Состав для проклейки бумаги

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) (51) 4 D 21 D 3/00

2 1 А фр, Ф

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

0,1-0,8

Остальчое

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 2981968/29-. 12 (22) 05.09.80 (31) 30904/79 (32) 06.09.79 (33) GB (46) 30.03.86, Бюл. № 12 (71) Геркулес Инкорпорейтед .(IJS) (72) Пол Харвуд Олдрич (US) (53) 676 ° 1.023.7(088.8) (56) Патент США ¹ 3966654, кл. 260-24, 19 76 . К (54)(57) СОСТАВ ДЛЯ ПРОКЛЕИКИ БУМАГИ, содержащий обогащенную канифоль, катионный диспергатор и воду, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности проклейки, он дополнительно содержит анионное поверхностно-активное вещество а в качестве катионного диспергатора— анионный крахмал, модифицированный аминополиамидэпихлоргидриновой смолой, не содержащей свободных эпоксигрупп, или полидиаллиламиноэпихлоргидриновой смолой, содержащей или не содержащей свободных эпокси-групп, или полиэтиленимином, при следующем соотношении компонентов, мас.7:

Обогащенная ка" нифоль 33,3-42,5

Анионный крахмал 2,3-3,9

Анионное поверхностно-активное вещество

Вода

1222201

2,3 — 3,,9 мал

Анионное поверхностно †активн

0,1 — 0,8

Остальное вещество

Вода

Предлагаемый состав для проклейки

30 бумаги может быть приготовлен гомогенизацией раствора или расплава обогащенной канифоли или инверсионным способом.

При приготовлении воцных дисперсий обогащенной канифоли растворением обогащенную канифоль (включающую наполнитель или канифоль, или оба указанных материала) сначала растворяют в несмешивающемся с водой органическом растворителе„ таком как 40 бензол, ксилол, метиленхлорид, хлороформ или 1,2-дихлорпропан. При необходимости возможно применение смесей двух или больше растворителей. В ка— честве растворителей выбирают такие вещества, которые не вступают в реакцию с приготовляемыми в последующем компонентами водных дисперсий.

Эмульсии включают раствор в органическом расгворителе обогащенной канифоли в качестве дисперсной фазы, а водный раствор или дисперсию катионсодержащего крахмального диспергатора и анионного поверхностно-активного вещества — в качестве непрерывной фазы. Существенно нестабильную водную эмульсию затем подвергают экстремальному сдвигу для получения суИзобретение относится к. целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к составу для проклейки бумагti, Целью изобретения является повыше ние эффективности проклейки. 5

Сущность изобретения заключается в том, что состав для проклейки бумаги, содержащий обогащенную канифоль, диспергатор и воду, дополнительно содержит анионнсе поверхност- 10 но-активное вещество, а в качестве диспергатора — анионный крахмал, модифицированный аминополиамидэпихлоргидриновой смолой, не содержащей сво— бодных эпокси-групп, или полидиаллил- 15 аминоэпихлоргидриновой смолой, содержещей или не содержащей свободных эпокси-групп, или полиэтиленимином, при следующем соотношении компонентов, мас.7.: 20

Обогащенная канифоль 33,5-42,5

Анионный крахщественно стабильной эмульсии. Сильный сдвиг осуществляют в гомогенизаторе по крайней мере однокра-.íîì 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 водным раствором катионсодержащего крахмального диспергатора и анионного поверхностно-активного вещества. Нестабильную водную дисперсию нагревают до 80-195 C. 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 гомогениэатор под давлением порядка 13,7955,16 MIIa.

Водные дисперсии обогащенной канифоли также могут быть приготовлены методом обращения. Обогащенную канифоль смешивают с водным раствором катионсодержащего крахмального диспергатора и анионного поверхностноактивного 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 реак-, ции присоединения канифоли и кис1222201 лотного соединения, содержащего

С=С-c=o-группу, причем эту реакцию осуществляют при повышенных температурах (120-210 С).

Количество кислотного соединения берут из условия получения обогащенной канифоли, соцержащеи примерно

1-12 вес.Е кислотного аддукта в расчете на вес обогащенной канифоли °

Примерами кислотных соединений„

I содержащих С=С-С=О-группу, которые могут быть использованы для приготовления обогащенной канифоли, могут служить с(-)-ненасыщенные органические кислоты и их доступные ангидриды, например фумаровая, малеиновая, акриловая кислоты, малеиновый ангидрид, итаконовая кислота, итаконовый ангидрид, цитраконовая кислота и цитраконовый ангидрид. При необходимости для приготовления обогащенной канифоли могут применяться смеси кислот.

Так, например, для приготовления новых дисперсий может применяться смесь 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 выше.

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 гипохлоритом йатрия, или крахмалы, подвергнутые карбоксиметилированию, или кра>малы, 5осфатные группы в которые введены по реакции с кислым фосфатом натрия.

Крахмалы, содержащие карбоксильеае группы, получают известными .пособами. Целесообразно использование 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, пшеницы, саго, тапиока, риса, маиса, сорго и зерновых с высоким содержанием амилазы.

Один из известных способов окисления крахмалов с целью введения

20 карбоксильных групп включает добавление гипохлорита натрия к водной пульпе крахмала. мелочь добавляют для поддержания рН 8-10 на протяжении всей реакции. Температуру в ходе реакции поддерживают охлаждением на уровне 21-38 С. Гипохлорит обычно добавляют из расчета 0,5-0,67 хлора на крахмал. Поскольку вязкость крахмала обратно пропорциональна степени окисления, количество гипохлорита берут таким, чтобы получить нужную вязкость крахмала. После реакции, продолжающейся 5-24 ч, пульпу нейтрализуют и удаляют свободный хлор с помощью бисульфита натрия ° Затем удаляют растворимые побочные продукты, а крахмал собирают на вакуумных фильтрах и сушат.

Предпочтительно использование крахмалов, которые содержат 1-15 мэкв. фосфата на 100 r крахмала.

В качестве катионизирующей смолы могут применяться растворимые в воде

25 аминополиамидэпигалогидриновые смолы по патентам США Ф 2926116, 2926154 и 3966654, в качестве полидиаллилами» ноэпихлоргидриновой смолы — смолы по патенту США Ф 3700623.

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

З5 алкиларилсульфокислот, конденсированных нафталинсульфокислот, диалкиловых сложных эфиров сульфоянтарной кислоты, алкиловых полуэфиров серной кислоты и алкилфенокси-(полиэтилен40 окси)этапольного полуэфира серной кислоты.

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

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

50 мыла обогащенной канифоли, полученно" го на месте.

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

55 углерода. Могут использоваться различные смеси этих алкиларилсульфонатов. Предпочтительной арильной группой.является фенильная группа (алкил»

122220) бензолсульфонаты натрия). Можно использовать, например, Ультравет ДС (фирмы Арко Кемикл). Соли конденсированной нафталинсульфокислоты являются продуктами конденсации формальдегида с нафталином, подвергнутые сульфированию. Могут быть использованы, например, Тамол SN (фирмы Ром и

Хаас) и Стефантан А (фирмы Стефан

Кемикл).

Алкильные группы солей диалкиловых сложных эфиров сульфоянтарных кислот включают циклогексильные, гексильные, изобутильные, октильные, пентильные и тридецильные радикалы. В качестве алкильных групп солей алкильных полуэфиров серной кислоты используются такие, содержание атомов углерода в 2О которых равно 10-18. Предпочтительной алкильной группой в солях сложных алкилфенокси(полиэтиленокси) этанольных полуэфиров серной кислоты является нонильная группа, получаемая три- 2S меризацией пропилена. Содержание полиоксиэтилена 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 катионизирован катионизирующей смолой, что достигается добавлением смолы к воде. в которой приготовлен крахмал; рН крахмальной пульпы в полученном вод- 4о ном растворе перед варкой должен быть примерно 3-10, предпочтительно

5-9. Раствор крахмал — катионизирующая смола затем варят или нагревают о 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 температу5С ры добавляют водный раствор катионизирующей 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 крахмала, которые остались после варки, или уменьшить вязкость раствора крахмала, или чтобы одновременно добиться обеих целей.

При прйготовлении катионизированных 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%-ный аддукт фумаровой кислоты талловой канифоли, обработанной формальдегидом; б — 8,0%-ный аддукт малеинового ангидрида талловой канифоли, обработанной формальдегидом; в — 7,5%-ный аддукт фумаровой кислоты талловой канифоли, обработанной формальдегидом;

r — Дупанол (SLS) — натриевый лаурилсульфат (фирмы Дю Пон); д — Алипал 00436 — аммониевая соль полиэтоксилированного полифенола (фирмы ГАФ); е — Поли(11-метилдиаллиламин)эпихлорогидриновая смола в форме хлорогидрина, ж — Поли(М-метилдиаллиламин)эпихлорогидриновая смола в эпоксидной форме.

Преимущества предлагаемого состава для проклейки бумаги заключаются в сокращении расхода дорогостоящей синтетической смолы и в повышении однородности размера частиц диспер"ии на основе смолы. тно

Тип

ТНп олнче тво, о, О,4

2,3

Амииололиамид-эпнхлоргндрниовая смола (Кумен

557) 0,6

3,5

То хе

То ке

То ке

Амнногум

688

0,)8

5,72

0,6 и г,в

То ве и г,в

0,6

0sl8

6,12

0,6

3,3 в в

6,72

0,)8

То не

0,6

3,3

Акино" гум .688

0,07

То не

6,43 п

3,9

7,0

0,20

То не

3,4

5,72

То ае

0,)8

3,4 и

3,3 и

3,3

7 ° 22

0,08

l8 гум 688

I e 355

2 а 355

4 ° 35,5

5 б 355

7 в 355

В в 355

)) .в 399 (3 в 35,7

)5 . в 42,5!

6 в.. 12 4

)7 в 42,4

Кумен 557

Кумен 557

Лоан(Я-метнллиаллил амик) (н) эпнхлоро гндриковав смола

Кумен 557

Кумен 557

12222()) ионный крахмал

Окнслеиный крахмал восковой кухуруэы (Аминогум

688) Картофель (немолнфкнир.) Окисле нный маисовый

K X2EBJ1 (Аманзо

540) Амамэо 540

Полученное на месте катрневое мыло обогащенной канифоли

Полученное на месте натриевое еяло обогащенной канифоли

Полученное иа месте канифолькое мило

Полученное на месте каннфольное мяло

Полученное 0>2 на месте калнфоиьаое веяло

Ra-pope- О, 1 лилбен э 0Jto» вый (г) сульфонат

Иа-лаурии- 0,45 сульфат (д) Этоксилнро- 0 ° 8

° анньй RH солью (е) нонкиовыв фанол

Получ какое ва месте . каниФсню нее мщзо

}22720}

Продолжение таблицы зируккпан с ионный крахмал ит р алим нного вльиого ргвто

7 ил

Еоличе- Тнл ство., Х

То ие

Аниногум 677

0,Z

Полученное

Ыа месте канифольиое мыло

Полизтилеи" 0,03 иМин о,z

То ие

7,0

»н

7,0

О,А

Ив месте квиифольное ььи о

Амнногум б88

То не

7,2

0 1

То ие

0,08

Зе

Составитель О. Маслаченко

Текред Г.Гербер Корректор Л.Патай

Редактор И. Рыбченко

Заказ 1623/61 Тираж 355 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретениИ и открытий

113035, Москва, Ж-35,, Раушская наб., д. 4/5

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

Поли(яме ттйщи вллил " аиии) (А}

3 лиимо рб гилриноивл

То ие

Полн(И-ме„тилди аллин анин) (з) злихлорогииринован смола

Эт ок сяли» ров аииый зерновой вфвнмвл (Эти» лекс ЗОЗО)

Зтнлекс ЗОЗО