DE2537653A1 - PAPER SIZE - Google Patents

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DE2537653A1 DE19752537653 DE2537653A DE2537653A1 DE 2537653 A1 DE2537653 A1 DE 2537653A1 DE 19752537653 DE19752537653 DE 19752537653 DE 2537653 A DE2537653 A DE 2537653A DE 2537653 A1 DE2537653 A1 DE 2537653A1
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Description

Die Erfindung betrifft neue kationische Leimungsmittel für Papier.The invention relates to new cationic sizing agents for paper.

Die Leimung von Papieren kann mit anionischen oder kationischen Leimungsmitteln erfolgen. Letztere haben den Vorteil, daß sie im allgemeinen auch bei Aluminiumsulfat-freien Papieren wirksam sind.The sizing of papers can be done with anionic or cationic sizing agents. The latter have the advantage that they are generally also effective with papers free of aluminum sulfate.

Kationische Polymerisate und Mischpolymerisate werden für die Leimung von Papier sowohl in der Masse als auch durch Behandlung des fertigen Papiers anstelle von natürlichem Harzleim verwendet (vgl. belgische Patentschrift 654 889) . Die Leimung mit kationischen Kunstharzen hat auch gegenüber derjenigen mit natürlichem Harzleim den Vorteil, daß sie beständig gegen Alkali ist, was unter anderem bei der Nachbehandlung von geleimtem Papier mit alkalisch reagierenden Streichmassen erforderlich ist.Cationic polymers and copolymers are used for sizing paper both in bulk and by treatment of the finished paper instead of natural resin glue used (see Belgian patent specification 654 889). The sizing with cationic synthetic resins also has compared to that with natural resin glue has the advantage that it is resistant to alkali, which, among other things, in the aftertreatment of sized paper with alkaline-reacting coating slips is required.

Als kationische Leimungsmittel finden Polymere Verwendung (z.B. DT-AS 1 621 688), die basischen Charakter haben, d.h. in saurem wässrigen Medium löslich sind. Um eine gute Leimungswirkung zu erzielen, muß ein solches Polymeres jedoch so stark hydrophoben Charakter haben, daß es sich in gelöster Form quasi an der unmittelbaren Grenze der Löslichkeit befindet und beim Trocknen des Papiers bei 80-11O0C in einen fast vollständigThe cationic sizing agents used are polymers (eg DT-AS 1 621 688) which have a basic character, ie are soluble in an acidic aqueous medium. To obtain a good sizing effect, such a polymer must, however, have so strong hydrophobic character that it is in dissolved form at the quasi immediate limit of solubility and almost completely during the drying of the paper at 80-11O 0 C in a

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wasserunlöslichen Zustand übergeht, der dann für die durch den Leimungsprozeß verursachte geringe Wasseraufnähme des fertigen Papieres ausschlaggebend sein dürfte.water-insoluble state passes over, which is then responsible for the low water absorption of the finished product caused by the sizing process Paper should be decisive.

In der DDR-Patentschrift 5 381 werden ebenfalls kationische Polyurethane beschrieben, die in der Hitze in Verbindung mit Ameisen- oder Essigsäure löslich sind und die außer zur Herstellung von Filmen, Überzügen und Fäden auch als Papierleimungsmittel brauchbar sein sollen. Wie bereits aus den erstgenannten bevorzugten Einsatzgebieten für diese Verbindungen und auch aus den in der DDR-Patentschrift genannten Äquivalentverhältnissen der bei ihrer Herstellung eingesetzten Ausgangsmaterialien ersichtlich, handelt es sich bei den Verbindungen um hochmolekulare Polyurethane aus denen, schon auf Grund ihres hochmolekularen Charakters bei Raumtemperatur keine klaren, mit Wasser weiter verdünnbaren wässrigen Lösungen hergestellt werden können, sie neigen vielmehr zur Gelbildung.In the GDR patent 5 381 cationic polyurethanes are also described, which in the heat in connection with Formic or acetic acid are soluble and, in addition to the production of films, coatings and threads, are also used as paper sizing agents should be useful. As already from the first-mentioned preferred areas of application for these compounds and also from the equivalent ratios of the starting materials used in their manufacture, mentioned in the GDR patent can be seen, the compounds are high molecular weight polyurethanes from which, already due to Due to their high molecular weight, no clear aqueous solutions that can be further diluted with water at room temperature can be produced, they rather tend to gel.

Auf Grund ihres hochmolekularen Charakters lassen sich aus diesen Polyurethanen nur bei relativ niederen Konzentrationen handhabbare leicht wexterverdunnbare Lösungen herstellen, die bereits bei pH-Werten um 5,5 ausfallen und daher auf Grund des oftmals sauren Charakters alaunhaltiger Papiere nicht als dem Stand der Technik angepasste Leimungsmittel brauchbar sind. Beim Quarternieren mit z.B. Epichlorhydrin erfolgt die Bildung für Leimungszwecke ungeeigneter vernetzter Produkte, deren auch niedrig konzentrierte Lösungen, z.B. 5 % Feststoff, noch Gelcharakter haben, da die zugrunde liegenden Polymeren zu hochmolekular sind.Due to their high molecular weight, these polyurethanes can only be made from them at relatively low concentrations Produce manageable, easy wexter-thinnable solutions that precipitate at pH values of around 5.5 and are therefore due to The often acidic character of alum-containing papers cannot be used as a sizing agent adapted to the state of the art are. When quartering with e.g. epichlorohydrin takes place the formation of cross-linked products unsuitable for gluing purposes, whose low-concentration solutions, e.g. 5% solids, still have gel character, as the underlying Polymers are too high in molecular weight.

Der Transport relativ niedrig konzentrierter Leimungsmittellösungen vom herstellenden zum verbrauchenden Betrieb ist jedoch ein erheblicher technischer Nachteil, vor allem in Bezug auf Transportraum, Transportaufwand und Lageraufwand.The transport of sizing agent solutions with a relatively low concentration From the manufacturing to the consuming operation, however, there is a considerable technical disadvantage, especially in relation to on transport space, transport costs and storage costs.

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Der vorliegenden Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, leicht zugängliche kationische Leimungsmittel mit dem Stand der Technik vergleichbarer oder besserer Wirksamkeit aufzufinden, die auch im Konzentrationsbereich oberhalb 20 Gew.-% ausreichend niederviskose, leicht auf die Anwendungskonzentrationen mit Wasser verdünnbare Lösungen bilden.The present invention was therefore based on the object of providing easily accessible cationic sizing agents with the prior art to find the technology comparable or better effectiveness, which also in the concentration range above 20 wt .-% Form sufficiently low-viscosity solutions that can be easily diluted with water to the application concentration.

Wie nun überraschenderweise gefunden wurde, gelingt es, diese Aufgabe dadurch zu lösen, daß als Leimungsmittel die nachstehend näher beschriebenen kationischen Olegourethane eingesetzt werden, die wegen ihres vergleichsweise niederen Molekulargewichts noch in einer Konzentration von 25-50 Gew.-% in Wasser bzw. Gemischen aus Wasser und mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln klare, mit Wasser verdünnbare Lösungen bilden, und die im übrigen bezüglich ihrer Wirksamkeit als Leimungsmittel die bekannten Produkte des Standes der Technik übertreffen.As has now surprisingly been found, it is possible to achieve this object by using the following sizing agents cationic olegourethanes described in more detail are used, which because of their comparatively low Molecular weight still in a concentration of 25-50% by weight in water or mixtures of water and with water Miscible organic solvents form clear, water-dilutable solutions, and the rest with respect to their effectiveness as sizing agents surpass the known products of the prior art.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Papierleimungsmittel bestehend aus einer Lösung eines protonierte und/oder guarternierte Amonlumgruppen aufweisenden Oligourethans des Molekulargewichtsbereichs 500 - 5000 in Wasser oder Gemischen aus wasser und mit wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Leimung von Papieren oder Pappen, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß als Leimungsmittel die o.g. zum Einsatz gelangen.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind schließlich auch
The present invention therefore relates to paper sizing agents consisting of a solution of an oligourethane having protonated and / or quaternized ammonium groups and having a molecular weight of 500-5000 in water or mixtures of water and water-miscible organic solvents.
The present invention also relates to a method for sizing paper or cardboard, which is characterized in that the above-mentioned sizing agents are used.
Finally, the present invention also relates to

die nach diesem Verfahren erhältlichen geleimten Papiere.the sized papers obtainable by this process.

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Unter "Leimung von Papier" soll im Rahmen der vorliegenden Erfindung sowohl die Leimung in der Masse als auch in der Oberfläche verstanden werden.Under "sizing of paper" in the context of the present invention, both the sizing in the mass and in the Surface can be understood.

Die in den erfindungsgemäßen Leimungsmitteln vorliegenden Oligourethane weisen ein osmotisch bestimmbares Molekulargewicht von 500 bid 5000, vorzugsweise 600 bis 3000 auf und stellen Umsetzungsprodukte aus organischen Polyisocyanaten, tert. Aminostickstoffatome aufweisenden mehrwertigen Alkoholen sowie gegebenenfalls im Sinne der Isocyanat-Addicionsreaktion monofunktionellen als Kettenabbrecher wirkenden Verbindungen dar, welche Umsetzungsprodukte vorzncr-itfeise während oder nach ihrer Herstellung durch Reaktic-n mit einer geeigneten Säure und/oder einem geeigneten Quarternierungsmittel in protonierte und/oder quarternierte Ammoniumionen aufweisende Oligourethane überführt wurden. Die Art- und Mengenverhältnisse der bei der Herstellung der Oligourethane einzusetzenden Ausgangsmaterialien bzw. der Protonierungs- und/oder Quarternierungsgrad werden dabei so bemessen, daß das Molekulargewicht der Oligourethane innerhalb des o.g. Bereichs liegt und daß die Oligourethane bei Raumtemperatur in einer Konzentration von 20 - 50 Gew.-%, vorzugsweise 20 - 40 Gew.-% in Wasser oder Gemischen aus Wasser mit bis zu 50 Gew.-% bezogen auf Lösungsmittelgemisch an mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln klare Lösungen zu bilden vermögen, die durch weitere Wasserzugabe beliebig verdünnbar sind. Diese letztgenannte, die Löslichkeit der Oligourethane betreffende Voraussetzung, wird im allgemeinen stets erfüllt, wenn die nachstehend genannten bevorzugten Polyisocyanate mit den nachstehend genannten bevorzugten Alkanolaminen sowie gegebenenfalls den nachstehend genannten Kettenabbrechern in einem solchen Mengenverhältnis und unterThe oligourethanes present in the sizing agents according to the invention have an osmotically determinable molecular weight from 500 to 5000, preferably 600 to 3000 and represent reaction products from organic polyisocyanates, tert. Polyhydric alcohols containing amino nitrogen atoms and optionally monofunctional compounds acting as chain terminators in the sense of the isocyanate addition reaction shows which conversion products before or after their preparation by Reaktic-n with a suitable acid and / or a suitable quaternizing agent in protonated and / or oligourethanes containing quaternized ammonium ions were transferred. The type and proportions of the Production of the starting materials to be used for oligourethanes or the degree of protonation and / or quaternization dimensioned so that the molecular weight of the oligourethanes is within the above range and that the oligourethanes at room temperature in a concentration of 20-50% by weight, preferably 20-40% by weight in water or mixtures of water with up to 50 wt .-% based on the solvent mixture of water-miscible organic solvents clear solutions are able to form, which can be diluted as required by adding more water. This latter, the solubility of the The prerequisite relating to oligourethanes is generally always met if the preferred ones mentioned below Polyisocyanates with the preferred alkanolamines mentioned below and optionally those mentioned below Chain terminators in such a quantitative ratio and below

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solchen im Folgenden angeführten Reaktionsbedingungen umgesetzt werden, daß das entstehenden Oligourethan ein Molekulargewicht von 500 - 5000 aufweist und wenn gleichzeitig für eine Protonierung und/oder Quarternierung der vorliegenden tert. Stickstoffatome Sorge getragen wird.such reaction conditions listed below are implemented that the resulting oligourethane has a molecular weight of 500-5000 and if at the same time for a protonation and / or quaternization of the present tert. Nitrogen atoms Care is taken.

Die erfindungsgemäßen Papierleimungsmittel stellen Lösungen dar, entweder in Wasser oder in Gemischen aus Wasser mit bis 60 Gew.-% bezogen auf Gesamtlösungsmittelgemisch an organischen, mit Wasser mischbaren Lösungsmitteln. Derartige mit Wasser mischbare erfindungsgemäß geeignete organische Lösungsmittel sind z.B. Methanol, Äthanol, Propanol, Isopropanol, t-Butanol, Äthylenglykol, Diäthylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Aceton, Methyläthy!keton, Dioxan, Dimethylformamid, Dimethylsulfoxid. Der Vorzug wird im Falle der Mitverwendung von organischen Lösungsmitteln jedoch Methanol, Äthanol oder insbesondere Isopropanol gegeben.The paper sizes according to the invention are solutions represents, either in water or in mixtures of water with up to 60 wt .-% based on the total solvent mixture organic, water-miscible solvents. Such water-miscible organic compounds suitable according to the invention Solvents are e.g. methanol, ethanol, propanol, isopropanol, t-butanol, ethylene glycol, diethylene glycol, Propylene glycol, dipropylene glycol, acetone, methyl ethy! Ketone, Dioxane, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide. The preference is given in the case of the use of organic solvents but given methanol, ethanol or, in particular, isopropanol.

Zur Lagerung und für den Transport werden im allgemeinen 20 - 50 Gew.-%ige Lösungen der Oligourethane hergestellt, die dann vor ihrem Gebrauch durch weitere Zugabe an Wasser bzw. Wasser/Lösungsmittel-Gemisch auf einen Gehalt von 0,02 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,03 - 5 Gew.-% Oligourethan verdünnt werden.For storage and transport, 20-50% by weight solutions of the oligourethanes are generally prepared, which are then converted to a content of 0.02-10% by weight by further addition of water or a water / solvent mixture before use. %, preferably 0.03 - 5 wt -.% oligourethane be diluted.

Zur Herstellung der Oligourethane sind im Prinzip alle beliebigen aus der Polyurethanchemie bekannten Polyisocyanate geeignet, wie sie z.B. in "Kunststoff-Handbuch, Band VII, Polyurethane, Carl Hanser Verlag München (1966)" oder von W. Siefken in Justus Liebigs's Annalen der Chemie, 562, Seiten 75 - 136 beispielhaft erwähnt sind. Beispiele ge-In principle, any polyisocyanates known from polyurethane chemistry can be used to produce the oligourethanes suitable, as for example in "Kunststoff-Handbuch, Volume VII, Polyurethane, Carl Hanser Verlag Munich (1966)" or by W. Siefken in Justus Liebigs's Annalen der Chemie, 562, pages 75-136 are mentioned by way of example. Examples

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eigneter Polyisocyanate sind Hexamethylendiisocyanat, Dodikanmethylendiisocyanat, Cyclohexan-1,3-Diisocyanat, Cyclohexan-1,4-Diisocyanat, 1-Isocyanat-3,3,5-Trimethyl-5-Isocyanatomethyl-Cyclohexan, 2,4- und 2,6-Hexahydrotoluilendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, 2,4- und 2,6-Toluilendiisocyanat sowie beliebige Gemische dieser Isomeren, Diphenylmethan-2,4'- und/oder -4,4'-Diisocyanat, Triphenylmethan-4,4', 4, 2 ' Trisocyanat, Polypheny1-Polymethylen-Polyisocyanate, wie sie durch Anilin-Formaldehyd-Kondensation und anschließende phosgenierung erhalten und z.B. in den britischen Patentschriften 874 430 und 848 671 beschrieben werden, Carbodiimidgruppen aufweisende Polyisocyanate wie sie in der deutschen Patentschrift 1 09 2 007 (US-Patentschrift 3 152 162) beschrieben sind, Alophanatgruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der britischen Patentschrift 994 890 beschrieben werden, Isocyanorat-Gruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der US-Patentschrift 3 001 973, in den deutschen Patentschriften 1 022 789, 1 222 067 und 1 027 394 beschrieben werden, Urethangruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der belgischen Patentschrift 752 261 oder in der US-Patentschrift 3 394 164 beschrieben werden oder Biurit-Gruppen aufweisende Polyisocyanate, wie sie z.B. in der deutschen Patentschrift 1 101 394 (US-Patentschriften 3 124 605 und 3 201 372) beschrieben werden.Suitable polyisocyanates are hexamethylene diisocyanate, dodikanmethylene diisocyanate, cyclohexane-1,3-diisocyanate, Cyclohexane-1,4-diisocyanate, 1-isocyanate-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethyl-cyclohexane, 2,4- and 2,6-hexahydrotoluene diisocyanate and any mixtures of these isomers, 2,4- and 2,6-toluene diisocyanate and any Mixtures of these isomers, diphenylmethane-2,4'- and / or -4,4'-diisocyanate, triphenylmethane-4,4 ', 4, 2' trisocyanate, Polyphenyl-polymethylene-polyisocyanates, as obtained by aniline-formaldehyde condensation and subsequent phosgenation and e.g. in the British patents 874 430 and 848 671, polyisocyanates containing carbodiimide groups as described in German Patent 1,09,2007 (US Pat. No. 3,152,162), containing alophanate groups Polyisocyanates, such as those described in British patent specification 994 890, isocyanorate groups containing polyisocyanates, such as those in US Pat. No. 3,001,973 in German patents 1,022,789, 1,222,067 and 1,027,394, polyisocyanates containing urethane groups, such as are e.g. in Belgian patent 752 261 or in US patent 3,394,164 or biurit groups containing polyisocyanates, as for example in the German patent 1 101 394 (US patents 3 124 605 and 3 201 372).

Bevorzugt zur Herstellung der erfindungsgemäßen Papierleimungsmittel einzusetzende Polyisocyanate sind 4,4'-Diisocyanatodiphenylmethan und insbesondere die an sich bekannten Phosgenierungsprodukte von Anilin/Formaldehyd-Preferred for the production of the paper sizing agents according to the invention Polyisocyanates to be used are 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane and especially those per se known phosgenation products of aniline / formaldehyde

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Kondensaten, die im allgemeinen neben einem Gehalt an isomeren Diisocyanato-diphenylmethanen von mindestens 50 % tri-, tetra- und höherfunktionelle 3,4 und mehr aromatische Kerne aufweisende Homologe dieser Isomeren enthalten. Ein typisches derartiges technisches Polyisocyanatgemisch enthält z.B. 50 - 60 Gew.-% bifunktionelle Zweikernpolyisocyanate, 33 - 38 Gew.-% trifunktionelle Dreikernpolyisocyante und 2-7 Gew.-% höher-funktionelle 4- und Mehrkernpolyisocyanate als Hauptbestandteile. Diese bevorzugt einzusetzenden Polyisocyanate werden im allgemeinen und auch hier im folgenden als "MDI" so bezeichnet. Condensates which, in addition to a content of isomeric diisocyanato-diphenylmethanes of at least 50% tri-, tetra- and having higher functional 3,4 and more aromatic nuclei Contain homologues of these isomers. A typical such technical polyisocyanate mixture contains, for example, 50-60 % By weight of bifunctional two-ring polyisocyanates, 33-38% by weight of trifunctional three-ring polyisocyanates and 2-7% by weight of higher functionality 4- and multinuclear polyisocyanates as main components. These polyisocyanates are preferred to be used generally and also hereinafter referred to as "MDI".

Neben den genannten Polyisocyanaten können zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leimungsmittel auch als Kettenabbrecher wirkende Monoisocyanate wie z.B. Phenylisocyanat mitverwendet werden, obwohl die Mitverwendung von einwertigen, insbesondere sekundären Alkoholen wie Isopropanol für diesen Zweck bevorzugt ist.In addition to the polyisocyanates mentioned, the sizing agents according to the invention can also be used as chain terminators active monoisocyanates such as phenyl isocyanate can also be used, although the use of monohydric, especially secondary alcohols such as isopropanol is preferred for this purpose.

Reaktionspartner für die Polyisocyanate zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leimungsmittel sind insbesondere mindestens eine alkoholische Hydroxylgruppe und mindestens ein tert. Stickstoffatom aufweisende Alkanolamine. Als Alkanolamine werden allein oder im Gemisch miteinander vor allem solche Amine verstanden, wie sie durch Umsetzung von aromatischen, araliphatischen und insbesondere aliphatischen mono- oder mehrfunktionellen Aminen mit Alkylenoxiden wie z.B. Styrolepoxid, Cyclohexenepoxid, Butylenoxiden, insbesondere Propylenoxid oder vor allem Äthylenoxid nach bekannten Verfahren leicht zugänglich sind.Reactants for the polyisocyanates for the preparation of the sizing agents according to the invention are in particular at least an alcoholic hydroxyl group and at least one tert. Alkanolamines containing nitrogen atoms. As alkanolamines are understood alone or as a mixture with one another, above all, those amines as they are obtained by reacting aromatic, araliphatic and, in particular, aliphatic mono- or polyfunctional amines with alkylene oxides such as e.g., styrene epoxide, cyclohexene epoxide, butylene oxides, in particular Propylene oxide or especially ethylene oxide are easily accessible by known methods.

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Obgleich auch die Anlagerung von mehr als einem Mol Alkylenoxid pro NH-Funktion des Amins zu verfahrensgemäß brauchbaren Alkanolaminen führt, wird solchen Alkanolaminen der Vorzug gegeben, die durch Anlagerung von 0,8 - 1,1, insbesondere von etwa 1 Mol Alkylen-, insbesonders Äthylenoxid pro Aminwasserstoff erhalten werden können.Although the addition of more than one mole of alkylene oxide per NH function of the amine is also useful in accordance with the process Alkanolamines, preference is given to those alkanolamines which are formed by the addition of 0.8-1.1, in particular of about 1 mole of alkylene oxide, especially ethylene oxide, per amine hydrogen can be obtained.

Demgemäß kommen verfahrensgemäß in Betracht Mono- und vor allem Di-, Tri- oder Polyalkanolamine, wie sie abgeleitet werden können von beispielsweise folgenden Aminen: Ammoniak, Methylamin, Dimethylamin, Äthylamin, Diäthylamin, Propylamin, Butylamin, Dodecylamin, Oleylamin, Abietylamin, Cyclohexylamin, Anilin, Methyl-Cyclohexylamin, Äthylendiamin, Propylendiamin, Hexamethylendiamin, N-Methyl-diäthylentriamin, N-Methyl-dipropylentriamin, N-Methyläthylendiamin, N-Dimethyläthylendiamin, N-Dimethylpropylendiamin, N,N1-Dimethyläthylendiamin, Morpholin, Piperazin usw. Unter der Vielzahl der in Betracht zu ziehenden Alkanolamine sind besonders gut Di- und Tr!alkanolamine geeignet, beispielsweise Triäthanolamin, N-Methyldiäthanolamin, N-Äthyldiäthanolamin, N-Benzyldiäthanolamin, N-Cyclohexyldiäthanolamin, Tetra-hydroxyäthy1-äthylendiamin, N-Dimethylamino-propy1-diäthanolamin. Besonders bevorzugte Alkanolamine sind N-Alkyl-dialkanolamine mit insgesamt 5-12 C-Atomen der FormelAccordingly, according to the process, mono- and, above all, di-, tri- or polyalkanolamines, as can be derived from, for example, the following amines: ammonia, methylamine, dimethylamine, ethylamine, diethylamine, propylamine, butylamine, dodecylamine, oleylamine, abietylamine, cyclohexylamine, Aniline, methyl-cyclohexylamine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, N-methyl-diethylenetriamine, N-methyl-dipropylenetriamine, N-methylethylenediamine, N-dimethylethylenediamine, N-dimethylpropylenediamine, N, N 1 -dimethylethylenediamine, morpholine, piperazine, etc. A large number of the alkanolamines to be considered are particularly suitable di- and trialkanolamines, for example triethanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N-benzyldiethanolamine, N-cyclohexyldiethanolamine, tetra-hydroxyäthy1-ethylenediamine, N-dimethylamino-propylene diamine . Particularly preferred alkanolamines are N-alkyl-dialkanolamines with a total of 5-12 carbon atoms of the formula

R
ι
R.
ι

HO-R'-N-R'-0HHO-R'-N-R'-0H

in welcherin which

R für einen Alkylrest mit 1-6 C-Atomen undR stands for an alkyl radical with 1-6 carbon atoms and

R1 für Alkylenreste mit 2-4 C-Atomen stehen.R 1 stand for alkylene radicals with 2-4 carbon atoms.

Die zusätzliche Mitverwendung von nicht basischen di- und mehrfunktionellen Alkoholen ist zwar möglich, wird aber auf Grund der dadurch herbeigeführten Verminderung des basischen Charakters der entstehenden Oligourethane weniger in Betracht gezogen.The additional use of non-basic di- and multifunctional ones Alcohol is possible, but is due to the resulting reduction in the basic character of the resulting oligourethanes are less taken into account.

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Die Umsetzung zwischen Polyisocyanat und Alkanolaminf die letztlich zu den Leimungsmitteln führt, kann lösungsmittelfrei erfolgen; auf Grund der erheblichen Reaktionswärme und gegebener Gefahr von unkontrollierbaren Vernetzungsreaktionen sollte sie jedoch vorzugsweise in Anwesenheit von Lösungsmitteln durchgeführt werden. Damit diese Lösungsmittel ggf. im fertig konfektionierten Leimungsmittel verbleiben können, sollten hier zweckmäßigerweise die bereits eingangs aufgeführten Lösungsmittel verwendet werden. Vorzugsweise wird Isopropanol als Lösungsmittel eingesetzt. Die Anwesenheit kleiner Wassermengen stört die Umsetzung nicht. Natürlich können auch nicht mit Wasser mischbare oder schwer flüchtige sonstige Lösungsmittel wie Chlorkohlenwasserstoffe, Aromaten oder Ester verwendet werden, da diese jedoch in einem zusätzlichen Arbeitsgang entfernt werden müßten, ist ihre Anwendung weniger günstig.The reaction between polyisocyanate and alkanolamine f, which ultimately leads to the sizing agents, can be carried out without solvents; However, due to the considerable heat of reaction and the risk of uncontrollable crosslinking reactions, it should preferably be carried out in the presence of solvents. So that these solvents can possibly remain in the ready-made sizing agent, the solvents already listed at the beginning should expediently be used here. Isopropanol is preferably used as the solvent. The presence of small amounts of water does not interfere with the implementation. Of course, other solvents which are not miscible with water or which are not very volatile, such as chlorinated hydrocarbons, aromatics or esters, can also be used, but since these would have to be removed in an additional operation, their use is less favorable.

Das Lösungsmittel wird im allgemeinen in Mengen von 5 - 100, vorzugsweise 20 - 80 Gew.-% bezogen auf die Gewichtssumme Polyisocyanat plus Alkanolamin eingesetzt.The solvent is generally used in amounts of 5-100, preferably 20-80% by weight, based on the total weight Polyisocyanate plus alkanolamine used.

Die Umsetzung zwischen Polyisocyanat und Alkanolamin kann mit den üblichen Diisocyanat-Polyadditionsreaktionen beschleunigenden Katalysatoren katalysiert werden, obwohl eine solche Katalyse im allgemeinen im Hinblick auf die hohe Reaktionsbereitschaft der Reaktionskomponenten überflüssig ist. The reaction between polyisocyanate and alkanolamine can be accelerated with the usual diisocyanate polyaddition reactions Catalysts are catalyzed, although such catalysis is generally superfluous in view of the high reactivity of the reaction components.

Die Umsetzung zwischen Polyisocyanat und Alkanolamin wird besonders bevorzugt in Gegenwart von einwertigen, mit Wasser mischbaren sekundären oder tertiären Alkoholen z.B. Isopropanol durchgeführt. Die Hydroxylgruppen derartiger Alkohole weisen gegenüber Isocyanatgruppen eine niedrigere Reaktivität auf als die Hydroxylgruppen der Alkanolamine, was zur Folge hat, daßThe reaction between polyisocyanate and alkanolamine is particularly preferred in the presence of monohydric, with water miscible secondary or tertiary alcohols e.g. isopropanol. The hydroxyl groups of such alcohols face opposite Isocyanate groups have a lower reactivity than the hydroxyl groups of the alkanolamines, with the result that

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einerseits die Reaktion zwischen Polyisocyanat und Alkanolamin durch die Anwesenheit dieser einwertigen Alkohole kaum gestört wird, andererseits jedoch durch die langsamer ablaufende Additionsreaktion zwischen Polyisocyanat und einwertigem Alkohol ein Kettenabbruch insbesondere bei Verwendung eines Isocyanat-tiberschusses bezogen auf Hydroxylgruppen des Alkanolamins gewährleistet ist, so daß in Gegenwart dieser einwertigen Alkohole weitgehend unabhängig vom NCO/OH-Äquivalentverhältnis (bezogen auf Hydroxylgruppen des Alkanolamins) stets Olegourethane des Molekulargewichtsbereichs 500 - 5000 erhalten werden. Dieser Gesichtspunkt der Molekulargewichtsregulierung durch Mitverwendung von reaktionsträgen einwertigen Alkoholen entfällt natürlich im Fall der Verwendung eines NCO-Unterschusses,bezogen auf die Hydroxylgruppen des Alkanolamins, da in diesem Falle auch bei ausschließlicher Verwendung von di- und höherfunktionellen Aufbaukomponenten der Aufbau von hochmolekularen Polyurethanen unmöglich ist. Grundsätzlich kann das Molekulargewicht der Olegourethane auch ohne Mitverwendung der genannten einwertigen Alkohole durch Mitverwendung anderer im Sinne der Isocyanat-Polyadditionsreaktion monofunktioneller Aufbaukomponenten unter Kontrolle gehalten werden. Derartige andere monofunktionelle Aufbaukomponenten sind z.B. die bereits genannten monofunktionellen Isocyanate oder aber auch monofunktionelle Alkanolamine wie z.B. Ν,Ν-Dimethyl-amftLnoäthanol. Bei der Umsetzung zwischen Polyisocyanat und Alkanolamin werden die Mengenverhältnisse der Reaktionspartner im allgemeinen so gewählt, daß pro Hydroxylgruppe des Alkanolamins 0,15 - 2,9, vorzugsweise 0,2 bis 2,0 Isocyanatgruppen des Polyisocyanats vorliegen.on the one hand, the reaction between polyisocyanate and alkanolamine is hardly disturbed by the presence of these monohydric alcohols is, on the other hand, however, due to the slower addition reaction between polyisocyanate and monovalent Alcohol breaks the chain, especially when using an excess of isocyanate based on hydroxyl groups of the alkanolamine is guaranteed, so that in the presence of these monohydric alcohols largely independent of the NCO / OH equivalent ratio (based on hydroxyl groups of the alkanolamine) always olegourethanes of the molecular weight range 500 - 5000 can be obtained. This aspect of the molecular weight regulation through the use of unreactive monovalent Alcohols are of course not required in the case of using an NCO deficiency, based on the hydroxyl groups of the Alkanolamine, as in this case also with the exclusive use of di- and higher-functional structural components the structure of high molecular weight polyurethanes is impossible. In principle, the molecular weight of the olegourethane even without using the monohydric alcohols mentioned by using others in the sense of the isocyanate polyaddition reaction monofunctional structural components are kept under control. Such other monofunctional Build-up components are e.g. the already mentioned monofunctional isocyanates or also monofunctional alkanolamines such as Ν, Ν-dimethyl-ampholnoethanol. When implementing between Polyisocyanate and alkanolamine, the proportions of the reactants are generally chosen so that per hydroxyl group of the alkanolamine 0.15-2.9, preferably 0.2 to 2.0 isocyanate groups of the polyisocyanate are present.

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Die Überführung der Oligourethane i.n protonierte und/oder quarternierte Ammoniumgruppen aufweisende Oligourethane kann vor, während oder nach der Polyadditionsreaktion erfolgen, So können beispielsweise an Stelle der Alkanolamine bereits deren Umsetzungsprodukte mit Quarternierungsmitteln der nachstehend beispielhaft erläuterten Art bei der Isocyanat-Additionsreaktion eingesetzt werden. Es ist auch möglich, die Quarternierungsmittel im Gemisch mit dem Polyisocyanat einzusetzen, so daß gleichzeitig mit der Isocyanat-Additionsreaktion eine Quarternierung der tert. Stickstoffatome erfolgt. Schließlich ist es selbstverständlich auch möglich, nach erfolgter Isocyanat-Polyadditionsreaktion die in organischer Lösung vorliegenden Oligourethane zu quarternieren. Auch die neben oder an Stelle der Quarternierung in Betracht kommende Protonierung der Oligourethane mit den nachstehend beispielhaft genannten Säuren kann vor oder auch nach der Isocyanat-Polyadditionsreaktion erfolgen und zwar dergestalt, daß die Umsetzung zwischen Alkanolamin und Polyisocyanat in Gegenwart von Carbonsäuren wie insbesondere Ameisensäure oder Essigsäure vorgenommen oder auch dergestalt, daß dem Oligourethan nach seiner Herstellung eine geeignete Säure hinzugefügt wird. Besonders bei der Umsetzung von Trialkanolaminen wie Triäthanolamin zu den Leimungsmitteln wird neben einer Reaktionsbeschleunigung durch Zusatz von z.B. Essigsäure auch eine niedrige Viskosität der Reaktionsprodukte erzielt. Die ggfs. mitverwendeten Säuren werden, bezogen auf die Gewichtssumme des Gesamtansatzes, in Mengen von 0 bis 30, bevorzugt 1 bis 15 Gew.-% eingesetzt.The conversion of the oligourethanes into oligourethanes containing protonated and / or quaternized ammonium groups can take place before, during or after the polyaddition reaction, for example, instead of the alkanolamines their reaction products with quaternizing agents of the type exemplified below in the isocyanate addition reaction can be used. It is also possible to use the quaternizing agent in a mixture with the polyisocyanate use, so that at the same time with the isocyanate addition reaction a quaternization of the tert. Nitrogen atoms takes place. Finally, it is of course also possible, after the isocyanate polyaddition reaction has taken place, to carry out the organic addition Quaternize solution present oligourethane. Also those that come into consideration next to or instead of the quartering Protonation of the oligourethanes with the acids mentioned below by way of example can take place before or after the isocyanate polyaddition reaction take place in such a way that the reaction between alkanolamine and polyisocyanate in the presence of carboxylic acids such as in particular formic acid or Acetic acid made or in such a way that the oligourethane is added to a suitable acid after its preparation will. Especially when converting trialkanolamines such as triethanolamine into sizing agents In addition to accelerating the reaction, the addition of e.g. acetic acid also results in a low viscosity of the reaction products achieved. The acids that may also be used are, based on the total weight of the total batch, in quantities from 0 to 30, preferably 1 to 15% by weight are used.

Selbstverständlich können im Anschluß an die Umsetzung noch weitere Mengen an Säure oder Lösungsmitteln zu Konfektionierungszwecken zusätzlich verwendet werden.Of course, following the reaction, further amounts of acid or solvents can be used for formulation purposes can also be used.

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Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Leimungsmittel geeignete Quarternierungsmittel sind prinzipiell alle quarternierenden Substanzen, sofern sie nicht die Löslichkeit der Ouarternierungsprodukte in wässrigem Medium zu weit herabsetzen. Vorzugsweise werden deshalb solche Quarternierungsmittel verwendet, die nicht mehr als 10 C-Atome aufweisen. In Betracht kommen neben z.B. Sulfonen oder Phosphiten vorzu.. - ->isp Verbindungen mit aktiviertem Halogen, z.B. Benzylchlorid, Propylchlorid, Allylchlorid, Äthylchloried, Methyljodid, Methylchlorid, Dichlorpropen, Dichlorbutan, Dichloräthan, aktive Ester wie z.B. Dimethylsulfat oder Epoxide wie Cyclohexenoxid, Butenoxide, Propylenoxid, Äthylenoxid oder Epichlorhydrin. Letzteres wird wegen seiner leichten Handhabbarkeit und guter Wirksamkeit insbesonders bevorzugt.Suitable for the production of the sizing agents according to the invention Quaternizing agents are in principle all quaternizing substances, provided they do not affect the solubility of the quaternizing products Reduce too much in an aqueous medium. It is therefore preferable to use such quaternizing agents which have no more than 10 carbon atoms. In addition to e.g. sulfones or phosphites, ... - -> isp compounds with activated halogen, e.g. benzyl chloride, propyl chloride, allyl chloride, ethyl chloride, methyl iodide, methyl chloride, Dichloropropene, dichlorobutane, dichloroethane, active esters such as dimethyl sulfate or epoxides such as cyclohexene oxide, butene oxides, Propylene oxide, ethylene oxide or epichlorohydrin. The latter is particularly important because of its ease of use and good effectiveness preferred.

Geeignete Säuren zur Protonierung der Oligourethane sind insbesondere mittelstarke, leicht flüchtige Säuren, wie insbesondere Ameisensäure oder Essigsäure. Ebenfalls geeignet, jedoch weniger bevorzugt sind anorganische Säuren wie z.B. Salzsäure, Schwefelsäure oder anorganische Säuren des PhosphorsSuitable acids for protonating the oligourethanes are in particular medium-strength, highly volatile acids, such as in particular formic acid or acetic acid. Also suitable however, inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid or inorganic acids of phosphorus are less preferred

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugte Papierleimungsmittel sind solche auf Basis von Oligourethanen, deren tert. Stickstoffatome zu 10 bis 100, vorzugsweise 30 bis 100 % in quarternierter Form vorliegen. Die nicht vollständig quarternierten Oligourethane weisen in den erfindungsgemäßen Leimungsmitteln oft noch neben den quarternierten Stickstoffatomen protoniertes Ammonium-Stickstoffatom auf, da es sich als zweckmäßig herausstellte, den pH-Wert der Papierleimungsmittel durch Zusatz von Ameisensäure und/oder EssigsäurePaper sizing agents preferred in the context of the present invention are those based on oligourethanes whose tert. Nitrogen atoms to 10 to 100, preferably 30 to 100% in quaternized form. The not completely quaternized oligourethanes show in the sizing agents according to the invention often in addition to the quaternized nitrogen atoms, protonated ammonium nitrogen atoms, since it turns out to be It was found to be useful to adjust the pH of the paper sizing agents by adding formic acid and / or acetic acid

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uf ca. 4 bis 7 einzustellen. Die hierfür erforderlichen Säuremengen liegen zumeist zwischen 0,1 und 70 Gew.-%, bezogen auf (teil)quarterniertes, festes Oligourethan.Set to approx. 4 to 7. The quantities of acid required for this are mostly between 0.1 and 70% by weight, based on (partially) quaternized, solid oligourethane.

Die guarternierte bzw. quarternierte und protonierte Stickstoffatome aufweisenden Oligourethane stellen in Form ihrer Lösung die im Rahmen der vorliegenden Erfindung bevorzugten Papierleimungsmittel dar. Wertvolle Papierleimungsmittel werden jedoch auch dann erhalten, wenn auf eine Quarternierung völlig verzichtet wird, d.h. wenn in den Papierleimungsmitteln ausschließlich Oligourethane mit (teilweise) protonierten Ammoniumstickstoffatomen vorliegen, wie sie beispielsweise durch Einstellung des pH-Werts ihrer Lösungen auf 4-7 durch Zusatz von geeigneten Säuren insbesondere Ameisen- und/oder Essigsäure erhalten werden.The quaternized or quaternized and protonated nitrogen atoms In the form of their solution, oligourethanes containing oligourethanes are those preferred in the context of the present invention Paper sizing agents. Valuable paper sizing agents However, they are also obtained if quartering is completely dispensed with, i.e. if in the paper sizing agents only oligourethanes with (partially) protonated ammonium nitrogen atoms are present, as they are for example by adjusting the pH of their solutions to 4-7 by adding suitable acids in particular Formic and / or acetic acid can be obtained.

Die Umsetzung zwischen Alkanolamin und Polyisocyanat erfolgt bei Temperaturen zwischen 0 und 150 C, bevorzugt bei 20-90 C, ggfs. unter Rückfluß des Lösungsmittels oder Kühlung bzw. Heizung.The reaction between alkanolamine and polyisocyanate takes place at temperatures between 0 and 150 C, preferably at 20-90 C, if necessary, under reflux of the solvent or cooling or heating.

Die Quarternierung erfolgt bei 25 - 120°C, bevorzugt bei 50 - 90°C.The quaternization takes place at 25-120 ° C, preferably at 50 - 90 ° C.

Zweckmäßigerweise wird intensiv gerührt, um eine gute Durchmischung der Reaktionspartner zu gewährleisten. Hierzu sind Rühr kessel, Reaktionsschnecken oder auch die zur Herstellung von Polyurethanschäumen oftmals verwendeten Mischvorrichtungen geeignet.It is advisable to stir vigorously to ensure thorough mixing to ensure the reactants. For this purpose, stirred kettles, reaction screws or those for the production of Polyurethane foams often used mixing devices suitable.

Die Umsetzung selbst kann nach kontinuierlicher oder diskontinuierlicher Verfahrensweise vorgenommen werden.The reaction itself can be continuous or discontinuous Procedure to be made.

Die Umsetzung zum erfindungsgemäßen Leimungsmittel erfolgt im allgemeinen so, daß man in einem reichlich dimensionierten Rührgefäß das Polyisocyanat vorlegt, dann das Alkanolamin ggfs. in Mischung mit dem Lösungsmittel und Quarternierungs-The conversion to the sizing agent according to the invention takes place in generally in such a way that the polyisocyanate is placed in a generously dimensioned stirred vessel, followed by the alkanolamine possibly in a mixture with the solvent and quaternization

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mittel und/oder der Carbonsäure in der entsprechenden Menge hinzusetzt. Jetzt wird ggfs. unter Kühlung kräftig gerührt, bis die Reaktion beendet ist. Natürlich kann auch das Airiin und/oder Quarternierungsmittel und/oder Lösungsmittel als Vorlage benutzt werden.agent and / or the carboxylic acid added in the appropriate amount. Now, if necessary, stir vigorously with cooling, until the reaction is over. Of course, the Airiin can also and / or quaternizing agents and / or solvents are used as a template.

Bei kontinuierlicher Arbeitsweise werden beispielsweise die zur Reaktion zu bringenden Phasen unter kräftigem Mischen durch eine auf etwa 50-150°C gehaltene Reaktionsstrecke geschickt, wobei Verweilzeiten von 0,5 bis 60 Minuten sich je nach Natur der Reaktionskomponenten und des Verdünnungsgrades bewährt haben.In the case of continuous operation, for example, the phases to be reacted are mixed with vigorous mixing sent through a reaction zone kept at about 50-150 ° C, residence times of 0.5 to 60 minutes depending on the nature of the reaction components and the degree of dilution have proven themselves.

Nach erfolgter Umsetzung kann der vornehmlich organischen Lösung des Oligourethans die gewünschte Wassermenge, ggfs. unter gleichzeitiger oder anschließender Entfernung eines Teils oder der Gesamtmenge an .organischem Lösungsmittel hinzugeführt werden. Auf diese Weise sind wasser-verdünnbare Lösungen der Olegourethane mit einem Feststoffgehalt von 5-75 Gew.-%, vorzugsweise 20-50 Gew.-% zugänglich, die in dieser konzentrierten Form gelagert und'transportiert werden können und die vor ihrer Verarbeitung lediglich mit Wasser verdünnt werden. Im Falle der (teilweise) quarternierten Olegourethane ist es auch möglich, durch Entfernung des Lösungsmittels die Olegourethane in Pulverform zu überführen und erst vor Gebrauch durch Lösen in Wasser oder wässrigen Säuren das gebrauchsfertige Leimungsmittel herzustellen. Da die Olegourethane zumeist Molekulargewichte unter 3000 aufweisen, bereitet das nachträgliche Auflösen solcher Pulverzubereitungen im allgemeinen keine Schwierigkeiten. After the reaction has taken place, the primarily organic solution of the oligourethane can add the desired amount of water, if necessary. with simultaneous or subsequent removal of part or the total amount of organic solvent be added. In this way, water-dilutable solutions of olegourethanes with a solids content of 5-75% by weight, preferably 20-50% by weight, accessible, which are stored and transported in this concentrated form and which can only be diluted with water before processing. In the case of the (partially) quartered Olegourethane, it is also possible to convert the olegourethane into powder form by removing the solvent and only prepare the ready-to-use sizing agent before use by dissolving it in water or aqueous acids. Since the olegourethanes mostly have molecular weights below 3000, the subsequent dissolving prepares them such powder preparations generally do not pose any problems.

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Die 0,02-10, vorzugsweise 0,03 bis 5 Gew,-%igen Lösungen der 01*gourethane stellen die gebrauchsfertigen erfindungsgemäßen Leimungsmittel dar. Die Leimungsmittel können sowohl in der Papiermasse, als auch in der Papieroberflache nach den bekannten Verfahren eingesetzt werden.The 0.02-10, preferably 0.03 to 5% by weight solutions of the 01 * gourethane represent the ready-to-use according to the invention Sizing agents. The sizing agents can be used both in the paper pulp and in the paper surface be used according to the known method.

Es muß als überraschend angesehen werden, daß die erfindungsgemäßen Leimungsmittel eine hervorragende Leimungswirkung entfalten, obwohl es sich im Vergleich zu den bekannten kationischen Leimungsmitteln des Standes der Technik (DT-ASS 1 621 688 und 1 621 689) um verhältnismäßig niedermolekulare hydrophile Verbindungen handelt.It must be regarded as surprising that the invention Sizing agents develop an excellent sizing effect, although compared to the known ones cationic sizing agents of the prior art (DT-ASS 1 621 688 and 1 621 689) to relatively low molecular weight is hydrophilic compounds.

Da hochmolekulare Verbindungen oft Anlaß zu Verklebungen und Belägen auf den papiertechnischen Anlagen geben, besteht neben den durch das niedrige Molgewicht bedingten Viskositäten der Lösungen auch der Vorteil, weniger zu störenden Verklebungen an den Walzen Anlaß zu geben. Ein weiterer Vorteil besteht in der leichten Zugänglichkeit der er~ findungsgemäßanLeimungsmittel, die durch sehr kurzzeitig vollziehbare Vereinigung technischer Großprodukte in einfachen Apparaturen mit hohen Raumzeitausbeuten verläuft.Since high molecular weight compounds often give rise to adhesions and deposits on the paper-making systems, there is not only the viscosity of the solutions due to the low molecular weight, but also the advantage of giving rise to less disturbing adhesions on the rollers. Another advantage is the ease of accessibility of it ~ findungsgemäßanLeimungsmittel, runs the technical by very briefly executable Association bulk products in simple apparatus with high space-time yields.

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Die neuen Leimungsmittel zeichnen sich durch eine überraschende Anwendungsbreite, sowohl in Bezug auf den Charakter der zu
leimenden Papierart, als auch in Bezug auf die Applikationsbedingungen, z.B. den tolerierbaren pH-Bereich der Flotte, aus.
The new sizing agents are characterized by a surprising range of applications, both in terms of the character of the
sizing paper type, as well as in relation to the application conditions, e.g. the tolerable pH range of the liquor.

Sie können mit sauren, neutralen oder auch basischen Füllstoffen mit Kreide, Talkum, Kaolin oder Kasein, insbesondere Stärke oder auch Farbstoffen, gemeinsam Anwendung finden.You can use acidic, neutral or even basic fillers with chalk, talc, kaolin or casein, especially starch or also dyes, find common application.

Die Applikation kann durch Zumischen zur Papiermasse, durch
nachträgliches Tränken oder Besprühen des Blattes und sonstige übliche Verfahrensweisen erfolgen, insbesonders erfolgt der
Auftrag auf die Papieroberfläche in der sog. Leimpresse.
The application can be done by adding to the paper pulp
subsequent soaking or spraying of the sheet and other customary procedures take place, in particular the
Application on the paper surface in the so-called size press.

Im Folgenden sei die Herstellung und Wirkungsweise der neuen
Leimungsmittel beispielhaft erläutert. Die angegebenen Teile
und Prozentgehalte beziehen sich auf das Gewicht, sofern nicht anders vermerkt.
The following is the production and operation of the new
Sizing agents explained by way of example. The specified parts
and percentages are based on weight, unless otherwise noted.

Die Herstellung der Leimungsmittel soll im folgenden beispielhaft beschrieben werden.The production of the sizing agents will be described below by way of example.

Als Polyisocyanat wird ein technisches MDI der folgenden Spezifikation verwendet;A technical MDI of the following specification is used as the polyisocyanate;

2-Kern-Isocyanat, bifunktionell ca. 60 Gew.-%2-core isocyanate, bifunctional approx. 60% by weight

3-Kern-Isocyanat, trifunktionell ca. 33 Gew.-%3-core isocyanate, trifunctional approx. 33% by weight

Mehrkernisocyanate ca. 5 Gew.-%Multinuclear isocyanates approx. 5% by weight

sonstige unidentifiz. Bestandteile ca. 2 Gew.-%other unidentified Components approx. 2% by weight

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Gehalt an Isocyanat: hydrolysierbares Chlor: Gesamtchlor: Viskosität bei 25°C:Isocyanate content: hydrolyzable chlorine: total chlorine: Viscosity at 25 ° C:

Sediment:Sediment:

4 Dichte d 2c: 4 density d 2 c :

Viskosität bei 20°C:Viscosity at 20 ° C:

Flammpunkt:Flash point:

Dampfdruck bei Raumtemperatur:Vapor pressure at room temperature:

30 - 32 % max. 0,3 % max. 0,8% 130 + 20 mPa.s max. 1 % 1,23 g/cm3 30 - 32% max. 0.3% max. 0.8% 130 + 20 mPa.s max. 1% 1.23 g / cm 3

180 + 30 mPa.s 200°C180 + 30 mPa.s 200 ° C

<10~4 mbar<10 ~ 4 mbar

Die Herstellung der verschiedenen quarternxerten Umsetzungsprodukte, die in wässriger Lösung als Leimungsmittel eingesetzt werden, ist im folgenden beschrieben.The production of the various quaternized reaction products, which are used as sizing agents in aqueous solution is described below.

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4?4?

Beispiel 1example 1

Herstellung eines Leimungsmittels durch Quarternierung nach der Umsetzung.Production of a sizing agent by quartering after implementation.

A. Herstellung des Umsetzungsproduktes:A. Production of the reaction product:

180 TIe. des oben spezifizierten techn. MDI werden in einem Rührgefäß vorgelegt, dann setzt man hinzu eine Mischung von 191 Tlen. Isopropanol und 71 TIn. N-Äthyldiäthanolamin. Das gerührte Reaktionsgemisch erwärmt sich auf ca. 80°C, man hält das Reaktionsgemisch dann ca. 1 h bei 60°C, dann ist die Reaktion beendet.180 TIe. of the techn. MDI come in a Submitted a stirred vessel, then a mixture of 191 parts is added. Isopropanol and 71 TIn. N-ethyl diethanolamine. That stirred reaction mixture warms to about 80 ° C., the reaction mixture is then kept for about 1 hour at 60 ° C., then it is the reaction ended.

Das so hergestellte Produkt (osmotisch bestimmtes Molgewicht ca. 1100) wird wie folgt quarterniert:The product produced in this way (osmotically determined molecular weight approx. 1100) is quaternized as follows:

B. Quarternierung des Umsetzungsproduktes:B. Quartering of the conversion product:

Dem nach A. erhaltenen Reaktionsgemisch werden nun 49 Tie. Epichlorhydrin zugesetzt, dann rührt man ca. 8h bei 70 C. Anschließend wird mit einer Lösung von 144 TIn. Essigsäure in 565 TIn. Wasser verdünnt, die erhaltene Lösung hat einen Peststoffgehalt von ca. 25 Gew.-%.The reaction mixture obtained according to A. 49 Tie. Epichlorohydrin is added, then the mixture is stirred for about 8 hours at 70 C. Then a solution of 144 TIn. Acetic acid in 565 TIn. Water diluted, the solution obtained has a Pesticide content of approx. 25% by weight.

Beispiel 2Example 2

Herstellung eines Leimungsmittels durch Quarternierung parallel zur Umsetzung.Production of a sizing agent by quartering parallel to implementation.

Zu Vergleichszwecken wird der unter A. beschriebene Ansatz ausgewählt, mit dem Unterschied, daß gleichzeitig mit der Aminkomponente noch 49 TIe. (Molverhältnis ca. 1;1) Epichlorhydrin dem Ansatz zugesetzt werden. Die Reaktionstemperatur steigt in wenigen Minuten auf ca. 80°, man läßt auf 70°C absinken undFor comparison purposes, the approach described under A. is selected, with the difference that at the same time as the amine component 49 tIe left. (Molar ratio approx. 1; 1) Epichlorohydrin can be added to the batch. The reaction temperature rises in a few minutes to about 80 °, allowed to drop to 70 ° C and

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rührt bei dieser Temperatur noch 5 h nach. Dann wird mit einer Lösung von 100 Teilen Essigsäure in 609 TIn. Wasser verdünnt, man erhält eine ca. 25 Gew.-%ige Leimungsmittellösung,stirs at this temperature for a further 5 h. Then with a Solution of 100 parts of acetic acid in 609 TIn. Water diluted, an approx. 25% strength by weight sizing agent solution is obtained,

Beispiel 3Example 3

In einen Rührtopf werden vorgelegt 175 TIe. des oben spezifizierten MDI. Dann setzt man unter Rühren hinzu: 27 5 TIe. Isopropanol und 100 TIe. N-Cyclohexyl-diäthanolamin. Wenn die auf ca. 700C gestiegene Reaktionstemperatur abzusinken beginnt, setzt man noch 37 Tie. Dimethylsulfat hinzu (Molverhältnis 1:0,5) und rührt 5 h bei 70°C. Anschließend wird mit 50 %iger Ameisensäure auf einen Feststoffgehalt von ca. 35 Gew.-% verdünnt .175 TIe are placed in a stirring pot. of the MDI specified above. The following is then added, with stirring: 27 5 tea. Isopropanol and 100 teas. N-cyclohexyl diethanolamine. When the reaction temperature, which has risen to about 70 ° C., begins to drop, 37 Ties are still set. Add dimethyl sulfate (molar ratio 1: 0.5) and stir at 70 ° C. for 5 h. It is then diluted to a solids content of approx. 35% by weight with 50% strength formic acid.

Beispiel 4Example 4

In einem Rührgefäß werden vorgelegt 180 TIe. des oben spezifizierten MDI und 57 Tie. Benzylchlorid (Molverhältnis 1:0,75). Dann setzt man unter Rühren hinzu: 270 TIe. Isopropanol, sowie 71,5 Gew.-TIe. N-Methyldiäthanolamin. Man läßt 8 h bei 85°C rühren und gibt dann unter Abkühlen 144 Tie. Essigsäure hinzu. Man erhält eine ca. 42 %ige gut fließfähige Lösung, die mit Wasser dem Anwendungszweck entsprechend weiter verdünnt werden kann.180 TIe are placed in a stirred vessel. of the above specified MDI and 57 Tie. Benzyl chloride (molar ratio 1: 0.75). Then add, with stirring: 270 tea. Isopropanol, as well 71.5 parts by weight. N-methyl diethanolamine. The mixture is left at 85 ° C. for 8 h stir and then give 144 Tie while cooling. Add acetic acid. An approx. 42% free-flowing solution is obtained, which is further diluted with water according to the intended use can.

Beispiel 5Example 5

Hier soll die Variante mit vor der Umsetzung quarterniertem Alkanolamin beschrieben werden:Here the variant with alkanolamine quaternized before the reaction should be used to be discribed:

60 TIe. Triäthanolamin, 160 TIe. Isopropanol und 37,3 TIe. Epichlorhydrin (Molverhältnis ca. 1:1) werden 8 h unter Rühren auf 80 C erhitzt, dann setzt man hinzu 140 TIe. des oben spezifizierten MDI, sowie 40 Tie· Essigsäure. Unter guter Kühlung wird60 TIe. Triethanolamine, 160 TIe. Isopropanol and 37.3 TIe. Epichlorohydrin (Molar ratio approx. 1: 1) are heated to 80 ° C. for 8 hours with stirring, then 140 TIe are added. of the above specified MDI, as well as 40 Tie · acetic acid. Will be under good cooling

Le A '16 676 - 19 -Le A '16 676 - 19 -

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der Reaktionsstoß abgefangen, dann rührt man noch 30 Min. bei 70°C und verdünnt anschließend mit einer Lösung von 40 Teilen Essigsäure in 470 Teilen Wasser auf einen Feststoffgehalt von ca. 25 Gew.-%.the shock is intercepted, then the mixture is stirred for a further 30 minutes at 70 ° C. and then diluted with a solution of 40 parts Acetic acid in 470 parts of water to a solids content of approx. 25% by weight.

Beispiel 6Example 6

In einem Rührgefäß werden bei 500C vorgelegt: 170 Tie. 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, sodann gibt man 97 Tie. N-Methyldiisopropanolamin (aus N-Methylamin und 2 Mol Propylenoxid) sowie 57 Tie. Benzylchlorid und nach 5 Min. 135 TIe. Isopropanol hinzu. Man läßt 8 h bei 85 C rühren und verdünnt dann mit 447 TIn. 30 %iger Essigsäure auf einen Feststoffgehalt von 38 Gew.-%. At 50 ° C., the following are placed in a stirred vessel: 170 Tie. 4,4'-Diphenylmethane diisocyanate, then 97 Tie. N-methyldiisopropanolamine (from N-methylamine and 2 mol propylene oxide) and 57 Tie. Benzyl chloride and after 5 min. 135 TIe. Add isopropanol. The mixture is stirred for 8 hours at 85 ° C. and then diluted with 447 TIn. 30% acetic acid to a solids content of 38% by weight.

Beispiel 7Example 7

Es wird völlig analog Beispiel 1 B gearbeitet. Lediglich an Stelle von 49 TIn. Epichlorhydrin werden jetzt nur 33 TIe. verwendet, d.h. daß ein zu ca. 30 % unterquarterniertes Produkt entsteht.The procedure is completely analogous to Example 1B. Only instead of 49 TIn. Epichlorohydrin are now only 33 TIe. used, i.e. that a product that is about 30% under-quartered is created.

Die Prüfung auf Leimungswirkung erfolgt mittels der sogenannten Tintenschwimmprobe: Hierzu wird ein ungeleimtes Papier mit dem Leimungsmittel behandelt und dann auf flüssige Tinte aufgelegt. Die Zeit, die vergeht, bis die Tinte das Papier von der aufliegenden Unterseite her durchdringt und an der Oberfläche sichtbar wird, ist ein Maß für die Leimungswirkung der untersuchten Substanz. Die Methode liefert insbesondere bei mehrfacher Wiederholung des Einzelversuches zuverlässige Relativbeurteilungen der verschiedenen untersuchten Substanzen. Zweckmäßigerweise läßt man zu Vergleichszwecken ein dem Stande der Technik entsprechendes Leimungsmittel in den Versuchen mitlaufen.The test for the sizing effect is carried out by means of the so-called floating ink test: For this purpose, an unsized paper is mixed with the Treated sizing agent and then applied to liquid ink. The time that passes before the ink rests on the paper The underside penetrates and becomes visible on the surface, is a measure of the sizing effect of the examined Substance. The method delivers reliable relative assessments, especially when the individual experiment is repeated several times of the various substances examined. It is expedient to leave a state of the art for comparison purposes Sizing agents run along in the experiments.

Le A 16 676 - 20 -Le A 16 676 - 20 -

709808/0692709808/0692

Hierzu wurde das Leimungsmittel 1 der DT-AS 1 621 688, ein kationisches Leimungsmittel mit ausgezeichneter Wirksamkeit mitverwendet.For this purpose, the sizing agent 1 of DT-AS 1 621 688, a cationic sizing agent with excellent effectiveness used.

Die Prüfung wurde wie folgt vorgenommen: Als Papier wurde einThe test was carried out as follows: A

Papier mit 75 g/m , hergestellt aus 50 Teilen Nadelsulfatzellstoff, 50 Teilen Laubholzzellstoff, 0,12 Teilen eines handelsüblichen Weißtöners, 20 Teilen Talkum, schwach alaunhaltig (pH 5 im Stoffauflauf) eingesetzt.75 g / m paper made from 50 parts needle sulphate pulp, 50 parts of hardwood pulp, 0.12 part of a commercial one White toner, 20 parts of talc, with a low content of alum (pH 5 in the headbox).

2
Aus dem Papier wurden ca. 4 cm ' große Stücke ausgestanzt und bei 20 C 10 Sek. mit einer 0,04 %igen wässrigen Auflösung des Vergleichs bzw. der als Leimungsmittel zu prüfenden Umsetzungsprodukte durch Eintauchen getränkt (pH 4,5, essigsauer). Dann wurde zwischen Filtrierpapier abgequetscht, um überschüssige Tränklösung zu entfernen. Nun wurde bei 1100C im Umluftschrank 4 Min. getrocknet, dann 1 h bei Raumklima konditioniert und auf die Tinte (handelsübliche Füllfeder-Tinte - Pelikan Tinte 4001 - verdünnt mit dest. Wasser im Verhältnis 1:1) aufgelegt. Alle Proben wurden gleich behandelt und 5-fach durchgeführt.
2
Pieces about 4 cm in size were punched out of the paper and soaked by immersion at 20 ° C. for 10 seconds with a 0.04% aqueous solution of the comparison or the reaction products to be tested as sizing agents (pH 4.5, acetic acid). It was then squeezed between filter paper in order to remove excess impregnation solution. It was then dried for 4 minutes at 110 ° C. in a circulating air cabinet, then conditioned for 1 hour at room climate and applied to the ink (commercially available fountain pen ink - Pelikan ink 4001 - diluted with distilled water in a ratio of 1: 1). All samples were treated the same and carried out 5 times.

Gemessen wurde als Zeit I die Zeit, die bis zum Durchdringen der ersten Tintenflecken an die Oberfläche vergeht, als Zeit II die Zeit, die vergeht, bis eine etwa 50 %ige Durchdringung der Oberfläche erreicht ist. Die gemessenen Zeiten werden in Sekunden tabellarisch als Durchschnittswerte angegeben.The time it took for the first ink stains to penetrate the surface was measured as time I, as time II the time it takes for about 50% penetration of the surface to be achieved. The times measured are in seconds given in tabular form as average values.

Le A 16 676 - 21 -Le A 16 676 - 21 -

709808/0692709808/0692

TintenschwimmprobeInk swim test

Leimungsmittel
gemäß Beispiel
Sizing agents
according to the example

Zeit I (Sek.)Time I (sec.)

Zeit II (Sek.)Time II (sec.)

Vergleichcomparison 2,52.5 2424 1 A1 A 2,82.8 3232 1 B1 B. 4,04.0 6060 22 4,54.5 5151 33 4,94.9 4545 44th 3,53.5 3838 55 3,83.8 5555 66th 3,03.0 3838

Die Wirkung als Oberflächenleimungsmittel wurde außerdem an folgenden Papieren untersucht:The effect as a surface sizing agent was also turned on examined the following papers:

Papier I:Paper I:

Papier II:Paper II:

Gebleichter Zellstoff , 12 % Talkum-Asche,Bleached pulp, 12% talc ash,

1 % Alaun, 75 g/m2 .1% alum, 75 g / m 2 .

Gebleichter Zellstoff, 10 % Calciumcarbonat-Asche (korrigierta: CaO-Wert) , 80 g/m2 .Bleached cellulose, 10% calcium carbonate ash (correcteda: CaO value), 80 g / m 2 .

Die Papiere wurden in einer Laborleimpresse der Fa. Werner Mathis, Zürich, Type HF mit einer Flotte folgender Zusammensetzung ausgerüstet:The papers were in a laboratory size press from Werner Mathis, Zurich, Type HF equipped with a fleet of the following composition:

Le A 16 676Le A 16 676

- 22 -- 22 -

709808/0692709808/0692

5 % Stärke,5% starch,

0,125 - 0,25 % Wirksubstanz der0.125 - 0.25% active substance of the

Leimungsmittel,Sizing agents,

Rest Wasser,Rest water,

pH ca. 6,0.pH about 6.0.

Als Vergleich wurde wiederum das Leimungsmittel 1 der DT-AS 1 621 688 herangezogen.The sizing agent 1 of DT-AS 1 621 688 was again used as a comparison.

Nach dem Trocknen der Papiere auf einem Trockenzylinder bei 100°C wurde 2 Stunden bei Raumtemperatur klimatisiert und anschließend die Leimungswirkung mit Hilfe der Wasseraufnähme geprüft. Hierzu wurden Abschnitte des Papiers vorgewogen, 1 Minute in Wasser von 20°C getaucht, zwischen Filterpapier mittels eines 10 kg Rollgewichtes einmal abgepreßt und zurückgewogen. Aus der Gewichtsdifferenz wurde der Wert fürAfter the papers had dried on a drying cylinder at 100 ° C., they were air-conditioned for 2 hours at room temperature and the sizing effect was then tested with the aid of the water absorption. For this purpose, sections were pre-weighed paper de s, immersed for 1 minute in water at 20 ° C, pressed between filter paper using a 10 kg rolling weight once and reweighed. The weight difference became the value for

2 die beidseitige Wasseraufnahme in g/m errechnet. Je geringer2 Calculates the water absorption on both sides in g / m. The lower

die Wasseraufnahme, desto besser ist die Leimungswirkung. Eine gute Leimung liegt vor, wenn eine Wasseraufnähme von ca. 40 g/m und niedriger erreicht wird.the water absorption, the better the sizing effect. Sizing is good if there is a water absorption of approx. 40 g / m and lower is achieved.

Die Meßwerte werden tabellarisch zusammengestellt, wobei sich die %-Angaben auf den Anteil an Leimungsmittel-Wirksubstanz in der Flotte beziehen.The measured values are compiled in tabular form, the% data referring to the proportion of sizing agent active substance in the fleet.

Zur Prüfung der Leimungswirkung bei Zusatz zur Papiermasse wurden auf einem Laborblattbildner Papierblätter aus gebl. Sulfitzellstoff hergestellt. Dabei wurden der 0,5 %igen Zellstoff-' Suspension jeweils 1 % der Leimungsmittel (Wirksubstanz bezogen auf trockenen Zellstoff) 15 Sek. vor der Blattbildung unter Rühren zugegeben. Es erfolgten keine weiteren Zusätze. Die Papiere wurden auf einem Trockenzylinder bei 100 C getrocknet. NachTo test the sizing effect when added to the paper pulp, sheets of paper were bleached on a laboratory sheet former. Sulphite pulp manufactured. In this case, 1% of the sizing agent (active substance) was obtained from the 0.5% pulp suspension on dry pulp) 15 seconds before sheet formation with stirring admitted. No further additions were made. The papers were dried on a drying cylinder at 100.degree. To

Le A 16 676 - 23 -Le A 16 676 - 23 -

709808/0692709808/0692

2-stündigem Klimatisieren der Papiere bei Raumtemperatur wurde die Leimung mittels Tintenschwimmprobe geprüft. Verwendet wurde Prüftinte Pelikan 4001 (unverdünnt).After the papers were air-conditioned for 2 hours at room temperature, the sizing was tested by means of a floating ink test. Was used Test ink Pelikan 4001 (undiluted).

Als Vergleich wurde wiederum das Leimungsmittel 1 der DT--AS 1 621 688 herangezogen.The sizing agent 1 of DT-AS 1 621 688 was again used as a comparison.

Leimungsmittel nach Beispiel:Sizing agents according to the example:

Nr.No.

WasseraufnähmeWater absorption

Papier I Papier IIPaper I Paper II

0,125% 0,25% 0,125% 0,25%0.125% 0.25% 0.125% 0.25%

Vergleich 1 B 2 5 7Comparison 1 B 2 5 7

3232 ,9, 9 29,229.2 55,55, 44th 37,237.2 3232 3030th 44,44, 44th 32,132.1 3333 29,129.1 5050 33,433.4 3333 ,8,8th 31,131.1 5050 31,331.3 3333 ,5, 5 31 ,631, 6 4848 31 ,931, 9

Vergleichcomparison

1 B 2 5 7 1 A1 B 2 5 7 1 A

Tintenschwimmprobe nach Masseleimung (1 % Zusatz)Ink swim test after mass sizing (1% additive)

über 20 Minutenover 20 minutes

über 20 Minuten über 20 Minuten über 20 Minuten über 20 Minuten etwa 18 Minutenover 20 minutes over 20 minutes over 20 minutes over 20 minutes about 18 minutes

Le A 16Le A 16

24 -24 -

709808/0692709808/0692

In den nachfolgenden Beispielen wird die Herstellung und Verwendung von keine quarternierten Stickstoffatome aufweisenden erfindungsgemäßen Leimungsmitteln beschrieben.The following examples illustrate the production and use of non-quaternized nitrogen atoms Sizing agents according to the invention described.

Als Polyisocyanat wird wiederum das bereits genannte technische MDI eingesetzt.The technical MDI already mentioned is used as the polyisocyanate.

Die Herstellung der verschiedenen Umsetzungsprodukte, die erfindungsgemäß als saure wässrige Lösung als Leimungsmittel eingesetzt werden, ist im Folgenden tabellarisch aufgeführt.The preparation of the various reaction products according to the invention as an acidic aqueous solution as a sizing agent are used is listed in the following table.

Phase I wurde in einem Rührgefäß vorgelegt, dann die Phase II zugesetzt und gerührt, bis die Reaktionstemperatur, die in allen Fällen 84 nicht überstieg, wieder abzusinken begann. Dann wurde noch 30 Minuten nachgerührt und anschließend die Phasse III hinzugesetzt.Phase I was placed in a stirred vessel, then phase II was added and the mixture was stirred until the reaction temperature reached the in all cases did not exceed 84, began to decline again. The mixture was then stirred for a further 30 minutes and then phase III added.

In allen Fällen resultierten gut fließende Lösungen der Umsetzungsprodukte, die mit Wasser weiter auf die gewünschte Anwendungskonzentration herunterverdünnt werden.In all cases, the reaction products resulted in well-flowing solutions, which are further diluted with water to the desired application concentration.

Die Prüfung auf Leimungswirkung erfolgt wieder mittels der Tintenschwimmprobe. Auch hier wurde das Leimungsmittel 1 der DT-AS 1 621 688 in einem Vergleichsversuch eingesetzt. Das eingesetzte Papier und die Verfahrensweise der Testversuche entsprechen den bereits oben gemachten Angaben.The test for the sizing effect is again carried out using the ink float test. Here, too, the sizing agent 1 the DT-AS 1 621 688 used in a comparative experiment. The paper used and the test procedure correspond to the information already given above.

Le A 16 676 - 24a -Le A 16 676 - 24a -

709808/0692709808/0692

> Umsetzungsprodukt !A!B!C!D!E!F!G!H!I!K! Phase ! > Product of conversion! A! B! C! D! E! F! G! H! I! K! Phase!

MDI (Gew. Teile) ! 270 ! 270 ! 300 ! 300 ! 175 ! 175 ! 40 ! 160 ! 460 ί 75 ! I !MDI (parts by weight)! 270! 270! 300! 300! 175! 175! 40! 160! 460 ί 75! I!

j« Isopropanol ! 357 ! 100 ! 302 ! 302 ! 225 I 245 ! 50 ! 180 ! 450 ! 70 ! ij «Isopropanol! 357! 100! 302! 302! 225 I 245! 50! 180! 450! 70! i

Essigsäure ! - Ϊ - ! - ί - ! 50 ! - ! - ! 40 I 50 ! 20 ! !Acetic acid! - Ϊ -! - ί -! 50! -! -! 40 I 50! 20! !

Ameisensäure ! - ! 10 ! - ! - ! - ! 30 ! - ! - ! - ! - ! !Formic acid! -! 10! -! -! -! 30! -! -! -! -! !

N-Methyldiathanolamin ! 72 ! 72 ! - ! - ! - ! - ! - ! - ! - ί - ! II !N-methyldiethanolamine! 72! 72! -! -! -! -! -! -! - ί -! II!

^ N-Äthyldiäthanolamin ! - ! - ! 72 ! 72 I - ! - ! - ! - ! 72 ! - ! !^ N-ethyl diethanolamine! -! -! 72! 72 I -! -! -! -! 72! -! !

to Triäthanolamin ! - ! - ! - ! - ! - ! - ! - ! 60 ! 60 ! - ! !to triethanolamine! -! -! -! -! -! -! -! 60! 60! -! !

ο N-Cyclohexyldiäthanolamin ! - I - ί - ! - ! 100 ! - I - ! - ! - I - ! ! ** ο N-cyclohexyl diethanolamine! - I - ί -! -! 100! - I -! -! - I -! ! **

ζ N-Benzyldiäthanolamin ! - ! - ! - ! - ί - ί 100 ! - ! - I - ! - ! !ζ N-Benzyl diethanolamine! -! -! -! - ί - ί 100! -! - I -! -! !

° N-DimethyIäthanolamin ! - ί - ! - ! - ! - ! - ! 10 ! - ! - I - ! ■° N-dimethylethanolamine! - ί -! -! -! -! -! 10! -! - I -! ■

cd tetrapropoxyliertes Äthylendiam.! —!—i—!—!—!—!—!—!—115Ϊ ' ro cd tetrapropoxylated ethylene diam.! -! - i -! -! -! -! -! -! - 115Ϊ ' ro

Zusatz von Essigsäure ί 154 ! 130 ! 150 ! - ! 140 I 140 ! 20 ! 44 ! 160 ! 20 ! τι1 ϊ Zusatz von Ameisensäure ! — ! — ϊ — ! 120 !—ϊ—!—!—!—!—I iAddition of acetic acid ί 154! 130! 150! -! 140 I 140! 20! 44! 160! 20! τι1 ϊ addition of formic acid! -! - ϊ -! 120! —Ϊ -! -! -! -! - I i

Feststoffgehalt Gew. % ! 40 ! 44 ! 45 ! 47 ! 40 ! 40 ! 42 ! 45 ! 47 ! 45 ! !Solids content wt%.! 40! 44! 45! 47! 40! 40! 42! 45! 47! 45! !

Viskosität Fordbecher Düse 6 220CViscosity Ford cup nozzle 6 22 0 C

(Sek.) ! 79 ! 105 ! 98 ί 112 ! 110 ! 99 ! 81 ! 112 ! 128 ! 129 Γ ^!(Sec.)! 79! 105! 98 ί 112! 110! 99! 81! 112! 128! 129 Γ ^!

Molgewicht, osmotisch 11170 ! / !111Oi / 11210 ! / ! / 11380 11220 1 ι J^!Molecular weight, osmotic 11170! /! 111Oi / 11210! /! / 11380 11220 1 ι J ^!

LeimungsmittelSizing agents Zeit I (Sek.)Time I (sec.) Zeit II (Sek.)Time II (sec.) Vergleichcomparison 2,52.5 2424 AA. 2,12.1 2929 BB. 2,92.9 2525th CC. 2,82.8 3232 DD. 2,62.6 3232 EE. 3,13.1 3030th FF. 1,11.1 2222nd GG 2,82.8 3030th HH 2,52.5 3232 II. 2,02.0 2525th

Auch die bereits beschriebenen Versuche zur Oberflächenleimung unter Verwendung der bereits genannten Papiere I bzw. II wurden wiederholt, wobei alle Versuchsbedingungen konstant gehalten wurden, mit der Ausnahme, daß nunmehr
die nicht quarternierten Oligourethane als Wirkstoffe in den Leimungsmitteln vorlagen.
The tests already described for surface sizing using the papers I and II already mentioned were repeated, all test conditions being kept constant, with the exception that now
the non-quaternized oligourethanes were present as active ingredients in the sizing agents.

Le' A 16 676Le'A 16 676

26 -26 -

709808/0692709808/0692

LeimungsmittelSizing agents

Papier IPaper I.

2
Wasseraufnahme g/m
2
Water absorption g / m

Zusatz (Wirksubstanz)Additive (active substance)

Papier IIPaper II

bei Leimungsmittelvon for sizing agents from

0125 %0125% 8181 0,25 %0.25% 0,125 %0.125% 83,383.3 0,25 %0.25% ohnewithout -- -- -- -- Vergleichcomparison 32,832.8 29,129.1 50,550.5 37,337.3 AA. 29,729.7 28,528.5 39,939.9 36,336.3 HH 28,328.3 25,925.9 38,438.4 30,630.6 EE. 30,530.5 27,627.6 38,038.0 31,731.7 DD. 31,931.9 28,828.8 50,050.0 37,037.0 II. 31,831.8 28,728.7 48,048.0 32,032.0

Vergleichsbeispiel;Comparative example;

Gemäß Beispiel 3 der DDR-Patentschrift 5381 wurde ein aminreiches Polyurethan hergestellt. Das Material löst sich in konzentrierter Essigsäure, die Lösung läßt sich mit Wasser verdünnen. Im pH-Bereich oberhalb 5,5 beginnt das Polyurethan als Trübung auszufallen und ist daher für Leimungszwecke nicht geeignet.According to Example 3 of GDR patent 5381, an amine-rich Made of polyurethane. The material dissolves in concentrated acetic acid, the solution can be mixed with water dilute. In the pH range above 5.5 the polyurethane begins to precipitate as a cloudiness and is therefore not suitable for sizing purposes suitable.

Gemäß der vorliegenden Erfindung sind die quarternierten verfahrensgemäß hergestellten Umsetzungsprodukte dann besonders gut geeignet, wenn Epichlorhydrin als Quarternierungsmittel verwendet wird. Deshalb wurde mit dem gemäß DDR 5381 erhaltenen Polyurethan ein Quarternierungsversuch unternommen:According to the present invention, the quaternized reaction products prepared according to the process are then special well suited when epichlorohydrin is used as a quaternizing agent is used. Therefore, a quaternization attempt was made with the polyurethane obtained in accordance with GDR 5381:

36,5 TIe. des oben hergestellten basischen Polyurethans werden bei 70°C in 146 TIn. Isopropanol gelöst und mit 8 TIn. Epichlorhydrin (1 Mol Quarternierungsmittel pro Mol enthaltenes Amin) 7 h bei dieser Temperatur gerührt. Es bildet sich ein Niederschlag. Das entstandene Quarternierungsprodukt ist vernetzt und ergibt noch als ca. 3 %ige Aufschlämmung in Wasser/ Essigsäure nur ein Gel, aber keine verarbeitungsfähige Leimungsmittellösung.36.5 tIe. of the basic polyurethane prepared above at 70 ° C in 146 TIn. Isopropanol dissolved and with 8 TIn. Epichlorohydrin (1 mole of quaternizing agent per mole of amine contained) Stirred for 7 h at this temperature. A precipitate forms. The resulting quarter product is networked and as an approx. 3% slurry in water / acetic acid results in only a gel, but not a processable one Sizing agent solution.

Unter diesen Quarternierungsbedingungen werden erfindungsgemäß die bestgeeigneten Leimungsmittel erhalten.According to the invention, the most suitable sizing agents are obtained under these quaternization conditions.

Le A 16 676Le A 16 676

- 27 -- 27 -

709808/0692709808/0692

Claims (4)

aufweisenden Oligourethans des Molekulargewichtsbereichs 500 - 5000 in Wasser oder Gemischen aus Wasser und mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln.containing oligourethane of the molecular weight range 500-5000 in water or mixtures of water and with Water-miscible organic solvents. 2) Leimungsmittel gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das protonierte und/oder quarternierte Ammoniumgruppen aufweisende Oligourethan ein ümsetzungsprodukt darstellt, aus Polyisocyanaten bzw. Polyisocyanatgemischen der Diphenylmethanreihe mit N-Alkyl-Dialkanolaminen mit 5-12 C-Atomen und gegebenenfalls als Kettenabbrecher mitverwendeten Verbindungen mit einer gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppe, dessen tertiäre Aminostickstoffatome zumindest teilweise durch Umsetzung mit einer Säure und/oder einem Quarternierungsmittel protoniert bzw. quarterniert wurden.2) sizing agent according to claim 1, characterized in that the protonated and / or quaternized ammonium groups containing oligourethane is a conversion product from polyisocyanates or polyisocyanate mixtures Diphenylmethane series with N-alkyl dialkanolamines with 5-12 carbon atoms and, if appropriate, compounds used as chain terminators with one opposite isocyanate groups reactive group whose tertiary amino nitrogen atoms at least partially protonated by reaction with an acid and / or a quaternizing agent or were quartered. 3) Verfahren zur Leimung von Papieren oder Pappen mit kationischen Papierleimungsmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß als Papierleimungsmittel solche gemäß Anspruch 1 oder 23) Method of sizing paper or cardboard with cationic Paper sizing agents, characterized in that the paper sizing agents used are those according to Claim 1 or 2 in Form ihrer 0,02 - 10 Gew.-%igen Lösung zum Einsatz gelangen.in the form of their 0.02-10% strength by weight solution reach. 4) Gemäß Anspruch 3 erhältliche geleimte Papiere und Pappen.4) According to claim 3 available sized papers and cardboard. Le A 16 676 - 28 -Le A 16 676 - 28 - 709808/0692709808/0692
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