Водная дисперсия для проклейки целлюлозных волокон Советский патент 1977 года по МПК D21D3/00 

1

Изобретение оТноснтся к цепшопозно-бумажной промышленности и касается дисперс й, истюпьзуемых для прокладки аш1пюпаз« Ных волокон.

Известна водная дпя проклейкв цвплюпоэных вопокон, содержа1йая диыерный кетен и катвонный полимерный оиспергатор

W

Целью изофетения является повышение Стабильности дисперсии при храненви. Достигается это тем, что водная днспер.сия на основе днмерного кетена н катвошюго полимерного диспергатора, апримь1.в поливиниппириднна, дополнительно содержит ал кнлоксиалкилделлюлозу при следующий соот ношении компонентов, вес.%: димерный ке- тен 1О-30, катионвый полимерный днспергатор 0,05-3 апкилоксиалкилцеллюлоза 0,05« ,3 н водаи-осгтййБное. Катйонный полимерный jfficnepFefbp :)|;:вЬ и Ькрнапкнляеллюлоза ты в сооГййШййй,;Ь:20м20:1 (предпочти1«льно 1:7 - Ш1).

Изобретение тфейУсматрнвает получение дисперсий с большим содержанием днмервых кетенов без повышения вязкоств дислерснв

до такой степени, что снижалась ее пер рабатываемостьс Кроме того, эти дисперсии очень стабильны, несмотря на большое содержание в них сухот веществами шестимесячное хранение ори комнатной температуре |не влияет ва их вязкость.

Кроме того, количество диспергатора из расчета не двмерный кетен может быть очень низким, обычйо оно составляет 4-5 вес.%. В случае применения только катио ного крахмала в качестве |диспергатора его необходимо по меньшей мере ЗО вес.% из расчета на пимерный кетен для получения дисперсии с удовлетворительным Э4))фектом вроклейкн.

ВключзЬная в диспергатор алкнлоксвалкил«целлюлоза состоит нз растворимой или хшо пергируемой в воде целлюлозы с вязкостью по Брук4яльду в пределах 2О-12000 спз в 2%-ном рас-гаоре при температуре 20 С, Как пример .для пригодных видов целлюлозы можно назвать виды, в которых алкнльная грутша представляет низшую ашшльную грунту ( првдиочтигепьно метнл нла этил), ет кипдкснгруппа - низшую алкилокснгрупиу (этипокси- нпи пропилокснгруппа). Угперодная цепь Б оксиалкипыюй группе может также быть прервана одним или нескоггькиг ш атомами кислорода. Можно также применять смесь указан}й 1х простых эфиров цеппюпоэы, В качестве катионных диспергаторов можно использовать любой из известных растворимых или диспергируемых (в воде катионных полимеров, которые были описаны/ как средства, усиливающие адгезию, или вещества, усиливающие стабильность в мокром или су хом состоянии при производстве бумаги, В качестве примеров предпочтительных катионных растворимых или диспергируемых в зо ае полимеров можно назвать катионный крахмал, поли эти ленимин, полиакрилалтд, ПОЛНЕЙ нилпиридин, смолу на основе полиамида и поли- амина или его модифицироваьшое эпихлоргидри ом производное. Особенно хороших результатов достигают с катионным поливинилпиридином. Применяемые согласно -изобретению димер ные кетены известны и имеют следующую общую формулу: R - С О I I Rj-CH С - О где 1 и ff независимо друг от друга представляют органическую гидрофобную углеворород)|ую группу с 8-4О атомами углерода. Гидрофобными органическими, углеводород ными группами Kj и пригодными .для про клейки целлюлозных волокон, явтшются группы, в которых гидрофобная группа представляет высшую алкильную группу, содержащую по меньшей мере 8 атомов углерода, например децил, ундецил, додецил, тридецил, тетрадецил, пентадеиил, гексадецил, гептадецип октадецил, |тетракозил и пентакозил и даже высщие алкилы с числом атомов углерода, доходящим до 4О, хотя предпочитают алкилы примерно с 12-ЗО атомами углерода. Пригодны также соответствующие алкенипьные группы, содержащие примерно &-40 ато мов углерода, например деценип, тридёнёнип гептадеценил, оксадеценил, эйкозенил и трикозени-л. Можно также использовать замещенные аралкилом, алкарилс л и алкилом циклоалкиль ные группы, содержащие по меньшей мере 8 атомов углерода, например ,-бутилфенил, октилфенил, нонилфенил, додецилфенип гридецилфенил, пентадёцилфенил, октадецилфенил, хенэйкозилфенил, нонилциклопропил, додецилциклобутил, тридецилциклопен-тил, тетрадеиилциклогексил, пентадецилциклогвптил и октадецилциклогексил. Каждая из эгих алкилыа1Х, алкенильиых, алкарильных и алкилциклоалкильных групп мо жет содержать невзанмодейств} ющие инертные заместители. Из инертных заместителей ксожно назвать эф1фш 1е, карб-алкокси-, алКИЛОКСИ-, арилокси- арилалкилокси-. и т.д. В качестве примеров для радикалов, которые не должны присутствовать в больщом количестве в гидрофобной группе, следует назвать гидроксильные группы, амидные группы, содержащие амидный водород, первичные и вторич№ie аминогруппы, нестабильнь е галоиды и карбоксильные или другие кислотные группы. Каждый из 1 к Rj предпочтительно означает алкильную группу с 12-ЗО атомами углерода. Включенные в композицию димерные кетены могут также представлять собой смесь указанных соединений. Предлагаемые дисперсии получают смешв нием компонентов с водой при тщательном размешивании, Для более легкого перемешивания водную фазу, содержащую простыв эфиры целлюлозы и катионные полимеры, нагревают приблизительно до 50-8О°С и затем добавляют расплавленный димерный кетен. Важно следить за тем, чтобы температура не была чрезмерно высокой, так как это могло бы привести к гидролизу димерного кетена. Высший предел нагревания определйется видом применяемого димерного кетена. Полученная после смещения и размешивания смесь быстро -охлаждается, образуя стабильную дисперсию. Полученные таким образом дисперсии можно непосредственно после получения или г осле хранения добавлять к суспензии целлюлозных волокон в воде или ее -можно использовать для покрытия поверхности бумаги, картона или других материалов, содержащих целлюлозные волокна. Если добавляют к -суспензии волокон в воде, ее сначала азбавляют до содержания сухого веществе 3 вес,% или менее, прежде чем ообавлять ее к основной суспензии. После добавки дисперсии к основной омеси массу можно формовать в листы и сушить известными способами. Поспе нарезаиия листов бумагу в течение короткого вр&мени можно сушить при температуре выше lOQOC или при комнатной температуре, П р и м е р 1{А-Е), В следующихпримерах получают цисперсии, содержащие этилоксиэтилцеллюлозу в качестве диспергатора и различные растворимые i в воде катионные. полимеры, которые приведены в табл, 1, Простой эфир целлюлозы и катионные полимеры растворяют в воде. Значение рН родных растворов доводят до 4,0 и нагревают до 6О°С. К 82 вес, ч.каждого водного раствора при тщательном размешивании в течение 3 мин добавляют 18 вес,ч, расплавленного димерного кетени, изготовленного пренкту|дественно из пальмитиновой и стеариновой кислот. Теплые эмульсин затем гомогенизируют в гомртетшзаторе дпп расщеппе тя прн давле- 1ти 19О кг/см и охлаждают до комнатной гемпературы посредством пластинчатого холодильника. Полученные дисперсии в тече.ние недеш хранят в нагревательной камере при 40-С для опредепеття их стабильности при хранении. Результаты приведены в табп. 1, Несмотря на плохие условия хранения дисперсии имеют очень хорошую стабильность, К 10 г беленой магнефитной целгаопозы, измельченной примерно до ЗО° ШР и pa36eBfпенной до сухого содержания 0,2%, содержашея 20 вес.% мела (из расчета на сухие во локнг) добавляют 1 мл описанных дисперсий. Дисперсии разбавляют до 1%-ного содержания димерного кетена. Добавляют также 2 мп 0,1%-ного водного раствора катионного акриламидного полимера (в качестве вещества, усиливающего адгезию мела и мелочи). Листы нарезают, прессуют, сушат 1 час при 1ОО С и подвергают кондиционированию. Л ля сравнения применяют дисперсию димерного кетена с содержанием сухого димерного кетена 6 вес.%, содержащую 50 вес.% катионного крахмала (из расчета на димерный кетен) в качестве диспергатора(сравнительный опыт 3 в табл. 1). П р и м в р 2 (А-В). Аналогично приме ру 1 готовят различные дисперсии димерно- го кетена с той разницей, что количество катионного диспергатора (в данном примере. применяют катионный поливинилпиридин) поддерживают постоянным и в качестве дополнительного диспергатора праменяют оксютропилили этипоксиэтилцеллюлозу. Для сравне5шя с этим эфиром целлюлозы применяют похожее соединение, т.е. оксиэтйлцеплюлозу (сравнитепьный опит 4 в табп. 1). Как видно из таблицы, важное значение дпя стабильности при хранении дисперсий имв ет присутствие алкилоксиапкилцеллюпозы. Указанные дисперсии, стабильные при -раненни применяют для проклейки беленой магнефнтной целгаопозы аналогично примеру 1, Из табп. 1 видно, что достигнутый о&ций эффект проклейки аналогичен эффекту, полученному с дисперсиями димерного кетена, имеющими небольшое содержание сухого вещества. Пример 3. На лабораторной бумагоделательной машине производительностью 50 кг бумаги в 1 час при весе Ь5 г/м сравнивают две системы проклейки, а именно композицию согласно изобретению и известнуго систему прокле к. Система проклейки согласно изобретению представ/тает собой 18%-ную дисперсию димерного кетена, содержащую 1,4 пес.% этилоксиэтилцелтпопозы и 4,2 вес.% поливинилпиридина в качестве диспергатора (из расчета на димерный кетен). К основной смеси также добавляют пЬТтиакриламид в качестве вещества, уси ивающего адгвзшо мелочи и наполнителя.До добавки к (ОСНОВНОЙ смеси: 18%-ную дисперсию разбавляют водой конечная концентрация димерного кетена в основной смеси: составляет О,О8% из расчета на сухой весi волокон. Количество усиливающего адгезию вещества составляет О,ОЗ% из расчета на сухое содержание волокон. Известная система проклейки представляет 6%-ную дисперсию димерного кетена, соДержащую 50 вес.% катионного крахмала в качестве диспергатора (из расчета на димерный кетен). В качестве вещества, усиливающего адгезию мелочи и наполнителя используют модифицированную эпихпоргидривом катионную смолу на основа полиамида и полиамина. 6%-ную дисперсию разбавляют водой до добавки к основной смеси и окончательная концентрация димерного кетена в основной смеси составляет 0,1% на расчета на сухой вес волокон, в то время как количество усиливающего адгезию вещества:состав7швт О,О7% из расчета на сухой вес волокон, Целлюлозная масса представляет собой беленую сульфатную целлюлозу. Испытания на проклейку проводят при нормальных устювиях (опыт А). Значение рН доводят до 7,5, добавляя бикарбонат натрия. Испытания так«е проводят при низком значении рН (опыт В), в присутствии хлоратных ионов (опыт С, добавки примерно 1% хлората натрия), чтобы стимулировать остаточный хлор из ступени этбелки массы и прн добавке 0,3 вес.% прироанего сульфата алюминия опыт (О ), Во всех случаях рпыты проводят с наполнителем нлн без него. Эффект проклейки определяют поопе 14-дн8вного естественного старения при температуре 23°С и относительной влажнос - ти 50%. Результаты приведены в табл. 2. Как видно КЗ указанной таблицы при применении предлагаемых дисперсий получают равномерный эффект проклейки. Кроме того, предлагаемые дисперсии обладают л чигам эффектом проклейки, чем известные, хотя в предлагаемых дисперсиях применяют на 2О% меньше димерного кетена.

9

5780те

lO Табляпа 2

Формула

бр

е т е н в я

и 30

Водяая овсперсия дпй проклейки целпк поэ №лх. BonOKOHf содержащая димерный кетев и катионный полимерюлй диспергатор, напоимвр, поливинилпиридвН| отличающаяся тем, что, с целью повышение стабильности 30 дисперсии при хранении, она дополнительно содеря ит алкилоксиалкилцвллюлозу при следующем соотвошмвш истиаомитов )::

димерный кетев 1О-30, катионный полимерный диспергат 0,05-3, алкилоксиалкилцелг люлоэа и,05-3 и вода - остальное, причем катионный полимерный диспергатор н алкигн оксиалкилцелпюлоза взяты в соотношения 1:20-20:1, предпочтительно 1:7-5:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании № 903418, кл. 121 1 2, 1962,