SU537106A1 - Состав дл проклейки бумаги,картона и древесно-волокнистых плит и способ его получени - Google Patents

Description

(54) СОСТАВ ДЛЯ ПРОКЛЕЙКИ БУМАГИ, КАРТОНА И ДРЕВЕСНО-ВОЛОКНИСТЫХ ПЛИТ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ

500-600, 5-30% канифоли, 1-10% а, р-ненасыщенной кислоты или ангидрида, главным образом, малеинового ангидрида и 2-1,5% щелочи (едкого натра). Число омылени  проклеивающего агента находитс  в пределах 22-129 в зависимости от количества малеинового ангидрида 4.

Введение кислотных групп в состав проклеивающего агента сообщает ему щелочерастворимые свойства. Но модификаци  нефтеполимерной смолы понижает ее проклеивающую способность, что вызывает необходимость введени  значительного количества канифоли (до 50%) и повышает температуру плавлени  смолы. Это создает трудности при диспергировании , поэтому такие составы представл ют собой на омыленные продукты, что в свою очередь затрудн ет их применение при проклейке бумаги при использовании производственной воды с повышенным содержанием солей жесткости.

Кроме того, процесс приготовлени  таких составов длителен, требует затраты дорогих и дефицитных ос, р-ненасыщенных кислот или их производных, необходимости соорул ени  специальных установок дл  модификации нефтеполимерной смолы.

Процесс приготовлени  этих составов предусматривает следующие стадии:

обработку нефтеполимерной смолы а, р-иенасыщенными кислотами (малеинова , фумарова  и др.), их ангидридами, эфирами, нитрилами , при 150-230°С в течение 3-12 ч;

по окончании обработки в полученный продукт при той же температуре добавл ют обычно канифоль или жирную кислоту дл  св зывани  непрореагировавших ненасыщенных кислот и понижени  температуры плавлени . Продолл ительность проведени  этой стадии обычно 1 ч. Затем расплав охлаждают и обрабатывают гор чим щелочным раствором при интенсивном перемешивании.

Такой состав обладает высокой стоимостью, а степень проклейки бумаги не всегда достаточно высока.

Целью изобретени   вл етс  повышение степени проклейки бумаги, картона и древесно-волокнистых плит.

Цель достигаетс  тем, что состав, включающий нефтеполимерную смолу, канифольное мыло или мыла жирных кислот, щелочь и воду , содержит в качестве нефтеполимерной смолы ненасыщенную смолу молекул рного веса 400-600 с содержанием кислых групп 0,25-3,0 мг-экв/г смолы при следующем соотношении компонентов, вес. %: Нефтеполимерна 

смола4-25

Канифольное мыло

или мыла жирных

кислот0,02-2,5

Щелочь0,005-1,5

ВодаОстальное

Известен способ получени  канифольных клеев путем предварительного диспергировани  (дроблени ) канифоли в твердом виде (при температуре не выше 40°С) в водной среде с применением электрогидравлических ударов. По истечении определенного времени проводитс  обычным способом омыление мелкораздробленных частиц канифоли щелочью Б течение нескольких часов.

Электрогидравлические удары способствуют только более тонкому предварительному измельчению канифоли с целью ускорени  процесса омылени  5.

Такой способ не применим к нефтеполимерной смоле, так как по своим химическим свойствам нефтеполимерные смолы отличаютс  от канифоли, они малопол рны, не содержат кислые группы и поэтому не омыл ютс  щелочью. Предварительное измельчение нефтеполимерной смолы совместно с канифолью в воде не измен ет химические свойства смолы, и последующа  щелочна  обработка способствует не диспергированию, а коагул ции смолы.

Поэтому предлагаемый состав получают следующим способом.

Диспергирование смеси нефтеполимерной смолы..и канифоли (или жирных кислот) производитс  в расплавленном состо нии (в жидком виде) путем поступлени  ее в водный раствор щелочи в поле мелкомасштабных пульсаций , что обеспечивает мгновенное омыление канифоли при одновременном протекании механохимического процесса с образованием у нефтеполимерной смолы групп кислого характера . Образование групп кислого характера способствует диспергированию смолы в щелочном растворе в поле мелкомасштабных пульсаций и улучшает агрегативную устойчиг вость клеевой дисперсии.

Таким образом, поставленна  цель достигаетс  как использованием нового состава, так и способом его получени .

Пример получени  состава.

Сплав ненасыщенной нефтеполимерной смолы с канифолью при 100-160°С диспергируют в поле ультразвуковых колебаний или высокочастотных пульсаций, получаемых в аппаратах роторно-пульсационного типа, в водный раствор, нагретый до 70-95°С, содержащий 4-7-кратный избыток щелочи от теоретически необходимого дл  полного омылени  канифоли (дл  создани  условий, необходимых дл  окислени  нефтеполимерной смолы и увеличени  содержани  нейтрализованных кислых групп в 1,5-4 раза по сравнению с расчетным на подаваемый расплав).

Наиболее эффективно применение в качестве проклеивающего вещества окисленной нефтеполимерной смолы термической полимеризации , что облегчает диспергирование, придает большую стабильность проклеивающей дисперсии и позвол ет сократить расход канифоли . Это приводит к значительной экономии в процессе проклейки.

Ниже привод тс  примеры составов дл  проклейки.

Пример 1. 4% нефтеполимерной смолы с количеством кислых групп 0,25 мг-экв/г смолы , 0,02% калиевого мыла фракции синтетических жирных кислот с числом углеродных атомов Ci7-2o; 0,005% свободной щелочи (КОН), остальное - вода. Концентраци  дисперсии 4,025%.

Пример 2. 6% нефтенолимерной смолы с количеством кислых групп 3,0 мг-экв/г смолы , 0,6% канифольного мыла, 0,1% свободной щелочи (NaOn). Концентраци  дисперсии 6,7%.

Пример 3. 5% нефтеполимерной смолы с количеством кислых групп 2,5 мг-экв/г смолы , 0,25% канифольного мыла, 0,1% щелочи

(NaOH), остальное вода. Концентраци  дисперсии 5,6%.

Пример 4. 10% нефтеполимерной смолы с количеством кислых групп 1,0 мг-экв/г смолы , 1,0% калиевого мыла стеариновой кислоты (СпНзбСООН), 0,5% свободной щелочи (КОН), остальное вода. Концентраци  дисперсии 11,5%.

Пример 5. 257о нефтеполимерной смолы с количеством кислых групп 1,5 мг-экв/г смолы , 2,5% калиевого мыла фракции синтетических жирных кислот с числом углеродных атомов С20-24, 1,5% свободной щелочи (КОН), остальное вода. Концентраци  дисперсии .

Свойствы дисперсий приведены в табл. 1.

Таблица 1

Все приведенные составы получают следующим способом.

Определенное количество нефтеполимерной смолы и канифоли расплавл ют и смешивают. Расплав нагревают до 130°С.

Нагрев производ т с целью понижени  в зкости смолы. Одновременно 200 мл 1%-ного водного раствора едкого натра нагревают до 90°С.

Расплав нефтеполимерной смолы и канифоли диспергируетс  в водный раствор щелочи в поле мелкомасштабных пульсаций, создаваемых в аппарате роторно-пульсационного типа. За счет создаваемых в аппарате интенсивных колебаний обрабатываемой среды с одновременным действием на нее разнонаправленных ускорений вызываютс   влени  кавитации, разрыва, диспергировани  частиц, что способствует молекул рным перегруппировкам, в большинстве случаев сопровождаемым изменением концевых функциональных групп. В результате происходит окисление смолы (количество кислых групп в исходной ненасыщенной нефтеполимерной смоле равно 0). Анализ полученной клеевой дисперсии на основе указанного проклеивающего состава дает увеличение нейтрализованных кислых групп в 1,5-10 раз по сравнению с расчетным на подаваемый расплав. Диспергирование расплава проводитс  за 5-10 с.

После диспергировани  в нефтеполимерной смоле по вл ютс  группы кислотного характера в количестве 0,25-3,0 мг-экв/г смолы, что

подтверждено методом высокочастотного титровани  клеевых дисперсий. Йодное число окисленной нефтеполимерной смолы равно 40-100, молекул рна  масса 400-600.

В результате получаетс  однородна  дисперси  молочного цвета концентрации 200- 250 г/л. Она разбавл етс  водой (температура 20-25°С) до концентрации 40-60 г/л. Характеристики полученных дисперсий и степень проклейки бумаги приведены в табл. 2. Проклейка приводилась в массе с расходом проклеивающего состава 1-2% к абсолютно сухой массе. Сушка бумаги проводилась при температурном режиме, соответствующем режиму на современных быстроходных машинах .

Предложенный состав дает возможность заменить дорогосто щую и дефицитную живичную канифоль дещевой нефтеполимерной смолой, получаемой путем термической полимеризации пиролизной смолы,  вл ющейс  отходом производства пиролиза нефт ных углеводородов . Способ термической полимеризации пиролизной смолы проходит стадию промышленного освоени . Стоимость 1 т нефтеполимерной смолы, полученной по предлагаемому способу, составл ет 120 руб. Стоимость канифоли 1350 руб. Нефтеполимерна  смола имеет значительную сырьевую базу. В насто щее врем  целлюлозно-бумал на  промышленность ежегодно потребл ет около 50.000 т канифоли . При замене только 10.000 т канифоли предлагаемым составом экономический эффект будет составл ть около 10 млн. руб. в год.

Предлагаемый проклеивающий состав обеспечивает снижение себестоимости бумаги, картона и древесно-волокиистых плит без снижени  качества проклейки и изменени  технологии проклейки. Он может быть применен на всех целлюлозно-бумажных предпри ти х.

Claims (5)

1. Формула изобретени 

   Состав дл  проклейки бумаги, картона и древесно-Болокнистых плит, включающий нефтеполимерную смолу, канифольное мыло или мыла жирных кислот, щелочь и воду, отличающийс  тем, что, с целью повыщени  степени проклейки, в качестве нефтеполимерной смолы он содержит ненасыщенную смолу молекул рного веса 400-600 с содержанием кислых групп 0,25-3,0 мг-экв/г смолы при следующем соотнощении компонентов, вес. %: Нефтеполимерна  смола4-25

   Таблица 2

   Канифольное мыло или мыла жирных кислот0,02-2,5

   Щелочь0,005-1,5

   ВодаОстальное
2. 2.Способ получени  состава по п. 1, отличающийс  тем, что расплав смеси нефтеполимерной смолы и канифоли или жирных кислот подают в водный раствор щелочи при

   воздействии мелкомасщтабных пульсаций.

   Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3577402, кл. С 08h 11/00, 1971.

   2. Алиев В. С., Альтман И. В. «Синтетические смолы из нефт ного сырь , «Хими , М., 1965, с. 125.
3. 3.Патент США № 3211883, кл. С 09j 3/26, 1965.
4. 4. Патент США №2807161, кл. 117-218, 1958. : .
5. 5. Авторское свидетельство СССР №419542, кл. С 09J 3/26, 1972.