КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ОБРАБОТКИ ТЕКСТИЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1996 года по МПК D06M15/256 D06M13/213 D06M13/144 

Изобретение относится к получению тканей со специальными свойствами, а именно к композициям для обработки текстильных материалов.

Такая обработка придает текстильным материалам полезные функциональные и потребительские свойства, а именно водонепроницаемость и водоотталкивающие свойства, химическую стойкость, прочность, износостойкость при сохранении на высоком уровне паро- и воздухопроницаемости материалов.

Эти материалы находят применение в различных отраслях промышленности: в электронике, радиотехнике (для спецодежды, воздушных фильтров, обивки стен), в медицине (халаты, стерильные салфетки), в быту (для спортивной и верхней одежды, тентов, палаток).

Известна композиция для отделки пористого материала [1] содержащая водную эмульсию полимера фторсодержащих производных ненасыщенной кислоты и поверхностно-активного вещества фторалкилпроизводной соли Бунтэ. Композиция используется для придания грязе- и маслоотталкивающих свойств волокнистому материалу.

Однако обработка указанной композиции не придает материалу необходимость сочетания свойств: водонепроницаемости и одновременно высокой воздухопроницаемости.

Наиболее близкой по технической сущности является композиция для получения полупроницаемых мембран [2] содержащая фторлон 42 сополимер винилиденфторида и тетрафторэтилена, ацетон, алифатический спирт и воду при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Фторлон 42 10
Растворитель Ацетон 69,2
Осадитель пропанол 13,5
Вода 7,3
Однако мембраны, полученные нанесением данной композиции на текстильную основу, не обладают комплексом необходимых свойств (высокая пористость, воздухо- и паропроницаемость, водонепроницаемость). Кроме того, при использовании этой композиции недостаточна адгезия к основе.

для обработки текстильной основы, обеспечивающей получение при этом микропористых, "дышащих" и, в то же время, водонепроницаемых материалов, сочетающих гидрофобность и водоотталкивающие свойства с высокой проницаемостью паров воды и газов. Материалы с таким сочетанием свойств могут использоваться при изготовлении тканей для спецодежды (в помещениях высокого класса чистоты в электронике, в производстве агрессивных веществ), медицинских халатов, спортивной и верхней одежды, воздушных фильтров, стерильных салфеток, упаковок медицинских препаратов и т.д.

Поставленная цель достигается тем, что композиция, содержащая полимер винилиденфторида, ацетон, низший алифатический спирт и воду, дополнительно содержит фторированные кислоты или спирты, а в качестве полимера винилиденфторида поливинилиденфторид или сополимер 60 мол. винилиденфторида с 10-40 мол. тетрафторэтилена.

Композицию используют для обработки текстильной основы методом пропитки при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Поливинилиденфторид или cополимер 60-90 мол. винилиденфторида и 10-40 мол. тетрафторэтилена 9-11
Ацетон 59-80
Низший алифатический спирт 9,9-20,0
В качестве поли: фторированных кислот и спиртов используют известные алифатические фторированные кислоты общей формулы
C_nH_(2n+1-x)F_xCOOH,
CF₃(CF₂CF₂O)_m CF₂COOH,
где n 5 12, m 2 5 и 2n 2n≅x≅2n + 1,
или фторированные спирты общей формулы
C_nH_2n+1F_xOH,
где n 4 9 и 2n 2 x 2n + 1,
(ТУ 6-02-18-50-84 и СПТ 6-02-18-11-83).

Например: 1,1-дигидроперфторгептиловый спирт CF₃(CF₂)₅CH₂OH, 1,1,9-тригидроперфтоpнониловый спирт H(CF₂CF₂)₄CH₂OH; перфторполиокси-, перфтортетраоксиэтиленкарбоновая кислотa CF₃(CF₂CF₂O)₄CF₂COOH 5,5-дигидроперфторпентановая кислота CH₂F(CF₂)₃COOH.

Введение фторированных кислот или спиртов в композицию увеличивает равномерность пористой структуры, уменьшает расход полимера, одновременно увеличивает паро- и воздухопроницаемость, с одной стороны, и водонепроницаемость, с другой стороны.

Выбор граничных значений интервалов содержания компонентов обусловлен следующими причинами. При более низких значениях содержания полимера композиция имеет низкую вязкость, и микропористый материал получается с дефектами типа "булавочные проколы"; при более высоком содержании полимера композиция обладает чрезмерно высокой вязкостью, вследствие чего полученные материалы имеют неоднородную поверхность, практически воздухонепроницаемы, плохо драпируются. При содержании осадительных компонентов (вода и алифатический спирт) ниже заявленных значений полученные материалы обладают низкой пористостью, паро- и воздухопроницаемостью, а выше заявленных значений снижается показатель водонепроницаемости материала. При содержании фторированных кислот или спиртов в композиции меньше 0,1 мас. ч. не наблюдается улучшения основных характеристик микропористого материала, а при содержании их выше 0,35 мас. ч. не наблюдается дальнейшего улучшения характеристик материала, поэтому увеличение их расхода нецелесообразно.

В изобретении используют сополимервинилиденфторида и тетрафторэтилена (Фт 42), содержащий 60 100% мол. винилиденфторида. В примерах 2 и 4 содержание фтора в сополимере Фт 42 составляет 68% что соответствует 60% мол. винилиденфторида. В примере 6 используют чистый поливинилиденфторид с содержанием фтора 55% В остальных примерах молярное содержание винилиденфторида в сополимере составляет от 63 до 90% мол.

Предлагаемую композицию наносили на различные текстильные основы: бязь, капрон, стеклоткань, ткань фторлон; и испытывали по стандартным методикам на водонепроницаемость, паро- и воздухопроницаемость.

Изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного исполнения.

Пример 1. 10 мас. ч. сополимера Фт 42 растворяют в 87 мл (69,5 мас. ч.) ацетона и затем при перемешивании добавляют смесь 3,5 мл (3,5 мас. ч.) воды, 19 мл (15,5 мас. ч.) пропанола и 0,15 мл (0,15 мас. ч.) 1,1-дигидроперфторгептилового спирта.

Процесс перемешивания ведут до получения однородного раствора. Полученную композицию фильтруют, обезвоздушивают. Готовой композицией пропитывают текстильную основу. Материал отжимают между вращающимися валками и сушат при температуре 45 50^oС. Полученный материал обладает следующими характеристиками: пористость 85% водонепроницаемость 3,5 ати, паропроницаемость 10 мг/см²•ч, воздухопроницаемостью 0,70 мл/мин•см².

Примеры 2 9, выполнены аналогично примеру 1, но при разных составах композиций. Результаты испытаний приведены в таблице.

Пример 10 (сравнительный). 10 г (10 мас. ч.) сополимера Фт 42 растворяют в 98,7 мл (79 мас. ч.) ацетона, затем при перемешивании добавляют 5 мл (5 мас. ч. ) воды и 8,5 мл (6 мас. ч.) пропанола. Перемешивание продолжают до растворения высаждающегося сополимера и до получения гомогенного раствора. Формовочный раствор фильтруют, обезвоздушивают, с помощью фильеры наносят на стекло и сушат на воздухе при комнатной температуре. Результаты испытаний мембраны приведены в таблице.

Полученные мембраны имеют пористость 65% водонепроницаемость 1 ати, паропроницаемость 3 мг/см³•ч, воздухопроницаемость 70 мл/мин•см².

Из приведенных в таблице данных видно, что использование композиции по изобретению позволяет получать микропористый материал с уникальными свойствами: высокой паро- и воздухопроницаемостью, что создает комфортные условия при носке одежды из этого материала; хорошей водонепроницаемостью, что дает возможность использовать его для верхней, спортивной одежды, тентов, палаток; биологической инертностью, огне- и агрессивостойкостью, что делает его пригодным для изготовления специальных видов тканей и одежды (медицинских халатов, стерильных салфеток, непромокающего перевязочного материала, для отделки помещений высокого класса чистоты в микроэлектронике и точной механике).

Использование: в текстильном производстве в технологии спецотделки для придания текстильному материалу хемостойкости, износостойкости и водоотталкивающих свойств при сохранении паро-и воздухопроницаемости. Сущность: композиция для обработки текстильных материалов содержит, мас.ч.: поливинилиденфторид или его сополимер с 10-40 мол. % тетрафторэтилена 9-1, полифторированные кислоты ф-лы: С_nH_(2n+1-x)F_xCOOH или CF₃(CF₂CF₂O)_mCF₂COOH, где n - 5-12, m - 2-5, 2n-2 равно или меньше Х и Х равен или меньше 2n+1, или полифторированные спирты ф-лы C_nH_(2n+1-x)F_xOH, где n = 4-9, ацетон 59-80, низший алифатический спирт 9,9-20,0 и воду 1-10. Свойства капроновой ткани после пропитки, отжима и сушки по ГОСТ 12088-77 и 3816-81, пористость 80-83 %, водопроницаемость 1-2 атм, паропроницаемость 7-8 мг/кв. см•ч, воздухопроницаемость 0,6 мл/мин кв. см. 1 табл.

Композиция для обработки текстильных материалов, содержащая полимер на основе винилиденфторида, ацетон, низший алифатический спирт и воду, отличающаяся тем, что она содержит в качестве полимера на основе винилиденфторида поливинилиденфторид или сополимер 60 90 мол. винилиденфторида с 10 40 мол. тетрафторэтилена и дополнительно полифторированные кислоты общей формулы
C_nH_(2n+1-x)F_xCOOH или CF₃(CF₂CF₂O)_mCF₂COOH,
где n 5-12;
m 2-5;
2n 2 ≅ х ≅ 2 n +1,
или палифторированные спирты общей формулы
C_nH_(2n+1-x)F_xOH,
где n 4 9,
2n 2 ≅ х ≅ 2n + 1, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:
Поливинилиденфторид или сополимер 60 90 мол. винилиденфторида с 10 - 40 мол. тетрафторэтилена 9 11
Полифторированные кислоты указанной общей формулы или полифторированные спирты указанной общей формулы 0,10 0,35
Ацетон 59 80
Низший алифатический спирт 9,9 20,0
Вода 1 10