较早公告: 透气性测试仪是一种用于评估材料透气性能的仪器,通过测量气体在材料中的流动来确定材料的透气性。透气性是指气体穿过材料的能力,广泛应用于纺织、建筑、医疗等领域。正确操作透气性测试仪非常重要,以确保测试结果的准确性和可靠性。以下是正确操作方法的详细说明:1、准备工作:(1)确保仪器处于良好的工作状态,检查仪器的电源和连接线是否正常。(2)根据测试要求选择合适的测试装置和透气性测试样品。2、校准仪器:根据使用说明书,进行仪器的校准。校准是确保测试结果准确可靠的重要步骤。校准通常包括零点校准和量程校准。3
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改进纺织纤维挺度的方法
点击次数:1613 更新时间:2017-05-04
 

蓄电池隔板为薄的多孔织物,它是用胶乳粘合剂浸渍,再经过烘干炉除水制得的。在蓄电池中,间隔很近的金属电极板串联连结并浸入在强酸性的电解质溶液中,蓄电池隔板放在金属电极板之间,一方面防止金属电极板互相接触;另一方面防止金属的盐类或其它导电物质在金属电极板之间形成桥。这两个问题zui后都会使电池短路。蓄电池隔板必须保持足够的孔洞以使电解质溶液在金属电极板之间自由流动,进行有效的离子交换。

当蓄电池隔板插入靠得很近的金属电极板之间时,隔板材料的挠性会带来一些问题,即隔板不能顺利地插入金属电极板之间,导致装配操作的困难。在高温和高相对湿度下这个问题更加严重。

工业上,蓄电池隔板是用各种纤维(例如,纤维素、玻璃、聚烯烃、聚酯等等)和填料(例如,硅藻土、各种粘土、二氧化硅、石英、烃类聚合物粉末等)用有机粘合剂结合在一起而制造的,这种粘合剂是以胶乳或水分散体形式供应的。用通常的胶乳粘合剂制成的蓄电池隔板是有一定挺度的,但它随温度和相对湿度升高而降低。挺度降低会在蓄电池装配过程中带来麻烦。

许多涉及到对改进型的蓄电池隔板的需求。例如美国第4,529,677号披露了一种新型的改进蓄电池隔板材料,特别适合用于不需要维护的蓄电池。这种蓄电池隔板含有硅藻土填料,丙烯酸酯共聚物粘合剂(其中包含连结在聚合物主链上的硅烷偶联剂),和多种纤维材料(包括聚烯烃、聚酯和玻璃纤维)的组合。所用的丙烯酸酯共聚物粘合剂含有约80%(重量)的C1至C8丙烯酸烷基酯单体,含量为约80%(重量)至约30%(重量)则稍差一点。这种共聚物的玻璃化温度为约30℃至约60℃。此外,美国第4,363,856号报导了供电池隔层用的有机粘合剂。该粘合剂是通常市售的,能形成薄膜的聚合物,其构成单体为例如甲基丙烯酸,丙烯酸,丙烯酸乙酯,丙烯酸甲酯等。这些单体生成亲水的挠性粘合剂。

获得更硬挺的蓄电池隔板的一种方法是以能生成硬挺、更疏水的聚合物的单体为基础,设计单相式胶乳粘合剂。为了实现这种想法,如果在一种用作蓄电池隔板粘合剂的普通胶乳中加入诸如苯乙烯、烷基取代的苯乙烯、或甲基丙烯酸异冰片酯一类的单体以取代该胶乳中的甲基丙烯酸甲酯;控制所配制的胶乳粘合剂在非织底物上的凝结温度的复杂因素就被打乱了,凝固不能在所要求的温度下发生(该温度应为约30℃至约60℃,这是工业上可以采纳的凝固温度范围,较好的范围是约40℃至约45℃)。

调节胶乳粘合剂的组合物以得到较硬挺的蓄电池隔板时,新组合物有可能不在所需的温度范围内凝固。蓄电池隔板是由纤维和填料构成非织底物,随后用胶乳粘合剂浸渍制成的。然后使整个物料在高温下干燥,使胶乳粘合剂交联并蒸发胶乳粘合剂中的水从而形成蓄电池隔板。在干燥操作过程中,胶乳粘合剂会随着水的蒸发而迁移到电池隔层的表面上来,从而导致胶乳粘合剂的不均匀分布。所以,为了避免这一问题,胶乳粘合剂要仔细调配以使其在非织底物上浸渍时保持稳定,而在较低、较窄的温度范围内用炉子干燥时,在大量水蒸发之前就在整个非织底物上均匀凝固。对于目前在蓄电池隔板中有工业应用的胶乳粘合剂,已经研究出一些配方可使粘合剂在约30℃至约60℃的温度下凝固,尤以约40℃至45℃为好。

多相聚合物也已用于纺织品以改善低温性质(如柔软性)。例如美国第4,107,120号报导了呈芯/壳形态的胶乳组合物及其用于纺织材料以改进材料的低温性质的用途。美国第4,277,384号进一步改进了上述发明,它所提供的呈芯/壳形态的胶乳组合物及其用于纺织材料的用途不仅增强了低温性质,而且改善了纺织材料的柔软性和缝口耐撕裂性。美国第4,181,769号和4,351,875号分别介绍了上述芯/壳组合物的制成品。但是这些方法中没有一个提到使用这样的多相胶乳粘合剂组合物:其中有一相是增强纺织纤维的挺度,另一相则控制胶乳粘合剂的凝固温度。本发明不仅满足对高温及高相对湿度下纺织材料较硬挺的要求(特别是在酸性环境中),而且也满足了对胶乳粘合剂的凝固温度可以控制的要求。

因此,本发明的目的是提供改进的纺织纤维,它含有耐酸、可凝固的多相胶乳粘合剂。

本发明的另一个目的是提供改进纺织材料挺度的方法。

在下面的叙述和权利要求中,本发明的其它目的和优点是显而易见的。

本发明提供改进的纤维材料,它包含积附在纺织纤维上的耐酸、可凝固的多相胶乳粘合剂。这种耐酸、可凝固的多相胶乳粘合剂包含*相共聚物,它能增强纺织纤维的挺度;还包含至少另一级共聚物,它能控制胶乳粘合剂的凝固温度。这种胶乳粘合剂特别适用于蓄电池隔板。

这里所用的“纺织物”一词是指由天然或合成纤维构成的材料,可以是织物或非织物,其特征在于其挠性、细度、及长度/厚度的高比值。这里所用的“胶乳”一词是指不溶于水的聚合物,它可用通常的聚合方法制备(例如乳液聚合)。这里所用的“玻璃化温度”或“Tg”是指用Fox方法计算的聚合物的玻璃化温度(参见美国物理协会公报1,3,123页(1956)〕:1Tg=W1Tg(1)+W2Tg(2)]]>对共聚物而言,W1和W2是指两种共聚单体的重量分数,Tg(1)和Tg(2)是指这两种相应的均聚物的玻璃化温度。

本发明的胶乳粘合剂组合物为由至少两种互不相容的共聚物组成的多相胶乳粒子。这些互不相容的共聚物可以按下列形态构型存在,例如,芯/壳,壳层不*包封芯部的芯/壳粒子,多芯的芯/壳粒子,互相渗透的网架粒子等等。所有这些情况下,粒子表面积的主要部分由至少一个外层相占据,而粒子内部则由至少一个内层相占据。

两种聚合物组合物的互不相容性可用本领域中已知的各种方法确定。例如采用着色法以突出相间或级间外观差异的扫描电子显微镜分析就是一种这样的方法。

本发明的多相胶乳粘合剂组合物应表述为含有“*相”和“第二相”。这里所用的“第二相”一词并不意味着排除这样的可能性:即一种或几种聚合物可插入其间,或可在第二相共聚物之前,在*相共聚物上形成一种或几种聚合物。本发明要求*相共聚物有助于硬挺度特性,要求另一个共聚物(这里称作“第二相”)能控制胶乳粘合剂的凝固。

胶乳粘合剂的“*相”包含一种疏水的,在酸性环境中稳定且干燥状态下玻璃化温度高于约80℃的共聚物。为了制备这一相共聚物可以采用多种*单体或单体混合物,例如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、2-氯苯乙烯、2,4-二氯苯乙烯、2,5-二氯苯乙烯、2,6-二氯苯乙烯、4-氯-2-甲基苯乙烯、4-氯-3-氟苯乙烯等。除了至少有上述单体之一以外,该共聚物必须由至少一种多官能团单体(如后面所定义)所生成。这种共聚物由至少一种*单体与多功能团单体生成,*单体的量为约95%至约99.9%,约97%至约99%较好,约98.5%;多功能团单体的量为约0.1%至约5%,约1%至约3%较好,约1.5%。

这里所用的“多功能团单体”一词是指至少有两个官能团的单体,其中,至少一个官能团与用于生成两相聚合物之一的其它单体共聚合,还有至少另外一个官能团在聚合后保留下来以便与其它单体单元上相同或相似的官能团反应而使聚合物交联。这些多官能团单体的例子包括:含4至10个碳原子的α,β-烯烃不饱和羧酸的酰胺或N-羟基酰胺(如丙烯酰胺、甲基丙烯酸胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-乙醇丙烯酰胺、N-丙醇丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N-乙醇甲基丙烯酰胺、N-羟甲基马来酰亚胺、N-羟甲基马来酰胺、N-羟甲基马来酰胺酸、N-羟甲基马来酰胺酸酯),乙烯基芳香酸的N-烷基酰胺(如N-羟甲基-对乙烯基苯甲酰胺等)。较好的N-羟烷基酰胺型多官能团单体为α,β-单烯烃不饱和单羧酸的N-羟烷基酰胺,如N-羟甲基丙烯酰胺和N-羟甲基甲基丙烯酰胺。其它较好的多官能团单体体系为丙烯酰胺和N-羟甲基丙烯酰胺的接近等摩尔的混合物,或甲基丙烯酰胺与N-羟甲基甲基丙烯酰胺的接近等摩尔的混合物。多功能团单体将其自固化特性给予了含有它们的组合物。通过与加入到含有两相单体混合物或所得聚合物的配料中的含活性氢的树脂(如三嗪甲醛和脲醛树脂)反应可以增强固化作用。不论是哪一种情况,如上处理的纺织材料上的组合物通过*干燥而发生*固化。

如果在纺织材料上涂敷粘合剂,*相较高的Tg使纺织材料增加了挺度,这一相所形成的交联特性则导致耐化学侵蚀性,减少高温时的热塑性;并且当粘合剂涂敷在纺织纤维上并加热时,将纺织材料的纤维粘合在一起。

胶乳粘合剂的“第二相”是在酸性环境中能保持稳定的共聚物,所选的共聚物应能在有乳化液稳定用表面活性剂相反离子及非离子表面活性剂存在下,在较窄的温度范围内加热时发生凝固。此外,“*相”共聚物还可以含有多官能团单体。以第二相的总重量为基准,不包括多官能团单体在内的“第二相”共聚物的重量占约95%至约100%,约97%至约99%较好,约98.5%;以第二相的总重量为基准,多官能团单体的重量占约0%至约5%,约1%至约3%较好,约1.5%。

以含有至少两种互不相容共聚物的胶乳粒子总重量为基准,*相的重量占约1%至约85%。以胶乳粒子总重量为基准,*相的重量占约70%至约80%较好。以含有至少两种互不相容共聚物的胶乳粒子总重量为基准,第二相的重量占约15%至约99%。按胶乳粒子总重量为基准,第二相的重量占约20%至约30%较好。

用本领域中熟知的常规乳化聚合法可以制备胶乳聚合物,例如美国第4,325,856号,第4,654,397号和第4,814,373号中介绍的连续乳化聚合法,这些在此并入本文作为公开内容的一部分。

在两相各自的聚合混合物中有时希望有链转移剂存在,例如硫醇、聚硫醇和卤化物,以使胶乳聚合物的分子量适中。以全部单体混合物的重量为基准,通常可用约0.1%至约3%(重量)的链转移剂。*相的重量平均分子量为约400,000至约2,000,000。第二相的重量平均分子量亦为约400,000至约2,000,000/胶乳聚合物的粒径应该比较小一些,约80纳米至约225纳米为宜,约160纳米至约190纳米较好。如所周知,对于同样的聚合物主链,粒径主要取决于连续乳化聚合反应每一段中所用的乳化剂的类型和用量。

在乳化聚合中用阴离子或阳离子表面活性剂使反应物乳化,它在随后的贮存过程中还使乳化液保持稳定,这种表面活性剂下面称作“稳定用表面活性剂”。已经稳定化的乳化液中随后再加入一种非离子表面活性剂和一种稳定用表面活性剂的相反离子。对于阴离子稳定的乳化液,多价金属盐(例如硫酸镁)含阻碍阴离子表面活性剂的稳定作用,而非离子表面活性剂则可继续使乳化液保持稳定。但是在混合物加热时,当温度超过后来添加的非离子表面活性剂的浊点但仍未超过粘合剂的Tg时,胶乳乳化液就不再稳定并导致凝结。因此要仔细选择表面活性剂、稳定用表面活性剂的相反离子和温度以保证胶乳粘合剂按控制的方式凝结。乳化液用阴离子稳定较好。

适用的阴离子稳定表面活性剂的例子包括:脂肪醇硫酸盐(如十二烷基硫酸钠等);烷芳基磺酸盐(如异丙基苯磺酸钠或钾,或者异丙基萘磺酸钠或钾等);烷基硫代琥珀酸的碱金属盐(如辛基硫代琥珀酸钠、N-甲基-N-棕榈酰氨基乙磺酸钠、异硫碳酸油酰钠(sodium oleyl,sothionate)等);烷芳基聚乙氧基乙醇硫酸或磺酸的碱金属盐(如含1至5个氧乙烯基单元的叔辛基苯氧基聚乙氧基乙基硫酸钠等)。适用的阳离子稳定表面活性剂的例子包括:烷基胺盐,季铵盐,聚氧乙烯烷基胺等。

适用的后加入的非离子表面活性剂包括含约7至18个碳原子的烷基基团和约6至约60个氧乙烯基单元的烷基苯氧基聚乙氧基乙醇(如庚基苯氧基聚乙氧基乙醇、甲基辛基苯氧基聚乙氧基乙醇等);亚甲基链接的烷基苯酚的聚乙氧基乙醇衍生物;含硫物质(如约6至约60摩尔环氧乙烯与壬基硫醇,十二烷基硫醇等,或与烷基中含6至16个碳原子的烷基硫代苯酚缩合而得到的产物);长链羧酸(如月桂酸,十四烷酸,棕榈酸,油酸等)的环氧乙烷衍生物;或者是如存在于每分子含6至60个氧化乙烯单元的妥尔油中的酸的混合物类;长链醇(如辛醇,癸醇,月桂醇或十六烷基醇)的类乙烯缩合物;包含疏水烃链的醚化或酯化的多羟基化合物的环氧乙烷衍生物(如含6至60个氧乙烯基单元的一硬脂酸脱水山梨醇酯);以及与一个或几个疏水1,2-环氧丙烷段结合的环氧乙烷段。还可以用苯基磺酸烷基酯和乙氧基化的烷基苯酚的混合物。

稳定用表面活性剂的相反离子包括多价金属离子(如果该乳化液是阴离子稳定的)和卤素及其它阴高子(如果该乳化液是阳离子稳定的)。

适用的多价金属离子,如钙,镁,锌,钡,锶等,可用于凝固过程。可以采用多价金属离子的络合物(如六氨锌等)和多价金属离子与相反离子的盐(如氯化物,乙酸盐,碳酸氢盐等)。硫酸镁是适用于蓄电池隔板的粘合剂中较好的多价金属离子盐。所用的多价金属离子的具体种类及其用量取决于特定的阴离子表面活性剂,在实践中限于那些不会对电池性能或寿命产生不良影响的种类。

可以采用适当的阴离子,如氯化物,乙酸根,碳酸氢根,硫酸根,碳酸根等。所用的多价金属离子的具体种类及其用量取决于特定的阴离子表面活性剂,在实践中限于那些不会对电池性能或寿命产生不良影响的种类。

在本发明中所用的较好的多相乳化聚合物是用适宜的阴离子表面活性剂(如十二烷基硫酸钠)稳定的两相乳化聚合物,其中第二相为98.5%(重量)的甲基丙烯酸甲酯和1.5%(重量)的羟甲基丙烯酰胺的共聚物,在加有镁(II)作为多价金属离子和支化单(辛基苯基)醚作为非离子表面活性剂的情况下,该共聚物在40℃至50℃之间凝固。

本发明的两相胶乳可涂于任何纺织品而得到多种有用的制品。这种两相胶乳尤其适合作为下列应用中的粘合剂:这类应用要求在高温和较高相对湿度条件下,在酸性环境中比较硬挺的纺织纤维,例如用于制造印刷电路板和蓄电池隔板中的叠层结构。

胶乳粘合剂可以包含能改善纺织材料各种性质的添加剂,例如着色剂、表面活性剂、聚结剂、浸润剂、干燥阻滞剂、消泡剂、防腐剂、热稳定剂、紫外光稳定剂等。

将胶乳粘合剂施涂于纺织材料的方法有直接涂敷,转移膜涂敷,层压,饱和,喷涂等。

以下的实施例旨在对本发明进行说明,它们并非限制本发明,因为对于在本领域中具有常识的人来说,本发明的其它应用是显而易见的。

 
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