Способ получения бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к технологии производства бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика и позволяет снизить загрязнений сточных вод, повысить степень удержания смолы и качество пластика. Готовят волокнистую суспензию и дисперсию фенолформальдегидной смолы, смешивают их и отливают бумажное полотно с предварительным введением коагулянта и флокулянта. Дисперсию фенолформальдегидной смолы получают в пооцессе поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта с содержанием ацетатных групп 10-14%, в количестве 3- 5% от массы фенола, а в качестве коагулянта используют силикат натрия в количестве 0,3-2.1 % (в пересчете на двуокись кремния) от массы абсолютно сухой фенолформальдегидной смолы. При этом, силикат натрия вводят непрерывно втечение 11-16 мин или порциями с интервалами 3-7 мин. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

"1 ."".Il9098+

- - i: 1 - . "-"Ф НЧМ I

I 1 1.НО T (ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4773518/12 (22) 25.12.89 (46) 15.09.91. Бюл. ¹ 34 (71) Ленинградский технологический институт целлюлозно-бумажной промышленности (72) Л.А.Павлова, 3.Л.Аким, Г.В.Денисов и

Т.А,Стебунова (53) 676.489.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 572546, кл. D 21 D 3/00, 1975.

Авторское свидетельство СССР № 1008321, кл. 0 21 0 3/00, 1981. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУМАГИ ДЛЯ

ВНУТРЕННИХ СЛОЕВ ДЕКОРАТИВНОГО

БУМАЖНО-СЛОИСТОГО ПЛАСТИКА (57) Изобретение относится к технологии производства бумаги для внутренних слоев декоративного бумажно-слоистого пластика

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

Цель изобретения — повышение качества пластика и степени удержания смолы, а также снижение загрязненности сточных вод при одновременном упрощении процесса.

Предлагаемый способ включает приготовление суспензии волокнистых материалов, поликонденсацию фенола и формальдегидного компонента, диспергирование полученной смолы, смешение во,. Ы „„1677132 А1 (я)5 0 21 Н 27/18//D 21 Н 17:06, 17:48, 17:68 и позволяет снизить загрязнения сточных вод, повысить степень удержания смолы и качество пластика. Готовят волокнистую суспензию и дисперсию фенолформальдегидной смолы, смешивают их и отливают бумажное полотно с предварительным введением коагулянта и флокулянта. Дисперсию фенолформальдегидной смолы получают в процессе поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии поливинилового спирта с содержанием ацетатных групп 10-14 (, в количестве 35 от массы фенола, а в качестве коагулянта используют силикат натрия в количестве

0,3 — 2,1 (в пересчете на двуокись кремния) от массы абсолютно сухой фенолформаль- Я дегидной смолы. При этом, силикат натрия вводят непрерывно в течение 11-16 мин или порциями с интервалами 3-7 мин. 1 з,п.ф-лы, 2 табл. локнистой суспензии и дисперсии фенолформальдегидной смолы и отлив бумажного полотна с предварительным введением коагулянта и флокулянта, при этом поликонденсацию и диспергирование ведут одновременно в присутствии поливинилового спирта с содержанием ацетатных групп

10-14, взятого в количестве 3-5 от массы фенола. а в качестве флокулянта используют силикат натрия в количестве 0,3 — 2,17 в пересчете на двуокись кремния от массы абсолютно сухой (а.с.) фенолформальдегидной смолы (ФФС). Силикат натрия вводят в массу перед отливом бумажного полотна

1677132 непрерывно в течение 11-16 мин или порциями с интервалом 3-7 мин.

Введение в волокнистую массу дисперсии ФФС, полученной методом суспензионной поликОнденсации В присутстВии

,поливинилового спирта (ПВС), наиболеепо, лно Осаждающейся на Волокнах пои Введении коагулянта и флокулянта силиката натрия в виде жидкого стекла, образующего

В этих условиях золь поликремниевой кис" лоты, приводит к значительному увеличению удержания дисперсной ФФС при

Отливе, Эффект от использования в качестве флокулянта жидкого стекла связан с совпадением областей рН, при которых происхо; дит осаждение на волокнах целлюлозы

,скоагулировавш лх частиц дисперсной, ФФС после добавления коагулянта — в частности, сульфата алюминия, и областей рН, при которых происходит образование трехмерных сетчатьlx структур поликремниевой кислоты. Эффект возрастания удержания связан с наличием на поверхности частиц дисперсной ФФС большого количества гидроксильных групп, поскольку ПВС имеет

86-907 гидроксильных групп, ориентированных наружу и участвующих во взаимодействии с флокулянтом. Сетчатые образования осаждаются на волокнах целлюлозы и способствуют увеличению флокуляционного эффекта за счет удержания, ФФС. Эффективность флокуляции при испольэОвании жидкого GTeiolB F40>KBT быть, еще более увеличена, если вводить флоку п»I-IT в несколько приамов, растягивая про1 цесс во времени, Флокулы. образовавшиеся после первоначального введения в волокнисто-смоляную композицию после введения жидкого стекла, спустя некоторое время сами флокулируются молекулами флокулянта, внесенного с последующей добавкой. Вторичные флокулы, большие по размерам, оседают с большей скоростью. Снижение загрязнения сточных вод фенолом и водорастворимыми фракциями ФФС при работе по предлагаемому способу Обьясняется главным ооразом снижением токсичности самой дисперсии ФФС, В процессе ее получения при суспенэионной поликонденсации в дисперсии остается меньшее количество свободного фенола, так как реакция поликонденсации идет внутри каждой частицы как в микрореакторе и фенол расходуется полнее.

При этом уменьшение количества PPC менее 37ь от массы фенола приводит к тому, sTo дисперсия ФФС становится неустойчивой, частицы коалесцируют и происходит выделение смоляной фазы, что делает неBoç÷0æíbIì использование дисперсии

ФФС при отливе бумаги на бумагоделательнай машине вследствие забивки сеток и налипания смолы на частях машины.

Использование ПВС в количествах, больших 5 от массы фенола, нецелесообразно, поскольку на седиментационных свойствах дисперсии ФФС как связук щего увеличение количества ПВС уже не сказывается.

При этом при использовании ПВС с содержанием ацетатных групп менее 10 Д (фракции ПВС с содержанием ацетатных групп

5 — 87,) не образуется устойчивой дисперсии

ФФС, а при использовании ПВС с содержанием ацетатных групп 15;(, получается грубая дисперсия неудовлетворительного

Koo"чества, Способ осуществляют следующим об20 разом.

Готовят суспензию волокнистого материала и водную дисперсию фенолформальдегидной смолы.

Дисперсию ФФС готовят в процессе

25 суспензионной поликонденсации фенольных и альдегидных компонентов в присутствии поливинилового спирта с содержанием ацетатных групп 10 — 14 / от массы полимера. Для приготовления дисперсии ФФС бе30 рут фенол, формальдегид и гсксаметилентетрамин (ГМТА)., выполняющий роль формальдегида в процессе реакции, при малярном соотношении фенол:

:.формальдегид:ГМТА, равном 1:1:0,167.

35 К фенолу, загруженному в реактор с мешалкой и обратным холодильником, добавляют аммиак, формальдегид и ГМТА, после чего температуру поьышают до 40 — 65 С и добавляют ПВС в количестве 3 — 5 ь от массы

40 фенола. После достижения температуры конденсации 95 С синтез ведут еще 45 — 55 мин. Затем дисперсную фенолформальдегидную смолу отделяют фильтрацией от жидкой фазы (надсмольной воды). Дисперс45 ную ФФС (ДФФС) в виде пасты или после разбавления водой смешивают с суспензией волокнистого материала, вводят в волокнисто-смоляную композицию коагулянт сульфат алюминия до рН смеси, равной 3,8—

50 4,2. В полученную композицию вводят флокулянт силикат натрия (жидкое стекло) в количестве 0,3 — 2,1,(в пересчете на двуокись кремния от массы дисперсной ФФС и отливают бумажное полотно. Флокулянт

55 вводят в массу непрерывно в течение 11 — 16 мин или порциями в 2 — 3 приема с интерва" лом 3 — 7 мин. После отлива определяют степень удержания ДФФС и содержание фенола и водорастворимых фенолов в сточной воде, 1677132

10

20

Пример 1. Готовят 2%-ную суспенэию волокна — небеленой сульфатной целлюлозы НС вЂ” 2, размолотой до 40 ШР. Получают дисперсию ФФС, которую готовят следующим образом. К 1 моль фенола, загруженного в колбу с мешалкой и обратным холодильником, добавляют 0,03 моль аммиака, добавляют 1 моль формальдегида и

0 167 моль ГМТА, после чего температуру реакционной смеси повышают от 40 до

65 С, Добавляют раствор ПВС с содержанием ацетатных групп, равным 10 — 14, в количестве 3% от массы фенола. После достижения температуры конденсации

95ОС синтез ведут еще 45 мин до достижения времени желатинизации,.равного 180 с, при 150ОС, Затем проводят фильтрацию дисперсии.

В результате проведения реакции суспензионной поликонденсации получают

ДФФС с размером частиц 37 — 40 мкм (900 частиц). Полученную ДФФС смешивают с волокнистой суспензией в соотношении 2:3 по сухому веществу, доводят рН смеси до

4,0 путем введения сульфата алюминия. Затем в волокнисто-смоляную композицию вводят силикат натрия (жидкое стекло) в количестве 2.1 % в пересчете на двуокись кремния от массы а.с, ФФС.

Жидкое стекло вводят в один прием.

Волокнисто-смоляную композицию выдерживают 6 мин и производят отлив бумажного полотна. Определяют степень удержания дисперсной смолы, повторяют все операции и отливают бумажное полотно с содержанием ДФФС в готовом полотне 35%.

Пример 2. Бумажное полотно получают аналогично примеру 1. Отличие заключается в том, что ПВС используют в количестве

5% от массы фенола, а силикат натрия — в количестве 0,3 от массы дисперсной

ФФС.

Пример 3. Бумажное полотно получают аналогично примеру 1. Отличие заключается в том, что ПВ С используют в количестве

4% от массы фенола, а силикат натрия — в количестве 1,05% от массы дисперсной

ФФС.

Пример ы 4 и 5. Бумажное полотно получают аналогично примеру 3. Отличие заключается в том, что силикат натрия вводятдвумя равными порциями с интервалом между ними соответственно 7 и 3 мин.

Пример ы 6 и 7. Бумажное полотно получают аналогично примеру 3. Отличие заключается в том, что силикат натрия вводят непрерывно в течение соответственно

11 и 16 мин.

Пример 8 (контрольный). Бумажное полотна получают аналогично примеру 1, силикат натрия используют в количестве

0,18 от массы дисперсной ФФС.

Пример 9 (контрольный). Бумажное полотно получают аналогично примеру 2, но силикат натрия используют в количестве

2,2% от массы дисперсной ФФС.

Пример 10 (контрольный). Бумажное полотно получают аналогично примеру 1, но вместо силиката натрия используют полиакриламид (ПАА) в количестве 0,18% от массы

ФФС.

Пример 11 (ло прототипу). Бумажное полотно получают из той же волокнистой суспензии, что и в примерах 1-10. Дисперсию фенолформальдегидной смолы готовят следующим образом.

В емкость роторно-пульсационного аппарата заливают 2 л воды с температурой

10 С, а затем при работающем апларзте постепенно вводят 140 г расплава смолы с вязкостью 300 сП, взятого непосредственно после окончания процесса поликонденсации фенола и формальдегида в присутствии аммиачного катализатора, проводимой в массе. Затем дисперсию направляют на фильтрацию. Мода распределения полученной ДФФС 23-36 мкм и ее доля в распределении — 90%, Полученную ДФФС смешивают с волокнистой суспензией в соотношении 2:3, вводят сульфат алюминия до создания рН среды 4,0. Затем вводят флокулянт (полиакриламид) в количестве 0,1% и отливают бумажное полотно.

Степень удержания дислерсной фенолформальдегидной смолы и содержание фенола и водорастворимых фракций ФФС в сточных водах приведены в табл. 1. Там же приведены режимы изготовления бумаги для внутренних слоев пластика.

Полученную бумагу для внутренних слоев декоративного бумажнослоистого пластика (ДБСП) перерабатывают в пластик.

Для этого набирают пакет, содержащий 5 листов полученной бумаги для внутренних слоев ДБСП с содержанием связующего

35%, и прессуют пластик ло обычному способу, т.е. при нагрузке 200 т и температуре

140 С. Аналогичн ым образом прессу ют пластик иэ такого же количества листов бумаги и с тем же содержанием связующего, но из бумаги, полученной по способу-прототипу.

Показатели пластика приведены в табл.

2.

Анализ полученных результатов показывает, что предлагаемый способ позволяет уменьшить загрязнение сточных вод фенолами и водорастворимыми компонентами

ФФС, переходящими в стоки при отливе бумаги,в 7-9 раз по сравнению с количеством веществ, уходящих в стоки при ислоль1677132

Табли а 1

Пример

Ренин изготовления бумаги Лля ннутренних слоев ДБСП

Количество !

IBC c содерканнем ацетатных групп

10-14Х, Х от массы фенола

Нид флокулянта

Степень удеркания

ДФФС, X

Количество флокулянта, Х от смолы

Порядок введения флокулянта

Содеркание фенола и водорастворимых компонентов ФФС в сточных волах,. X

В один при- 96 ем

0,036

2,1

Силнкатнатрия

В один при- 92 ем

0,038

0,3

Силикат натрия

В один при» 94 ем

0,050

1,05

1,05

Силикат натрия

Двумя равньг- 95 ными порциями с интервалом в 7 мин

0,050

Силикат натрия

5 4

Двумя равны- 95 ми порциями с интервалом

3 мин

0,050

Силикат натрия

6 4

Непрерывно 95 в течение

16 мин

0,050

1,05

Силикат натрия

Непрерывно 95 в течение !

1 мин

7 4

0>050

1,05

Силикат натрия

8(кон- 5 трольный) Двумя равны- 86 ми порциями с интервалом 7 мин

0,04

0,2

Снликат натрия

0,036

Двумя равны- 97 ми порциями с интервалом 7 мин

9(кон- 3 трольный) 2,2

Силикат натрия

0,036

Н олин при 87 ем

10 5 (контрольньп1) 0,2

В олин при 90 ем

0,25

0,1

11 (прототип) зовании способа-прототипа. Предлагаемый способ позволяет увеличить на 4-6 удержание ДФФС при отливе бумаги, а также улучшить качество оформления пластика и

1 „низить его водопоглощение на 3 — 3,5 .

При этом при выходе расхода силиката натрия за нижний предел, указанный в формуле изобретения (пример 8), уменьшается степень удержания дисперсной фенолформальдегидной смолы, а при выходе за верхний предел (пример 9) ухудшается качество бумаги и соответственно качество пластика.

Предлагаемый способ позволяет упротить и удешевить способ получения бумаи, наполненной дисперсной ФФС, за счет сключения дополнительной стадии дисергирования смолы.

Формула изобретения

1. Способ получения бумаги для внутенних слоев декоративного бумажно-слостого пластика, включающий риготовление волокнистой суспенэии, поликонденсацию фенола и формэльдегида, диспергирование полученной смолы, смешение волокнистой суспензии и дисперсии фенолформальдегидной смолы и отлив

5 бумажного полотна с предварительным введением коагулянта и флокулянта, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью снижения загрязнения сточных вод, повышения степени удержания смолы и повышения качест10 ва пластика, поликонденсацию и диспергирование ведут одновременно в присутствии поливинилового спирта с содержанием ацетатных групп 10 — 14, взятого в количестве 3 — 5 от массы фенола, а в

15 качестве флокулянта используют силикат натрия в количестве 0,3 — 2,1 в пересчете на двуокись кремния от массы абсолютно сухой фенолформальдегидной смолы.

2, Способ пои. 1, о тл и ч а ю щи и с я

20 тем, что силикат натрия вводят непрерывно в течение 11 — 16 мин или порциями с интервалами 3 — 7 мин.

1677132

Табляяа 2

Пока:ателн

3,4 Ь,3 2 ° 0 .

«,3

3,1 Зг9

4,3

4,3

Внешний вид

Равяамерявя

Рввяомерная

Равномерная тая поверхность наличие вздутий

Баз веду» тий

Без вздутий потеря блеска поверхности

Ухудяение блесхв

Без изменений

Составитель,А.Моносов

Техред М.Моргентал Корректор О.Ципле

Редактор Н,Шитев

Заказ 3087 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101

Яолопоглоиение после кипячения е течение 2 ч, Х

Равномерность оформления поверхности

Внеяний вид после кипячения в течение 2 ч

ДБСП, изготонленнмй из бумаги для внутренних слоев, полученной по примерам

Неравно- Равномерная мерная волн ю=

Пвличяе тачечник вздутид

Ухудяеяие блеска