DE1594279A1 - Bindemitel und Verfahren zur Herstellung von nicht gewebten Materialien auf Fasergrundlage - Google Patents
Bindemitel und Verfahren zur Herstellung von nicht gewebten Materialien auf FasergrundlageInfo
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Description
Bindemitte1 _und-_Ver f ahr en_ zur_Her s t ellung^y on_nl cht
Die Erfindung bezieht sich auf Bindemittel enthaltende Textilware
oder Faservliese und Bindemittel für ihre Herstellung.
In neuerer Zeit werden Faservliese in großem Umfange als Grund-
- stoffe für Kunstleder, Industriefilter, zur Wattierung von
Kleidungsstücken usw. verwendet· Faservliese* die auf diesen
verschiedenen Gebieten verwendet werden, müssen eine Porosität haben, die dem jeweiligen Verwendungszweck entspricht. Bisher
war es Jedoch kaum möglich, den Faservliesen nach Belieben die jeweils erforderliche Porosität in einfacher Weise zu verleihen*
Zur Herstellung von porösen Faservliesen sind die folgenden Verfahren bekanntί Die Bahn wird in eine wäßrige Dispersion eines Bindemittels getaucht, die verschiedene wasserlösliche
Zusatzstoffe enthält, und getrocknet. Anschließend wird der wasserlösliche Zusatz mit Wasse? herausgelöst, so daß
die Ware porös wird. Nach einem anderen Verfahren werden die zur Herstellung des Vlieses dienenden Fasern zuerst mit anderen
Fasern gemischt, die dazu dienen, die Ware porös zu machen.
Das Gemisch wird mit einem Klebstoff fixiert. Das poröse Faservlies wird dadurch erhalten, daß die zur Herbeiführung der Po-
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rosität dienenden Pasern selektiv mit einem geeigneten Lösungsmittel entfernt werden. .
Alle bekannten Verfahren zur Herstellung von Paservliesen erfordern
eine sehr komplizierte zweistufige Behandlung. Es besteht somit ein dringender Bedarf für ein einfaches Verfahren
zur Herstellung dieser nicht gewebten Stoffe» Als Bindemittel
wurden bisher für diesen Zweck Latices, Gemische von Latices
mit Kondensationsprodukten von Formaldehyd mit Harnstoff, Phenol oder Melamin, Gemische von Latices mit Epoxyharzen usw.
verwendet* Bei diesen Bindemitteln findet Jedoch während ihrer
Lagerung eine Vernetzung statt. Dies hat Gelbildung des Bindemittels und Verlust der Klebfähigkeit zur Folge. Um diese unerwünschte Erscheinung zu vermeiden, mußte das Bindemittel
kurz vor seinem Gebrauch durch Vermischen der Bestandteile hergestellt werden.
Es wurde nun gefuMen, daß Bindemittel« die aus einer wäßrigen
Dispersion bestehen, die Polymere mit freien Carboxylgruppen
im Molekül und blockiertes polyfunktionelles Isocyanat
enthält, ohne die Gefahr einer Gelbildung gelagert werden können»
Diese Bindemittel können daher fertig zubereitet als EInpackungssystem
verwendet werden. Mit diesen Bindemitteln 1st es ferner möglich, poröse Faservliese, die den gewünschten Porositätsgrad
haben, leicht in einem Arbeitsgang herzustellen. Die hierbei erhaltenen Faservliese haben im Vergleich zu bekannten Produkten überlegene physikalische Eigenschaften beispielsweise
hinsichtlich der Zugfestigkeit, Einreißfestigkeit, Wasserbeständigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit, Griff, Geschmeidigkeit, Knitterfestigkeit usw.
Gegenstand der Erfindung sind somit Bindemittel für die Herstellung
von Faservliesen und die unter Verwendung dieser Bindemittel hergestellten Faservliese, wobei die Bindemittel aus
wäßrigen Dispersionen bestehen, die Polymere mit freien Carboxylgruppen
im Molekül und blockiertes polyfunktionelles Iso-
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, eyanat enthalten, und die Faserbahnen mit diesen Bindemitteln
behandelt werden. .
Als Polymere mit freien Carboxylgruppen im Molekül kommen Homopolymere
von Carbonsäuren, die polymerisierbare Doppelbindungen
enthalten, und Copolymere einer oder mehrerer Carbonsäuren, die polymerisierbare Doppelbindungen enthalten, mit
einer oder mehreren Verbindungen, die polymerisierbare Doppelbindungen
enthalten, in Frage, Für die Zwecke der Erfindung eignen sieh sowohl Blockmischpolymere als auch Pfropfmischpolymere.
Geeignete Carbonsäuren, die polymerisierbare Doppelbindungen enthalten, sind beispielsweise Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Sorbinsäure, Maleinsäure, Maleinsäuremonoester,
Fumarsäure, Fumarsäuremonoester, Aeonitsäure,
Mesaconsäure, Äthylmaleinsäure, Pyrocinchonsäure und Xeronsäure.
Bevorzugt werden im allgemeinen Methacrylsäure, Acrylsäure, Itaconsäure, Maleinsäure oder deren Monoester, Fumar-
oder deren Monoester usw.
Als iSss-ispf®!® von Verbindungen, die polymerisierbare Doppelbindungenenthalten, seien genannt: Butadien, Isopren, 2,3-Dimethflbutadien,
2-Chlorbutadien, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäureester, Methacrylsäureester, Styrol,
Acrylnitril, Maleinsäurediester, Diallylphthalat und Allylmethacrylat. Wegen der erhöhten Knitterfestigkeit der
Faservliese werden im allgemeinen Dienverbindungen, z.B. Butadien, Isopren usw. , besonders bevorzugt. Diese Dienverbindungen können ebenfalls in Form von Copolymeren mit Acrylnitril, Styrol, Methacrylat usw. der Polymerisation mit Carbonsäuren,
die polymerisierbare Doppelbindungen enthalten, unterworfen werden. Der Gehalt an Carboxylgruppen im Polymeren
sollte vorzugsweise nicht zu gering sein, damit die Faser vliese ausreichende Zugfestigkeit und Einreißfestigkeit haben
und die Klebkraft des Bindemittels nicht zu gering ist. Im
allgemeinen beträgt der Gehalt an Carboxylgruppen im Polymeren
wenigstens 0,3 %, vorzugsweise etwa 1,5 bis 10 Gew.-^,
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BAD OBlGiNAL
bezogen auf die Komponenten des Polymeren insgesamt. Bei Verwendung
von Copolymeren müssen diese wenigstens 1 %, vorzugsweise
2 bis 30 Gew.-^ Carbonsäure mit polymerisierbaren Doppelbindungen
enthalten.
Unter blockierten polyfunktionellen Isocyanaten werden üblicherweise
Anlagerungsprodukte von polyfunktionellem Isocyanat an Verbindungen verstanden, die eine Gruppe enthalten, die
mit der freien Isocyanatgruppe zu reagieren vermag, wobei eine Verbindung gebildet wird, die beim Erhitzen die freie
Isocyanatgruppe zurückbildet. (Die mit der freien Isocyanatgruppe in der genannten Weise reaktionsfähige Verbindung wird
nachstehend als Blockierungsmittel bezeichnet.)
Als polyfunktionelle Isocyanate eignen sich für die Zwecke der
Erfindung Diisocyanate, Triisocyanate, Biuretisocyanate, bei
der Herstellung dieser Isocyanate erhaltene Destillationsrückstände,
wie Toluylendiisocyanat, Diphenylmethandiisocyanat usw., Additionsprodukte dieser Isocyanate mit Verbindungen,
die aktive Wasserstoffatome in einer Menge enthalten,
die einem Molverhältnis von NCO zu aktiven Wasserstoffatomen
von mehr als 1 entspricht, und Verbindungen, die erhalten werden, indem die aktive Wasserstoffatome enthaltende Verbindung
an das Additionsprodukt im Molverhältnis von NCO zu aktiven Wasserstoffatomen von mehr als 1 angelagert wird.
Beispiele geeigneter Diisocyanate sind Äthylendiisocyanat,
Äthylidendiisocyanat, Propylen-l,2-diisocyanat, Butylen-1,2-diisocyanat,
Hexylen-l,6-diisocyanat, Cyclohexylen-l,2-diisocyanat,
Methaphenyleridiisocyanat, 2,4-Toluylendiisocyanat,
2,6-Toluylendiisocyanat, 4,4' -Diphenylmethandiisocyanat, 3,J5' Dimethyl-4,4'-biphenylendiisocyanat,
5,3·-Dimethoxy-4,4'-biphenylendiisocyanat,
3,3'-Dichlor-4,4'-biphenylendiisocyanat
und 4,4*-Biphenylendiisocyanat.
Geeignete Triisocyanate sind beispielsweise Triphenylmethan-
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r t
4,4'V-triisocyanat, Diphenyl·^,1!·, V-triisocyanat und Diphenylmethan->2,
4,Ψ* -triisocyanat.
Als Verbindungen, die aktive Wasserstoffatome enthalten, kommen
Polyole, Hydroxypolyester, Carboxypolyester und Polyäther
polyole in Frage. .
Geeignete Polyole sind beispielsweise Äthylenglycol, Diäthylenglycol,
Triäthylenglyool, Propylenglycol, Dipropylengly-"col,.
Butylenglycol, Trimethylolpropan, Trimethyloläthan, Hexantriol, Glycerin, Sorbit, Mannit, Laotit und Glycoside.
PUr die Zwecke der Erfindung geeignete Hydroxypolyester oder
Carboxypolyester werden durch Umsetzung eines oder mehrerer
der genannten Polyole mit einer oder mehreren Garbonsäuren
hergestellt. Hierzu eignen sich beispielsweise Adipinsäure,
Oxalsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Korksäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Isosebacinsäure, Maleinsäure,
Fumarsäure, Phthalsäure, Isophthalsäure, Dimersäure
und Anhydride dieser Säuren.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Polyätherpolyole werden
durch Kondensation eines oder mehrerer der genannten Polyole ;
oder durch Kondensation eines oder mehrerer dieser Polyole mit einem oder mehreren cyclischen Kthern hergestellt, z.B.
mit Äthylenoxyd, Propylenoxyd, Butylenoxyd, Trimethylenoxyd,
α-Methyltrimethylenoxyd, 3,3-Dimethyltrimethylenoxyd, Styroloxyd,
wobei gegebenenfalls in Gegenwart von Aminen, \$te Äthylendiamin^
Hexamethylendiamin, Monoäthanolamin, Diäthanolamin und Triäthanolamin, gearbeitet wird*
Für die Zwecke der Erfindung können beliebige bekannte Blockie
rungsmittel verwendet werden, z.B. Phenole, wie Phenol, Thiophenol,
Methylphenol, Methylthiophenol, Dimethyiphenol, Äthylphenol,
Äthylthiophenol, Cresol, Xylenol, Resorcin, tertiäre
Alkohole, wie tertiäres Butanol, tertiäres Pentanol, tertiäres
.■-■■'■■
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Butanthiol, tertiäres Hexanol, tertiäres Hexanthiol, aromatische
Amine, wie Diphenylamine Diphenylnaphthylamin, Imide,
wie Bernsteinsäureimid, Phthalsäureimid, Verbindungen mit
aktiven Methylengruppen« wie Acetessigsäureester« Acetylaceton,
Malonsäurediester, Mercaptane, wie 2-Mercaptobenzthiazol,
tertiäres Dodecylmercaptan, Lactame, wie f-Caprolactam,
S-Valerolaotam, γ-Butylolactam, ß-Propriolaetara, JCthylenlmin
und seine Derivate, Oxime, wie Acetoxlm, Methyläthylketonoxim,
Cyclohexanonoxim, das Addukt von Bisulfit und Dimere von aromatischen
Monoisocyanate^ Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden in den meisten Fällen erhalten, wenn Phenol, Cresol,
Xylenol, Oxime und Verbindungen, die aktive Methylengruppen enthalten, als Blockierungsmittel im Rahmen der Erfindung
verwendet werden.
Blockierte polyfunktlonelle Isocyanate werden aus den genannten
polyfunktionellen Isocyanaten und Blockierungsmitteln naoh bekannten Verfahren hergestellt.
Aufgrund der physikalischen Eigenschaften der Faservliese, z.B. Zugfestigkeit, Einreißfestigkeit, ölbeständigkeit, Wasserbeständigkeit, Knitterfestigkeit usw., bevorzugt man als
blockierte polyfunktlonelle Isocyanate Additionsprodukte von
tri- oder höherpQlyfunktionellen Isocyanaten an Blockierungsmittel oder Additionsprodukte des Bloekierungsmittels mit
Verbindungen, die durch Anlagerung von dl- oder polyfunktionellera
Isocyanat an aktive Wasserstoffatome enthaltende Verbindungen, insbesondere an Oxy- oder Carboxypolyester oder
Polyätherpolyqle im Verhältnis von NGO zu aktiven Wasserstoffatomen
von meh> als 1 erhalten werden. Besonders bevorzugt werden die zuletzt genannten Produkte, d.h. die Additionsprodukte des Bloekierungsmittels mit Verbindungen, die durch
Anlagerung von di·» oder polyfunktionellen Isocyanaten an aktive
Wasserstoffatome enthaltende Verbindungen im Verhältnis von NGO zvt aktivem Wasserstoff von mehr als 1 erhalten werden,
weil niehfc nur di© Klebkraft des erfindungsgemäSen Blndemlt-
'009844/1788 ' " sad ORiGiNAL
tels, sondern auch die physikalischen Eigenschaften sowie der
Griff und die Geschmeidigkeit der hiermit hergestellten Paservliese
ausgezeichnet sind. Dies kann darauf zurückzuführen sein, daS das Bindemittel im Molekül plastifiziert wird.
Die gemäß der Erfindung verwendeten Bindemittel werden als
wäßrige Dispersionen eingesetzt. Diese Dispersionen können nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden: Das Polymere,
das freie Carboxylgruppen im Molekül enthält, wird mit
dem blockierten polyfunktionellen Isocyanat gemischt, worauf
das Gemisch dlspergiert wird. Nach einer anderen Methode dispergiert
man getrennt das Polymere, das freie Carboxylgruppen im MolekUl enthält, und das blockierte polyfunktlonelle Isocyanat
und mischt anschließend die beiden Dispersionen. In
den meisten Fällen ist die letztere Methode vorzuziehen, da
sie u.a. sehr einfach ist.
Dispersionen von Polymeren, die freie Carboxylgruppen im Molekül
enthalten, werden entweder unmittelbar durch Emulsionspolymerisation
der Monomeren oder durch mechanische Dispergierung des Polymeren in bekannter Weise hergestellt.
Dispersionen des blockierten polyfunktionellen Isocyanate wer-'
den in bekannter Weise gegebenenfalls unter Verwendung Von Dispergiermitteln hergestellt. Hierbei können Emulsionen durch
Auflösen in einem geeigneten Lösungsmittel oder wäßrige Dispersionen
unter Verwendung eines Dispergiermittels und eines Schutzkolloids hergestellt werden.
Das bevorzugte Verhältnis von blockiertem polyfunktionellem
Isocyanat (I) zum Polymeren, das freie Carboxylgruppen im Molekül enthält (II), ändert sich mit den Bedingungen, z.B. mit
dem Carboxylgruppengehalt im Polymeren. Im allgemeinen beträgt
Jedoch das Gewichtsverhältnis I/II vorzugsweise etwa
0,01 bis 2,5· Bei Verwendung von Polymeren, deren Monomere
zu etwa 1 bis 30 Gew.-# aus Carbonsäure mit polymerisierbaren
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Doppelbindungen bestehen, beträgt das Gewichtsverhältnis von I/II vorzugsweise etwa 0,OJ bis 0,5.
Der Peststoffgehalt (Polymeres mit freien Carboxylgruppen und
blockiertes polyfunktionelles Isocyanat) in den gemäß der Erfindung verwendeten wäßrigen Dispersionen der Bindemittel beträgt
vorzugsweise etwa 1 bis 50 Gew.-%. Gegebenenfalls können
Zusatzstoffe, wie Pigmentei Alterungsschutzmittel, Weichmacher,
verstärkende Füllstoffe, wasserabstoßende Mittel, Mottenschutzmittel, feuerhemmende Mittel usw., den wäßrigen Bindemitteldispersionen
gemäß der Erfindung zugegeben werden. Ferner können Mittel zur Gelbildung zugesetzt werden, damit
das Gemisch bei Verwendung für die Herstellung von Faservliesen wärmeempfindlich wird.
Für die Herstellung der Faservliese können natürliche Fasern oder Chemiefasern Jeweils allein oder in Mischung verwendet
werden, z.B. Baumwolle, Kunstseide, Acetatseide, Polyester, Polyamide, Polyvinylalkohole, Acrylfasern usw. Die Herstellung
der Vliese kann nach bekannten Verfahren erfolgen. Die Bahn,
in der die Fasern regellos verteilt oder mehr oder weniger
ausgerichtet sind, wird trocken hergestellt. Sie wird dann in eine wäßrige Dispersion in einem Sättiger getaucht, wobei
sie zwischen Drahtnetzen gehalten wird, Ein Überschuß der wäßrigen Dispersion wird durch Abquetsehwalzen oder durch Absaugen
entfernt. Anschließend kann die Bahn mit dem Nadelstuhl gelocht werden, worauf sie mit der wäßrigen Bindemitteldispersion besprüht oder in diese Dispersion getaucht wird.
Zur Herstellung von Bahnen aus verhältnismäßig kurzen Fasern werden diese in einer wäßrigen Bindemitteldispersion gemäß
der Erfindung oder in einer geeigneten Lösung disperglert. Im ersteren Fall werden die Fasern dann als Bahn aus der Dispersion
genommen, die zur Einstellung der ,aufgenommenen Feuchtigkeitsmenge
abgequetscht wird. Im zweiten Fall wird die in der
Lösung hergestellte Bahn gegebenenfalls nach Trocknung in die erfindungsgemäße Bindemitteldispersion getaucht. Die Menge
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der aufgenommenen Dispersion ändert sich mit der Bindemittelkonzentration
der Dispersion, der Art des Abquetschens der Bahn usw, jedoch beträgt sie im allgemeinen vorzugsweise etwa
das zwei- bis vierfache des Gewichts der Bahn.
Anschließend wird die Bahn ausgehärtet. Hierzu können beliebige
bekannte Methoden angewendet werden. Die hierzu erforderlichen Temperaturen und Zeiten sind von Fall zu Fall verschieden.
Im allgemeinen wird jedoch bei etwa 110 bis 2500C,
insbesondere bei etwa 130 bis 17O°C ausgehärtet, wobei in den
meisten Fällen eine Dauer von etwa 3 bis 10 Minuten genügt.
Gegebenenfalls kann die Aushärtung in Gegenwart eines Katalysators
erfolgen, wobei verhältnismäßig niedrige Temperaturen
angewendet werden können. Durch die Aushärtung wird dem
Faservlies die Porosität verliehen. Es wird angenommen, daß
dies durch die Bildung von Kohlendioxyd als Folge der Reaktion
zwischen Carboxylgruppen und den durch die Aushärtung gebildeten Isocyanatgruppen zurückzuführen ist. Bei Verwendung eines
flüchtigen Blockierungsmittels kann dessen Verflüchtigung an der Ausbildung der Poren beteiligt sein. Die Aufnahme an
Trockenstoffen beträgt vorzugsweise etwa 30 bis 80 Gew.-^,
bezogen auf das unbehandelte Vlies.
In den folgenden Beispielen beziehen sich die Mengenangaben
auf das Gewicht. .
Ein Gemisch von -ty,0 Teilen Natriumalkylbenzolsulfonat, 1,0
Teil Polyoxyäthylenoctylphenol, I60 Teilen entionisiertem Wasser, 0,15 Teilen Natriumhydrogensulfit, 0,5 Teilen tertiärem
Dodecylmercaptan, 5,0 Teilen Methacrylsäure, 40,0 Teilen Acrylnitril und 55*0 Teilen Butadien wird durch Rühren in eine Emulsion
Überführt. Nach Einstellung der Temperatur der Emulsion auf 500C wird die Polymerisation bei erhöhtem Druck unter sauren Bedingungen durch Zusatz von J5Ö Teilen einer 3 #igen wäß-
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rigen Lösung von Kaliumpersulfat als Polymerisationsinitiator ausgelöst. Die Polymerisation wird durch Zusatz einer wäßrigen
Lösung von Kaliumdimethylthiocarbamat abgebrochen. Nachdem die erhaltene Emulsion mit wäßrigem Ammoniak auf einen
Pjj-Wert von 8,5 eingestellt worden ist, wird ein Alterungsschutzmittel
in einer Menge von 1,5 %, bezogen auf die Gesamtmenge
des Latex, als Emulsion zugegeben,, um die Wärme- und Lichtbeständigkeit zu verbessern. Der so erhaltene Latex wird
als Latex I bezeichnet. Dieser Latex enthält insgesamt 55 %
Peststoffe»
4,4f-Dlphenylmethandiisocyanat (nachstehend als MDI bezeichnet)
und m-Cresol, werden im Molverhältnis von 1:2 in wasserfreiem
Toluol gelöst. Die Lösung wird 10 Stünden am Rückflußkühler erhitzt. Nach Abkühlung werden weiße Kristalle (MDI-m-Cresylurethan)
vom Schmelzpunkt 146 bis 147°C in ungefähr theoretischer Menge erhalten·
100 Teile MDI-m-Cresylurethan, 1 Teil Natriumdioctylsulfosuccinat,
j5 Teile des Natriumsalzes des Kondensationsprodukts
von Naphthalinsulfonsäure mit Formaldehyd und 296 Teile Wasser
werden in einer Kugelmühle 24 Stunden gemischt, wobei eine
stabile wäßrige Dispersion erhalten wird, die 26 % blockier- '
tes MDI enthält. Die hierbei erhaltene Dispersion wird als Dispersion II bezeichnet.
Der Latex I und die Dispersion II können in beliebigem Mengenverhältnis
gemischt werden· Diese Gemische können ohne Gefahr einer Zersetzung oder Gelbildung gelagert werden«
286 Teile des Latex I und 115 Teile der Dispersion II werden gemischt und mit 5 Teilen Polyoxyäthylenocty!phenol versetzt,
um die mechanische Stabilität zu erhöhen. Zur Einstellung des
Peststoffgehaltes der Dispersion auf 25 # werden 139 Teile
Wasser zugesetzt. Auf diese Welse wird das Bindemittel in Form einer Dispersion erhalten.
Wasser zugesetzt. Auf diese Welse wird das Bindemittel in Form einer Dispersion erhalten.
0 09 8U/1788 * ßAD
Diese Dispersion wird in einen Sättiger gegeben. Dann wird eine 50 g/m wiegende Bahn, die nach dem Trockenverfahren
aus regellos angeordneten Polyäthylenterephthalatfasern (3 den) hergestellt wurde, zwischen Drahtnetzen (0,4 mm) in
die Dispersion getaucht und anschließend durch Abquetschwalzen geführt, wodurch das Gewicht der nassen Bahn auf 200 g/m
eingestellt wurde« Die Bahn wird 10 Minuten bei 1000C getrocknet und dann 5 Minuten auf 200°C erhitzt, wobei ein poröses
Faservlies erhalten wird, das ein Gewicht von 79 g/m
hat.
Ein Gemisch von 4,0 Teilen Kaliumlaurylsulfat, 1,0 Teil PoIyoxyoetylphenol,
160 Teilen entionisiertemWasser, 0,15 Teilen Natriumhydrogensulfit, 30 Teilen einer 3 £lgen wäßrigen Lösung
von Kaliumpersulfat, 0,5 Teilen tertiärem Dodecylmercaptan,
5 Teilen Methacrylsäure, 5 Teilen Acrylsäure, 20,0 Teilen Styrol und 70 Teilen Butadien wird auf die in Beispiel 1
beschriebene Weise behandelt, wobei ein Styrolkautschuklatex
erhalten wird, der Carbonsäure enthält. Der Latex wird als Latex I bezeichnet. Sein Peststoffgehalt beträgt 35 #·
Zu 100 Teilen des blockierten Addukts vonToluylendiisocyanat
(nMaccönate-80", Hersteller Allied Chemical Corp.) und TrI-methylolpropan
mit Jtthylenimin, das in eine Lösung überführt
wird, werden 4Ö0 Teile Wasser, 5 Teile Natriumpolyäthylentridecylsulfat
und 1 Teil Polyoxyäthylenoctylphenol gegeben. Das Gemisch wird in eine stabile Emulsion überführt, die als Emulsion
II bezeichnet wird. Der Peststoffgehalt der Emulsion beträgt
20 #. .
Der Latex I und die Emulsion II können in beliebigem Mengenverhältnis gemischt werden. Die Gemische können ohne Gefahr
einer Gelbildung aufbewahrt werden.
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Zu einem Gemisch von 286 Teilen des Latex I mit 75 Teilen der Emulsion II werden 5 Teile Polyoxyäthylenoctylphenol und
10 Teile einer 50 #igen wäßrigen Dispersion von Zinkweiß zur
Stabilisierung des Bindemittels gegeben. Dann wird der Feststoffgehalt der Bindemitteldispersion durch Zusatz von 124
Teilen Wasser auf 25 # eingestellt.
Mit der so erhaltenen Bindemitteldispersion wird eine Faserstoffbahn
auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise behandelt, wobei Jedoch auf 150°C und nicht auf 2000C erhitzt wird. Das
Gewicht des so erhaltenen Faservlieses beträgt 85 g/m .
Ein Gemisch von7 Teilen Alkylarylpolyäthernatriumsulfonat,
I50 Teilen entionisiertem Wasser, 60 Teilen Äthylaerylat,
Teilen Methylmethacrylat und 10 Teilen Methacrylsäure wird
durch Rühren emulgiert. Dann werden 25 % des Gesamtvolumens
der so hergestellten Emulsion in ein Polymerisationsgefäß gegeben,
dem 30 Teile Wasser, 0,2 Teile Ammoniumpersulfat und
0,2 Teile Natriumhydrogensulfit zugesetzt werden. Dann wird
die restliche Emulsion innerhalb von 2 Stunden unter Rühren
bei 500C langsam zum Gemisch gegeben, worauf zur Vollendung
der iPölymerisation auf 90GC erhitzt wird. Das Gemisch wird
auf Raumtemperatur gekühlt und mit wäßrigem Ammoniak auf p„
8,5 eingestellt, wobei eine stabile wäßrige Dispersion (I) erhalten wird, die 38 % Feststoffe enthält.
100 Teile eines aus Trimethylolpropan und Propylenoxyd bestehenden
Polyäthers (mittleres Molekulargewicht I050) werden tropfenweise zu 50 Teilen Toluylendiisocyanat ("Nacconate 80")
gegeben, das vorher auf 900C erhitzt wurde, worauf 90 Minuten
unter Rühren erhitzt wird. Zu dem auf diese Weise hergestellten
Präpolymeren werden 58 Teile tertiäres Dodecylmercaptan gegeben. Das Gemisch wird 6 Stunden bei9Q0C gehalten, wobei
das blockierte Prepolymere erhalten w ird»
4/1788 BAD ORIGINAL
100 Teile des blockierten Prepolymeren, 400 Teile Wasser,
5 Teile Natriumpolyäthylendodecylsulfat und 1 Teil Polyoxyäthylenoctylphenol
werden in einem Homogenisator zu einer Emulsion (II) verarbeitet, die etwa 20 # Feststoff enthält.
Die Dispersion I und die Emulsion II können in beliebigen
Mengenverhältnissen gemischt werden. Die Gemische können ohne Gefahr einer Zersetzung oder Gelbildung aufbewahrt werden.
264 Teile von I werden mit 250 Teilen von II gemischt. Die
erhaltene Bindemitteldispersion wird durch Zusatz von 26 Teilen Wasser auf einen Feststoffgehalt von etwa 25 $>.. eingestellt. Ein Faservlies wird hergestellt, indem eine Faserstoffbahn auf die in Beispiel 1 beschriebene Weise mit der
Bindemitteldispersion behandelt wird. Das Gewicht des erhaltenen Faservlieses beträgt 75 g/m .
j5 TeileNatriumlaurylsulfat, IJQ Teile entionisiertes Wasser,
50 Teile Vinylchlorid, 48 Teile Vinylidenchloridund 2 Teile
Maleinsäureanhydrid werden in ein mit Heizmantel versehenes
druckfestes Polymerisationsgefäß aus nichtrostendem Stahl gegeben und zur Auslösung der Polymerisation auf 50°C erwärmt.
Die Polymerisation wird 14 Stunden durchgeführt. Die so erhaltene Dispersion enthält 4o,3 Si Feststoff. Der Monomeren-Umsatz
beträgt 94 %* Zum erhaltenen Produkt wird eine 50 %%ge
wäßrige Dispersion von Bleidistearat in einer Menge gegeben,
die 3 % des gesamten Feststoffgehalts entspricht. Auf diese
Weise wird die wäßrige Dispersion I erhalten, die 40,5 $ }
Feststoff enthält. .
1 Mol Toluylendiisocyanat wird in Aceton gelöst. Zur Lösung
wird langsam bei 5°C eine Lösung gegeben, die aus 1,1 Mol
fithylenimin und Aceton hergestellt wurde. Nachdem 1 Stunde
gerührt worden ist, werden weiße Kristalle (Toluylendiäthy·*
009844/1788 ' ' ■/**««**■
-■14 -
lenharnstoff) abfiltriert. Die Ausbeute entspricht ungefähr
der Theorie.
30 Teile der so erhaltenen Kristalle, 70 Teile Dimethylformamid, 1,5 Teile Natriumdodecylbenzolsulfonat und 1O8,5 Teile
Wasser werden in eine wäßrige Emulsion (II) überführt, die
15 % Feststoff enthält.
Die Dispersion (I) und die Emulsion (II) können in beliebigen Mengenverhältnissen gemischt werden. Die Gemische können ohne
Gefahr einer Gelbildung aufbewahrt werden.
247 Teile der Dispersion (It) und 133,6 Teile der Emulsion (II)
werden gut gemischt, wobei eine wäßrige Bindemitteldispersion erhalten wird. Mit dieser Dispersion wird eine Faserstoffbahn
auf die in Beispiel I beschriebene Welse behandelt, wobei jedoch 5 Minuten &ui I40°C erhitzt wird.
1 Teil Natriumlaurylsulfat, 3 Teile eines Copolyraeren von
Kthylenoxyd mit Propylenoxyd, 123 Teile entionisiertes.Wasser, 95 Teile Vinylacetat und 5 Teile Acrylsäure werden in
ein mit Heizmantel versehenes Polymerisationsgefäß gegeben,
das mit Rührer und Rückflufikühler versehen 1st. Zur Auslösung
der Polymerisation werden 7 Teile einer 3 $igen wäßrigen Lösung von Kaliumpersulfat bei 6O0C zum Gemisch gegeben. Die
Polymerisation wird 9 Stunden durchgeführt« Nach der Polymerisation wird Stickstoff zur Entfernung von nicht umgesetztem
Monomeren eingeführt, worauf der pH-Wert mit wäßrigem Ammoniak
auf 8,0 eingestellt wird. Es wird eine wäßrige Dispersion (I)
erhalten, die 40 % eines Carboxylgruppen enthaltenden Polymeren
enthält.
104 Teile Toluylendiisocyanat und 30 Teile Toluol werden in
einem Reaktionsgefäfl auf 100 bis HO0C erhitzt· Anschließend
- -. - .·..-..- , ' ORIGINAL
0 09844/17 88 BA
werden tropfenweise 100 Teile eines Polyesters (bestehend aus
88 Teilen Adipinsäure, 36 Teilen Äthylenglykol und IJ Teilen
Trimethyloipropan, Hydroxylzahl 320, Säurezahl nicht mehr als
4) langsam zugegeben. Die Reaktion wird etwa 90 Minuten durchgeführt.
Nach Zusatz von 33 Teilen m-Cresol wird die Reaktion
noch weitere 6 Stunden bei der gleichen Temperatur durchgeführt,
wobei ein blockiertes Prepolymeres erhalten wird. Dieses Prepolymere wird auf die in Beispiel 3 beschriebene Weise
in eine wäßrige Emulsion II Überführt, die 20 % Peststoffe
enthält.
Die Dispersion I und die Emulsion II können in beliebigen
Mengenverhältnissen gemischt werden. Die Gemische können aufbewahrt werden, ,ohne daß die Gefahr einer Zersetzung oder
Gelbildung besteht.
250 Teile der Dispersion I werden mit 100 Teilen der Emulsion II und 20 Teilen einer 50 #igen Dispersion von Zinkweiß
gemischt, wobei eine wäßrige Bindemitteldispersion erhalten
wird. .."■,;■■ -
- ■'--· -
Nylon-Stapelfasern einer Länge von2 mm und 4 mm im Verhältnis
von Is!werden unter Rühren in Wasser dispergiert, dem
Natriumpolyacrylat und die beschriebene Bindemitteldispersion
zugesetzt werden, bis die Konzentration der Nylon-Stapelfasern 10 % beträgt. Nach der Herausnahme der Nylonfasern wird
das Bindemittel so abgequetscht, daß das Gewicht der nassen Bahn 400 g/m2 beträgt. Die Bahn wird 20 Minuten bei 1000C getrocknet
und dann 5 Minuten auf l8o°C erhitzt, wobei das gewünschte
Faservlies erhalten wird, dessen Gewicht 90 g/πΓ beträgt.
0 09 8A kl 1788
- 16 Vergleichsversuche
Gemisch 1
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 der vorliegenden Anmeldung
wurde eine wäßrige Dispersion hergestellt, die 100 g
eines Copolymeren aus Äthylacrylat (41 Gew.-Teile) / Butylacrylat
(57 Gew.-Teile) /Methacrylsäure (2 Gew.-Teile) enthält.
Der Feststoffgehalt der Dispersion wurde auf 38 Gew.-^
eingestellt. 4,8 g (etwa 0,015 Mol) Ba(0H)28H20 wurde dann
homogen mit der Dispersion vermischt.
homogen mit der Dispersion vermischt.
Gemisch 2
Zu der gleichen, auf vorstehende Weise beschriebenen Dispersion
wurden 1,IjJ g (etwa 0,0l5 Mol) Ca(OH)2 zugegeben.
Gemisch 3
Zu der Dispersion des Gemische 1 wurden 1,24 g (etwa 0,015
Mol) ZnO zugegeben und homogen vermischt.
Gemisch 4
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 der vorliegenden Anmeldung
wurden 10 g mit m-Cresol blockiertes Trimethylolpropan-TDI-Addukt
unter Bildung einer wäßrigen Emulsion mit einem Feststoffgehalt von 20 Gew.-% emulglert. Zu dieser Emulsion
wurde die gleiche Dispersion wie in Gemisch 1 zugegeben.
Gemisch 4 entspricht damit einem erfindungsgemäßen Bindemittel.
Die Gemische 1 bis 4 wurden dann bei etwa 300C gelagert und
der Zustand der Dispersion beobachtet. Die Ergebnisse der Beobachtungen sind in der folgenden Tabelle enthalten:
der Zustand der Dispersion beobachtet. Die Ergebnisse der Beobachtungen sind in der folgenden Tabelle enthalten:
BAD ORIGINAL 009844/1788 ·
Gemisch nach24Stunden nach 48 Stunden nach 1 Monat
,1 Auftreten von Gel- - . bildung
2 Peststoffaussehe1- .-■'-" düngen
> Auf treten von Gel- - bildung
4 , keine merkliche keine merkliche keine merkli-
Änderung Änderung ehe Änderung
Unter Verwendung von jedem der vier Gemische wurden Paservliese auf die gleiche Welse wie in Beispiel 1 der vorliegenden
Anmeldung hergestellt, mit der Ausnahme, daß die Härtung durch 5-minutiges Erhitzen auf 130 oder 15O°C anstatt durch
Erhitzen auf 200°C vorgenommen wurde.
Mit den so hergestellten nicht-gewebten Materialien auf Fasergrundlage
wurden dann Trockenreinigungsversuche durchgeführt,
bei denen die Abnahme des Gewichts des aufgenommenen
Bindemittels gemessen wurde, nachdem die Materialien bei 300C
während JO-".Minuten in Tri chlor äthylen geschüttelt wurden« Zugfestigkeit,
Dehnung und Aussehen dieser Materialien wurden dann ebenfalls bestimmt. Die Ergebnisse sind in der folgenden
Tabelle niedergelegt:
0 09 8 44/17 88
Gemisch Härtungs- aufgenommenes Heißfestigtemperatur
Bindemittel keit . (0C) {%) (kg/2cm Breite)
Dehnung
Trockenreinigungsver- such {%)
Aussehen
130 150
81 76
4,2 4,1
38 41
7,1 6,8
aufgerauhte Oberfläche
aufgerauhte Oberfläche
130 150
83 80
3,6 3.5
48 46
16,3 9,1
ursprüngliche Form ist zerstört
aufgerauhte Oberfläche
130 150
81 76
4,5 4,8
42 40
17,2 19,5
ursprüngliche Form ist zerstört
ursprüngliche Form ist zerstört
130 150
72 75
5,2 4,6
45 45
0,25 0,19
keine merkliche Änderung
keine merkliche Änderung
Claims (11)
1) Bindemittel für die Herstellung von nicht-gewebten Materialien
auf Fasergrundlage auf der Basis von wäßrigen carboxylgruppenhaltige
Stoffe enthaltenden Dispersionen, gekennzeichnet durch einen Gehalt der Dispersion in einer Menge
von etwa 1 bis 50 Gew,-S6 an einem Gemisch aus
a) einem Polymeren, das zu 1 bis 100 Gew.-% aus polymerisierbare
Doppelbindungen enthaltenden Carbonsäuren und 99 bis 0 Gew.-% an Verbindungen mit polymerisierbaren
Doppelbindungen besteht, wobei der Gehalt an freien Carboxylgruppen
wenigstens 0,3 Qew.-#, bezogen auf das Polymere,
beträgt und .
b) blockierten polyfunktionellen Isocyanaten,
wobei das Gewichtsverhältnis von blockiertem polyfunktionellem
Isooyanat zum Polymeren etwa 0,01 bis 2,5 beträgt.
2) Bindemittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
als pölymerisierbare Doppelbindungen enthaltende Carbonsäuren
eine oder mehrere der folgenden Verbindungen in dem
Polymeren vor!iegeni Acrylsäure, Methacrylsäure, ItaconsEure,
Sorbinsäure, Maleinsäure, Maleinsäuremonoester, Puaarsäure,
Pumarsäuremonoester, Aconitsäure, Mesaconitsäure, Xthylmalelnsäure, Pyrocinchonsäure und/oder Xeronsäure.
3) Bindemittel nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Verbindung mit polymerisierbaren Doppelbindungen
in dem Polymeren eine oder mehrere der folgenden Verbindungen vorliegeni Butadien, Isopren, 2,3-Dimethylbutadien,
2-Chlorbutadien, Vinylacetat, Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Acrylsäureester, Methacrylsäureester, Styrol,
Acrylnitril, Maleinsäurediester, Diallylphthalat und/
oder Allylmethacrylat.
0 0 9 8 U 4/1788 BAD
4) Bindemittel nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
als Verbindungen mit polymerisierbaren Doppelbindungen in dem Polymeren Copolymere des Butadiens mit insbesondere
Methacrylsäure, Styrol oder Acrylnitril vorliegen.
5) Bindemittel nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben dem Polymeren blockierte Diisocyanate,
blockierte Triisocyanate und/oder höher funktioneile
blockierte Isocyanate vorliegen.
6) Bindemittel nach Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Isocyanate vom Biurettyp sind und/oder aus
dem Destillationsrückstand bei der Herstellung von Isocyanaten stammen.
7) Bindemittel nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Isocyanat ein Additionsprodukt aus Verbindungen
mit aktiven Wasserstoffatomen und Polyisocyanaten in
einem Verhältnis von mehr als einer NCO-Gruppe Je aktivem
Wasserstoffatom ist.
8) Bindemittel nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß
als Verbindung mit aktivem Wasserstoffatom Hydroxylgruppen
enthaltende Polyester, Carboxylgruppen enthaltende Polyester und/oder Polyätherpolyole vorliegen.
9) Verfahren zur Herstellung von nicht gewebten Materialien auf Fasergrundlage, dadurch gekennzeichnet, daß man das
Faservlies mit dem Bindemittel der Ansprüche 1 bis 8 versieht und das dabei anfallende Produkt härtet.
10) Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß in
das Faservlies etwa das zwei- bis vierfache - gewichtsmäßig betrachtet - des nassen Bindemittels eingebracht
wird und daß der Trockengehalt des fertigen Materials an Bindemittel etwa 50 bis 80 Gew. beträgt.
0 0 9 8 4 4/1788 BAD ORIGINAL
11) Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Faservliese in das flüssige Bindemittel eingetaucht, vorzugsweise abgepreßt und dann ausgehärtet werden.
00984A/17 88
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