Способ получения микропористой паропроницаемой пленки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимый от патента №

Заявлено 17 т 11.1968 (№ 1258387i23-5) МПК 0 06п 3/14

Приоритет 22Х11.19б7, № Ф 53031 1т ц!39б, ФРГ

Комитет по лелею изобретений и открытий при Сосете Министрое

СССР

Опубликовано 19.Х.1971. Бюллетень № 31

УДК 678.664(088.8) Дата опубликования описания 17.1.1972

Авторы изобретения

Иностранцы

Бруно Цорн, Харальд Эртель и Дитер Дитерих (Федеративная Республика Германии) Иностранная фирма

«Фарбенфабрикен Байер АГ» (Федеративная Республика Германии) Заявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИКРОПОРИСТОЙ

ПАРОПРОНИЦАЕМОЙ ПЛЕНКИ

Известен способ получения микропористой паропроницаемой пленки путем коагуляции по

«мокрому» методу растворов полиэфируретанов с другими полимерами (полиамидами, полиэфируретанами), различающихся скоростью отверждения.

Предлагаемый способ отличается от известного тем, что в качестве смеси полиуретанов используют смесь из 90 — 70 вес. ч. полиуретанмочевины и 10 — 30 вес, ч. (из расчета на сухое вещество) водной дисперсии (или коллоидного раствора) катионного полиуретана, содержащего 0,5 — 2,0% четвертичных аммониевых азотов. Это значительно улучшает физико-механические и гигиенические свойства пленок, В качестве композиции используют смесь полиуретанов, состоящую по меньшей мере из двух различных компонентов (A и Б).

Компонент А представляет собой от 90 до

70 вес. ч. (из расчета на сухое вещество) одной или нескольких свободных от NCO-группы полиуретановых мочевин, на основе высокомолекулярных, в основном линейных, не смешивающихся с водой, полигидроксильных соединений, содержащих концевые ОН-группы, имеющих мол. вес от 500 до 5000, или низкомолекулярных диолов и диизоцианатов, содержащих NCO-группы, предкондепсат котрых включает по меньшей мере 0,75 вес. свободных NCO-групп, с последующим удл — пением цепи в высокополярных водораств5 римых растворителях с точкой кипения выше

1.00 С с водой и/или бифункциональным содинением, содержащим реакционноспособные атомы водорода, связанные с атомами азот .

В качестве компонента Б используют от 1

10 до 30 вес. ч. (из расчета на сухое вещество) одного или нескольких высокомолекулярны, преимущественно линейных, свободных т

NCO-групп катионоактивных полиуретано, содержащих от 8 до 30 вес. % уретановых

15 от 0,5 до 2,0 вес. q четвертичных аммонивых азотов. Катионные полиуретаны применют в виде водной дисперсии или коллоидного раствора, причем концентрация дисперсии или раствора настолько высока, что количество

20 воды в ней ниже 7 вес. %.

Полиуретанмочевину растворяют в вод растворимом органическом растворителе с точкой кипения выше 100 С, например в д|метилформамиде. Катионный полиуретан вв25 дят в виде концентрированной (более 60%) водной дисперсии (или коллоидного раствора) в предварительно подготовленный 2б+

30%-ный раствор полиуретанмочевины. ( (318234

Для получения пленок композицию наносят на пористый или непористый субстрат, например путем намазывания, наливания или продавливания через трафарет. Толщина слоя зависит от желаемой толщины готовой пленки. В большинстве случаев достаточна толщина слоя 0,5 — 1,5 мм.

Пористыи субстрат можно выбирать в тех случаях, если он непосредственно должен покрываться полиуретановой массой. B качестве пористых субстратов применяют ткани, трикотаж, нетканые материалы и т. д.

В качестве непористого субстрата используют, например, стеклянные плиты, металлические ленты (в случае надобности с желаемой структурой поверхности) или покрытые пластмассами, например перфторполиэтиленом, ткани, если желают получить пористые полиуретановые пленки, которые согласно обычным методам обращения должны быть, например, наклеены на пористые субстраты. Покрытие может быть применено для дерева, кожевенного спилка, картона, бумаги, тканых или нетканых текстильных изделий, каменной клад, ки и металла.

Покрытый раствором пористый или непористый субстрат можно затем подвергнуть действию, предпочтительно движущегося влажного воздуха температурой желательно

10 — 40 С и с относительной влажностью 69—

99, предпочтительно 80 — 98 /о, до тех пор, пока не произойдет желатинизации раствора. В зависимости от толщины слоя в большинсчве случаев желатинизация достигается по истечении 1 — 30 мин. На воздухе для этого требуется приблизительно 1 — 10 час. При этом не всегда происходит заметное помутнение полиуретанового слоя. Однако наблюдается небольшое затвердевание, т. е. текучесть сильно уменьшается и часть растворителя выде. ляется. В этом состоянии влагопоглощение небольшое.

Условия желатинизации выбирают так, чтобы влагопоглощение раствора смешанных полиуретанов было равно 2 — 4 /р, т. е. содержание воды составляло свыше 7 вес, /о, включая вводимое с полиуретановой дисперсией

Б при изготовлении раствора смешанных полиуретанов. Условия желатинизации и необходимое водопоглощение зависят от скорости движения воздуха и влажности его, от применяемых компонентов, их соотношения в смеси и концентрации, от толщины нанесенного слоя. Оптимальные условия для получения пленок с желаемой паропроницаемостью можно определить предварительными испытаниями.

Желированную или предпочтительно не желированную на субстрате массу погружают вместе с субстратом в смесь из растворителя и нерастворителя, желательно смесь из диме5

35 тилформамида и воды, и выщелачивают растворитель предпочтительно в ваннах с уменьш ающейся концентр ацией р астворителя. Зто можно осуществлять по известным непрерывным процессам путем передвижения жидкосги ванны, неоднократной замены ванн и отжимания достаточно затвердевшей пленки. В зависимости от необходимости пленка может быть получена на субстрате или как таковая.

Для изготовления пористой пленки раствор смешанных полиуретанов желируют и коагулируют на непористом субстрате. Время желирования в первой ванне составляет по меньшей мере 1 мин. Соотношение нерастворителя, в частности воды, и растворителя в первых ваннах составляет от 95: 5 до 5; 95 ч. предпочтительно от 50: 50 до 20:80. Вместо воды можно применять и другие нерастворители, не вызывающие существенного набухания полиуретана, например метанол, этанол и др.

Полностью коагулированную и освобожденную от растворителей пленку обезвоживают, например, высушиванием. Температура сушки должна быть ниже температуры размягчения полиуретановой пленки, целесообразно применять температуру 20 — 100"С, лучше 50—

70 С, и движущийся воздух, или более низкие температуры и уменьшенное давление.

Полученные согласно предлагаемому способу пленки, фольги или покровные слои для улучшения их внешнего вида можно подвергнуть окончательной обработке. Отдельные стадии процесса от нанесения раствора до сушки пленки выгодно осуществлять непрерывно. Полученные пленки пригодны в качестве искусственной кожи для обуви, обивочных целей, чемоданов, сумок и других изделий или покрышек.

Пр имер. 586 вес. ч. 26,6/о-ного раствора полиуретанмочевины в диметилформамиде, имеющего температуру 50=С, хорошо перемешивают с 223 вес. ч. раствора, состоящего из

89,2 вес. ч. 50 /о-ной водной дисперсии катионного полиуретана и 133,8 вес. ч. диметилформамида. Добавляя 191 вес. ч. диметилформамида, концентрацию раствора доводят до

20>/ (1000 вес. ч. смеси, весовое соотношение полиуретанов 78: 22).

На восемь стеклянных плит из этого раствора наносят путем продавливания через трафарет пленки толщиной 1,3 мл и сразу же без желатинизации вводят их в смеси из воды и диметилформамида с различными соотношениями компонентов (1 ванна) и по истечении 10 мин — в воду (П ванна) и оставляют в ней в течение 20 л ин. Далее пять раз отжимают с промежуточным пропитыванием водой и подсушивают при 65 Ñ.

В табл. 1 приведена паропроницаемость полученных пленок.

318234

Таблица 2

Таблица 1

Количество диметилформамида в 1 ванне, %

Количество диметилформамида в 1 ванне, %

Паропроницаемость, мг/см /час

П арон роницаемость мг/см Цчас

3,9

2,3

4,4

2,6

8,4

7,8

21,0

10

Опыт повторяют на 7 стеклянных плитах, но в качестве П ванны по истечении 10 мин применяют 10% -ный раствор диметилформамида в воде (10 мин) и в качестве Ш ванны— воду (20 мин) .

В табл. 2 приведена паропроницаемость полученных пленок.

Составитель В. Островский

Редактор Л. Ушакова Техред Л. Куклина Корректор Л. Бадылама

Заказ 3534/15 Изд. № 1461 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Мичистр.в СССР

Москва, jK-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

0,6

3,0

2,2

3,3

4,2

5,3

3,4

12,3

Предмет изобретения (Способ получения микропористой паропро

15 ницаемой пленки путем коагуляции по «мо крому» методу растворов смеси полиуретанов отличающийся тем, что, с целью повьппени физико-механических и гигиенических свойств применяют смесь 90 — 70 вес. ч. полиуретан

20 мочевины и 10 — 30 вес. ч. (из расчета на су хое вещество) водной дисперсии (или кол лоидного раствора) катионного полиуретана содержащего 0,5 — 2,0% четвертичных аммо ниевых азотов.