Водная дисперсия для проклейки целлюлозных волокон

 

С А Н И Е изоьеетяния

Союз Советскнх

С оцналнстннескнх респубднк

К ПАТЕНТУ (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 12.07.73(2!) 1949422/12 (51) M. Кл.е

gi21 0 3/00 (23) Приоритет - (32) 14.07,72

Гасударстаанамй кемхтет

Соаата Мхахстраа СССР

w делам азебретеиха а атхрытха (31) 92872/72 (33) Швеция (43) Опубликоваио25.10.77. Бюллетень Ж39 (4S) Дата опубликования описания 27.10.77 (53) УДК 676, 1.023, . 7 (088.8) Иностранец

Кпэс Опоф Аксепь Лундин (Швеция) (72) Автор изобретения

Иностранная фирма

"Кема Норд АБ (Швеция) (71) Заявитель

l(54) ВОДНАЯ ДИСПЕРСИЯ ДЛЯ ПРОКЛЕЙКИ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ

ВОЛОКОН

Изобретение относится к целлюпоэно-бумажной промышленности и касается дисперсий, используемых для прокцадки цеппопозтых волокон.

Известна водная дисперсия дпя проклейки цеплюпоэных волокон, содержаптая димерный кетен и катионный попимерный диспергатор

И.

Белью изобретения запнется повышение стабильности дисперсии при хранении. - ke

Достигается ето тем, что водная диспер,сия на основе димерного кетена и катионного полимерного диспертатора, йапримь,, попивиницпиридина, дополнительно содержит апкипоксиалкилцелпюлозу при следующем соот- 1а ношении компонентов, вес.%: димерный кетен 10-30, катионный полимерный диспергатор 0,05-З апкилоксиапкипцелпюдоза 0,05-. ,3 и водим;остальное. Катионвый попимерный дисцергатор" ИГедтсилбксиалкющеллюдоза вэя- 20 ты в соотиоямяии "1 :2О-.,20:1 (предпоч к- . тепьно 1:7 .-". 5;3;):.

Изобретейие (ттредусатитривает получение дисперсий с большим содержанием димерных кетенов без повышения вязкости дисперсии 35

2 до такой степени, чтобы снижалась ее перерабатываемость. Кроме того, эти дисперсии очень стабильны, несмотря BB 6onblUos со держание B них ÕÎÐÎ Вещества и шес тиме сячное хранение при комнатной температуре ,не влияет на их вязкость, Кроме того, количество диспергатора из расчета на димерный кетен может быть очень низким, обычйо оно составляет 4-5 вес.%. В случае применения только катионного крахмал B качестве диспергатcра его необходимо по меньшей мере 30 вес.% иэ расчета на днмерный кетен для попучения дисперсии с удовлетворительным эффектом нроклейки.

Включейная в диспе ргатор алкилоксиалкил целлюлоза состоит из растворимой или дно пергируемой в воде целпюпозы с вязкостью по Брукфипьду в пределах 20-12000 спз в 2%-ном растворе при температуре 20 С, Как пример для пригодных видов целлюлозы можно назвать виды, в которых апкипьная группа представляет низшую апкнпьную групцу (предпочтительно метил ипн этип), апкил ксигруппа — низшую алкипокскгрупау

5(8016 (этилокси- или пропилоксигруппе). Углеродная цепь в оксивлкильной группе может текiKp. бы ть 1Tp epB aHB одним или несколькими атомами кислорода, Можно также применять смесь укаэанных простых эфиров целлюлозы, В качестве катионах диспергеторов можно использовать любой иэ известных растворимых или диспергируемых ia воде катионных полимеров, которые были описаны как средства, усиливающие вдгезию, или вещества, усиливающие стабильность в мокром или су хом состоянии при производстве бумаги. В качестве примеров, предчочтительных катионных растворимых или диспергируемых в -..;де полимеров можно назвать квтионный крах- 5 мел, полиэтиленимин, полиекрилвмид, поливи иилпиридин, смолу на основе полиамида и поли&MBHa или его модифицированное эпихлоргидрином производное, Особенно хороших результа тов достигают с катионным поливинилпириди- Q ном, Применяемые согласно -изобретению димер å кетены известны и имеют следующую общую формулу: где Rg u Rg независимо друг от друга представляют органическую гидрофобную углево- 5 дородную группу с 8-40 атомами углерода, Гидрофобными органическими, углеводородными группами R и R>, пригодными для проклейки целлюлозных волокон, являются группы, в которых гидрофобная группа представ- З5 ляет высшую влкильную группу, содержащую по меньшей мере 8 атомов углероде, например децил, ундецил, додецил, тридецил, тетредецил, пентадецил, гексадецил, гептедецил, октадецил, тетрекозил и пентакозил и даже рО высшие алкилы с числом атомов углерода, доходящим до 40, хотя предпочитают алкилы примерно с 12-30 атомами углерода.

Пригодны также соответствующие алкенильные группы, содержащие примерно 8-40 атоф5 мов углерода, например деценил, тридеценил, гептвдеценил, оксадеценил, эйкозенил и трикозенип.

Можно также использовать замещенные арвлкилом, елкарило.и и елкилом циклоалкильные группы, содержащие по меньшей мере

8 атомов углерода, например 4-трет.-бутилфенил, октилфеш л, ноннлфенил, додецилфенил, тридецилфенил, пентадецилфеннл, октадецилфенил, хенэйкозилфенил, ноннлциклопропил, до- 55 децилциклобутил, тридецилциклопентил, тет радецилциклогексил, пентадецилциклогептил и октадецилциклогексил.

Каждая иэ э тих влкильных, алкеннльных, алкерильных и алкилциклоалкильных групп мо жет содержать невэеимодействующие инертные заместители. Из инертных заместителей можно назвать эфирные, кврб-елкокси-, елкилокси-, ерилокси-, арилелкилокси-, и т.д.

И кечествепримеров для радикалов, которые не должны присутствовать в большом коли» честве в гидрофобной группе, следует назвать гидроксильные группы, амидные группы, содержащие амицный водород, первичные и вторичные аминогруппы, нестабильные галоиды и карбоксильные или другие кислотные группы.

Каждый из (и Rg предпочтительно означает алкильную группу с 1 2-30 атомами углерода. Включенные в композицию димерные кетены могут также представлять собой смесь указанных соединений.

Предлагаемые дисперсии получают смешением компонентов с водой при тщательном реэмешивении. Яля более легкого перемешивения водную фазу, содержащую простые эфиры целлюлозы и кетионные полимеры, нагре- вают приблизительно до 50-80 С и затем о добавляют расплавленный димерный кетен.

Важно следить эе тем, чтобы температура не была черезмерно высокой, так как это мот ло бы привести к гидролизу димерного кетена.

Высший предел нагревания определяется видом применяемого димерного кетена. Полученная после смешения и размешивания смесь быстро, охлеждается, образуя стабильную дисперсию.

Полученные таким образом дисперсии можно непосредственно после получения или осле хранения добавлять к суспензии целлюлозных волокон в воде или ее можно использовать для покрытия поверхности бумаги, картона или других материалов, содержащих целшолоэные волокна. Если дисперсию добавляют к суспензия волокон в воде, ее сначала разбавляют до содержания сухого вещества примерно 3 вес.% или менее, прежде чем добавлять ее к основной суспензии.

После добавки дисперсии к основной сме* си массу можно формовать в листы и сушить известными способами. После нврезания листов бумагу в течение короткого speмени можно сушить при температуре выше

100оС или при комнатной температуре.

Пример 1 (А-E). В следующих примерах получают цисперсии, -содержащие этилоксиэтилцеллюлозу в качестве диспергатора . и различные растворимые в воде катионные.. полимеры, которые приведены в табл. 1.

Простой эфир целлюлозы и квтионные полимеры растворяют в воде. Значение рН.водных растворов доводят до 4,0 и нагревают до 60оС. К 82 вес, ч.каждого водного раствора при тщательном размешиванни в течение 3 мин добавляют 18 вес,ч,рвсплввленно578016 го димерного кетена, кзготовпенного преимущественно иэ пальмитиновой и стеариновой кнс» пот. Теплые эмульсии затем гомогенизируют и гомогениэвторе дпя расщепления при давлении 1 30 кг/смй и Охлаждают до комнатной 5 температуры посредством пластинчвтого холодильника. Полученные дисперсии в течение недели хранят в нагревательной камере при

40"С для определения их стабильности при хранении. Реэупьтаты приведены в табл. 1. l0

Несмотря на плохие условия хранения дисперсии имеют очень хорошую стабильность.

К 10 r беленой мвгнефитной целлюлозы, измельченной примерно до 30о ШР и рвзбанпенной до сухого содержания 0,2%, содержа-15 щеи 20 вес.% мела (иэ расчета на сухие волокнй) добавляют 1 мп описанных дисперсий, Дисперсии разбавляют до 1%-ного содержания димерного кетенв. Добавляют также 2 мп

0,1%-ного водного раствора катионного акрипамидного полимера (в качестве вещества, усиливающего вдгезию мела и мепочи). Лис1

I ты нарезают, прессуют, сушат 1 час при о

100 С и подвергают кондиционированию.,0пя сравнения применяют дисперсию димерного 25 кетена с содержанием сухого димерного кетена 6 вес.%, содержицую 50 вес.% катионного крахмале (из расчета на димерный кетен) в качестве диспергатора (сравнительный опыт 3 в табл. 1). 30

Пример -2 (А-В). Аналогично примеру 1 готовят различные дисперсии димерного кетена с той разницей, что количество катионного диспергатора (в данном примере применяют катионный попивиниппиридин) под-35 держивают постоянным и в качестве дополнительного диспергатора применяют оксипропилили этипоксиэтилцеплюпозу. Дпя сравнения с этим эфиром целлюлозы применяют похожее соединение, т.е. оксиэтилцеппюлоэу (сравнн- 40 тельный опыт 4 в табл. 1).

Как видно из таблицы, важное значение дпя стабильности при хранении дисперсий имеет присутствие алкилоксиапкипцеплюпозы.

Указанные дисперсии, стабильные при -ране-45 нии::применяют для проклейки бепеной магнефитной целлюлозы аналогично примеру 1.

Из табл. 1 видно, что достигнутый общий эффект прокпейки аналогичен эффекту, полученному с дисперсиями димерного кетена, 50 имеющими небольшое содержание сухого вещества.

Пример 3. На лабораторной бумагоделательной машине производительностью

50 кг бумаги в 1 час при весе 65 г/ми. сравнивают две системы проклейки, а именно композицию согласно изобретению и известную систему проклейки.

Система прокпейки согласно изобретению представляет собой 18%-ную дисперсию димерного кетена, содержащую 1,4 вес.% этипоксиэтилцеллюпоэы и 4,2 вес.% попивиниппирндинв в качестве диспергвторв (иэ расчета на димерный кетен). К основной смеси также добавляют попивкриламид в качестве вещества, усиливающего адгеэию мелочи и нвпопнитепя. До добавки к основной смеси:

18%-ную дисперсию разбавляют водой; конечная концентрация днмерного кетенв в основной смеси составляет 0,08% из расчета на сухой вес волокон, Количество усиливающего адгезию вещества составляет 0,03% иэ расчета на сухов содержание волокон, Известная система проклейки представляет 6%-ную дисперсию димерного кетенв, содержащую 50 вес.% квтионного крахмала в качестве диспергвтора (иэ расчета нв димерный кетен). В качестве веществе, усиливаюmего адгезию мелочи и напопнитепя используют модифицированную эпихлоргидрином катионную смолу нв основе полиамида и попиамина. 6%-ную дйсперсию разбавляют водой до добавки к основной смеси и окончательная концентрация димерного кетенв в основной смеси составляет 0,1% из расчета нв сухой вес волокон, в то время квк количест во усиливающего адгезию вещества составляет 0,07% из расчета на сухой вес волокон, Белпюпозная масса представляет собой беленую сульфатную целлюлозу. Испытании нв прокпейку проводят при нормальных усповиях (опыт А). Значение рН доводят до 7,5, добавляя бикарбонат натрия. Испытания также проводят при низком значении рН (опыт

B) в присутствии хлоратных ионов(опыт С, добавки примерно 1% хлората натрия), чтобы стимулировать остаточный хлор иэ ступени зт белки массы и при добавке О, 3 вес.% природного сульфата алюминия опыт (9 ). Во всех случаях опыты проводят с наполнитепем или без него. Эффект -прокпейки определяют поспе 14-дневного естественного старения при температуре 23оС и относительной впажности 50%, Результаты приведены в табл. 2.

Как видно из указанной таблицы при применении предпагаемых дис перси и и опуч ают равномЬрный эффект прокпейки. Кроме того, предлагаемые дисперсии обладают т чшим эффектом проклейки, чем известные, хотя в предлагаемых дисперсиях применяют на 20% меньше димерного кетена.

"78() 1!1 о в

CV (Ч

ы Ф Л 1 в а с0 и й н н

1 а

Ф0

1 1 f 1ef i а а а сЧ Я р !у р! е4

ev 3

Ci

О с! 1 1 i

Р! (, 1 1 1 1

OJ (Я Я, (Ч Ф

Р1

О . а

Р! ! 1 1 1 1 1 1 1

6

< а u ta e a3, . Н

„.1 йн

578О l.

Таблица 2

Эффект прокпейкя Кобб, г/м

Опыт рН

Добавки

Предложенная сис тема

Известная система

27,8

4В,2

31,6

С наполиителем

Мел для побелки

Без наполнителя

29,5

7,5

27,1

6,8

32,3

27,5

29,6

29,7

7,1

Мел для побелки

Без наполнителя .

64,0

7,5.

29,5

31,4

Мел для побелки

Без найогпжтеля

Мел без побелки

7,5.

28,5

28,0

7,5

28,6

7,5

29,3

Составитель О, Маспаченко

Редактор Л, Бер Техред И. Гоксич Корректор:C. Шекмар

Заказ 3255/55 Тираж 496 Подписное

БНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по цепам изобретений и открытий

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

Филиап ППП Патент", г, Ужгород, уп. Проех .ная, 4

Формула изобретения

Водная дисперсия дпй проклейки цеппюлозных волокон, содержащая дкмерный кетен и катионный полимертйай диспергатор, напоимер, поаивиниппиридин, о т и и ч а ю щ а я с и тем, что, с целью повышения стабильности 30 дисперсии при хранении, она дополнительно содержит апкипоксиалкилцеплюпозу при следующем соотжнивиаи aeaeaeswnas (вев.М: димерный кетен 10-30, хатионяай полимерный диспергатор 0,05-3, апкипоксиапкипцеп-. пюпоза 0,05-3 и вода — остальное, причем катионяай полимерный диспергатор и апкипоксиапкипцеппюпоза взяты в соотношении

1:20-20:1, предпочтительно 1:7-5:1.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Великобритании N 903416, кл. 121 Э 2, 1962.