Композиция на основе карбамидной смолыи крахмала

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬЕЕтЕНИЯ

З ЗЗ62

Союз Советских

Социалистичесних

Республин

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

Заявлено 08 т .1964 (№ 899113/23-5) МПК С 08g 37/32

Приоритет

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

3 ДК 678.652,19(088.8) Опубликовано 31 VIII.1971. Бюллетень № 26

Дата опубликования описания 28.Х.1971.

Авторы изобретения

Иностранцы

Накамура Иосимацу и Симизу Кацухиса (Япония) Иностранец

Аракава Иосимацу (Япония) Заявитель

КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ КАРЬАМИДНОЙ СМОЛЫ и КРАХМАЛА

Известна композиция на основе водорастворимой карбамидной смолы, полученной в щелочной среде при температуре не более 80 С, и крахмала.

Предлагают композицию на основе водорастворимой смолы, полученной совместной конденсацией ацетона и карбамида, или этиленкарбамида, или меламина с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора при температуре не более 70 С.

Композиция находит широкое применение в качестве средства для склеивания бумажных изделий, таких как гофрированные прессованные бумажные плиты, бумажная лента (при намотке ее в рулоны), мелованная бумага для высоких глянцев; а также композиция широко используется для нанесения поверхностных покрытий на различных сортах бумаги, как средство для повышения механической прочности бумаги различных сортов, и в составе средств для аппретирования текстильных изделий в качестве смолообразующего компонента.

Наличие в составе склеивающего средства сополимера винилацетата с малеиновым ангидридом, а также крахмала оказывает эффективное вляние на приклеивание гофрированных прессованных бумажных плит и других сортов бумаги в отношении удобства применения в условиях эксплуатации, прочности склеивания и стабильности композиции.

Кроме того, добавление к склеивающему

5 средству кетональдегндной конденсационной смолы оказывает весьма эффективное действие для придания водоустойчивости.

По предлагаемому способу ацетон и карбамид или меламин взаимодействуют с формаль10 дегидом при комнатной температуре или при температуре ниже 70 С, в присутствии щелочного катализатора, такого как гидраты окисей или карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов (например, гидрат окиси нат15 рия, гидрат окиси калия, углекислый барий), или органические основания (например, метиламин, диэтиламин). По окончании реакции непрореагировавшие вещества отгоняют при пониженном давлении для получения водора20 створимой, бесцветной, прозрачной смолы, к которой подмешивают крахмал и сополимер винилацетата с малеиновым ангидридом. Получают состав, включающий три компонента.

A. Получение щелочной соли сополимера

25 винилацетата и малеинового ангидрида.

20 г винилацетата, 20 г малеинового ангидрида и 400 г бензола помещают в литровую трехгорлую колбу, снабженную мешалкой, 3133112 термометром и обратным холодильни1ом. С этой смесью проводят реакцию в течен:1е 2 «пс при температуре 80-)-1 С в присутствии 0,2 г перекиси бензола в качестве инициатора полимеризации. Ilo окончании реакции бе»зол отфильтровывают и пол ченны11 сополимер выс) H1f»IaIoò до постоян»ОГО веса и Hali% м-c) шильном шкафу при температуре 80 — 100 С.

Выход количественный, ранен 40 г. 40 г сополимера растворяют н 220 г иоды при нагревании. После охлаждения раствор нейтрализуют раствором 14,7 г гидрата окиси натрия и47,8г воды, причем получается 320 г 15 jp-ного водного раствора сополимера винилацетата с мале»новым ангидридом.

Ь. Получение нодорастворимой смолы, являющейся продуктом совместной конденсации ацетонкарба»ида (или этиленкарбамида) с формальдегидом.

1) 29,0 г (0,5 лоль) ацетона и 194,8 г (2,4 моль) 37%-ного раствора формальдегида («формалина») помещают н колбу Эрленмсйера н l 500 ял, c»a6J«e»filo Tep»oilfeTpoill, Ilocле чего добавля1от 12,0 г (0,2 л1оль) моченины.

После полного растворения мочеиины постепенно добавляют 11,0 г 20 р-ного водного раствора гидрата окиси натрия. Ввиду того, что температура должна повышаться по мере хода экзотермической реакции, реакционную cмесь, находящу1ося в колбе, выдерживают при температуре ниже +30 С. После прекращения тепловыделения реакционную смесь оставляют стоять в продолжение 24 «ас при комнатной температуре. После окончаиия реакции непрореагировавшие вещества отгоняют при температуре ниже 50 С при пониженном давлении. В результате получают 201,9 г иодорастворимой бесцветной прозрачной смолы, содержащей 51,1% твердого вещества.

2) 29,0 г (0,5 л1оль) ацетона и 243,5 г (3,0 моль) 37%-ного мормалина помещают и колбу Эрленмейера на 500 ял, снабженную термометром, после чего добавляют 18,0 г (0,3 моль) карбамида. После полного растворения карбамида постепенно добавляют 11,0 г 20%ного водного раствора П1драта окиси натрия.

Применяя методику, изложенную и примере 1, получают 243,7 г иодорастноримой бесцветной прозрачной смолы, содержа1»ей 47,5% твердого вещества.

3) 29,0 г (0,5 л1оль) ацетона, 162,3 г (2,0 моль) 37%-ного формалина и 12,0 г (0,2 11оль) карбамида помещают н трсхгорлую колбу емкостью 500 лл, снабженную мешалкой, Термометром и конденсатором с воздушным охлаждением, После полного раствореш1я арбамида добавляют 5,0 г гидрата окиси кальция. Ввиду того, что температура должна будет повышаться в результате хода экзотерMH÷åñêîé реакции, реакционную смесь выдерживают при температуре около 50 С, применяя неоднократное Охлаждение Водой. После того, как выделение тепла прекратится, продолжают реакцию, применяя нагрснание на водяной бане при 50 С н продолжение 2 — 3 «ас.

ЗО

Посл(Окончания реакции катализатор Отде.1яют путем фильтрования. 1-1е вошедшее в реакцию вещество, содержащееся в фильтрате, отгоняют при температуре ниже 50"С при поHHHIeHHoiI давлении, получают 182,3 г нодорастворимой бесцветной прозрачной смолы, одержащей 57,2Я1 твердого нещестна.

4) 29,0 г (0,5 моль) ацетона, 194,8 г (2,4 л1оль) 37%-ного фор»алина и 18,3 г (0,2лоль) этиленкарбамида cо степенью чистоты 94 "Ip помещают 1з колбу Эрленмейера на 500 11л, снабженную термОметром. После полного растворения этиленкарбамида добавляют 11,0 г

20%-ного водного раствора гидрата окиси натрия. Последующие операции проводят, как указано н пр,I.»åðå 1. Б результате получа1от

200,5 г нодорастноримой, бледно-желтой ил;1 бесцветной прозрачной ciao »if, содержащей 58,9 "о твердого вещества.

5) 29,0 г (0,5 лоль) ацетона, 243,5 г (3,0 л1оль) 37%-ного формалина и 27,5 г (0,3моль) этиленкарбамида со степенью чистоты 94% помещают в колбу Эрленмейера емкостью

500 11л. Колба Эрленмеиера снабжена термометром. 11осле полного растворения этиленкарбамида добаиля1от 11,0 г 20 /11-ного водного раствора гидрата окиси натрия, Далее поступают, как указано в примере 1. Получают

198,9 г иодорастворимой, желтоватой или бесцветной прозрачной смолы, содержащей 51,2% твердого вещества. б) 29,0 г (0,5 лоль) ацетона; 194,8 г (2,4 ,воль) 37%-ного формалина и 25,8 г (0,2 чоль) маламина помещают в четырехгорлую колбу емкостью 500 л1л, снабженную мешалкой, термоментром, капельной воронкой и обратным холодильником. К указанной смеси добавляют по каплям 11,0 г (0,55 л1оль) 10%-ного водного растиора гидрата окиси натрия. Ввиду повышения температуры в результате экзотермической реакции колб1 охлажда1от нодон несколько раз с таким расчетом, чтобы температура не поднималась выше +70 С, После прекраще шя тепловыделения реакцшо продолжают, подогревая смесь на водяной бане при температуре 70"C и течение 30 л1ин. Реакционная система, первоначально содержащая белую взвесь нерастворившегося меламина, по мере хода реакции становится прозрачной, приобретая слегка желтоватый оттенок, за счет pixie»I.»le»HeI количества меламина, не ношедшего и реакцию. llo окончании реакции отгоняют Hcзначительное количество непрореагировавшего формальдегида совместно с водой при температуре ниже 50 С при пониженном давлении. В результате получают

207,0 г водорастиоримой, слегка желтоватой, прозрачной смолы, содержащей 51,2 /о твердого вещества. В отличие от известных в настоящее время меламинформальдегидных смол, смола, полу;е1шая и соответствии с описанным выше процессом, имеет весьма продолжительный предельньш срок хранения и не изменяет сколько-нибудь значительно и постепенно присущих ей свойств, 313362

Пример 1. 30 ", „.-ный возшгй раствор водорастворимой смолы Б смешивают с сополимером винилацетата с малепновым ангидридом в соотношешш 4:6 по весу, после чего смесь добавляют к крахмалу в количестве 15% (около 2,6%, считая на пасту) для получения желаемого состава.

П р.и м е р 3. Можно приготовить состав Б (3) с тем отлп шем, что применяют 30",о-ный водный раствор водорастворимой смолы Б (6), являющейся продуктом совместной конденсации ацетона, меламина и формальдегида. г Носитель, г

Крахмал 12,8

Вода 232,8

Едкий натр 1,9

Вода 93,2

Основной компонент, Крахмал 96

Вода 163

Бура 2,9

Таблица 1

Условия склеивания

Средства для склеивания

160 С

140 С

120 C

Время, сек

30 60

90 120 10 20

40 . 60

30 40 60

120 !

90

О 1Е

Л

ы !-) о (е (3 1 0 (-) (-) (-)

Х

Х

X (4 0 (? 0 (-) 0

Э О

О

М з

X

X (э

0

Е

О

О

О

8

О

X

Х б, X

Х К

Х

Пример

Пример

Пример

Состав

Состав

Паста, один

2

В

Г содержаша я крахмал

0 (1

О, О

0 (й

Х Х

О

О

О е е

О

X

О

Х

0 (ч

М Х

Условные обозначения: Х вЂ” образец погружается на 10 сск. в ванну для испытания волостойкости; A †погружается на час (плохая характеристика); 0 — погружается на 24 час (хорошая характеристика); 8 — не погружается за время, превыша(ошее 24 час (прсвосходпын ..оказ ), При получении указанных выше водорастворимых смол, являющихся продуктами совместной конденсации ацетонкарбамида (или этиленкарбамида, или меламина) с формальдегидом, карбамид, этиленкарбамид и меламин могут применяться раздельно или же в сочетании из двух или трех названных продуктов с целью получения гомолога. Предпочтительно применять карбамид (или этиленкарбамид, или меламин, а также их смеси) в количестве, меньшем чем 1 моль по отношению к 1 моль ацетона. Далее рекомендуют, чтобы пропорциональное соотношение между суммарным количеством ацетона и карбамида (или этиленкарбамида, меламина или смеси их) по отношению к альдегиду было 1 моль к 2 — 6 моль. Температуру реакции нужно регулировать с таким расчетом, чтобы она не превышала 70 С, лучше чтобы она выбиралась в пределах между комнатной и +70 С. Если температура реакции будет превышать +70 С, молекулярный вес полученной смеси черезмерно возрастает. Это приводит к ухудше)шю растворимости смолы в воде и, как следствие, эффективность в части придания водоустойчпвости снижается. Количество водорастворимой смолы, являющейся продуктом совместной конденсации и добавляемой к крахмалу, желательно поддерживать в пределах 0,5 — 5 ч. по весу в пересчете на содержание твердого вещества на 100 ч. крахмала.

В. Стандартные составы крахмальной пасты, применяемой для приклеивания гофрированных прессованных бумажных плит.

Крахмальная паста, применяемая в приводимых ниже стандартных составах, дана в том виде, в каком она обычно приз)еняется изготовителями гофрированных прессованных бумажных плит.

Пример 2. Можно приготовить состав Б (3) с тем отличием, что применяют 30о((а-ный водный раствор водорастворимой смолы Б (4), являющейся продуктом совместной конденсации ацетона, этиле)гкарбампда и формальдегида.

Подготавливают участок для склеивания площадью 1 lf.((+15 мм (основной материал— фирма (

140 г и2); склеивают материал с применением составов, описа)нных в приводимых выше примерах, причем соблюдают нижеуказанные условия для склеивания. Устойчивость к воздействию влаги у пластин из гофрированнойпрессованной бумаги исследуют так: упомянутую пластину нагружают грузом, равным 100 г, и дают ей плавать в воде, заполняющей ванну термостата, пмеющеи температурх +20 С; затем определяют промежуток воемени до погружения листа в воду. Из результатов, приведенных в табл. 1 ясно видна замечательная устойчивость. По сравнению с крахмальной пастой, не содержащей добавок, а также с известными смолами отмечают сокращение времени, необходимого для склеивания; процесс сгклеивания можно осуществлять при более низких температурах.

313362

Таблица 2

Содержание твердого вещества, Средства для склеивания, кг среднее

10,0

10,0

10,0

10,0

Пример 1

Пример 2

Состав «А»

Состав «Б»

Паста, содер?вещая крахмал

30,0

30,0

30,0

30,0

4,3

4,9

3,6

3,8

3,9

5,8

5,9

5,2

5,3

5,3

5,5

5,6

4,2

4,3

4,4 один

Таблица 3

Количество

1 дооавляемого состава (считая на крахмал), %

Содержание твердого вещества, Водоустойчивость

Прочность склеивания, Состав для склеивания кг

1) Состав согласно данному изобретению

2) Маркировка изделия В

Крахмальная паста одна

1 . 12,4 12,4

10,3 9,7

11,4, П,4

21

П,9

10,8

11,9

12,2

10,3

11,6

Примечание: 1. Прочность одни из испытуемых образцов

Бодоусгоичивость определяют ной бумаги после погружения ск.чеивания измеря(от с помощью прибора по Пайну после того, как выдержан в атмосфере сотносительной влажностью — 90% при 40 С по отио нению и гофрированному материалу на основе прессованв воду, имеющмю температуру 20 С, на. 24 чаа, 2. х

Состав  — водный раствор части гно алкилировяннОЙ мела минфо1? мяльдегидной смо. лы (мстилол1.ная гру 113 ч icTII Ilio этсрифпцир01?яня этянолом) . Покязяте.1Н: ннеп1ниЙ вид-— бссцветная и!?Оз!?Ячп311 ?1

BH3liOCTh 8,95 са11аз (I?II(к(?зиме?р THI13 Бр) I<фпльда, 25 С); удельный вес !,101 (25 C) .

Состав à — водный раствор ?1сси;.1зl:1(?Ип(-вой соли смолы, являющейся продуктом предварительной конденсации винилацетата, малеинового ангидрида и ацетопформальдегида.

Показатели: внешний вид — вязкая жидкость оран?кевого цвета; водородпый показатель рН 7,3; вязкость 1760 спуаз (впскознметр

¹ 2 Брукфильда, 25 C). «ХХ» 318

Далее, двойную гофрированную пласгипу из прессованной бумаги покрывают склеивающей пастой, состав которой приведен II примере 1, после чего прочность склеивания определяют с помощью испытательного прибора по Пайну.

Результаты определений приведены в табл. 4.

Плита из прессованной бумаги, покрытая гофрированным материалом с одной стороны (плотность такого материала марки «SCP»

140 гlл<, изготовление фирмы «Хоншу пейпер мэцифскчюринг компания лимитед») и прокладочный материал (RB — 300 г/м ), изготовление фирмы «Ренге Шикл компани лимитед») покрыты пастой, состав которой приведен в примере 1, и высушены при 130 С за

5 сек. По сравнению с известными склеивающими средствами, как это следует из табл. 2, добавление небольшого количества состава обеспечивает повышенную прочность склеивания при воздействии высокой температуры и

15 высокой влажности. Одновременно достигается лучшая водоустойчивость.

Прочность склеивания, кг

Кол-во

) дооавки, считая на, максимум минимум крахмал, ",, Скорость действия машины,

800 (68). Уг1ругость паров у Обогрев;,. щей пластины, ат11: 7,5. Концентряц11я кр;) x 1.1320 пой пасты, %: при одностороннем нанесении 20 при двустороннем нанесении "1,3.

313362

Таблица 4

Количество добавляемого состава (считая на крахмал), %

Прочность склеивания, кг

Средство для склеивания минимум макснмум среднее

Примечание: испытуемая проба D; 50 мя )(50 .и.«(5 6 гофров), Е: 31 .чм )(81 л .и

112 — 13 гофров) .

Предмет изобретения гидрида, и в качестве смолы использована смола, полученная путем совместной конденсации ацетона и карбамида. или этиленкарбамида, или меламина с формальдегидом в при5 сутствии гцелочного катализатора при температуре не более 70 С.

Композиция на основе карбамидной смолы и крахмала, например, для проклейки бумаги, отличающаяся тем, что в композицшо введен сополимер винилацетата и малеинового анСоставитель В. Попова

Техред Е. Борисова Корректор Е. В. Исакова

Редактор Л. Новожилова

Заказ 2948714 Изд. ¹ 1189 Тираж 473 Подписное

11НИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, )К-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2

Представленный состав .

Продажная ке тоновая смола

Представленный состав .

Продажная кетоновая смола

Содержание твердого вещества, оа

21,0

18,0

21,0

18,0

14,8

14,8

24,00

21,25

31,50

27,75

18,25

16,25

27,50

25,50

21,34

18,95

29,22

26,78

Композиция на основе карбамидной смолыи крахмала Композиция на основе карбамидной смолыи крахмала Композиция на основе карбамидной смолыи крахмала Композиция на основе карбамидной смолыи крахмала Композиция на основе карбамидной смолыи крахмала 

 

Похожие патенты:
Наверх