Многослойное текстильное покрытие для пола - RU2252285C2
Код документа: RU2252285C2
Описание
Изобретение относится к покрытиям для пола, более конкретно к многослойному текстильному покрытию для пола.
При изготовлении широко применяемых для покрытия полов тафтинговых (иглопрошивных) ковров нить пропускается (прошивается иглой) через несущую ткань, т.е. протягивается и после этого нанесением связующего фиксируется (подготовительный слой). В качестве связующего обычно применяются водные полимерные дисперсии, например сополимеры стирола и бутадиена. Чтобы улучшить износостойкость покрытия пола покрытие (вторичная основа) наклеивается на иглопрошитую несущую ткань. В качестве клеящего вещества пригодны водные полимерные дисперсии, в случае необходимости эта полимерная дисперсия может быть идентичной полимерной дисперсии подготовительного слоя. Изготовление тафтинговых (иглопрошивных) ковров с применением сополимеров стирола и бутадиена описано, например, в патенте США 5348785. Из заявки ЕР-А-753404 известно применение промотора адгезии для повышения сцепляемости различных слоев ковров. В качестве промотора адгезии, соответственно, клеящего вещества применяют полиэтиленовую дисперсию. Подобные дисперсии являются очень дорогими. Кроме того, согласно ЕР 753404 требуется еще один слой из полиэтиленового порошка.
Желательным является по возможности высокая прочность полученной комбинации из иглопрошитой несущей ткани и вторичной основы ковра при, по возможности, малом количестве клеящего вещества.
Также желательно короткое время сушки водного клеящего вещества, чтобы обеспечить высокую скорость производства.
Ближайшим аналогом является описанное в патенте США № 5403884 А многослойное текстильное покрытие для пола, слои которого склеены клеящим веществом, которое в качестве связующего содержит водную дисперсию смеси из полимера, содержащего 50-94% маc. этилена, 5-20% маc. этиленненасыщенной кислоты и 1-30% маc. сшивающего агента, и дополнительного полимера, включающего диеновый компонент, в частности сополимера карбоксилированного стирола и бутадиена.
Задачей изобретения изобретения является расширение ассортимента высокоэффективных клеящих веществ, используемых в производстве многослойных текстильных покрытий для пола.
Поставленная задача решается предлагаемым многослойным текстильным покрытием для пола, слои которого склеены клеящим веществом, которое в качестве связующего содержит водную дисперсию смеси из полимера А), выполненного, по меньшей мере, на 60% маc. из этилена и этиленненасыщенной кислоты в качестве остатка, и полимера В) за счет того, что полимер В) получен радикальной полимеризацией и выполнен из смеси виниларомата и диена или 80-99,9% маc. виниларомата, диена или их смеси и 0,1-20% маc. этиленненасыщенной кислоты, при этом полимеры А) и В) взяты в массовом соотношении, равном (0, 1-50): (50-99,9).
Этиленненасыщенными кислотами являются, в частности, акриловая кислота, метакриловая и итаконовая кислоты.
Способы получения полимеров А) известны специалисту в данной области. Получение подобных полимеров осуществляется, например, сополимеризацией этилена в непрерывно работающей, трубообразной системе полимеризации при давлении в 500-5000 бар и температуре в 50-450°С в присутствии радикально разлагающихся инициаторов полимеризации.
Молекулярный вес составляет в общем прибл. 500-40000 D, в частности 5000-20000 (Мn). После полимеризации полимер А) может переводиться предпочтительно эмульгированием под давлением в случае необходимости при добавке средства нейтрализации в водную дисперсию. Данные операции также известны специалисту в данной области.
В качестве агента нейтрализации пригодны предпочтительно аммиак, диэтиламин, диметилэтаноламин, диэтаноламин и т.п.
Для получения дисперсии могут также применяться еще обычные ионные, соответственно, неионные эмульгаторы. Предпочтительно получают жидкотекучие, тонкодисперсные, светлые эмульсии полимеров А) с содержанием твердых веществ прибл. от 20 до 40% и значением рН более 8.
В качестве виниларомата полимер В) предпочтительно содержит α-метилстирол или стирол. Предпочтение отдается стиролу. В качестве диена следует, в частности, назвать изопрен и бутадиен. Предпочтение отдается бутадиену.
Полимер В) предпочтительно содержит
b1) от 80 до 99,5% маc. виниларомата, диена или их смеси и
b2) от 0,5 до 20% маc. этиленненасыщенной кислоты, например акриловой кислоты, метакриловой кислоты или итаконовой кислоты.
При мономерах b1) речь идет предпочтительно о смесях винилароматов и диенов в массовом соотношении от 90:10 до 20:80, особенно предпочтительно от 80:20 до 40:60.
Получение полимеров В) осуществляют предпочтительно посредством полимеризации в эмульсии. Мономеры могут полимеризироваться как обычно в присутствии водорастворимого инициатора и эмульгатора при предпочтительно от 30 до 95°С.
В качестве инициаторов радикальной полимеризации пригодны такие, которые в состоянии вызвать радикальную водную эмульсионную полимеризацию. При этом речь может идти о таких пероксидах, как, например, персульфаты щелочных металлов, дибензоилпероксид, бутилпенпивалат, трет.-бутилпер-2-этилгексаноат, 2,5-диметил-2, 5-ди(трет.-бутилперокси)гексан, кумолгидропероксид, а также о азосоединениях, например, таких как азобисизобутиронитрил, 2, 2'-азобис(2-амидинопропан)дигидрохлорид.
Пригодными являются также комбинированные системы, которые составлены по меньшей мере из одного органического агента восстановления и по меньшей мере одного пероксида и/или гидропероксида, например трет.-бутилгидропероксида и натриевой соли гидроксиметансульфиновой кислоты или перекиси водорода и аскорбиновой кислоты. Далее пригодны комбинированные системы, которые, кроме того, содержат небольшое количество растворимого в полимеризационной среде соединения металла, компонент металла которого может иметься в нескольких степенях валентности, например сульфат железа (II) аскорбиновой кислоты/пероксид водорода, причем вместо аскорбиновой кислоты часто применяется натриевая соль гидроксиметансульфиновой кислоты или сульфит натрия, гидросульфит натрия или метабисульфит натрия и вместо пероксида водорода применяется трет.-бутилгидропероксид или пероксодсульфаты щелочных металлов и/или пероксодсульфаты аммония.
Как правило, количество применяемых радикальных инициаторов, в пересчете на общее количество подлежащих полимеризации мономеров, составляет от 0,1 до 3 мас.%. Особенно предпочтительно применяются пероксодисульфаты аммония и/или щелочных металлов, сответственно трет.-бутилгидропероксид в комбинации с агентом восстановления в качестве инициатора.
Каким образом радикальная система инициаторов подается в процессе радикальной водной эмульсионной полимеризации по изобретению в емкость для полимеризации, известно специалисту в данной области. Она может как полностью подаваться в емкость для полимеризации, так и добавляться непрерывно или ступенчато по мере ее использования в процессе радикальной водной эмульсионной полимеризации. В отдельных случаях это зависит, как это известно специалисту в данной области, от химической натуры системы инициатора, а также от температуры полимеризации. Предпочтительно часть загружается в емкость для полимеризации и остаток подается по мере расхода зоны полимеризации.
Для эмульсионной полимеризации могут применяться обычные ионнные и/или неионные эмульгаторы и/или защитные коллоиды, соответственно стабилизаторы.
В качестве поверхностно-активных веществ применяются, в принципе, применяемые обычно в качестве дисперсионных средств защитные коллоиды и эмульгаторы. Подробное описание подходящих защитных коллоидов можно найти в публикации Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/I, Makromolekulare Stoffe, издательство Georg-Thieme-Verlag, Штуттгарт, 1961, стр.411-420. В качестве эмульгаторов пригодны как анионные, катионные, так и неионные эмульгаторы. Предпочтительно в качестве поверхностно-активных веществ применяют исключительно эмульгаторы, относительный молекулярный вес которых в отличие от защитных коллоидов обычно лежит ниже 1000. Само собой разумеется, что в случае применения смесей поверхностно-активных веществ отдельные компоненты должны совмещаться друг с другом, что в сомнительном случае можно проверить с помощью нескольких опытов.
Предпочтительно анионные и неанионные эмульгаторы применяют в качестве поверхностно-активных веществ. Подходящими эмульгаторами являются, например, этоксилированные спирты жирного ряда (степень этоксилирования (далее ЕО): от 3 до 50, алкильный остаток от C8 до С36), этоксилированные моно-, ди- и триалкилфенолы (ЕО-степень: до 50, алкильный остаток: от С4 до C9), соли щелочных металлов сложных диалкиловых эфиров сульфоянтарной кислоты, а также щелочные и аммониевые соли аллилсульфатов (алкильный остаток: от C8 до C12), этоксилированного алканола (ЕО-степень: от 4 до 3, алкильный остаток: от С12 до С18), этоксилированных алкилфенолов (ЕО-степень: от 3 до 50, алкильный остаток: от С4 до С9), алкилсульфокислот (алкильный остаток: от С12 до С18) и алкиларилсульфокислот (алкильный остаток: от С9 до С18).
Другими пригодными агентами диспергирования являются соединения общей формулы II
где R5 и R6 означают водород или С4 - до С14-алкил и не означают одновременно водород, и Х и Y могут быть ионами щелочных металлов и/или ионами аммония. Предпочтительно R5, R6 означают неразветвленные или разветвленные алкильные остатки с 6 до 18 атомами углерода или водород и, в частности, с 6, 12 и 16 атомами углерода, причем R5 и R6 оба не обозначают одновременно водород. Х и Y предпочтительно означают натрий, калий или ионы аммония, причем натрий особенно предпочтителен. Особенно предпочтительны соединения II, где Х и Y означают натрий, R5 означает разветвленный алкильный остаток с 12 атомами углерода и R6 означает водород или R5. Часто применяют технические смеси, которые имеют долю от 50 до 90% мас. моно- алкилированного продукта, например DowfaxВ 2A1 (торговый знак фирмы Dow Chemical Company).
Другие пригодные эмульгаторы можно найти в публикации Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Band XIV/1, Makromolekulare Stoffe, издательство Georg Thieme-Verlag, Штуттгарт, 1961, стр.192-208.
Для установки молекулярного веса при полимеризации могут применяться регуляторы. Пригодными для этого являются, например, содержащие SH-соединения, такие как меркаптоэтанол, меркаптопропанол, тиофенил, тиоглицерин, сложный этиловый эфир тиогликолевой кислоты, сложный метиловый эфир тиогликолевой кислоты, трет.-додецилмеркаптан или меркаптануксусная кислота.
Водную дисперсию полимеров А) и В) можно получить простым образом смешением водной суспензии полимера А) с водной дисперсией полимера В).
Полимеры А) и В) предпочтительно взяты в массовом соотношении, равном (0,5-20): (80-99,5), в частности (1-10): (90-99).
Клеящее вещество может дополнительно содержать загуститель в количестве от 0,1 до 5, предпочтительно от 0,5 до 3 мас. частей, в частности от 0,8 до 2 мас. частей, на 100 мас. частей полимеров А) и В). Загустителем является вспомогательный агент, который повышает вязкость.
В качестве загустителя пригодны известные загустители, например полиуретановые загустители, целлюлоза, кремниевая кислота, силикаты (например, смектиды), металлическое мыло, казеин, крахмал, желатин, поливиниловый спирт и поливинилпирролидон.
Особенно пригодны в качестве загустителя в рамках настоящего изобретения полученные радикальной полимеризацией полимеры этиленненасыщенных соединений. Предпочтительными являются полимеры, которые более чем на 50 маc.% состоят из этиленненасыщенных кислот, этиленненасыщенных амидов или их смесей.
В качестве этиленненасыщенной кислоты следует назвать акриловую кислоту, метакриловую кислоту, итаконовую кислоту. Особенно предпочтительно пригодны акриловая кислота или метакриловая кислота. В качестве амидов следует назвать, в частности, акриламид или метакридамид.
Особенно предпочтительно, загуститель состоит из, по меньшей мере, 70% маc., в частности, по меньшей мере, из 90% маc. этиленненасыщенных кислот и/или амидов.
В частности, загуститель содержит от 60 до 100% маc., предпочтительно от 80 до 99% маc. этиленненасыщенных кислот и от 0 до 40% маc., предпочтительно от 1 до 20% маc. этиленненасыщенных амидов.
Загуститель имеется предпочтительно в форме водной дисперсии, в случае необходимости с содержанием органических вспомогательных агентов. Для диспергирования загустителя в воде могут применяться диспергирующие вспомогательные агенты. Загустители могут также подаваться непосредственно (например, как порошок) в водную дисперсию полимеров А) или В).
Загуститель, соответственно водная дисперсия загустителя, может подаваться в водную дисперсию связующего простым образом.
Клеящее вещество может содержать еще другие добавки, например наполнители, такие как мел, тригидрат алюминия или сульфат бария или органические наполнители, например полиэтиленовый порошок, полипропиленовый порошок.
Содержание наполнителя составляет предпочтительно в общем от 150 до 400 мас. частей на 100 мас. частей суммы А) + В). Благодаря вышеуказанному составу клеящего вещества содержание наполнителей может составлять менее 200 мас. частей, в частности менее 100 мас. частей или даже менее 50 мас. частей.
Клеящие вещества в отличие от известных не требуют наполнителя, соответственно, требуют в очень малом количестве. Также и без наполнителей обеспечивается высокая прочность и хорошая сцепляемость покрытия пола.
Выполненное из нескольких слоев покрытие пола состоит преимущественно из текстильной несущей ткани, через которую прошиты иглой нити. Несущая ткань состоит из полипропилена или полиэфира. Нитями являются, например, полиамидные, полипропиленовые, полиэфирные нити или натуральные нити. Для фиксации нитей в несущей ткани в общем связующее, например сополимеры стирола и бутадиена, наносятся на обратную сторону несущей ткани с прошитыми нитями (подготовительный слой). Подготовительный слой наносится обычно как водная дисперсия, в случае необходимости с наполнителями, такими, как мел, тригидрат алюминия, сульфат бария или органические наполнители, например полиэтиленовый порошок. Подготовительный слой может содержать также и антистатические средства и другие антивоспламенительные средства, как, например, производные сложного эфира фосфорной кислоты и соли низких карбоновых кислот с гидроскопическими свойствами.
На подготовительный слой, который может быть просушенным или влажным, может наноситься клеящее вещество. Наносимое количество составляет в общем от 50 до 1500, предпочтительно до 1000 г/м2, особенно предпочтительно от 50 до 500 г (сухого, т.е. безводного клея).
Клеящее вещество при нанесении предпочтительно вспенивается, чтобы за счет повышения объема обеспечить лучшее распределение по поверхности.
После этого можно осуществлять склеивание со вторичной основой ковра. Клеящее вещество быстро сохнет. В качестве вторичной основы ковра пригодны, например, текстильные изделия плоской формы из натурального или синтетического материала, например полиэфирной ленты, или же полученного иглопробивным способом нетканного материала. Предпочтительно речь идет о непрерывной ленте из тканых или нетканых волокон или же о нетканых материалах, полученных иглопробивным способом.
Полученные многослойные покрытия для пола характеризуются очень хорошей сцепляемостью слоев, т.е., в частности, вторичной основой на иглопрошитой, укрепленной подготовительным слоем несущей ткани.
Примеры
Получение покрытий пола
Иглопрошитую несущую ткань снабжают подготовительным слоем и сушат. На полученную таким образом несущую ткань наносят клеящее вещество, ткань кашируют текстильной вторичной основой и сушат. Нанесенное количество в г/м2 приведено в таблицах.
В отдельных опытах применялись следующие подготовительные слои и клеящие вещества:
Испытания по применению
Определяют прочность сцепления между несущей тканью с нанесенным подготовительным слоем и вторичной основой. Прочность сцепления (в сухом состоянии) определеют при 23°С и 50% относительной влажности воздуха с помощью машины для испытания на растяжение фирмы Zwick (г.Ульм, Германия) типа 1425 в N/5 см. Указывается среднее усилие (F), максимальное усилие (Fмакс). Дополнительно определяют прочность сцепления мокрой комбинации слоев после 12 часового хранения в воде.
Далее определяют скорость сушки.
10,5 г клеящего вещества 1 сравнивают с
4,6 г клеящего вещества 6 (такое же содержание полимера)
Сушку осуществляют до константы веса
Клеящее вещество 1:сохнет через 75 минут
Клеящее вещество 2: сохнет через 50 минут
При производстве в промышленных масштабах при одинаковых условиях можно было достичь на 30% более высокую скорость.
Реферат
Изобретение относится к многослойному текстильному покрытию для пола, слои которого склеены клеящим веществом. Вещество в качестве связующего содержит водную дисперсию смеси из полимера А), выполненного, по меньшей мере, на 60% мас. из этилена и этиленненасыщенной кислоты в качестве остатка и полученного радикальной полимеризацией полимера В), выполненного из смеси винилароматического соединения и диена в массовом соотношении 90:10-20:80 или 80-99,9% мас. винилароматического соединения, диена или их смеси и 0,1-20% мас. этиленненасыщенной кислоты, при этом полимеры А) и В) взяты в массовом соотношении, равном (0,1-50): (50-99,9). Изобретение обеспечивает получение прочно склеенного многослойного текстильного полотна при малом количестве клеящего вещества, не требующего длительной сушки изделия. 6 з.п. ф-лы, 4 табл.
