Способ получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика

Способ получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАГИ ДЛЯ ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ ДЕКОРАТИВНОГО БУМАЖНОСЛОИСГОГО ПЛАСТИКА, включающий приготовление суспензии волокнистых материалов , приготовление дисперсии фенолформальдегидной смотал, смешение их, отлив бумажного полотна с предварительным введением коагулянта и флокулянта , о тли -чающийся тем, что, с целью пов1&1ения технологичности способа при одновременном снижении загрязненности сточных и оборотных вод, дисперсию фенолформальдегидной смолы готовят из расплава смолы С вязкостью 200-300 сП или спиртового раствора ее с вязкостью § 300 сП путем обработки ее в турбулентном воднсм потоке в пульсацион (Л - ном попе с частотой колебаний 1,510 -510 Гц и амплитудой 0,1-0,5 мм.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

MR. " Х (21) 3294415/29-12 (22) 06.04.81 (46) 30.03.83. Бюл. Ф 12 (72) 3.Л.Аким, Л.А.Павлова,Г.Ю,Бутко, Т.A.Îøåâíåâà, В.А.Соколов, Г.Б.Шалун, В.Б.Голынкина и .Д.И.Шрагина (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промыленности и Ленинградский завод слоистых пластиков (53) 676.489.2(088.8) (56) 1. Патент франции В 2189576, кл .. D 21 Н 3/38, 1974.

2. Патент CIIIA В 4026848, кл. 260-, 17.4, 1977.

3. Авторское свидетельство СССР В 572546, кл. D 21 О 3/00, 1977 (прототип).

„.Я0„„1008321, А (54) (57) CIIOCOS IIOJPf EHHII BVHAI H JPIH

ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ ДЕКОРАТИВНОГО БУМАЖНОСЛОИСТОГО ПЛАСТИКА, включающий приготовление суспензии волокнистых материалов, приготовление дисперсии . фенолформальдегидной смолы, смешение их, отлив бумажного полотна с предварительным введением коагулянта и флокулянта, о т л и .ч а ю шийся тем, что, с целью повьыения технологичности способа при одновременном снижении загрязненности сточных и оборотных вод, дисперсию фенолформальдегидной смолы готовят из расплава смолы с вязкостью 200-300 cII или спир тового раствора ее с вязкостью 260

300 сП путем обработки ее в турбулентном водном потоке в пульсацион, ном поле с частотой колебаний 1, 510

-5 10 Гц и амплитудой 0,1-0,5 мм.

1008321

Изобретение относится к целлюлознобумажной промышленности, а именно, к способам получения бумаги, содержашей в композиции фенолформальдегидную смолу.

° Известен способ получения бумаги, 5 в котором в волокнистую массу вводят смолу в виде дисперсии, полученной в процессе цоликонденсации мономеров в присутствии катализатора, катионоактивных и анионоактивных диспергато- 10 ров (цетил-З-метиламмония, хлористого железа и др.), стабилизаторов (окиси этилена, изонилфенола ) и коагулянта (.1 j.

Основным недостатком этого способа)5 является загрязнение сточных вод, получаемых в процессе отлива бумаги, диспергаторами, стабилизаторами и низкомолекулярными.фракциями смолы, причем удалить эти стабилизаторы, диспергаторы до смешения дисперсии с волокнистой суспензией не представляется возможным без разрушения

-дисперсии.

Известен способ-получения бумаги, в котором вблокнистую суспензию смешивают с дисперсией фенолформальде-., гидной смолы, полученной в процессе поликонденсации в присутствии эмульгаторов и загустителя, при этом в ка" честве эмульг. тора используют смолы арабик, натриевую соль карбоксиметилцеллюлозы, а в качестве загустителя используют, например, сополимер этилена или этилвинила и малеиновой кислоты, полиакриламид и лю- 35 бые другие водорастворимые полимеры, повышающие вязкость воды и совместимость с другими компонентами дисперсии (.23.

Недостатком этого способа, также " 40 как и предыдущего, является, загрязнение сточных вод специальными добавками (загустителями, эмульгаторами ), используемыми при получении дисперсии, а также низкомолекулярными фракциями смолы.

Наиболее близким к предлагаемому является способ изготовления бумаги для внутренних слоев декоративного бумажнослоистого пластика, включающий приготовление суспензии волокнистых материалов, приготовление дисперсии фенолоформальдегидной смолы, смешение их, отлив бумажного полотна с предварительным введением коагулянта и флокулянта (31.

В этом способе водную дисперсию смолы готовят следуюШим образом.

Фенолформальдегидную смолу измельчают до порошкообразного состояния, подвергают фракционированию. Однако 60 размол твердой смолы до порошкообразного состояния является пожарои взрывоопасной операцией. Кроме того, размол фенолформальдегидных смол затруднен, что объясняется их низкой 65 температурой плавления. По этой же причине размолотые смолы в процессе хранения и транспортировки слеживаются, что требует введения антислеживателя. Получаемые порошковые смолы полидисперсны и неравномерно распределяются в бумаге при ее иэготовлении. Кроме технологических затруднений существенным недостатком этого способа получения бумаги является необходимость очистки сточных вод от свободного фенола, формальдегида и водораствориьых фракций смолы, которые содержатся в порошковой фенолформальдегидной смоле и переходят в сточные воды при изготовлении бумаги. .Цель изобретения - повышение технологичности способа при одновременном снижении загрязненности сточных и оборотных вод.

Поставленная цель достигаетСя тем, что в способе изготовления бумаги для внутренних слоев декоративноro бумажно-слоистого пластика, включающем приготовление суспензии волокнистых материалов, приготовление дисперсии фенолформальдегидной смолы, смешение их, отлив бумажного полотна с предварительным введением коагулянта и флокулянта, дисперсию фенолформальдегидной смолы готовят из расплава смолы с вязкостью 200

300 сП или спиртового раствора ее с вязкостью 200 - 300 сЛ путем обработки.ее в турбулентном водном потоке в пульсационном поле с частотой колебаний 1,5 104- 5,0 ° 104Гц и амплитудой 0,1-0,5 мм.

Дисперсию смолы получают в поле мелкомасштабных пульсаций с частотой колебаний (1, 5-5,0) ° 10Ч Гц, так4 как .при уменьшении ее ниже 1,5 "10 Гц скорость образования частиц мала, при превышении частоты выше верхнего предела возрастает скорость протекания механо-химических процессов, происходит частичное сшивание молекул смолы, и она преждевременно теряет текучесть при дальнейшем прессовании пластика.

Диапазон пульсаций 0,1-0,5 мм. В этом поле мелкомасштабных .пульсаций. оздается значительной величины опимальный градиент сдвига (1,11,8) .104с..при уменьшении амплитуды пульсаций ниже 0,1 мм (или увеличении градиента сдвига выше 1,8 104с " наблюдается высокая диссипация энергии и, хотя частицы смолы приобретают первоначальный размер 1-5 мм, они в ходе диспергирования слипаются и в результате получается продукт, непригодный для введения в бумажную массу.

При увеличении масштаба пульсаций выше 0,5 мм агрегирование частиц не

1008321

Э (происходит, однако в этих условиях получается полидисперсний продукт размер частиц 30-80 мкм ). При этом ухудшаются условия экстрагирования непрореагировавшего фенола и низкомолекулярных фракций смолы, котоРые 5 при хранении такой .дисперсии или при введении ее -в бумажную массу посте-. пенна диффундируют в воду, что требует дополнительной очистки сточной води. Превышение вязкости выше 300 сП 0 ухудшает условия диспергирования, сМола налипает на аппарат и образования дисперсии не происходит. Уменьшение вязкости Расплава ниже 200 сП ухудшает качество дисперсии, поскольку слишком низкомолекулярный продукт плохо: высаждается водой.

Таким образом, при работе в укаэанных выае условиях обеспечивается получение с высокой скоростью тонкодис. персного продукта (размер частиц 20 -20

40 мкм )и обеспечивается практически полная экстракция непрореагировамаего -фенола и водорастворимых фракций иэ частиц смолы.

Способ осуществляют следующим образом. . Готовят суспензию волокнистых материалов и-водную дисперсию фенолформальдегидной смолы. Водную дис.персию фенолформальдегидной смолы - 30 .готовят по следующей технологии. В роторно-пульсационный аппарат, пред.,варительно заполненный водой, вводят постепенно фенолформальдргидную смо..лу .в виде 70-80%,-неводного (на- 35 пример, спиртового раствора или расплав смолы, взятый непосредственно .после окончания процесса поли. конденсации (для сохранения вязкотекучего Ьостояния ). Дисперсию полу- 40 чают в результате суммарного воздействия на спиртовый раствор или расплаВ интенсивного турбулентного потока водной фазы и,пульсацион- . ного поля с частотой колебаний (1,5 - 45 -5,0 ) 10 Гц.и амплитудой 0,1-0,5 мм..

Затем полученная дисперсия самотеком или с помощью насоса поступает в сборник для фильтрации и концентри-, рования..

При фильтрации дисперсии с жидкой фазой удаляетая экстрагированный фенол и низкомолекулярные фракции смолы, перешедщие в нее при получе-. нии дйсперсии в указанных условиях..

В дисперсии определяют размер частиц и содержание Фенольных соединений.

Затем концентрированную дисперсию смолы а виде пасты или.после ее раз-бавления смешивают с суспенэией целлюлозы и отливают. бумажное полотно 60 с йредварительным введением кбагулян:та и флокулянта. После отлива определяют содержание фенола и водорастaopawx фракций смолы в сточных водах. 65.4

Пример 1; .Готовят волокнистую суспенэию иэ небеленой сульфатной целлюлозы, размолотой до 50 ШР.

Готовят дисперсию фенолформальдегидной смолы, для чего в емкость роторно-пульсационного аппарата заливают

2 л води с температурой 10ОС,- а затем при работающем аппарате постепенно вводят 140 г расплава смолы с вязкостью 300 сП, взятого непосредственно после окончания процесса поликонденсации и отделения надсмольной воды. Дисперсию смолы получают в результате воздействия на смолу, находящуюся в вязкотекучем состоянии, интенсивного турбулентного потока водной Фазы и поля мелкомааитабных пульсаций с частотой колебаний

1,5 - 10 Гц и амплитудой 0,5 мм. Заф тем проводят фильтрацию дисперсии.

Обрабатываевые таким образом частицы приобретают размеры 20-40 мкм.

Иода распределения полученной дисперсии 28-36 мкм и ее доля в рас-. пределении - 90%. Содержание Фенола и водораствориьих Фракций смолы 0,12% от веса абсолютно сухой смолы.

Берут полученную дисперсию в количестве 80% от абсолвтно сухого .

I волокна и добавляют квасцы,. создавая РН = 4,0.

Соединяют дисперсию смолы и суспензию волокна и РН повышают до 5,4.

Отливают бумагу массой 240 г/м2с предварительным введением Флокулянта - полиакриламида — в количестве

0,1%.

При отливе бумаги проводят анализ сточной воды на содержание фенола и водораствориьих Фракций смолы при одноразовом отливе. Содержание фенола и водорастворимых фенольных компонентов в сточной воде составляет.0,31 мг/л.

Пример 2. Волокнистую суспензию готовят аналогично примеру 1.

Дисперсию смолы получают аналогично примеру 1, но при частоте пульсаций

5-10 Ãö и амплитуде 0,1 мк. Дисперсия имеет размеры 22-38 мкм, содержание фенола и водораствориьнх Фракций смолы - 0,10% от абсолютно сухрй смолы, Дальнейшие операции по получению бумаги проводят аналогично примеру 1.

Определяют содержание фенола и водораствориьых фракций смолы в сточной воде, которое составляет 0,28 мг/л.

Пример 3. Готовят волокнистую суспензию аналогично -примеру. 1. Получают дисперсию фенолформальдегидной смолы. Б емкость роторно-пульсационного аппарата заливают 2 л воды при

20 С, .затем включают установку и при работающем аппарате постепенно вводят

75%-ный спиртовый раствор смолы с: вязкостью 200 сП (лак ЛБС-14 с содержанием свободного.фенола до 12%

1008321

Таблица 2

Содержание Фенола и водорастворимых фракций смолы в оборотной воде (единицы ПДК фенола) М цикла водообо рота

По предлагаемому способу

По способупрототипу

280

7400

35700 .

á5000 140000

1300

2500

20

5100

1 2 3 Пример 4

8,2

0,31 0,28 0,32

Составитель Л.Павлова

Редактор П.Иакаревич Техред О.Неце Корректор А Ференц

Заказ 2284/38 Тираж 382 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 от абсолютно сухой смолы). Смолу вводят в количестве, обеспечивающем получение дисперсии с концентрацией твердой фазы 5,0%. Дисперсию получают в результате суммарного воздействия на спиртовый:раствор смолы интенсивного турбулентного потока воды и пульсационного поля с частотой колебаний 5,0 ° 10 Гц и амплитудой

0,5 мм. Затем проводят фильтрацию дисперсии. 10

Обрабатываемые таким образом частицы имеют размеры 20-40 мкм. Иода распределения полученной дисперсии30-32 мкм и ее доля составляет 80%.

Содержание фенола и водорастворивмх 35 фракций смолы составляет 0,32 мг/л.

Пример 4. Готовят волокнистую с спензию на основе размолотой до 50 ИР небеленой сульфатной целлюлозы марки НС-1. 20

Раэмалывают в шаровой мельнице твердую Фенолформальдегидную смолу (,смола содержит 10% свободного Фенола H низкомолекулярные фракции ), просеивают через сито 02, Фракционный состав порошка смолы,%с

200 — 100 мкм 34

100 - 80 мкм 27

До 80 мкм 39

Берут 80% смолы от абсолютно су- 30 хого волокна и готовят водную дисперсию, создавая рН = 4,0. Соеди.няют дисперсию смолы с волокнистой суспенэией, повышают рН до 5,4 и отливают бумагу массой 240 г/м с предварительным введением флокулянта. Проводят определение содержания в сточной воде фенола и водорастворимых фракций смолы. Полученные результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1

Содержание фенола и водораствориьых фракций смолы в сточной воде, мг/л

Предлагаемый способ по Способпримеру прототип 45

Пример 5. Готовят бумажную массу и проводят отлив бумаги по примеру 2 v 4. Особенностью процесса является то, что каждый последующий отлив образца бумаги на ЛОА-2 проводят на оборотной воде, полученной в предыдущем отливе.

В процессе отлива в оборотной воде определяют накопление водорастворимых фракций смолы и Фенола (объем оборотной воды 10 л . Полученные данные представлены в табл. 2.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаеьий способ по сравнению с известным позволяет снизить содержание фенола и водораствориьых фракций смолы в сточных водах в 25-30 раэ. Кроме того, предлагаемый способ технологичен за счет исключения операций измельчения смолы, ее фракционирования, смешения с антислеживателями.

Преимуществом предлагаемого способа является также повышение качества слоистого пластика за счет повышения равномерности распределения связующего в бумаге, так как размер частиц дисперсии находится в узких пределах.