Связующее для получения клееного нетканого материала
Патент 979441
Авторы
Связующее для получения клееного нетканого материала
Иллюстрации
Реферат
Союз Советских
Социалистических
Республик (=:6
К АВТОРСКОМУ .СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6!) Дополнительное к авт, свид-ву— г (22) Заявлено 27 ° 0 2 ° 8 1 (2! ) 3 30005 2/2 3-05
Р М К з с присоединением заявки № 3300064/23-05 (С 08 L 33/06
D 04 Н 1/64
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 07.1282 ° Бюллетень ¹ 45
Дата опубликования описания 07. 12. 82 (Щ УДК678. 744. . 3. 041 (088.8) на ромысл ова (72) Авторы изобретения
Н. А, Зайцева, Т. Н. Синицына, Н. A. Стр
Г. В. Кондаурова, Н. Г. Ивейкина, Г. А. и R. Л. Уавкина
t .. г и (7!) Заявитель (5 4) СВЯЗУЮ(т ЕЕ ЦЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕЕНОГО
НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА
Изобретение относится к композициягл на основе высокомолекулярных органических соединений, а именно водным эмульсиям на основе акриловых сополимеров, применяемых в производстве клееных нетканых материалов.
Известны водные эмульсии для пропитки волокнистых и пористых материалов на основе сополимеров, акриловой или метакриловой кислоты и их эфиров, например, растворимое в ще.лочах, но устойчивое в воде и водных растворах кислот связующее, содержит сополимер 50-70% винилацетата, 2035% виниловых эфиров жирных кислот
Со .ге и/или эфиров (мет) акриловой кислоты с алканолами С4л, и/или
h-áóTèëàêðHëàTà, 3-15% ненасыщенных мойо- или дикарбоновых кислот Ся, и/или полиэфиров последних с алканолами Сл .ге и/или полиэфиров насыщенных, дикарбоновых1кислот с ненасыщенными спиртами С 6, 0,5-10% защитного коллойда, до 3% эмульгатора 1 1.
Укаэанный состав сополимера может обеспечить высокую пропитывающую способность эмульсии для нетканых материалов Однако это достигается введением дополнительных количеств эмульгатора, что является нецелесооб, разным, так как ухудшает физико-механические свойства пленок и нетканых материалов. Кроме того, это ведет к усиленному пенообразованию в процессе наработки нетканого материала.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эФфекту является связующее для получения клееного нетканого материала 12), содержащее акриловый сополимер, неионогенный эмульгатор и воду, причем сополимер состоит !
5 из мономеровг два эфира ненасыщенной карбоновой кислоты, имеющей структут ную формулу СН, = СН-COOR, где R— углеводородный радикал, содержащий
1-4 атома углерода, например, бутил акрилат (БА) и метилакрилат (NA), ненасыщенная карбоновая кислота, ссдержащая 4 атома углерода (метакрк вая кислота - МАК) с соотношением мономеров соответственно 62г35:3, 25 и компоненты эмульсии взяты в коли. честве, вес.ч:
Акриловый сополимер 100 .
1,5
Вода 330
Неионогенвый эмульгатор
979441
Связующее характеризуется низкой пропитывающей способностью (подъем на высоту 3 см происходит за 95 c) что приводит к образованию ворсистости и расслаиванию материала, а также к сильному скольжению и налипанию на 5 пропиточные валы при производстве клееного нетканого материала.
Цель изобретения — повышение пропитывающей способности.
Поставленная цель достигается тем,t0 что связующее для получения клееного нетканого материала, содержащее акриловый сополимер, эмулъгатор и воду, Ф . содержит в качестве акрилового сополимера тройной сополимер эфира иена- 15 сьп енной карбоновой,кислоты формулы
CH = СН-COOR, где R — углеводородний радикал Сл-С, эфира ненасыщенной
CH = С вЂ” СООВ
2 карбоновой кислоты формулы
Ъ где R — углеводородный радикал Сл-С и ненасыщенной карбоновой (С -С6.) кислоты при соотношении мономеров соответственно (58-80):(13-35)1(3-10) в качестве эмульгатора — смесь изомер25 них натриевых солей алкилсульфоновых кислот, сульфооксиэтилированные диалкилфенолы или также смесь указанных прод актов в соотношении от 1:1 до 1:11, а также дополнительно со- 30 держит сульфат гидразина или полиэти ленгликоль формулы
/
В качестве эмульгатора применяют сульфооксиэтилированные диалкилфенолы (эмульгатор С-10), сглесь изомерных натриевых солей алкилсульАоновых кислот ("Волгонат") . Предпочтительно используют смесь указанных продуктов.
При содержании эфира ненасыщенной карбоновой кислоты со структурной формулой С = СН вЂ” COOR < 58 вес.% йетканный материал (НИ) полученный гна основе такой эмульсии, недостаточно мягкий, эластичный. Введение эфира ) 80 вес.Ъ приводит к ряду технологических осложнений при получении НМ: налипании на валы, быстрое пленкообразование.
Введение баира ненасыщенной карбоновой кислоты со структурной формулой СН = С - COOR 13 вес.В не дает возможности получить нетканевый материал с достаточной, прочностью.
При содержании эфира ) 35 вес.Ъ материал получается жесткий. Включение ненасыщенной карбоновой кислоты в количестве (3 вес.Ъ не обеспечивает достаточной степени сшивки, что дает не прочный нетканевый материал. Введение кислоты
) 10,0 вес.Ъ позволяет получить прочный материал, но жесткий, не эластичHh1A.
Содержание смеси эмульгаторов (1 вес.ч. не обеспечивает коллоидную стабильность системы при хранении, транспортировке и переработке.
Включение эмульгаторов ) 6 вес.ч. приводит к повышению пенообразования при переработке эмульсии, что влечет где n + n < = 1-115. при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: 40
Указанный акриловый сополимер 100
Указанный эмульгатор 1-6
Сульфат гидразина 0 05-0,5 или полиэтиленгликоль 3-10
Вода 100-170
Связующее получают в виде водной эмульсии.
В качестве эфира ненасыщенной карбоновой кислоты структурной формулы СН = СН вЂ” COOP. сополимер содержит метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат (предпочтительно -. бу-. тилакрилат) . Из эфиров ненасыщенной карбоновой кислоты структурной формулы СН = С - COOR используют бутилметакрилат, метилметакрилат (предпо- 60 L чтительно- метилметакрилат).
В качестве ненасыщенной карбоновой кислоты используют акриловую, итаконовую, метакриловую (предпочтительно- метакриловую кислоту) . 65 за собой ряд технологических осложнений.
Введение сульфата гидразина и полиэтиленгликоля (ПЭГ) в эмульсию в количестве меньшем рекомендуемого не приводит к улучшению пропитывающих свойств эмульсии. Введение сульфата гидразина .) 0,5 вес.ч. осложняется вследствие его ограниченной растворимости в воде, что приводит к сильному разбавлению эмульсии. Повышение дозировки ПЭГ не приводит к дальнейиему увеличению пропитывающих свойств.
Полиэтиленгликоли применяют различных марок: диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, ПЭГ-35,,где n + n
35, ПЭГ = 115, где и„+ n>= 115, ПЭГ = 400 (импортный) с мол. вес.
380-420, что соответствует п + п = — 8, ПЭЕ 600 (импортный) смол. вес.570630, что соответствует n„+ n = 12., Для получения эмульсии в реактор загружают воду (дистиллированную), половину Расчетного количества 10%ного водного раствора эмульгатора, после чего тег пературу в реакторе доводят до -72 C. По достижении заданной температуры в реактор добавляют
979441
100
Эмульгатор С-10
Эмульгатор С-10
Вода
100
100
100
Вода
100
Смесь эмульгаторов (C-10 и "Волгонат" (1: 1) Вода
100
Смесь эмульгаторов (С-10 и "Долгонат") (5: 1) 60
0,25 45
100
Вода
Эмульгатор С-10
Вода
Сульфат гидразина
4%-ный раствор инициатора (примерно
1/5 часть расчетного количества).
При 78-80 С начинают дозирование суммы мономеров из одной капельной воронки, а оставшийся эмульгатор и инициатор иэ другой. Общее время дозирования 3-3,5 ч. Температуру поддерживают на уровне, 78-80 С. Ilo окончании дозирования полученную эмульсию выдерживают 40 мин при постоянной температуре и перемешивании. После этого температуру в реакторе снижают до 30-40 С и вводят
3,5%-ный раствор сульфата гидразина или полиэтиленгликоль в течение
15 мин при постоянном перемешивании. 35 о
Затем эмульсию охлаждают до 25 С. Готовуи эмульсии выгружаит в чистуи стекляннуи тару.
Пропитывающую способность определяют методом, который позволяет ха- 20 рактеризовать пропитывающую способность жидкости по высоте ее поднятия за определенное время по заключенному в стеклянный цилиндр столбику волокна. 25
H p и м .е р 1. Для получения прототипа МБИ-3 в реактор загружают (из расчета на 400 r эмульсии) 251 мл
„дистиллированной воды. Температуру . 30 о в реакторе доводят до 72 С и вводят
4 мл водного раствора индикатора
Готовят предэиульсию из суммы мономеров (EA-81, 6 мл, Хй-44,2 мл.
МАК вЂ” 3,5 мл) и раствора эмульгатора 35 (18 мл 10%-го раствора). При 78-85 С начинают дозирование предэмульсии из капельной воронки. После прокапывания половины количества предэмульсии (74 мл) вводят вторую порцию 40 (4 мл) водного раствора инициатора.
Общее время дозирования 2-2,5 ч.
Третью порцию 4 мл водного раствора инициатора подают после окончания дозировки. Эмульсии. выдерживают 45
30 мин при постоянной температуре
78-85 С и перемешивании. Затем эмульсию охлаждают до 25 С. Готовуи эмульсии выгружают в чистую стеклянную тару. Для пропитки волокнистой основы во всех примерах испольауют 20%ную акриловую эмульсию. В качестве волокнистой основы применяют смеску, %: лавсан 70, вискоза 30.
Пример 2. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (58:35:7) Пример 3. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата метакриловой кислоты (58:36:7) Вода 100
Сульфат гидразина 0,05
tI p и м е р 4. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (58:35з7) 100
Сульфат гидразина 0,05
Пример 5. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакпилата и метакриловой кислоты (80:13:7)
Эмульгатор С-10
Сульфат гидразина 0,25
Пример 6. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера. содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (80з10:10) Сульфат гидразина 0,5
Пример 7. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (70:23:7) 100
Сульфат гидразина 0,5
Пример 8. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
979441
100
100
100
Эмул ь га тор С-1 0
Вода
Эмульгатор С-10
Вода
100
100
Эмульгатор С-10
Вода
135
Вода
100
Сульфат гидразина
0,5
100
Смесь эмульгаторов
С-10 и "Волгонат" в соотношении 11:1
Эмульгатор С-10
100 30
Вода
Вода
Сульфат гидразина
170
0,5
Время поднятия, с
) Пример
1 см 2 см
3 см
1 прототип) 30
25
12
5
7
12
10 11 {сравнительный) 25
30
35
Сополимер метилакрилата, бутилметакрилата. и акриловой кислоты (70;27з3) СУльфат гидразина 0 25
Пример 9. Водная эмульсия акрилового сополимера содержит: вес..ч,„
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и итаконовой кислоты (80:17:3) 100
Эмульгатор С-10 6
П р и и е р 10. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч ° :
Сополимер этилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (70:20:10) Сульфат гидразина 0,05
Пример 11 (сравнительный).
Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 58:35:7
Пример 12. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера
1О содержит вес чу!
Сополимер (бутилакрилат, метилметакрилат и метакриловая кислота
80:13 г 7) Сульфат. гидразина 0,25
Ф
Пример 13. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч,:
Сополимер (бутилакрилат, метилметакрилат и мета25 криловая кислота
80:10:10) 100
Пропитующая способность эмульсии по примерам 1-13 представлена в табл. 1.
Таблица 1
979441
10
100
100
100.
Вода
Пиэтиленгликоль
Эмульгатор С-10
Вода
100 10
Сополимер бутилакрилага, 5 метнлметакрилата и метакриловой кислотй (70:23:7)
100
100.6
Эмульгатор С-10
Диэтиленгликоль 10
Пример 21. Водная эмульсия на основе акрилового сополииера со25 держит, вес. ч.:
Сополимер метнлакрилата, бутилакрилата и акриловой кислоты (70г23з.7) 100
Эмульгатор С-10 5
100
ВоЛа
Эмульгатор С-10
Вода
ПЭГ-35
100 б
100
Вода
ПЭГ-400 3
45 G p и м е р 23. Водная, эмульсия на основе акрилового сойолииера содержит, вес.ч.:
Сополимер этилакрилата, метилметакрилата
5п и мфтилакриловой кислоты (70:20:10) 100
100
Вода
ПЭГ-35
Эмульгатор С-10
100 .
100
Вода
ПЭГ- 400
Пример 19. Водная эмульсия на основе акриловс го сополимера содержит, вес.ч.: 65
100 б
100
Вода
П р и и е р 14. Водная эмульсия на основе акрилового сополииера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метнлметакрилата . и метакриловой кислоты в соотношении 58:35:7
Полиэтиленгликоль-35 3
Пример 15. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера со1 держит, вес. ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров
58:35:7
Вода "100
ПЭГ-35 5
Пример 1б. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера со держит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 58:35:7 100
Н р и м е р 17; Водная эмульсия на основе акрилового сополимера, содержит, .вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 58:35:7 100
Эмульгатор С-10 6
Пример 18. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (80в13!7)
Змульгатор C-10
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (80в10F10) 5 Смесь эмульгаторов
С-10 и "Волгоиат" 1ф1
Пример 20. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч.:
СМесь эмульгаторов
С-10 и "волгонат" 5:1 3
Вода 100
ПЭГ-600 5
Il р и м е р 22. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера, содержит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, . метилметакрилата и итаконовой кислоты (80а17:3) 100
Эмульгатор С-10
Вода 100 . ПЭГ-115 3
Пример 24 (сравнительный) .
Водная эмульсия на основе акрилового сополимера сцдеркит, вес.ч.:
Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакрнловой кислоты при соотношении мономеров
58:35:7
Эмульгатор С-10
979441
100
100
Вода
170
135
Таблица 2
Время поднятия, с
2 см
Пример
1 см
3 см
30
20
12 45
26
18
10 30
55
18 43
10
23
40
85
30
10 55
55
65
Пример 25. Водная эмульсия содержит, вес.ч.:
Сополимер (бутилакрилат, метилметакрилат и метакриловая кислота
80:13:7) Эмульгатор С-10
Вода
Полиэтиленгликоль-400
Пример 26. Водная эмульсия содержит, вес.ч.:
24 (сравнительный) 6
Предлагаемые эмульсии обладают более высокой пропитывающей способностью, что сокращает технологичес-. кий процесс, а также уменьшает скольжение и налипание на пропиточные валы при производстве клееного нетканого материала.
Формула изобретения
Связующее для получения клееного нетканого материала, содержащее акриловый сополимер, эмульгатор и воду о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропитывающих свойств, оно содержит в качестве акрилового сополимера тройной сополимер эфира ненасыщенной карбоновой кислотц формулы СН = СН вЂ” COOR, .где R - -углеводородный радикал
Сополимер (бутилакрилат, метилметакрилат и метакриловая кислота
80:10:10) Смесь эмульгаторов
С-10 и "Волгонат" 11 i 1
Диэтиленгликоль
1О
Пропитывающие свойства эмульсии по примерам 14-26 приведены в табл.2..
С„-С4, эфира ненасыщенной карбоно1СН = С вЂ” « ной кислоты формулы
5 где R — углеводородный радикал
С -С -, и ненасыщенной карбоновой (С -C6) -кислоты при соотношении мономеров соответственно (58-80) (13-35): (3-10), в качестве эмульгатора — смесь изомерных натриевых солей алкилсульфоновых кислот,.сульфооксиэтилированные диалкилфенолы или также смесь указанных продуктов в соотношении от 1:1 до 1:11, а также дополнительно содержит. сульфат гидразина или полиэтиленгликоль формулыы
СН 0 — (СН вЂ”, СК О)» К
ca 0 — (СН вЂ” Ca o)„ н где ..п + и g =. 1-115, 14
979441
1. Заявка ФРГ и 27471Â2, кл ° П 06 М 15/36, опублик, 1979.
1-6
Указанный эмульгатор
Сульфат гидразина или полиэтиленгликоль
Вода
Составитель В. Валгин
Редактор Н. Киштулинец Техред M.Tenep КОрректор М. Лемчик.
Заказ 9275/6 Тираж 514 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035 Москва, X-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 при следунмем соотношении компонентов, вес.ч.:
Указанный акриловый сополимер 100
0,05-0,5
3-10
100-170 источники информации, принятие во внимание при экспертизе
2. Елисеева В. 11, и др. Эмульсионная полимеризация и ее применение в пром ашенности. H., "Химия", 1976, с. 220 (прототип) .