Композиция для аппретирования волокнистых материалов Советский патент 1993 года по МПК D06M15/55 D06M101/04 D06M101/12 D06M101/34 

Изобретение относится к химической технологии волокнистых материалов, а именно, к композициям для аппретирования волокнистых материалов - шерстяных, хлопчатобумажных и смешанных тканей, а также бумаги и может быть использовано в производстве износоустойчивых и несминаемых текстильных материалов, в частности, сукон для бумагоделательных машин,

Цель изобретения - повышение устойчивости аппретов к вымыванию в воде.

Поставленная цель достигается тем, что композиция, включающая эпоксидную

смолу, отвердитель и воду, в качестве эпоксидной смолы содержит 1,4-дигли- дицил-З-метил-1,2,4-триазол-5-он или 1,3-диглицидил-5,5-диметилимидазоли- дин-2,4-дион, а в качестве отвердителя - водорастворимый олигомер гуанидинового рода формулы

r-NH4 NH-H или NHYNH-NH-R-NH- L V jnL N.-CN Jn

NH2

где R (CH2)6, (CH2)2NH(CH2)2, X Cl, SCN, n 1-5 при следующем соотношении компонентов (мас.%):

VI

Ч)

ю о со о

1,4-Диглицидил-Зметил-1,2,4-триазол-5он или 1,3-диглицидил5,5-диметилимидазолидин-2,4-дион1-4

Отвердитель0,25-2,16

ВодаОстальное

Концентрация отвердителя соответствует стехиометрическому отношению эпок- сидная смолаютвердитель.

1,4-Диглицидил-3-метил-1,2,4-триазол -ДГМТ представляет собой вязкую жидкость или пасту светло-желтого или буро- желтого цвета с содержанием эпоксидных групп 35-39% (теоретически 40,7%).

Соединение получают конденсацией 3- замещенного 1,2,4-триазол-5-она с эпихлор- гидрином в присутствии каталитических количеств амина с последующим дегидрох- лорированием образующегося хлоргидри- нового производного NaOH.

1,3-Диглицидил-5,5-диметилимидазол идин-2,4-диОн (ДГИД) бледно-желтая вязкая жидкость с содержанием эпоксидных групп - 33-35% (теор. 35,8%). Получают концентрацией 5,5-диметилимидазолидин-2,4- диона с зпихлоргидрином в присутствии амина с последующим дегидрохлорирова- нием NaOH.

Водорастворимый ионный олигомер- ный отвердитель гуанидинового ряда формулы

Г-NH- NH-R , L NH Jn

где R (СН2)б, х Cl, n 1-5

где под названием метауид применяется в качестве антисептика и фунгицида.

Ионные олигомерные гуанидиниевые отвердители формулы

PNH&NH-R .,

LTOW.

NHfc где R (СНа)2 NH(CH2)2, x Cl, SCN, n 1-5

были получены впервые из соответствующей соли гуанидина и диэтилентриамина. Они представляют собой беспутные или бледно-желтые вязкие жидкости и содержанием амино-групп. 3,0-3,6 моль кг, хлора и тиоцианат ионов 4,6-5,0 моль-кг, молекулярной массой 200-900, Строение подтверждено наличием в ИК-спектрах полос поглощения уЗЮО/3500 (группы NH, NH2).

Олигомерные амино-диангуанидовые отвердители формулы были получены впервые из циангуанидина, формальдегида и

алифатических полиаминов (гексамети- лендиамина или диэтилентриамина) по реакции Манниха. Они представляют собой бесцветные или желтые вязкие жидкости с

содержанием аминогрупп около 5,5 моль/кг и молекулярной массой 200-900. Строение подтверждено наличием в МК-спектрах полос поглощения v 3100-3450 (группа NH) V 1560-1570 (группа С N)

V2100-2110 (группа С N). Все испытания проводились на отечественных прессовых иглопротивных бумагоделательных сукнах ИКП-13 состава: шерсть - полиамидное волокно (мононить), хлопчатобумажных

тканях и фильтровальной бумаге (ТУ 6-09- 1706-82, черная лента).

Оценка стабильности аппретов к вымыванию производилась по коэффициенту вымывания аппретов Кв на аппретируемых

материалах (иглопробивных бумагоделательных сукнах ИКП-13, хлопчатобумажных тканях и бумаге).

Образцы материалов величиной 0,2-22 предварительно сушили при 130°С в течение 2 час, затем выдерживали на воздухе в течение 2 час, взвешивали на аналитических весах, затем образцы пропитывали композицией, отжимали до 95-100% привеса и после сушки в термошкафу в течение 2 ч и

выдержке на воздухе в течение 2 час взвешивали. Вымывание аппрета оценивали по потере массы образцом после 12 час выдержки в воде при комнатной температуре. Расчет коэффициента вымывания Кв

производили по формуле

ГП а/ГПа ПГ1 | ГПобр

m I

I/

ГПа/ГПобр 2

где гпобр - масса исходного образца, г;

та - масса аппрета, вычисленная по разности масс аппретированного образца после термообработки и исходного образца; mBa массы вымытого аппрета, равная разности масс аппретированного образца после термообработки и образца после выдержки его в воде.

Изобретение иллюстрируется следую- щими примерами.

Пример 1. а) Получение отвердителя формулы

i

55

NHx NH-NH-Ц-Ш- , ЫСН

где R (СН2)е, n 1-5.

Суспензию 33,6 г (0,4 моль) циангуани- дина в 6 1,2 г(0,82 моль)40%-ногоформалина перемешивают в течение 2 часов. Полученную суспензию оксиметильных производных циангуанидина порциями при перемешивании вливают в заранее приготовленный раствор 46,4 г (0,4 моль) гексаме- тилендиамина в 40 мл воды в течение 0,5 часа. Перемешивание продолжают 0,5 часа при комнатной температуре и затем при нагревании (90-100°С) в течение 3 ч до почти полного растворения белого осадка. Небольшое количество белых хлопьев (вероятно, сшитого олигомерного вещества) отфильтровывают. Фильтрат представляет собой раствор блоксоолигомера с R (СН2)е в воде, который в случае необходимости упаривают в вакууме до получения вязкого безводного продукта. Содержание амино-групп - 0,8-1,0 моль/кг %, молекулярная масса 412 (определение криоскопи- ческим методом). Выход 79,7 г (89%).

Найдено, %: С 52,5, Н 9,1, N 40,0, М 412.

(CioH2oNe)n

Вычислено для димера п 2%, С 53,6, Н 8,9, N 37,5, М 448.

б) Получение отвердителя формулы

ын ын-мн-к-ш-)- ,

N-CNП

где R ((CH2)2. n - 1-5.

Отвердитель получают аналогично 1а, но в качестве полиамина используют диэти- лентриамин. Выход 81,0 г (96%).

Найдено, %: С 44,9, Н 8,0, N 47,3, М 398.

(CsHi7N7)n

Вычислено для димера п 2%: С 45,5, Н 8,1, N46,4, М 422.

в) Получение отвердителя формулы

Ч-Ш МН-R-k , Ш2П

где R (СН2)б, х SCN

Смесь 0,1 моль гуанидина и 0,1 моля гексаметилендиамина нагревают при 120- 125°С до полного удаления 0,2 моль аммиака обычно в течение 1,5-2 ч (контроль по массе реакционной смеси). Выход 19,9 г (100%).

Найдено, %: С47,5, Н 7,9, N 27,4, S 15,5, М 380. SCN-ионов 5,00 моль/кг.

Вычислено, %: С 48,2, Н 8,0, N 28,1, S 16,1, М 200 (для п 1). SCN-ионов 5,03 моль/кг.

Полученный плав охлаждают до комнатной температуры и используют в аппретирующих композициях. В случае необходимости отвердитель в горячем виде

может быть разбавлен водой и др. полимерными растворителями (спирты, диметил, формамид и др.) и применяться в менее вязком состоянии. 5г) Получение отвердителя формулы

fNH NH-RV , ЫН2П

где R (CH2)2NH(CH2)2, х Cl, n 1-5.

10

Отвердитель получают аналогично 1в, но в качестве полиамина используют диэти- лентриамин. Выход 16,1 г (98%). Найдено, %: С36,0, Н 7,7, CI21,3, N 33,6, M465(CsHi3CIN4)n.

Вычислено, %: для п 1 %, С 36,5, Н 7,9, CI21.6, N34,0, М 164,5.

д) Получение отвердителя формулы

где R (CH2)2NH(CH2)2, х SCN, n 1-5.

Выход 18,5 г (99%).

Найдено, %: С 38,4, Н 7,0, N 37,4, S 17,0, М 410, SCN-ионов 5,04 моль/кг.

Вычислено для п 1 %: С 38,5, Н 6,9, N 37,4, S 17,1, М 187, SCN-ионов 5,35 моль/кг.

Пример 2. Приготовление композиции и аппретирование.

В бак на 200 л, содержащим расчетное количество воды, при температуре 20-30°С при работающей мешалке загружают 2 кг ДГМТ и 0,9 кг отвердителя формулы

35

fNH NH-NH-R-NH}-n , N-CN

где R (CH2)e (содержание ингредиентов в композиции равно соответственно 1,0 и 0,45

мас,%), После растворения компонентов композиции полученный раствор становится пригодным для аппретирования, Техническое сукно предварительно промывали водой и отжимали до 80% влажности

между валами. Аппретирование во всех примерах проводили на каландре при температуре 20 ± 5°С, отжиме 95-100%, скорости движения сукна 3,5-4 м/мин, в 2-3 прохода. Затем производилась сушка и термообработка при скорости движения сукна 0,3-0,9 м/мин. температуре обогреваемого вала 145 ±50°С, что соответствует нагреву сукна до 135 ± 50°С, в течение 2 ч.

Использование композиции позволяет

получить сукно с высокой фильтрующей способностью (рабочая воздухопроницаемость сукна после трехдневной приработки составляет 460-520 л/м2 мин против 400-440 л/м у прототипа). При исключении

необходимости получения эмульсии в органическом растворителе.

Остальные примеры (концентрации реагентов, показатели полученных материалов) приведены в таблице.

Пример 40 (сравнительный). 2 кг отвердителя Ниттекс-ЕРХ растворяют в 1,4 кг ацетона или 2 кг трихлорэтилена, после чего добавляют 2 кг эпоксидной смолы Ни- ттекс-EPS, затем композицию эмульгируют в расчетном количестве (196 кг) воды в течение 40 мин при скорости вращения мешалки не менее 3 тыс,об/мин.

Полученной эмульсией обрабатывают техническое сукно согласно примеру 2.

Формула изобретения

Композиция для аппретирования волокнистых материалов, включающая эпоксид- ную смолу, отвердитель и воду, отличающаяся тем, что, с целью повышения устой- чивости аппретов к вымыванию в воде, в качестве эпоксидной смолы она содержит 1,4-диглицидил-3-метил-1,2,4-триазол-5-он или 1,3-диглицидил-5,5-диметилимидазоли- дин-2,4-дион,а в качестве отвердителя - во-

дорастворимый олигомер гуанидинового ряда общей формулы

-NH NH-R-j :

ын„ п

t

или

-NHyNH-NH-R-NH-l N-CN-т

е R (СН2)6, (СН2)МН(СН2)2;

х Cl, SCN;

п 1-5, при следующем соотношении омпонентов, мас.%:

1,4-Диглицидил-Зметил-1,2,4-триазол-5он или 1,3-диглицидил-5,5диметилимидазолидин2,4-дион1-4

Водорастворимый

олигомер гуанидинового

ряда указанной общей

формулы0,25-2,16

ВодаОстальное.

Сущность изобретения: водная композиция содержит 1-4 мае.% 1,4- диглицидил-З-метил-1,2,4-триазол-5-она или 1,3-диглицидил-5,5-диметилимидазоли- дин-2,4-диона и 0,25-2,16 мас.% водорастворимого олигомера гуанидинового ряда формулы: fNrkJ NH-R или fNHv MH-NH-R-ml- L NHaln l 1-сн ln где b (СН2)б, (CH2)2NH(CH2)2, X Cl, SCN, n 1-5. Композицию получают путем перемешивания смеси эпоксидной смолы, отвер- дителя и воды при температуре 20-30°С до полного растворения. 1 табл. (Л

ДГМТ

1,0 . -NH Nll-NUR-Nll }h N-CN

ДГИД

ДГМТ

ДГМТ

0,45

8,1 +

1,9+

0,3+

Примечание. Ошибка измерений Kg в диапазоне значений К« 1 - не более 10%, при значениях К 1 ошибка не превышает 50%

Продолжение таблицы