Триметилзамещенные 1"-трихлорметилбензилиденбензойные кислоты-проклеиватели бумаги и картона

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистицеских

Республик (11) 52 56 5 9 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 17.02.75 (21) 2108901/04 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано25.08.76.Бюллетень №31 (45) Дата опубликования описания22.02.77 (51) M. Кл.о

С 07 С 63/52

Государственный комитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК 547,586.2. .07 (088.8) С. В. Некрасов, Э, B. Маркелова, Б. И. Энтин и П. Ф. Белогуров (72) Авторы изобретения

Всесоюзное научно-производственное объединение целлюлознобумажной промышленности (71) Заявитель (54) ТРИМЕТИЛЗАМЕЩЕННЫЕ 1 -ТРИХЛОРМЕТИЛБЕНЗИЛИДЕН-!

БЕНЗОЙНЫЕ КИСЛОТЫ вЂ” ПРОКЛЕИВАТЕЛИ БУМАГИ И

КАРТОНА

СН

СС8

СН н с

2 где R ÑÍ и R — СООН или

R --COOH H R, -СН

Изобретение касается создания нового проклеивателя бумаги и картона — триметил( замешенных 1 -трихлорметилбензилиденбензойных кислот, которые могут быть использованы в целлюлозно-бумажной промышлен ности.

Известно, что хорошим проклеивателем бумаги и картона является природная канифоль. Однако это вещество дефицитное и очень дорогое. 10

Известны синтетические бумагопроклеи.вающие вещества разнообразного строения: полимерные кремнийорганические соединения,,димеры алкилкетонов, смешанные катионные сополимеры на основе эфиров акриловойкис- l5 лоты, нефтяные полимерные смолы и т.д. Однако большинство известных веществ либо очень дороги, либо не удовлетворяют требованиям по своим свойствам и поэтому не могут успешно конкурировать в качестве 20 проклеиваюших средств с природной канифолью, Известны также продукты, сходные по строеиию и свойствам со смоляными кислотами, что позволяет проводить процессы из-25 готовления клея и проклейки бумаги с их использованием по технологии канифольной проклейки. Например, известны арилалкилкарбоновые кислоты и их соли, в частности натриевые соли диарилпропионовых кислот (ДАП), которые имеют хорошие бумагопро клеивающие свойства.

Для достижения одинаковой проклейки расход клея ДАП к абсолютно сухому веществу составляет 1,5% против 2,3% из живичной канифоли.

Однако эти кислоты сравнительно дороги из-за сложности их получения.

Предложен новый проклеиватель для буI маги и картона — триметилзамещенные 1

-трихлорметилбензилиденбензойные кислоть1 формулы:. месь 2,= О MJL 14.,и 5 моля ) сернои K»Icлоты, ЗЗО г (2 моля) хлоральгидрата и

565 мл (4,5 моля) мета — ксилола выдеожи»». Ъ о вают при 80-90 С и перемешивании 12час.

По окончании реакции, не прекращая нагревания, к реакционной смеси приливают 460,::1 мета-ксилола, смесь перемешивают, отста»BBIGT и сливают нижний слой отработанной серной кислоты, Органический слой промывают горячей водой, 0,5%-ным раствором аммиака, затем снова водой. Мета-ксилол отгоняют с водяным паром, Полученный дк-(2, 4-диметилфенил ) — трихло рметилметан о имеет т.пл. 108-110 С, выход 59з г о (87,2%), В литературе т.пл, 11 1 С, выход

53%.

Триметилзамешенные 1 -трихлорметилбензилиденбензойные кислоты получают нагреванием смеси 200 г (0,59 моля) ди-2,4-диметилфенил -трихлорметилметана и

800 м.i (6,68 моля) 42% азотной кислоты (с1 = 1, 2 58 ) до температуры кипения в

ZO течечие 8 час, Для успешного проведения

49 окисления необходимо интенсивно перемешивать реакционную смесь до образования однородной эмульсии. По окончании реакции массу охлаждают, азотную кислоту сливают, а конечный продукт — желтоватое твердое

45 вещество промывают горячей водой и сушат, Выход неочищенного продукта 217 г(100%) т.пл. 76-88 С, кислотное число 149.

3 5? 56

Способ получения этих соединений является технологически более простым, а исходные продукты — сравнительно дешевыми и недефицитными.

Триметилзамещенные 1 -трихлорметклбензилиденбензойнь е кислоты получают в две стадии путем конденсации метаксилола с хлоральгкдратом в поксутствик серной кислоты при нагревании с образованием ди--(2 4-диметклфениг ) — трихлорметилме-,.-"-,.1111.

Каобоксплы-ая го»ппа образуется 11!.. . г ос,.н

J » дую1цем окксiio1п. д,т.. ис бо;;

Ных групп разбив:1 н11СЙ азотно 1

При этом полугастся cмесь изо:... лот, имеющих бг1изкке кокс танты ляюш11хся обь1чн1,п 1к 10TojJ,B .;н, i o. Iатj.. фически и кр:1сталлкзацпей).

Конденсация ксилола с хлоралы идратом протекает достаточно легко и с хорошимвыходом, а объемная токхлорметильная группа защищает — — С H — С С 1. = группу от окисления

1 до кетона, что очень важно, так как кетокислоты не обладают проклекваюшими свойствами. Кроме того, трихлорметильная группа служит дополнительным гидрофобным элементом молекулы кислоты.

Смесь мета-ксилола, хлоральгидрата и серной кислоты, взятых в соотношении (вес.ч)

47,8: 33,0:41, 6 соответственно, нагоевают о до 80 — 90 С. При этой температуре и переJ мешиванкк смесь вь1держивают 12 час 1в конце реакции — отрицательная проба наприсутствие хлораля), По окончании реакции, не прекращая нагоевания, к реакционной смеси прибавляют 39,7 вес.ч. мета-ксклола, смесь перемешивают, отстаивают и сливают нижний слой отраоотанной серной кислоты. Органический слой промь:вают горячей водой (6070 С), О, 5%-ным раствором аммиака, затем снова горячей водой, После промывки мета-кси л эл отг оняют с водяным пар э м.

Полученный ди- (2, 6-диметилфенил ) -трихлорметилметан окисляют 22-43%-ной азотнойкислэтой при соотношении реагентов (вес. ч. ) углевэдород /кислота- 1:4-6. Реакцию окисления проводят при нагревании смеси до темпера гуры кипения кислоты и интенсивном перемешивании в течение 6-9 час. Затем реакционную массу охлаждают, азотную кислоту сливают, а целевой продукт — твердое желтоватое вещество промывают горячей Водой и сушат. Неочищенный продукт имеет кислотное число 142-162 и содержит 3-8% неомыляемых, которые отделяют пу-тем растворения полученных бензилиденбензойных кислот в 1 н. растворе едкого натра и экстрак ции неомыляемых органическим растворителем, не смешиваюшимся с водой (эфиром, бензэлэм), или просто этфильтровыванием осадка DT щелочного раствора, Для выделения свободных органических кислот (смеси изомеров) щелоч59 4 ной раствор подкисляют соляной кислотой и въщавший осадок отфильтровывают.

Проклейку бумаги и картона осушествля

1от нейтральным раствором полностью омы1 ленных щелочь о триметклзамещенных грихг1ср;""ет,, - =.,;=".- ."и1епбонзойнь1х кисг от. Клеи приготавливают из неочищенных продуктов, чеомыляемые отделяют после охлаждения раствора фильтрованием. Проклеивающее веJI;pc,JBo BBog I"J в волокнистую массу в количэс Во О 2-J. 3%, считая на абсолютно сухое ..., окне сульфатом

1 i.. е р полу ... »п»Ъ1Х !. - тр111 д»ОрМЕтИЛ1:1„:.г о. к —. оклейки оу:; абораторных

Для очистки полученных кислот 100 г

5© вещества растворяют в 150 мл 1 н. раствора едкого натра, неомыляемьге экстрагируют эфиром (2 х 50 мл); щелочной раствор кипятят 10 мин с 30 г цинковой пыли, обрабатывают активированным углем, фильтЭЬ руют и к фильтрату прибавляют концентрированную соляную кислоту до рН 3. Осадок отфильтровывают и промывают водой, Получают 86 г (86%) триметилзамещенных 1 —

-трихлорметилбензилиденбензойных кислот о

66 с т.пл. 105-109 С.

Таблица 1

Вид целлюлозы

Впитываемость ОС (г/м ) (60 сек) в зависимости от расхода клея> % к абсолютно сухому волокну

Степень проклейки (мм) в зависимости

Проклеивающее вещество от расхода клея, % к абсолютно сухому волокну

0,5 1,0 2,0

0,5 1,0 2,0 триметилзамешенные

1 -трихлорметилбензилиденбензойные кислоСульфитная беленая ты живичная сосновая канифоль

18 12

0,5 1,5 2,0 триметилзамещенные

1 -трихлорметилбензилиденбензойные кис17 16

1,75 2,0 2,0

Сульфатная небеленая лоты живичная сосновая канифоль

1,7 5 2,0 2,0

16 15

Найдено, %: С 56,93; Н 4,46: „.","

=„, Н„, -,о, Вычислено, %: С 57,20; Н 4,58;

С(28,70; М.В. 371,1

Полученные триметилзамещенные 1

-трихлометилбензилиденбензойные кислоты (ТМТХМББ) испытывают в качестве проклеивающих средств. Для этого в стандартных условиях приготавливают отливки бума ги массой 70 г/м из сульфитной беленой, сульфатной небеленой целлюлозы, размолотой о в лабораторном ролле до 35 ШР. В полученную волокнистую массу вводят проклеиваюшее вещество в виде 3-6%-ного нейтрального раствора полностью омыленных щелочью

В табл. 2 приведены свойства бумаги типа писчей ¹ 1 в зависимости от вида проклеивающего вещества (состав бумаги,%: с;.:.;.е. †..- с.;".;.х к,;ëîò, наполнитель и осадите-lь. .;:ей приготавливают из неочищенных продуктов по методике получения бурого канифольного клея (КФК), вводят его в волокнистое вещество в количестве 0,5-2,0% к абсолютно сухому волокну и осаждают на волокне добавлением раствора сульфата алюминия до рН 4,5-4,7. Результаты определения степени проклейки бумаги в зависимости от расхода синтетического проклеивающего вещества и вида волокнистого сырья, а также аналогичные данные по проклейке бумаги бу рым канифольным клеем из живичной сосновой канифоли высшего сорта приведены в табл. 1.

0,5 1,5 2,0 19 14 12 фф сульфитная беленая целлюлоза 83, наполнитель — каолин 12, проклеивающее вещество

2, осадитель-глинозем 3).

Габлиц

80

70

3520 3100 3870

Проклейка, мм

80 80

81 не менее 80

ЯО

В табл. 3 приведены свойства бумаги типа мешочной состава,%: сульфатная небеленая целлюлоза 96,5, проклеивающее вещество1,0, осадитель-глинозем 2,5.

Таблица 3

70

2470

2822

3,7 не менее 3,2

3,7

Проклейка, мм

2,0

2,0

2,0

Свойства бумаги типа печатной % 1 состава,%: сульфитная беленая целлюлоза 41,5, наполнитель — каолин 55, проклеивающее ве— щество 0,5, осадитель-глинозем 3,0.

Таблица 4

60

60 не менее

2100

2500

2590 не менее 4

18-23

21 не менее 80

81 о

Помол массы, ШР

Вес в 1 м /г

Разрывная длина в среднем по двум направлениям, м

Зольность, %

Белизна, в % белого о

Помол массы, ШР

Вес 1 м /г

Сопротивление изломучисло двойных перегибов

Сопротивление продавливанию, кг/см о

Помол массы, ШР г

Вес 1м/г

Разрывная длина в среднем по двум направлениям, м

Сопротивление изломучисло двойных перегибов

Зольность

Белизна, в % белого не менее

3000 не менее

1,25 не менее 6

1,5

8,5

1,25 2,0

6,3 8,5 з о м у;т а о,,.;, - с, н г., /

Тпимет.!TBQ iBiiL<-likii-.fE -T0v xiioîìåòèë, - f„ i п1 i<--по язойпы = ".испо ". 0(!ле i ;,ь ч1; льi т прок:и;.вате; и оумаг: и картона.

Составитель Г. Андион

Редактор Т. Фадеева Техред H. Андрейчук Корректор Л. Боринская

Заказ 54Q4/1 22 Тираж 575 Подписное

Е1НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

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