DD203558A1 - Verfahren zur herstellung von klebstoffgemischen fuer teppichwaren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Klebstoffgemischen fuer Teppichwaren, die eine hohe Bindungsfestigkeit innerhalb kurzer Zeit gewaehrleisten und so eine schnelle Weiterverarbeitung der Teppichwaren ermoeglichen. Die Aufgabe der Erfindung wird dadurch geloest, dasz etwa gleiche Teile eines Carboxyllatex mit mindesten 58% Styren und einer durchschnittlichen Teilchengroesze von 150 +- 10 nm und mit mindestens 80% der Teilchen innerhalb der Grenzen von 120 bis 180 nm und eines nach einem Substratverfahren hergestellten Butadienkopolymerisates, bestehend aus etwa gleichen Teilen Butadien und Styren, gemischt werden.

Description

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(Eitel der Erfindung

Verfahren zur Herstellung von Klebst offgemischeη für (Deppichwaren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Klebst offgemischen, die für die Herstellung von (Deppichwaren geeignet sind, wobei eine hohe Bindungsfestigkeit innerhalb kurzer Zeit erforderlich ist, um eine schnelle Weiterverarbeitung der (Deppichwaren zu gewährleisten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die Verwendung von carboxylgruppenhaltigen wäßrigen Smulsionspolymerisaten zum Beschichten von Teppichen

in*

ist bekannt. Dabei werden die einzelnen Faserbüschel nicht mechanisch verankert, sondern es wird ein Klebstoff verwendet, um die Büschel in der gewünschten Lage festzuhalten. Auf diese Weise hergestellte Teppichwaren zeigen jedoch den Nachteil, daß sich die gewünschte Bindungsfestigkeit nach dem Auftragen des Klebstoffes zu langsam entwickelt, so daß die auf diese Weise her- · gestellten Teppichwaren nicht schnell genug weiter verarbeitet werden können..

Aus der JP-PS 25014/1963, der DE-AS 1 054 958 und der US-PS 2 961 348 sind carboxylhaltige Polymerisatlatices bekannt, mit denen IPasermaterial imprägniert und verklebt werden kann. Die damit erzielbaren Festigkeiten sind jedoch für die Herstellung von Teppichwaren niGht ausreichend. Dies gilt auch für die gemäß DE-PS 1 185 369 hergestellten Polymerisate mit Carboxylgruppen, die Formaldehyd als Zusatz enthalten, insbesondere in Verbindung mit Füllstoffen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, Klebst offgemische für Teppichwaren herzustellen, die auch bei Mitverwendung von Füllstoffen eine gute Bindungsfestigkeit aufweisen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Klebst offgemischen für Teppichwaren aus geeigneten Komponenten zu entwickeln, wobei die obigen Anforderungen erfüllt sein sollen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß 45 bis 55 Gew.-% eines Butadien-Styren-Copolymerisatlatex mit Carboxylgruppen (CarboxyHatex) und mindestens

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58 Gewo-% Styren im Polymermolekül sowie 45 bis 35 &ew.-% eines Butadien-Styren-Oopolymerisats, das nach einem Substratverfahren hergestellt wird, gemischt werden. Hierbei weist der Carboxyllatex eine durchschnittliche Teilchengröße von 150 - 10 nm auf, 80 % der Teilchen liegen im Größenbereich von 120 bis 180 nm. Das nach dem Substratverfahren hergestellte Copolymerisat besteht aus etwa gleichen Teilen Styren und Butadien.

Die zur erfindungsgemäßen Herstellung der Klebst offgemische eingesetzten Polymerisate mit Carboxylgruppen können durch Emulsionspolymerisation von mindestens 58 Gew.-% Styren, 1 bis 4 Gew.-% ungesättigte Carbonsäuren und als Rest Butadien im sauren pH-Wertbereich unter allgemein bekannten Bedingungen derart hergestellt werden, daß mindestens 80 % der Polymerteilchen Größen im Bereich von 120 bis 180 nm aufweisen. In der Regel wird dabei ein anionischer oder Gemische von anionischen und nichtionischen Emulgatoren verwendet; die Polymerisation wird durch einen freie Radikale liefernden Katalysator eingeleitet. Der dabei erhaltene Latex kann dann durch Zugabe von Alkali auf den gewünschten pH-Wert eingestellt werden.

Die Carboxylgruppe wird auf bekannte Weise mit einem oder mehreren sauren Monomeren in die Molekülstruktur der Polymerisate eingeführt. Geeignete "Verbindungen sind Acrylsäure, Itakonsäure, Methacrylsäure oder Fumarsäure.

Die Herstellung des nach dem Substratverfahren hergestellten Butadienpolymerisates erfolgt ebenfalls in wäßriger Dispersion mit bekannten üblichen Polymerisationshilfsstoffen derart, daß ein Vorpolymerisat aus Styren und Butadien hergestellt wird, auf das anschliessend Butadien gepfropft wird in einer Weise und in solch

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einem Verhältnis, daß ein Latex mit; etwa 50 Gew_e-% Styren und etwa 50 Gew.-% Butadien entsteht. Eine "bevorzugte Verfahrensweise ist die Herstellung eines Vorpolymerisatlatex aus etwa 50 Gew.-% Styren und etwa 25 Gew.-% Butadien, wonach auf diesen Substrat latex anschließend etwa 25 Gew.-% Butadien gepfropft werden.

Das Mengenverhältnis der zur Herstellung des erfindungsgemäßen Klebstoffgemisches wird im allgemeinen etwa 45 bis 35 Gew.-Teile beider Latices betragen, wobei höhere Anteile des Carboxyllatex eine höhere Bindungsfestigkeit bewirken.

Den erfindungsgemäßen Klebst offgemischen können übliche mineralische Füllstoffe in einer Menge von mindestens 140 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des Trockenpolymerisats zugesetzt werden.

Die erfindungsgemäßen Klebstoffgemische eignen sich insbesondere für die Herstellung von Teppichen, Schichtstoffen, Imprägnierungen usw. und haben gegenüber den bekannten Klebstoffen den Vorteil, eine feste Verankerung zu geben.

Zu den wesentlichen Eigenschaften der erfindungsgemäßen Klebstoffgemische gehören insbesondere seine hohe Klebfestigkeit, die hohe mechanische Stabilität, wodurch sie für den Einsatz in automatisierten Anlagen besonders geeignet sind. Sie zeichnen sich ferner durch eine hohe Füllstoffaufnahmefähigkeit aus, wodurch eine überdurchschnittliche Ökonomie erreicht werden kann.

Die Latices, welche für die Herstellung der erfindungsgemäßen Klebstoffgemische eingesetzt werden, enthalten etwa 50 % Feststoff als Polymerisat.

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Die Latices können nach Fertigstellung mit üblichen Zusatzstoffen auf bekannte V/eise vermischt werden, wie beispielsweise Alterungsschutzmitteln, und bekannten Stabilisierungsmitteln, wie z. B. anorganischen Phosphaten» Tonerden, Calciumcarbonat, Titandioxid können als Füllstoffe verwendet werden.

Die Erfindung soll nachstehend an Ausführungsbeispielen erläutert werden. Dabei dient Beispiel 4 dem Vergleich mit dem Stand der Technik. Tabelle 1 enthält die Ergebnisse und dokumentiert den Effekt der Erfindung.

Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile (T), die Angaben in Prozent beziehen sich auf das Gewicht.

Die Bindungsfestigkeit der erfindungsgemäßen Klebstoffgemische läßt sich mit Hilfe des Klebstoff-Abreißtests nach folgendem-Verfahren bestimmen:

Ein Stück Baumwolleinen der Größe 23 χ 51 om wird mit einer dünnen Schicht der Klebemasse bestrichen. Die Klebemasse wird durch Verstreichen mit einem glatten Stahlstab gleichmäßig auf dem Baumwollgewebe verteilt, dessen Abstand über dem Gewebe mit Abstandhaltern konstant gehalten wird, die die Geweberänder an den nicht mit der Klebemasse bestrichenen Stellen berühren. Die Dicke der auf das Gewebe aufgestrichenen Klebemasse ist nicht kritisch, eine Dicke entsprechend etwa 150 g Trockenklebemasse pro m erwies sich als brauchbar.

Ein zweites Stück Baumwolleinen, ebenfalls 23 x 51 cm, wird glatt auf das erste beschichtete Gewebestück gelegt. Auf diesen Schichtstoff wird ein 2 cm dickes Stück Sperrholz, das die gleichen Abmessungen hat wie

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das Gewebe, und auf das Sperrholz wird ein Gewicht von 9OÜ g gelegt. Fünf Minuten nach dem Auflegen des Gewichts auf den Schichtstoff wird es entfernt, und der unbedeckte Schichtstoff wird mindestens 16 Stunden lang bei Zimmertemperatur partiell getrocknet. Der Baumwoll-Baumwolle Schichtstoff wird anschließend 10 Minuten auf 122 ⁰C erwärmt.

Die Klebfestigkeit des Schicht st offes wird in der Weise gemessen, daß ein Streifen von 15 x 2,5 cm abgeschnitten und die beiden Baumwollstoffunterlagen in einem gebräuchlichen Zerreißprüfgerät mit einer Trenngeschwindigkeit von 2,5 cm pro Minute in genau entgegengesetzter Richtung auseinander gerissen werden. Die Ergebnisse sind in Gramm pro Zentimeter Breite angegeben.

Zur Prüfung der Brauchbarkeit des erfindungsgemäßen Klebst off gemisches für die Teppichbeschichtung wird ein Teil des unbeschichteten Teppichs auf einen kleinen Rahmen gespannt und die Latexmischung wird darauf gestrichen. Nach dem Trocknen wird der Büschel-Abriß mit einem gebräuchlichen Instron-Tester gemessen; der Wert wird in Gramm pro Büschel angegeben.

A usfuhr ungsbe ispiele Beispiel 1

Nach bekanntem Bmulsionspolymerisationsverfahren wird ein Carboxyllatex hergestellt. Die Rührgeschwindigkeit wird so gewählt, daß überwiegend Teilchen von 15° nm entstehen. Die Reaktionstemperatur ist 52/53 ⁰C. Der Latex besteht aus: Styren 58,3 T Butadien 34,1 T Acrylsäure 3,6 T

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Natriumlaurylsulfonat 2,6 2 Natriumsulfat 0,8 T Kaliumpersulfat 0,6 T

Nach Fertigstellung wird der pH-Wert mit verdünntem Ammoniak auf 7,5 eingestellt, Die durchschnittliche Teilchengröße ist 15²J- nm. Die Verteilung ist folgende:

6 % kleiner als 120 nm 19 % 120 bis 140 nm 48 % 140 bis 160 nm 16 % 160 bis 180 nm 11 % größer als 180 nm

Der Latex hat einen Feststoffgehalt von 49,8 %. Beispiel 2

In einem 9^00 1-Autoklav mit Rührer, Thermometer und Thermostatisiereinrichtung wurde bei 62 G ein Substratpolymerisat hergestellt aus:

47.7 T Kondensat 25,2 T Styren

.1,8 T Butadien

1,2 T Natriumlaury!sulfat 30 % 0,8 T polyoxyäthylenfettalkohol 0,3 T Natriumbicarbonat u,25 t-Dodecylmerkaptan 0,25 T KaIiumpersulfat.

Bei einem,Umsatz von ca.. 62 %-werden auf dieses Copolymere 12,55 2 Butadien gepfropft, die Temperatur wird nach 2 Stunden auf 80 C erhöht und die Reaktion bis zum vollständigen Umsatz aller Monomeren weitergeführt. Der erhaltene Latex hat einen Feststoffgehalt von 51,2 %.

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Beispiel 3

Erfindungsgemäß wird eine Mischung aus 52 % Latex gemäß Beispiel 1 und 48 % Latex aus Beispiel 2 hergestellt. Die Zusammensetzung der Mischung ist also folgende: Styren 51,3 %

Butadien 40,0 % Acrylsäure 2,5 % Emulgator: 2,5 % berechnet auf Monomere pH-Wert = 8

Beispiel 4

Nach bekannten Verfahren wird ein Latex hergestellt aus:

Styren 57,5 %

Butadien 4ü %

Acrylsäure 2,5 % Emulgator berechnet auf Gesamtmonomere + übliche bekannte Hilfsstoffe.

Dieser Latex wird nach der polymerisation in Angleichung an Beispiel 3 auf einen pH-Wert = 8 eingestellt. Peststoffgehalt 5<J,1 %.

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!Tabelle 1

Latex Beispiel 1	98Θ
Latex Beispiel 2
Klebst ffmisohung	1780
Beispiel 3
Stand dea? Technik	1165
Beispiel 4

Klebfestigkeit Büschelabriß

g/cm - g/Büschel

Breite der verkleb- mit 14-u T Füllten oberfläche stoffe-

1810 630

2470 1950

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Claims (1)

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   Erfindungsanspruch

   Verfahren zur Herstellung von Klebstoffgemischen für Teppichwaren aus Batadien-Styren-Copolymerisatlatex mit Carboxylgruppen und mindestens 58 Gew.-% Styren im Polymermolekül (Carboxyllatex) sowie einem Butadien-Styren-Copolymerisat, das nach einem Substratverfahren in wäßriger Dispersion hergestellt wird, gekennzeichnet dadurch, daß der Carboxyllatex eine durchschnittliche Teilchengröße von 150 - 10 nm, 80 % der Teilchen eine Größe von 120 bis 180 nm aufweisen, das nach dem Substratverfahren hergestellte Copolymerisat aus etwa gleichen Teilen Styren und Butadien besteht, und der Carboxyllatex in einer Menge von 45 bis ^ Gew.-%, sowie das im Substratverfahren hergestellte Copolymerisat ebenfalls in einer Menge von 4-5 bis 55 Gew.-% im Klebstoff gemisch enthalten ist.