Способ получения композитного материала


 


Владельцы патента RU 2504609:

Мазитов Леонид Асхатович (RU)
Финатов Алексей Николаевич (RU)
Финатова Ирина Леонидовна (RU)

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Композитный материал получают взаимодействием раствора хлорида железа с гидроксидом натрия в присутствии коротких фибриллированных целлюлозных волокон с образованием дисперсии продукта, которую сгущают методом флотации с получением флотошлама. Фибриллированные целлюлозные волокна, содержащие, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, присутствуют в жидкой среде в количестве 100-300 мг/дм3. Предложенное изобретение позволяет получить композиционный материал с частицами гидроксида железа, окрашенный в различные оттенки коричневого цвета и обладающий бактерицидными и ферромагнитными свойствами. 2 з.п. ф-лы, 5 пр.

 

Способ относится к технологиям получения композитных материалов на основе целлюлозных волокон и химически осажденных минеральных частиц, которые могут быть использованы в производстве бумаги и картона различного назначения в качестве наполнителя.

Известен способ получения композитного материала, состоящего из фибриллированных целлюлозных волокон (ФЦВ) и неорганических частиц в виде частиц химически осажденного карбоната кальция, образованных при обработке в водной фазе одного реагента - гидроксида кальция, другим реагентом-осадителем - растворенным в воде диоксидом углерода, включающий две ступени обработки гидроксида кальция в водной среде растворенным в ней диоксидом углерода с получением на каждой из них дисперсий, содержащих гидроксид и карбонат кальция, и третью ступень обработки полученной дисперсии (взвеси) диоксидом углерода в присутствии в ней ФЦВ с образованием композитного материала (КМ), большая часть которого представляет собой механическую смесь частиц карбоната кальция и ФЦВ с иммобилизованными на них частицами СаСО3 (RU, заявка №2005121555, C08J 5/00, опубл. 27.01.2006). ФЦВ имеют толщину от 0,1 до 2,0 мкм и длину от 10 до 400 мкм. Композитный материал предлагают использовать в качестве наполнителя в производстве бумаги и картона.

Недостатками способа являются его многостадийность и, соответственно, высокая сложность исполнения, а также возможность получения КМ лишь с СаСО3.

Новым техническим результатом от использования предлагаемого изобретения является обеспечение возможности получения КМ с частицами гидроксида железа, окрашенного в различные оттенки коричневого цвета и обладающего бактерицидными и ферромагнитными свойствами.

Указанный результат достигается тем, что способ получения композитного материала, состоящего из коротких фибриллированных целлюлозных волокон и химически осажденных на них частиц гидроксида железа в количестве 50-600 мас.ч. на 100 мас.ч волокон включает обработку в водной среде раствора хлорида железа гидроксидом натрия в присутствии в среде указанных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, с образованием дисперсии продукта обработки в виде композитного материала, при этом фибриллированные целлюлозные волокна присутствуют в водной среде в количестве 100-300 мг/дм3, а дисперсию композитного материала сгущают методом флотации с получением флотошлама.

В качестве соли железа предпочтительно использовать FeCl3.

ФЦВ с указанными характеристиками и КМ на их основе обладают уникальными свойствами быстро образовывать в водной среде флоккулы и хлопья, хорошо удерживающие пузырьки воздуха и, благодаря этому, легко флотироваться.

При получении КМ по предлагаемой технологии в жидкой среде при химическом осаждении частиц гидроксида железа образуется NaCl. При необходимости содержание NaCl в дисперсии КМ можно значительно снизить путем сгущения КМ, например, напорной флотацией с получением его в виде флотошлама и отделением флотошлама от жидкой фазы.

Способ осуществляют следующим образом. Готовят с заданными концентрациями суспензию ФЦВ, растворы FeCl3 и NaOH.

Для получения КМ использует установку непрерывного действия, включающую смеситель, реактор, сатуратор и флотатор.

В смеситель подают в заданных количествах суспензию ФЦВ и раствор FeCl3. Образовавшуюся смесь направляют в реактор, в который подают NaOH в количестве, стехиометрически равном содержанию в суспензии ионов железа. В результате реакции образуются ее продукты в виде дисперсии КМ, состоящего из ФЦВ с иммобилизованными частицами Fe(ОН)3 при их химическом осаждении, с растворенным в жидкой фазе NaCl. Дисперсию направляют в сатуратор, затем во флотатор и получают в виде флотошлама сгущенный КМ, который содержит лишь небольшое количество NaCl и который в техническом плане более удобен для использования, например, в производстве бумаги, предназначенной для реставрации старинных пожелтевших бумажных носителей информации, по сравнению с дисперсией, образовавшейся в реакторе.

Следующие примеры иллюстрируют возможности предлагаемого способа.

Пример 1. В смеситель подают воду, суспензию ФЦВ и раствор FeCl3 с их расходом, в расчете на сухие вещества, 100 мг/дм3 и 928,89 мг/дм3 получаемой дисперсии, соответственно. Дисперсию направляют в реактор, в который подают также 687,19 мг NaOH в расчете на 928,89 мг FeCl3. В результате реакций получают 712 мг КМ в 1 дм3 дисперсии, содержащего 100 мг ФЦВ и сорбированных на них 612 мг частиц Fe(ОН)3, а также 1004 мг NaCl. Дисперсию КМ направляют в сатуратор, затем во флотатор и получают в виде флотошлама сгущенный КМ с концентрацией 1,1% и содержанием NaCl в объеме шлама менее 9 мг.

Пример 2. В отличие от примера 1, в смеситель подают воду, суспензию ФЦВ и раствор FeCl3 с их расходом 300 мг/дм3 и 227,67 мг/дм3 получаемой дисперсии, соответственно. Дисперсию направляют в реактор, в который подают также 168,42 мг/дм3 NaOH. В результате реакций получают 450 мг КМ при содержании в нем 50 мас.ч. Fe(ОН)3 в расчете на 100 мас.ч. ФЦВ. В 1 дм3 жидкой фазы содержатся также 246,07 мг NaCl. Содержание NaCl в шламе не превышает 1,5 мг.

Пример 3. В отличие от примера 1, KM готовят при расходе ФЦВ 150 мг/дм3, FeCl3 227,67 мг/дм3 и NaOH 168,42 мг/дм3. Получают дисперсию, содержащую 300 мг/дм3 KM, в котором на 150 мг ФЦВ приходятся 150 мг Fe(ОН)3. Жидкая фаза содержит в 1дм3 246 мг NaCl. Содержание NaCl в массе флотошлама не превышает 1,5 мг.

Пример 4. В отличие от примера 1, KM готовят при расходе ФЦВ 200 мг/дм3, FeCl3 607 мг/дм3 и NaOH 449,12 мг/дм3 суспензии. Получают дисперсию, содержащую 600 мг/дм КМ, в котором на 200 мг ФЦВ приходятся 400 мг Fe(ОН)3. Жидкая фаза в 1дм3 содержит 658 мг NaCl. Содержание NaCl в массе флотошлама не превышает 6 мг.

Пример 5. В отличие от примера 1, KM готовят при расходе ФЦВ 200 мг/дм3, FeCl3 910,68 мг/дм3 и NaOH 673,68 мг/дм3 суспензии. Получают дисперсию, содержащую 800 мг/дм3 КМ, в котором на 200 мг ФЦВ приходятся 600 мг Fe(ОН)3. Жидкая фаза в 1 дм3 содержит 984,3 мг NaCl. Содержание NaCl в массе флотошлама (800 мг по сухим веществам) не превышает 9 мг.

1. Способ получения композитного материала, состоящего из коротких фибриллированных целлюлозных волокон и химически осажденных на них частиц гидроксида железа в количестве 50-600 мас.ч. на 100 мас.ч. волокон, включает обработку в водной среде раствора хлорида железа гидроксидом натрия в присутствии в среде указанных волокон, содержащих, в мас.%, не менее 94% волокон с длиной не более 1,23 мм и не менее 54% волокон с длиной не более 0,63 мм, с образованием дисперсии продукта обработки в виде композитного материала.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что фибриллированные целлюлозные волокна присутствуют в жидкой среде в количестве 100-300 мг/дм3.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что дисперсию композитного материала сгущают методом флотации с получением флотошлама.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к производству наполненных видов бумаги для печати, например, типографской, офсетной, газетной и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ производства содержащих карбонат кальция материалов, поверхность частиц которых имеет улучшенные свойства адсорбции диспергатора, включает следующие стадии: a) получение, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала в виде водной суспензии или в сухом виде; b) получение, по меньшей мере, одного содержащего ионы лития соединения, выбранного из группы, в которую входят гидроксид лития, или оксид лития, или неорганические и/или органические мономерные соли лития, выбранные из группы, в которую входят соли одно- или многоосновных кислот, например карбонат лития, сульфаты лития, цитрат лития, гидрокарбонат лития, ацетат лития, хлорид лития, фосфат лития, в сухом виде или в водном растворе, и их смеси; c) сочетание, по меньшей мере, одного содержащего ионы лития соединения по стадии b) и, по меньшей мере, одного содержащего карбонат кальция материала по стадии a).

Изобретение относится к пористым волокнистым продуктам на основе целлюлозных или древесных волокон. Предложен пористый волокнистый продукт, содержащий целлюлозные или древесные волокна, между которыми с помощью связующего, выбранного из двуокиси кремния, квасцов или альдегида, прикреплены частицы структурного наполнителя.
Изобретение относится к пигменту на основе диоксида титана с высокой непрозрачностью, а также - к способу его получения и применения для изготовления декоративной бумаги или декоративной фольги.

Изобретение относится к предварительной флокуляции наполнителей, используемых в производстве бумаги. .

Изобретение относится к производству гидрофильных волокнистых композиционных материалов медицинского назначения, обладающих бактерицидным, гемостатическим и анестезирующим действием.

Изобретение относится к пигменту на основе диоксида титана с хорошей непрозрачностью и к способу его получения и применения при изготовлении декоративной бумаги и декоративной фольги.

Изобретение относится к картону с малой объемной плотностью, предназначенному в основном для изготовления упаковок. .
Изобретение относится к производству специальных видов бумаги и может быть использовано в целлюлозно-бумажной промышленности. .

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности и может быть использовано в производстве бумаги - временного носителя переводного изображения, а также для бумаги с покрытием, предназначенной для струйной печати чернилами разной природы, например, сублимационными для термопереноса изображений с бумаги на другой материал.

Изобретение относится к медицине. .
Изобретение относится к бумажным изделиям из соломы злаковых культур натурального цвета и их изготовлению. .
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, к составу массы для производства мелованных сортов бумаги, требующих высокого качества бумаги-основы, в частности может использоваться при получении легкой мелованной бумаги.
Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, к составу массы для производства мелованных сортов бумаги, требующих высокого качества бумаги-основы, в частности может использоваться при получении легкой мелованной бумаги.

Изобретение относится к медицине. .

Настоящее изобретение относится к композициям для покрытия печатной бумаги, причем указанные композиции содержат микрофибриллированную целлюлозу (MFC) и один или более полисахаридных гидроколлоидов, и применение указанных композиций. Кроме того, изобретение относится к покрытой бумаге, содержащей первый слой полисахаридного(ых) гидроколлоида(ов) и второй слой MFC, и применению указанной бумаги. Также раскрывается способ уменьшения распушения и/или пыления бумаги. 6 н. и 14 з.п. ф-лы, 13 ил., 1 табл.
Наверх