165640. lajstromszámú szabadalom • Eljárás papirbevonó anyagok előállítására
3 165640 4 papírbevonó-masszák szintetikus kötőanyagaként a 950 924 ljsz. brit, ill. 1497 368 ljsz. francia szabadalmi leírásokban leírt, több mint 12 szénatomos karbonsavak vinilészterei sem, mert természetes kötőanyagokkal képezett keverékeik 5 túl nagy viszkozitásúak. Azt találtuk, hogy az olyan, emulziós polimerizációval előállított keverékpolimer-diszperziók, melyeket úgy nyerünk, hogy 10 70-95 súlyrész vinilacetátot 5-30 súlyrész etilakriláttal és/vagy legfeljebb 12 szénatomos egyenesláncú monokarbonsavak vinilésztereivel IS egy emulgeátor-keverék és egy katalizátor jelenlétében - önmagában ismert módon — emulziósán polimerizálunk, mimellett emulgeátor-keverékként I. 5-95 súly% 6-20 szénatomos, egyenes- vagy elágazó szénláncú alkilcsoporttal szubsztituált és 20 2—8 etilénoxid- vagy propilénoxid-egységet tartalmazó szulfonált polietoxi- ill. polipropoxi-alkilfenolból és II. 0-95 súly% 6-20 szénatomos, egyenes vagy elágazó szénláncú alkilcsoporttal szubsztituált és 25 1—40 etilénoxid- vagy porilénoxid-egységet tartalmazó polietoxi- ill. polipropoxi-alkilfenolból és III. 0-95 súly% HO(CH2-CH 2 -0) a -(CH-CH2 -0)b -(CH 2 -CH 2 -0) c -H általános I 30 CH3 képletű — mely képletben a jelentése 2-40-ig, b jelentése 6—53-ig, c jelentése 2-40-ig terjedő szám — vegyületből álló keveréket használunk, 35 különösen előnyösen használhatók műanyagkötőanyagokként papírbevonó-masszák előállítására, mert keményítővel kevert alakban is kis viszkozitású papírbevonó-masszákat szolgáltatnak. 40 Azt találtuk továbbá, hogy a papírbevonómasszáknak nemcsak főként nyíróigénybevétellel szembeni stabilitása, de a találmány szerinti bevonó-masszák tépőszilárdsága is jelentős mértékben javul — anélkül, hogy a keményítő 45 tartalmú bevonó-masszák előnyös viszkozitási tulajdonságai változnának — ha a műanyagdiszperziók a monomerkeverékre számított 0,1—5súly%- előnyösen 2súly%— vinilszulfonsavat vagy sztirolszulfonsavat is tártai- 50 máznak a többi monomerrel együtt polimerizált formában. A vinilszulfonsav és/vagy sztirolszulfonsav együtt polimerizálása műanyag diszperziók elő- 55 állításánál önmagában ismert (pl. a 253 349 ljsz. osztrák szabadalmi leírásból). Nem volt azonban előre várható, hogy használatuk a találmány szerinti diszperziókban a papírbevonó-masszák stabilitását és az azokkal bevont papírok tépő- 60 szilárdságát jelentős mértékben javítja anélkül, hogy a készítmények — főként a keményítőt, mint természetes kötőanyagot is tartalmazó készítmények — reológiai tulajdonságait hátrányosan befolyásolná. 65 A vinilacetát komonomerjeiként vinilpropionát vagy legföljebb 12 szénatomos, el nem ágazó láncú monokarbonsavak vinilészterei vagy etilakrilát vagy ezek keverékei jönnek számításba. A vinilacetát és a komonomer mennyiségi aránya 70:30 és 95 :5 között változhat, előnyösen 80:20 és 90:10 között van. A használt vinilészter például vinilbutirát, vinilkapronát vagy vinillaureát lehet. Polimerizációs katalizátorként előnyösen ammónium- vagy alkáli-peroxodiszulfátokból és ammónium- vagy alkálibiszulfitekből vagy nátriumditionitból vagy aszkorbinsavból álló redox-rendszereket használunk. A diszperziók előállítása során valamennyi reakciópartner emuigeálható. Az emulzió egy részét a reaktorba töltjük, a redoxrendszer peroxidját a reakcióelegyhez adjuk, majd azt a reakcióhőfokra melegítjük. Az emulzió maradékrészét a redoxrendszer második komponensével keverjük össze, majd folytonosan tápláljuk a reakcióelegybe. A polivinilacetát-diszperziók használatának egyik fő problémája abban állt, hogy a belőlük keményítővel — mint természetes kötőanyaggal — előállított papírbevonó-masszák viszkozitása túl nagy volt, és ezért a masszákat a korszerű, gyorsjáratú kenőberendezéseken feldolgozni nem lehetett. Ezzel szemben a találmány szerinti, polivinilacetát diszperzió-tartalmú papírbevonó-masszák még 50%-nál nagyobb szárazanyag-tartalom esetén is kis viszkozitásúak. Viszkozitásuk 24 órás tárolási idő alatt is csupán kis mértékben változik. A bevonó-masszák ezenkívül hőigénybevétellel szemben, tárolás alatt és elektrolitokkal szemben is stabilisak. Mindenekelőtt nyíróigénybevételnek állnak ellen. Ezért különösen alkalmasak henger- és Rakelkenő berendezéseken történő feldolgozásra. A bevonó-masszák szárazanyag-tartalma előnyösen 25—55%. A polimer-tartalom 2-30%-a, a pigmens-tartalom 50-95%-a a bevonómassza szárazanyag-tartalmának. A bevonómassza természetes kötőanyag-tartalma a szárazanyagra számított legföljebb 40% feltárt keményítő vagy kazein vagy ezek keveréke lehet. A papírbevonó-masszákban használható pigmensek a kaolin, báriumszulfát, kalciumkarbonát, titándioxid stb. Tartalmazhat a bevonómassza ezenkívül további adalékanyagokat, így pigmensdiszpergálószereket, optikai fehérítőket, színezékeket, habzásgátlókat, viaszokat vagy lágyítókat is. Diszpergálószerként például a poliakrilsav sói és nagymolekulás, vízoldható polifoszfátok alkalmasak. Az alábbi kiviteli példákban a találmány szerinti papírbevonó-masszák előállítását írjuk le az alábbi összetételű diszperziók felhasználásával. 2
