Термопластичні термічно розширювані мікросфери, спосіб їх одержання, застосування, водна суспензія, що їх містить, та спосіб одержання паперу

Номер патенту: 91264

Опубліковано: 12.07.2010

Автори: Стрем Хелене, Нордін Ове, Нюхольм Крістіна, Хаммер Клаес

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Термопластичні термічно розширювані мікросфери, які містять полімерну оболонку, виконану з мономерів з етиленовою ненасиченістю, капсулюючу пропелент, причому вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 40 до 70 % мас. акрилонітрилу, від 5 до 40 % мас. метакрилонітрилу, від понад 10 до 50 % мас. мономерів, вибраних з групи, яка складається з ефірів акрилової кислоти, ефірів метакрилової кислоти і їх сумішей, і вказаний пропелент містить щонайменше один представник з метану, етану, пропану, ізобутану, н-бутану і неопентану.

2. Мікросфери за п. 1, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 45 до 65 % мас. акрилонітрилу.

3. Мікросфери за п. 1 або 2, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 10 до 35 % мас. метакрилонітрилу.

4. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-3, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 15 до 50 % мас. щонайменше одного ефіру акрилової кислоти або метакрилової кислоти.

5. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-4, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від понад 10 до 50 % мас. мономерів, вибраних з групи, яка складається з ефірів акрилової кислоти.

6. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-5, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від понад 10 до 50 % мас. мономерів, вибраних з групи, яка складається з метилакрилату, етилакрилату і їх сумішей.

7. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-6, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від понад 10 до 50 % мас. метилакрилату.

8. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-7, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю по суті не містять або містять менше 10 % мас. галогенвмісних мономерів.

9. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-8, в яких вказаний пропелент містить ізобутан.

10. Мікросфери за п. 9, в яких вказаний пропелент містить від 50 до 100 % мас. ізобутану.

11. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-10, в яких температура початку розширення Tstart складає від 50 до 110 °С.

12. Спосіб одержання термічно розширюваних мікросфер за будь-яким з пп. 1-11, що включає полімеризацію мономерів з етиленовою ненасиченістю в присутності пропеленту з одержанням мікросфер, які містять полімерну оболонку, капсулюючу вказаний пропелент, причому вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 40 до 70 % мас. акрилонітрилу, від 5 до 40 % мас. метакрилонітрилу, від понад 10 до 50 % мас. мономерів, вибраних з групи, яка складається з ефірів акрилової кислоти, ефірів метакрилової кислоти і їх сумішей, і вказаний пропелент містить щонайменше один представник з метану, етану, пропану, ізобутану, н-бутану і неопентану.

13. Водна суспензія, що містить термічно розширювані мікросфери за будь-яким з пп. 1-11.

14. Водна суспензія за п. 13, що додатково містить щонайменше один загусник, яким є щонайменше частково водорозчинний полімер, вибраний з групи, що включає крохмаль, камеді, целюлозу, хітини, хітозани, глікани, галактани, пектини, манани, декстрини, співполімери, одержані з мономерів, які містять акрилову кислоту або її солі, гомо- і співполімери, одержані з мономерів, які містять ефіри або аміди акрилової кислоти, гомо- і співполімери, одержані з мономерів, які містять метакрилову кислоту, її ефіри або аміди, каучукові латекси, полівінілхлорид і співполімери, полівініловий складний ефір і співполімери, полівініловий спирт, поліаміни, поліетиленімін, поліетилен/поліпропіленоксиди, поліуретан і преконденсати амінопласту і фенопласту і поліамідоамінепіхлоргідринні смоли.

15. Розширені мікросфери, одержані спінюванням розширюваних мікросфер за будь-яким з пп. 1-11.

16. Застосування термічно розширюваних мікросфер за будь-яким з пп. 1-11 в одержанні паперу з вихідної сировини, яка містить целюлозні волокна.

17. Застосування термічно розширюваних мікросфер за будь-яким з пп. 1-11 в друкарських фарбах.

18. Спосіб одержання паперу, що містить стадії введення термічно розширюваних мікросфер за будь-яким з пп. 1-11 у вихідну сировину, яка містить целюлозні волокна, зневоднення вихідної сировини на дротяній сітці з одержанням паперу і сушіння паперу при підведенні тепла, і таким чином підвищення температури мікросфер досить для їх спінювання і збільшення об'єму паперу.

19. Спосіб за п. 18, в якому термічно розширювані мікросфери вводять в формі водної суспензії, яка додатково містить щонайменше один загусник, яким є щонайменше частково водорозчинний полімер, вибраний з групи, що включає крохмаль, камеді, целюлозу, хітини, хітозани, глікани, галактани, пектини, манани, декстрини, співполімери, одержані з мономерів, які містять акрилову кислоту або її солі, гомо- і співполімери, одержані з мономерів, які містять ефіри або аміди акрилової кислоти, гомо- і співполімери, одержані з мономерів, які містять метакрилову кислоту, її ефіри або аміди, каучукові латекси, полівінілхлорид і співполімери, полівініловий складний ефір і співполімери, полівініловий спирт, поліаміни, поліетиленімін, поліетилен/поліпропіленоксиди, поліуретан і преконденсати амінопласту і фенопласту і поліамідоамінепіхлоргідринні смоли.

.

Текст

1. Термопластичні термічно розширювані мікросфери, які містять полімерну оболонку, виконану з мономерів з етиленовою ненасиченістю, капсулюючу пропелент, причому вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 40 до 70 % мас. акрилонітрилу, від 5 до 40 % мас. метакрилонітрилу, від понад 10 до 50 % мас. мономерів, вибраних з групи, яка складається з ефірів акрилової кислоти, ефірів метакрилової кислоти і їх сумішей, і вказаний пропелент містить щонайменше один представник з метану, етану, пропану, ізобутану, н-бутану і неопентану. 2. Мікросфери за п. 1, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 45 до 65 % мас. акрилонітрилу. 3. Мікросфери за п. 1 або 2, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 10 до 35 % мас. метакрилонітрилу. 4. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-3, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 15 до 50 % мас. щонайменше одного ефіру акрилової кислоти або метакрилової кислоти. 5. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-4, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від понад 10 до 50 % мас. мономерів, вибраних з групи, яка складається з ефірів акрилової кислоти. 6. Мікросфери за будь-яким з пп. 1-5, в яких вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від понад 10 до 50 % мас. мономерів, вибраних з 2 (19) 1 3 91264 4 аміни, поліетиленімін, поліети19. Спосіб за п. 18, в якому термічно розширювані лен/поліпропіленоксиди, поліуретан і преконденмікросфери вводять в формі водної суспензії, яка сати амінопласту і фенопласту і поліамідоамінепідодатково містить щонайменше один загусник, хлоргідринні смоли. яким є щонайменше частково водорозчинний по15. Розширені мікросфери, одержані спінюванням лімер, вибраний з групи, що включає крохмаль, розширюваних мікросфер за будь-яким з пп. 1-11. камеді, целюлозу, хітини, хітозани, глікани, галак16. Застосування термічно розширюваних мікростани, пектини, манани, декстрини, співполімери, фер за будь-яким з пп. 1-11 в одержанні паперу з одержані з мономерів, які містять акрилову кисловихідної сировини, яка містить целюлозні волокна. ту або її солі, гомо- і співполімери, одержані з мо17. Застосування термічно розширюваних мікросномерів, які містять ефіри або аміди акрилової фер за будь-яким з пп. 1-11 в друкарських фарбах. кислоти, гомо- і співполімери, одержані з мономе18. Спосіб одержання паперу, що містить стадії рів, які містять метакрилову кислоту, її ефіри або введення термічно розширюваних мікросфер за аміди, каучукові латекси, полівінілхлорид і співпобудь-яким з пп. 1-11 у вихідну сировину, яка міслімери, полівініловий складний ефір і співполіметить целюлозні волокна, зневоднення вихідної ри, полівініловий спирт, поліаміни, поліетиленімін, сировини на дротяній сітці з одержанням паперу і поліетилен/поліпропіленоксиди, поліуретан і пресушіння паперу при підведенні тепла, і таким чиконденсати амінопласту і фенопласту і поліамідоном підвищення температури мікросфер досить амінепіхлоргідринні смоли. для їх спінювання і збільшення об'єму паперу. Даний винахід належить до термопластичних термічно розширювальних мікросфер, до їх отримання і застосування і до водної суспензії, яка містить такі мікросфери. Термопластичні розширювальні мікросфери, які містять оболонку з термопластичного полімеру, капсулюючий пропелент, є комерційно доступними під торговою маркою EXPANCEL і використовуються як спінюючий агент в багатьох різних застосуваннях. У таких мікросферах пропелентом звичайно є рідина, яка має температуру кипіння не вищу за температуру розм'якшення оболонки з термопластичного полімеру. При нагріванні пропелент випаровується із збільшенням внутрішнього тиску в той же самий час, коли оболонка розм'якшується, даючи, в результаті, значне розширення мікросфер. Температура, при якій починається розширення, називається Tstart, тоді як температура, при якій досягається максимальне розширення, називається Тmах. Розширювальні мікросфери постачаються в різних формах, наприклад, як сухі вільно текучі частинки, як водна суспензія або як частково зневоднений сирий осад. Розширювальні мікросфери можуть бути отримані полімеризацією мономерів з етиленовою ненасиченістю в присутності пропеленту. Докладний опис різних розширювальних мікросфер і їх отримання може бути знайдене, наприклад, в патентах США 3615972, 3945956, 4287308, 5536756, 6235800, 6235394 і 6509384, в ЕР 486080, ЕР 1054034, ЕР 1288272 і ЕР 1408097, в WO 2004/072160 і у викладеній Японській заявці №1987-286534. Одним важливим застосуванням розширювальних мікросфер є папір, отриманий, як описано, наприклад, в патентах США 3556934 і 4133688, JPP 2689787, викладеній Японській заявці №2003105693, WO 2004/113613, WO 2006/068573 і WO 2006/068574 і в роботі О. Soderberg, "World Pulp & Paper Technology, 1995/96, The International Review for the Pulp & Paper Industry", p. 143-145. Іншими важливими застосуваннями розширювальних мікросфер є друкарські фарби, вінілові пенопласти (наприклад, пластизолі), неткані матеріали і штучна шкіра. У деяких застосуваннях бажано, щоб мікросфери мали порівняно низьку Tstart. Однак полімерна оболонка в комерційно доступних мікросферах з низькою Tstart звичайно виконана з мономерної суміші, яка містить галогенвмісні мономери, наприклад, вініліденхлорид. Такі мікросфери звичайно страждають від високих кількостей залишкових мономерів, знебарвлення і поганої стійкості до хімічних речовин, наприклад, розчинників і пластифікаторів, що використовуються в штучних шкірах і пластизолях. Спроби отримати мікросфери з низькою Tstart і високою здатністю до розширення без галогенвмісних мономерів ще не вирішили вказані проблеми задовільно. Метою даного винаходу є створення розширювальних мікросфер з високою здатністю до спінювання і низькою Tstart без високих кількостей галогенвмісних мономерів. Іншою метою даного винаходу є створення розширювальних мікросфер з низькою Tstart, високою стійкістю до хімічних речовин і високою прозорістю. Ще однією метою даного винаходу є створення розширювальних мікросфер, які використовуються у виробництві паперу або в друкарських фарбах, наприклад, як спінюючий агент. Ще однією метою даного винаходу є створення способу отримання паперу. Ще однією метою даного винаходу є створення водної суспензії, яка містить розширювальні мікросфери, що використовуються в отриманні паперу. Несподівано була відкрита можливість досягнення вказаних цілей комбінуванням деякої мономерної композиції для полімерної оболонки з деякою групою пропелентів. Один аспект даного винаходу належить до термопластичних розширювальних мікросфер, які містять полімерну оболонку, виконану з мономерів з етиленовою ненасиченістю, капсулюючий пропелент, причому вказані мономери з етиленовою ненасиченістю містять від 40 до 70% мас. акрило 5 91264 6 нітрилу, від 5 до 40% мас. метакрилонітрилу, від або навіть менше 1% мас. мономерів з етиленовище за 10 до 50% мас. мономерів, вибраних з вою ненасиченістю. групи, яка складається з ефірів акрилової кислоти, Переважно мономери з етиленовою ненасиефірів метакрилової кислоти і їх сумішей, і вказаченістю містять невеликі кількості одного або декіний пропелент містить щонайменше один предлькох зшиваючих багатофункціональних мономеставник з метану, етану, пропану, ізобутану, нрів, таких як один або більше представників з бутану і неопентану. наступного: дивініл бензол, етиленглікольМономери з етиленовою ненасиченістю, переді(мет)акрилат, діетиленглікольді(мет)акрилат, важно, містять від 45 до 65% мас. акрилонітрилу. триетиленглікольді(мет) акрилат, пропіл енглікоЯкщо метою є низька Tstart, вміст акрилонітрилу льді(мет)акрилат, 1,4-бутандіолді(мет)акрилат, складає, найбільш переважно, від 45 до 55% мас., 1,6-гександіолді(мет)акрилат, гліцерина якщо метою є висока стійкість до хімічних речоді(мет)акрилат, 1,3-бутан-діолді(мет)акрилат, невин, вміст акрилонітрилу складає, найбільш переопентилглікольді(мет)акрилат, 1,10важно, від 55 до 65% мас. Мономери з етиленодекандіолді(мет)акрилат, пентаеритриттвою ненасиченістю, крім того, переважно, містять ри(мет)акрилат, пентаеритриттетра(мет)акрилат, від 10 до 35% мас., найбільш переважно, від 15 до дипентаеритритгекса(мет)акрилат, триалілформа30% мас., метакрилонітрилу. Мономери з етилельтри(мет)акрилат, алілметакрилат, триметилолпновою ненасиченістю, крім того, переважно, місропантри(мет)акрилат, трибутандіолтять від 15 до 50% мас., найбільш переважно, від ді(мет)акрилат, ПЕГ-200-ді-(мет)акрилат, ПЕГ-40020 до 40% мас., мономерів, вибраних з групи, яка ді-(мет)акрилат, ПЕГ-600-ді-(мет)акрилат, 3складається з ефірів акрилової кислоти, ефірів акрилоїлоксиглікольмоноакрилат, триакрилформетакрилової кислоти і їх сумішей. маль, триалілізоціанат, триалілізоціанурат тощо. Було встановлено, що, якщо мономери з етиОсобливо переважними є зшиваючі мономери, які леновою ненасиченістю містять понад 10% мас. є щонайменше трифункціональними, приклади ефірів акрилової або метакрилової кислот або їх яких включають пентаеритриттри(мет)акрилат, сумішей, можна отримати мікросфери з високою пентаеритриттетра(мет)акрилат, дипентаеритритздатністю до розширення і порівняно низькою Tstart. гекса(мет)акрилат, триалілформальтЕфіри акрилової і метакрилової кислот, перери(мет)акрилат, триметилолпропантважно, мають тільки один подвійний зв'язок вугри(мет)акрилат, триакрилформаль, лець-вуглець. Було встановлено, що особливо триалілізоціанат і триалілізоціанурат. Кількості переважними як мономери є ефіри акрилової кисзшиваючих функціональних мономерів можуть лоти, такі як метилакрилат, етил-акрилат і бутиласкладати, наприклад, від 0,1 до 10% мас. або від крилат, зокрема, метилакрилат і етилакрилат. Мо0,1 до 1% мас. або від 1 до 3% мас. мономерів з номери з етиленовою ненасиченістю, таким етиленовою ненасиченістю, причому особливо чином, переважно, містять від понад 10 до 50% переважним є 0,1-1% мас. у випадку, коли один мас., найбільш переважно, від 15 до 50% мас., або більше багатофункціональних мономерів є зокрема, найбільш переважно, від 20 до 40% мас., щонайменше трифункціональними, і особливо мономерів, вибраних з групи, яка складається з переважним є 1-3% мас. у випадку, коли один або ефірів акрилової кислоти. Переважно, якщо монобільше багатофункціональних мономерів є дифунмери з етиленовою ненасиченістю містять від покціональними. над 10 до 50% мас., найбільш переважно, від 15 Якщо містяться мономери з етиленовою ненадо 50% мас., зокрема, найбільш переважно, від 20 сиченістю, інші, ніж акрилонітрил, метакрилонітдо 40% мас., мономерів, вибраних з групи, яка рил, мономери, вибрані з групи, яка складається з складається з метилакрилату, етилакрилату і їх ефірів акрилової кислоти, ефірів метакрилової сумішей. Особливо переважно, якщо мономери з кислоти і їх сумішей, і один або більше зшиваючих етиленовою ненасиченістю містять від понад 10 до багатофункціональних мономерів, їх кількість 50% мас., найбільш переважно, від 15 до 50% складає, переважно, від 0 до 10% мас., найбільш мас., зокрема, найбільш переважно, від 20 до 40% переважно, від 0 до 5% мас. Прикладами таких мас., метилакрилату. інших видів мономерів, які можуть бути включені, є Якщо містяться, ефірами метакрилової кислонітрилвмісні мономери, такі як ти можуть бути, наприклад, один або більше предетоксіакрилонітрил, фумаронітрил або кротонітставників з метилметакрилату, ізоборнілметакририл, вінілпіридин, такий складний вініловий ефір лату, етилметакрилату, бутилметакрилату або як вінілацетат, стирол, такий як стирол, галогеногідроксіетилметакрилату, з яких метилметакрилат вані стироли або -метилстирол, дієни, такі як бує особливо переважним. тадієн, ізопрен і хлоропрен, ненасичені карбоксиПереважно, мономери з етиленовою ненасильні сполуки, наприклад, акрилова кислота, ченістю по суті не містять вініліденхлорид. Якщо метакрилова кислота і їх солі, або інші ненасичені він міститься, його кількість складає, переважно, мономери, наприклад, акриламід, метакриламід менше 10% мас., найбільш переважно, менше 5% або N-заміщені малеїміди. мас. або навіть менше 1% мас. мономерів з етиУ варіанті даного винаходу мономери з етилеленовою ненасиченістю. Також переважно, мононовою ненасиченістю по суті складаються з акримери з етиленовою ненасиченістю не містять нілонітрилу, метакрилонітрилу, мономерів, вибраних яких галогенвмісних мономерів. Якщо вони з групи, яка складається з ефірів акрилової кисломістяться, їх кількість складає, переважно, менше ти, ефірів метакрилової кислоти і їх сумішей, і од10% мас., найбільш переважно, менше 5% мас. ного або більше зшиваючих багатофункціональних мономерів. У його окремому варіанті мономери з 7 91264 8 етиленовою ненасиченістю по суті складаються з ном, може по суті бути відсутнім в кінцевому проакрилонітрилу, метакрилонітрилу, мономерів, вибдукті. раних з групи, яка складається з ефірів акрилової Розширювальні мікросфери, переважно, макислоти, переважно, одного або більш з метилакють середній діаметр від 1 до 500 мкм, більш перилату або етилакрилату, і одного . або більше реважно, від 5 до 50 мкм, найбільш переважно, від зшиваючих багатофункціональних мономерів. 10 до 50 мкм. Кількість пропеленту в розширюваТемпература розм'якшення полімерної оболольних мікросферах складає, переважно, від 5 до нки, звичайно відповідна її температурі склування 40% мас., більш переважно, від 10 до 40% мас., ((Tст),(Tg)), знаходиться, переважно, в інтервалі від найбільш переважно, від 15 до 40% мас., зокрема, 0 до 100°С, найбільш переважно, від 30 до 90°С. найбільш переважно, від 20 до 35% мас. Пропелент являє собою вуглеводень або суТермін «розширювальні мікросфери», як викоміш вуглеводнів, переважно, що має температуру ристано тут, належать до розширювальних мікрокипіння не вищу за температуру розм'якшення сфер, які не були попередньо розширені, тобто до термопластичної полімерної оболонки. Темперанерозширених розширювальних мікросфер. тура кипіння при атмосферному тиску знаходитьІнший аспект даного винаходу належить до ся, переважно, в інтервалі від -50 до 100°С, найспособу отримання термопластичних розширювабільш переважно, від -20 до 50°С, зокрема, льних мікросфер, як описано вище. Спосіб вклюнайбільш переважно, від -20 до 30°С. Пропелент чає полімеризацію мономерів з етиленовою ненаможе складатися по суті з щонайменше одного з сиченістю, як описано вище, в, переважно, водній метану, етану, пропану, ізобутану, н-бутану і несуспензії в присутності пропеленту, як описано опентану, але може також додатково містити один вище, з отриманням мікросфер, які містять поліабо більше інших вуглеводнів, наприклад, в кільмерну оболонку, капсулюючу вказаний пропелент. кості від 0 до 50% мас. пропеленту. Приклади таЩо стосується типів і кількостей мономерів і проких вуглеводнів включають н-пентан, ізопентан, пеленту, вони вказані в приведеному вище описі циклопентан, гексан, ізогексан, неогексан, циклорозширювальних мікросфер. Отримання може гексан, гептан, ізогептан, октан і ізооктан. Крім них слідувати таким же принципам, як описано в раніможуть також використовуватися інші типи вуглеше вказаних патентах США №№ 3615972, воднів, такі як петролейний ефір, або хлоровані 3945956, 4287308, 5536756, 6235800, 6235394 і або фторовані вуглеводні, такі як метилхлорид, 6509384, ЕР 486080, ЕР 1054034, ЕР 1288272 і ЕР метиленхлорид, дихлоретан, дихлоретилен, трих1408097, WO 2004/072160 і викладена Японська лоретан, трихлоретилен, трихлорфторметан, заявка №1987-286534. перфторовані вуглеводні, фторовмісні прості ефіУ варіанті даного винаходу мікросфери отрири тощо. Переважні пропеленти містять ізобутан, мують періодичним способом, і полімеризація моокремо або в суміші з одним або більше інших же бути проведена, як описано нижче, в реакційній вуглеводнів. Кількість ізобутану в пропеленті склапосудині. На 100 мас.ч. мономерної фази (відповідає, переважно, від 50 до 100% мас., найбільш дно включаючої мономери і пропелент, пропорції переважно, від 75 до 100% мас. яких визначають пропорції мономерів в полімерній Tstart розширювальних мікросфер складає, пеоболонці і кількість пропеленту в кінцевому продуреважно, від 50 до 110°С, найбільш переважно, від кті) змішують і гомогенізують один або більше іні70 до 100°С. Ттах розширювальних мікросфер ціаторів полімеризації, переважно, в кількості від складає, переважно, від 100 до 200°С, найбільш 0,1 до 5 мас.ч., водну фазу, переважно, в кількості переважно, від 120 до 170°С. від 100 до 800 мас.ч. і один або більше, переважКрім полімерної оболонки і пропеленту мікроно, твердих колоїдальних суспендуючих агентів, сфери можуть містити інші речовини, що вводятьпереважно, в кількості від 1 до 20 мас.ч. Розмір ся в процесі їх отримання, звичайно в кількості від крапель мономерної фази визначає розмір готових 0 до 20% мас., переважно, від 1 до 10% мас. Прирозширювальних мікросфер відповідно до принкладами таких речовин є тверді суспендуючі речоципів, описаних в патенті США 3615972, які можуть вини, такі як один або більше представників з набути застосовні для всіх подібних способів отриступного: крохмаль, зшиті полімери, камедевий мання з різними суспендуючими агентами. Темпеагар, похідні целюлози, такі як, наприклад, метилратура відповідно підтримується в інтервалі від 40 целюлоза, гідроксипропілметилцелюлоза, гідрокдо 90°С, переважно, від 50 до 80°С, тоді як відпосіетилцелюлоза і карбоксиметилцелюлоза, діоксид відний рН залежить від суспендуючого агента, що кремнію, колоїдальні глини, такі як, наприклад, використовується. Наприклад, високий рН, перевапняк і бентоніт, і/або одна або більше солей, важно, від 5 до 12, найбільш переважно, від 6 до оксидів або гідроксидів металів, наприклад, Аl, Са, 10, є відповідним, якщо суспендуючий агент вибMg, В a, Fe, Zn, Ni і Μn, наприклад, один або більраний з солей, оксидів або гідроксидів металів, ше представників з наступного: фосфат кальцію, подібних Са, Mg, Ba, Zn, Ni і Mg, наприклад, однокарбонат кальцію, гідроксид магнію, сульфат баго або більше представників з наступного: фосфат рію, оксалат кальцію і гідроксиди алюмінію, заліза, кальцію, карбонат кальцію, гідроксид магнію, оксид цинку, нікелю або магнію. Якщо присутні, вказані магнію, сульфат барію, оксалат кальцію і гідрокситверді суспендуючі агенти звичайно розташовані, ди цинку, нікелю або марганцю. Низький рН, переголовним чином, на зовнішній поверхні полімерної важно, від 1 до 6, найбільш переважно, від 3 до 5, оболонки. Однак, навіть якщо суспендуючий агент є відповідним, якщо суспендуючий агент вибраний був введений в процесі отримання мікросфер, він з крохмалю, метилцелюлози, гідроксипропілметиможе бути вимитий на останній стадії і, таким чилцелюлози, карбоксиметилцелюлози, камедевого агару, діоксиду кремнію, колоїдальних глин або 9 91264 10 оксидів або гідроксидів алюмінію або заліза. КожІнший аспект даного винаходу належить до ний з вищезгаданих агентів має різний оптимальрозширених мікросфер, отриманих розширенням ний рН в залежності, наприклад, від розчинності. розширювальних мікросфер, як описано вище, Для того, щоб поліпшити ефект суспендуючого наприклад, до частинок діаметром в 2-5 разів біагента, можна також вводити невеликі кількості льше, ніж діаметр нерозширених мікросфер. Гусодного або декількох промоторів, наприклад, від тина розширених мікросфер може складати, на0,001 до 1% мас. Звичайно такі промотори є оргаприклад, від 0,005 до 0,06 г/см3. Розширення нічними матеріалами і можуть бути вибрані, наздійснюється нагріванням розширювальних мікроприклад, з одного або більше представників з насфер до температури вище Tstart. Верхня темпераступного: водорозчинні сульфовані полістироли, турна межа визначається моментом, коли мікросальгінати, карбоксиметилцелюлоза, гідроксид або фери починають руйнуватися, і залежить від хлорид тетраметиламонію або водорозчинні комконкретного складу полімерної оболонки і пропеплексні смолисті продукти конденсації аміну, такі ленту. В більшості випадків відповідною є темпеяк водорозчинні продукти конденсації діетаноларатура від 80°С до 150°С. Густина розширених міну і адипінової кислоти, водорозчинні продукти мікросфер може регулюватися вибором темпераконденсації етиленоксиду, сечовини і формальдетури і часу нагрівання. Розширення може бути гіду, поліетиленимін, полівініловий спирт, полівініздійснене будь-яким відповідним способом нагрілпіролідон, полівініламін, амфотерні матеріали, вання в будь-якому відповідному пристрої, як опитакі як білкові матеріали, матеріали, подібні желасано, наприклад, в ЕР 0348372, WO 004/056549 тину, клею, казеїну, альбуміну, глутіну тощо, неіабо WO 2006/009643. онні матеріали, подібні метоксицелюлозі, іонні Розширювальні і розширені мікросфери даноматеріали, звичайно класифіковані як емульгатого винаходу використовуються в різних застосури, такі як мила, алкілсульфати і сульфонати і довваннях, таких як отримання паперу, друкарські голанцюжкові четвертинні амонієві сполуки. фарби (такі як водяні фарби, фарби на розчинниМоже використовуватися традиційна радикаках, пластизолі, УФ-отверджувані фарби тощо, льна полімеризація, і ініціатори відповідно вибинаприклад, для тканини, шпалер тощо), мастики, раються з одного або більше таких органічних пегерметики, той-глини, підводні покриття, клеї, віроксидів, як діалкілпероксиди, діацилпероксиди, д'єднувальні клеї, штучна шкіра, натуральна шкіра, складні пероксиефіри, пероксидикарбонати або фарба, неткані матеріали, папір і картон, покриття азосполуки. Прийнятні ініціатори включають дице(наприклад, покриття проти ковзання тощо) для тилпероксидикарбонат, ди-(4-третрізних матеріалів, таких як папір, картон, пластики, бутилциклогексил)пероксидикарбонат, діоктаноїлметали і тканина, вибухові речовини, кабельна пероксид, дибензоїлпероксид, ділауроїлпероксид, ізоляція, термопласти (такі як поліетилен, полівідидеканоїлпероксид, трет-бутилперацетат, третнілхлорид і етиленвінілацетат) або термопластичні бутилперлаурат, трет-бутилпербензоат, третеластомери (такі як співполімер стирол-етиленбутилгідропероксид, гідропероксид кумолу, етилбутилен-стирол, співполімер стирол-бутадієнпероксид кумолу, диізопропілгідроксидикарбокстирол, термопластичні поліуретани і термоплассилат, 2,2'-азобіс-(2,4-диметилвалеронітрил), 2,2'тичні поліолефіни), бутадієнстирольний каучук, азобіс-(ізобутиронітрил), 1,1'-азобіс(циклогексан-1натуральний каучук, вулканізований каучук, силікарбонітрил), диметил-2,2'-азобіс-(2конові каучуки, термоотверджувані полімери (такі метилпропіонат), 2,2'-азобіс-[2-метил-N-(2-гідроксіяк епоксиди, поліуретани і складні поліефіри). У етил)протонамід] тощо. Полімеризацію можна тадеяких з вказаних застосувань розширені мікроскож ініціювати випромінюванням, таким як іонізуюфери є особливо переважними, таких як мастики, че випромінювання високої потужності. герметики, той-глини, натуральна шкіра, фарба, Коли полімеризація по суті закінчується, міквибухові речовини, кабельна ізоляція і термоотверосфери звичайно виходять як водна суспензія рджуючі полімери (наприклад, епоксиди, поліуреабо дисперсія, яка може використовуватися як тани і складні поліефіри). У деяких випадках можтака або збезводнюватися будь-яким традиційним на використати суміш розширених і способом, таким як фільтрація через шар, фільтрозширювальних мікросфер даного винаходу, нарація під тиском, фільтрування через листовий приклад, в підводних покриттях, силіконових кауфільтр, ротаційне фільтрування, фільтрування чуках і легковагових пенопластах. через стрічковий фільтр або центрифугування, з Ще один аспект даного винаходу належить до отриманням так званого сирого осаду. Однак можводної суспензії, яка містить термопластичні розна також висушити мікросфери будь-яким традиширювальні мікросфери, як описано вище, переційним способом, таким як сушіння розпиленням, важно, в кількості від 5 до 55% мас., найбільш пестелажне сушіння, сушіння в тунельних сушарках, реважно, від 20 до 55% мас. Така суспензія ротаційне сушіння, сушіння в барабанних сушарвикористовується для різних застосувань розшиках, пневматичне сушіння, турбостелажне сушіння, рювальних мікросфер, включаючи, наприклад, сушіння в дискових сушарках або сушіння в псевотримання паперу. Суспензія, переважно, містить дозрідженому шарі. також щонайменше один згущувач, переважно, Якщо потрібно, мікросфери на будь-якій стадії сумісний з отриманням паперу. Приклади таких можуть бути оброблені для зниження кількості згущувачів включають щонайменше частково возалишкових непрореагувавших мономерів, напридорозчинні полімери, вибрані з групи, яка складаклад, будь-якою технологією, описаною у вказаних ється з наступного: крохмаль, камеді, целюлоза, раніше WO 2004/072160 або US 4287308. хітини, хітозани, глікани, галактани, пектини, манани, декстрини, співполімери, отримані з моно 11 91264 12 мерів, які містять акрилову кислоту або її солі (пеприблизно 0,1 до приблизно 15% мас., найбільш реважно, до 50% мол., найбільш переважно, до переважно, від приблизно 0,1 до приблизно 10% 20% мол., акрилової кислоти або її солі), гомо- і мас., зокрема, найбільш переважно, від приблизно співполімери, отримані з мономерів, які містять 0,5 до приблизно 10% мас. ефір або аміди акрилової кислоти, гомо- і співпоВсі згущувачі і інші добавки, розглянуті в будьлімери, отримані з мономерів, які містять метакриякій з раніше вказаних заявок WO 2006/068573 і лову кислоту, її ефір або аміди, латекси каучуку, WO 2006/068574, можуть бути використані у водполі(вінілхлорид) і співполімери, полівініловий ній суспензії винаходу в переважних кількостях, складний ефір) і співполімери (наприклад, з етитакож розглянутих тут. леном), полівініловий спирт), поліаміни, поліетиОкремі аспекти даного винаходу належать до ленимін, поліетилен/поліпропіленоксиди, поліурезастосування розширювальних мікросфер, як опитан і преконденсати амінопласту і фенопласту, сано вище, в друкарських фарбах і в отриманні такі як сечовина/формальдегідні, сечовипаперу з вихідної сировини, яка містить целюлозні на/меламін/формальдегідні або феволокна, в штучній шкірі і в нетканих матеріалах. нол/формальдегідні і поліамідоамінепіхлоргідрині При використанні в друкарських фарбах, зоксмоли. Приклади прийнятних камедей включають рема, у водних друкарських фарбах, розширювагаргуми, тамаринд-гуми, гуми бобів робінії, гуми льні мікросфери, переважно, сирі нерозширені вики, камедь карайї, гумію, акацію, ксантан-гуми мікросфери, вводяться в стандартні рецептури, тощо і їх суміші, з яких особливо переважними є добре відомі фахівцям в даній галузі техніки. Такі гаргуми. Приклади прийнятних целюлоз включарецептури звичайно включають одне або більше ють похідні целюлози, такі як, необов'язково, хімізв'язуючих і один або більше згущувачів. Інші комчно модифікована КМЦ (CMC) (карбоксиметилцепоненти можуть включати, наприклад, пігменти, люлоза) і прості ефіри целюлози, наприклад, антиспінюючі агенти, наповнювачі, хімічні речовиЕГЕЦ (ЕНЕС) (етилгідроксіетилцелюлоза) і ГЕЦ ни для запобігання злущенню або закупорюванню (НЕС) (гідроксіетилцелюлоза), і їх суміші. Хімічно тощо. Друкарські фарби також можуть бути на осмодифіковані похідні целюлози включають, напринові акрилатних дисперсій або пластизолей, які клад, целюлозу, модифіковану різними функціонамістять розширювальні мікросфери. Після нанельними групами, такими як четвертинні аміни, інші сення друку мікросфери спінюються при нагріванні аміни, сульфати, сульфонати, фосфати, фосфоперед сушінням або після сушіння фарби. Такі нати, поліетиленоксид і пропіленоксид. друкарські фарби є особливо прийнятними для Щонайменше частково водорозчинний полідруку на тканинах або шпалерах. мер може бути нерозгалуженим, розгалуженим При застосуванні в штучній шкірі розширюваабо зшитим. Середня молекулярна маса може льні мікросфери, переважно, сухі нерозширені варіюватися в широких межах в залежності від мікросфери, використовуються в стандартних ревиду полімеру. В більшості випадків переважна цептурах в стандартній технології, відомій фахівсередня молекулярна маса становить щонайменцям в даній галузі техніки, наприклад, в поверхнеше 500, більш переважно щонайменше 2000, і, вому шарі багатошарової штучної шкіри, найбільш переважно щонайменше 5000. Верхня наприклад, типу замші або будь-якого типу струкмежа не є критичною, і в більшості випадків серетури. Штучна шкіра може бути отримана будь-яким дня молекулярна маса складає, переважно, до стандартним способом, таким як спосіб вивільнен50000000, більш переважно, до 10000000, найня паперу, пряме нанесення тканого або нетканого більш переважно, до 1000000. матеріалу або спосіб коагуляції, з будь-якого станОсобливо переважні полімери включають кродартного матеріалу, такого як поліуретан хмаль, КМЦ, ЕГЕЦ, гаргум, поліамідоамінепіхлор((ПУ)(РU)), полівінілхлорид ((ПВХ) (PVC)) і їх сумігідрині смоли, співполімери акрилової кислоти з ші. Звичайно штучна шкіра, отримана будь-яким з іншими мономерами (наприклад, з акриламідом) і вищезгаданих способів, покривається пастою ПУ гомо- або співполімери поліакриламідів, поліаміну, або ПВХ, що містить розширювальні мікросфери, і полі-(вініловий спирт) і поліетипотім нагрівається для спінювання мікросфер. лен/поліпропіленоксидів. У отриманні паперу розширювальні мікросфеОдин або більше щонайменше частково водори, переважно, використовуються для збільшення розчинних полімерів, ефективних як згущувач, об'єму паперу, але альтернативно можуть служити переважно, присутні в кількості, достатній для стаіншим цілям. Мікросфери тоді, переважно, ввобілізації суспензії проти значної седиментації або дяться у вихідну сировину, яка містить целюлозні флотації мікросфер в такій мірі, що вони не моволокна, яка потім збезводнюється і сушиться, в жуть бути повторно дисперговані. У багатьох виякій розширяються мікросфери. У більшості випападках це може бути досягнуто введенням достатдків розширення сприяє збільшенню об'єму папеньої кількості полімеру з отриманням переважної ру. в'язкості суспензії від приблизно 150 до приблизно Спеціальний аспект даного винаходу нале1000 мПас при 25 °С, найбільш переважно, від жить до способу отримання паперу, який включає приблизно 200 до приблизно 600 мПас при 5°С стадії введення термічно розширювальних мікро(належить до вимірювання віскозиметром Anton сфер, як описано вище, у вихідну сировину, яка Paar DV-1P, обладнаним веретеном L3). Кількість, містить целюлозні волокна, зневоднення сировини необхідна для стабілізації суспензії, залежить від на дротяній сітці з отриманням паперу і сушіння полімеру і інших обставин, таких як рН. У багатьох паперу при підведенні тепла і тому також зростанвипадках переважний вміст щонайменше частково ні температури мікросфер, достатньому для їх водорозчинного полімеру в суспензії складає від розширення і збільшення об'єму паперу. 13 91264 14 Кількість розширювальних мікросфер, які ввощо включає передачу тепла паперу, такий як кондяться у вихідну сировину, складає, переважно, тактне сушіння (наприклад, нагрітими валками), від 0,1 до 20% мас., найбільш переважно, від 0,2 сушіння з примусовою конвекцією (наприклад, гадо 10% мас., сухих мікросфер сухого вмісту у вихірячим повітрям), інфрачервона технологія або їх дній сировині. Може використовуватися будь-який комбінації. У разі контактного сушіння температура відомий в техніці тип папероробної машини. поверхонь контакту, наприклад, валків, складає, Термін «папір», як використано тут, включає переважно, від 20 до 150°С, найбільш переважно, всі види целюлозовмісних продуктів в формі листа від 30 до 130°С. Папір може пройти через ряд з або полотна, включаючи, наприклад, плиту, картон декількох валків, наприклад, до 20 або більше, із і товстий папір. Встановлено, що особливо доцізбільшенням температури. льно використовувати даний винахід для отриЦелюлозні волокна у вихідній сировині момання плити, картону і товстого паперу, зокрема, з жуть, наприклад, походити з пульпи, отриманої з базовою масою від 50 до 1000 г/м2, переважно, від будь-якого вигляду рослин, переважно, такої де150 до 800 г/м2. ревини, як тверда деревина і м'яка деревина. ЦеПапір може бути отриманий як одношаровий люлозні волокна можуть також частково або повніпапір або багатошаровий папір. Якщо папір місстю походити з вторинного паперу, і було тить три або більше шари, розширювальні мікросвстановлено, що в цьому випадку винахід дає нефери можуть бути введені в частини вихідної сисподівано хороші результати. ровини, створюючи один або декілька з вказаних Розширювальні мікросфери можуть вводитися шарів, наприклад, тільки в частини вихідної сиров будь-якій формі, хоч, з практичної точки зору, вини, не створюючи будь-який з двох зовнішніх найбільш переважно, вводити їх в формі водної шарів. суспензії, як описано вище. Вихідна сировина містить від 50 до 100% мас., Даний винахід, крім того, описаний в зв'язку з найбільш переважно, від 70 до 100% мас. целюлонаступними прикладами, які, однак, не повинні зних волокон по відношенню до сухого матеріалу. інтерпретуватися як обмежуючі об'єм винаходу. Перед зневодненням вихідна сировина, крім розЯкщо не встановлено інше, всі частини і відсоткові ширювальних мікросфер, може також містити один вмісти належать до частин і процентів за масою. або більше наповнювачів, наприклад, мінеральні Властивості розширення мікросфер визначанаповнювачі, такі як каолін, фарфорова глина, ють на установці Mettler TMA 40 з процесором діоксид титану, гіпс, тальк, крейда, мелений марТС15ТА і персональним комп'ютером з программур або осаджений карбонат кальцію, і, необов'язним забезпеченням STARe, використовуючи швидково, інші добавки, що звичайно використовуютькість нагрівання 20°С/хв. і навантаження (net.) 0,06 ся, такі як добавки утримання, проклеюючі агенти, Η. Tstart являє собою температуру, при якій починасполуки алюмінію, барвники, смоли, що зміцнюють ється спінювання, Тmах являє собою температуру, у вологому стані, оптичні освітлюючі агенти тощо. при якій досягається максимальне розширення, і Приклади сполук алюмінію включають галуни, ТМА-густина являє собою густину мікросфер при алюмінати і поліалюмініеві сполуки, наприклад, Тmах. поліалюмінійхлориди і сульфати. Приклади добаРозмір частинок і розподіл частинок за розмівок утримання включають катіоні полімери, аніоні ром визначається лазерним скануванням на принеорганічні матеріали в поєднанні з органічними ладі Malvern Mastersizer Hydro 2000 SM на сирих полімерами, наприклад, бентоніт в поєднанні з зразках. Середній розмір частинок представлений катіонними полімерами або креміземвмісні золи в як середній об'ємний діаметр d(0,5). поєднанні з катіонними полімерами або катіонниКількість пропеленту визначається термограми і аніонними полімерами. Приклади проклеюювметричним аналізом (ТГА) на приладі Mettler чих агентів включають взаємодіючі з целюлозою Toledo TgA/SDTA851e. Всі зразки перед аналізом проклеюючі речовини, такі як алкілкетендимери і сушать для того, щоб видалити як можна більше алкенілянтарний ангідрид, і невзаємодіючі з целювологи і, якщо присутні, також залишкові мономелозою проклеюючі речовини, такі як каніфоль, ри. Аналізи проводять в атмосфері азоту з викорикрохмаль і інші полімерні проклеюючі речовини, станням швидкості нагрівання 20°С/хв.-1, починаюнаприклад, співполімери стиролу з вінільними мочи з 30°С. номерами, такими як малеїновий ангідрид, акриПриклад 1 лова кислота і її алкілові ефіри, акриламід тощо. Реакційну суміш, що містить Мg(ОН)2При сушінні папір, а тому також мікросфери, стабілізовані органічні краплі у воді, отримують переважно, нагріваються при температурі від 50 змішуванням фаз і інтенсивним перемішуванням до 150°С, найбільш переважно, від 60 до 110°С. до досягнення прийнятного розміру крапель. ВодЦе дає розширення мікросфер і тому також збільна дисперсія містить 3,2 ч. Mg(OH)2 і 331 ч. води. шення об'єму паперу. Значення вказаного збільОрганічні краплі містять 2,0 ч. дилаурилпероксиду, шення об'єму залежить від різних чинників, таких 38 ч. ізобутану, 52,0 ч. акрилонітрилу, 28,0 ч. метаяк походження целюлозних волокон і інших компокрилонітрилу, 20,0 ч. метилакрилату і 0,3 ч. трименентів у вихідній сировині, але в більшості випадтилолпропантриметакрилату. Полімеризацію здійків складає від 5 до 70% або більш від масового снюють при 62°С в герметичному реакторі при процентного вмісту мікросфер у висушеному паперемішуванні. Після охолоджування до кімнатної пері в порівнянні з таким же виглядом паперу без температури зразок отриманої суспензії мікросфер введення розширювальних мікросфер або будьвидаляють для визначення розподілу частинок за якого іншого агента спінювання. Може використорозміром. Після фільтрації, промивання і сушіння вуватися будь-який традиційний спосіб сушіння, частинки аналізують ТМА. Сухі частинки містять 15 91264 16 близько 23% мас. ізобутану і мають середній розшкових мономерів обробкою 6 ч. NaHSO3 протягом мір частинок близько 34 мкм. ТМА-результати 5 год. при 70°С, після чого температура знижуєтьпредставлені в таблиці 1. ся до кімнатної температури, і частинки відділяПриклади 2-24 ються і аналізуються. У прикладі 2 кількість залиМікросфери отримують у множині експерименшкових мономерів знижується обробкою 3,5 ч. тів, проведених як в прикладі 1, за винятком моNaHSO3, а в прикладах 18 і 22-1,4 ч. NaHSO3. У номерів і пропелентів, які вводять відповідно до прикладі 17 кількість залишкових мономерів знитаблиці 1. Кількість води і Mg(OH)2 в прикладах жується обробкою 8,6 ч. 25% NH3 і 30 ч. води проваріюються в інтервалі 235-365 ч. і 2,2-4,8 ч., відтягом 1 год. при 70°С з подальшим доданням 1,5 повідно. Завдяки невеликим відмінностям в рецепч. (NH4)2S2O8, розчиненого в 17 ч. води і продовтурах в різних полімеризаційних реакторах відсутженням реакції протягом 4 год. при 70°С, після ній вплив на термічні властивості полімеризованих чого температура знижується до кімнатної темпечастинок. У прикладах 3, 4, 7 і 10 перед обробкою ратури, і частинки відділяються і аналізуються. частинок поза реактором знижують кількість залиРезультати аналізу представлені в таблиці 1. Таблиця 1 Аналітичні результати для прикладів 1-24 і кількість різноманітних використовуваних хімічних речовин, виражені в мас. ч. Приклад AN ΜΑΝ Χ IB IP 1, Х=МА 2, X=МА 3, Х=МА 4, Х=МА 5, X=ЕА 6, X=ЕА 7, X=ЕА 8, X=ВА 9, X=ВА 10, Х=ВА 11, Х=ММА 12, Х=ЕМА 13, X=BMA 14 15, Χ=ΜΑ 16, Χ=ΜΜΑ 17 18, Χ=ΜΑ 19, Χ=ΜΜΑ 20, Χ=ΜΑ 21, Χ=ΜΑ 22, Χ=ΜΑ 23, Χ=ΜΑ 24, Χ=ΜΑ 52 60 45 60 62 59 52 62 59 52 52 52 52 65 52 52 65 52 52 52 65 45 52 55 28 30 25 20 33 31 28 33 31 28 28 28 28 35 28 28 35 28 28 28 15 25 28 30 20 10 30 20 5 10 20 5 10 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 30 20 15 38 34 38 38 35 35 38 35 35 38 38 38 38 34 33 34 35 35 33 38 38 35 23 35 Розмір (мкм) 34 34 40 36 29 25 30 28 28 28 25 27 25 32 34 27 44 12 15 28 30 12 23 39 Пропелент (% мас.) 23 27 22 21 17 22 16 19 18 22 20 11 12 25 19 26 25 21 18 23 19 20 20 26 Tstart (°С) 90 104 93 97 106 98 94 104 97 95 92 90 94 115 121 112 113 100 99 92 93 95 94 98 Тmах (°С) 163 177 151 156 185 176 162 184 171 149 157 150 137 185 156 151 186 141 140 158 160 135 159 180 ТМА-густина (г/л) 4,0 6,7 5,2 8,9 8,5 5,1 6,5 13,2 11,5 23,0 5,3 9,7 45,4 5,2 7,2 7,9 8,4 9,1 14,6 4,5 9,9 9,0 5,1 4,3 ΑΝ - акрилонітрил, MAN - метакрилонітрил, ΜΑ - метилакрилат, ЕА - етилакрилат, ΒΑ - бутилакрилат, ММА - метилметакрилат, ЕМА - етилметакрилат, ВМА - бутилметакрилат, IB - ізобутан, IP - ізопентан. Прозорість сухих мікросфер з прикладів 18 і 19 аналізують у відповідності з ISO 2470 за допомогою рефлектометра Zeiss Elrepho, вимірювання дифузійного показника відображення блакитного, світло з довжиною хвилі 457 нм, і з використанням паперу-прототипу 59,65. Однак, завдяки необхідності держателя зразка для порошків, показник відображення мікросфер може бути виміряний тільки через скляний диск, що дає зниження показника відображення приблизно на 11% (одиниць відсотка). Таким чином, цифри, отримані зі зниженням показника відображення, означають, що істинні значення прозорості є приблизно на 11 одиниць відсотка вище. Як прототип використову ють комерційний продукт мікросфер, що мають полімерну оболонку з 58% вінілденхлориду, 33% акрилонітрилу і 9% метилметакрилату і ізобутану як пропелент. Результати приведені в таблиці 2. Таблиця 2 Прозорість мікросфер Приклад 18 Приклад 19 Прототип Прозорість (%) 75,9 78,6 60,1 17 91264 18 Сухі мікросфери з прикладів 20 і 21 випробося характеристики спінювання. Як прототип комевують на стійкість до розчинників. Кожний зразок рційний продукт мікросфер, що мають полімерну змішують зі сумішшю розчинників, що складається оболонку з 22% вінілденхлориду, 60% акрилонітз 2-бутанону і ДМФ (90/10 мас./мас.), і витримують рилу і 18% метилметакрилату і ізобутану як пропротягом 7 днів при кімнатній температурі. Після пеленту, обробляють таким же чином. Результати вказаної обробки мікросфери фільтрують і сушать приведені в таблиці 3. і знов аналізують ТМА, щоб визначити, як змінилиТаблиця 3 Стійкість до суміші 2-бутанон/ДМФ 90/10 Розширення перед витримкою в розчин- Розширення після витримки в розчиннинику ку протягом 1 тижня Примітка Tstart (°С) Тmах (°С) ТМА-густина (г/л) Tstart (°С) Тmах (°С) ТМА-густина (г/л) Приклад 20 92 158 4,5 73 161 44,9 Приклад 21 93 160 9,9 97 161 13,6 Прототип 99 150 12,3 107 148 106,2 Руйнується Мікросфери Видно, що мікросфери винаходу значно менше зазнають впливу суміші розчинників, ніж мікросфери прототипу, отримані з високих кількостей вініліденхлоридних мономерів. Можна також бачити, що мікросфери прикладу 21, отримані з високим вмістом акрилонітрильних мономерів, мають найкращу стійкість до розчинників. Приклад 25 Одношаровий товстий папір з базовою масою приблизно 300 г/м2 отримують на пілотній папероробній машині з машинною швидкістю 4 м/хв., що не має зворотної технологічної води. Пульпа містить 42,5% мас. твердої деревини, 42,5% мас. м'якої деревини і 15,0% мас. наповнювача МКК (GCC) (меленого карбонату кальцію) і розмелюється до Shopper-Riegler-значення 25 SR, і потім диспергується з отриманням пульпи суспензія/вихідна сировина. Водну суспензію розширювальних мікросфер перед змішувальною камерою вводять у вихідну сировину в кількості приблизно 2,0% мас. сухих мікросфер сухої речовини у вихідній сировині. Як добавку утримування використовують Compozil і як проклеюючу речовину використовують AKD. У секції сушіння паперове полотно нагрівають валками, що мають температурний профіль від 65 до 122°С. Випробовують розширювальні мікросфери з прикладів 3, 4, 18 і 22. Для стабілізації від флотації або седиментації в суспензію мікросфер вводять Gohseran L-3266 (полівініловий спирт, модифікований сульфокислотою). Як мікросфери-прототипи випробовують комерційно доступні суспензії мікросфер з мікросферами, які мають полімерну оболонку з 73% вініліденхлорду, 24% акрилонітрилу і 3% метилметакрилату і які мають ізобутан як пропелент, і з Solvitose C5 (крохмаль) від фірми Avebe Starches North Europe як згущувач. Для того, щоб визначити утримання мікросфер, зразки паперу відбирають перед секцією пресування для визначення кількості мікросфер (з використанням ГХ). Утримання розраховують за веденням мікросфер і вмісту мікросфер в папері. Крім того, зразки з висушеного паперу відбирають для визначення об'єму і товщини. Результати показані в таблиці 4. Таким же чином отримують одношаровий товстий папір з базовою масою приблизно 80 г/м2. Мікросфери з прикладів 3 і 4 випробовують разом з мікросферами-прототипами. Результати показані в таблиці 5. Таблиця 4 Базова маса приблизно 300 г/м2 AN/MAN/MA в полімерній оболонці (% мас.) 45/25/30 (Приклад 22) 52/28/20 (Приклад 18) 45/25/30 (Приклад 3) 60/20/20 (Приклад 4) Прототип 1 VDC/AN/MMA Прототип 2 VDC/AN/MMA Кількість пропеленту (% мас.) 20 21 22 21 14 17 Розмір час- Утримування Збільшений об'єм (% від відсотковотинок (мкм) (%) го вмісту утримуваних мікросфер) 12 12 40 36 14 20 28 21 39 50 78 70 20 10 71 54 16 23 AN - акрилонітрил, MAN - метакрилонітрил, МА - метилакрилат, VDC - вініліденхлорид, ММА - метилметакрилат 19 91264 20 Таблиця 5 Базова маса приблизно 80 г/м2 AN/MAN/MA в полімерній оболонці (% мас.) 45/25/30 (Приклад 3) 60/20/20 (Приклад 4) Прототип 1 VDC/AN/MMA Прототип 2 VDC/AN/MMA Кількість пропеленту (% мас.) 22 21 14 17 Розмір час- Утримування Збільшений об'єм (% від відсотковотинок (мкм) (%) го вмісту утримуваних мікросфер) 40 36 14 20 47 44 77 57 59 72 9 21 AN - акрилонітрил, MAN - метакрилонітрил, МА - метилакрилат, VDC - вініліденхлорид, ММА - метилметакрилат Результати показують, що загальна тенденція полягає в тому, що збільшення об'єму паперу від мікросфер, які не містять хлор, за даним винаходом є порівнянним із збільшенням об'єму паперу від мікросфер, які містять хлор. Також видно, що частинки з великим діаметром дають дуже високе збільшення об'єму. Приклад 2 Мікросфери з прикладів 11 і 23 випробовують в ПВХ-пластизолі при змішенні 4% мас. сухих мікросфер з використанням диска розчинника із попередньо змішаною рецептурою пластизолю, що складається з 100 ч. ПВХ (Pevikon P682 від Hydro), 57 ч. діізононілфталату, 3 ч. епоксидованої соєвої олії (Edenol D81 від Cognis), 1 ч. барію-цинкового стабілізатора (Mark BZ 505 від Crompton) і 3 ч. бутилбензилфталату. Плівковим іплікатором із зазором 250 мкм роблять витяжки. Одну з витяжок желюють при 100°С протягом 45 сек., і товщина неспіненої витяжки становить 160 мкм, виміряна приладом для визначення товщини покриття Elcometer 355 Standard. Інші витяжки спінюють протягом 60 сек. при 140-200°С, визначають товщину аналогічним чином і коефіцієнти спінювання розраховують розподілом на товщину неспіненого шару. Як для желювання, так і для спінювання використовують термошафу гарячого повітря ла Комп’ютерна верстка О. Гапоненко бораторної сушарки Mathis. Таким же чином випробовують комерційно доступний сорт мікросфер, що мають полімерну оболонку з 58% акрилонітрилу і 42% метилметакрилату і що мають ізобутан як пропелент. Коефіцієнти розширення представлені в таблиці 6. Таблиця 6 Коефіцієнти розширення мікросфер в ПВХ-пластизолі Температура Приклад 11 Приклад 23 Прототип (°С) 140 2,3 3,7 1,8 150 3,4 4,8 2,3 160 4,1 5,3 2,6 170 4,3 5,6 2,5 180 4,3 5,9 2,4 190 4,6 5,9 2,3 200 4,7 5,6 2,1 Результати показують, що коефіцієнти розширення пластизолю з мікросферами за даним винаходом є вищими в порівнянні з коефіцієнтами розширення з мікросферами-прототипами. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Thermally expandable thermoplastic microspheres, method of their producing, use, water suspension containing them and method for manufacture of paper

Автори англійською

Nordin Ove, Stroem Helene, Nyholm Christina, Hammer Claes

Назва патенту російською

Термопластичные термически расширяемые микросферы, способ их получения, использования, водная суспензия, которая их содержит, и способ получения бумаги

Автори російською

Нордин Ове, Стрем Хелене, Нюхольм Кристина, Хаммер Клаэс

МПК / Мітки

МПК: B01J 13/00, D21H 21/00, D06N 3/00

Мітки: паперу, застосування, термопластичні, одержання, містить, розширювані, спосіб, водна, мікросфери, термічної, суспензія

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/10-91264-termoplastichni-termichno-rozshiryuvani-mikrosferi-sposib-kh-oderzhannya-zastosuvannya-vodna-suspenziya-shho-kh-mistit-ta-sposib-oderzhannya-paperu.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Термопластичні термічно розширювані мікросфери, спосіб їх одержання, застосування, водна суспензія, що їх містить, та спосіб одержання паперу</a>

Подібні патенти