SE426962B - Forfarande for framstellning av dispersioner for pappersbestrykningssmet innehallande maleinsyraanhydrid-sampolymerisat som dispergeringsmedel - Google Patents

Description

7800160-9 " Dispergeringsmedel åstadkommer den nödvändiga reologiska stabiliteten för dispersionen. Dispergeringsverkan beror på ökningen av zeta-potentialen för pigmentpartiklarna; den beror på det faktum att pigmentpartiklarna erhåller en ytladdning, stöter bort varandra och därigenom hålles i tillstånd av en stabil dispersion.

Det är känt att som dispergeringsmedel för pappersbestryknings- smet exempelvis använda komplexa fosfater, salter av polyfosforsyra eller salter av polykarbonsyror. D f Vid den användning av dessa brukliga substanser som disperge- ringsmedel som motsvarar teknikens ståndpunkt har det visat sig att iviskositeten för pigmentuppslamningen visserligen kan reduceras - - varvid i det låga skjuvområdet erhålles låga viskositetsvärden, men i det höga skjuvområdet kan dock icke-önskvärd dilatant flytför- hållande inträda - men en eftersträvad ökning av viskositeten är dock endast möjlig i begränsad omfattning, varvid man icke kan ute- sluta risken för en fortskridande förtjockning av bestrykningssmeten under loppet av en längre lagringstid. Dessutom föreligger ett relativt snävt beroende för verkan av pH-värdet för dispersionen. 7 _ Följaktligen avser föreliggande uppfinning för pigmentdisper- geringen lämpliga substanser som utvecklar sin verkan över ett tätt viskositetsområde, oberoende av pH-värdet, utan att dispergerings- verkan avtar vid längre lagring av bestrykningssmeten.

Det har nu överraskande framkommit att_man erhåller pigment- dispersíoner utan de beskrivna olägenheterna om man som ett disper- geringsmedel använder speciella maleinsyraanhydrid-sampolymerisat, .i det följande MSA-sampolymerisat.

Detta resultat är särskilt överraskande eftersom MSA-sampoly- merisaten enligt uppfinningen omfattande1flfier¶i:s' beträffande deras användning inom papperssektorn varvid emellertid man endast fast- ställt deras användning som papperslimningsmedel resp. bindemedel.

Föreliggande uppfinning avser därför ett förfarande för framställning av viskositetsstabila vattenhaltiga pigmentdispersioner för pappersbestrykningssmet under användning av vanliga fyllmedel resp. pigment och speciella MSA-sampolymerisat samt eventuellt de vanliga tillsatserna, vilket förfarande utmärkas av att man som maleinsyraanhydrid-sampolymerisat använder sådana med den allmänna formeln 4% il CH - QR ~ C - CH2 åh CO CO R2 7800169-'9 i mängder av 0,05-5,0 viktprocent, företrädesvis 0,2-0,5 viktprocent, räknat pà pigmentandelen, vari Rl och R2 är lika eller olika och betecknar -H eller -CH3 och M1 och M2 är lika och betecknar -0-alkalí- metall, företrädesvis -0Na,eller -ONHH eller också är M1 och M2 olika och M1 betecknar -NH2 eller lägre amin och M2 betecknar -OH eller -O-alkalimetall resp. -ONHÄ och n är ett heltal av 2-500, företrädesvis 5-300.

Lämpliga MSA-sampolymerisat enligt föreliggande uppfinning som motsvarar den tidigare beskrivna allmänna formeln är exempelvis: maleinsyra--propen-natriumsalt, maleinsyra-propen-ammoniumsalt, maleinsyra-eten-natriumsalt, maleinsyra-eten-ammoniumsalt, maleinsyra- -propen-halvamid, maleinsyra-eten-halvamid. Man kan även använda bland- ningar av maleinsyraanhydrid-sampolymerisat inom ramen för uppfinningen likaså blandningar med vanlína disnergeringsmedel.

NSA-sampolymerisaten som användes enligt uppfinningen kan fram- ställa: Xcíelst i och för sig kända förfaranden.

Beredningen av pigmentdispersionerna enligt uppfinningen sker på enkelt sätt: Först löses MSA-sampolymerisaten enligt upp- finningen i vatten, denna lösning inställes med alkalier, exempelvis natronlut eller ammoniak till det motsvarande pH-värdet, inom lO minuter tillsättes pigmenten under omröring och därefter omröres ytterligare lO minuter.

De sålunda erhållna pigmentdispersionerna kan om så är nödvändigt försättas med vanliga tillsatser, såsom bindemedel, färgämnen, skumdämpningsmedel m.m.

De medelst förfarande enligt uppfinningen framställda pigment- dispersionerna kan användas för bestrykning och beläggning av fiber- substrat såsom papper och papp. _ Fördelarna för de beskrivna pigmentdíspersionerna ligger i _ att genom tillsatsen av MSA-sampolymerisaten enligt uppfinningen förblir viskositeten för dispersionen konstant vid det önskade värdet under lång tid.

Vidare har det framkommit att pH-värdet för dispersionen icke utövar något väsentligt inflytande på verkan för MSA-sampolymerisaten.

Uppfínningen åskfidliflpörcs närmare medelst följande exempel.

Exempel l. fiiäpefeisnjl Kalciumkarbonat med beteckningen "hillicarb" inrördes inom lf minuter i en vattenhaltig, med NaOH till ett pH-värde av 9 inställd lösnin av maleinsyraanhydrid-samnolymerisat enli t uppfinningen E p2soo1so-9' med formeln { CH - CH - CH - CH2 } | I I n CO CO CH¿ I I - ONa ONa och ett propen-MSA+förhållande av 1:1 och homogeniserades ytterligare i 10 minuter. Den sålunda framställda dispersionen hade en fast" substanshalt av 55 viktprocent och innehöll 0,3 viktprocent av dispergeringsmedlet enligt uppfinningen.

Dispersion II (jämförelse) Denna dispersion framställdes på samma sätt som dispersion I med den skillnaden att man i stället för maleinsyra-propen-natrium- saltet enligt uppfinningen använde ett dispergeringsmedel på MSA- -styren-basis.

Díspersion III.

Kaolín med beteckningen "SPS" dispergerades på analogt sätti som dispersion I. Som substans enligt uppfinningen användes ett sampolymerisat med formeln f CH'- CH * CH - CH i l | | 2 Il ?O ?0 CH5 NH2 0N& med ett propen-MSA-förhållande av 1:1 i vattenhaltig, med NaOH ' till ett pH-värde av 9 inställd lösning. Den sålunda framställda dispersíonen hade en fast-substanshalt av 55 viktnrocent och en dispergeringsmedelshalt av 0,3 viktprocent.

. Dispersion IV. (Jämförelse) Denna dispersion framställdes med kaolin "SPS", i övrigt emellertid på samma sätt som dispersion II.

För dispersionerna I till IV bestämdes viskositeten vid 2000. Mätningen skedde omedelbart efter framställningen, efter l, I 2 och 2U timmar. Resultaten är sammanställda i följande tabell l.

Viskositet - D i s p e r s i o n vid 2000 (CD) I II III IV efter framställning 6 lfi H8 380 'efter 1 timma 7 16 50 557 efter 2 timmar- 7 16 50 >~Hoo0 efter 2" timmar 7 fast. WO ”ant Tabell 1. <1 reeloemza-:e Av tabellen framgår att de inom ramen för föreliggande upp- finning framställda dispersionerna I och Ill har bibehållit sin iskositet under lagringen medan-däremot jämförelsedispersionerna II och IV uppvisar en kraftig ökning av viskositeten.

Exempel 2. _ _ Dispersioner analoga med III och IV framställdes. Fast- substanshalten uppgick till 50, KS och 60 viktprocent. De för dessa *ispersioner uppmätta viskcsiteterna anges i Labell 2.

Díspersion III IV Fast-substanshalt (7) 50 55 50 50 55 50 viskositet vid 2o°c )cP) 26 M8 82 250 380 icke mätbar Tabell 2.

Exempel 3.

Tabell 3 visar det vittgående oberoendet av pH-värdet för éispersionerna enligt uppfinningen. Dispersioner analoga med III och 27 framställdes och inställdes med HaOH till pH-värden 8, 9 och lO.

Iispersion III IV på-värde 8 9 10 8 9 10 Tiskositet vid 2000 (cP) 18 18 18 107 B80 793 Tabell 3.

Exempel M.

Dispersion III med en halt av 55 viktprocent kaolin och 0,3 viktprocent av dispergeringsmedlet enligt uppfinningen,propen-malein- syra-halvamid,inställdes med Na0H till pH 9 och lagrades i 520 timmar vid rumstemperatur. Figur l visar det jämna förloppet för viskositeten av denna dispersion över hela lagringstidsrymden och förtydligar följaktligen verkan för MSA-sampolymerisaten enligt föreliggande u"nfinninp. ;ïempel 5.

Iispersion T.

Kalciumkarbonat inrördes inom 10 minuter i en vattenhaltíg :ed NHÄOH till ett pH-värde av 9 inställd lösning av maleinsyra- enhydrid-sampolymerisat enligt uppfinningen med formeln ?eoo1eo-si" æpHfQH-CHE-cnzš-n CO go ¿Na ONa och ett eten-MSA-förhållande av 1:1 och homogeniserades i ytterligare lO minuter. Den sålunda framställda dispersíonen hade en fast substanshalt av 55 viktprocent och innehöll 0,2 viktprocent av dispergeringsmedlet enligt uppfinningen.

Dispersion VI. _ Denna dispersion framställdes på samma sätt som dispersion V men den innehöll 0,É viktprocent dispergeringsmedelt I Dispersion VII. ' Denna dispersion framställdes med O,Ä viktprocent dispergerings- pmedel i övrigt emellertid på samma sätt som dispersion 5.

Viskositeten vid 20°C uppmättes för dispersionerna V till VII.

Mätningen skedde omedelbart efter framställningen, efter l, 2 och I 2H timmar. Resultaten är sammanställda i tabell U.

Dispersion - I V VI VII Dispergeringsmedelhalt (viktprocent) 0,2 0,3 0,ü Viskosítet vid 2000 (cP) efter framställning 6 6 6 efter 1 timma 7 6 6 efter 2 timmar 7 6 6 efter Zü timmar 8 6 6 Tabell U; Exempel 6.

'Dispersion VIII.

Denna dispersion framställdes på samma sätt som dispersion I med den skillnaden att man i stället för 0,5 víktprocent maleinsyra- -propen-natriumsalt använde en blandning av 0,2 viktprocent malein- syra-eten~natriumsalt med 0,2 viktprocent maleinsyra~propen-natriu:- salt (tillsammans med O,U viktprocent dispergeringsmedell Viskositetsmätningen skedde på samma sätt som i exempel l och resultaten är sammanställda i tabell 5.

Dííspersion Viskositet vid 2000 (cP) efter framställning efter l timma efter 2 timmar efter ZM timmar Tabell 5. æ-QNCÄ

Claims (4)

'za cos1 6049 PATENTKRAV.

1. l. Förfarande för framställning av viskositetsstabila, vatten- haltiga pigmentdispersioner för pappersbestrykningssmet under använd- ning av vanliga fyllmedel resp. pigment och speciella maleinsyra- anhydrid-sampolymerisat samt eventuellt de vanliga tillsatserna, k ä n n e t e c k n a t .därav, att man som maleinsyraanhydrid-sampoly- merisat använder sådana med den allmänna formeln *Él ëçfla-on-c-cnzafn co clzo RQ - M1 _' M2 i mängder av 0,05-5,0 viktprocent, företrädesvis 0,2-0,5 viktprocent, räknat på pigmentandelen, vari Rl och R2 är lika eller-olika och betecknar -H eller -CH3 och M1 och M2 är lika och betecknar -0-alkali- metall eller -ONHÄ eller M1 och M2 är olika och M1 betecknar »NH2 *eller lägre amin och M2 betecknar -OH, -0-alkalimetall resp. -ONHM och n är ett heltal av 2-500, företrädesvis 5-500.

2. Förfarande enligt patentkravet 1. k ä n n e t e c k n a t därav, att propen-maleinsyra-halvamid företrädesvis kommer till användning. ' I

3. Förfarande enligt patentkravet l, k ä n n e t e c k n a t därav, att blandningar av olika maleinsyraanhydrid-sampolymerisat användes som dispergeringsmedel.

4. Förfarande enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k n a t därav, att som dispergeringsmedel användes blandningar av maleinsyra- anhydrid-sampolymerisat med andra dispergeringsmedel. I