости 150/180 сп при 20°С. После получения этой вязкости прекращается конденсация, нейтрализуется реакционная смось 10%-ным раствором натриевой щелочи до рН (при 20°С) 5,5-6,5. Затем повышают температуру ,до около 60°С и приливают 60 мл олетаНОла. При этой тем1пературе содержимое колбы перемешивают около 30 мин и при помощи 10%-ного раствора натриевой щелочи величину рН доводят до 7,0 до 7,5 при 20°С. Готовая смола обладает следующими свойствами.

рН при 20°С7,0-7,5

В язкость ,при 20°С, сп50-80

Количество сухого вещества,

вес. %35-45

Удельный вес при 150С,

5г/смз1,1-1,2

Пориод стабильности,

месяцы6-8

Растворимость в водеВ любом

соотношении

10 Пример 2. В трехгорлую колбу ем1костью 1000 мл па водяной бане и снабженную мешалкой, обратным холодильником и ртутным термометром, вводят 148 мл37%-но1го водного раствора формальдегида и 60 г кристаллической мочевины. Содержимое колбы при непрерывном перемешивании подогревают до около и при этой тем1перат1уре выдерживают его около 30 мин.

Затем в колбу вводят 70 г уротропина, ра20 створенного в 148 мл 37%-ного водного раствора формальдегида, и реакционную массу выдерживают при непрерывном перемешивании около 130 мин при температуре около 70°С, затем добавляют 74 мл 37%-иОГО водно-го 25 paiCTBOpa фо-рмальдегида и понижают темп ;ратуру в колбе до около 30°С. К приготовленному таким образом раствору добавляют затем 405 мл 37%-ного распвора форлтальдегнда и 180 г кристаллической мочевины и, не30 прерывно перемещИ|Вая, постепенно повышают до 65°С.

После получения этой температуры содержимое колбы охла адают до 50°С и при включенном О1хлаждении добавляют концентриро5 .ванную соляную кислоту до величины рН раствора около 5,3 при 20°С. При температуре 50°С смесь выдерживают до момента, коцда рН раствора станет равна 3,5 при 20°С. Затем понижают температуру до около 40°С 0 и далее реакцию конденсации ведут до получения вязкости раствора около 150 сп при 20°С.

Когда будет получена требуемая вязкость, реакционную амесь нейтрализуют 10%-ным 5 раствором натриевой щелочи до рП 5,5-6,5 при 20°С, добавляют 60 .мл метанола и при температуре 60-70°С смесь нагревают в течение 30 мин. Затем при помсщ-и 10%-ного ра.створа натриевой щелочи величину рН про0 дукта доводят до 7-7,5 при 20°С и содержимое колбы охлаждают до комнатной температуры.

Полученный продукт имеет следующие свойства.

5рН при: 20°С7,0-7,5

Вязкость при 20°С, сп35-40

Удельный вес при 20°С,

г/смз1,1 - 1,2

Количест1во сухо.го вещества, 0вес. % 35-40

Растворимость в водеВ любом

соотношении

Пример 3. В трехгорлую колбу емкостью 1000 мл, находящуюся на водяной бане и