CS252757B1

CS252757B1 - Pasta na bázi vodných disperzí akrylátových kopolymerů

Info

Publication number: CS252757B1
Application number: CS465285A
Authority: CS
Inventors: Josef Buchar; Zdenek Koudelka; Petr Mohr; Jaromir Snuparek
Original assignee: Josef Buchar; Zdenek Koudelka; Petr Mohr; Jaromir Snuparek
Priority date: 1985-06-24
Filing date: 1985-06-24
Publication date: 1987-10-15

Abstract

Řešení se týká pasty pro povrchové úpravy plošných materiálů o sušině 20 až 50 %, případně s přísadou obvyklých aditiv, aminoformaldehydových predkondenzátorů, disperzí polymerů a kopolymerů jiného než akrylátového typu. Pasta je vyznačena tím, že obsahuje v sušině 5 až 100 % hmotnostních směsí nejméně dvou kopolymerů ve formě vodných disperzí smíchaných v hmotnostním poměru 10 : 90 až 90 : 10. Jeden z těchto kopolymerů vedle dalších olefinicky nenasycených monomerů obsahuje 1 až 15 % hmotnostních akrylamidu a/nebo metakrylamidu. Druhý kopolymer vedle dalších olefinicky nenasycených monomerů ze skupiny zahrnující estery kyseliny akrylové a/nebo metakrylové s alkoholy Cj až C^, styren, akrylonitri1, obsahuje 1 až 154% hmotnostních hydroxyalkylakrylátu a/nebo hydroxyalkylmetakrylátu, kde alkyl má 1 až 3 atomy uhlíku, 1 až 15 % hmotnostních kyseliny akrylové a/nebo metakrylové, 1 až 15 % hmotnostních alkoxymetylakrylamidu a/nebo alkoxymetylmotaakrylaiiiidu kde alkoxyskupina obsahuje 1 až 4 atomy uhlíku. Výsledné pH pasty je upraveno přídavkem organické a/nebo anorganické kyseliny na hodnotu nižší než 7.

Description

C 08 L 33/00

Pasta na bázi vodných disperzí akrylátových kopolymerů

Řešení se týká pasty pro povrchové úpravy plošných materiálů o sušině 20 až 50 %, případně s přísadou obvyklých aditiv, aminoformaldehydových predkondenzátorů, disperzí polymerů a kopolymerů jiného než akrylátového typu. Pasta je vyznačena tím, že obsahuje v sušině 5 až 100 % hmotnostních směsí nejméně dvou kopolymerů ve formě vodných disperzí smíchaných v hmotnostním poměru 10 : 90 až 90 : 10. Jeden z těchto kopolymerů vedle dalších olefinicky nenasycených monomerů obsahuje 1 až 15 % hmotnostních akrylamidu a/nebo metakrylamidu. Druhý kopolymer vedle dalších olefinicky nenasycených monomerů ze skupiny zahrnující estery kyseliny akrylové a/nebo metakrylové s alkoholy Cj až C^, styren, akrylonitri1, obsahuje 1 až 15⁴% hmotnostních hydroxyalkylakrylátu a/nebo hydroxyalkylmetakrylátu, kde alkyl má 1 až 3 atomy uhlíku, až 15 % hmotnostních kyseliny akrylové a/nebo metakrylové, až 15 % hmotnostních alkoxymetylakrylamidu a/nebo alkoxymetylmotaakrylaiiiidu kde alkoxyskupina obsahuje až 4 atomy uhlíku.

Výsledné pH pasty je upraveno přídavkem organické a/nebo anorganické kyseliny na hodnotu nižší než 7.

252 757

Předmětem vynálezu je pasta na bázi vodných disperzí akrylátových kopolymerů, určená pro nanášení na textilní, případně jiné plošné materiály.

Dosud známé pasty na bázi akrylátových kopolymerů jsou tvořeny vodnými disperzemi těchto kopolymerů s přísadou vhodných aditiv, jako jsou plnidla, barviva, odpěňovače, fungicidy, elektrolyty, hygroskopika, vodné disperze polymerů a kopolymerů jiného než akrylátového typu, aminoformaldehydové předkondenzáty. Nezbytnou součástí těchto past jsou zpravidla speciální akrylátové kopolymery přecházející v alkalickém prostředí ze stavu disperze do roztoku, a působící tak jako záhustky. Základem těchto kopolymerů je kyselina akrylová nebo metakrylová. Jako alkalie se pro převedení směsi vodných disperzí kopolymerů obsahujících záhustku do pastovitého stavu používá převážně vodného roztoku amoniaku. Vzniklé pasty, po eventuálním přídavku dalších aditiv, se pak některou ze známých technik aa povrch textilního, případně jiného plošného materiálu. Po nanesení pasty následuje zasušení nánosu a eventuálně další tepelné zpracování při vyšší teplotě.

Přítomnost speciálního akrylátového kopolymerů, tj. záhustky, a alkalické prostředí takto připravovaných past se odráží negativně ve vlastnostech povlaků vytvořených nánosem past na povrch textilního plošného materiálu. Alkalické prostředí past je nevhodné pro průběh chemických zesítovacích reakcí v nánosu past, jelikož tyto reakce obecně vyžadují kyselou katalýzu. Nemůže proto dojít k dokonalému zasítění terraoreaktivních akrylátových kopolymerů, vytvářejících po zasušení nánosu pasty polymerní film na povrchu plošné textilie, což má za následek nižší stálosti nánosu v opakovaném praní, resn. chemickém Čištění.

- 1252 757

Alkalioké prostředí nutné pro přípravu dosud známých past na bázi akrylátových kopolymerů je rovněž omezujícím faktorem pro optimální sestavení těchto past. Pro dokonalé zesítění nánosu, a tím i upevnění vzniklého filmu na povrchu plošné textilie, je žádoucí příjdavek kyselých nebo při následném tepelném zpracování kyselinu uvolňujících katalyzátorů, jako jsou chlorid hořečnatý, chlorid zinečnatý, síran amonný, chlorid amonný apod. a dále aminoformaldehydových předkondenzátť} jako jsou etherifikovaný hexamethylolmelamin, dimethyloldihydrozycykloethylenmočovina, dimethylolcyklopropylenmočovina apod. Přídavek těchto katalyzátorů a předkondezátů s obsahem formaldehydu způsobuje rychlé změny konzistence past, zejména snižování viskozity vlivem reakcí, které, probíhají mezi těmito předkondenzáty a v pastách přítomným amoniakem.

Výše uvedené nedostatky jsou z velké části odstraněny pastou na bázi vodných disperzí akrylátových kopolymerů o sušině 20 až 55 % hmotnostních, případně s přísadou aditiv, jako jsou zejména plnidla, barviva, odpěňovače, fungicidy, elektrolyty, zvláčňovadla, hydrofobika, hygroskopika, vodné disperze polymerů a kopolymerů jiného než akrylátového typu, aminoformaldehydové předkondenzáty. Pasta je určena pro povrchoé úpravy plošných materiálů a je vyznačena tím, že obsahuje v sušině 5 až 100 % hmotnostní směsi dvou kopolymerů ve formě vodných disperzí smíchaných v hmotnostním poměru 10:90 až 90í10. Jeden z těchto kopolymerů vedle dalších olefinicky nenasycených monomerů ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou, kyselinu metakrylovou, jejich estery s alkoholy až 0θ, H-metylolakrylamid, K-metylolmetakrylamid, N-butoxymetylakrylamid, H-isobutoxymetylakrylamid, styren, akrylonitril, obsahuje 1 až 15 % hmotnostních akrylamidu a/nebo metakrylamidu. Druhý kopolymér vedle dalších olefinicky nenasycených monomerů ze skupiny zahrnující estery kyseliny akrylové a/nebo metakrylové s alkoholy G^ až C^, styren, akrylonitril, obsahuje až 15 % hmotnostních hydroxyalkylakrylátu a/nebo hydroxy- .

alkylmetakrylátu, kde alkyl má 1 až 3 atomy uhlíku,

252 757

- 5 1 až 15 % hmotnostních kyseliny akrylové a/nebo metakrylové, až 1 5 % hmotnostních alkoxSpu^y/arftidu a/nebo alkoxjpetakrylamidu, kde alkoxyskupina obsahuje 1 až 4 atomy uhlí ku.

Kombinací uvedených dvou typů vodných disperzí akrylátových kopolymerů, obsahujících jednak aktivní amidické skupiny, jednak hydroxylové a karboxylové skupiny, dochází v kyselém prostředí ke vzájemné interakci povrchů disperzních částic kopolymerů, která se projeví výrazným zvýšením viskozity směsi. vité konzistence směsi je tak dosaženo bez použití speciálních syntetických zahušťovadel, která jsou použitelná pouze v alkalickém prostředí.

Tato interakce je tak vysoká, že umožňuje plnění směsi pří davkem dalších aditiv, jako jsou např, plavená křída, kaolin, bentonity, práškové PVC, až do výše 95 % z hmoty sušiny pasty. Vedle toho je možno vlastnosti pasty upravovat ještě dalšími aditivy, jako jsou barviva, fungicidy, odpěňovače, hydrofobika apod.

Skutečnost, že zahušťující efekt je docilován při hodnotách pH nižších než 7, umožňuje aplikaci past z kyselého prostředí, které podporuje průběh kondenzačních reakcí termoreaktivních kopolymerů, což se projevuje ve větších stálostech zasušeného nánosu past v opakovaném praní i v chemickém čištění.

Další výhodou předloženého vynálezu je možnost úpravy viskozity pasty přídavkem organických a/nebo anorganických kyselin, např. kyseliny mravenčí, octové, šťavelové, sírové, fosforečné, chlorovodíkové. Přídavek těchto kyselin v závislosti na druhu kyseliny a na jejím množství vede ke zvýšení viskozity pasty, přičemž výraznějšího zvýšení viskozity pasty se dosáhne přídavkem silnější kyseliny nebo zvýšením dávky. Tyto kyseliny současně působí jako kyselé katalyzátory probíhajících kondenzačních reakcí a pozitivně se projevují rovněž v případech, kdy jsou jako externí síťovadla použity aminopryskyřice.

Zahušťující účinek se projevuje v širokém hmotnostním poměru uvedených disperzí, přičemž je rovněž ovlivněn koncentrací amidických skupin prvního kopolymeru a hydroxylových a kar- !+ 252 757 boxylových skupin druhého kopolymerů. Celkové složení jednotlivých kopolymerů, jejich poměr a stupeň naplnění pasty určuje konečné fyzikálně-mechanické vlastnosti nánostu pasty, např. tuhost, pružnost a elasticitu.

Příklady konkrétního provedení vynálezu

Příklady složení vodných disperzí akrylátových kopolymerů Aq až E.j komponenty I o sušině 20 až 55 % hmotnostních

složení kopolymerů (hmotnostní %)	^Á1	^B1	^C1	^D1	^B1	»1
styren	27			23	—	60
butylakrylát	59	80	-	60	-	-
2-etylhexylakrylát	-	Ml	-	-	-	35
metakrylamid	10	7	15	M	-	3
i s o but oxyme t ylme t akrylát	3	-	-	5	-	-
kys. akrylová	1	-	-	1	-	2
kys. metakrylová	-	-	-	-	1	Μ»
N-metylolakrylamid	-	-	3	-	4	-
metylmetakrylát	-	-	42	-	30	-
etylakrylát	-	-	40	-	60	-
akrylonitrii	-	13	-	10	-	-
akrylamid	—	-	—	1	5	—

Příklady složení vodných disperzí akrylátových kopolymerů Ag až Hg komponenty II o sušině 20 až 55 % hmotnostních složení kopolymerů (hmotnostní %) styren etylakrylát butylakrylát metylmetakryjlát kys. akrylová kys. metakrylová

2-hydroxyetylmetakrylát 2-hydroxye t ylakry1át 2-hydroxypropylmetakrylát 2-hydroxypropylakrylát N-isobutoxymetylmetakrylamid lí-butoxymetylmetakryla mid N-butoxymethylakrylamid N-isobutoxymetylakrylamid

^Á2	^B2	°2	^D2		^F2	^G2	H₂
4	M		10	8	Μ»	Μ»	30
—	30	50	10	—	Μ»	-	50
78	40	Μ»	60	72	80	70	-
M	•M	30		Μ»	4*	10	—
6	-	1	5	—	15	-	—
—	14	—	-	2	—	6	3
6	-	—	-	9	2	—	-
-	«Μ	-	8	-	-	12	12
-	-	5	-	-	M	-	-
—	14		—			—
6		—	—	9	3	«Μ»	—
«V	-	14	-	-	M	2
-	-	-	7	-	—	-	-
-	2	—	-	-	-	MM	5

- ί252 757

Každá z uvedených komponent I smíchána s kteroukoliv komponentou II po úpravě pH na hodnotu nižší než 5 vytváří pastu·

Navíc je možné při tvorbě pasty kombinovat směs dvou, nebo více kopolymerů komponenty I s kopolymery komponenty II a obráceně·

Z velkého počtu kombinací kopolymerů komponenty I a komponenty II je uvedeno 5 příkladů přípravy past z uvedených komponent·

Příklad I hmotnostních dílů vodné disperze komponenty I - kopolymér o sušině 30 % hmotnostních dílů hmotnostních dílů hmotnostní díl hmotnostní díly 2 hmotnostní díly vodné disperze komponenty II - kopolymér A₂ o sušině 40 % glykolu odpěňovače· plnidla aminopryskyřice

100

Úprava pH na hodnotu 4,0 pomocí kys. octové.

Příklad JI hmotnostních dílů vodné disperze komponenty I - kopolymér B^ o sušině 25 % hmotnostních dílů vodné disperze komponenty II - kopolymér o sušině 50 % hmotnostních dílů plnidla 1 hmotnostní díl pigmentu hmotnostních dílů aminopryskyřice 4 hmotnostní díly fungicidu

100

Úprava pH na hodnotu 3,0 pomocí zřeci. kys· HCl (1 : 3 ),

Příklad III hmotnostních dílů vodné disperze komponenty I - kopolymerů A^ : B.j = 1 : 1 o sušině 40 % hmotnostních dílů vodné disperze komponenty II - kopolymerů Cg í Dg « 1 i 2 o sušině 40 % hmotnostní díl odpěňovače 5 hmotnostních dílů glykolu hmotnostní díly plnidla hmotnostní díly pigmentu

100

Úpravy pH na hodnotu 2,0 pomocí zředěné HCl (1 : 3).

Příklad IV hmotnostních dílů vodné disperze komponenty I - kopolymerů D^ : E^ β 1 : 1 o sušině 50 % hmotnostních dílů vodné disperze komponenty II - kopolymerů Pg : Hg s 2 j 1 o sušině 25 % hmotnostních dílů aminopryskyřice hmotnostní díly plnidla hmotnostní díly glykolu

100

Úprava pH na hodnotu 3,5 pomocí zředěné HCl (1 : 2).

Příklad V hmotnostních dílů vodné disperze komponenty I - kopolymerů A^ : C^ : F-j = 1 : 2 ; 1 o sušině 30 % hmotnostních dílů vodné disperze komponenty II - kopolymerů Eg : Gg · 3 : 1 o sušině 30 % hmotnostních dílů aminopryskyřice hmotnostní díly glykolu hmotnostní díly vody

100

Úprava pH na hodnotu 2,0 pomocí zředěné HgSO^ (1 : 3)

252 757

Různě viskózní pastu je možno připravit ředěním vodou, nastavením pH pasty pomocí kyseliny anebo různým poměrem míšení kopolymerů komponent I a II.

Pastu je možno aplikovat na textilní plošné materiály pomocí hlubotisku, rotačního šablonového tisku, plošného šablonového tisku, zátěren^ případně jinou technikou pro úpravu sportovního ošacení, deštníkovin, ubrusovin, stanovek, závěsů pro mokré prostředí, fixačních límcových a oděvních vložek, knihařských pláten, roun,netkaných textilií, technických textilií ap.

Mohou sloužit i jako základní médium pro kombinace s dalšími složkami a k nánosu na jiné, než textilní plošné materiály.

Claims

PŘEDMĚT VxNÁLEZU 252 757

Pasta na bázi vodných disperzí akrylátových Ikópplymeru o sušině 20 až 55 % hmotnostních, případně ε přísadou;aditiv, jako j^ou zejména plnidla, barviva, odpěňovače, fungicidy, elektrolyty, zvlácňovadla, hydrofobika, hygroskopika, vodné disperze polymeru a kopolymeru jiného než akrylátového typu, aminoformaldehydové předkondenzáty, určená pro povrchové úpravy plošných materiálů, vyznačená tím, že obsahuje v sušině 5 až 100 % hmotnostních směsi nejméně dvou kopolymerů ve formě vodných disperzí smíchaných v hmotnostním·poměru 10:90 až 90:10, přičemž jeden z těchto kopolymerů vedle dalších olefinicky nenasycených monomerů, ze skupiny zahrnující kyselinu akrylovou, kyselinu metakrylovou, jejich estery s alkoholy až Cg, N-metylolakrylamid, N-metylolmetakrylamid, N-butoxymetylakrylamid, N-isobutoxymetylakrylamid, styren, akrylonitril, obsahuje 1 až 15 % hmotnostních akrylamidu a/nebo metakrylamidu, a druhý kopolymér vedle dalších olefinicky nenasycených ťnonomerů, ze skupiny zahrnující estery kyseliny akrylové a/nebo metakrylové s alkoholy až C^, styren, akrylonitril, obsahuje

1 až 15 % hmotnostních hydroxyalkylakrylátu a/nebo hydroxyalkylmetakrylátu, kde alkyl má 1 až 3 atomy uhlíku,

1 az 15 % hmotnostních kyseliny akrylové a/nebo metakrylové,

1 až 15 hmotnostních alkoxyakrylamidu a/nebo alkoxjí^metakrylamidu, kde alkoxyskupina obsahuje 1 až 4 atomy uhlíku, přičemž pH pasty je upraveno přídavkem organické a/nebo anorganické kyseliny na hodnotu nižší než 7.