CS195937B1 - Polymérna dispcrzia na impregnáciu sulfátového papiera - Google Patents

Description

ČESKOSLOVENSKA SOCIALISTICKÁ

REPUBLIKA (19)

ÚŘAD PRO VYNÁLEZYA OBJEVY

POPIS VYNÁLEZU

K AUTORSKÉMU OSWDtEHIII (22) Přihlášené 24 02 77(21) (PV 1229-77) (40) Zverejnené 29 QS 79 (45) Vydané 15 06 82 (11) (51) Int. Cl.1 2 3C 08 F 2/24 (Bl) (75) _ „ .

Autor vynálezu KUKÁ IGOR ing., MOLDA EMIL ing., ONDRUŠ ŠTEFAN ing., BUDAY MIKULÁŠ ing., FRÁŇO EUDOVÍT ing., ŠALA,MORAVOVÁ JARMILA ing., PRAHA a HANČIL JAROSLAV ing.,SVOBODA nad Úpou (54) Polymérna disperzia na impregnáciu sulfátového papiera 1

Vynález sa týká polymérnej disperzie vi-nylacetát — butylakrylát — glykolmaleát,určenej na impregnáciu sulfátového papie-ra, používaného ďalej ako surovina pri vý-robě brúsneho papiera. Brúsne papiera, im-pregnované uvedenou disperziou, majú vý-borné mechanicko-fyzikálne vlastnosti, naj-ma pri použití za mokra. Táto vlastnost mározhodujúci význam, ovplyvňujúci životnostpapiera, v ihlavnej oblasti použitia — pri brú-sení automobilových karosérií.

Na impregnáciu a zušlechtenie papierovJe patentovaných viacero systémov založe-ných na báze syntetických emulznýcih poly-mérov. Velmi časté je použitie melamíno--formaldehydových živíc, ktoré zvyšujú fy-zikálno-chemické vlastnosti papiera, hlavněpevnost za-mokra (ZSSR pat. 370 319), me-chanickú pevnost a vodovzdornosť (Fr. pat. 2 219 200, NSR pat. 2 241 129). Používajú sasamotné, připadne modifikované sírnikmi advojsírnikmi (Fr. pat. 2 213 373).

Je popísané použitie akrylonitrilu na zvý-šenie pevnosti papiera (ZSSR pat. 2 948 99),alebo dvojzložkového systému na báze mo-čovinoformaldehydovej živice a tvrdidla(ZSSR pat. 490 894). Polymér připravený zozmesi polymérov styrénu, alebo akrylonit-rilu a esteru akrylátu, respektive metakrylá-tu s alkoholom obsahujícím 2—6 atómov 2 uhlíka, popisuje NSR pat. 1 546 236. Podobnudisperziu na povrchovú úpravu i úpravu pa-piera do hmoty doporučuje NSR pat. 2 254 781. Táto disperzia pri teplotách nad100 °C má samosieťovaciu schopnost.

Anglický patent 1 342 315 doporučuje naimpregnáciu papiera do hmoty reakčný pro-dukt polyamidovej živice a epi-, respektivedichlórhydridu (rovnako ako US patent 3 772 076). Na povrchovú úpravu papierakopolymér styrénu a maleínanhydridu. Nazvýšenie hydrofóbnosti, elastičnosti a pev-nosti papiera na báze sulfátovej nebielenejcelulózy doporučuje ZSSR pat. 318 656 di-vinylstyrénový, divinylnitrolový, respektivechloroprénový latex.

Použitie terpolyméru, vinylacetát-butyl-akrylát-glykolmaleát, na impregnáciu papie-ra, za účelom vylepšenia jeho mechanicko--fyzikálnych vlastností nie je v literatúre po-písané. Doteraz používané impregnačně sy-stémy sú založené na inej polymernej báze.V zahraničí vyrábané emulzné terpolyméry,ako například vinylacetát-butylakrylát-vinyl-laurát a vinylacetát-butylakrylát-vinylchloridse používajú v stavebníctve.

Podstata terpolymérnej disperzie podl'a vy- nálezu spočívá v tom, že na impregnáciu sa použije emulzny polymér, připravený emulz- nou polymerizáciou vinylacetátu s butylak- 195937 195937 rylátom a monoetylénglykolmaleátom v po-měre 60—70 ku 2—5 % hmot., za atmosfé-rického tlaku vo vodnom prostředí, charakte-rizovaný sušinou 50—53 % hmot., viskozitou20—100 mPa . s, pH 3,5—6, zbytkovým mo-nomérom max. 1 % hmot., velkosťou častíc100—200 nm a 100%nou koloidnou stabili-tou pri zriedení. Základné vlastnosti výsledného emulzné-ho polyméru sú v prvom radě závislé oddruhu použitého monomeru, respektive mo-nomérov. Změnami v zložení emulzného sy-stému a v konečnej fáze změnami v techno-logickom postupe přípravy, ako napříkladspůsob pridávania zložiek, rychlost dávkova-nia, teplota polymerizácie, přidáváme iniciá-tora, postup doreagovania a s dalšími je mož-né modifikovat vlastnosti výsledného emul-zného produktu.

Pri danom zložení polymerizačného před-pisu a sposobe přípravy dostáváme disperziuo určitých k váli tatí vnych parametroch. Odzvoleného emulzného systému, t. j. použttiakombinácie emulgátorov, respektive ochran-ného koloidu, závisia také základné vlastnos-ti disperzie, ako viskozita, velkost častíc arozdelenie velkosti častíc. Súhrn týchtovlastností předurčuje disperziu na určitú ap-likáciu.

Ako emulgátory pre přípravu disperzií naimpregnáciu sulfátového papiera sa použí-vajú aniónaktívne a neionogénne povrcho-vo-aktívne látky. Z aniónaktívnvch emulgá-torov sa najčastejšie používajú sulfonáty, al-kylsulfáty, etoxilované sulfáty a etoxilovanéalkylfosfáty. Z neionogénnych typov sú toetoxilované alkoholy a alkylfenoly a bloko-vé kopolyméry etylénoxid-propylénoxid. Předložený vynález sa týká emulzného po-lyméru vinylacetát-butylakrylát-etyléngly-kolmaleát připraveného za použitia emulz-ného systému pozostávajúceho z alkylpoly-glykoléterfosfátu a blokového kopolyméruetylénoxid-propylénoxid. Třetí komonomér (monoetylénglykolmale-át) je hlavnou zložkou, ktorá určuje kvalituvýsledného polyméru a hlavně jeho impreg-načně schopnosti. Vnáša do polymerizačné-iho reťazca reaktívnu OH-skupinu, schopnávytvárať za tepla s inými látkami zosietenéštruktúry. Disperzia připravená bez jeho po-užitia, nie je vhodná na impregnáciu papie-ra.

Disperzia připravená podlá uvedeného vy-nálezu sú nízkoviskózna o viskozite 20—100mPas, jemnodisperzné s priemernou velkos-ťou častíc 100—200 nm, výbornou mechanic-kou a koloidnou stabilitou (100% po 14dňochj a odolnosťou voči elektrolytom. Roz-pustnost filmu vo vodě za 24 hodin je 5 %hmot., pevnost 294,2.104 Pa, ťažnosť 1100percent. Před vlastnou polymerizáciou je potřebnéosobitne připravit třetí komonomér (mono-etylénglykolmaleát) z východiskových zlo-žiek maleínanhydridu a etylénglykolu v mo-lárnom pomere 1: 1. Ekvimolárna zmes sa zahrieva za neustálého miešania pri teplo-tě 65 °C počas 2 hodin. Výsledný produkt jevysokoviskózna kvapalina charakterizovanáčíslom kyslosti asi 350 mg KOH/g. Skladová-ním pri atmosférických podmienkach pri-cihádza k chemickým změnám, pričom vzras-tá obsah vody v produkte. Monoetylénglykol-maleát s obsahom vody nad 3—3,5 % hmot.nie je vhodný na přípravu disperzie. Výhod-nejšie z hradiska skladovatelnosti a zlože-nia produktu je používat molárny poměr vý-chodiskových zložiek 2 : 1. V tomto případeje produkt charakterizovaný číslom kyslosti250 mg/KOG/g a viskozitou 240 mPAS. Kvali-tativně parametre disperzie a jej impregnač-ně schopnosti sú rovnaké ako v případe po-užitia glykolmaleátu připraveného z poměruzložiek 1:1.

Ako vhodný emulgátor na danú aplikáciusa ukázal alkylpolyglykolpolyéterfosfát sod-ný. Doporučuje sa použit v množstve 0,8——2,4 % hmot. za zmes monomérov, s výho-dou v koncentrácii 1,03 % hmot. v kombiná-cii s alkylpolyglykoléterfosfátom sodným sadoporučuje použit adičný produkt kyselinyakrylovej s blokovým kopolymérom etylén-oxid-propylénoxid. Táto příprava pozostáva z dvoch fáz: a) bielenie kopolyméru etylénoxid-propy-lénoxid b] vlastná příprava

Bielenie kopolyméru sa prevádza pomocouperoxidu vodíka, pri teplote 80 °C, počas 40minút. Potom sa začne s kontinuálnym dáv-kováním kyseliny akrylovej, ktoré trvá 2 ho-diny. Na začiatku dávkovaniá kyseliny ak-rylovej sa přidá roztok peroxidvojsíranu dra-selného. Po zdávkovaní roztoku kyseliny ak-rylovej sa prevedie doreagovanie produktupri teplote 90 °C. Připravený produkt je žlto-zelená, číra, viskózna kvapalina s obsahomúčinnéj zložky 60%. Produkt sa používá vpředpise 3 až 5 % hmot. na zmes monomérovobvykle v množstve 3,7 % hmot. V kombinácii s alkylpolyglykoléterfosfá-tom je možné použit aj samotný kopolyméretylénoxid-propylénoxid. V tomto případe jepotřebné použit vyššie koncentrácie v ná-sadě a to v množstve 5,1 až 6,2 % hmot. nazmes monomérov.

Ako pufor zabezpečujúci reguláciu pH po-čas polymerizácie sa doporučuje použit kys-lý uhličitan sodný v množstve 0,41 % hmot.Výsledné pH disperzie sa pohybuje v rozmed-zí 4 až 4,1. Příklad 1 V polymerizačnej baňke připravíme vodnúfázu zmiešaním vody, alkylpolyglykoléter-fosfátu sodného, adičného produktu kyseli-ny akrylovej s kopolymérom etylénoxid-pro-pylénoxid a kyslého uhličitanu sodného. Zvodnej fázy se odoberie 20% roztoku, doktorého sa přidá 5% roztok peroxodvojsíra-

Claims (2)

195937 S nu draselného a monoetylénglykolmaleát.Takto připravená zmes tretieho komonoméruje připravená na dávkovanie do polymeri-začnej aparatury. Zbytok vodnej fázy vytem-perujeme na 6£PC, přidáme roztok iniciáto-ra. Po přidaní iniciátora sa začne s konti-nuálnym dávkováním zmesi monomérov vi-nylacetát+butylakrylát. Po zdávkovaní asi25 % zmesi sa začne kontinuálně dávkovattřetí komonomer. Jeho dávkovanie končí 10minút před skončením dávkovania zmesi mo-nomerov, ktoré trvá 140 minút. Disperzia doreaguje pri teplote 85 °C pc-čas 40 minút. Připravená disperzia má visko- zitu 20—60 mPa . s, obsah zbytkových mono-merov 0,6—0,8 % hmot., pH '3,8—3,9, vel-kost častíc 110 nm, koloidnú stabilitu 100 %obj. po 14 dňoch. Příklad

2 Postup přípravy je rovnaký, ako v pří-klade 1, s tým rozdielom, že miesto adičné-ho produktu kyseliny akrylovej a kopolyme-ru etylénoxid—propylénoxid sa použije sa-motný blokový kopolymér v koncentrácii3,7 % hmot. na zmes monomérov. Kvalita dis-perzie je rovnaká, ako v příklade 1. PREDMET Polymérna disperzia na impregnáciu sulfá-tového papiera na bázi polyvinylacetátu sobsahom 50 až 53 % hmot. sušiny o viskozi-te 20 až 100 mPa . s, o pH 3,5 až 6 so zbytko-vým monomérom max. 1 % hmot. o velkostičastíc 100 až 200 nm a 100 % koloidnou sta-bilitou pri zriedení, pripravitefná emulznoupolymerizáciou vinylacetátu, butylakrylátu amonoetylénglykolmaleátu v pomere 65 až70 ku 25 až 30 ku 2 až 5 % hmot. za atmosfé-rického tlaku vo vodnom prostředí pri tep- YNÁLEZU lote 75+2 °C, pričom emulzný systém pozo-stáva z alkylpolyglykoléterfosfátu sodnéhov množstve 0,8 až 2,4 % hmot, na zmes mo-nomérov a adičného produktu kyseliny ak-rylovej s kopolymérom etylénoxid-propylén-oxid, alebo kopoilyméru etylénoxid-propylén-oxid samotného v množstve 3 až 5 % hmot.na zmes monomérov a pufru, ktorým je kys-lý uhličitan sodný v množstve 0,2 až 0,6 %hmot. na zmes monomérov. Severografia, n. p., zftvod 7, Most