RU2799317C1

RU2799317C1 - Method for producing rosin glue for internal gluing of paper and cardboard

Info

Publication number: RU2799317C1
Application number: RU2022115111A
Authority: RU
Inventors: Юрий Юрьевич Кожевников
Original assignee: Юрий Юрьевич Кожевников
Filing date: 2022-06-03
Publication date: 2023-07-04

Abstract

FIELD: pulp and paper industry.

SUBSTANCE: invention is intended for use in the technology of manufacturing various types of paper or cardboard. The method for producing rosin glue by saponifying rosin with alkalis is based on the fact that in order to increase the stability of rosin glue, improve its sizing properties, improve the solubility of rosin during saponification and reduce the tendency of rosin to crystallize, rosin is first modified with maleic anhydride by heating rosin and maleic anhydride to full melting of the rosin, mixing at a temperature of 160-170°C and subsequent slow heating of the reaction mass to a temperature of 200°C for 1.5 hours, followed by exposure at a temperature of 200°C for two hours, and then in order to improve the processability of highly concentrated rosin glue, potassium hydroxide is used to saponify the modified rosin.

EFFECT: invention is used for internal gluing of paper and cardboard.

1 cl, 1 ex

Description

Изобретение предназначено для использования в целлюлозно-бумажной промышленности, в частности в технологии изготовления различных видов бумаги или картона и применяется для внутримассной проклейки бумаги и картона.The invention is intended for use in the pulp and paper industry, in particular in the technology of manufacturing various types of paper or cardboard, and is used for intramass sizing of paper and cardboard.

Из уровня техники известна проклеивающаякомпозиция, композиция коацерватной дисперсии, способ ее приготовления, способ изготовления проклеенной бумаги, проклеенная бумага с использованием композиций (RU 2172799 С2, опубл. 20.08.2000).A sizing composition is known from the prior art, a composition of a coacervate dispersion, a method for preparing it, a method for manufacturing sized paper, sized paper using compositions (RU 2172799 C2, publ. 20.08.2000).

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому техническому решению является способ получения канифольного клея (SU 55670А1, опубл. 1939). Данный способ предполагает получение клеевой эмульсии с определенным содержанием свободной кислоты. Сначала производится омыление канифоли щелочью натрия, затем производят частичный гидролиз омыленной канифоли путем введения в подкисленный раствор омыленной ранее канифоли. При этом часть канифоли при контакте с кислотой снова переходит в водонерастворимую неомыленную канифоль и эта канифоль остается в воде в виде дисперсии, а диспергатором выступает оставшаяся омыленная канифоль.The closest in technical essence to the claimed technical solution is a method for producing rosin glue (SU 55670A1, publ. 1939). This method involves obtaining an adhesive emulsion with a certain content of free acid. First, the rosin is saponified with sodium alkali, then the saponified rosin is partially hydrolyzed by introducing previously saponified rosin into the acidified solution. In this case, part of the rosin, upon contact with the acid, again turns into water-insoluble unsaponified rosin, and this rosin remains in water in the form of a dispersion, and the remaining saponified rosin acts as a dispersant.

К недостаткам известного способа относится то, что использование для омыления канифоли щелочи натрия не позволяет получить стабильный жидкий раствор канифольного клея при высоких концентрациях 50% и выше, канифольный клей, омыленный щелочью натрия, при таких высоких концентрациях быстро загустевает, теряет свою текучесть и становится не технологичным.The disadvantages of the known method include the fact that the use of sodium alkali for saponification of rosin does not make it possible to obtain a stable liquid solution of rosin glue at high concentrations of 50% or more; rosin glue saponified with sodium alkali at such high concentrations quickly thickens, loses its fluidity and becomes technological.

Технической проблемой, на решение которой направлен предлагаемый способ является устранение перечисленных недостатков прототипа.The technical problem to be solved by the proposed method is to eliminate the listed disadvantages of the prototype.

Технический результат, достигаемый при использовании композиции по изобретению, заключается в создании высококонцентрированного, технологичного, стабильного при хранении и высокоэффективного канифольного клея, предназначенного для повышения гидрофобности бумаги и картона.The technical result achieved by using the composition according to the invention is to create a highly concentrated, processable, storage-stable and highly effective rosin adhesive designed to increase the hydrophobicity of paper and cardboard.

Заявленный технический результат достигается тем, что в способе получения канифольного клея путем омыления канифоли щелочами согласно изобретению, в целях повышения стабильности канифольного клея, улучшения его проклеивающих свойств, улучшения растворимости канифоли при омылении и снижения склонности канифоли к кристаллизации предварительно проводится модификация канифоли малеиновым ангидридом, при этом количество добавляемого для модификации малеинового ангидрида, мас.ч.: 5-25. А затем в целях повышения технологичности высококонцентрированного канифольного клея для омыления модифицированной канифоли используют гидроксид калия в количестве, мас.ч. 20-45.The claimed technical result is achieved by the fact that in the method for producing rosin glue by saponifying rosin with alkalis according to the invention, in order to increase the stability of the rosin glue, improve its sizing properties, improve the solubility of rosin during saponification and reduce the tendency of rosin to crystallize, rosin is first modified with maleic anhydride, with this amount of maleic anhydride added for modification, wt.h.: 5-25. And then, in order to improve the manufacturability of highly concentrated rosin glue for saponification of the modified rosin, potassium hydroxide is used in an amount, wt.h. 20-45.

Канифоль изначально модифицируется реакцией взаимодействия с малеиновым ангидридом, фумаровой кислотой и т.д., а затем омыляется раствором гидроксида калия (щелочи калия). Предварительная модификация канифоли, во-первых, увеличивает ее реакционную способность, во-вторых, улучшает стабильность канифольного клея при хранении. Использование для омыления канифоли щелочи калия вместо щелочи натрия позволяет получить стабильный жидкий раствор канифольного клея при высоких концентрациях 50% и выше. При таких повышенных концентрациях клей остается стабильным и жидким на протяжении длительного времени, что обеспечивает его технологичность при применении (легко перекачивается и разбавляется перед применением) и удобство для перевозки и хранения (клей имеет концентрацию активного вещества порядка 50%, не изменяет своих физико-химических свойств при хранении).Rosin is initially modified by an interaction reaction with maleic anhydride, fumaric acid, etc., and then saponified with a solution of potassium hydroxide (potassium alkali). Preliminary modification of rosin, firstly, increases its reactivity, and secondly, improves the stability of the rosin adhesive during storage. The use of potassium alkali for saponification of rosin instead of sodium alkali makes it possible to obtain a stable liquid solution of rosin glue at high concentrations of 50% or more. At such elevated concentrations, the adhesive remains stable and liquid for a long time, which ensures its manufacturability during use (it is easily pumped and diluted before use) and ease of transportation and storage (the adhesive has an active substance concentration of about 50%, does not change its physical and chemical properties). storage properties).

Способ изготовления канифольного клея-пасты заключается в исходной модификации канифоли с помощью малеинового ангидрида или фумаровой кислоты с последующим омылением полученной модифицированной канифоли раствором щелочи калия.The method for manufacturing rosin adhesive paste consists in the initial modification of rosin with maleic anhydride or fumaric acid, followed by saponification of the resulting modified rosin with a potassium alkali solution.

В предварительно продутую азотом колбу-1 загружается канифоль и малеиновый ангидрид в определенных пропорциях. Далее по тексту дан один из возможных вариантов соотношения загружаемых компонентов для синтеза. На 432 г канифоли загружается 62,5 г малеинового ангидрида. Канифоль можно использовать разных видов: сосновую, таловую или их смесь. Под азотом колба-1 медленно нагревается до полного расплавления канифоли. После полного расплавления канифоли при температуре 160-170°С содержимое колбы-1 перемешивается и далее продолжается медленный нагрев реакционной массы до температуры 200°С в течение 1,5 часов. После достижения 200°С данная температура поддерживается в колбе-1 в течение двух часов.Rosin and maleic anhydride are loaded into flask-1 preliminarily purged with nitrogen in certain proportions. Further in the text, one of the possible options for the ratio of loaded components for synthesis is given. 432 g of rosin is loaded with 62.5 g of maleic anhydride. Rosin can be used in different types: pine, tall, or a mixture of them. Flask-1 is slowly heated under nitrogen until the rosin is completely melted. After complete melting of the rosin at a temperature of 160-170°C, the contents of flask-1 are mixed and then the slow heating of the reaction mass to a temperature of 200°C for 1.5 hours continues. After reaching 200°C, this temperature is maintained in flask-1 for two hours.

Пока в колбе-1 проводится процесс модификации канифоли в колбу-2 загружается вода и гидроксид калия (щелочь калия). На 500 г воды загружается 145 г щелочи калия. Вода используется очищенная, умягченная или деионизированная. Загруженные компоненты перемешиваются до полного растворения щелочи калия.While the rosin modification process is being carried out in flask-1, water and potassium hydroxide (potassium alkali) are loaded into flask-2. For 500 g of water, 145 g of potassium alkali is loaded. Water is used purified, softened or deionized. The loaded components are mixed until the potassium alkali is completely dissolved.

Модифицированная канифоль из колбы-1 после окончания процесса модификации медленно заливается в колбу-2 в течение 1-2 часов. После окончания подачи всей канифоли, температура в колбе-2 поддерживается в течение четырех часов на уровне 94-96°С для завершения процесса омыления канифоли.Modified rosin from flask-1 after the completion of the modification process is slowly poured into flask-2 for 1-2 hours. After the supply of all rosin is complete, the temperature in flask-2 is maintained for four hours at 94-96°C to complete the process of saponification of rosin.

Конечный продукт проверяется на полноту омыления. При необходимости, проводится его корректировка путем добавления дополнительных количеств щелочи калия или модифицированной канифоли. Полученный канифольный клей захолаживается до температуры ниже 50°С, при необходимости разбавляется до нужной концентрации водой. При температуре ниже 50°С в колбу-2 добавляется полиметилсилоксан в количестве 0,5 г, содержимое перемешивается еще 30 минут. Полиметилсилоксан добавляется в качестве пеногасителя для снижения пенообразования продукта при перемешивании. Затем готовый канифольный клей выгружается из колбы-2.The final product is checked for completeness of saponification. If necessary, it is adjusted by adding additional amounts of potassium alkali or modified rosin. The resulting rosin adhesive is chilled to a temperature below 50 ° C, if necessary, diluted to the desired concentration with water. At temperatures below 50°C, 0.5 g of polymethylsiloxane is added to flask-2, the contents are stirred for another 30 minutes. Polymethylsiloxane is added as a defoamer to reduce product foaming during agitation. Then the finished rosin glue is unloaded from flask-2.

Таким образом, получают устойчивый, концентрированный водный раствор омыленной предварительно модифицированной канифоли при заданном соотношении компонентов и определенном режиме модификации и омыления канифоли.Thus, a stable, concentrated aqueous solution of saponified pre-modified rosin is obtained at a given ratio of components and a certain mode of modification and saponification of rosin.

Claims

A method for producing rosin glue by saponifying rosin with alkalis, characterized in that rosin is preliminarily modified with maleic anhydride by heating rosin and maleic anhydride until the rosin is completely melted, stirring at a temperature of 160-170 ° C and then slowly heating the reaction mass to a temperature of 200 ° C in for 1.5 hours, followed by exposure at a temperature of 200°C for two hours, and then in order to improve the manufacturability of highly concentrated rosin glue, potassium hydroxide is used to saponify the modified rosin.