Пропиточная композиция для нетканого материала

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к комбинированным способам получения нетканых материалов с использованием пропитки жидким связующим. Пропиточная композиция содержит полимерное связующее - крахмал, желатин, полиакриловую кислоту или полиакриламид, наполнитель - цеолит или активированный уголь, пластификатор - растительное или вазелиновое масло, и воду. Полученная композиция может быть использована при производстве наполненных фильтровальных материалов и обеспечивает повышение сорбционной способности материалов по отношению к примесям в жидких средах. 1 табл.

 

Изобретение относится к текстильной промышленности, конкретно - к комбинированным способам получения нетканых материалов с использованием пропитки жидким связующим. Полученные данным способом материалы могут применяться в качестве фильтрующих материалов для очистки жидких сред от диспергированных примесей.

Известно, что наполнители разного рода вводятся в полимерные композиционные материалы путем пропитки предварительно подготовленной композицией, содержащей помимо наполнителя водные дисперсии полимеров (латексы) [Технология переработки латексов / под ред. Д.П.Трофимовича, В.А.Берестнева; М.: ООО Издательство «Научтехлитиздат», 2003, с.73]. Смешение ингредиентов осуществляется в емкостях с механическими мешалками различного типа. Недостатком указанного способа является невысокая агрегативная устойчивость композиции и неравномерное распределение наполнителя в материале, что ведет к ухудшению эксплуатационных характеристик. Для устранения этих недостатков в композиции дополнительно вводят ПАВ (в количестве 2% и более к массе полимера), что при эксплуатации в жидкой среде ведет к вымыванию ПАВ и дополнительному загрязнению фильтрата.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является пропиточная композиция, состоящая из дисперсии наполнителя и латекса в воде, взятых в отношении 0.8-1.2:0.8-1.2:2-3 по массе, используемая при получении наполненных нетканых материалов [В.В.Егоров, Е.Б.Малюкова, А.А.Рахнянская. Способ получения сорбционного фильтрующего материала», патент №2094091, 1995, БИ №30, 1997]. Недостатком этой композиции является неравномерность распределения наполнителя в нетканом материале, вымывание ПАВ из раствора полимера латекса при длительной эксплуатации материала, а также недостаточно высокая сорбционная способность материала, обусловленная присутствием в нем значительного количества полимера связующего.

Цель настоящего изобретения заключается в увеличении содержания наполнителя в нетканом материале при снижении концентрации полимера связующего, а также в повышении сорбционной способности материалов по отношению к примесям в жидких средах.

Поставленная цель достигается тем, что в пропиточной композиции для нетканого материала, получаемого по комбинированной технологии, содержащей полимер связующего, наполнитель и воду, в качестве полимера связующего используют крахмал, желатин, полиакриловую кислоту или полиакриламид при следующем соотношении компонентов (в мас.%):

Полимер связующего	0.2-3.0
Наполнитель	10-20
Пластификатор	0.05-0.5
Вода	остальное до 100

Комбинированная технология получения нетканого материала включает стадию иглопрокалывания [Г.Л.Барабанов, Е.Н.Бершев, Г.П.Смирнов, Ю.Я.Тюменев. Физико-механические способы производства нетканых материалов и валяльно-войлочных изделий. - М.: Легпромбытиздат, 1994, с.246-250] (30-50 проколов/кв.см; поверхностная плотность холста 50-250 г/кв.м) и последующую пропитку предлагаемой композицией.

В качестве полимера связующего используют водные растворы крахмала, желатина, полиакриловой кислоты (ПАК), полиакриламида (ПАА).

В качестве наполнителя используют активированный уголь или цеолит (шеелит, клиноптилолит).

Нетканая основа состоит из волокон: капронового, лавсанового; смеси лавсановое/вискозное, лавсановое/полипропиленовое, льняное/нитроновое, вискозное/полипропиленовое, хлопковое/лавсановое.

Пропиточную композицию после смешения компонентов подвергают волновому воздействию в резонансном режиме [Р.Ф.Ганиев, В.Н.Фомин, Д.А.Жебынев, В.Т.Антонов, Т.П.Суворова, В.Г.Новиков. Авторское свидетельство СССР №1830719, кл. В01F 3/00, 1989]. Указанное изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

К водному раствору, содержащему 1 мас.% крахмала, добавляют пластификатор - растительное масло (0.1 мас.%) и порошок цеолита (клиноптилолит) в количестве 1 г/г волокна (10 мас.%). Полученную дисперсию подвергают волновой обработке в резонансном режиме. Далее полученной композицией пропитывают нетканый холст из смеси волокон вискозного и лавсанового в соотношении 70:30 соответсвенно (предварительно скрепленный иглопрокалыванием, 40 проколов/кв.см) в отношении 6:1 по массе. Отжимают, сушат и подвергают термообработке при 140 град. С в течение 2 мин. Свойства готового материала приведены в таблице.

Пример 2.

К водному раствору, содержащему 2 мас.% желатина, добавляют вазелиновое масло (0.3 мас.%) и порошок цеолита (шеелит) в количестве 1.5 г/г волокна (15 мас.%). Далее полученной дисперсией, прошедшей волновую обработку, пропитывают предварительно скрепленный иглопрокалыванием холст (40 проколов/кв.см) из смеси волокон лавсанового и полипропиленового (в соотношении 80:20 соответственно) в отношении 8:1 по массе. Затем подвергают обработке по примеру 1. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 3.

Способ по примеру 1. Наполнитель - активированный уголь, полимер связующего - крахмал в количестве 2 мас.%. Соотношение композиция/холст=8:1 по массе. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 4.

К водному раствору, содержащему 3 мас.% желатина, добавляют вазелиновое масло (0.2 мас.%) и порошок активированного угля в количестве 1 г/г волокна (10 мас.%). Далее композицию обрабатывают и используют для пропитки способом по примеру 1. Соотношение композиция/холст=10:1 по массе. Свойства готового материала приведены в таблице.

Пример 5.

Способ по примеру 1. В качестве связующего используется водный раствор ПАК с содержанием ПАК 0.2 мас.%. Волокнистый холст состава хлопок/лавсан=70:30. Свойства готового материала приведены в таблице.

Пример 6.

К водному раствору, содержащему 0.755 мас.% полиакриламида, добавляют порошок активированного угля в количестве 1,5 г/г волокна (15 мас.%). Полученную дисперсию подвергают волновой обработке и используют для пропитки предварительно скрепленного иглопрокалыванием холста (40 проколов/кв.см) из смеси волокон лавсанового и вискозного (в соотношении 70:30) в отношении 10:1 по массе. Далее подвергают отжиму с последующей сушкой и термообработкой по примеру 1. Свойства материала приведены в таблице.

Пример 7.

Способ по примеру 1. В качестве наполнителя используют цеолит (клиноптилолит) в количестве 2 г/г волокна (20 мас.%). Свойства готового материала приведены в таблице.

Пример 8.

К латексу АК-238, содержащему 20 мас.% полимера, добавляют порошок цеолита (клиноптилолита) в количестве 2 г/г волокна. Полученную композицию подвергают волновой обработке в резонансном режиме. Затем полученной композицией пропитывают нетканый холст из смеси волокон вискозного и лавсанового в соотношении 70:30 соответственно (предварительно скрепленный иглопрокалыванием, 40 проколов/кв.см) в отношении 6:1 по массе. Отжимают, сушат и подвергают термообработке при 140 град.С в течение 2 мин. Свойства готового материала приведены в таблице.

Использование концентраций полимеров менее 0.2% приводит к плохой фиксации наполнителя в материале и высыпанию его, а более 3% - к снижению эластичности материала и повышению его жесткости.

Из данных, приведенных в таблице, видно, что использование водных растворов полимеров для получения наполненных нетканых материалов приводит к повышению содержания наполнителя в материале при малой концентрации полимера связующего (соотношение наполнитель: полимер возрастает более чем в 10 раз) и вследствие этого - к повышению сорбционной способности материалов.

Таблица 1.
Свойства нетканого материала
№ примера	Полимер связующего	Наполнитель	Привес связующего в материале, мас.%	Соотношение наполнитель/поли мер	Сорбционная способность
		мг Fe+3/г сорбента	Мг нефтепр./г сорбента		г ПАВ/г сорбента
			Полимер	Наполнитель
1	2	3	4	5	6	7	8	9
1.	крахмал	цеолит	15	120	8	0.72	-	-
2.	желатин	цеолит	10	150	15	1.13	-	-
3.	крахмал	уголь	10	150	15	-	0.93	0.98
4.	желатин	уголь	10	100	10	-	1.06	0.97
5.	ПАК	цеолит	3	110	37	0.98	-	-
6.	ПАА	уголь	8	120	15	-	0.98	0.995
7.	крахмал	цеолит	15	240	16	1.2	-	-
8.	АК-238	цеолит	150	150	1.0	0.39	-	-
По прототипу:
	АК-238	цеолит	120	100	0.8	0.35	-	-
	БНК-40	цеолит	100	100	1.0	0.30	-	-
Активированный уголь (порошок)	-	-	-	-	0.7	0.93
Цеолит (порошок)	-	-	-	0.65	-	-

Пропиточная композиция для нетканого материала, получаемого по комбинированной технологии, содержащая полимерное связующее, наполнитель и воду, отличающаяся тем, что в качестве полимерного связующего она содержит крахмал, желатин, полиакриловую кислоту или полиакриламид, наполнителя - цеолит или активированный уголь и пластификатор - растительное или вазелиновое масло, взятые в следующем соотношении компонентов, мас.%:

Полимерное связующее	0,2-3,0
Наполнитель	10-20
Пластификатор	0,05-0,5
Вода	остальное до 100