Связующее для получения клееного нетканого материала Советский патент 1982 года по МПК C08L33/06 D04H1/64 

Изобретение относится к композициям на основе высокомолекулярных органических соединений, а именно водным эмульсиям на основе акриловых сополимеров, применяемых в производстве клееных нетканых материалов.

Известны водные эмульсии для пропитки волокнистых и пористых материалов на основе сополимеров, акриловой или метакриловой кислоты и их эфиров, например, растворимое в щелочах, но устойчивое в воде и водных растворах кислот связующее, содержит сополимер 50-70% виниладетата, 2035% виниловых эфиров жирных .кислот и/или эфиров (мет) акриловой кислоты с алканолами С , и/или й-бутилакрилата, 3-15% ненасы1ченных моно- или дикарбоновых кислот и/или полиэфиров последних с алкано-лами и/или полиэфиров насыщенных;-дикарбоновыхдкислот с ненасьпденными,..спиртами , 0,5-10% защитного коллоида,до 3% эмульгатора f 1 J.

Указанный состав сополимера может обеспечить высокую пропитываюЕ1УЮ способность эмульсии для нетканых материалов - Однако это достигается введением дополнительных количеств эмульгатора, что является нецелесообразным, так как ухудшает физико-механические свойства пленок и нетканых материалов. Кроме того, это ведет к усиленному пенообразованию в процессе наработки нетканого материала.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достига10емому эффекту является связующее для получения клееного нетканого материала 2, содержащее акриловый сополимер, неионогенный эмульгатор и воду, причем сополимер состоит из мономеров: два эфира ненасыщенной

15 карбоновой кислоты, имеющей структуг ную формулу CH,j CH-COOR,гдe R углеводородный радикал, содержащий 1-4 атома углерода, например, бутил

20 акрилат (БД) и метилакрилат (МА), ненасыщенная карбоновая кислота, содержсодая 4 атома углерода (метакри вая кислота - МАК) с соотношением мономеров соответственно 62:35:3,

25 и компоненты эмульсии взяты вколичестве, вес.ч:

Акриловый сополимер . 100 Неионогенвый эмульгатор 1,5

30 Вода330 Связующее характеризуется низкой пропитывающей способностью (подъем на высоту 3 см происходит за 95 с), что приводит к Образованию ворсисто ти и расслаиванию материала, а такж к сильному скольжению и налипанию н пропиточные валы при производстве клееного нетканого материала. Цель изобретения - повышение про питывающей способности. Поставленная цель достигается те что связующее для получения клееног нетканого материала, содержащее акрилрвый сополимер, эмульгатор и вод содержит в качестве акрилового сопо лимера тройной сополимер эфира нена сыгденной карбоновой .кислоты формулы СН CH-COOR, где R - углеводородный радикал ., «эфира ненасыщенн СН. С -COO карбоновой кислоты формулы где R - углеводородный радикал С-(-С и ненасы1ченной карбоновой (C,j-C) КИСЛОТЫ при соотношении мономеров соответственно (58-80):(13-35)(3-10 в качестве эмульгатора - смесь изоме ных натриевых солей алкилсульфоновых кислот, сульфооксиэтилированные диапкилфенолы или также смесь указанных в соотношении от Isl до 1:11, а также дополнительно содержит сульфат гидразина или полиэт ленгликоль формулы CHgO-(СНг-СНгОЦН CH20-(dH2-CH20)n где п + п 2. 1-115. при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: Указанный акриловый сополимер100 Указанный эмульгатор 1-6 Сульфат гидразина 0,05-0,5 или полиэтиленгликоль3-10Пода100-170 Связующее получают в виде водной эмульсии, В качестве эфира ненасыщенной карбоновой кислоты структурной формулы СН СН - COOR сополимер содержит метилакрилат, этилакрилат, бутилакрилат (предпочтительно - бутилакрйпат). Из эфиров ненасыщенной карбоновой кислоты структурной формулы СН- С - COOR используют бути метакрилат, метилметакрилат (предпо чтительно- метилметакрилат). В качестве ненасыщенной карбоновой кислоты используют акриловую, итаконовую, метакриловую (предпочти тельно- метакриловую кислоту). В качестве эмульгатора применяют сульфооксиэт.илированные диалкилфенолы (эмульгатор С-10), смесь изомерных натриевых солей алкилсульфоновых кислот (Волгонат). Предпочтительно используют смесь указанных продуктов. При содержании эфира ненасыщенной карбоновой кислоты со структур.ной формулой СИ2. СН - COOR 58 вес.% Нетканный материал (ИМ) полученный на основе такой эмульсии, недостаточно мягкий, эладтичный. Введение эфира 7 80 вес.% приводит к ряду технологи ских осложнений при получении НМ: налипании на валы, быстрое пленкообразование. Введение §фира ненасыщенной карбоновой кислоты со структурной формулой СН,. С - COOR 13 вес.% не дает возможности получить нетканевый материал с достаточной/прочностью. При содержании эфира 35 вес.% материал получается жесткий. Включение ненасыщенной карбоновой кислоты в количестве 3 вес.% не обеспечивает достаточной степени си1инки, что дает не прочный нетканевый материал. Введение кислоты 7 10,0 вес.% позволяет получить прочный материал, но жесткий, не эластичный. Содержание смеси эмульгаторов 1 вес.ч. не обеспечивает коллоидную стабильность системы при хранении, транспортировке и переработке. Включение эмульгаторов 6 вес.ч. приводит к повышению пенообразования при переработке эмульсии, что влечет за собой ряд технологических осложнений. Введение сульфата гидразина и полиэтиленгликоля (ПЭГ) в эмульсию в количестве меньшем рекомендуемого не приводит к улучшению пропитывающих свойств эмульсии. Введение сульфата гидразина ,0,5 вес.ч. осложняется вследствие его ограниченной растворимости в воде, что приводит к сильному разбавлению эмульсии. Повышение дозировки ПЭГ не приводит к дальней1чему увеличению пропитывающ|1х свойств. Полиэтиленгликоли применяют различных марок: диэтиленгликоль, триэтиленгликоль, ПЭГ-35,,где ru 35, ПЭГ 115, где п- Il5, ПЭГ 400 (импортный) с мол. вес. 380-420,. что соответствует 8, ПЭЕ 600 (импортный) с мол. вес.570630, что соответствует п 12., Для получения эмульсии в реактор загружают воду (дистиллированную), половину расчетного количества 10%ного водного раствора эмульгатора, после чего температуру в реакторе доводят до-72С. По достижениизаданной температуры в реактор добавляют 4%-ный раствор инициатора (примерно 1/5 часть расчетного количества). При 78-80°С начинают дозирование суммы мономеров из одной капельной воронки, а оставшийся эмульгатор и инициатор из другой. Общее время дозирования 3-3,5 ч. Температуру поддерживают на уровне. 78-80с. По окончании дозирования полученную эмульсию выдерживают 40 мин при постоянной температуре и перемешиваНИИ. После этого температуру в реак торе снижают до 30-40°С и вводят 3,5%-ный раствор сульфата гидразина или полиэтиленгликоль в течение 15 мин при постоянном перемешивании эмульсию охлаждают до . Г товую э ryльcиIo выгружают в чистую стеклянную тару. Пропитывающую способность опреде ляют методом, который позволяет характеризовать пропитывающую способность жидкости по высоте ее подняти за определенное время по заключенно му в стеклянный цилиндр столбику во локна. Пример. Для получения про тотипа МБМ-3 в реактор загружают (из расчета на 400 г эмульсии) 251 м дистиллированной воды. Температуру в реакторе доводят до 72 С и вводят 4 мл водного раствора индикатора. Готовят пpeдэ ryльcию из суммы мономеров (БА-81, 6 мл, МА-44,2 мп. МАК - 3,5 мл) и раствора эмульгатор (18 мл 10%-го раствора). При 78-85С начинают дозиров.ание предэмульсии из капельной воронки. После прокапы вания половины количества предэмуль сии (74 мл) вводят вторую порцию (4 ш) водного раствора инициатора. Общее время дозирования 2-2,5 ч. Третью порцию 4 мл водного раствора инициатора подают после окончания дозировки. Эмульсию, выдерживают 30 мин при постоянной температуре 78-85 0 и перемешивании. Затем эмуль сию охлаждают до 25°С. Готовую эмуль .сию выгружают в чистую стеклянную тару. Для пропитки волокнистой основы во всех примерах используют 20%ную акриловую эмульсию. В качестве волокнистой основы применяют смеску %: лавсан 70, вискоза 30. Пример 2. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера содержит, вес.ч. : Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (58:35:7) Эмульгатор С-10 СульЛат гидразина Примерз. Водная эмульсия еэснове акрилового сополимера сожит, вес.4,5 Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата метакриловой кислоты (58:36:7) Эмульгатор С-10 Вода Сульфат гидразина0,05 П р и м е р 4. Водная эмульсия на ове акрилового сополимера содер, вес.ч, : Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и мета- криловой кислоты (58:35:7)100 Эмульгатор С-106 Вода100 Сульфат гидразина 0,05. П р и м е р 5. Водная эмульсия основе акрилового сополимера сожит, вес,ч.: Сополимер бутилакрилата метилметакрилата и метакриловой кислоты (80:13:7)100 Эмульгатор С-10 Вода Сульфат гидразина . 0,25 П р и м е р б. Водная эмульсия основе акрилового сополимера. ержит, вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метайриловой кислоты (80:10:10)100 Смесь эмульгаторов (С-10 и Волгонат (1:1)1 Вода 100 Сульфат гидразина0,5 р и м е р 7. Водная эмульсия снове акрилового сополимера соит, вес.ч.: ополимер бутилакрилата, , етилметакрилата и метакриловой кислоты (70:23:7)100 месь эмульгаторов (С-10 и ролгонат) (5:1) ульфат гидразина0,5 Пр и м е р 8, Водная эмульсия основе акрилового сополимера сожит, вес.ч.: Сополимер метилакрил бутилметакрилата. и акриловой кислоты () Эмульгатор С-10 Вода Сульфат гидразина П р и м е р9. Водная акрилового сополимера вес;ч. : Сополимер бутилакрила метилметакрилата и итаконовой кислоты {80:17гЗ) Эмульгатор С-10 Вода Сульфат гидразину Примерю. Водна на основе акрилового срп держит, вес.ч.: Сополимер этилакрилат метилметакри/1ата и метакриловой кисло (70:20:10) Эмульгатор С-10 Зода Сульфат гидразина П р и м е р 11 (срав Водная эмульсия на осно сополимера содержит, ве Сополимер бутиЛакрил метилметакрилата , и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 58:35:7, 100 Эмульгатор С-106 Вода100 П р и м е р 12. Водная эмульсия основе акрилового сополимера ержит, вес.ч.: Сополимер (бутилакрилат, метилметакрилат и метакриловая кислота 80:13:7)100 Эмульгатор С-106 Вода135 Сульфат.гидразина 0,25 Пример 13. Водная эмульсия основе акрилового сополимера сожит, вес.ч,: Сополимер (бутилакрилат, метилметакрилат иметакриловая кислота 80:10:10) Смесь эмульгаторов С-10 и Волгонат в соотношении 11:1 Сульфат гидразина Пропитующая способность эмульсии примерам 1-13 представлена в л. 1. лица П р и м е р 14. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера со держит, вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты в соотношении 58:35:7 100 Эмульгатор С-10 Полиэтиленгликоль-3 5 П р и м е р 15. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера со держит, вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при соотноИении мономеров 58:35:7100 Эмульгатор С-10.6 Вода«-lOO ПЭГ-355 Пример 16. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера со держит, вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 58:35:7100 Эмульгатор С-106 Вода100 ПЭГ-357 И р и м е р 17; Водная эмульсия на основе акрилового сополимера, содержит, .вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты при соотношении мономеров 58:35:7,100 Эмульгатор С-10б Вода100 ПЭГ-35 . 10 Пример 18. Водная эмульсия на основе акрилового сополимера со держит, вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (80:13:7),100 Эмульгатор С-106 Вода100 ПЭГ-400.5 П р и м е р 19. ВоднаяЭМУЛЬСИЯ на основе акрилоаого сополимера с;о держит, вес.ч. : Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислоты (80:10:10)100 Смесь эмульгаторов С-10 и Волгонат 1:1 1 Вода100 Диэтиленгликоль7 П р и м е р 20. Водная эмульсия основе акрилового сополимера сожит, вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата и метакриловой кислот1 1 и метакриловой кислот1 1 (70:23:7) Смесь эмульгаторов С-10 и Волгонат 5:1 3 Вода .100 Диэтиленгликоль10 П р и м е р 21. Водная эмульсия основе акрилового сополимера сожит, вес,ч.: Сополимер метнлакрилата, бутилакрилата и акриловой кислоты (70:23:7) 100 Эмульгатор С-105 Вода100 ПЭГ-6005 П р и м ejp 22. Водная эмульсия ocHoise акрилового сополимера, ержит, .: Сополимер бутилакрилата, метилметакрилата:, и итаконовой кислоты (80:17:3)100 Эмульгатор С-10 . 6 Вода100 ПЭГ-400 3 П р и м е р 23. Водная, эмульсия основе акрилового сополимера сожит, вес.ч.: Сополимер этилакрилата, метилметакрилата и ме;тилакриловой кислоты (70:20:10) Эмульгатор С-10 Вода ПЭГ-1153 П р и М е р 24 (сравнительный). ная эмульсия на основе акрилового олимера содержит, вес.ч.: Сополимер бутилакрилата, ме тилме та« ри лата и метакриловой кислоты при соотногюнии мономеров 58:35:7. 100 Эмульгатор С-10б

11

П р и м е р 25. Водная эмульсия содержит, вее.ч.;

Сополимер (бутилакрилат,

метилметакрилат

и метакриловая кислота

12

Сополимер (бутилакрилат,

метилметакрилат

и метакриловая кислота

80:10:10)

Предлагаемые эмульсии обладают более высокой пропитывающей способностью, что сокращает технологический процесс, а также уменьшает скол жение и налипание на пропиточные валы при производстве клееного нетканого материала. Формула изобретения Связующее для получения клееного нетканого материала, содержащее акриловый сополимер, эмульгатор и вод отличающееся тем, что, с целью повышения пропи/тьшающих свойств, оно содержит в качестве акрилового сополимера тройной сопол мер эфира ненасыщенной карбоновой кислоты формулы СНд СН - COOR, ,где R - углеводородный радикал , эфира ненасыщенной карбоноi сНг С - COOR вой кислоты формулы I где R - углеводородный радикал , и ненасыщенной карбоновой ()-кислоты при соотношении мономеров соответственно (58-80) : : (13-35): (3-10), в качестве эмульгатора - смесь иэомерных натриевых солей алкилсульфоновых кислот, сульфооксиэтилированные диалкилфенолы или также смесь указанных продуктов в соотномении от 1:1 до 1:11, а также дополнительно содержит.сульфат . гидразина или полиэтиленгликоль форСН20 - (снз - снго) -(СНг- СНзоЦн где:п: -- П7.. 1-115, 139794 при следующем соотношении кo moнeнтов, вес.ч, Указанный акриловый сополимер100 Указанный эмульгатор 0,05-0,5 Сульфат гидразина или полиэтиленгликоль 100-170 5 3-10 Q 1 Источники информации, принятые во внимание при э спертизе 1.Заявка ФРГ 2747182, кл. П Об М 15/36, опубли с, 1979. 2.Елисеева В. Н и др. Эмульсионная полимериза1Ц1я и ее /применение fe промычлекности. М., Химия, 1976, с. 220 (прототип).