Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ МОДИФИЦИРОВАНИЯ ПОЛИЭФИРНЫХ ТКАНЕЙ

Изобретение относится к текстильной промышленности, в частности к способам изготовления огнестойких полиэфирных тканей, обладающих масло-, нефте-, водоотталкивающими свойствами, предназначенных для защитной одежды персонала топливно-энергетического комплекса.

Известен способ модифицирования полиэфирных тканей путем пропитки составом, содержащим, мас. ч.: 20-30 циклического фосфорсодержащего антипирена, 60-70 воды, 1-1,5 изоцианатного сшивающего агента, 3-5 гидрофобного сополимера и 2-5 10%-ного NaOH с последующими термообработками при 110-130°С и 185-195°С в течение 1-2 мин.

Затем на ткань наносят сначала грунтовочную композицию вязкостью 15000-20000 МПа⋅с, мас. ч.: 100 полиуретанового полимера, 5-10 толуола, 5-10 бутанона, 2 изоцианатного сшивающего агента, 1 ускорителя, 25-35 фосфоразотсодержащего органического антипирена при 130-150°С, а затем - поверхностное покрытие вязкостью 6500-8000 МПа⋅с на основе, мас. ч.: 100 полиуретанового полимера и 35-45 толуола при 160-170°С. Полученная ткань обладает огнестойкими и водоотталкивающими свойствами (CN 106049049 А, МПК C09D 175/08; C09D 5/18; D06B 15/00; D06B 3/18; D06C 15/00; D06M 13/292; D06M 13/395; D06M 15/256; D06N 3/00; D06N 3/14; D06M 101/32, опубл. 26.10.2016).

Недостатками известного способа является использование в отделочном покрытии токсичных растворителей и соединений на основе изоцианатов. Кроме того, полученная полиэфирная ткань обладает низкими масло- и нефтеотталкивающими свойствами.

Наиболее близким аналогом предложенного технического решения является способ модифицирования полиэфирной ткани путем нанесения на нее отделочной композиции, содержащей антипирен, связующее, политетрафторэтилен и растворитель в массовом соотношении 6-8:6-8:1-2:10-12. Покрытие сушат при 80-120°С в течение 3-6 мин и термообрабатывают при 140-180°С в течение 2-4 мин.

В качестве антипирена используют диметилфосфинат, дополненный эпоксидной группой полисилоксана в массовом соотношении 1:0,1-1:0,25; в качестве связующего - эпоксидную смолу, модифицированную полиамидной смолой и фосфорсодержащим антипиреном; в качестве растворителя - анионный полиуретан на водной основе. (CN 105178011 В, МПК D06M 13/285; D06M 15/256; D06M 15/564; D06M 15/65, опубл. 01.08.2017).

Прочная огнестойкая полиэфирная ткань, изготовленная по данному способу, не обладает устойчивостью к многократным стиркам, а также имеет относительно низкие защитные свойства от масел и нефтепродуктов.

Техническим результатом изобретения является получение огнестойких полиэфирных тканей с масло-, нефте-, водоотталкивающими свойствами и высокой устойчивостью к стиркам.

Данный результат достигается тем, что в способе модифицирования полиэфирных тканей, включающем нанесение на поверхность композиции, содержащей водную дисперсию анионактивного полимера, антипирен и водную эмульсию фторполимера, сушку и термообработку полученного покрытия, в качестве антипирена в композицию вводят фосфоразотсодержащий антипирен, а в качестве фторполимера используют гиперразветвленный фторполимер на основе перфторированных карбоновых кислот ряда C₆-C₇ при следующем соотношении компонентов, мас. %:

При этом концентрация водной дисперсии анионактивного полимера составляет 50-60%.

При этом концентрация водной эмульсии гиперразветвленного фторполимера составляет 20-30%.

Отличительной особенностью предложенного технического решения является то, что при использовании в составе покрытия фосфоразотсодержащего антипирена и гиперразветвленного фторполимера на основе перфторированных карбоновых кислот ряда С₆-С₇ в заявленном соотношении возникает синергический эффект повышения огнестойкости, масло-, нефте-, водоотталкивающих свойств и устойчивости к стиркам модифицированных полиэфирных тканей.

Предложенный способ позволяет получить полиэфирные ткани с перманентными защитными свойствами.

Введение в состав покрытия иных дисперсий полимеров, антипиренов и фторполимеров, кроме заявленных, а также использование заявленных компонентов в других концентрациях и массовых соотношениях не позволяет получить многофункциональную полиэфирную ткань с высокими защитными свойствами и устойчивостью к многократным стиркам.

В качестве дисперсии анионактивного полимера используют дисперсии акриловых сополимеров, например, Аппретан Е2100 по ТУ 6-15-1603-88; стиролакриловых сополимеров, например, Акрэмос 101 по ТУ 2241-124-05757593-2000, Acronal 290D фирмы BASF (Германия); полиуретана, например, Аквапол 12 по ТУ 2251-371-10488057-2004 ООО НПП «Макромер» и другие.

В качестве фосфоразотсодержащих антипиренов используют такие препараты, как Фогинол Р фирмы ООО НПФ «Траверс» (Россия), Тезегран-П по ТУ 2484-002-37022343-02, Aflammit SAP фирмы THOR (Великобритания) и другие.

Водную эмульсию гиперразветвленного фторполимера на основе перфторированных карбоновых кислот ряда С₆-С₇ получают методом эмульсионной полимеризации С_6-С₇-мономеров производных перфторкислот в атмосфере азота в присутствии инициатора полимеризации, эмульгатора, стабилизатора и дистиллированной воды при температуре 70-90°С и давлении 1,1-1,5 МПа в течение 2-3 ч.

Полученный препарат представляет собой эмульсию белого цвета с относительной плотностью при 20°С - 1,01-1,03 г/см³ и рН=8-9.

Гиперразветвленные фторполимеры являются несшитыми полимерами, макромолекулы которых характеризуются отсутствием как структурной, так и молекулярной однородности.

Указанные полимеры могут обладать линейной структурой с функциональными боковыми ответвлениями или сочетанием неразветвленных и разветвленных молекулярных фрагментов.

Композицию покрытия готовят следующим образом.

10-15 мас. % 50-60%-ной водной дисперсии анионактивного полимера смешивают с 75-80 мас. % фосфоразотсодержащего антипирена. После получения гомогенной смеси добавляют 5-15 мас. % 20-30%-ной водной эмульсии гиперразветвленного фторполимера.

Технология способа модифицирования полиэфирной ткани заключается в следующем.

На лицевую поверхность ткани с поверхностной плотностью 163-165 г/м², изготовленной из нитей на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ), раклей наносят заявленную композицию. Сухая масса покрытия составляет 25-35% от массы ткани.

Полученную ткань с покрытием сушат при температуре 100-120°С в течение 1,0-1,5 мин и подвергают термообработке при 150-160°С также в течение 1,0-1,5 мин.

Составы композиций покрытий по примерам представлены в таблице 1.

Примеры 4 и 5 являются сравнительными.

Для дальнейших сравнительных испытаний в примере 6 изготовлена модифицированная полиэфирная ткань по прототипу.

Пример 6 (прототип). На лицевую поверхность ткани, изготовленной из нитей на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ), раклей наносили композицию, содержащую антипирен (диметилфосфинат, модифицированный полисилоксаном 1:0,2) связующее (эпоксидную смолу, модифицированную полиамидной смолой и фосфорсодержащим антипиреном), политетрафторэтилен и растворитель (анионный полиуретан на водной основе) в массовом соотношении 7:7:1,5:11 соответственно. Покрытие сушили при 100°С в течение 5 мин и термообрабатывали при 160°С в течение 3 мин.

Результаты испытаний модифицированных полиэфирных тканей, изготовленные предложенным способом и способом по прототипу, представлены в таблице 2.

Огнестойкость ткани определяли по ГОСТ Р 12.4.200, маслоотталкивание - по ГОСТ 11209, п. 7.19, нефтеотталкивание - по ГОСТ 11209, п. 7.20, водоупорность - по ИСО 811-1981, стойкость к истиранию по плоскости - по ГОСТ 29104.17-91.

Использование предложенного способа позволит изготавливать огнестойкие полиэфирные ткани для защитной одежды персонала топливно-энергетического комплекса с высокой устойчивостью к стиркам и масло-, нефте-, водоотталкивающими свойствами.