Водная содержащая меламиновую смолу смесь, способ ее получения и ее применение для пропитки носителя с впитывающей способностью, а также композитный материал, получаемый с применением содержащей меламиновую смолу смеси
Изобретение относится к водной содержащей меламиновую смолу смеси для пропитки обладающего впитывающей способностью носителя, а также для получения композитного материала, содержание смолы в которой составляет от 50 до 70 вес.%, в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь, причем смола содержит меламин и формальдегид в молярном соотношении от 1:3 до 1:1 и, в пересчете на упомянутую водную смесь, от 1 до 10 вес.% одного или нескольких С2-С12-диолов, от 0 до 8 вес.% капролактама и от 0,5 до 10 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500. Кроме того, изобретение относится к способу получения этих содержащих меламиновую смолу смесей и их применению для пропитки носителя с впитывающей способностью, а также к композитному материалу из содержащей меламиновую смолу смеси и носителя. Технический результат - получение композитного материала со сниженным пылеобразованием при резке или укладывании. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 табл.
Данное изобретение относится к водной содержащей меламиновую смолу смеси, содержание смолы в которой составляет от 50 до 70 вес.% в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь, причем смола содержит меламин и формальдегид в молярном соотношении от 1:3 до 1:1 и, в пересчете на упомянутую водную смесь, от 1 до 10 вес.% многоатомных спиртов, от 0 до 8 вес.% капролактама и от 0,5 до 10 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500. Кроме того, изобретение относится к способу получения этих содержащих меламиновую молу смесей и их применению для пропитки носителя с впитывающей способностью, а также к композитному материалу из содержащей меламиновую смолу смеси и носителя.
В уровне техники описаны разнообразные предложения по оптимизации содержащих меламиновую смолу смесей. В последние десятилетия особое внимание уделялось улучшению стабильности при хранении, выделения формальдегида, качества поверхности, способности деформироваться, прозрачности, УФ-стабильности и блеска.
Так, например, в DE-A 3814292 описаны продукты конденсации меламина и формальдегида, по меньшей мере, частично переэтерифицированные спиртами, содержащими от 2 до 6 атомов углерода, или гликолями, например полиэтиленгликолем, которые без применения органических растворителей могут быть использованы, в частности, для пропитки плотной бумаги и, кроме того, способствуют улучшению проникающей способности пропитывающей смеси, уменьшают набухание бумаги при хорошей адгезии и придают пропитанной бумаге достаточное сопротивление расслаиванию и достаточную гибкость.
Другой проблемой является пылеобразование при резке носителя с нанесенным на него покрытием или при штабельном хранении покрытых материалов. Особенно сильное пылеобразование наблюдается при поштучной отгрузке со склада хранящихся штабелями материалов, покрытых описанным выше носителем.
Таким образом, в основу изобретения была положена задача разработать способ получения содержащей меламиновую смолу смеси, которая является пригодной для пропитки всасывающего носителя с впитывающей способностью и для получения композитного материала. Кроме того, задача состояла в получении композитного материала, который бы характеризовался сниженным пылеобразованием при резке или укладывании штабелями.
Таким образом, было установлено, что содержащие меламиновую смолу пленки или фольга, полученные из описанной выше содержащей меламиновую смолу смеси, характеризуются незначительным пылеобразованием.
Предпочтительно содержащая меламиновую смолу смесь содержит меламин и формальдегид в молярном соотношении от 1:1,3 до 1:2,0, в частности от 1:1,5 до 1:1,7.
Кроме того, содержащая меламиновую смолу смесь содержит предпочтительно от 3 до 6 вес.% одного или нескольких многоатомных спиртов, в пересчете на упомянутую водную смесь, особенно предпочтительно один или несколько С2-С12-диолов, таких как, например, диэтиленгликоль, пропиленгликоль, бутиленгликоль, пентандиол и/или гександиол, в частности диэтиленгликоль.
Содержащая меламиновую смолу смесь содержит также предпочтительно менее 6 вес.% капролактама, в частности менее 4 вес.%, в пересчете на упомянутую водную смесь.
Кроме того, содержащая меламиновую смолу смесь согласно изобретению содержит предпочтительно от 1 до 5 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500, в частности от 1,5 до 3 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500. Смесь полиэтиленгликоля и 2-(2-фенокси-этокси)этанола может применяться во всех количественных соотношениях. Однако особенно предпочтительным является применение полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500, или 2-(2-феноксиэтокси)этанола. Под применением полиэтиленгликоля подразумевают предпочтительно полиэтиленгликоль, средняя молярная масса которого составляет от 300 до 1000, в частности полиэтиленгликоль, средняя молярная масса которого составляет от 400 до 600.
Предпочтительно общее количество многоатомного спирта и 2-(2-феноксиэтокси)-этанола и/или полиэтиленгликоля составляет менее 10 вес.%, в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь, предпочтительно менее 8 вес.%.
В случае необходимости могут быть добавлены и другие добавки, такие как, например, амидосульфоновая кислота и/или амид п-толуолсульфоновая кислота в количестве менее 1 вес.%, в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь.
Предпочтительно плотность содержащей меламиновую смолу смеси согласно изобретению при 20°С составляет от 1,1 до 1,5 г/мл, предпочтительно от 1,15 до 1,45 г/мл и особенно предпочтительно от 1,2 до 1,4 г/мл. Кроме того, значение рН содержащей меламиновую смолу смеси составляет, как правило, от 8 до 12, предпочтительно от 8,5 до 11 и особенно предпочтительно от 9 до 10,5. Температура помутнения составляет предпочтительно от 35 до 65°С, более предпочтительно от 35 до 50°С, в частности от 40 до 45°С.
Для измерения температуры помутнения пробу из реакционного процесса разбавляют водой до такой степени, что содержание конденсата меламинформальдегида, образующегося в процессе взаимодействия, и, в случае необходимости, содержащего мономерный меламин и формальдегид, составляет 6,75 вес.%. Количество конденсата меламинформальдегида, меламина и формальдегида вычисляют из количества исходных веществ, причем содержащийся в конденсате меламинформальдегида меламин и формальдегид также пересчитывают на мономерный меламин и формальдегид. Это вычисленное содержание в том случае соответствует содержанию твердого вещества, определенному описанным в стандарте Германии DIN 12605 методом, если к этому значению прибавить еще приблизительно 2%. Приготовленный таким образом раствор пробы нагревают до образования прозрачного раствора и затем охлаждают со скоростью приблизительно 10°С в минуту. Температурой помутнения является температура, при которой возникает помутнение, заметное невооруженным глазом, когда смотришь через сосуд с пробой, толщина которого составляет 1 см.
Предпочтительно вязкость содержащей меламиновую смолу смеси при 20°С составляет от 50 до 3000 мПа·с, более предпочтительно от 70 до 200 мПа·с.
Смешиваемость с водой составляет, как правило, не менее 1:1,5 (полимер: вода).
Кроме того, изобретение относится к способу получения содержащей меламиновую смолу смеси согласно изобретению, причем меламин и формальдегид в молярном соотношении от 1:3 до 1:1 в водной среде подвергают взаимодействию с 1-10 вес.% многоатомных спиртов, 0-8 вес.% капролактама и 0,5-10 вес.% 2-(2-фенокси-этокси)этанола и/или с полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500 соответственно в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь, при значении рН от 8 до 10 и температуре от 60 до 160°С.
Преимущественно значение рН водной фазы составляет от 8,2 до 9,7, предпочтительно от 8,4 до 9,4, в частности от 8,8 до 9,3. Температура составляет предпочтительно от 80 до 120°С и особенно предпочтительно от 90 до 110°С. Молярное соотношение меламина и воды составляет преимущественно 1:0,1-3,0, предпочтительно 0,1-2,8 и особенно предпочтительно 0,1-2,5. Для определения этих диапазонов, в случае необходимости, воду можно удалять отгонкой при нормальном давлении.
Меламин, как правило, применяют в твердой форме. Формальдегид обычно применяют в форме концентрированного водного раствора, например, в форме 30-60 вес.%-ного водного раствора, предпочтительно в форме 45-55 вес.%-ного раствора.
Преимущественно реакцию конденсации осуществляют до тех пор, пока температура помутнения содержащей меламиновую смолу смеси не составит от 35 до 65°С.
Изобретение относится также к применению содержащих меламиновую смолу смесей согласно изобретению для пропитки обладающего впитывающей способностью носителя, например бумажных полотен, нетканых материалов или других известных специалистам тканей и трикотажных изделий. Кроме того, пропитанную смолу можно применять для получения покрытий, пропитанной целлюлозы, в частности, α-целлюлозы, для ламинированных полов, покрытых, например, поверхностными компонентами, такими как пигменты, или поверхностно-стойким корундом.
Кроме того, изобретение относится также к композитному материалу, который получают путем термической обработки носителя, обработанного содержащей меламиновую смолу смесью согласно изобретению. Композитный материал согласно изобретению может быть получен способом, согласно которому носитель и водную композицию смолы приводят в контакт друг с другом при температуре от 60 до 300°С. Согласно изобретению такое приведение в контакт, то есть прессование после предварительной сушки предпочтительно осуществляют под давлением, подходящим является давление в диапазоне от 1 до 100 бар, предпочтительно от 10 до 50 бар и особенно предпочтительно от 15 до 25 бар.
Примеры
Состав смесей смолы:
Молярное соотношение меламина к формальдегиду = 1:1,6
4,4 вес.% диэтиленгликоля
2,5 вес.% капролактама
2 вес.% модификаторов А-F
температура помутнения: 50°С
содержание твердого вещества 60%
Модификатора
А полиэтиленгликоль, средняя молярная масса которого составляет 400 (согласно изобретению 1)
В 2-(2-феноксиэтокси)этанол (согласно изобретению 2) С смесь полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет 400, и 2-(2-феноксиэтокси)этанола в количественном соотношении 1:1 (согласно изобретению 3)
D смесь изомеров, состоящая из гексан-1,6-диола и 2-метил-2,4-пентандиола (сравнительный пример 1)
Е этоксилат жирного спирта (смесь С16/С18+6 моль этиленоксида) (сравнительный пример 2) F без модификатора (сравнительный пример 3)
Смеси смолы с модификаторами А-F несколько раз наносят на черную декоративную бумагу (по примерно 0,5 мл) и сушат в сушильном шкафу при трех различных значениях температуры (120°С, 150°С и 180°С) в течение 1,2 и 3 минут. Затем в сухих и частично застеклованных полимерах оптически определяют степень помутнения или образования пузырей. Степень образования пузырей и помутнения классифицируют по шкале от 1 до 6.
Оценка
1 = никакого образования пузырей, никакого помутнения
2 = очень незначительное образования пузырей, очень незначительное помутнение
3 = видимое образования пузырей, видимое помутнение
4 = умеренное образования пузырей, умеренное помутнение
5 = сильное образования пузырей, сильное помутнение
6 = очень сильное образования пузырей, очень сильное помутнение
Под описанными методами исследования подразумевают "предварительный тест на пылеобразование".
| Примеры | Согласно изобретению | Сравнительные примеры | |||||
| 1 | 2 | 3 | 1 | 2 | 3 | ||
| Модификатор | А | В | С | D | Е | F | |
| 120°С | 1 мин | 1 | 2 | 1 | 2 | 2 | 2 |
| 2 мин | 2 | 2 | 2 | 3 | 3 | 3 | |
| 3 мин | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 3 | |
| 150°С | 1 мин | 1 | 2 | 2 | 2 | 2 | 3 |
| 2 мин | 2 | 3 | 2 | 2 | 3 | 4 | |
| 3 мин | 2 | 3 | 3 | 3 | 4 | 4 | |
| 180°С | 1 мин | 2 | 3 | 2 | 3 | 3 | 4 |
| 2 мин | 2 | 3 | 3 | 4 | 5 | 5 | |
| 3 мин | 3 | 3 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
| Сумма | 17 | 24 | 21 | 26 | 31 | 34 |
1. Водная содержащая меламиновую смолу смесь для пропитки обладающего впитывающей способностью носителя, а также для получения композитного материала, содержание смолы в которой составляет от 50 до 70 вес.% в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь, причем смола содержит меламин и формальдегид в молярном соотношении от 1:3 до 1:1 и в пересчете на упомянутую водную смесь от 1 до 10 вес.% одного или нескольких С2-С12-диолов, от 0 до 8 вес.% капролактама и от 0,5 до 10 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500.
2. Водная содержащая меламиновую смолу смесь по п.1, причем полиэтиленгликоль имеет среднюю молярную массу от 300 до 1000.
3. Водная содержащая меламиновую смолу смесь по п.1, причем общее количество одного или нескольких С2-С12-диолов и полиэтиленгликоля и/или 2-(2-феноксиэтокси)этанола составляет менее 10 вес.% в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь.
4. Водная содержащая меламиновую смолу смесь по п.1, которая содержит от 1 до 5 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 400 до 600.
5. Водная содержащая меламиновую смолу смесь по п.1, имеющая температуру помутнения от 35 до 65°С.
6. Водная содержащая меламиновую смолу смесь по одному из пп.1-5, имеющая плотность при 20°С, равную от 1,1 до 1,5 г/мл.
7. Способ получения содержащей меламиновую смолу смеси для пропитки обладающего впитывающей способностью материала, а также для получения композитного материала, отличающийся тем, что меламин и формальдегид в молярном соотношении от 1:3 до 1:1 подвергают взаимодействию с 1-10 вес.% одного или нескольких С2-С12-диолов, 0-8 вес.% капролактама и 0,5-10 вес.% 2-(2-феноксиэтокси)этанола и/или полиэтиленгликоля, средняя молярная масса которого составляет от 200 до 1500 соответственно в пересчете на водную содержащую меламиновую смолу смесь, при значении рН от 8 до 10 и температуре от 60 до 160°С.
8. Применение содержащей меламиновую смолу смеси по одному из пп.1-6 для пропитки бумаги, обладающей впитывающей способностью.
9. Композитный материал, получаемый термической обработкой носителя, обработанного содержащей меламиновую смолу смесью по одному из пп.1-6.
