CS251019B1 - Termoreaktivni vodou ředitelné kompozice a způaob jejich přípravy - Google Patents

Abstract

Vodou ředitelné kompozice na bázi kopolymerů oleflnicky nenasyoených monomerů, případně a funkčními skupinami, vhodné zejména pro aplikace v textilním průmyslu a v oboru nátěrových hmot, Jsou připravítelné aemikontlnuélnl emulzni kopolvmeracl v přiromnostl povrchově aktivních látek, vodorozpuatnóho iniciačního systému, a výhodou v inertní atmosféře, prováděnou tak, že se do vody s přídavným obsahem povrchově aktivních látek a známého redoxniho iniciačního aystému, s výhodou ? ouze redukční složky, přidává při toploě 65 až 90 °C za míchání během 1,5 až 6 hodin emulze připravená ze apooifickýoh akrylových monomeru, vody, povrchově aktivních látek a případně hydroxidu amonného a/nebo aodnebo a současně se v průběhu 1,5 až 7 hodin přidává roztok iniciačního systému ve vodě, přičemž po ukončeni dávkováni emulze se reakční směs udržuje při uvedená teplotě jeětě 1 až 4 hodiny, pak se ochladl a nakonec ao připadne jeětě upraví přídavkem adltiv zejména ze skupiny zahrnující vodná disperze termoplastických kopolymerů, povrchově aktivní látky, odpěnovače, regulátory viskozity, koalescentnl látky, regulátory pH, kyselé katalyzátory 8itováni, fungicidy, elektrolyty, pigmenty, plniva a hydrofobizačni přísady.

Description

Předmětem vynálezu jsou vodou ředitelné termoreaktivní kompozice obsahující samosíEující vodné kopolymemí disperze na bázi vodných olefinicky nenasycených monomerů, které se připravují speciálním postupem· Kompozice jsou vhodné pro různé textilní aplikace a jako pojivá pro vodou ředitelné nátěrové hmoty·

Pro různé aplikace v textilním průmyslu i v průmyslu nátěrových hmot jsou často používány termoreaktivní kompozice vodných disperzí kopolymerů obsahujících N-alkoxymethyl (meth) akrylamidové skupiny (např. brit. pat. č. 1 025 562 a 1 002 451, pat. NSR č. 1 194 146, čs. AO č. 165 265,

223 208) nebo skupiny methylolové (např. belg. pat. č. 620 864» 621 836, 627 700, pat. NSR č. 1 221 018, 1 228 064, 208 887). Tyto kopolymery j-sou samosíTující, přičemž teplota sírování potřebná pro reakci N-alkoxymethyl (meth) akrylamidovýoh skupin se pohybuje v rozmezí od 130 až do 160 °C. Kopolymery obsahující methylolové skupiny sírují při nižších teplotách a tyto systémy však mají omezenou - skladovací stabilitu.

V jiných kopolymerech jsou používány skupiny hydroxylové (např. pat. USA č. 2 819 237, 3 218 280, 3 392 133, 3 428 749, brit. pat. č. 956 799, 1 079 757, 1 083 011), které však ke svému zesítění potřebují přídavek síTujících činidel, zpravidla ze skupiny arainopryskyřic. Vzhledem k vysokým teptotám, potřebným k sírování termoreaktivních pojiv, je tento proces značně energeticky náročný.

251 019

Výše uvedené nevýhody odstraňuje předložený vynález jehož předmětem jsou termoreaktivní vodou ředitelné kompozice na bázi kopolymerů olefinicky nenasycených monomerů, případně s funkčními skupinami a způsob jejich přípravy· Podstata vynálezu spočívá v tom, že kompozice jsou připravitelné z 8 až 120 hmot· dílů kyseliny akrylové a/nebo methakrylové, 8 až 120 hmot· dílů N-alkoxymethylakrylamidu a/nebo N-alkoxymethylmethakrylamidu, přičemž alkoxy-skupina je methoxy-, propoxy-, butoxy- či isobutoxyskupin>,8 až 120 hmot· dílů 2-hydroxyalkylakrylátu a/nebo 2-hydroxyalkylmethakrylátu, kde alkyl je ethyl nebo propyl, 440 až 776 hmot· dílů dalších monomerů ze skupiny nahrnující estery kyseliny akrylové a/nebo methakrylové s počtem uhlíkových atomů 1 až 8 v alkylovém řetězci a případně až 320 hmot· dílů styrenu a až 16 000 hmot· dílů aditiv, zejména ze skupiny zahrnující vodné disperze termoplastických kopolymerů, vodu, povrchově aktivní látky, odpěnovače, regulátory viskozity, koalescentní látky, regulátory pH, kyselé katalyzátory sírování, fungicidy, elektrolyty, pigmenty a plniva· Podstata-jejich způsobu přípravy je ta, že do 100 až 400 hmot. dílů vody s případným obsahem až 20 hmot· dílů povrchově aktivních látek a až 10 hmot· dílů známého redoxního iniciačního systému, s výhodou pouze redukční složky, se při teplotě 65 až 90 °C za míchání přidává postupně v průběhu 1,5 až 6 hodin emulze připravená z 800 hmot· dílů výše uvedených monomerů, 350 až 1200 hmot· dílů vody, 8 až 48 hmot· dílů povrchově aktivních látek a případně až 10 hmot· dílů hydroxidu amonného a/nebo sodného a současně se v průběhu 1,5 až 7 hodin přidává roztok 1 až 20 hmot· dílů iniciačního systému v 5 až 400 hmot* dílech vody, přičemž po ukončení dávkování emulze monomerů re reakšní směs udržuje při uvedené teplotě ještě 1 až 4 hodiny, pak se ochladí a nakonec se případně ještě upraví přídavkem až 200 hmot. dílů výše uvedených aditiv·

Tyto popsané termoreaktivní kompozice jsou vhodné pro různé textilní aplikace, zejména pro pojení různých druhů

251 019 textilních materiálů na bázi syntetických i přírodních vláken a jejich směsí· Dále nacházejí uplatnění při formulaci vodou ředitelných nátěrůvých hmot·

Uvedené termoreaktivní vodou ředitelné kompozice obsahují samosí£ující vodné kopolymeraí disperze tvořené nejméně čtyřmi monomery· Zpravidla je však kopolymér formulován na základě pěti různých komonomerů, z nichž tři tvoří termoreaktivní systém schopný sírování již za normální teploty· Vzájemným poměrem a obsahem reaktivních komonomerů je možno docílit různého stupně zesítění pojivá již při nižších teplotách a bez nutnosti přídavku externího sírujícího činidla· Takto formulované kopolymery proto umožňují-aplikace při nižších teplotách, které jsou nutné pouze pro dostatečně rychlé odpaření vodné fáze· Obecně je možno připravit různé typy kopolymerů, vyznačující se různou tvrdostí· Tato základní charakteristická vlastnost kopolymerů je určena poměrem základních monomerů, jako jsou např· styren, methylmethakrylát (tzv. tvrdé komonomery) a např· estery kyseliny akrylové či maleinové (tzv· měkké komonomery).

V následující tabulce jsou uvedeny příklady složení saraosííujících termoreaktivních kopolymerů připravených podle předloženého vynálezu :

251 019

Složení kopolymerů % hmot·	I	II	III	IV	V	VI	VII	VIII
styren	4	—		10	8	—	—	30
ethylakrylát	-	30	60	10	-	-	-	50
butylakrylát 78	40	-	60	72	8Ó	70	-
raethylmethakrylát	-	-	30	-	-	-	10	-
kys· akrylová	6	-	1	5		15	-	-
kys. methakrylová	-	14	-	-	2	-	6	3
2-hy droxye thy lme thakry lát	6		-	-	9	2	-	-
2-hydroxye thylakrylát	-	-	-	8	-	-	12	12
2-hydroxypropylme thakrylát	-	-	15	-	-	-	-	-
2-hydroxypropylakrylát	-	14	-	-			-	-
N-is obut oxyme thylme thakry1amid	6				9	3	—
Ií-but oxyme thy lme thakrylamid	-	-	14	-	-	-	2	-
N-isobutoxymethylakrylamid	-	2	-	-	-	-	-	5
N-but oxyme thy lakry lamid		*·	—	7	··	w	—	—

Způsob přípravy a aplikace terraoreaktivních kompozic připravitelných podle vynálezu jsou uvedeny v následujících příkladech provedení·

Příklad 1

Kompozice obsahující disperzi kopolymerů č. I se připraví tak, že se do polymeračního reaktoru předloží 200 hmot· dílů vody, 1 hmot· díl amonné soli nonylfenolpolyethylenglykolethersulíátu a 1 hmot· díl disiřičitanu sodného· Tato násada se vyhřeje na 80 °C a během 3 hodin se postupně přidává emulze připravená ze 600 hmot· dílů vody, 15 hmot· dílů amonné soli nonylfenolpolyethylenglykolethersulfátu, 6 hmot· dílů peroxodisÍránu amonného a 800 hmot· dílů kopolymerů č· 1· Po ukončení přidávání emulze se reakční směs zahřívá další hodinu na teplotu 80 °C, načež se ochladí a přidá se 0,8 hmot· dílů odpěňovace. Tato kompozice se aplikuje pro rubovou úpravu syntetických kožešin následujícím způsobem :

Pletená syntetická kožešina se nastříká do rubu vodnou disperzí snadno sírujícího akrylátového kopolymerů I· takové koncentrace, aby suchý hmotnostní přívážek se pohyboval p

v rozmezí 28 až 32 g/m · Nástřik uvedené apretační hmoty (komerční výrobek se ředí studenou vodou v objemovém poměru 2:1, 3:2, 1:1) se provádí stříkací tryskou do rubu kožešiny, která je napnuta (najehlena) na naváděcích ramenech sušícího a fixačního rámu a to těsně před vstupem do sušícího pole rámu, následuje sušení a tepelné zpracování při teplotě 140 °C kdy dochází k parciální fixaci a srážení vlasových podílů· Současně probíhá i zesítění akrylátového kopolymetu* Nástřik, sušení a fixace se provádí kontinuálně*

Úprava má polyfunkční charakter: dosáhne se dobré rozměrové stability, výrazného snížení línavosti vlasu (zlepšení soudržnosti vlasu), elastické pružnosti pleteniny a měkkosti výrobku·

Příklad 2

Syntetická kožešina s pleteným nebo tkaným základem (celulóza, syntetika nebo směs) se do rubu nastříká kombinací vodné akrylátové disperze kopolymerů I a kopolymerní disperze obsahující 46 % hmot· kopolymerů butylakrylát/styren/methaakrylamid/N-isobutoxymethylmethakrylát/kyselina akrylová ve hmot» poměru 59/27/10/3/1 v objemových poměrech v rozmezí 1:10 až 10:1 · Kombinace obou typů akrylátových disperzí umožňuje širokou variabilitu v požadované plnosti a tuhosti pro jednotlivé druhy syntetických kožešin· Technologická koncentrace nástřikové hmoty se docílí ředěním studenou vodou tak, aby suchý p

hmotnostní přívažek se pohyboval v rozmezí 20 až 30 g/m · Zpravidla se ppužívají následující ředění: 2:1, 3:2, 5:3, 1:1· Nástřik apretační hmoty se provádí stříkací tryskou do rubu kožešiny, která je napnuta (najehlena) na jehličkách řetězu sušícího a fixačního rámu a to těsně před vstupem do sušícího

251 019 pole rámu· Po usušení následuje· v dalším poli při teplotě 140 °C parciální fixace a srážení vlasu· Současně probíhá i zesítění akrylátových kopolymerů·

Úpravou se dosáhne nejen rozměrové stability a zlepšení soudržnosti vlasu, ale i netužení kožešiny v požadované tuhosti·

Příklad 3

Kompozice obsahující disperzi kopolymeru č· 11 nebo 111 se připraví tak, že se do polymeračního reaktoru předloží 400 hmot· dílů vody a 20 hmot. dílů alkylmethyljantaru sodného· Násada se vyhřeje na 68 až 70 °C, přidá se 6 hmot· dílů peroxodisíranu amonného a 3 hmot· díly disiřičitanu sodného, načež se během 5 hodin přidává emulze obsahující 1 200 hmot· dílů vody, 40 hmot· dílů alkylsulfojantaranu sodného a 800 hmot· dílů kopolymeru II nebo III· Současně se přidává roztok 12 hmot· dílů peroxodisíranu amonného ve 300 hmot· dílech vody a roztok 6 hmot· dílů disiřičitanu sodného ve 150 hmot· dílech vody a teplota se udržuje v rozmezí 70 až 75 °C· Po skončení přidávání emulze se reakční směs vyhřeje na 85 °C a po 3 hodinách vyhřívání se ochladí· Otyto kompozice jsou vhodné zejména pro úpravy vlastností tkanin· Způsob jejich aplikace je následující :

Potisknutá nebo hladce vybarvená celulozová nebo směsová textilie (např· ba/Vss/PADh) v různých manipulacích se na filmovém impregnátoru PI-3 (deskový způsob MA) napustí do rubu textilie vodnou disperzí akrylátového kopolymeru II o koncentraci 20 až 250 g/1 tak, aby mokrý hmotnostní přívažek se pohyboval v rozmezí 35 až 50 % z hmotnosti textilie· Po preparaci se textilie usuší v sušícím jehličkovém rámu při teplotě 110 až 130 °C a podle potřeby se kalandruje na valivém nebo silkovacím kalandru·

Úprava je vhodná jak pro šatovky, tak i dekorační textilie a textilie bytového interiéru·

Příklad 4

251 019

Φ 2

Celulozová sypkovina o hmotnosti 140 až 170 g/m se naimpregnuje na klasickém £ ulánu preparační lázní obsahující 40 až 60 g/1 ajjrylátové disperze III a 10 až 30 g/1 silikonového elastomeru ( , (AR-dihydroxypolysiloxanu)· Po odmačknutí lázně (mokrý přívážek se pohybuje 60 až 75 % z hmotnosti tkaniny) se sypkovina usuší v sušícím tryskovém rámu při teplotě 120 až 140 °C· Úprava se dokončí vykalandrováním na valivém kalandru při teplotě 60 až 80 °C nebo na speciálním kalandru při teplotě 120 až 140 °C·

Úpravou spolu s mechanickým zpracováním se dosáhne zmenšení mezivazných prostorů ve tkanině a tím snížení pronikání peří a prachu sypkovinou·

Příklad 5

Kompozice obsahující kopolymemí disperzi č· IV, nebo V, nebo VI, nebo VII se připraví tak, že se do polymeračního reaktoru předloží 350 hmot· dílů vody, která se vyhřeje na 85 °C· K ní se za míchání během 2 hodin přidává emulze obsahující 450 hmot· dílů vody, 8 hmot· dílů sodné soli alkylpolyethylenglykolethersulfátu, 40 hmot· dílů etoxylováného nonylfenolu a 20 jednotkami ethylenoxidu v molekule a 800 hmot· dílů kopoly meru IV, V, VI nebo VII· Současně se přidává 8 dílů peroxodisíranu amonného rozpuštěného ve 24 hmot· dílech vody· Teplota se udržuje na 85 °C další hodinu po skončení dávkování emulze a iniciátoru· Po této době se produkt ochladí· Použití těchto kompozic v textilních aplikacích je následující :

Progresivní plošná textilie , která je vyrobena z pavučiny odpadních textilních vláken a zpevněná mulem o celkové hmotnosti režné textilie 60 až 100 g/m se zpracuje nástřikem akrylátové disperze IV, tak, aby hotový výrobek obsahoval 10 až 25 g/m sušiny polymerovaného akrylátu· Netkaná textilie se po usušení zpravidla zpracovává na hladkém valivém kalandru nebo se zpracuje na gaufrovacíra kalandru, čímž výrobek dostává na svém povrchu plastický relief·

Snadno síťující vodná akrylátová disperze IV funguje jako kvalitní pojivo textilních vlákének a ovlivňuje řadu fyzikálně-mechanických i chemických vlastností hotového výrobku·

Příklad 6

Pro rubovou úpravu syntetické tkaniny ze 100% PAI>»vlákna pro sportovní a speciální účely byla připravena zátěrová pasta sestávající ze 100 hmot· dílů vodné akrylátové disperze kopolymerů č· V nebo VI, 6 hmot· dílů dohušťovadla na bázi polymerní kyseliny polyakrylové a 1,5 hmot· 'dílu vodného roztoku amoniaku· Zátěrová pasta byla na textilní substrát aplikována vzdušnou stěrkou s nánosem 20 až 40 g/m · Zasušení filmu se provádí ηβ velkoprůměrovém parou vyhřívaném bubnu při teplotě 100 až 120 °C· Zátěr se zpravidla aplikuje do rubu textilie, zatímco líc tkaniny má voduodráživou úpravu a to pomocí silikonových hydrofobizačních TPP na bázi hydrogenmetylpolysiloxanu nebo dimethylpolysiloxanu s příslušným katalytickým systémem, který zajišťuje vytvoření silikonového filmu· Výrobní technologie je dvoustupňová; zátěr rubu a hydrofobizaoe tkaniny klasickou impregnací na -fuláru, sušením, vysokotepelným zpracováním a kalandrováním za horka·

Příklad 7

Kompozice obsahující vodnou disperzi kopolymerů č· VII se zpění pomocí napěnovadla na bázi alkylbenzensulfonátu sodného nebo alkylpolyethylenglykolsulfonátu sodného s 2 až 4 moly ethylenoxidu tak, aby zpěnění produktu bylo 1:3 · Aplikace povrstvování pěnpu je realizována válcovou stěrkou do rubu upravované textilie s následujícím hmotnostním přívažkem:

v P až 120 g/m pro závěsové a dekorační tkaniny až 100 g/ra2 lehátkoviny, stanovky, tkaniny na tlumoky

251 019 o

až 40 g/m rubové zpevněni plyšů, matracoviny, potahovky

Sušení při 100 až 120 °C, kalandrování po ochlazení na valí*· vém kalandru, případně aplikace dalších speciálních úprav (hydrofobní, protiplísňová, oleoíobní, pryskyřičná a další)·

Příklad 8

Kompozice obsahující disperzi kopolymerů č· VIII se připraví obdobným způsobem jako kompozice obsahující disperzi kopolymerů č· I· Po ochlazení se k produktu přidá pozvolna během 3 hodin 160 hmot· dílů butylglykolacetátu jako koalescenčního činidla* 5 hmot· dílů fungicidu na bázi organocíničitých sloučenin, 5 hmot. dílů sodné soli kyseliny polyakrylové pro úpravu viskozity a pH produktu se upraví amoniakem na hodnotu 7,5 až 8,5· Tato kompozice se použije jako penetrační nátěr na dřevo· Rovněž ji lze aplikovat jako nátěrovou hmotu nebo použít pro formulaci disperzních barev·

Nátěrový film je po třech dnech stárnutí při pokojové teplotě tvrdý a lesklý, je možno jej případně dotvrdit při tep lotě kolem 60 °C·

-/íPředmět vynálezu

Claims (2)

1. Předmět vynálezu

   251 019

   1· Termoreaktivní vodou ředitelné kompozice na bázi kopolymerů olefinicky nenasycených monomerů, případně s funkčními skupinami, vhodné zejména pro aplikace v textilním průmyslu a v oboru nátěrových hmot, připravítělně z 8 až 120 hmot· dílů kyseliny akrylové a/nebo methakrylové,

   8 až 120 hmot· dílů N-alkoxymethylakrylamidu a/nebo N-alkoxymethylraethakrylamidu, příče ně alkoxy- skupina je methoxy-, propoxy-, butoxy-, či isobutoxyskupina, 8 až 120 hmot· dílů 2-hydroxyalkylakrylátu a/nebo 2-hydroxyalkylmethakrylátu, kde alkyl je ethyl nebo propyl, 440 až 776 hmot· dílů dalších monomerů ze skupiny zahrnující estery kyseliny akrylové a/nebo methakrylové s počtem uhlíkových atomů 1 až 8 v alkylovém řetězci a případně až 320 hmot· dílů styrenu a až 16 000 hmot· dílů aditiv, zejména ze skupiny zahrnující vodné disperze termoplastických kopolymerů, vodUj povrchově aktivní látky, odpěnovače, regulátory viskozity, koalescentní látky, regulátory pH, kyselé katalyzátory sírování, fungicidy, elektrolyty, pigmenty, plniva a hydrofobizační přísady·
2. 2· Způsob přípravy termoreaktivních vodou ředitelných kompozic podle bodu 1, semikontinuální emulzní kppolyraerací v přítomnosti povrchově aktivních látek, vodorozpustného iniciačního systému, s výhodou v inertní atmosféře, vyznačený tím, že do 100 až 400 hmot· dílů vody s případným obsahem až 20 hmot· dílů povrchově aktivních látek a až 10 hmot· dílů známého redoxního iniciačního systému, s výhodou pouze redukční složky, se při teplotě 65 až 90 °C za míchání přidává postupně v průběhu 1,5 až 6 hodin emulze připravená z 800 hmot· dílů výše uvedených monomerů, 350 až 1 200 hmot. dílů vody, 8 až 48 hmot· dílů povrchově aktivních látek a případně až 10 hmot· dílů hydroxidu amonného a/nebo sodného a současně se v průběhu 1,5 až 7 hodin přidává roztok 1 až 20 hmot· dílů iniciačního systému v 5 až 400 hmot· dílech vody, přičemž

   251 019 po ukončení dávkování emulze monomerů se reakční směs udržuje při uvedené teplotě ještě 1 až 4 hodiny, pak se ochladí a nakonec se případně ještě upraví přídavkem až 200 hmot· dílů výše uvedených aditiv·