NO762332L - - Google Patents

Description

Polyvinylalkohol som anvendes som bindemiddel for farger, maling og papirstrykemasser som klebestoff som material for formdeler udmerket seg ved høy klebekraft og høy pigment-bindeevne og ved sin bestandighet overfor mange stoffer.Den forblir imidlertid etter forarbeidelse airltid vannfølsom.

For å nedsette denne vannfølsomhet har man hittil om-satt polyvinylalkohol etter forarbeidelsen ved forhøyet temperatur i nærvær av sterke syrer med aldehyder, spesielt med formaldehyd. Uheldig er derved den sterke luktbelastning ved aldehyd og korrosjonsvirkningen av de anvendte syrer.

Det er videre kjent at våtklebrigheten av polyvinylalkohol økes ved tilsetning av borsyre, hvorfor blandingen av borsyre og polyvinylalkohol f.eks. anvendes i bølgepappfremstil-ling til sammenklebning av papirhylser og ved fremstilling av strøkne papir. En økning av vannfastheten av den tørkede kleber oppnås imidlertid således ikke.

Fra undersøkelser som f.eks. er,omtalt i "Kolloid Zeitsc.hr i ft", bind 144, november /desember 1955, side 41 og følgende, og i "Die Makromolekulare Chemie", bind III, 1949,

side 13 og følgende, er det endelig kjent at polyhydroksyfor-bindelser, hvortil også polyvinylalkohol hører, med borater i alkalisk medium danner geler. Herved sammenkjedes enkelte poly-merkjeder med hverandre ved dannelsen av et borsyredidiol-kompleks,

og dette didiolkompleks er vanskeligere oppløselig enn den rene polyhydroksyforbindelse. Riktignok danner borsyre-didiolkomplekset seg f.eks. av polyvinylalkohol i nærvær av borsyre ved tilsetning av alkali i form av en uenhetlig utfelling, hvor-ved slike komposisjoner,som inneholder polyvinylalkohol i form av didiolkomplekset,ikke eller bare vanskelig kan forarbeides teknisk. For allikevel teknisk å kunne utnytte den omtalte kom-pleksdannelse til nedsettelse av vannoppløseligheten av PVAL måtte det finnes en vei til å gjøre PVAL og borsyreholdige kom-posisjoner alkaliske først etter påføring som kleber etc., idet didiolkomplekset burde oppstå i enhetlig over det samlede sjikt.

Det er nu funnet fremgangsmåte til nedsettelse av vannoppløseligheten av polyvinylalkohol ved omsetning med borsyre i alkalisk medium, idet fremgangsmåten erkarakterisertved at man oppvarmer en blanding som i vandig oppløsning inneholder polyvinylalkohol og borsyre samt en forbindelse eller et puffersystem, hvilke eller hvilket holder blandingen ved værelsetemperatur på en pH-verdi på maksimalt 7 og først ved oppvarming endres irreversibelt således at blandingens pH-verdi forskyves i det alkaliske.

Derved lykkes det at man i første rekke kan bringe den kjente relativt lavviskose polyvinylalkohol-borsyré,-monodiol-oppløsning til applikasjon, som først etter oppvarmning av på-føringen irreversibelt overføres i det gelformede, tungt oppløse-lige didiolkomplekssystem.

Mens dette tilstrebede didiol-kompleks etter den vanlige fremstillingsmåte ved tilsetning av alkylhydroksyd til surt innstilte blandingsoppløsninger av polyvinylalkohol og borsyre fremkommer i form av uenhetlig utfelling, oppstår det etter fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen f.eks. en klebefuge fullstendig homogent.

Som puffersystemer egner det seg prinsipielt oppløs-ninger av alkalisalter av flyktige, svake, syrer som med en liten mengde av den fri syre er innstilt nøytralt til svakt surt, eksempelvis oppløsninger av natriumacetat og eddiksyre og natriumbisulfat. Natriumhydrogenkarbonat er mindre egnet fordi det er lite forenelig med polyvinylalkohol.

Spesielt fordelaktig anvendes imidlertid oppløsninger av alkali- eller jordalkalisalter av triklor- eller tribrom- eddiksyre eller av salter av disse syrer med primære, sekundære eller tertiære aminer. Av disse salter anvendes med spesiell fordel natriumtrikloracetat som foreligger som teknisk produkt i handelen.

Såvel puffersystemet som også de omtalte forbindelser virker som maskert alkali.

Valget av den anvendte polyvinylalkohol er ikke av-gjørende. Man anvender de handelsvanlige typer med et estertall inntil maksimalt 250 mg KOH/g, fortrinnsvis ca. 50 mg KOH/g. Viskositeten av 4 prosentig oppløsning i vann bør ligge mellom 2 og 100 cP.

Borsyren behøver ikke være tilstede i støkiometriske mengder..Dens andel i blandingen borsyre/polyvinylalkohol ut-gjør 2-20 vekt-%. Borsyremengden bør være desto høyere jo lavere molekylvekten er.

Alt etter polyvinylalkoholens forsåpninggrad bevirker tilsetningen av borsyre allerede en viskositetsøkning av opp-løsningen imidlertid ennu ingen geledannelse. Viskositets-økningen er desto høyere jo høyere polyvinylalkoholens forsåp-ningsgrad er.

Den maskerte alkali anvendes i omtrent støkiometriske mengder refererte borsyre.

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan anvendes over-alt hvor polyvinylalkohol anvendes som bindemiddel og det er ønsket høy vannfasthet, eksempelvis i papirstrykemasser ved fremstilling av slipe- og smergelpapir eller -lin,ved fast-gjøring av flor eller ved papir- og kartongliming. Borsyre og maskert alkali blandes homogent med polyvinylalkohol i vandig Oppløsningholdig masse, f.eks. en papirstrykemasse som også inneholder pigmenter og fyllstoffer eller slipemiddelsuspensjon etc, idet pH'-verdien ligger under 7. Massen påføres deretter som vanlig, tørkes ved så høy temperatur at det maskerte alkali frigjøres og pH-verdien forskyves i det alkaliske. Denne temperatur ligger f.eks. for natriumtrikloracetat noe over 30°C.

Prinsippet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen anskueliggjøres ved hjelp av følgende eksempler.

Tegningsfigurene viser forbedringen av vannfasthet

av polyvinylalkohol ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen.

<F/i.g,,>1 viser oppløseiighetshastighet av tre filmer ifølge eksempel 1,

fig. 2 viser oppløseiighetshastighet av tre filmer ifølge eksempel 2.

Eksempel 1

Følgende to utgangsoppløsninger ble blandet homogent ved værelsetemperatur: A) 28 vektdeler av en 10 vekt-% vandig oppløsning av en polyvinylalkohol med følgende karakteristika : Viskositet av den 4 prosentige vann-oppløsning ca. 28 cP, estertall ca. 8 mg KOH/g, pH-verdi 6,0 5.224 " av en oppløsning av 0,168 vektdeler natriumtrikloracetat borsyre 0,056 vektdeler borsyre 5,0 vektdeler vann (tilsvarende 2% borsyre på polyvinylalkohol ) B) 28 vektdeler av en polyvinylalkoholoppløsning som angitt ovenfor.

5.56 " av en oppløsning av 0,42 vektdeler natriumtrikloracetat

0,14 vektdeler borsyre i 5,0 vektdeler vann (tilsvarende 5% borsyre referert i polyvinylalkohol) .

Prøver av oppløsningen A) og B) ble oppvarmet ca.

10 min. ved 60°C. Under avkjølingen geledannet oppløsningen A) ved ca. 40°C og oppløsning B) allerede ved ca. 50°C.

Av oppløsningene A) og B) samt av oppløsningen av utgangspolyvinylalkoholen ble det støpt ca. 300 u tykke filmer lufttørket og -temperert ved 110°C ca. 5 min.

Fig. 1 viser oppløselighetshastighetskurven for en vandig oppløsning av filmene av 10% syrekonsentrasjon for de tre filmer ved 90°C oppløsningstemperatur. Tydelig er reduser-ingen av oppløseligheten av film B.

Eksempel 2 .

Følgende to oppløsninger ble blandet ved værelsetemperatur: A) 28 vektdeler av en 10 vekt-% vandig oppløsning av en polyvinylalkohol med følgende karakteristika: Viskositet av den 4 prosentige vandige oppløsning ca. 19 cP estertall ca. 140 mg KOH/g, pH-verdi 6,0 5.224 " av en oppløsning av. 0,168 vektdeler natriumtrikloracetat og borsyreeO,0 56 " i 5.0 " vann (tilsvarer 2% borsyre referert til polyvinylalkohol) B) 28 vektdeler av en polyvinylalkohol-oppløsning som angitt ovenfor

5.56 " av en oppløsning av 0,4 2 vektdeler natriumtrikloracetat og 0,14 vektdeler borsyre

i 5,0 vektdeler vann (tilsvarer 5% borsyre referert til polyvinylalkohol) .

Ifølge eksempel .1 ble. det av oppløsningen A) og B) og oppløsningen av utgangspolyvinylalkoholen støpt filmer og opp-beredet på samme måte. Fig. 2 aanskueliggjør oppløselighets-kurven av disse filmer sammenliknet med film av utgangspolyvinylalkoholen for en syrekonsentrasjon på 10% ved 2o8c. Mens den ikke nettdannede polyvinylalkoholflim etter ca. 45 min. går praktisk talt fullstendig i oppløsning, viser de nettdannede filmer av oppløsningene A) og B) en betraktelig kaldvannsreistens.

Claims (3)

1. Fremgangsmåte til nedsettelse av vannoppløseligheten av polyvinylalkohol ved omsetning med borsyre i alkalisk medium, karakterisert ved at man oppvarmer en blanding som i vandig oppløsning inneholder polyvinylalkohol og borsyre, samt en forbindelse eller en puffersystem, hvilket eller hvilke holder blandingen ved værelsetemperatur på en pH-verdi under 7, og oppvarmingen endres irreversibelt således at blandingens pH-verdi forskyves i det alkaliske.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert v e d at det oppvarmes en blanding som inneholder et alkali-, jordalkali, eller ammoniumsalt av triklor- eller tribromeddik-syre.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, karakterisert v e d at det oppvarmes en blanding som inneholder natriumtrikloracetat.