Способ получения коагулированного материала Советский патент 1993 года по МПК C08J9/28 

Изобретение относится к технологии изготовления коагулированного материала, методом пропитки текстильной ткани полимерным латексом и может быть использовано в легкой, в текстильной, обувной промышленностях.

Целью изобретения является повышение эластичности мягкости коагулированного материала с повышенной способностью абсорбции и десорбции воды.

Для реализации способа по изобретению используют полимерные латексы, которые диспергируют в воде с помощью анионной эмульгирующей системы. В случае использования анионных полимерных дисперсий коагуляция происходит при рН 7, а при использовании катионных полимерных дисперсных систем коагуляция происходит при рН 7.

Полученный таким образом коагулированный полимерный материал затем вспенивается путем нагревания в ванне, в паровой бане или в сушилке до 70-110°С.

В соответствии с изобретением вспени- вание коагулированного полимера осуществляют либо одновременно с процессом коагуляции, либо сразу же после него.

В первом варианте текстильная ткань пропитывается в.пропиточной ванне, содержащей способный коагулировать полимерный латекс и вспенивающий агент, с последующей коагуляцией, причем пропитка и коагуляция осуществляется в водной фазе и одновременно или сразу же после процесса скоагулированный на текстильной ткани латекс вспенивают.

В другом варианте способа текстильную ткань пропитывают в пропиточной ванне, содержащей по крайней мере один нестойкий в отношении электролита полимерный латекс анионного или катионного типа, а также вспенивающий агент. После этого происходит коагуляция и вспенивание при нагревании ткани.

В соответствии с настоящим изобретением в качестве вспенивающего агента ису

В

00

со

00 СА) 4Ьь

О

00

гн;я лзуют соединения, выбранные из группы, включающей: трихлорфторметан, 1,1,2,2-тетрафторэтан, 1 -дибром-1,1,2,2- тетрафторэтан, изобутан и Н. Пентан.

Пленкообразование исключается благодаря использованию вспенивающего агента, придающего покрытию из коагулированного полимера пенистую структуру при погружении его в процессе коагуляции или сразу же после него в горячую воду.

При. использовании первого варианта способа желаемая структура может быть получана путем коагуляции пропитанной текстильной ткани непосредственно в сушилка с интенсивной теплопередачей, например, СВЧ-сушилке или в радиационной сушилке с одновременным получением пе- ни-стой структуры.

Ниже приведено подробное описание первого варианта заявленного способа.

Композицию коагулирующего в воде полимерного латекса наносят на текстильный тканый или нетканый материал.. Эту операцию осуществляют посредством по- гружения в пропиточную ванну с соответствующим значением рН, в предпочтительном варианте рН 7, содержащую по крайней мере перечисленные выше компоненты.

Количество наносимого на материал в процессе пропитки полимера зависит от технологии пропитки, которая сама по себе известна специалистам, а также от поглощающей способности используемого текстильного материала, причем дополнительное регулирование этого количества может осуществляться с помощью ракля или ножа, установленного над валком. Количество наносимого полимера в большой степени за- писмт от назначения изготовляемого коагулированного материала..

Согласно изобретению способный коагулироваться в воде полимерный латекс может наноситься на материал известными способами, например с помощью вращающегося в обратном направлении валка, ножа над валком, струйного облива, нанесением распылением и т.п. В зависимости от назначения полимерного латекса композиция может наноситься на одну или обе стороны материала,

Модификация таких характеристик коагулированного материала, как свойство на ощупь, цвет, может осуществляться за счет добавления в полимерный латекс известных добавок,

В качестве основы для коагулированных материалов могут быть использованы материалы, не стойкие к диметилформами- ду (ДМФ). В известном способе ДМФ используется в пропиточной ванне в качестве

растворителя, что не позволяет использо- вать в качестве основы материалы, в отношении которых МФ реактивен.

Согласно настоящему изобретению в 5 качестве основы для коагулянта могут быть использованы следующие материалы: тканевые материалы на основе натурального или синтетического волокна, например, полиэфирного полиамидного и акрилового волокна или их смесей. Изобретение позволяет использовать также основы из нетканых материалов.

После нанесения композиции полимерного латекса на текстильный материал од5 ним из перечисленных выше способов следует операция коагуляции. С этой целью текстильный материал пропускают через нагретую водяную ванну при 50°С (не ниже) а в предпочтительном варианте от 85

0 до или помещают в паровую баню с температурой от 100 до 130°С, а в предпочтительном варианте 100-110°С, где практически одновременно осуществляют процессы коагуляции и вспенивания покры5 тия из полиуретанового латекса. Способ по изобретению позволяет также проводить фазы коагуляции и вспенивания по отдельности, последовательно.

В таком случае композиция полимерно0 го латекса коагулируют в ванне с нагретой до 50-70°С водой, после чего вспенивание пленки полимерного латекса осуществляют посредством пропускания полученного коагулированного материала через ванну с го5 рячей водой, обычно при температуре не ниже 85°С, а в предпочтительном варианте 90-100°С или в паровой бане с температурой 100-130°С, а в предпочтительном варианте 100-110°С.

0 в одном из вариантов реализации способа по изобретению коагуляцию со вспени- ванием проводят в сушилке с интенсивной теплопередачей. В таких случаях текстильная ткань с нанесенной на нее композицией

5 полимерного латекса помещают непосредственно с СВЧ - сушилку или т.п.

Соответственно, процессы коагуляции, вспенивания и сушки осуществляют одно- 0 временно.

Этот вариант имеет преимущественно: он позволяет отказаться от использования как коагуляционной ванны, так и ванны для вспенивания.

5 Ниже приведено описание второго варианта заявленного способа.

На текстильную ткань наносят одним из описанных выше способов композицию полимерного латекса, которая в водной среде является нестойкой к электролиту и которая представляет собой сильно анионный или сильно катионный полимерный латекс.

После нанесения таким образом на ткань заявленной композиции проводят коагуляция ее.

Обработанная описанным выше способом текстильная ткань пропускается через водяную ванну при 15-75°С, а в предпочтительном варианте 40-60°С. При использовании анионного полимерного латекса значения рН ванны отрегулировано на значение 7, а при использовании катионного полимерного латекса рН 7.

Если это и необходимо, коагуляционная ванна может содержать один или более электролитов, причем диапазон значений рН, концентрация и тип используемого электролита зависят от типа полимерного латекса.

После процесса коагуляции композицию полимерного латекса на текстильной ткани, коагулированное покрытие вспенивают посредством пропускания обработанного материала через ванну с горячей водой, значение рН Б которой может быть равно, так и не равно значению рН в коагу- ляционной ванне, с температурой не ниже 70°С, а в предпочтительном варианте 85- 110°С, или в паровой бане при 100-130°С, а в предпочтительном варианте при 100- 110°С,

Вспенивание может проводиться также в сушилке с интенсивной теплопередачей, например, СВЧ-сушилке, радиационной сушилке и т.п.

Преимущество этого варианта перед первым вариантом состоит в том, что коагуляцию проводят при комнатной температуре без использования термокоагулянтов.

Однако при этом процессы коагуляции и вспенивания проводятся не одновременно, а последовательно, что создает необходимость в использовании дополнительной ванны для вспенивания.

В первом варианте заявленного способа используют полимерный латекс, коагулирующийся Б присутствии термокоагулянта, например, следующие полимерные латек- сы: полибутадиеновый латекс, полибутади- енстирольный сополимерный латекс, полибутадиенакрилонитрильный латекс, поливинилацетатный латекс или их смеси.

В предпочтительном варианте используется полиуретановый латекс, обладающий особыми полимерными свойствами.

Полиуретановый латекс приготавливают с использованием известной технологии.

Полиуретановый полимер может быть получен из алифатического, циклоалифати- ческого или ароматического диизоцианата.

из полиола на основе полиэфирдиола с молекулярным весом 500-5000, а в предпочтительном варианте 1000-2000, и просто полиэфирдиола с молекулярным весом 4006000, а в предпочтительном варианте 1000- 2000, поликарбонат-диола с молекулярным весом 500-5000, а в предпочтительном варианте 1000-2000 и. возможно, из полиолов других типов и их смесей или диолов с низ0 ким молекулярным весом, таких как неопен- тил гликоля, 1-2-этандиол, 1,3-бутан-диол, 1,4-бутан-диол и др, а также их смесей, диаминов, например, 1,2-этандиамин, 1,3-про- пан-диамин. изофорон-диамин и др.

5 В предпочтительном варианте коагуляцию проводят в пропиточной ванне, содержащей полимерный латекс в количестве 5-30 мас.%, а в предпочтительном варианте 5-15 мае. %.

0 Способ по изобретению коагуляции с использованием термокоагулянта позволяет получить хорошие результаты, если в ка- . честве термокоагулянта использовать алкоксилированные амины с молекулярным

5 весом в предпочтительном варианте 800- 6000, полиорганосилоксаны и их производные, простые поливинилдиалкилэфиры и их производные, полиацетали, простые полит- иоэфиры, поли(этиленоксиды) и их произ0 водные, поли(пропилен)этиленоксиды или их производные.

В частности, при использовании в качестве термокоагулянта поли(этиленоксида) термокоагулированный полиуретановый ла5 текс может быть получен путем использования полиуретанового латекса и вводя полиэтиленоксидного компонента в пол- имерную цепочку полиуретана.

Поли(этиленоксидный) компонент вво0 дят известным способом за счет реакции обеих групп ОН поли(этиленоксида) в полимерной цепочку с СО-группами используемого диизоцианата.

Способ по изобретению позволяет пол5 учить хорошие результаты при использовании в качестве исходного компонента поли(этиленоксида) с молекулярным весом 600-4000, а в предпочтительном варианте 1000-2000, Кроме того, могут быть исполь0 зованы смеси поли-этиленоксидов (с различным молекулярным весом).

Заявленный способ позволяет получить хорошие результаты при добавлении в полиуретановый полимер компонента по5 ли(этиленоксидного) диола в количестве 0,5-10 моль%. В предпочтительном варианте в цепочку полиуретанового полимера встраиваются 1,5-5,0 моль,%.

При проведении коагуляции с добавлением электролитов и/или с регулированием

кислотности нестойкого к. электролиту полимерного латекса сильно ионного или сильно катионного характера, соответственно, хорошие результаты можно получить при использовании в качестве, исходного материала солей щелочных или щелочноземельных металлов соляной кислоты, азотной кислоты, серной кислоты или растворимых в воде солей алюминия, железа, марганца, кобальта, кадмия, хрома и др,

Регулирование кислотности в коагуля- ционной ванне и/или ванне для вспенива- иия может осуществляться посредством добавления известных кислот и оснований, соответственно. Вид и концентрация кислоты электролита в сильной степени зависят от использованного исходного полимерного латекса и могут определяться опытным путем для данной композиции полимерного латекса.

Ниже приведены иллюстрирующие изобретение примеры:

Пример 1. Процесс проводят в пропиточной ванне А-2 размерами 200x200x250 мм с диспергированным полиэтилакрила- том. Эту смолу разбавляют водой до получе- ния в пропиточной ванне содержания твердой фазы в количестве 20 мас.%.

Затем этот состав, содержавший 20 мас,% твердого вещества смолы добавляют Б злкоксилированный амин.

После этого значение рН регулируют до 4,7, э затем с перемешиванием в состав добавляют 5% 1,2-дибромо-1,1,2,2-тетраф- торэтана.

Текстильная ткань, обеим поверхностям которой была придана шероховатость с удельным весом 180 г/м и размерами 100x100 мм пропитывается посредством погружения на 10 сек. в пропиточную ванну.

Затем пропитанную ткань отжимают с помощью ножа, установленного над валком, таким образом, чтобы содержание диспергированной композиции акрилата в ткани составляло 1200 г/м .

После этого пропитанную ткань передают в коагуляционную ванну размерами 200x200x250 мм, содержащую воду при 95°С. Время пребывания в коагуляционной ванне составляет 30 сек.

И, наконец, из полученного коагулированного материала удаляют воду с использованием ракли или сушилки при 150°С.

Полученный материал по виду и по свойствам поглощения не отличался от материала, полученного известным способом коагуляции,

П р и м е р 2. Процесс проводят подобно процессу по примеру 1, с тем исключением, что взамен полиэтилакрилатного латекса

используют полихлоропреновый латекс (не- опреновый латекс).

Полученный коагулированный материал по виду и по свойствам поглощения не отличался от материала, полученного известным способом коагуляции,

Пр и м ер3. Процесс проводят подобно процессу по примеру 2.

Взамен полихлоропренового латекса ис0 пользуют алкилнитрильный латекс, а вместо 1,2-дибромо-1,1,2,2-тетрафторэтана используют трихлорформетана. Это позволяет получить коагулированный материал с повышенной эластичностью.

5 П ри мер 4, Процесс проводят подобно процессу по примеру 3.

Взамен акрилнитрилбутадиенового латекса используют анионный полиуретано- вый латекс.

0Полученный материал по эластичности и по свойствам поглощения и другим.физи- ческим свойствам не отличался от материала, полученного известным способом коагуляции.

5П р и м е р 5. Процесс проводят подобно процессу по примеру 4,

Взамен алкоксилированного амина используют простой поливинилметиловый эфир, а отношение коагулянт/латекс было

0 изменено до 30 мас.% коагулянта в расчете на твердое вещество латекса. Необходимость такого изменения отношения вызвана менее эффективными свойствами а коагуляции по сравнению с алкоксилиро5 ванным амином.

Полученный материал по свойствам поглощения и другим физическим свойствам не отличался от материала, полученного известным способом коагуляции.

0 П р и м е р 6. Пропиточную ванну размером 200x200x200 мм заполняют дисперсий полиуретана (ПУ) указанного ниже состава. ПУ получают присоединением 9% (моль) поли(этиленоксидного) диола с моле5 кулярным весом 1000 к форполимеру. В качестве полиэфирного диола используют адипинат гександиола с молекулярной массой 2000 в количестве 47 моль.%. В качестве диизоцианата используют гексаметиленди0 изоцианат.

В полученной композиции отношение NCO/OH составляет 1,8. В качестве вспени- вателя используют изофорондиамин. Содержание твердого вещества в дисперсии

5 составляло 30 мас.%.

Смолу разбавляют водой до получения в пропиточной ванне содержания твердого вещества в количестве 12 мас.%.

Затем с помощьюуксусной кислоты значение рН в пропиточной ванне доводят до 4,

После чего в состав вводят с перемешиванием 5% трихлорфторметана.

Хлопчатобумажная ткань, шероховатая с обеих сторон, удельным весом 180 г/м2 и размерами 100x100 мм пропитывается посредством погружения в пропиточную ванну на 10 сек.

Затем пропитанную ткань отжимают с помощью установленного над валком ножа до получения содержания полиуретановой дисперсии в количестве 1000 г/м .

После этого пропитанную ткань передают в коагуляционную ванну размером 200x200x250 мм, содержавшую воду при 80°С. Время пребывания в коагуляционной ванне составляет 30 сек. Избыточную воду удаляют с помощью ракли и в сушилке при 150°С.

Полученный материал по виду и свойствам поглощения, эластичности и физическим свойствам не отличается от материала, полученного известным способом коагуляции.

Пример 7. Пропиточную ванну размером 200x200x250 мм заполняют анионной полиуретановой дисперсией.

Смолу, разводят водой до получения в пропиточной ванне содержания твердого вещества в количестве 12 мас.%. Затем в ванну с перемешиванием добавляют 5% 1,2-дибромо-1,1,2,2-тетрафторэтана.

Хлопчатобумажную ткань, шероховатую с обеих сторон удельным весом 180 г/м2 и размерами 100x100 мм пропитывают посредством погружения в пропиточную ванну на 10 с.

Затем избыточное количество полиуретановой дисперсии удаляют установленным над валком ножом (до получения содержания 160 г/м2).

После этого пропитанную ткань передают в коагуляционную ванну размерами 200x200x250 мм, содержащую воду при 20°С, при этом значение рН регулируют до 3 с помощью уксусной кислоты. Процесс коагуляции продолжают 60 сек.

Затем материал переносят в водяную ванну при 70°С для получения пенистой структуры.

Избыточную воду удаляют с помощью ракли и в сушилке.

Полученный материал по виду, в части свойств поглощения, эластичности и других физических свойств не отличается от материала, полученного известным способом коагуляции.

Пример 8, Процесс проводят подобно процессу по примеру 7, за тем исключением, что процессы коагуляции и вспенивания проводят одновременно в коагуляционной ванне при 80°С и рН - 3.

Полученный материал обладает превос- ходными физическими характеристиками, эластичностью и по виду не отличается от материала, полученного известным способом коагуляции.

Пример 9. Процесс проводят подобно процессу по примеру 8.

Взамен уксусной кислоты в коагуляционную ванну добавляют5% хлорида магния, а температура ванны для вспенивания составляла не 80°С, а 90°С. Полученный коагулированный материал по физическим характеристикам и способности поглощения не отличается от материала, полученного известным способом коагуляции.

ПримерЮ. Процесс проводят как и процесс по примеру 9.

Вместо полиуретанового латекса используют дисперсию полиэтилакрилата.

Содержание хлорида магния может быть уменьшено до 1 %.

Полученный материал по характеристикам не отличается от полученного способа по примеру 2.

Пример 11. Процесс проводят как и процесс по примеру 4.

Пропитанный материал нагревают в СВЧ-сушилке в течение 5 мин, после удаления пропиточной фазы и воды.

В результате получается коагулирован- ный материал с пористой структурой, который по своим характеристикам и по виду практически не отличается от коагулированной структуры, описанной в предыдущих примерах.

Ф о р м ула изобретения

Способ получения коагулированного материала путем пропитки текстильного материала в пропиточной ванне полимерной дисперсной системой с последующей коагуляцией и вспениванием, отличающийся тем, что, с целью повышения эластичности, мягкости коагулированного материала с повышенной способностью абсорбции и десорбции воды, в состав полимерной дисперсной системы предварительно вводят соединения, выбранные из группы, включающей трихлорфторметан 1,1,2,2-тетрафторэтан, 1,2-дибром-1,1,2,2-тетрафторэ- тан, изобутан и н.пентан, а коагуляцию и вспенивание осуществляют при 70-110°С.

Использование: для изготовления коагулированного материала методом пропитки текстильной ткани, пригодного для использования в текстильной, обувной промыш- ленностях. Сущность изобретения: при получении коагулированного материала путем пропитки текстильного материала в пропиточной ванне полимерной дисперсной системой, в состав которой предварительно введены соединения, выбранные из группы, включающей: трихлорфторметан, 1,1,2,2-тетрафторэтан, 1,2-дибром-1,1,2,2- тетрафторэтан, изобутан и пентан. После : пропитки осуществляют коагуляцию и вспе- нивание при 70-110°С.