CS195937B1 - Polymérna dispcrzia na impregnáciu sulfátového papiera - Google Patents

Abstract

Vynález sa týká polymérnej disperzie vinylacetát — butylakrylát — glykolmaleát, určenej na impregnáciu sulfátového papiera, používaného ďalej ako surovina pri výrobě brúsneho papiera. Brúsne papiera, impregnované uvedenou disperziou, majú výborné mechanicko-fyzikálne vlastnosti, najma pri použití za mokra. Táto vlastnost má rozhodujúci význam, ovplyvňujúci životnost papiera, v ihlavnej oblasti použitía — pri brúsení automobilových karosérií.

Description

Vynález sa týká polymérnej disperzie vinylacetát — butylakrylát — glykolmaleát, určenej na impregnáciu sulfátového papiera, používaného ďalej ako surovina pri výrobě brúsneho papiera. Brúsne papiera, impregnované uvedenou disperziou, majú výborné mechanicko-fyzikálne vlastnosti, najma pri použití za mokra. Táto vlastnost má rozhodujúci význam, ovplyvňujúci životnost papiera, v ihlavnej oblasti použitía — pri brúsení automobilových karosérií.

Na impregnáciu a zušlechtenie papierov je patentovaných viacero systémov založených na báze syntetických emulznýcih polymérov. Velmi časté je použitie melamíno-formaldehydových živíc, ktoré zvyšujú fyzlkálno-chemické vlastnosti papiera, hlavně pevnost za-mokra (ZSSR pat. 370 319), mechanickú pevnost a vodovzdornosť (Fr. pat.

219 200, NSR pat. 2 241 129). Pouzívajú sa samotné, připadne modifikované sírnikmi a dvojsírnikmi (Fr. pat. 2 213 373).

Je popísané použitie akrylonitrilu na zvýšenie pevnosti papiera (ZSSR pat. 2 948 99), alebo dvojzložkového systému na báze močovinoformaldehydovej živice a tvrdidla (ZSSR pat. 490 894). Polymér připravený zo zmesi polymérov styrénu, alebo akrylonitrilu a esteru akrylátu, respektive metakrylátu s alkoholom obsahujícím 2—6 atómov uhlíka, popisuje NSR pat. 1 546 236. Podobnú disperziu na povrchová úpravu i úpravu papiera do hmoty doporučuje NSR pat.

254 781. Táto disperzia pri teplotách nad 100 °C má samosieťovaciu schopnost.

Anglický patent 1 342 315 doporučuje na impregnáciu papiera do hmoty reakčný produkt polyamidovej živice a epi-, respektive dichlórhydridu (rovnako ako US patent

772 076). Na povrchová úpravu papiera kopolymér styrénu a maleínanhydridu. Na zvýšenie hydrofóbnosti, elastičnosti a pevnosti papiera na báze sulfátovej nebielenej celulózy doporučuje ZSSR pat. 318 656 divinylstyrénový, divinylnitrolový, respektive chloroprénový latex.

Použitie terpolyméru, vinylacetát-butylakrylát-glykolmaleát, na impregnáciu papiera, za účelom vylepšenia jeho mechanicko-fyzikálnych vlastností nie je v literatuře popísané. Doteraz používané impregnačně systémy sú založené na inej polymernej báze. V zahraničí vyrábané emulzné terpolyméry, ako například vinylacetát-butylakrylát-vinyllaurát a vinylacetát-butylakrylát-vinylchlorid se pouzívajú v stavebníctve.

Podstata terpolymérnej disperzie podlá vynálezu spočívá v tom, že na impregnáciu sa použije emulzny polymér, připravený emulznou polymerizáciou vinylacetátu s butylak195937 rylátom a monoetylénglykolmaleátom v poměre 60—70 ku 2—5 % hmot, za atmosférického tlaku vo vodnom prostředí, charakterizovaný sušinou 50—53 % hmot, viskozitou 20—100 mPa . s, pH 3,5—6, zbytkovým monomérom max. 1 % hmot, velkosťou častíc 100—200 nm a 100%nou koloidnou stabilitou pri zriedení.

Základné vlastnosti výsledného emulzného polyméru sú v prvom radě závislé od druhu použitého monomeru, respektive monomérov. Změnami v zložení emulzného systému a v konečnej fáze změnami v technologickom postupe přípravy, ako například spósob pridávania zložlek, rychlost dávkovania, teplota polymerizácie, přidáváme iniciátora, postup doreagovania a s dalšími je možné modifikovat vlastnosti výsledného emulzného produktu.

Pri danom zložení polymerizačného předpisu a sposobe přípravy dostáváme disperziu o určitých k váli tatí vnych parametroch. Od zvoleného emulzného systému, t. j. použitia kombinácie emulgátorov, respektive ochranného koloidu, závisia také základné vlastnosti disperzie, ako viskozita, velkost častíc a rozdelenie velkosti častíc. Súhrn týchto vlastností předurčuje disperziu na určitú aplikáciu.

Ako emulgátory pre přípravu disperzií na impregnáciu sulfátového papiera sa používajú aniónaktívne a neionogénne povrchovo-aktívne látky. Z aniónaktívnvch emulgátorov sa najčastejšie používajú sulfonáty, alkylsulfáty, etoxilované sulfáty a etoxilované alkylfosfáty. Z neionogénnych typov sú to etoxilované alkoholy a alkylfenoly a blokové kopolyméry etylénoxid-propylénoxid.

Předložený vynález sa týká emulzného polyméru vinylacetát-butylakrylát-etylénglykolmaleát připraveného za použitia emulzného systému pozostávajúceho z alkylpolyglykoléterfosfátu a blokového kopolyméru etylénoxid-propylénoxid.

Třetí komonomér (monoetylénglykolmaleát) je hlavnou zložkou, ktorá určuje kvalitu výsledného polyméru a hlavně jeho impregnačně schopnosti. Vnáša do polymerizačného reťazca reaktívnu OH-skupinu, schopnú vytvárať za tepla s inými látkami zosietené štruktúry. Disperzia připravená bez jeho použitia, nie je vhodná na impregnáciu papiera.

Disperzia připravená podlá uvedeného vynálezu sú nízkoviskózna o viskozitě 20—100 mPas, jemnodisperzné s priemernou velkosťou častíc 100—200 nm, výbornou mechanickou a koloidnou stabilitou (100% po 14 dňochj a odolnosťou voči elektrolytom. Rozpustnost filmu vo vodě za 24 hodin je 5 % hmot, pevnost 294,2.10⁴ Pa, ťažnosť 1100 percent.

Před vlastnou polymerizáciou je potřebné osobitne připravit třetí komonomér (monoetylénglykolmaleát) z východiskových zložiek maleínanhydridu a etylénglykolu v molárnom pomere 1: 1. Ekvimolárna zmes sa zahrieva za neustálého miešania pri teplote 65 °C počas 2 hodin. Výsledný produkt je vysokoviskózna kvapalina charakterizovaná číslom kyslosti asi 350 mg KOH/g. Skladováním pri atmosférických podmienkach pricihádza k chemickým změnám, pričom vzrastá obsah vody v produkte. Monoetylénglykolmaleát s obsahom vody nad 3—3,5 % hmot. nie je vhodný na přípravu disperzie. Výhodnejšie z hradiska skladovatelnosti a zloženia produktu je používat molárny poměr východiskových zložiek 2 : 1. V tomto případe je produkt charakterizovaný číslom kyslosti 250 mg/KOG/g a viskozitou 240 mPAS. Kvalitativně parametre disperzie a jej impregnačně schopnosti sú rovnaké ako v případe použitia glykolmaleátu připraveného z poměru zložiek 1:1.

Ako vhodný emulgátor na danú aplikáciu sa ukázal alkylpolyglykolpolyéterfosfát sodný. Doporučuje sa použit v množstve 0,8— —2,4 % hmot. za zmes monomérov, s výhodou v koncentrácii 1,03 % hmot. v kombinácíi s alkylpolyglykoléterfosfátom sodným sa doporučuje použit adičný produkt kyseliny akrylovej s blokovým kopolymérom etylénoxid-propylénoxid.

Táto příprava pozostává z dvoch fáz:

a) bielenie kopolyméru etylénoxid-propylénoxid

b] vlastná příprava

Bielenie kopolyméru sa prevádza pomocou peroxidu vodíka, pri teplote 80 °C, počas 40 minút. Potom sa začne s kontinuálnym dávkováním kyseliny akrylovej, ktoré trvá 2 hodiny. Na začiatku dávkovaniá kyseliny akrylovej sa přidá roztok peroxidvojsíranu draselného. Po zdávkovaní roztoku kyseliny akrylovej sa prevedie doreagovanie produktu pri teplote 90 °C. Připravený produkt je žltozelená, číra, viskózna kvapalina s obsahom účinnéj zložky 60%. Produkt sa používá v předpise 3 až 5 % hmot. na zmes monomérov obvykle v množstve 3,7 % hmot.

V kombinácii s alkylpolyglykoléterfosfátom je možné použit aj samotný kopolymer etylénoxid-propylénoxid. V tomto případe je potřebné použit vyššie koncentrácie v násadě a to v množstve 5,1 až 6,2 % hmot. na zmes monomérov.

Ako pufor zabezpečujúci reguláciu pH počas polymerizácie sa doporučuje použit kyslý uhličitan sodný v množstve 0,41 % hmot. Výsledné pH disperzie sa pohybuje v rozmedzí 4 až 4,1.

Příklad 1

V polymerizačnej baňke připravíme vodnú fázu zmiešaním vody, alkylpolyglykoléterfosfátu sodného, adičného produktu kyseliny akrylovej s kopolymérom etylénoxid-propylénoxid a kyslého uhličitanu sodného. Z vodnej fázy se odoberie 20% roztoku, do ktorého sa přidá 5% roztok peroxodvojsíra195937

S nu draselného a monoetylénglykolmaleát. Takto připravená zmes tretieho komonoméru je připravená na dávkovanie do polymerizačnej aparatury. Zbytok vodnej fázy vytemperujeme na 6fPC, přidáme roztok iniciátora. Po přidaní iniciátora sa začne s kontinuálnym dávkováním zmesi monomérov vinylacetát+butylakrylát. Po zdávkovaní asi. 25 % zmesi sa začne kontinuálně dávkovat třetí komonomer. Jeho dávkovanie končí 10 minút před skončením dávkovania zmesi monomerov, ktoré trvá 140 minut.

Disperzia doreaguje pri teplote 85 °C pcčas 40 minút. Připravená disperzia má viskozitu 20—60 mPa . s, obsah zbytkových monomerov 0,6—0,8 % hmot., pH '3,8—3,9, velkost častíc 110 nm, koloidnú stabilitu 100 % obj. po 14 dňocli.

Příklad 2

Postup přípravy je rovnaký, ako v příklade 1, s tým rozdielom, že miesto adičného produktu kyseliny akrylovej a kopolymeru etylénoxid—propylénoxid sa použije samotný blokový kopolymér v koncentrácii

3,7 % hmot. na zmes monomérov. Kvalita disperzie je rovnaká, ako v příklade 1.

Claims (2)

1. PREDMET

   Polymérna disperzia na impregnáciu sulfátového papiera na bázi polyvinylacetátu s obsahom 50 až 53 % hmot. sušiny o viskozite 20 až 100 mPa . s, o, pH 3,5 až 6 so zbytkovým monomérom max. 1 % hmot. o velkosti častíc 100 až 200 nm a 100 % koloidnou stabilitou pri zriedení, pripravitefná emulznou polymerizáciou vinylačetátu, butylakrylátu a monoetylénglykolmaleátu v pomere 65 až 70 ku 25 až 30 ku 2 až 5 % hmot. za atmosférického tlaku vo vodnom prostředí pri tepYNALEZU lote 75+2 °C, pričom emulzný systém pozostáva z alkylpolyglykoléterfosfátu sodného v množstve 0,8 až 2,4 % hmot, na zmes monomérov a adičného produktu kyseliny akrylovej s kopolymérom etylénoxid-propylénoxid, alebo hopoilyméru etylénoxid-propylénoxid samotného v množstve 3 až 5 % hmot. na zmes monomérov a pufru, ktorým je kyslý uhličitan sodný v množstve 0,2 až 0,6 % hmot. na zmes monomérov.