Полимерная композиция, искусственная кожа на ее основе и способ получения искусственной кожи

 

Использование: изготовление декоративно-отделочных материалов, одежды, обуви, парусных, тентовых и обивочных материалов. Сущность изобретения: полиэфируретановый каучук мол. массы 20 тыс. - 60 тыс. и содержанием двойных связей 0,5 - 3,0% вальцуют, растворяют в органическом растворителе, взятом в количестве 70 - 400 на 100 мас. ч. каучука, добавляют к смеси диоксид динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты в количестве 1 - 8 на 100 мас. ч. каучука, возможно добавляют наполнитель и краситель. Получают клеевую композицию, наносят ее на материал промазкой. Получают искусственную кожу с прочностью на разрыв 1.6-3.0 кгс/cм², отсутствием слипаемости и эластичностью 400 - 600% . 3 с. и 6 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к получению полимерных покрытий и искусственных кож и может быть использовано для изготовления декоративно-отделочных материалов, одежды, обуви, галантерейных изделий, парусных, тентовых и обивочных материалов, а также склеивания разнородных материалов. В современной технике для изготовления искусственных кож, пленочных материалов и покрытий применяются полимерные композиции на основе эпоксидных смол, полиэфиров, поливинилхлорида, полиуретанов и других полярных соединений.

Известна композиция для искусственной кожи, включающая полиуретан, диэтиламин и растворитель (I).

Совершенствование технологических и эксплуатационных свойств полимерных композиций указанного состава может быть достигнуто целенаправленной корректировкой их рецептурного состава, заключающейся в том, что в известной композиции, включающей полиуретан, отвердитель, органический растворитель, используют в качестве полиуретана полиэфируретановый каучук с молекулярной массой 20000 до 60000 и содержанием двойных связей от 0,5 до 3% и дополнительно диокись динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты или диокись динитрила 2,4,6-триэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4-диэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты в качестве отвердителя при следующем соотношении компонентов, приведенных в табл. 1.

Как следует из приведенных данных, использование полиэфируретанового каучука с оптимальной молекулярной массой и неопредельностью в сочетании с высокоактивной системой его отверждения позволяет упростить технологию получения покрытия за счет снижения температуры тепловой обработки вплоть до комнатной и повысить комплекс его физико-механических характеристик.

В полимерную композицию может быть также дополнительно введен наполнитель в количестве от 1 до 100 масс. ч. на 100 масс. ч. полиэфируретанового каучука. Введение наполнителей позволяет в случае необходимости повысить жесткость покрытия, уменьшить его липкость в недоотвержденном состоянии и существенно снизить его стоимость. В качестве наполнителей могут быть использованы технический углерод, окись цинка, каолин, белая сажа, мел, барит, тальк, аэросил и другие наполнители, широко применяемые в резнотехнической промышленности.

В полимерную композицию как без наполнителя, так и с наполнителем дополнительно могут вводиться неорганические и органические красители, обычно применяемые для окраски резин, в количестве от 0,05 до 30 масс. ч. на 100 мас. ч. каучука. В качестве красителей могут быть использованы, например, двуокись титана, цинковые белила, литопон, лак оранжевый, лак рубиновый, лак ярко-розовый, пигмент зеленый фталоцианиновый, лавозоль желтый 7"3" и другие. Для полиэфируретанового каучука, являющегося прозрачным светлым полимером, ввод отбеливающих пигментов не обязателен.

Известна также искусственная кожа, представляющая собой тканевую или нетканую основу, на поверхность которой нанесено покрытие на полиуретановой основе. Повышение качества искусственной кожи может быть достигнуто за счет использования в качестве полиуретановой основы полиэфируретанового каучука с молекулярной массой от 20000 до 60000 и содержанием двойных связей от 0,5 до 3% и дополнительно диокиси динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты или диокиси динитрила 2,4,6-триэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты или диокиси динитрила 2,4-диэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты в количестве от 1 до 8 масс. ч. на 100 мас. ч. каучука при массе покрытия от 10 до 600 г/м². Полиуретановая основа также может дополнительно содержать наполнитель в количестве от 1 до 100 мас. ч. и краситель в количестве от 0,05 до 30 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука для улучшения внешнего вида и эксплуатационных свойств кожи. В качестве тканевой основы для выбранного полиэфируретанового покрытия могут быть использованы ткани из капрона, лавсана, вискозы, льна, хлопка, полиакрилонитрила, аримида и смешанного сырья. В зависимости от типа подложки прочность скрепления покрытия с подложкой составляет: для лавсана 0,7-1,0 кгс/см², для хлопка 1,5-2,5 кгс/см², для льна 2,0-2,5 кгс/см², для капрона 0,7-2,3 кгс/см², для нетканого материала 2,0-2,5 кгс/см². Искусственная кожа может содержать один или несколько слоев ткани или нетканого материала.

Известен способ получения искусственной кожи, включающий смешение на вальцах каучука и отвердителя, растворение резиновой смеси в органическом растворителе с получением клеевой композиции, нанесение клеевой композиции на материал промазкой, испарение растворителя и вулканизацию (3). Данный способ технологически сложен из-за необходимости вулканизации при 180-220^оС, требует проведения опудривания для уменьшения липкости материала.

Упрощение процесса и повышение качества искусственной кожи достигается тем, что в качестве каучука используют полиэфируретановый каучук с молекулярной массой 20000-60000 и содержанием двойных связей 0,5-3,0% , в качестве отвердителя используют диокись динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4,6-тритилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4-диэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты в количестве 1-8 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука, причем ввод отвердителя в композицию осуществляют перед ее нанесением на материал, а испарение и вулканизацию проводят одновременно при температуре 20-120^оС в течение 720-3 мин. С целью получения более прочной или окрашенной искусственной кожи в каучук перед растворением вводят наполнитель в количестве 1-100 мас. ч. и/или краситель в количестве 0,05-30 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

Осуществление способа иллюстрируется следующими примерами: П р и м е р 1.

Полиэфируретановый каучук ММ 30000 и содержанием двойных связей 1,5% 100 - диокись динитрила 2,4,6-три- метилбензол - 1,3 - дикарбоновой кислоты 5 - этилацетат 200 Каучук, поступающий с завода-изготовителя в виде пластин, смешивают на вальцах, а полученные пластины загружают в смеситель с двумя Z-образными мешалками. В смеситель добавляют в несколько порций этилацетат и проводят перемешивание до получения однородного раствора. В полученный раствор после охлаждения вводят диокись динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, смесь перемешивают в течение 1,5 часов. Изготовленную таким образом клеевую композицию наносят в несколько слоев в количестве 200 г/м² на резинопромазочной машине, подавая состав под нож на движущуюся ткань. Ткань в процессе покрытия подогревается до температуры 70^оС для испарения растворителя и одновременной вулканизации полимерной композиции в течение 6 минут. После отгонки растворителя и вулканизации ткань сворачивается в рулоны и хранится при комнатной температуре. Готовый продукт имеет мягкую, приятную на ощупь полимерную поверхность. Из-за отсутствия высокотемпературного воздействия отпадает необходимость талькирования. Поэтому полимерное пор покрытие получается прозрачным и позволяет видеть структуру текстиля, при этом исчезает эффект "клеенки". Прочность скрепления покрытия с тканью составляет 2,0 кгс/см², жесткость материала 10 гс для одностороннего покрытия и 18 гс для двухстороннего покрытия, материал не сливается после выдержки под грузом 26 кг при температуре 70^оС в течение 24 часов (международный стандарт ИСО 5978), водонепроницаем, морозостоек - выдерживает температуру до -70^оС (методика НИРП М 38405 269-85), маслобензостоек - набухание в СЖР-1 в течение 24 часов не превышает 3% , стоек к истиранию - выдерживает более 2000 циклов по методике М 38АТ 405-552-88 и более 1 млн. циклов деформационных испытаний по ГОСТ 266-78. Расход композиции для одностороннего покрытия составляет 50-200 г/м² и 100-400 г/м² для двухстороннего покрытия.

П р и м е р 2. Получение искусственной кожи проводят аналогично примеру 1, но с тем изменением, что при смешении каучука на вальцах в него добавляют в качестве наполнителя мел в количестве 50 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука. Готовый материал имеет более прочное и менее липкое покрытие, при этом рецептурная стоимость покрытия резко снижается из-за использования более дешевого в сравнении с каучуком и отвердителем компонента.

П р и м е р 3. Получение искусственной кожи проводят аналогично примерам 1 и 2, но с тем изменением, что при смешении каучука на вальцах в него добавляют в качестве красителя лавазоль желтый 7 "3" в количестве 1 масс. ч. на 100 масс. ч. каучука. Готовый материал имеет желтую насыщенную окраску, не изменяющуюся в процессе отверждения. Следует отметить способ позволяет использовать широкий спектр красителей для получения яркоокрашенных материалов из-за отсутствия высокотемпературного воздействия, разрушающего красители, и талькирования, придающих покрытию тусклый малопривлекательный вид. Характеристики кожи в зависимости от рецептурно-технологических факторов ее изготовления приведены в табл. 2.

Как следует из приведенных данных использование в качестве полимерной композиции предложенной рецептуры в сочетании с оптимальными режимами ее приготовления и нанесения на подложку позволяет получить искусственную кожу с повышенным комплексом эксплуатационных и потребительских свойств по упрощенной технологии. Рецептура покрытия и изготовление искусственной кожи на ее основе отработаны на предприятиях резино-технической промышленности, готовые материалы опробованы на предприятиях легкой промышленности. (56) Авторское свидетельство СССР N 513060, кл. С 08 L 75/04, 1974.

ТУ 17-21-141-76.

Белозеров Н. В. Технология резины. М. : Химия, 1967, с. 330-332.

Формула изобретения

1. Полимерная композиция для искусственной кожи, включающая полиуретан, отвердитель и органический растворитель, отличающаяся тем, что в качестве полиуретана композиция содержит полиэфируретановый каучук с мол. м. 20000 - 60000 с содержанием двойных связей 0,5 - 3% , а в качестве отвердителя - диокись динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4,6-триэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4-диэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас. ч. : Полиэфируретановый каучук 100 Органический растворитель 70 - 400 Отвердитель 1 - 8
2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что дополнительно содержит наполнитель в количестве 1 - 100 мас. ч. на 100 мас. ч. полиэфируретанового каучука.

3. Композиция по пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит краситель в количестве 0,05 - 30 мас. ч. на 100 мас. ч. полиэфируретанового каучука.

4. Искусственная кожа, выполненная из одного или нескольких слоев ткани или нетканого материала и полиуретанового покрытия, отличающаяся тем, что покрытие выполнено на основе полиэфируретанового каучука с мол. м. 20000 - 60000 и содержанием двойных связей 0,5 - 3,0% и диокиси динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4,6-триэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4-диэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты в количестве 1 - 8 мас. ч. на 100 мас. ч. полиэфируретанового каучука при массе покрытия 10 - 600 г/м².

5. Кожа по п. 4, отличающаяся тем, что покрытие дополнительно содержит наполнитель в количестве 1 - 100 мас. ч. на 100 мас. ч. полиэфируретанового каучука.

6. Кожа по пп. 4 и 5, отличающаяся тем, что покрытие дополнительно содержит краситель в количестве 0,05 - 30 мас. ч. на 100 мас. ч. полиэфируретанового каучука.

7. Способ получения искусственной кожи, включающий смешение каучука, отвердителя и органического растворителя с получением клеевой композиции, нанесение композиции на материал промазкой, испарение растворителя и вулканизацию, отличающийся тем, что в качестве каучука используют полиэфируретановый каучук с мол. м. 20000 - 60000 и содержанием двойных связей 0,5 - 3,0% , в качестве отвердителя - диокись динитрила 2,4,6-триметилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4,6-триэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты, или диокись динитрила 2,4-диэтилбензол-1,3-дикарбоновой кислоты в количестве 1 - 8 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука, причем введение отвердителя в клеевую композицию осуществляют перед ее нанесением на материал, а испарение растворителя и вулканизацию проводят одновременно при 20 - 120^oС в течение 720 - 3 мин.

8. Способ по п. 7, отличающийся тем, что в каучук перед растворением вводят наполнитель в количестве 1 - 100 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

9. Способ по пп. 7 и 8, отличающийся тем, что в каучук перед растворением вводят краситель в количестве 0,05 - 30 мас. ч. на 100 мас. ч. каучука.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2