Композиция на основе карбамидной смолыи крахмала

,1: :- - , ".от.; .е -шг п, У:.Ф ОПИСАНИЕ ИЗОЬЕЕТЕНИЯ ЗЗЗ 62 Союз Советских Социалистичеснил РеспублинК ПАТЕНТУ 1 ПК С 08 д 37(3 аявлено 08 Х,1964 ( 899113/23-5 иоритет Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССРпубликовано 31.Л 11.1971. Бюллетень М 78,652,19 (088.8 Дата опубликования описания 28.Х.197 Авторыизобретения Иностранцы акамура Иосимацу и Симизу Каца Заявител НА ОСНОВЕ КАРЬАМИДНОЙ СМОЛЬ и КРАХМАЛА КОМПОЗ Зависимый от патентаИзвестна композиция на основе водорастворимой карбамидной смолы, полученной в щелочной среде при температуре не более 80 С, и крахмала.Предлагают композицию на основе водорастворимой смолы, полученной совместной конденсацией ацетона и карбамида, или этиленкарбамида, или меламина с формальдегидом в присутствии щелочного катализатора при температуре не более 70 С.Композиция находит широкое применение в качестве средства для склеивания бумажных изделий, таких как гофрированные прессованные бумажные плиты, бумажная лента (при намотке ее в рулоны), мелованная бумага для высоких глянцев; а также композиция широко используется для нанесения поверхностных покрытий на различных сортах бумаги, как средство для повышения механической прочности бумаги различных сортов, и в составе средств для аппретирования текстильных изделий в качестве смолообразующего компонента.Наличие в составе склеивающего средства сополимера винилацетата с малеиновым ангидридом, а также крахмала оказывает эффективное вляние на приклеивание гофрированных прессованных бумажных плит и других сортов бумаги в отношении удобства применения в условиях эксплуатации, прочностисклеивания и стабильности композиции.Кроме того, добавление к склеивающему5 средству кетональдегндной конденсационнойсмолы оказывает весьма эффективное действие для придания водоустойчивости,По предлагаемому способу ацетон и карбамид или меламин взаимодействуют с формальО дегидом при комнатной температуре или притемпературе ниже 70 С, в присутствии щелочного катализатора, такого как гидраты окисейили карбонаты щелочных или щелочноземельных металлов (например, гидрат окиси нат 5 рия, гидрат окиси калия, углекислый барий),или органические основания (например, метиламин, диэтиламин). По окончании реакциинепрореагировавшие вещества отгоняют припониженном давлении для получения водораО створимой, бесцветной, прозрачной смолы, ккоторой подмешивают крахмал и сополимервинилацетата с малеиновым ангидридом. Получают состав, включающий три компонента.А. Получение щелочной соли сополимера5 винилацетата и малеинового ангидрида.20 г винилацетата, 20 г малеинового ангидрида и 400 г бензола помещают в литровуютрехгорлую колбу, снабженную мешалкой,термометром и обратным холодильником. С этой смесью проводят реакцию в течен:е 2 сас при температуре 801 С в присутствии 0,2 г перекиси бензола в качестве инициатора полимеризации. По окончании реакции бецзол отфильтровывают и полуденны Сополимер вы- СУШИВЯЮТ ДО ПОСТОЯННОГО ВЕСЯ В ВсКУМ-СУ- шильцом шкафу при температуре 80 - 00"С. ВЫХОД КОЛИЧЕСТВЕННЫЙ, рВЕН 40 с",. 40 я СОПО- лимера растворяют в 220 г воды при нагревании. После охлаждения раствор нейтрализуют раствором 14,7 г гидрата окиси натрия в 47,8 г воды, причем получается 320 г 15 Оо-ного водного раствора сополимера вццилацетата с малеццовым ангидридом.Ь, Получение водорастворимой смолы, являющейся продуктом совместной коцдесации ацетоцкарбамида (или этиленкарбамида) с формальдегидом.1) 29,0 г (0,5 1 оль) ацетона и 194,8 г (2,4 моль) 37 Оо-ного раствора формальдегида (формалина) помещают в колбу Эрленмсйеря нс 1 500 1 л снябнеццуО термОетро НОС- ле чего добавляот 12,0 г (0,2 1 оль) мочевины. После полного растворения мочевицы постепенно добавляют 11,0 г 207 о-ного водного раствора гидрата окиси натрия. Ввиду того, что температура должна повышаться по мере хода экзотермической реакции, реакционную смесь, находящуося в колбе, выдерживают при температуре ниже +ЗОС, Г 1 осле прекращения тепловыделения реакционную смесь оставляют стоять в продолжение 24 час при комнатной температуре. После окончания реакции непрореагировавшие вещества отгоняют при температуре ниже 50 С при пониженном давлении. В результате получают 201,9 г водорастворимой бесцветной прозрачной смолы, содержащей 51,1 ОО твердого вещества.2) 29,0 г (05 лоль) ацетона и 243,5 г (З,О моль) 37 Оо-ного мормалина помещают в колбу Эрленмейера на 500 тл, снабженную термометром, после чего добавляют 18,0 г (0,3 моль) карбамида, После полного растворения карбамида постепенно добавляют 11,0 г 20 Ооного водного раствора пдрата окиси натрия. Г 1 рименяя методику, изложеццуо в примере 1, получают 243,7 г водорастворимой бесцветной прозрачной смолы, содержапей 475,( твердого вещества.3) 29,0 г (0,5,Ноль) ацетона, 162,3 г (2,0 моль) 37%-ного формалина и 12,0 г (0,2 1 оль) карбамида помещают в трсхгорлую колбу емкостью 500 1 л, снабженную мешалкой, термометром и конденсатором с воздушным охлаждением, После полного растворешя карбамида добавляют 5,0 г гидрата окиси кальция. Ввиду того, что температура должна будет повышаться в результате хода экзотермической реакции, реакционную смесь выдерживают при температуре около 50 С, применяя неоднократное Охлаждение одоЙ. Поле того, как выделение тепла прекратится, продолжают реакцию, применяя ца рсвацие на водяной бане при 50 С в продолжение 2 - 3 час. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 60 65 После Окончания реакции катализатор Отде;я ют путем фильтрования. 1-1 е вошедшее в реакцию вещество, содержащееся в фильтрате, отгоняют при температуре ниже 50"С при по. цижеццом давлении, получают 182,3 г водорастворихО бесцветной прозрачной смолы, одержащей 57,2 твердого вещества.4) 29,0 г (0,5 моль) ацетона, 194,8 г (2,4 1 Оль) 37,-ного формалина и 18,3 г (0,2 лоль) этиленкарбамцда со степенью чистоты 94 " помещают з колбу Эрленмейера на 500 1 л, снабженцуо терзметроъ. После полнОГО растворения этилецкарбамида добавляют 11,0 г 20% -цоо водного раствора гидрата окиси натрия. Последующие операции проводят, как указано в примере 1. Б результате получаОт 200,5 г водорастворимой, бледно-желтой ил; 1 ке бссцветнОЙ прозрачнОЙ смолы, содержащей 58,9 о твердого вещества.5) 290 г (0,5 1 Оль) ацетона, 243,5 г (3,0 ,1 оль) 37%-поо формалина и 27,5 г (О,Змоль) этилсцкарбамидя со степенью чистоты 94"р помещают в колбу Эрлецмейера емкостью 500 1 л. Колба Эрленмеиера снабжена термометром, 11 осле полного растворения этилецкарбамида добавляОт 11,0 г 207 о-ного водного раствора гидрата окиси натрия, Далее поступают, как указано в примере 1, Получают 198,9 г водорастворимой, желтоватой или бесцветной прозрачной смолы, содержащей 51,2% твердого вещества.б) 29,0 г (0,5 1 оль) ацетона; 194,8 г (2,4 лОль) 37,/о-ного формалина и 25,8 г (0,2 Ноль) маламина помещают в четырехгорлую колбу емкостью 500 1 л, снабженную мешалкой, термомецтром, капельцой воронкой и обратным холодильником, К указацной смеси добавляют110 а (0,5 О,Оль) 10 о-ного вод. ного раствора гидрата окиси натрия, Ввиду повышения температуры в результате экзотезмиеской реации колб) Охлаждают водоЙ НЕС 1.0 ЛЬКО РЯЗ С ТсКИ 1 ЗЯСЧЕТОХ 1, ЧТООЬ ТЕМПЕ ратура не поднималась выше70 С, После прекращения тепловыделения реакцшо продолжают, подогревая смесь ца водяной бане при температуре 70"С в течение 30,1 и. Реакционная система, первоначально содержащая белую взвесь церастворившегося мела мина, по мере хода реакции становится прозрачной, приобретая слегка желтоватый оттенок, за счет умсцьшеция когИчества меламица, не вошедшео и реакцию. По окончании реакции отгоняют цезцачительное количество непрореагировавшего формальдегида совместно с водой при температуре ниже 50 С при пониженном давлении. В результате получают 207,0 г водорастворимой, слегка желтоватой, прозрачной смолы, содержащей 51,2 Оо твердого вещества, В отличие от известных в настоящее время меламинформальдегидных смол, смола, полу;еИая в соответствии с описанным выше процессом, имеет весьма продолжитсл.:ый предельныЙ срок хранения и не изменяет сколько-нибудь значительно и по.степенно присущих ей свойств,313362 Пример 1. 30",о-цыц возцый раствор водорастворцмой смолы Б смеььлвают с сополимером винилацетата с малецновым ацпьдридом в соотцошеццц 4:б по весу, после чего смесь добавляют к крахмалу в количестве 15% 1 около 2,6%, считая ца пасту) для получения желаемого состава. 10 15 П р и м е р 3. Можно приготовить состав Б 13) с тем отличием, что примецяют 307 о-ььый вод)ьый раствор водорастворцмоц смолы Б 16), являющейся продуктом совместной коцденсациц ацетона, меламцна и формальдегцда,г Носитель, гКрахмал 12,8 Вода 232,8 Едкий натр 1,9 Вода 93,2 Основной компонент, Крахмал 96 Вода 163 Бура 2,9 Таблица 1 Условия склеивания Средства для склеивания 160 С 140 С 120 С Время сек 3060 90 12010 20 30 40 , 60 40 60 20 120 10 90 20 10 йй Х Л Х Х Х о (е й 1 й й (-) й Х Х Х й й О й О Х Л Х Х Х 0 й л Х Х й й ООй й Х Х Х й ь) (-) й Л Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Х Пример Пример Пример Состав Состав Паста,один 123ВГсодержащая крахмал и ) (-1 й, й 0й Х Х Х й О О й Х О й й О Х и Х Х Х й Х Х Х 0й Х Х Условные обозначения: Х - образец погружается на 10 сск. в ванну для испытания волостойкости; Ь в погружается начас (плохая характеристика); 0 - погружается на 24 час 1 хорошая характеристика); й - не по. гружается за время, превыша(ошее 24 час (прсвосходпын оказ),При получении указанных выше водорастворимых смол, являющихся продуктами совместной конденсации ацетонкарбамида (иль) этиленкарбамида, или меламина) с формальдегидом, карбамид, этцленкарбамцд и меламин могут применяться раздельно или же в сочетании из двух или трех названных продуктов с целью получения гомолога. Предпочтительно примецять карбамид (ььли этиленкарбамид, или меламин, а также их смеси) в количестве, меньшем чем 1 моль по отношению к 1 моль ацетона. Далее рекомендуют, чтобы пропорциональное соотношение между суммарным количеством ацетона и карбамида (или этиленкарбамида, меламина или смеси их) по отношению к альдегиду было 1,яо.ль к 2 - 6 моль. Температуру реакции нужно регулировать с таким расчетом, чтобы она не превышала 70 С, лучше чтобы она выбиралась в пределах между комнатной и +70 С. Если температура реакции будет превышать +70 С, молекулярный вес полученной смеси чрезмерно возрастает. Это приводит к ухудшеьшю растворимости смолы в воде и, как следствие, эффективность в части придания водоустойьп)- вости снижается. Количество водорастворимой смолы, являющейся продуктом совместной конденсации и добавляемой к крахмалу, желательно поддерживать в пределах 0,5 - 5 ч. по весу в пересчете на содержание твердого вещества на 100 ч. крахмала.В. Стандартные составы крахмальной пасты, применяемой для приклеивания гофрированных прессованных бумажных плит.Крахмальная паста, применяемая в приводимых ниже стандартных составах, дана в том виде, в каком она обычно применяется изготовителями гофрированных прессованных бумажных плит. 25 30 35 40 45 П р и мер 2. Можно приготовить состав Б 13) с тем отличием, что прцмецяют 304-ььый водный раствор водорастворцмой смолы Б (4), являющейся продуктом совместной коцденсации ацетона, этцлецкарбамцда и формальдегида. Подготавливают участок для склеивания площадью 1 д(,х,15 . (осььовноц материал - фирма Моььсьо пейпер мэнифекпорцнг компани лихь)ьтед, плотностью 240 г/д(, гофрцруюпцьй материал - той же фирмы, плотностью 140 г,и 2); склецвают материал с применением составов, описаццых в приводимых выше примерах, причем соблюдают нижеуказанные условия для склеивания. Устойчивость к воздействию влаги у пластин из гофрььроваььнойпрессованной бумаги исследуют так: упомянутую пластину нагружают грузом, равным 100 г, и дают ей плавать в воде, заполняющей ванну термостата, цмеющец температурх +20 С; затем определяют промежуток воеменц до погружения листа в воду. Из результатов, приведеннььх в табл. 1 ясно видна замечательная устойчивость. По сравнению с крахмальной пастой, не содержащей добавок, а также с известными смолами отмечают сокращение времени, необходимого для склеивания; процесс сгклеивания моцо ос цьествлять при более низких температурах.среднее 10,0 10,0 10,0 10,0 30,0 30,0 30,0 30,0 5,8 5,9 5,2 5,3 5,3 4,3 4,9 3,6 3,8 3,9 5,5 5,6 4,2 4,3 4,4 Пример 1Пример 2Состав АСостав БПаста, содервещаякрахмал один Таблица 3 Количестводооавляемого состава считая на крахмал), %Содержание твердого вещества,Водоустойчивость Прочность склеивания,Состав для склеивания кг 1) Состав согласно данному изобретению2) Маркировка изделия В Крахмальная паста одна12,4 12,410,3 9,7 11,4, П,4 21 40 10 10 П,9 10,8 П,9 12,2 10,3 11,6 Примечание: 1. Прочность один из испытуемых образцов Бодоус 1 оичивость определяют ной бумаги после погружения скчеивания измеряот с помощью прибора по Пайну после того, как выдержан в атмосфере с относительной влажностью - 90% при 40 С по отиогцсьию и гофрированному материалу на основе прессованв воду, имеющчю температуру 20 С, иа. 24 час,2. х Состав В - водный раствор части гно алкилировянной мсламинформяльдегидной смо. лы (мстилольная гругпа частично этсрифнцировяна этянолох), ПокгЗяте;и: нненний вид- - бссцветная проззапа жнкость; МХ 303"-,; В 51 зкость 8,95 са/азвнскОзн.етр типа Б рукфнльда, 25 С); удельный вес 1,101 (20 С). Состав Г - водньц раствор зОси ям;Онпевой соли смолы, являющейся продуктом предварительной конденсации винилацетатя, малеинового ангидрида и ацетонформальдегида.Показатели: внешний вид - вязкая жидкость оранжевого цвета; водородпый показатель рН ,3; вязкость 1760 сп(аз 1 внскозиметр М 2 Брукфильда, 25 С). ХХ 318 Далее, двойную гофрированную пласгину нз прессованной бумаги покрывают склеивающей пастой, состав которой приведен в прнмере 1, после чего прочность склеивания определяют с помощью испытательного прибора по Пайну. Результаты определений приведены в табл. 4. Плита из прессованной бумаги, покрытаягофрированным материалом с одной стороны плопость такого материала марки с)СР 140 гlи, изготовление фирмы Хоншу пейпер 5 мэнифекчюринг компания лимитед) и проклядоньй материал 1 КВ - 300 гм ), изготовление фирмы Ренге Шикл компани лимитед) покрыты пастой, состав которой приведен в примере 1, и высушены при 130 С за 10 5 сек, По сравнению с известными склеивающими средствами, как это следует из табл. 2, добавление небольшого количества состава обеспечивает повышенную прочность склеивания при воздействии высокой температуры и 15 высокой влажности. Одновременно достигает.ся лучшая водоустойчивость. Прочность склеивания, кгКол-во)дооавки,считая на , максимум минимумкрахмал, Ъ Скорость действия машины, пбиин (да): 800 (68), Угругость паров у обогрев, щей пластины, ат: 7,5. Концентрация крякяль ной пасты %:при одностороннем нанесении 20 при двустороннем нанесении 21,3,313362 10 Таблица 4 Количество добавляемого состава (считая на крахмал), % Прочность склеивания, кг Средство для склеивания минимум максимум среднее Примечание: испытуемая проба Бч 50 мя )( 50 я.и 15 6 гофров), Е: 31,чм Х 81 л.и112 - 13 гофров),Предмет изобретения гидрида, и в качестве смолы использована смола, полученная путем совместной конденсации ацетона и карбамида. или этиленкарбамида, или меламина с формальдегидом в при сутствии гцелочного катализатора при температуре не более 70 С,Композиция на основе карбамидной смолы и крахмала, например, для проклейки бумаги, отличающаяся тем, что в композицшо введен сополимер винилацетата и малеинового анСоставитель В. Попова Техред Е. Борисова Корректор Е, В. Исакова Редактор Л. Новожилова Заказ 2948/14 Изд. М 1189 Тираж 473 ПодписноеЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва, Ж, Раушская наб., д. 475 Типография, пр. Сапунова, 2 Представленный состав,Продажная кегоновая смолаПредставленный состав .Продажная кетоновая смола Содержание твердого вещества, оа 21,0 18,0 21,0 18,0 1014,81014,8 24,00 21,25 31,50 27,75 18,25 16,25 27,50 25,50 21,34 18,95 29,22 26,78