ТЕКСТИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПОРТИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 1995 года по МПК D06N3/14 

Изобретение относится к производству текстильных материалов на базе полиэфирных волокон, пропитанных раствором высокомолекулярных веществ, и предназначенных для изготовления спортивных изделий, таких как паруса яхт, буеров, обшивка дельтапланов и др.

Известен текстильный материал на полиэфирной основе, пропитанной композицией следующего состава [1], мас.%: Фенилуретан 2,0...30,0 Диспергатор НФ 0,5...3,0
Гексаметоксиме- тилмеламин ГМ-3 0,5...5,0 Вода Остальное
Однако полученная ткань обладает большим удлинением и остаточной деформацией при приложении к ней нагрузки. Это приводит к образованию "мешков", "карманов", "пузырей" при длительной эксплуатации яхт и дельтапланов.

Известно, что наибольшую эластичность имеет ткань при растяжении по диагонали, поэтому одним из основных показателей качества, которыми должны обладать пропитанные текстильные материалы для спортивных изделий, предназначенные для эксплуатации при постоянном нагружении, являются уровень удлинения ткани под нагрузкой, прилагаемой по диагонали и уровень остаточной деформации после снятия нагрузки.

Известен текстильный материал на основе полиэфирной ткани "Дельта" [2], пропитанной 20%-ным раствором сополимера диметилтерефталата, этиленгликоля, диэтиленгликоля в N, N-диметилформамиде, циклогексаноле или 1,3 -диоксолане [3].

Недостатком данного материала является высокий уровень удлинения при приложении нагрузки по диагонали и высокое значение остаточной деформации после снятия нагрузки.

Целью изобретения является снижение уровня удлинения ткани при нагрузке, прилагаемой по диагонали и уровня остаточной деформации после снятия нагрузки.

Для достижения поставленной цели полиэфирную ткань пропитывают раствором полимерной композиции, содержащим линейный полиэфируретан с мол. мас. 2000-4000 на основе полиэфирдиола, гликоля и диизоцината, уротропин или триэтаноламин и сшивающий агент - изоцианат с функциональностью большей или равной 2 при следующем соотношении компонентов пропиточного раствора, мас.% :
Линейный полиэфируретан 15...25 Изоцианат 2...15 Уротропин или три- этаноламин 0,5...3,0 Растворитель Остальное
до 100
Количество полимера, оставшегося на ткани после пропитки и сушки, в зависимости от концентрации раствора составляет 5...20%.

В качестве растворителя используют широкий ассортимент органических соединений таких, как сложные эфиры (этилацетат, бутилацетат), N₁N-диметилформамид, циклогексанон, формальгликоль или их смеси. Ограничения на выбор растворителя накладывают лишь растворимость в нем полиэфируретана, токсичность и температура кипения (чем выше температура кипения, тем труднее удаление растворителя, поэтому рекомендуется использование растворителей с температурой кипения, не превышающей 150^оС).

В качестве изоцианaтного компонента используют как диизоцианаты (тоуилендиизоцианат или 4,4'-дифенилметандиизоцианат), так и изоцианаты с функциональностью больше 2, например аддукты диизоцианатов с глицерином или с триметилолпропаном, триизоцианатцианурат - "Лейконат" и др. Для пропитки текстильных материалов темной окраски могут применяться и полиизоцианаты, имеющие коричневый цвет.

Третичные амины - уротропин и триэтаноламин - служат катализаторами процесса сшивки линейного полиэфируретана изоцианатами по уретановым группам и их концентрация определяется технологическими условиями пропитки и сушки материала.

Основа пропиточного раствора - линейный полиэфируретан получают как на базе сложных полиэфирдиолов (полиэтиленгликольадипинат - полиэфир П-6), так и на базе простых полиэфирдиолов - лапролов, полифурита. В качестве гликолей используют обычно применяемые для синтеза полиуретанов энтиленгликоль, диэтиленгликоль или 1,4-бутандиол, а из диизоцианатов - толуилендиизоцианат (ТДИ) и 4,4'-дифенилметандиизоцианат (МДИ).

Сначала готовят раствор полиэфируретана и катализатора в соответствующем растворителе путем перемешивания всех указанных компонентов в смесителе объемного типа с механической мешалкой. Растворение проводят при температуре 15...35^оС в течение 1,5...2,5 ч. Полиэфируретан можно синтезировать непосредственно в растворе.

Перед началом пропитки ткани в полученный раствор линейного полиэфируретана вводят изоцианат и перемешивают полученный пропиточный состав в течение 5... 10 мин.

Полиэфирные ткани можно пропитывать на любом подходящем для этой цели оборудовании: печатной машине типа КМ-2, "Коломбо", пропиточной установке типа УПСТ-1000М и др. Скорость протяжки ткани при пропитке в производственных условиях 0,5...8 м/мин. После пропитки ткань сушат при температуре 120. . . 150^оС в течение 5...15 мин для удаления растворителя и сшивки линейного полиэфируретана за счет образования аллофанатных связей.

Пропитка ткани раствором термопластичного полиуретана и его последующая сшивка при термообработке за счет образования аллофанатных связей позволили получить эластичный материал с сохранением "каркасности", достигаемой благодаря уменьшению до минимума удлинения ткани по диагонали под нагрузкой и практическому исключению остаточной деформации пропитанного материала после снятия нагрузки.

П р и м е р 1. В табл. 1 приведена рецептура пропиточного состава, а в табл. 2 - сравнительные характеристики материала по изобретению и по прототипу. Для приготовления пропиточного состава используют полиэфируретан с ММ ≈2˙10⁴, полученный из полифурита (ММ=1000), диэтиленгликоля и 2,4-ТДИ при мольном соотношении реагентов при синтезе 1:4:5.

П р и м е р 2. В табл. 3 показано влияние типа сшивающего агента на характеристики заявляемого текстильного материала, полученного путем пропитки и последующей сушки полиэфирной ткани составом, содержащим, мас.%: линейный полиэфируретан (ММ 5˙ 10³) на основе лапрола-1052, триэтаноламин 1,5 и смесь равных количеств бутилацетата с формальгликолем 68,5.

Данные, представленные в табл. 3, свидетельствуют о незначительности влияния типа сшивающего агента на уровень деформационных характеристик пропитанного материала.

П р и м е р 3. В табл. 4 показано изменение деформационных характеристик заявляемого материала в зависимости от содержания аддукта глицерита с 2,4-ТДИ в пропиточном составе. Состав содержит, мас.%: полиэфируретан (ММ ≈1˙10⁴), полученный полимеризацией в блоке сложного полиэфира П-6 (ММ=2000) (1 моль), 1,4-бутандиола (2 моль ) и МДИ (3 моль), 18; уротропин 2,0 аддукт глицерина с 2,4-ТДИ от 2,0 до 15,0 и циклогексанон от 78 до 65.

Полученные экспериментальные данные указывают на возможность целенаправленного изменения деформационных характеристик, т. е. так называемой "каркасности" текстильного материала для спортивных изделий.

П р и м е р 4. Для пропитки полиэфирной ткани используют раствор следующего состава, мас.%: полиэфируретан с различной молекулярной массой, синтезированный в блоке из полифурита (1,0 моль), диэтиленгликоля (3,8...4,2 моль) и 2,4-ТДИ (4,7...5,1 моль), 20, аддукт глицерина с ТДИ-65/35 8, уротропин 1,7 формальгликоль 70,3. Изменение деформационных характеристик заявляемого текстильного материала в зависимости от молекулярной массы полиэфируретана приведено в табл. 5.

П р и м е р 5. Для приготовки пропиточного состава используют 20%-ный раствор полиэфируретана, синтезированного путем полимеризации лапрола-1052 (0,7 моль), диэтиленгликоля (0,3 моль) и ТДИ-65/35 (1,0 моль) в растворе этилацетата. Перед пропиткой в данном растворе растворяют 1,5% триэтаноламина, 1,0% полиизоцианата и пропитывают полиэфирную ткань с последующей сушкой при 130^оС в течение 7 мин. В результате получают текстильный материал, имеющий остаточную деформацию 0,5% и удлинение при нагрузке 200 Н по диагонали 3,0%.

Таким образом, предлагаемый материал для спортивных изделий в отличие от известных материалов аналогичного назначения обладает минимальными остаточными деформациями и в 2-8 раз имеет меньшее удлинение по диагонали при приложении нагрузки.

Сущность изобретения: полиэфирную ткань пропитывают раствором полимерной композиции, содержащим, мас. %: линейный полиэфируретан мол. мас. 2000 - 40000 15 - 25, уротропин или триэтаноламин 0,5 - 3,0, изоцианат с функциональностью большей или равной 2 2 - 15, органический растворитель остальное. После пропитки ткань сушат при 120 - 150°С. Материал имеет уровень удлинения при нагрузке по диагонали 200 Н 2,5 - 10,5%, уровень остаточной деформации после снятия нагрузки 200 Н 5,5%. 5 табл.

ТЕКСТИЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СПОРТИВНЫХ ИЗДЕЛИЙ, состоящий из полиэфирной ткани, пропитанной раствором полимерной композиции в органическом растворителе и термообработанной, отличающийся тем, что материал пропитан раствором, содержащим линейный полиэфируретан с мол.м. 2000 - 40000 на основе полиэфирдиола, гликоля и диизоцианата, уротропин или триэтаноламин и сшивающий агент - изоцианат с количеством NCO-групп в молекуле, большим или равным 2, при следующем соотношении компонентов пропиточного раствора, мас.% :
Линейный полиэфируретан - 15 - 25
Изоцианат - 2 - 15
Уротропин или триэтаноламин - 0,5 - 3,0
Органический растворитель - Остальное