Состав для шлихтования химических нитей
ог> ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к патенту Российской Федерации! кэ
О
О
Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4938148/05 (22) 23.05.91 (46) 07.09.93. Бюл. М 33 — 36 (71) Научно-исследовательский институт шелковой промышленности (72) Гандурин Л.И., Лопатина О.П., Козлова О,К., Шлычкова Н.Н., Алтухова Л.В„Ершов А.А„Цайлингольд В.Л., Куликов В,В,, Пекин Г.Н., Вайнер О.А„Хайневский И.П., Свинтрадзе О.Г. (73) Научно-исследовательский институт шелковой промышленности (56) Патент США М 4394128, кл, 8 — 138, 1983.
Заявка Великобритании hh 1324139, кл. С 3 P. 1973.
Заявка Японии М 52 — 27896, кл. 0 06 М 15/36, 1977.
Заявка Японии М 49 — 13418, кл, 0 06 М 15/36, 1974, Патент Бельгии M 666262, кл. 16 К. 1966.
Авторское свидетельство СССР
М 1023014, кл. О 06 М 15/263, 1983.
Авторское свидетельство СССР
М 1627610, кл. О 06 M 15/263, 1989.
„„Я(ÄÄ 2000369 С (я>з О 06 M 15/31, О 06 М 15/263//
0 Об М 101:16 (54) (57) СОСТАВ ДЛЯ ШЛИХТОВАНИЯ ХИМИЧЕСКИХ НИТЕЙ на основе продукта нейтрализации сополимера 25 — 60 мас. метакриловой кислоты, 5 — 30 мас.$ акрилонитрила, 5-20 мас. (» бутилакрилата и 10 — 35 мас, изопрена и воды. о т л и ч а ю щ и йс я тем, что он содержит продукт нейтрализации указанного сополимера с мол.м, 20000-500000 гидроокисью аммония, смесью ее с 10 — 90 мас,f гидроокиси калия или смесью гидроокиси калия с 2 — 20 мас. хлорида кальция до рН 8 — 13 и дополнительно — дибутилфталат при следующем соотношении компонентов, мас, ;
Продукт нейтрализации сополимерэ 25 — 60 мэс. ( метакриловой кислоты, 5 — 30 мэс. $ акрилонитрила, 5-20 мэс.Q бучилакрилата и 10-35 мас.;(, изопрена с мол.м.
20000-500000 гидроокисью аммония, смесью ее с 10 — 90 мэс. гидроокиси калия или смесью гидроокиси калия с
2-20 мас.ф хлорида кальция до рН 8-13 2,5-9,0
Дибутилфтэлат 0,05 — 0,50
Вода Остальное
2000369
Изобретение относится к TeKcTHflhHciA промышленности и может быть использовано для шлихтования химических нитей перед процессом ткачества.
Фирмам, занимающимся разработкой шлихтующих препаратов. принадле;киt большое число патентов, в которых защищены шлихтующие композиции для обработки химических нитей на основе акриловых сополимеров с различными количегтве нюмн и качественными соотношениями акрилсвых мономеров.
Наиболее близкой к предлагаемой является шлихта для обработки полиэфирных комплексных нитей, которая содержи г в качестве акрилового сополимерэ нейтрализованный продукт эмульсион ол сополимериэации мета крилоеой кислот ы, акрилонитрила, бутилакрилатэ и иэопрена с соотношением мономеров (25-б0):(5-30):{520):(10 — 35) соответственно, с л1ол.м. 50000500000 и дополнительно она содержит антивспениватель при следующем содержании компонентов, мас.7(:
Сополи мер 4,0 — 7,0
Антивспениватель 0,1 — 0,3
Вода Остальное до 100
Недостатками данного шлчхтующего состава являются его невысокая адгезия к химическим комплексныл нитям, таким как вискозная, ацетатная, триацетэтная, полиамидная и полиэфирная, вследствие чего не достигается хорошая склеенность элементарных нитей в комплексной, что приводит к обрыву этих нитей. В то же время наблюдается ..:-.кой недостаток, как подклеивание комплекс«ых нитей между собой нэ ткацком навое, приводящее к массовому обрыву нитей. Причиной этого может являться пластификация данного сополимера замасливающими препаратами, нанесенными на нить, влажность основы и т.д; Кроме того, неудовлетворительны показатели физико-механических характеристик нитей (прочность, удлинение, истирание, электриэуемость), приводящие к ухудшению производительности ткацкого оборудования и качества тканей.
Недостатком данного состава является также ограниченность применения, обусловленная типом ткацкого оборудования.
Данный состав можно применять для шлихтования нитей, перерабатываемых на ткацких станках типа СТБ.
Целью изобретения является повышение физико-механических характеристик химических комплексных нитей и улучшение их перерабатывающей способности в процессе ткачества.
Поставленная цель достигается испольэованиел1 в качестве состава для шлихтования водного раствора акрилового сополимера, содержащего нейтрализованный Nbl 2 3 Г 1 г l5 -!, - с — c -«I †гй -сн — j сн. -сн=q -ñí) а Ссе" ."сес и, 20 де 1=- 2=йз=Н, СЧз, Й2э йз; э=25-60 мас, ; Ь=5-30 мас.7;; с=5-20 мас. 7 .; d=-10 — 35 мэс.%, с мол.м, 20000 — 500000, с дополнительным введением в шлихтующу:о композицию дибутилфталата, причем компоненты шлихты взяты в следующем со10 отношении, мдс. 7ь, Сополимер 2,5-9,0 Дибутилфталат 0,05 — 0,5 Вода Остальное Получение сополимера метакриловой кислоты (MAK), акрилонитрила (НАК), бутилэкрилатэ (БА) и изопрена (ИЗ). В реактор иэ нержавеющей стали, снабженный мешалкой и рубашкой для подачи теплоносителя, емкостью 1,2 м загружают 550 кг обескислароженной водной фазы, содержащей 4 кг алкилсульфонэтэ натрия и 1 кг ронгалита. Затем в реактор подают смесь из технических мономеров. состоящую из 110 кг метакриловой кислоты, 10 кг акрилонитрила, 10 кг бутилакрилата, 70 кг иэопрена и 2 кг регулятора молекулярной массы — третичного додецилмеркаптана. После подачи мономеров в реактор загружают 0,4 кг гидроперекиси изопропилбензола, эмульгированной в 25,0 кг водной фазы. Через каждые 30 — 40мас.g конверсии подают дополнительно по 0,2 кг гидроперекиси в 25,0 кг водной Фазы, Процесс проводят при температуре 30+2 С, За 12 ч реакции степень превращения мономеров 55 составляет более 977,. После этого реакционную смесь выдерживают в течение 2 ч для исчерпания оставшихся мономеров и подают в реактор водный раствор нейтрализу2000369 ющей смеси, состоящей из KOH+NH4OH или КОН+СаС12, до рН 8,0 — 13,0. При этих значениях рН латекс превращается в водный раствор сополимера. Подщелачивание проводят при температуре не выше 60 С в течение 5 ч. Следы непрореагировавших мономеров отдувают под вакуумом при 60 С до содержания акрилонитрила не более 0,1 . Готовый водный раствор сополимера с массовой долей сухого вещества 20-25 разливают из реактора в тару. Для анализа полученный сополимер готовят следующим образом. Латекс тонким слоем наносят на полиэфирную пленку и сушат в вакууме при температуре не более 50 С до постоянной массы. Количественный состав сополимера оценивают по ИК-спектрам. Состав сополимера определяют следующим образом, Массовую долю метакриловой кислоты определяют потенциометрическим титрованием спиртовой щелочью раствора сополимера в диметилформамиде, составляет 56 1$; массовую долю связанного акрилонитрила определяют по содержанию азота, определенного методом Кьельдаля, составляет 4й1,5Q; содержание иэопрена определяют методом ИК-спектроскопии по калибровочным графикам по интенсивности полос поглощения 980 и 1630 см, содержание изопрена в данном случае составляет ЗЗ, Массовую долю бутилакрилата определяют расчетным путем по разности, содержание бутилакрилата в данном случае составляет 7+ 1 . Молекулярная масса сополимера зависит в основном от содержания в рецептуре регулятора молекулярной массы — третичного додецилмеркаптана. Определенная методом светорассеяния в растворе диметилформамида молекулярная масса составляет 20000-500000. Дибутилфталат (ДБФ) — дибутиловый эфир ортофталевой кислоты формулы СеЩСОО(СН2)з)2, мол.м. 273,25 — представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, обладающую химическими свойствами, характерными для эфиров сложных ароматических кислот(ГОСТ2102— 67). Применение дибутилфталэта известно кэк пластификаторэ поливинилхлорида, каучуков, полиметилметэкрилатэ, сополимера винилиденхлорида с акрилонитрилом и некоторых эфиров целлюлозы. Данный шлихтующий состав обладает хорошей адгезией к широкому классу химических нитей (вискоэных, ацетатных, триацетатных,полиамидных и полиэфирных), 5 Кроме того, обработанные данным составом нити могут быть переработаны на обычном ткацком оборудовании (типа СТБ, AT, Ilk), а также на гидравлических ткацких станках, Отмечалось отсутствие слипания нитей между собой на ткацком навое при условии повышенной влажности ткацкого цека. Не было отмечено распространенного дефекта акрилатных шлихт — осыпания шлихты на гарнитуре ткацкого оборудования. При приготовлении шлихты и в процессе шлихтования не было отмечено повышенного образования пены, что обуславливает исключение применения антивспенивателя. Приведенные выше положительные результаты были достигнуты за счет изменения условий получения данного сополимера, а также введения в водный раствор шлихты дибутилфталата. Хотя и известно использование в качестве шлихты для гидравлических станков сополимеров на основе аммониевых солей полимера акриловой кислоты с эфиром акриловой кислоты и Mg-, Са-, К-. NH4- или А)-соли акриловой кислоты, сочетание состава шлихты с данным количественным и качественным соотношением акриловых мономеров в сополимере, нейтрализованном предлагаемой смесью до определенного рН, а также выбор регулятора молекулярной массы— третичного додецилмеркаптана — и введение в раствор сополимера дибутилфталата для улучшения его физико-химических свойств в литературе обнаружены не были. Пример 1. 2,5 мас,$ сополимера МАК, НАК, БА, ИЗ в соотношении 25:30:20:35 соответственно с мол.м, 240000, нейтрализованного смесью КОН и NH4OH в соотношении 90:10 до рН 11, разводят в 40 мас. воды, подогретой до 35 — 40 С, первмешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,3 мас.$ дибутилфталате и перемешивают при нагревании до 40 — 45 С. Полученный раствор используют для шлихтования вискоэных комплексных митей (13,3 текс) на машине ШБ-9-180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: Iзона 90 С,,II эона 1000С, 1И эона 75 С. Основы перерабатывали на станке СТБ-2-175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 2. 8,0 мас.$ сополимера МАК, НАК, БА, ЙЗ в соотношении 60:5:15:20 соответственно с мол.м. 20000, нейтрализованного смесью KOH и СаС в соотношении 80:20 до рН 8, разводят в 40 мэс. воды, подогретой до 45-50 С. перемешива2000369 50 55 ют до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,05 мас.$ ДБФ и перемешивают при нагревании до 55 — 60 С. Полученный раствор используют для шлихтования капроновых комплексных нитей (29 текс) на машине ШБ-9-180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: эона 95 С, II зона 100 С, III эона 80 С. Основы перерабатывали на станке СТБ-2-175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 3. 6,0 мас. сополимера МАК, НАК, БА, ИЗ в соотношении 45:20:5;30 соответственно с мол.м. 500000, нейтрализованного смесью КОН и СаС!2 в cooTHoUJBнии 90:10 до рН 13, разводят в 40,0 мас.$ воды, подогретой до 45 — 45 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,1 мас.ф ДБФ и перемешивают при нагревании до 50 — 55 С. Полученный раствор используют для шлихтования полиэфирных комплексных нитей (9,5 текс) на машине ШБ-9 — 180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I зона 100 С, II зона 120 С, ! И зона 90 С. Основы перерабатывали на станке СТ6-2 — 175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 4, 5,0 мас.$ сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 55:5:5;35 соответственно с мол.M. 400000, нейтрализованного смесью KOH и СаС!р в соотношении 98:2 до рН 12, разводят в 40,0 мас.7, воды, под гретой до 45-50 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,15 мас. (, ДБФ и перемешивают при нагревании до 50 — 53 С. Полученный раствор используют для шлихтования полиэфирных текстурированных нитей (11х2 текс) на машине ШБ-9-180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: зона 110 С, И зона 130 С, И! зона 95 С. Основы перерабатывали на станке СТБ-2-175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 5. 4,5 мас.g сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 50:10:10:30 соответственно с мол.м. 200000, нейтрализованного смесью КОН и CaCIz s соотношении 91:9 до рН 10, разводят в 40 мас,g вaоoд lы4, подогретой до 40 — 45 C, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0.5 мас.$ ДБФ и перемешивают при нагревании до 45-50 С. Полученный раствор используют для шлихтоввния ацетатных комплексных нитей 35 (16,6 текс) на машине ШБ-9 — 180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I зона 75 С. II зона 80 С, III эона 65 С. Основы перерабатывали на станке СТБ-2-175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 6. 5,5 мас.;(, сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 60:5:15:20 соответственно с мол.м. 90000, нейтрализованного смесью КОН и CaCIz в соотношении 85:15 до рН 9 разводят в 40 мас.) воды, подогоетой до 35-40 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,2 мас. ДБФ и перемешивают при нагревании до 45 — 50 С. Полученный раствор используют для шлихтования триацетатных комплексных нитей (16,6 такс) на машине ШБ-9 — 180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I зона 75 С, II эона 85 С, III зона 70 С. Основы перерабатывали на станке СТБ-2-175, Данные по переработке представлены в таблице. Пример 7. 7,0 мас.7!, сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 45:20:5:30 соответственно с мол.м. 300000, нейтрализованного смесью КОН и NH4OH в соотношении 0:100 до рН 12,5, разводят в 40 мас.7, воды, подогретой до 45-50 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,4 мас. ДБФ и перемешивают при нагревании до 50 — 55 С. Полученный раствор используют для шлихтования полиэфирных комплексных нитей (9,5 текс) на машине ШБ-9 — 180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I эона 105 С, II зона 125 С, lll зона 95 С. Основы перерабатывали на гидравлическом станке Н-175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 8, 0,9 мас. сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 60:5:15:20 соответственно с мол.м. 50000, нейтрализованного смесью КОН и NH40H в соотношении 10:90 до рН 8, разводят в 40 мас.ф, воды, подогретой до 50 — 55 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по pacveту количество воды, 0,25 мас. 7ь ДБФ и перемешивают при нагревании до 55-60 С. Полученный раствор используют для шлихтования капроновых комплексных нитей (29 текс) на машине Ш Б-9-180 с контвкTHblM способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I эона 100 С, II зона 105ОС, ! И эона 85 С. Основы перерабатывали на гидравлическом станке Н-175. Данные по переработке представлены в таблице. 2000369 5 |о IS Пример 9. 6,5 мас. сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 60:5:15:20 соответственно с мол,м. 100000, нейтрализованного смесью КОН и NH4OH в соотношении 45:55 до рН 10, разводят в 40 мас.7(воды, подогретой до 35 — 40 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,35 мас. (, ДБФ и перемешивают при нагревании до 45 — 50 С. Полученный раствор используют для шлихтования триацетатных комплексных нитей (16,6 текс) на машине ШБ-9 — 180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I зона 80 С, It эона 85 С, III зона 70 С. Основы перерабатывали на гидравлическом станке Н-175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 10. 6,0 мас,g сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 55:5:5:35 соответственно с мол.м. 350000. нейтрализованного смесью КОН и NH4OH в соотношении 30:70 до рН 13, разводят в 40 мас. (, воды, подогретой до 45 — 50 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,45 мас. ДБФ и перемешивают при нагревании до 50-55 С. Полученный раствор используют для шлихтования полиэфирных текстурированных нитей (11х2 текс) на машине ШБ-9 — 180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I эона 120 С, И зона 130 С, III эона 100 С. Далее поступают по примеру 9. Пример 11, 7,0 мас. (, сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 45:20:5:30 соответственно с мол.м. 350000, нейтрализованного смесью KOH и СаС12 в соотношении 85 15 до рН 13, разводят в 40 мас. воды, подогретой до 45 — 50 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды, 0,15 мас. ДБФ и перемешивают до 50-55 С. Полученный раствор используют для шлихтования полиэфирных комплексных нитей (9,5 текс) на машине Ш Б-9-180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I зона 105 С, И зона 120 С, IlI зона 95 С, Основы перерабатывали на гидравлическом станке Н-175. Данные по переработке представлены в таблице. Пример 12. 7,0 мас. сополимера МАК. НАК, БА и ИЗ в соотношении 45:20;5:30 соответственно с мол,м. 350000, нейтрализованного смесью КОН и CaCI2 в соотношении 85:15 до рН 13, разводят в 40 3О 55 мас.$ вBоoд ы, подогретой до 45-50 С, перемешивают до образования однородного раствора, добавляют необходимое по расчету количество воды и перемешивают при нагревании до 50 — 55 С. Полученный раствор используют для шлихтования полиэфирных комплексных нитей (9,5 текс) на машине ШБ-9 — 180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам: I эона 100 С, II зона 120 С, III зона 95 С. Основы перерабатывали на гидравлическом станке Н-175. Подобные примеры были осуществлены для всех типов нитей. Л р и м е р 13 (шлихта-прототип), 7,0 мас., сополимера МАК, НАК, БА и ИЗ в соотношении 50:20:15:15 соответственно с мол.м. 400000 разводят в 30 мас.7(, воды, подогретой до 40 — 45 С, перемешивают до получения однородного раствора. добавляют необходимое по расчету количество воды и 0,3 мас. $ антивспенивателя БА и перемешивают при нагревании до 53-58 С. Полученный раствор использовали для шлихтоваHèÿ полиэфирных комплексных нитей (9,5 текс) на машине ШБ-9-180 с контактным способом сушки ошлихтованных нитей по зонам:! зона 900C, Il зона 110 С, Иt зона 90 С. Переработку основ осуществляли на станке СТБ-2 — 175. Подобные примеры были осуществлены для всех типов нитей согласно примерам 1 — 11. Обработка нитей составами с запредельными значениями концентраций компонентов шихты, а также с запредельными значениями соотношений мономеров в сополимере и рН среды не приводит к положительным результатам. В таблице приведены результаты переработки основ иэ химических комплексных нитей, ошлихтованных предлагаемыми составами в соответствии с примерами 1-11, а также шлихтой-прототипом (сравнительная шлихта) и по известной технологии с использованием различных зарубежных шлихтующих препаратов, причем примеру 1 соответствует шлихта Т-8 (фирма "БАСФ", ФРГ), примеру 2 соответствует шлихта S на основе (фирма "БАСФ", ФРГ), примерам 3 и 4 — шлихта Истман WD (фирма "Кодак", США-Швейцария), примерам 5, 6 и 9 — шлихта Т-10 (фирма "БАСФ", ФРГ), примерам 7, 8, 9, 10 и 11 — шлихта 3251 на основе (фирма "БАСФ", ФРГ). Для сравнения также приведены данные переработки основ. обработанных составом без добавления дибутилфталата. 12 2000369 Составитель Редактор О.Кузнецова Техред M.Моргентал Корректор Л.Филь Заказ 249 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента 113035, Москва, Ж-35, Раушская нао., ч ь Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10!
