СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕЕНОГО НЕТКАНОГО ПОЛОТНА Российский патент 1995 года по МПК C08L33/04 C08K5/42 C08K5/41 

Изобретение относится к составам на основе высокомолекулярных соединений, применяемых в производстве клееных нетканых материалов.

Известны водные эмульсии для пропитки волокнистых холстов на основе полиметилакрилата (эмульсии марок 1 и А), сополимера метилакрилата, бутилакрилата и метакриловой кислоты (эмульсии МБМ-3) (1). Однако материал, изготовленный с применением указанного связующего, имеет относительно невысокие физико-механические характеристики, неустойчив к действию органических растворителей. Указанные марки эмульсий содержат достаточно большое количество остаточного мономера (0,8%), который в процессе изготовления нетканого материала выделяет в окружающее пространство.

Более высокими качествами обладает нетканое полотно при использовании в качестве связующего акриловых эмульсий, импортируемых из-за рубежа, например, таких как "Акронал-35Д", "Акронал-230Д" фирмы "БАСФ" (ФРГ), "Апперетан-9211", "Аппретан-9212" фирмы "Хехст" (ФРГ) (1). Однако, при их изготовлении используется N-метилолакриламид в процессе отверждения которого выделяется формальдегид, загрязняющий воздух рабочей зоны.

По технической сущности наиболее близким к предлагаемому является связующее, содержащее акриловый сополимер, эмульгатор и воду, причем, сополимер включает эфир ненасыщенной карбоновой кислоты формулы СН₂-СН-СООR, где R - углеводородный радикал С₁-С₄; эфир ненасыщенной карбоновой кислоты формулы
CH₂= COOR где R - углеводородный радикал С₁-С₄; и ненасыщенную карбоновую (С₃-С₄) кислоту при соотношении мономеров соответственно (58-80): (13-35): (3-10), в качестве эмульгатора используется смесь изомерных натриевых солей алкилсульфоновых кислот, сульфооксиэтилированные диалкилфенолы или смесь указанных продуктов в соотношении от 1:1 до 1:11. Кроме того, связующее также содержит сульфат гидразина или полиэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.ч: Акриловый сополимер 100 Эмульгатор 1-6 Сульфат гидразина 0,05-0,5 или Полиэтиленгликоль 3-10 Вода 100-170 (2)
Нетканые материалы, полученные с использованием указанного связующего, имеют низкую прочность на разрыв как по длине, так и по ширине полотна, а также неустойчивы к действию органических растворителей, что значительно ограничивает область их применения.

Связующее по изобретению обеспечивает повышение прочности нетканого полотна на разрыв и устойчивость его к действию органических растворителей. Связующее содержит 100 мас.ч. акрилового полимера, 1-6 мас.ч. эмульгатора, 100-400 мас. ч. воды. В качестве сополимера оно содержит сополимер эфира ненасыщенной карбоновой кислоты формулы СН₂=СН-СООR, где R - углеводородный радикал С₁-С₄, ненасыщенной карбоновой (С₃-С₄) кислоты и эфира ненасыщенной карбоновой кислоты формулы
CH₂= -COOCH₂- CH CH₂ где R = Н или СН₃ при соотношении мономеров соответственно (43-82):(8-47):(1-9). В качестве эмульгатора связующее содержит сульфоокси- этилированные изононилфенолы со степенью сульфатирования 10-16 или их смесь с изомерными натриевыми солями алкилсульфоновых кислот в соотношении 1: 1 - 11:1. В качестве эфира ненасыщенной карбоновой кислоты структурной формулы СН₂=СН-СООR сополимер содержит метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат (БА) последний предпочтительно. Из эфиров ненасыщенной карбоновой кислоты структурной формулы CH₂= COOR используют метилметакрилат (ММА), бутилметакрилат, первый предпочтительно.

В качестве ненасыщенной карбоновой кислоты используют акриловую, предпочтительно метакриловую (МАК) кислоту.

В качестве эфира ненасыщенной карбоновой кислоты формулы
CH₂= -COOH₂- CH CH₂$
используют преимущественно глицидилметакрилат (ГМА).

В качестве эмульгатора применяют сульфооксиэтилированные изононилфенолы со степенью сульфатирования 10-16 (эмульгатор-неонол АФ₉-12с), или смесь указанных продуктов с изомерными натриевыми солями алкилсульфоновых кислот ("Волгонат").

Связующее получают в виде водной эмульсии методом эмульсионной полимеризации, которая протекает в водной фазе в присутствии эмульгаторов и водорастворимых инициаторов. В качестве водорастворимого инициатора может быть использован персульфат аммония. Для получения эмульсии используют полунепрерывный метод, при котором реагирующие компоненты добавляют по мере протекания реакции.

Устойчивость нетканого полотна, изготовленного с применением заявленного связующего, к действию органических растворителей определялась методом, основанным на определении объема растворителя (перхлорэтилена) поглощаемого клееным полотном в единицу времени. Определение его механических свойств производилось на разрывной машине, обеспечивающей скорость движения активного захвата 100± 10 мм/мин.

П р и м е р 1 (по прототипу). В реактор загружают (из расчета на 400 г эмульсии) 81 мл дистиллированной воды, 1 г эмульгатора "Волгонат" и 55 мм 10% -ного водного раствора С-10. Температуру в реакторе доводят до 72^оС и вводят 4 мл водного раствора персульфата аммония. При 78-82^оС начинают дозирование из одной капельной воронки суммы мономеров (БА-129 мл, ММА - 74,3 мл, МАК - 18,8 мл), а из другой - смеси 55 мл 10%-ного раствора С-10 и 16 мл раствора персульфата аммония. Общее время дозирования 3-3,5 ч. После окончания дозировки эмульсию выдерживают 40 мин при постоянной температуре 78-82^оС и перемешивании. Затем эмульсию охлаждают до 40^оС, добавляют 7,6 мл ПЭГ-35, перемешивают 15 мин, охлаждают до 25^оС и выгружают в чистую стеклянную тару.

Результаты приведены в таблице.

П р и м е р 2. В реактор загружают (из расчета на 400 г эмульсии) 72 мл дистиллированной воды и 60 мл 10%-ного водного раствора неонола. Температуру в реакторе доводят до 72^оС и вводят 4 мл водного раствора персульфата аммония. При 78-82^оС начинают дозирование из одной капельной воронки суммы мономеров (БА-95,7 мл, ММА-99,0 мл, МАК - 17,7, ГМА - 1,9 мл), а из другой - смеси 60 мл 10%-ного раствора неонола и 16 мл раствора персульфата аммония. Общее время дозирования 3-3,5 ч. После окончания дозировки эмульсию выдерживают 40 мин при постоянной температуре 78-82^оС и перемешивании. Затем эмульсию охлаждают до 25^оС и выгружают в чистую стеклянную тару. Результаты приведены в таблице.

П р и м е р ы 3-8. Описанные эмульсии отличаются соотношением мономеров, а также количеством и соотношением используемых для синтеза эмульгаторов.

Результаты приведены в таблице.

Использование: в производстве клееных нетканых материалов. Сущность изобретения: связующее, содержащее эмульгатор, воду и акриловый сополимер эфира ненасыщенной карбоновой кислоты формулы CH₂= CH_COOR , где R - углеводородный радикал C₁-C₄ , эфира ненасыщенной карбоновой кислоты формулы CH₂= C-(CH₃)COOR, где R углеводородный радикал C₁-C₄ , ненасыщенный карбоновой (C₃-C₄) - кислоты и эфира ненасыщенной карбоновой кислоты формулы , где радикал H или CH₃ , при соотношении мономеров соответственно (43 - 82) : (8 - 47) : (1 - 9) : (1 - 9) при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: акриловый сополимер 100; эмульгатор 1 - 6; вода 100 - 400. 1 табл.

СВЯЗУЮЩЕЕ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ КЛЕЕНОГО НЕТКАНОГО ПОЛОТНА, содержащее акриловый сополимер, воду и эмульгатор - сульфооксиэтилированные алкилфенолы или их смесь с изомерными натриевыми солями алкилсульфоновых кислот при массовом соотношении 1 - 11 : 1, отличающееся тем, что оно содержит в качестве акрилового сополимера сополимер эфира ненасыщенной карбоновой кислоты общей формулы
CH₂=CH-COOR,
где R - CH₃ - C₄H₉,
эфира ненасыщенной карбоновой кислоты общей формулы

где R - CH₃ - C₄H₉,
(мет)акриловой кислоты и эфира ненасыщенной карбоновой кислоты общей форммулы

где R - H, CH₃,
при массовом соотношении мономерных звеньев (43 - 82) : (8 - 47) : (9 - 1) : (1 - 9), в качестве алкилфенолов - сульфооксиэтилированные изононилфенолы со степенью сульфатирования 10 - 16 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Акриловый сополимер - 100
Эмульгатор - 1 - 6
Вода - 100 - 400