Способ получения клеевой канифольной композиции для гидрофобизации бумаги и картона в нейтральной среде

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕЕВОЙ КАНИФОЛЬНОЙ КОМПОЗИЦИИ ДЛЯ ГИДРОФОБИЗАЦИИ БУМАГИ И КАРТОНА В НЕЙТРАЛЬНОЙ СРЕДЕ(71) Заявитель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(73) Патентообладатель Учреждение образования Белорусский государственный технологический университет(57) Способ получения клеевой канифольной композиции для гидрофобизации бумаги и картона в нейтральной среде при значениях рН бумажной массы 6,5-7,2 путем модификации живичной канифоли с последующей нейтрализацией полученного аддукта, отличающийся тем, что модификацию канифоли осуществляют моноэфирами малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами фракции С 10-С 18, взятыми в количестве 9,0-18,4 мас.ч. на 100 мас.ч. канифоли, нейтрализацию аддукта проводят 18-22 -ным раствором едкого натра до содержания свободных смоляных кислот 305 и полученный продукт стабилизируют казеинатом аммония, взятым в количестве 15-20 мас.ч. на 100 мас.ч. канифоли. Изобретение относится к целлюлозно-бумажному производству, в частности к области получения клеевых канифольных композиций, используемых для гидрофобизации бумаги и картона в нейтральной среде при значениях рН бумажной массы 6,5-7,2. Известен способ получения клеевой канифольной композиции для гидрофобизации бумаги и картона, основанный на модификации талловой или живичной канифоли малеиновым ангидридом и этиленгликолем с последующей стабилизацией полученного продукта казеинатом натрия и разбавлением его водой до получения 15-20 -ной эмульсии 1. Недостатком известной клеевой канифольной композиции является недостаточно высокая гидрофобизирующая способность, невысокая агрегативная устойчивость и низкая концентрация готового продукта. Наиболее близким к заявляемому по технической сущности и достигаемому результату является способ получения укрепленного клея для проклейки бумаги и картона в кислой среде при значениях рН бумажной массы 4,5-5,2 путем модификации живичной канифоли моноэфиром малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами фракции 10-18 2. Недостатком данного способа является невысокая степень проклейки бумаги и картона при гидрофобизации в нейтральной среде. 4847 1 Задачей предполагаемого изобретения является повышение степени проклейки бумаги и картона при их гидрофобизации в нейтральной среде. Для решения поставленной задачи предлагается способ получения клеевой канифольной композиции для гидрофобизации бумаги и картона в нейтральной среде при значениях рН бумажной массы 6,5-7,2 путем модификации живичной канифоли с последующей нейтрализацией полученного аддукта, отличающийся тем, что модификацию канифоли осуществляют моноэфирами малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами фракции С 10-С 18, взятыми в количестве 9,0-18,4 мас.ч. на 100 мас.ч. канифоли, нейтрализацию аддукта проводят 18-22 -ным раствором едкого натра до содержания свободных смоляных кислот 305 и полученный продукт стабилизируют казеинатом аммония, взятым в количестве 15-20 мас.ч. на 100 мас.ч. канифоли, что приводит к увеличению степени проклейки по штриховому методу до 1,4-2,4 мм, снижению впитываемости при одностороннем смачивании до 8-18 г/м 2 для бумаги и до 8-11 г/м 2 для картона и повышению разрушающего усилия в сухом состоянии до 53-70 Н для бумаги и до 69-72 Н для картона. В расплавленную живичную канифоль, нагретую до 150-160 С, при постоянном перемешивании вводят небольшими порциями моноэфиры малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами фракции С 1018, которые получают реакцией этерификации при взаимодействии эквимолярного количества малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами фракции 10-18, и процесс модификации проводят при температуре 190-200 С в течение 1 часа. Затем аддукт канифоли нейтрализуют 18-22 -ным водным раствором едкого натра, после чего осуществляют стабилизацию полученного продукта 13-15 -ным казеинатом аммония. Сущность предполагаемого изобретения поясняется примерами. Пример 1 (по изобретению). В реактор, снабженный механической мешалкой с гидрозатвором, термометром и обратным холодильником, загружают 100 мас.ч. живичной канифоли, разогревают ее до 150 С и при непрерывном перемешивании добавляют небольшими порциями 18,4 мас.ч. моноэфиров малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами фракции 10-18. При этом моноэфиры получают реакцией этерификацией путем взаимодействия эквимолярных количеств малеинового ангидрида с первичными жирными спиртами фракции 10-18 при температуре 185 С в течение 1 ч. Затем содержимое реактора охлаждают до температуры 95100 С и нейтрализуют модифицированные смоляные кислоты 48,5 мас.ч. 21 -ным водным раствором едкого натра. После вышеуказанных операций в реактор при постоянном перемешивании вводят порциями 18 мас.ч. казеината аммония, полученного путем предварительного набухания 30 мас.ч. казеина в 100 мас.ч. воды и дальнейшего взаимодействия его с 25 мас.ч. 24 -ного водного аммиака. Полученный канифольный модифицированный продукт содержит 505 сухих веществ и представляет собой клеевую канифольную композицию, стабилизированную казеинатом аммония. При использовании ее для гидрофобизации бумаги и картона осуществляют разбавление клеевой канифольной композиции водой, подогретой до температуры 70-80 С, до концентрации 2-5 . Полученная водная клеевая эмульсия имеет белый цвет и содержит мелкодисперсные частицы размером 0,3-0,5 мкм, значение рН эмульсии составляет 9,3, вязкость по ВЗ-4 составляет 11 с. Процесс проклейки бумажной массы проводят путем последовательного введения в водно-волокнистую суспензию расчетных количеств эмульсии, приготовленной из клеевой канифольной композиции, при расходе 1,1 от массы абсолютно сухих волокон и затем коагулянта (сернокислого алюминия) до достижения рН массы в пределах 6,5-7,2. Из полученной бумажной массы изготавливают образцы бумаги массой 70 г/м 2,которые испытывают по стандартным методикам и определяют степень проклейки по штриховому методу,впитываемость при одностороннем смачивании и разрушающее усилие в сухом состоянии. Данные по составу клеевой канифольной композиции и физико-механические показатели бумаги и картона при их гидрофобизации в нейтральной среде представлены в таблице. Из таблицы видно, что предлагаемый способ получения клеевой канифольной композиции для гидрофобизации бумаги и картона в нейтральной среде при значениях рН 6,5-7,2 по сравнению с прототипом повышает степень проклейки по штриховому методу от 1,0 до 1,4-2,4 мм, впитываемость при одностороннем смачивании снижает от 30 до 8-18 г/м 2 для бумаги и от 14 до 8-11 г/м 2 для картона, разрушающее усилие в сухом состоянии увеличивается от 46 до 53-70 Н для бумаги и от 58 до 69-72 Н для картона. Массовая доля моноэфиров малеинового ангидрида, мас.ч. Впитываемость Степень Массовая доля при односторонпроклейки по казеината нем смачивании,штриховому аммония,г/м 2 методу, мм мас.ч. Бумага массой 70 г/м 2 18 2,0 12 18 1,8 12 15 1,4 18 20 2,4,10 2 Картон массой 340 г/м 17 2,4 8 15 1,6 11 20 2,2 9 16 1,8 10 Бумага массой 70 г/м 2 (по прототипу) 1,0 30 2 Картон массой 340 г/м (по прототипу) 1,4 14 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3