Композиция связующего для изготовления нетканого материала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 04 Н 1 64 НИЯ К АВТОР тная плотность 60-63 зка по длине 98-119 МПа, удлинение по рине 30-33; жестГс, по ширине 2,2-2,9 циклов; степень набуе 650-780, 6 табл,2г/м, разрМха, подлине 22кость поГс; истирахания в ци ывнвя нагр ширине 34-4 24, по шдлине 3,4-4,5 ние 750-850 клогексано ся к композимолекулярных к водным дисенсодержащих в производсткачестве связутв том, чающая ностнове гетеГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ПИСАНИЕ ИЗОБР У ВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный научно-исследовательскийинститут нетканых текстильных материалови Воронежский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института синтетического каучука(54) КОМПОЗИЦИЯ СВЯЗУЮЩЕГО ДЛЯИЗГОТОВЛЕНИЯ НЕТКАНОГО МАТЕРИАЛА(57) Использование: в производстве нетканых материалов в качестве связующего,Сущность изобретения; готовят композицию связующего для изготовления нетканого материала, Гетерополимерный латекс Изобретение относитциям на основе высокосоединений, а именноперсиям на основе дилатексов, применяемымве нетканых материаловющего,1816776 А 5) 5 С 08 ) 19/02, С 08 К состоит из сополимера из ядра и оболочки. Частицы ядра состоят из сополимера бутадиена и акрилонитрила при массовом соотношении (58-62):(38-42) и/или из сополимера бутадиена, стирола и акрилонитрила при массовом соотношении (38-42):(31-35):(25-29). Оболочка состоит иэ сополимера бутадиена, стирала и акрилонитрила и метакриловой кислоты при массовом соотношении (33-37):(28-32):(21-25):(10-14), Массовое соотношение ядра и оболочки составляет (75-85):(15-25). Компоненты композиций взяты при следующем соотношении, мас.ч,: гетерополимерный латекс 10-30; поверхностно-активноевещество 0,1-0,3; вода 69,7-89.9. Характеристика латексной пленки связующего: разрывная нагрузка 12,0-22,5 МПа; удлинение 420-1100; устойчивость к растворителям (весовое набухание) 54- 140. Характеристика клеевого нетканого мате нала: поверхнос Целью изобретения является увеличние прочности латексной пленки связующ го.Сущность изобретения состо что композиция связующего, вк гетерополимерный латекс, пове активное вещество и воду, в каче1816776 19 20 Таблица 5 Таблица 6 йной промышленности дицинвойства нетканых прокладочных материалов дляского назначен Составитель Т. Бровкина Редактор Г. Бельская Техред М. Моргентал Корректор М, Петровааказ 1707 Тираж Подписно ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и откр 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5ям при ГКНТ ССС оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Свойства клееных нетканых материалов - объемного утеплителя для швейной промышленности35 ЗО 23 3,0 рополимерного латекса содержит латекс,ядро частиц которого состоит из сополимера бутадиена и акрилонитрила при массовом соотношении (58-62):(38-42) и/или иэсополимера бутадиена, стирола и акрилонитрила при массовом соотношении (3842):(31-35):(25-29). а оболочка состоит изсополимера батадиена,стирола,акрилонитрила и метакриловой кислоты при массовомсоотн о ш е н ии (33-37);(28-32):(21-25):(10-14),при этом массовое соотношение ядра и оболочки составляет(75-85):(15-25), а компоненты композиции взяты при следующемсоотношении, мас,ч,:Гетерополимерныйлатекс 10-30Поверхностно-активное вещество 0,1 - О,ЗВода 89,9-69,7Уетерополимерный латекс получен методом двухстадийной затравочной полимеризации при пониженном содержанииповерхностно-активного вещества (см. Получение синтетических латексов и их модифицирование. Материалы И Всесоюзнойлатексной конференции. Воронеж, 1985,с. 63-72).Для обеспечения высокого содержаниякарбоксильных групп в поверхностном слоеполимер-мономерных частиц предварительно синтезируются высококарбоксилированнь 1 е частицы затравочного латекса. Навторой стадии проводится затравочная полимериэация основной части мономеров наранее сформированных частицах. Готовыелатексы характеризуются гетерогеннойморфологией частиц типа гидрофобное ядро - ионизированная низкомолекулярнаяоболочка,Готовый латекс содержит массовую долю сухого вещества 40 - 50% при концентрации ионов водорода 8,0-9,5,П р и м е р 1, Гетерополимерный латексполучают методом двухстадиной полимеризации,Первую стадию получения сополимераоболочки частиц проводят по следующему рецепту, мас.ч, на 100 мас,ч, сополимеров;Сополимер (оболочка)БутадиенСтиролАкрилонитрилМетакриловаякислота 12Сульфанол НП"О трет-додецилмеркаптан, метакриловая кислота, стирол, акрилонитрил,бутадиен, гипериз, ронгалит, Сополимериэацию проводятдо 95-100% конверсии мономеров с подьемом температуры от 15 до 35 С в течение15 10 ч.Полученный на первой стадии латексимеет следующие характеристики: сухой остаток 34,8%, рН 4,2, поверхностное натяжение 45,5 мН/м, средний размер частиц 10520 ,Вторую стадию получения сополимераядра и формирования частиц гетерополимерной структуры производят последующему рецепту, мас,ч на 100 мас.ч,25 сополимеров:Бутадиен 40Стирол 33Акрилонитрил 27Сополимер 2030 Едкий натр 0,75Гипериз 0,1Ронгалит 0,01Вода 120.Полимеризатор загружают в следую 35 цем порядке: латекс сополимера , частьводы, мономеры. В течение 1 ч происходитнабухание частиц сополимера в мономерах,затем добавляют 2-3%-ный раствор едкогонатра и выдерживают эмульсию в течение40 30-60 мин при перемешивании, При этомосуществляется частичная нейтрализациякарбоксильных групп сополимераи переход его в оболочку полимерно-мономерныхчастиц. Затем в полимеризатор добавляют45 гипериз и ронгалит, Сополимеризацию мономеров в ядре частиц с образованиемсополимераосуществляют до 98 - 100%конверсии мономеров спостепенным подьемом температуры от 15 до 70 С. Получен 50 ный латекс характеризуется следующимисвойствами: сухой остаток 50%, рН 9,2, поверхностное натяжение 42,5 мН/м, среднийразмер частиц 190 нм, условная прочностьпленки при растяжении 22,5 МПа, относи 55 тельное удлинение 430%.Синтезированный гетерополимерныйлатекс исходной концентрации при соотношении ядра (сополимер бутадиена: стирол5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 такриловая кислота 35:30:23:12) 83:17 мас.разбавляют водой до 15-ной концентрации и вводят ПАВ "Новость" в количестве 1,0 на массу полимера, тщательно перемешивают. Пропитывающую композицию в виде жидкости или пены наносят на волокнистый холст, состоящий иэ смеси вискозных и лавсановых волокон методом разбрызгивания, пропитки в "жало валов" или комбинированным способом. Пропитанный холст отжимают и сушат последовательно в три стадии при температуре 100 - 140 - 160 С.П р и м е р 2. Синтез гетерополимерного латекса осуществляют в 2 стадии, соблюдая порядок загрузки компонентов и режим сополимеризации, приведенные в примере 1. Соотношение мономеров на обеих стадиях и соотношение между пропорциями мономеров, используемых для синтеза ядра и оболочки, соответствуют данным, указанным в примере 2 табл,1.Синтезированный гетерополимерный латекс исходной концентрации при соотношении ядра (сополимер бутадиена: акрилонитрил 60: 40) и оболочки (сополимер бутадиена: акрилонитрил; стирол: метакриловая кислота 33:32;25:10) 75:25 разбавляют водой до 30 -ной концентрации и вводят ПАВ "Лотос" в количестве 1,0 на массу полимера латекса. Пропитывающую композицию наносят на волокнистый холст методом пропитки в "жало валов", отжимают и сушат при температуре 100-160 С последовательно в три стадии, .П р и м е р 3, Гетерополимерный латекс исходной концентрации, синтезированный описанным в примере 1 способом при соотношении мономеров, указанном в примере 3 табл.1, разбавляют водой до 22-ной концентрации, вводят ПАВ в количестве 1,0,на массу полимера латекса. Пропитанный холст сушат при температуре от 100 до 160 С, В качестве ПАВ взят сульфонол НП-З.П р и м е р 4. Гетерополимерный латекс при соотношении мономеров, указанном в примере 4 табл,1, исходной концентрации разводят водой до 13 -ной концентрации, вводят ПАВ в количестве 1,0; на массу полимера латекса, Холст из смеси лавсанового и полиакрилонитрильного волокна пропитывают композицией и сушат при температуре 100 - 160 С. Связующее наносят методом разбрызгивания, ПАВ - сульфонол Н П-З,П р и м е р 5. В смесь гетерополимерных латексов по примерам 5 и 6 табл,1 10 -ной концентрации. взятых при соотношении 50:50, вводят ПАВ в количестве 1,0 ф на массу полимера, Холст из смеси лавсанового и полиакрилонитрильного волокна пропитывают композицией и сушат при температуре 100-160 С, Связующее наносят методом разбрызгивания, ПАВ - алкилсульфонат натрия,П р и м е р 6. В смесь гетерополимерных латексов по примерам 5 и 7 табл,1 18-ный концентрации, взятых при соотношении 70:30, вводят "Новость" в количестве 1,0 ь на массу полимера, Холст иэ смеси лавсанового и полиакрилонитрильного волокна пропитывают композицией связующего и сушат при температуре 100-160 С, Связующее наносят методом разбрызгивания,П р и м е р 7, В смесь гетерополимерных латексов по примерам 6 и 8 табл.1 30-ной концентрации, взятых при соотношении 70:ЗО, вводят ПАВ в количестве 0,1 фна массу полимера. Холст из смеси вискозного и лавсанового волокон пропитывают композицией связующего и сушат при температуре 100-160 С.П р и м е р 8. Гетерополимерный латекс при соотношении ядра и оболочки 72;28 и соотношением мономеров по примеру 9 табл.1 исходной концентрации разводят водой до 20 - ной концентрации. вводят ПАВ в количестве 1,0 на массу полимера, Волокнистый холст пропитывают композицией связующего и сушат при температуре 100 -П р и м е р 9. Гетерополимерный латекс при соотношении ядра и оболочки 87:13 и соотношении мономеров по примеру 10 табл,1 исходной концентрации разводят водой до 20 -ной концентрации, вводят ПАВ в количестве 1,0 на массу полимера, Пропитанный волокнистый холст сушат при температуре 100 - 160 С.П р и м е р 10. Нетканый материал получают проплткой и последующей сушкой холста из смеси вискозного и лавсанового волокон композицией связующего 20-ной концентрации на основе гетерополимерного латекса при соотношении мономеров по примеру 11 табл,3.П р и м е р 11, Нетканый материал получают пропиткой и последующей сушкой холста из смеси вискозного и лавсанового волокон композицией связующего 207 ь-ной концентрации на основе гетерополимерного латекса с соотношением мономеров по примеру 12 табл.1.П р и м е р 12. Нетканый материал получают пропиткой и последующей сушкой холста из смеси вискозного и лавсанового волокон композицией связующего 20-ной концентрации на основе гетерополимерного латекса с соотношением мономеров по примеру 13 табл,1, 181677645 50 П р и м е р 13. Нетканый материал получают пропиткой и последующей сушкой холста из смеси вискозного и лавсанового волокон композицией связующего 20-ной концентрации на основе гетерополимерного латекса с соотношением мономеров по примеру 14 табл,1,П р и м е р 14. Нетканый материал получают по примеру 1 пропиткой и последующей сушкой волокнистого холста связующим 9;ь-ной концентрации.П р и м е р 15, Нетканый материал получают по примеру 1 пропиткой и последующей сушкой волокнистого холста связующим 31 О-ной концентрации,П р и м е р 16. Нетканый материал получают по примеру 1 пропиткой и последующей сушкой холста из лавсанового волокна связующим 15;ь-ной концентрации,П р и м е р 17. Нетканый материал получают по примеру 2 пропиткой и последующей сушкой холста из лавсанового волокна связующим 15-ной концентрации,П р и м е р 18. Нетканый материал получают по примеру 1 пропиткой и последующей сушкой холста иэ вискозного волокна связующим 15 О-ной концентрации.П р и м е р 19. Нетканый материал получают по примеру 2 пропиткой и последующей сушкой холста из вискозного волокна связующим 15;-ной концентрации,П р и м е р 20. По примеру 2, но в качестве гетерополимерного латекса взят латекс по примеру 7 а табл,1.П р и м е р 21, По примеру 1, но в качестве гетерополимерного латекса взят латекс по примеру 8 а табл,1,П р и м е р 22, По примеру 5, но в качестве ПАВ вводят сульфонол НПв количестве 2,0 О на массу полимера латекса.П р и м е р 23, По примеру 5, но в качестве ПАВ вводят алкилсульфонат натрия в количестве 3,0;ь на массу полимера латекса.В зависимости от технологии нанесения связующего и областей назначения материала в пропитывающую композицию могут быть введены различные добавки; пеногасители, красители, пигменты, ПАВ, загустители, коагулянты,Примеры 1-7, 16 - 23 характеризуют составы предложенных компонентов в заявляемых пределах,Примеры 8 - 9 характеризуют составы предложенных композиций при изменении соотношении ядра и оболочки в латексных частицах за предлагаемые пределы. Примеры 10 - 13 характеризуют составыпредложенных композиций при изменении 5 10 15 20 30 35 40 соотношения мономеров в ядре латексов за предлагаемые пределы.Примеры 14-15 характеризуют составы предложенных композиций при изменении рецептуры связующего за заявляемые пределы,В табл. 1 представлены характеристики количественного и качественного состава ядра и оболочки гетерополимерных латексов: примеры 1 - 8 характеризуют взаимосвязь структуры латексов в пределах формулы изобретения с их свойствами; примеры 9-16 характеризуют взаимосвязь потребительских свойств латексов и их химического состава за пределами формулы изобретения.В табл.2 представлены физико-механические свойства гетерополимеров в сравнении с прототипом. Приведенные данные свидетельствуют о значительно более высокой прочности пленок из предлагаемых латексов в сравнении с прототипом, Физико-механические характеристики сополимеров по прототипу не обеспечивают необходимую разрывную прочность клееным нетканым материалам,В табл,3 приведены составы предлагаемых пропитывающих композиций, Примеры 1 - 13 и 20 - 23 соответствуют рецептурам в заявляемых пределах,В табл.4-6 представлены свойства клееных нетканых материалов различного назначения, полученных по примерам 1 - 23,Предлагаемые клееные нетканые материалы, полученные по примерам 1 - 7, 16 - 19 и 20 - 23 табл,4, 5, 6, по своим физико-химическим и физико-механическим свойствам соответствуют предъявленным требованиям,Уменьшение массовой доли оболочки гетерополимерного латекса ниже установленного оптимального предела (см,пример 9 табл.4) ухудшает прочностные свойства клееного полотна, повышает жесткость, что ухудшает гриф материала,Увеличение массовой доли оболочки гетерополимерного латекса выше установленного оптимального приодела (см,пример 8 табл.4) снижает устойчивость клееного полотна к воздействию растворителей, придает материалу липкость, снижает устойчивость к истирающим воздействиям,Изменение соотношения мономеров в ядре латексов эа предлагаемые пределы (см,примеры 10 - 13 табл,4) не позволяет получить клееные полотна в соответствии с предъявляемыми к ним требованиями,Использование пропитывающей композиции с концентрацией в ней полимерной фазы ниже предлагаемого нижнего предела1816776 ГетерополимерныйлатексПоверхностноативное веществоВода 10-30 0,1-0,3 89,9-69,7 35 ТаблицаРецептура получения гетерополимерных латексав (мас.ч, на 100 масж сопалимеоа) Соотношение маномеров на стадии синтеза оболочки частицСоотношение мономеров на стадии синтеза ядра частиц При- мер Соотношение ядра:оболочка,мас,Бд ЛАК Бд Ст Ан Ан 12 Зб зз З 7 Зв Зв 35 зо 32 2 В 2 З 25 ВЗ:17 75:25 85:15 85:15 Вв:15 77:23 75:25 аог 20 Лагекс 27 23 23 2 З гз 12 зв 29:28 :13 35 35 зо зо нетканого материала к ных сред, износоустс изкие Физико.механиченетканых материалов, ь. Низкая устойчивостьвоздействию арессивчивость, истиранию. Нскне характеристикиповышенная жесткастНетканый материалшенной жесткостью.Нетканый материал хпрочностью.Нетканыйустойчивжесткостью.Коагуляция в процессеКаагуляция в процессе 12 характеризуется па арактеризуегся ннз 80:2 12 материал характеризуется низкойостью к органическим растворителям,З 7 31 синтеза.синтеза,75.25 85:15 75:25 Латаю обладает высоксй80:20 устсйивостыа лвтвипроакютыои злхтиятсстьглл удзвлегворяет 21 25 агрегатиикй и мехювьесзюйплетям отгямяатся еглззяхт ю,улееный нетканый мате кочплаггутребованМ отличаетсям снхютваьм 7 ава 3 Зг пример 14 табл.4) не обеспечивает необходимый привес связующего, что отрицательным образом сказывается нд потребительских свойствах полотна: низкая прочность, устойчивость к истиранию, к набуханию в циклогексаноне,Использование пропитывающей композиции с концентрацией в ней полимерной фазы выше предлагаемого верхнего предела (пример 15 табл.4) приводит к повышенному содержанию связующего в готовом полотне, что придает материалу жесткость, ухудшает гриф, приводит к перерасходу сырья.Таким образом выбранные пределы в соотношении мономеров ядра и оболочки, соотношении массовой доли ядра и оболочки гетерополимерных латексов, в количественном составе композиции связующего в комплексе обеспечивают материалам заданные характеристики и позволяют улучшить ряд потребительских свойств, таких как прочность, устойчивость к истиранию, к набуханию в агрессивных средах, создать клееным материалам тканеподобный гриф, улучшить экологию производства клееных нетканых полотен,Высокие, в 1-3 раза превышающие аналогичные характеристики прототипа, физико-механические свойства пленок из гетерополимерных латексов обеспечивают клееным полотнам повышение разрывной нагрузки по сравнению с нормой в 1,5 - 1,6 раза при сохранении эластичности и тканеподобного грифа клееных нетканых материалов. Применение данных гетерополимерных латексов в качестве связующего позволяет в среднем на 30 повысить устойчивость клееного полотна к циклогек санону, что обеспечивает технологичностьдальнейших процессов изготовления столовой клеенки у потребителя.Формула изобретения Композиция связующего для иэготовле ния нетканого материала, включающая гетерополимерный латекс, частицы которого состоят из ядра и оболочки, поверхностно- активное вещество и воду, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что, с целью увеличения прочно сти латексной пленки связующего, композиция в качестве гетерополимерного латекса содержит латекс, ядро частиц которого состоит из сополимера бутадиена и акрилонитрила в массовом соотношении 20 58 - 62:38 - 42 и/или из сополимера бутадиена, стирола и акрилонитрила в массовом соотношении 38-42;31-35,25-29, а оболочка состоит из сополимера бутадиена, стирола, акрилонитрила и метакриловой кислоты в 25 массовом соотношении 33-37:28-32;2125;10-14, при этом массовое соотношение ядра и оболочки составляет 75-85:15-25, а компоненты композиции взяты при следующем соотношении, мас.ч.:30 Клееный вегканый материал удовлетворякомплексу требований, отличается высокимпотребительскими свойствамисо о о 44 о О о Ф О Йй ф о о о о и И о о о о о с с л а с Щ ФФ Ф сФ д Ф сФ 2д с аФО а Х Ф ф о о о цъ Ф Ф 020 сксл с о т43 С 4 Ф 2 х. ссЕФЖЕ лсоФ4.Ф Ф о ФЕФС ФТФх сОФ 4- О5%Оф о О с софФо. ФсооссзсЬ ФлаФФй ФФ ХФФа3С 4йа Т 4 ф.ФЖ Л 4 Ф Ф 4-БО 24.4 ф 2 Ф Е о. Ф т. ооа ссй 4 оФ с Ф 4 Ф о с сс Ф Т. л ос о х а Ф Фо с Ф с Ф л Ф Ф х о С К Що Е х а Ф Ф,. ос 3 Ф с Б о о х оо 5 2 Ф оо о о с Б а Ф 3 х 2 й 4 Ф Х х 2 Ф Ф Ф о 1 Я о о СЧЧС СОЪ СО О О о ф ч Ъ Ъ СЧ СЧ О)Сч СЪ О офа С 4 М 44 Ъ чт О - СЛ 44 С 4оСО Сч СЪ 44 Сч СЧ М ОСЧ, О Ч 3о 4 СО ЧСС 4 О ОЧд СЪ СЧ С) м ч4 О 4 О О С О 4 М С С- О О О М Ч С 4 О ф Д С. ОЪ 44 Ъ фОО ч съ ч сЪ44 м о О о чс сч м,сЮ со ф с ф о о Ф сч съ ОЭ г О 4 СЧ С 44 ЪВ О ОГЪ СЧ СЧ ч с с 4 СО Юсф съо счо о оЧ СЪ м сч ДЮ 44 Ъ о оо ММ МС 4 Я фф оосч сч 44 Ъ сС 4 о - счо всч о 4 ОЧ МЧС о;с,; О ОЪ