PL220760B1 - Sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej apretury do powlekania materiałów włókienniczych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej apretury do powlekania materiałów włókienniczych, zwłaszcza tkaninowych, w celu nadania im takich właściwości użytkowych jak wodoodporność i wodoszczelność, elastyczność, miękkość chwytu i brak tendencji do sklejania oraz walorów dekoracyjnych przez trwałe związanie barwników i wypełniaczy.

Ze względu na wysokie wymagania jakościowe, zwłaszcza wodoszczelność, apretury do powlekania materiałów włókienniczych zwykle są roztworami kopolimerów w rozpuszczalnikach organicznych, otrzymywanymi metodą wolnorodnikowej polimeryzacji rozpuszczalnikowej takich monomerów jak: akrylany, styren, octan winylu, akrylonitryl, chlorek winylu, butadien i innych.

Z opisu patentowego PL187619, znany jest sposób eliminacji tendencji do sklejania, przez dodanie do apretury jako modyfikatora roztworu nitrocelulozy.

Z amerykańskiego opisu patentowego nr US6174568, znany jest sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej apretury do powlekania materiałów włókienniczych, odpornych na rozpuszczalniki polegający na emulsyjnej polimeryzacji jednego lub więcej monomerów wybranych i grupy estrów kwasu arylowego i kwasu metakrylowego oraz hydroksymetylometakrylamidu. Włókna według tego rozwiązania otrzymuje się przez stosowanie apretury na bazie wodnej dyspersji lub proszkowego kopolimeru zawierającej N-metylolowe i N-metylolowo-eterowe ugrupowania funkcyjne, co potwierdzają przykłady ich syntezy. Jako komonomery do kopolimeryzacji stosowane są rozliczne bardzo szeroko używane monomery z grupy monomerów winylowych a więc: alkiloakrylany, alkilometakrylany, etylen, octan winylu.

Sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej apretury do powlekania materiałów włókienniczych polegający na emulsyjnej polimeryzacji podczas której do roztworu w wodzie odmineralizowanej mieszaniny emulgatorów niejonowego i anionowego oraz inicjatora wolnorodnikowego dozuje się, sporządzoną w obecności mieszaniny emulgatorów niejonowego i anionowego, emulsję monomerów wybranych z grupy: akrylan etylu, (met)akrylan metylu, (met)akrylan butylu i nośnika grup karboksylowych kwasu (met)akrylowego, zawierającą rozpuszczony w fazie wodnej inicjator wolnorodnikowy, bufor i środek sieciujący a po zadozowaniu emulsji dodaje się wodny roztwór inicjatora wolnorodnikowego i kontynuuje się polimeryzację do jej zakończenia, według wynala zku, charakteryzuje się tym, że emulsja monomerów zawiera, rozpuszczony w fazie wodnej jako środek sieciujący, hydroksymetylo(met)akrylamid, w ilości 5-15 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów użytych do polimeryzacji.

Sposób według wynalazku polega na polimeryzacji emulsyjnej podczas której do wody odmineralizowanej (Roztwór I) z rozpuszczonym emulgatorem niejonowym, emulgatorem anionowym i inicjatorem wolnorodnikowym dozuje się, podczas mieszania, sporządzoną w obecności mieszaniny emulgatorów niejonowego i anionowego, wodną emulsję monomerów (Emulsja) wybranych z grupy: akrylan etylu, (met)akrylan metylu, (met)akrylan butylu i nośnika grup karboksylowych kwasu (met)akrylowego, zawierającą rozpuszczony w fazie wodnej inicjator wolnorodnikowy, bufor i środek sieciujący a po zadozowaniu Emulsji dodaje się do Roztworu I roztwór inicjatora wolnorodnikowego (Roztwór II) i kontynuuje się polimeryzację do jej zakończenia, przy czym emulsja monomerów zawiera rozpuszczony w fazie wodnej środek sieciujący, hydroksymetylo(met)akrylamid, w ilości 5-15 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów użytych do polimeryzacji.

W sposobie według wynalazku najczęściej stosuje się, w częściach wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych mieszaniny monomerów użytych do polimeryzacji:

Do sporządzenia Roztworu I: 35-70 wody odmineralizowanej, 0,03-0,08 emulgatora niejonowego, korzystnie oksyetylowanych alkoholi tłuszczowych, 0,05-0,5 emulgatora anionowego, korzystnie alkilosulfonianu sodu, 0,08-0,3 inicjatora wolnorodnikowego, nadsiarczanu potasu.

Do sporządzania Emulsji: 55-90 wody odmineralizowanej, 1-2,5 emulgatora niejonowego jak w Roztworze I, 0,2-1,1 emulgatora anionowego jak w Roztworze I, 0,2-0,8 buforu, korzystnie octanu sodu, 0,2-1 inicjatora jak w Roztworze I, 5-15 środka sieciującego, 35-85 akrylanu etylu, 10-65 (met)akrylanu butylu, 3-60 (met)akrylanu metylu, 10-3 kwasu (met)akrylowego.

Do sporządzania Roztworu II 0,5-7,5 wody odmineralizowanej, 0,02-0,3 inicjatora wolnorodnikowego jak w Roztworze I. W sposobie według wynalazku w miejsce nadsiarczanu potasu stosować można inny wodorozpuszczalny inicjator wolnorodnikowy, w miejsce mieszaniny emulgatorów niejonowego i anionowego stosować można emulgator niejonowoanionowy, a także stoPL 220 760 B1 sować można inne akrylany niż wymienione jako pożądane. Można również skład Emulsji ograniczyć do monomerów i emulgatorów, a pozostałe wodorozpuszczalne składniki dozować do Roztworu I równolegle z tak zubożoną Emulsją.

Nieoczekiwanie okazało się, że wodorozcieńczalna apretura według wynalazku może stanowić apreturę równorzędną pod względem właściwości wyrobów powlekanych (impregnowanych) z apreturą otrzymaną na bazie rozpuszczalników organicznych i modyfikatorów, co ma nieocenione znaczenie dla ochrony środowiska naturalnego.

Sposób według wynalazku ilustrują przykłady wykonania.

P r z y k ł a d I

Oddzielnie sporządza się fazę wodną (Roztwór I), emulsję monomerów (Emulsja) i roztwór inicjatora (Roztwór II).

Sporządzanie Roztworu I, w częściach wagowych:

W 46 wody odmineralizowanej rozpuszcza się 0,05 emulgatora niejonowego, oksyetylowanych alkoholi tłuszczowych, 0,1 emulgatora anionowego, alkilosulfonianu sodu i 0,15 inicjatora, nadsiarczanu potasu.

Sporządzanie Emulsji, w częściach wagowych:

W 86 wody odmineralizowanej rozpuszcza się, podczas mieszania, 1,5 emulgatora niejonowego jak w Roztworze I, 0,42 emulgatora anionowego, jak w Roztworze I, 0,47 buforu, octanu sodu, 0,6 inicjatora jak w Roztworze I, 9,16 środka sieciującego, hydroksymetyloakrylamidu, a następnie, w tak otrzymanym roztworze, emulguje się 77,48 akrylanu etylu, 14,92 metakrylanu butylu, 6,06 metakrylanu metylu i 1,54 kwasu metakrylowego.

Sporządzanie Roztworu II, w częściach wagowych:

W 3,28 wody rozpuszcza się 0,15 inicjatora jak w Roztworze I.

Polimeryzacja.

Do polimeryzatora zawierającego Roztwór I ogrzany do temperatury 75°C dozuje się Emulsję z taką szybkością, aby temperatura kopolimeryzacji wynosiła 77-78°C. 0,5 godziny po zakończeniu dozowania do polimeryzatora wprowadza się Roztwór II i wygrzewa zawartość w czasie 2 godzin a następnie chłodzi się do temperatury otoczenia.

Otrzymuje się wodorozcieńczalną apreturę o temperaturze zeszklenia kopolimeru Tg minus 0,5°C, minimalnej temperaturze tworzenia filmu MTTF minus 1,2; pH 5, zawartości substancji stałej 43%, lepkości według Brookfielda 600 mPa-s, napięciu powierzchniowym 41,5 mN/m, średnim rozmiarze cząstek kopolimeru 150 nm, zawartości resztkowych monomerów poniżej 0,02%.

P r z y k ł a d II

Polimeryzacje prowadzi się jak w przykładzie I z tym, że do sporządzenia Roztworu I używa się, w częściach wagowych: 61,0 wody, 0,05 emulgatora niejonowego, 0,19 emulgatora anionowego, 0,14 inicjatora, do sporządzenia Emulsji: 74,0 wody, 1,4 emulgatora niejonowego, 0,65 emulgatora anionowego, 0,47 buforu, 0,47 inicjatora, 5,51 środka sieciującego, 47,92 akrylanu etylu, 50 metakrylanu metylu, 2,08 kwasu akrylowego, do sporządzania Roztworu II używa się 0,05 inicjatora i 1,17 wody. Otrzymuje się wodorozcieńczalną apreturę o Tg 39°C, MTTF 23°C, pH 5, zawartości substancji stałej 45%, lepkości według Brookfielda - 80 mPa-s, napięciu powierzchniowym 36 mN/m, średnim rozmiarze cząstek kopolimeru 135 nm, zawartości resztkowych monomerów maksymalnie 0,02%.

P r z y k ł a d III

Polimeryzację prowadzi się jak w przykładzie I z tym, że do sporządzenia Emulsji stosuje się 14,2 części wagowe środka sieciującego.

Otrzymuje się wodorozcieńczalną apreturę o Tg 45°C, MTTF 25°C, pH 5,5 i maksymalnej zawartości resztkowych monomerów 0,02%.

Claims (1)

1. Sposób wytwarzania wodorozcieńczalnej apretury do powlekania materiałów włókienniczych polegający na emulsyjnej polimeryzacji podczas której do roztworu w wodzie odmineralizowanej mieszaniny emulgatorów niejonowego i anionowego oraz inicjatora wolnorodnikowego dozuje się, sporządzoną w obecności mieszaniny emulgatorów niejonowego i anionowego, emulsję monomerów wybranych z grupy: akrylan etylu, (met)akrylan metylu, (met)akrylan butylu i nośnika grup karboksylowych kwasu (met)akry!owego, zawierającą rozpuszczony w fazie wodnej inicjator wolnorodnikowy,

   PL 220 760 B1 bufor i środek sieciujący a po zadozowaniu emulsji dodaje się wodny roztwór inicjatora wolnorodnikowego i kontynuuje się polimeryzację do jej zakończenia, znamienny tym, że emulsja monomerów zawiera, rozpuszczony w fazie wodnej jako środek sieciujący, hydroksymetylo(met)akrylamid, w ilości

   5-15 części wagowych w odniesieniu do 100 części wagowych monomerów użytych do polimeryzacji.