DD267049A1 - Verfahren zur herstellung eines oberflaechenleimungsmittels - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Oberflaechenleimungsmittels. Die Herstellung des Oberflaechenleimungsmittels fuer Papier und Karton erfolgt durch Modifizierung von 1,0 Mol-Teile Anhydridgruppen enthaltendem alternierend aufgebauten alpha-Methylstyren-Maleinsaeureanhydrid-Copolymer mit 0,7 bis 1,0 Mol-Teilen eines aliphatischen Amins und 0,9 bis 1,2 Mol-Teilen Ammoniak, indem man erfindungsgemaess in einem Ruehrwerk 11 bis 33 Mol-Teile Wasser vorlegt, und bei 10 bis 80C eine 20 bis 60%ige acetonische Loesung von alpha-Methylstyren-Copolymer, wie sie nach der radikalischen Polymerisation molarer Mengen von alpha-Methylstyren mit Maleinsaeureanhydrid in Aceton anfaellt, einruehrt, im Anschluss daran das Aceton abdestilliert, danach das alipathische Amin und Ammoniak als Gemisch zusetzt und nach dem Loesen des Polymeren das noch im Polymeren eingeschlossen gewesene Aceton abtreibt und daran anschliessend in an sich bekannter Weise den Leim mit Ammoniakwasser auf einen p H-Wert von 9,5 bis 10 und mit Wasser auf die gewuenschte Leimkonzentration einstellt. Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass eine sowohl apparate- als auch bedienungsaufwendige Pulvertechnologie vermieden wird.
Description
Titel der Erfindung
Verfahren zur Herstellung eines OberflächenleimungsmittelB Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Oberflächenleimungsmittel auf der Basis von modifizierten alpha-Methyls tyren-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisaten.
Charakteristik des bekannten Standes der Technik
Eb ißt bekannt, daß modifizierte Maleinsäureanhydrid-Copolymerisate zur Herstellung von Papierleimungsmitteln verwendet werden. Die Überführung der Anhydridgruppe im Copolymeren in das Halbamid ist verfahrensseitig nicht ganz einfach« Geht man von einer acetonischen Gopolymerlösung aus und versetzt diese mit einem Amin oder einer wäßrigen Aminlösung, so fällt das Polymere als eine klebrige Masse aus, die sich beim Rühren zusammenballt.
Nach DD 224 855 wird dieser Verfahrensschritt so gelöst, daß man zunächst das Polymerisationslösungsmittel aus dem Copolymeren entfernt und das erhaltene Copolymerpulver in einem Gemisch aus V/asser und Amin suspendiert«. Unter 303 K ist die Suspension stabil. Beim überschreiten der Temperatur ballt sich die Suspension zu einem Klumpen zusammen. Da bei der Amidierung eine erhebliche Reaktionswärme frei wird, muß die Amidierung sehr langsam und unter Abführung der Reaktionswärme erfolgen. Nach erfolgter Amidierung wird das Halbamid mit Ammoniakwasser in das Aramoniumsalz überführt.
Versuche haben ergeben, daß im Amidierungssehritt maximal 50 % des zugesetzten Amins zum Amid reagieren und der Rest als Salz gebunden wird. Bei der Zugabe von M^OH erfolgt dann mit den nicht umgesetzten Anhydridgruppen im Polymeren eine Amidbildung
zum NH2"Amie.. Hierdurch entstellt ein Leim mit inhomogener Zusammensetzung,,
Eine weitere Unzulänglichkeit stellt die erforderliche Abtrennung des Polymeren aus der Polymerlbsung dar. Die Gewinnung des Polymerpulvers erfolgt über aufwendige Abtrennungsunci Trocknungsprozesse. Technisch setzt dies einen hohen Apparate·- und Bedienungsaufwand voraus und führt damit zu einer Verschlechterung der Ökonomie des Gesamtverfahrens der Pupierleimhereteilung.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Oberflächen-imungsmitteis für papier und Karton auf der Basis von ülpha-Methylstyren-Maleinsaureanhyrlrid-Copolymoren unter Umgehung einer aufwendigen Feststoffisolierung und Feststofftrocknung ohne Verminderung der Leimqualität.
Darlegung dea Wesens der Erfindung
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, alternierend aufgebaute alpba-Methylstyren-Maleinsäureanhydrid-Copolymere durch Umsetzung mit einem aliphatischen Amin z\x amidieren und mit Ammoniak in die Ammoniumsalze zu überführen, ohne das Auagangspolymere zu isolieren und daraus ein wirksames Oberflächen—imungsmittel für Karton und papier herzustellen.
Die Aufgabe wird durch Modifizierung von 1,0 Mol-Teile Anhydridgruppen enthaltendem alternierend aufgebautem alpha-Methylstyren-Muleinsäureanhydrid-Copolymer mit 0,7 bis 1,0 Mol-Teilen eines aliphatischen Amins und 0,9 bis 1,2 Mol-Teilen Ammoniak gelöst, indem man erfindungsgemäß in einem Rührwerk 11 bis 33 Mol-Toile, vorzugsweise 16 bis 22 Mol-Teile, Wasser vorlegt und bei 10 biB 80 0O, vorzugsweise 20 bis 30 0G, eine 20 bis 60%ige acetonische Lösung von alpha-Methylstyron-Copolymer, wie sie
nach der radikalischen Polymerisation molarer Mengen von alpha-Methyls tyren und Maleinsäureanhydrid in Aceton anfallt, einrührt, im Anschluß daran das Aceton abdestilliert, danach das aliphatisch^ Amin und Ammoniak als Gemisch zusetzt und nach dem Lösen des Polymeren das noch im polymeren eingeschlossen gewesene Aceton abtreibt und daran anschließend in an sich bekannter Weise dan Leim mit Ammoniakwasser auf einen pH-Wert von 9,5 bis 10 und mit Wasser auf die gewünschte Leimkonzentration einstellt.
Als aliphatisches Amin wird vorteilhafterweiue n-Butylamin eingesetzt«
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die langwierige und aufwendige Feststoffisolierung und Feststofftrocknung vermieden und ein homogenes oberflächenloimungsmittel von hoher Qualität erhalten,
Auaführungsbeispiele
Als alpha-Methylatyren-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat wurde eine 50 %igo acetonische Lösung verwendet, die durch radikalioche Polymerisation molarer Mengen von alpha-Methylstyren und Maleinsäure aniiydrid in Aceton hergestellt wurde. Das mittlere Molekulargewicht Ia^ bei 30 000.
400 g Wasser werden in einem Rührgefäß vorgelegt und auf 25 0C temperiert. Unter Rühren werden 240 g einer 50 %igen acetonisehen Lösung von alpha-Methylstyren-Maleinsäureanhydrid-Copolymeren zudosiort, wobei eine Polymersuspension entsteht. £ei einem Vakuum von 53,33 kPa und einer Sumpftempera bur von 70 bis 80 0O wird das Aceton aus der wäßrigen phase abdestilliert. Danach wird der Ansatz auf 45 bis 50 0O abgekühlt und zu der wäßrigen Suspension oin Gemisch aus 41 g n-Butylamin und 50 ml NH^OH (25 %ig) geg ben,, Nach dem Lösen dee polymeren wird bei einem
ι C;
Vakuum von 5.·*,33 kPa und einer Sumpftemperatur von 70 bis 80 0G der Rescacetongehalt aus der Leimlösung abdestilliert. Im Anschluß daran werden 15 ml BH4OH (25 %ige) und 80 g Wasser zugesetzt. Man erhält 645 g Leimlösung,
| Lelmkennwerte | 25,2 % |
| Feststoffgehalt | 1,057 g/cm3 |
| Dichte | 152 cP |
| Viskosität | 9,5 |
| pH-Wert | 4 |
| Jodfarb'/.ahl | 0,04 % |
| Acetongehalt | 79 Mol % |
| Butylamidgehalt | 1,2 |
| Leimungsgrad (f) | |
| Beispiel 2 | |
300 g Wasser werden in einem Rührwerk vorgeht und auf 25 bis 30 0O temperiert. Unter Rühren werden 240 g einer 50 %igen acetonischen alpha-Methylst^ren-Maleinaäureanhydrid-Copolymerlösung zudosiert. Bei eir.om Vakuum von 53,33 IcPa und einer Sumpftemperatur von 80 0C wird das in Wasser gelöste Aceton abgetrieben. Naoh beendeter Destillation wird der Ansatz auf 40 bis 45 0C abgekühlt und ein Gemisch f 10 28 g n-Butylamin und 65 ml Ammoniakwasser (25 %ig) zugesetzt. Unter Erwärmung auf ca, 60 0G löst βich das Polymere auf. Nach dem Auflösen des Polymeren wird der Restncetongehalt bei 53,33 kPa und 80 0G Sumpftemperatur abdestilliert. Im Anschluß an die Destillation werden 15 ml Ammoniakwasser (25 %ig) und 70 ml Wasser zugesetzt. Man erhalt 645 g Leimlosung.
| Leimkennwerte | 22,5 % |
| Faststoffgehalt | 1,062 g/cm3 |
| Dichte | 62,5 cp |
| Viskosität | 9,65 |
| pH-Wert | 4 |
| Jodfarbzahl | 0,07 % |
| Acetongehalt | 62 Mol-% |
| Butylainidgehalt | 1,3 |
| Leimungsgrad (f) | |
Ver^Ieichsbeispiel Pulverbereitung
240 g der 50 %igen acetonischen alpha-Methylstyren-Maleinoäureanhydrid-Copolymer-Lösung werden in einer dünnen Schicht auf Bleche aufgetragen und 10 Stunden .im Vakuumtrockenschrank bei 100 0C getrocknet« Auf den Blechen verbleibt ein pulverförmiges alpha-Methyl-vstyron-Maleineäureanhydrid-Copolymerea, das etwa 0,5 % Aceton enthält,
Leimhersteilung
424 g Wasser und 41 g n-Butylamin werden in einem RührgefUß vorgelegt. Bei 25 bis 30 0C werden innerhalb von 90 Minuten 120 g alpha-Methylstyren-Maleinsäureanhydrid-Copolyiner-Pulver zudosiert, wobei durch Kühlung die Reaktionstemperatur auf Werte unter 35 0C gehalten wird. Im Anschluß an die Pulverdosierung wird 2 Stunden bei 30 bis 35 0C gerührt. Danach werden 62 ml NH,OH (25 %ig) zudosiert und der Kolbeninhalt 2 Stunden bei 60 0G gerührt.
| Leimkennworte | 25 % |
| Feststoffgehalt | 1,059 g/cm3 |
| Dichte | 160 cP |
| Viskosität | 9,8 |
| pH-Wart | 4 |
| Jodfarbzahl | 0,06 |
| Acetongehalt | 76 Mo1-% |
| Butylamidgelialt | 1,3 |
| Leimungsgrad (f) | |
Leimungsgrad (f)
Die Bestimmung des Leimungsgrades (f) erfolgte nach Albrecht (R. Korn und F. Burgsteller, Papier- und ZelletoffprUfung, Springer Verlag 1953).
Für die Prüfung des Leimungsgrades wurde ein holzfreies Gtan~
ρ dardpapier mit einer Fläctienmasse von 80 g/m verwendet. Die Leimungskonzentration wurde mit 0,3 Massoanteilen in % festgelegt.
Einschätzung des Leimungsgrades
Wach Albrecht wird eine gute Leimung bei einem Leimungsgrad von f β 1 bis 10 angesehen, wobei der Feststoffauftrag 0,1 bis 1 g/m2 Papierfläche betragen soll.
Claims (4)
1. Verfahren zur Hera teilung eines Oberflächenleimungsmittels für Papier und Karton durch Modifizierung von 1,0 Mol-Teile Anhydridgruppen enthaltenden alternierend aufgebauten alpha-Methyls tyren-Maleinsäureanhydrid-Copolymer mit 0,7 bis 1,0 Mol-Teilen eines aliphatischen Amins und 0,9 bis 1,2 Mol-Teilen Ammoniak, dadurch gekennzeichnet, daß nan in einem Rührwerk 11 bis 33 Mol-Teile Wasser vorlegt und bei 10 bis 80 0C eine 20 bis 60 %ige acetonische Lösung von alpha-Methylstyren-Copolymer, wie sie nach der radikalischen Polymerisation molarer Mengen von alpha-Methylstyren und Maleinsäureanhydrid in Aceton anfallt, einrührt, im Anschluß daran das Aceton abdestilliert, danach das aliphatische Amin und Ammoniak als Gemisch zusetzt und nach dem Lösen des Polymeren das noch im Polymeren eingeschlossen gewesene Aceton abtreibt und daran anschließend in an sich bekannter Weise den Leim mit Ammoniakwasser auf einen pll-»>rt von 9,5 bis 10 und mit Wasser auf die gewünschte Leimkonzentration einstellt,
2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 16 bis 22 Mol-Teile Wasser im Rührwerk vorgelegt werden.
3„ Verfahren nacn Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die acotonische Lösung des (
das Wasser eingerührt wird.
das Wasser eingerührt wird.
die acotonische Lösung des Copolymeren bei 20 bis 30 0C in
4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß als aliphatisches Amin n-Butylamin eingesetzt wird.
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