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上海泛標(biāo)紡織品檢測(cè)技術(shù)有限公司
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蓄電池隔板為薄的多孔織物,，它是用膠乳粘合劑浸漬,，再經(jīng)過(guò)烘干爐除水制得的,。在蓄電池中,，間隔很近的金屬電極板串聯(lián)連結(jié)并浸入在強(qiáng)酸性的電解質(zhì)溶液中,，蓄電池隔板放在金屬電極板之間,，一方面防止金屬電極板互相接觸,；另一方面防止金屬的鹽類或其它導(dǎo)電物質(zhì)在金屬電極板之間形成橋。這兩個(gè)問(wèn)題zui后都會(huì)使電池短路,。蓄電池隔板必須保持足夠的孔洞以使電解質(zhì)溶液在金屬電極板之間自由流動(dòng),，進(jìn)行有效的離子交換。
當(dāng)蓄電池隔板插入靠得很近的金屬電極板之間時(shí),，隔板材料的撓性會(huì)帶來(lái)一些問(wèn)題,，即隔板不能順利地插入金屬電極板之間，導(dǎo)致裝配操作的困難。在高溫和高相對(duì)濕度下這個(gè)問(wèn)題更加嚴(yán)重,。
工業(yè)上,，蓄電池隔板是用各種纖維(例如，纖維素,、玻璃,、聚烯烴、聚酯等等)和填料(例如,，硅藻土,、各種粘土、二氧化硅,、石英,、烴類聚合物粉末等)用有機(jī)粘合劑結(jié)合在一起而制造的，這種粘合劑是以膠乳或水分散體形式供應(yīng)的,。用通常的膠乳粘合劑制成的蓄電池隔板是有一定挺度的,，但它隨溫度和相對(duì)濕度升高而降低。挺度降低會(huì)在蓄電池裝配過(guò)程中帶來(lái)麻煩,。
許多涉及到對(duì)改進(jìn)型的蓄電池隔板的需求,。例如美國(guó)第4,529,677號(hào)披露了一種新型的改進(jìn)蓄電池隔板材料，特別適合用于不需要維護(hù)的蓄電池,。這種蓄電池隔板含有硅藻土填料,，丙烯酸酯共聚物粘合劑(其中包含連結(jié)在聚合物主鏈上的硅烷偶聯(lián)劑)，和多種纖維材料(包括聚烯烴,、聚酯和玻璃纖維)的組合,。所用的丙烯酸酯共聚物粘合劑含有約80％(重量)的C1至C8丙烯酸烷基酯單體，含量為約80％(重量)至約30％(重量)則稍差一點(diǎn),。這種共聚物的玻璃化溫度為約30℃至約60℃,。此外，美國(guó)第4,363,856號(hào)報(bào)導(dǎo)了供電池隔層用的有機(jī)粘合劑,。該粘合劑是通常市售的,，能形成薄膜的聚合物，其構(gòu)成單體為例如甲基丙烯酸,，丙烯酸,，丙烯酸乙酯，丙烯酸甲酯等,。這些單體生成親水的撓性粘合劑,。
獲得更硬挺的蓄電池隔板的一種方法是以能生成硬挺、更疏水的聚合物的單體為基礎(chǔ),，設(shè)計(jì)單相式膠乳粘合劑,。為了實(shí)現(xiàn)這種想法,，如果在一種用作蓄電池隔板粘合劑的普通膠乳中加入諸如苯乙烯、烷基取代的苯乙烯,、或甲基丙烯酸異冰片酯一類的單體以取代該膠乳中的甲基丙烯酸甲酯,；控制所配制的膠乳粘合劑在非織底物上的凝結(jié)溫度的復(fù)雜因素就被打亂了，凝固不能在所要求的溫度下發(fā)生(該溫度應(yīng)為約30℃至約60℃,，這是工業(yè)上可以采納的凝固溫度范圍,，較好的范圍是約40℃至約45℃)。
調(diào)節(jié)膠乳粘合劑的組合物以得到較硬挺的蓄電池隔板時(shí),，新組合物有可能不在所需的溫度范圍內(nèi)凝固,。蓄電池隔板是由纖維和填料構(gòu)成非織底物，隨后用膠乳粘合劑浸漬制成的,。然后使整個(gè)物料在高溫下干燥,，使膠乳粘合劑交聯(lián)并蒸發(fā)膠乳粘合劑中的水從而形成蓄電池隔板。在干燥操作過(guò)程中,，膠乳粘合劑會(huì)隨著水的蒸發(fā)而遷移到電池隔層的表面上來(lái),，從而導(dǎo)致膠乳粘合劑的不均勻分布。所以,，為了避免這一問(wèn)題,，膠乳粘合劑要仔細(xì)調(diào)配以使其在非織底物上浸漬時(shí)保持穩(wěn)定，而在較低,、較窄的溫度范圍內(nèi)用爐子干燥時(shí),，在大量水蒸發(fā)之前就在整個(gè)非織底物上均勻凝固。對(duì)于目前在蓄電池隔板中有工業(yè)應(yīng)用的膠乳粘合劑,，已經(jīng)研究出一些配方可使粘合劑在約30℃至約60℃的溫度下凝固，尤以約40℃至45℃為好,。
多相聚合物也已用于紡織品以改善低溫性質(zhì)(如柔軟性),。例如美國(guó)第4,107,120號(hào)報(bào)導(dǎo)了呈芯/殼形態(tài)的膠乳組合物及其用于紡織材料以改進(jìn)材料的低溫性質(zhì)的用途。美國(guó)第4,277,384號(hào)進(jìn)一步改進(jìn)了上述發(fā)明,，它所提供的呈芯/殼形態(tài)的膠乳組合物及其用于紡織材料的用途不僅增強(qiáng)了低溫性質(zhì),，而且改善了紡織材料的柔軟性和縫口耐撕裂性。美國(guó)第4,181,769號(hào)和4,351,875號(hào)分別介紹了上述芯/殼組合物的制成品,。但是這些方法中沒(méi)有一個(gè)提到使用這樣的多相膠乳粘合劑組合物：其中有一相是增強(qiáng)紡織纖維的挺度,，另一相則控制膠乳粘合劑的凝固溫度。本發(fā)明不僅滿足對(duì)高溫及高相對(duì)濕度下紡織材料較硬挺的要求(特別是在酸性環(huán)境中),，而且也滿足了對(duì)膠乳粘合劑的凝固溫度可以控制的要求,。
因此，本發(fā)明的目的是提供改進(jìn)的紡織纖維,，它含有耐酸,、可凝固的多相膠乳粘合劑,。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供改進(jìn)紡織材料挺度的方法。
在下面的敘述和權(quán)利要求中,，本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)是顯而易見(jiàn)的,。
本發(fā)明提供改進(jìn)的纖維材料，它包含積附在紡織纖維上的耐酸,、可凝固的多相膠乳粘合劑,。這種耐酸、可凝固的多相膠乳粘合劑包含*相共聚物,，它能增強(qiáng)紡織纖維的挺度,；還包含至少另一級(jí)共聚物，它能控制膠乳粘合劑的凝固溫度,。這種膠乳粘合劑特別適用于蓄電池隔板,。
這里所用的“紡織物”一詞是指由天然或合成纖維構(gòu)成的材料，可以是織物或非織物,，其特征在于其撓性,、細(xì)度、及長(zhǎng)度/厚度的高比值,。這里所用的“膠乳”一詞是指不溶于水的聚合物,，它可用通常的聚合方法制備(例如乳液聚合)。這里所用的“玻璃化溫度”或“Tg”是指用Fox方法計(jì)算的聚合物的玻璃化溫度(參見(jiàn)美國(guó)物理協(xié)會(huì)公報(bào)1,，3,，123頁(yè)(1956)〕：1Tg=W1Tg(1)+W2Tg(2)]]>對(duì)共聚物而言，W1和W2是指兩種共聚單體的重量分?jǐn)?shù),，Tg(1)和Tg(2)是指這兩種相應(yīng)的均聚物的玻璃化溫度,。
本發(fā)明的膠乳粘合劑組合物為由至少兩種互不相容的共聚物組成的多相膠乳粒子。這些互不相容的共聚物可以按下列形態(tài)構(gòu)型存在,，例如,，芯/殼，殼層不*包封芯部的芯/殼粒子,，多芯的芯/殼粒子,，互相滲透的網(wǎng)架粒子等等。所有這些情況下,，粒子表面積的主要部分由至少一個(gè)外層相占據(jù),，而粒子內(nèi)部則由至少一個(gè)內(nèi)層相占據(jù)。
兩種聚合物組合物的互不相容性可用本領(lǐng)域中已知的各種方法確定,。例如采用著色法以突出相間或級(jí)間外觀差異的掃描電子顯微鏡分析就是一種這樣的方法,。
本發(fā)明的多相膠乳粘合劑組合物應(yīng)表述為含有“*相”和“第二相”。這里所用的“第二相”一詞并不意味著排除這樣的可能性：即一種或幾種聚合物可插入其間,，或可在第二相共聚物之前,，在*相共聚物上形成一種或幾種聚合物,。本發(fā)明要求*相共聚物有助于硬挺度特性，要求另一個(gè)共聚物(這里稱作“第二相”)能控制膠乳粘合劑的凝固,。
膠乳粘合劑的“*相”包含一種疏水的,，在酸性環(huán)境中穩(wěn)定且干燥狀態(tài)下玻璃化溫度高于約80℃的共聚物。為了制備這一相共聚物可以采用多種*單體或單體混合物,，例如甲基丙烯酸甲酯,、甲基丙烯酸環(huán)己酯、甲基丙烯酸芐酯,、甲基丙烯酸苯酯,、甲基丙烯酸異冰片酯、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,。除了至少有上述單體之一以外,，該共聚物必須由至少一種多官能團(tuán)單體(如后面所定義)所生成。這種共聚物由至少一種*單體與多功能團(tuán)單體生成,，*單體的量為約95％至約99.9％,，約97％至約99％較好，約98.5％,；多功能團(tuán)單體的量為約0.1％至約5％，約1％至約3％較好,，約1.5％,。
這里所用的“多功能團(tuán)單體”一詞是指至少有兩個(gè)官能團(tuán)的單體，其中,，至少一個(gè)官能團(tuán)與用于生成兩相聚合物之一的其它單體共聚合,，還有至少另外一個(gè)官能團(tuán)在聚合后保留下來(lái)以便與其它單體單元上相同或相似的官能團(tuán)反應(yīng)而使聚合物交聯(lián)。這些多官能團(tuán)單體的例子包括：含4至10個(gè)碳原子的α,，β-烯烴不飽和羧酸的酰胺或N-羥基酰胺(如丙烯酰胺,、甲基丙烯酸胺,、N-羥甲基丙烯酰胺、N-乙醇丙烯酰胺,、N-丙醇丙烯酰胺,、N-羥甲基甲基丙烯酰胺、N-乙醇甲基丙烯酰胺,、N-羥甲基馬來(lái)酰亞胺,、N-羥甲基馬來(lái)酰胺、N-羥甲基馬來(lái)酰胺酸,、N-羥甲基馬來(lái)酰胺酸酯),，乙烯基芳香酸的N-烷基酰胺(如N-羥甲基-對(duì)乙烯基苯甲酰胺等)。較好的N-羥烷基酰胺型多官能團(tuán)單體為α,，β-單烯烴不飽和單羧酸的N-羥烷基酰胺,，如N-羥甲基丙烯酰胺和N-羥甲基甲基丙烯酰胺。其它較好的多官能團(tuán)單體體系為丙烯酰胺和N-羥甲基丙烯酰胺的接近等摩爾的混合物,，或甲基丙烯酰胺與N-羥甲基甲基丙烯酰胺的接近等摩爾的混合物,。多功能團(tuán)單體將其自固化特性給予了含有它們的組合物。通過(guò)與加入到含有兩相單體混合物或所得聚合物的配料中的含活性氫的樹(shù)脂(如三嗪甲醛和脲醛樹(shù)脂)反應(yīng)可以增強(qiáng)固化作用,。不論是哪一種情況,，如上處理的紡織材料上的組合物通過(guò)*干燥而發(fā)生*固化。
如果在紡織材料上涂敷粘合劑,，*相較高的Tg使紡織材料增加了挺度,，這一相所形成的交聯(lián)特性則導(dǎo)致耐化學(xué)侵蝕性，減少高溫時(shí)的熱塑性,；并且當(dāng)粘合劑涂敷在紡織纖維上并加熱時(shí),，將紡織材料的纖維粘合在一起。
膠乳粘合劑的“第二相”是在酸性環(huán)境中能保持穩(wěn)定的共聚物,，所選的共聚物應(yīng)能在有乳化液穩(wěn)定用表面活性劑相反離子及非離子表面活性劑存在下,，在較窄的溫度范圍內(nèi)加熱時(shí)發(fā)生凝固。此外,，“*相”共聚物還可以含有多官能團(tuán)單體,。以第二相的總重量為基準(zhǔn)，不包括多官能團(tuán)單體在內(nèi)的“第二相”共聚物的重量占約95％至約100％,，約97％至約99％較好,，約98.5％；以第二相的總重量為基準(zhǔn),，多官能團(tuán)單體的重量占約0％至約5％,，約1％至約3％較好，約1.5％,。
以含有至少兩種互不相容共聚物的膠乳粒子總重量為基準(zhǔn),，*相的重量占約1％至約85％,。以膠乳粒子總重量為基準(zhǔn)，*相的重量占約70％至約80％較好,。以含有至少兩種互不相容共聚物的膠乳粒子總重量為基準(zhǔn),，第二相的重量占約15％至約99％。按膠乳粒子總重量為基準(zhǔn),，第二相的重量占約20％至約30％較好,。
用本領(lǐng)域中熟知的常規(guī)乳化聚合法可以制備膠乳聚合物，例如美國(guó)第4,325,856號(hào),，第4,654,397號(hào)和第4,814,373號(hào)中介紹的連續(xù)乳化聚合法,，這些在此并入本文作為公開(kāi)內(nèi)容的一部分。
在兩相各自的聚合混合物中有時(shí)希望有鏈轉(zhuǎn)移劑存在,，例如硫醇,、聚硫醇和鹵化物，以使膠乳聚合物的分子量適中,。以全部單體混合物的重量為基準(zhǔn),，通常可用約0.1％至約3％(重量)的鏈轉(zhuǎn)移劑,。*相的重量平均分子量為約400,000至約2,000,000,。第二相的重量平均分子量亦為約400,000至約2,000,000/膠乳聚合物的粒徑應(yīng)該比較小一些，約80納米至約225納米為宜,，約160納米至約190納米較好,。如所周知，對(duì)于同樣的聚合物主鏈,，粒徑主要取決于連續(xù)乳化聚合反應(yīng)每一段中所用的乳化劑的類型和用量,。
在乳化聚合中用陰離子或陽(yáng)離子表面活性劑使反應(yīng)物乳化，它在隨后的貯存過(guò)程中還使乳化液保持穩(wěn)定,，這種表面活性劑下面稱作“穩(wěn)定用表面活性劑”,。已經(jīng)穩(wěn)定化的乳化液中隨后再加入一種非離子表面活性劑和一種穩(wěn)定用表面活性劑的相反離子。對(duì)于陰離子穩(wěn)定的乳化液,，多價(jià)金屬鹽(例如硫酸鎂)含阻礙陰離子表面活性劑的穩(wěn)定作用,，而非離子表面活性劑則可繼續(xù)使乳化液保持穩(wěn)定。但是在混合物加熱時(shí),，當(dāng)溫度超過(guò)后來(lái)添加的非離子表面活性劑的濁點(diǎn)但仍未超過(guò)粘合劑的Tg時(shí),，膠乳乳化液就不再穩(wěn)定并導(dǎo)致凝結(jié)。因此要仔細(xì)選擇表面活性劑,、穩(wěn)定用表面活性劑的相反離子和溫度以保證膠乳粘合劑按控制的方式凝結(jié)。乳化液用陰離子穩(wěn)定較好,。
適用的陰離子穩(wěn)定表面活性劑的例子包括：脂肪醇硫酸鹽(如十二烷基硫酸鈉等),；烷芳基磺酸鹽(如異丙基苯磺酸鈉或鉀,，或者異丙基萘磺酸鈉或鉀等)；烷基硫代琥珀酸的堿金屬鹽(如辛基硫代琥珀酸鈉,、N-甲基-N-棕櫚酰氨基乙磺酸鈉,、異硫碳酸油酰鈉(sodium oleyl，sothionate)等),；烷芳基聚乙氧基乙醇硫酸或磺酸的堿金屬鹽(如含1至5個(gè)氧乙烯基單元的叔辛基苯氧基聚乙氧基乙基硫酸鈉等),。適用的陽(yáng)離子穩(wěn)定表面活性劑的例子包括：烷基胺鹽，季銨鹽,，聚氧乙烯烷基胺等,。
適用的后加入的非離子表面活性劑包括含約7至18個(gè)碳原子的烷基基團(tuán)和約6至約60個(gè)氧乙烯基單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),；亞甲基鏈接的烷基苯酚的聚乙氧基乙醇衍生物,；含硫物質(zhì)(如約6至約60摩爾環(huán)氧乙烯與壬基硫醇，十二烷基硫醇等,，或與烷基中含6至16個(gè)碳原子的烷基硫代苯酚縮合而得到的產(chǎn)物),；長(zhǎng)鏈羧酸(如月桂酸，十四烷酸,，棕櫚酸,，油酸等)的環(huán)氧乙烷衍生物；或者是如存在于每分子含6至60個(gè)氧化乙烯單元的妥爾油中的酸的混合物類,；長(zhǎng)鏈醇(如辛醇,，癸醇，月桂醇或十六烷基醇)的類乙烯縮合物,；包含疏水烴鏈的醚化或酯化的多羥基化合物的環(huán)氧乙烷衍生物(如含6至60個(gè)氧乙烯基單元的一硬脂酸脫水山梨醇酯),；以及與一個(gè)或幾個(gè)疏水1，2-環(huán)氧丙烷段結(jié)合的環(huán)氧乙烷段,。還可以用苯基磺酸烷基酯和乙氧基化的烷基苯酚的混合物,。
穩(wěn)定用表面活性劑的相反離子包括多價(jià)金屬離子(如果該乳化液是陰離子穩(wěn)定的)和鹵素及其它陰高子(如果該乳化液是陽(yáng)離子穩(wěn)定的)。
適用的多價(jià)金屬離子,，如鈣,，鎂，鋅,，鋇,，鍶等，可用于凝固過(guò)程,?？梢圆捎枚鄡r(jià)金屬離子的絡(luò)合物(如六氨鋅等)和多價(jià)金屬離子與相反離子的鹽(如氯化物，乙酸鹽，碳酸氫鹽等),。硫酸鎂是適用于蓄電池隔板的粘合劑中較好的多價(jià)金屬離子鹽,。所用的多價(jià)金屬離子的具體種類及其用量取決于特定的陰離子表面活性劑，在實(shí)踐中限于那些不會(huì)對(duì)電池性能或壽命產(chǎn)生不良影響的種類,。
可以采用適當(dāng)?shù)年庪x子,，如氯化物，乙酸根,，碳酸氫根,，硫酸根，碳酸根等,。所用的多價(jià)金屬離子的具體種類及其用量取決于特定的陰離子表面活性劑,，在實(shí)踐中限于那些不會(huì)對(duì)電池性能或壽命產(chǎn)生不良影響的種類。
在本發(fā)明中所用的較好的多相乳化聚合物是用適宜的陰離子表面活性劑(如十二烷基硫酸鈉)穩(wěn)定的兩相乳化聚合物,，其中第二相為98.5％(重量)的甲基丙烯酸甲酯和1.5％(重量)的羥甲基丙烯酰胺的共聚物,，在加有鎂(II)作為多價(jià)金屬離子和支化單(辛基苯基)醚作為非離子表面活性劑的情況下，該共聚物在40℃至50℃之間凝固,。
本發(fā)明的兩相膠乳可涂于任何紡織品而得到多種有用的制品,。這種兩相膠乳尤其適合作為下列應(yīng)用中的粘合劑：這類應(yīng)用要求在高溫和較高相對(duì)濕度條件下，在酸性環(huán)境中比較硬挺的紡織纖維,，例如用于制造印刷電路板和蓄電池隔板中的疊層結(jié)構(gòu),。
膠乳粘合劑可以包含能改善紡織材料各種性質(zhì)的添加劑，例如著色劑,、表面活性劑,、聚結(jié)劑、浸潤(rùn)劑,、干燥阻滯劑,、消泡劑、防腐劑,、熱穩(wěn)定劑,、紫外光穩(wěn)定劑等。
將膠乳粘合劑施涂于紡織材料的方法有直接涂敷,，轉(zhuǎn)移膜涂敷,，層壓，飽和,，噴涂等,。
以下的實(shí)施例旨在對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，它們并非限制本發(fā)明,，因?yàn)閷?duì)于在本領(lǐng)域中具有常識(shí)的人來(lái)說(shuō),，本發(fā)明的其它應(yīng)用是顯而易見(jiàn)的,。
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