Композиція для просочення целюлозовмісних матеріалів і виробів на їх основі

Реферат: Винахід належить до деревообробної, будівельної та легкої галузей промисловості, а саме до складу для просочення целюлозовмісних матеріалів та деталей на їх основі з метою підвищення їх гідрофобності і вогнестійкості. Задача винаходу полягає в удосконаленні відомої композиції з введенням до неї сполук, які надають підвищену гідрофобність і вогнестійкість. Виконання цієї задачі досягається тим, що як просочувальний агент використовують алкоксипохідні ортотитанової кислоти (індивідуальні або у суміші) формули: [(R'X)TiO(3-x)/2(OR)x]n, (I) x = 3-0, n=1-30, де RO- - залишок аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови алкоксильного радикала на основі спиртів ряду С1-С4 або R'X-; R'X- - залишок: - аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови вищого алкоксильного радикала на основі спиртів ряду С6-С23; - на основі фторвмісних спиртів ряду: HO-CH2-(CF2CF2)m-H, m=1-6; - залишок аліфатичної насиченої чи ненасиченої монокарбонової кислоти або їх суміш ряду С 3С30; та додатково: UA 106816 C2 (12) UA 106816 C2 - алкоксипохідні формули (І), які як R'X- містять у структурі залишок заміщеного чи незаміщеного алканоламіну формули: HO(CH2)kNR"R'", k=2-3, де R", R'" однакові або різні радикали з ряду: -Н, -СН3, -С2Н5; - хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти та агент розкриття ненасичених зв'язків у відповідних ацилоксирадикалах при наступному співвідношенні компонентів в масових частинах: алкоксипохідні титану формули (І) 70,0-5,0 агент розкриття ненасичених зв'язків в ненасичених ацилоксирадикалах відповідних ацилоксипохідних титану 5,0-0,01 розчинник 30,0-95,0 хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти 21,0-1,5 алкоксипохідні титану формули (І) з аміноалкоксигрупами в структурі 21,0-1,5. При використанні такого складу досягається: зниження водопоглинання деревостружкових плит на 10-35 % мас., зниження водорозбухання на 1-15 %, зниження втрати маси при дослідженні на вогнестійкість за методом "вогняної труби" на 20-25 % мас., підвищення міцності при статичному вигині на 2-37 %. UA 106816 C2 5 Винахід належить до деревообробної, будівельної та легкої галузей промисловості, а саме до композиції для просочення целюлозовмісних матеріалів з метою підвищення їх гідрофобності і вогнестійкості. Відома композиція для підвищення вологостійкості целюлозовмісних матеріалів, яка містить індивідуальні сполуки формули R1O R3O 10 15 Si OR2 OR4 , де R1O-, R2O-, R3O-, R4O- - однакові або різні алкоксирадикали нижчих аліфатичних, ароматичних або циклоаліфатичних спиртів або низькомолекулярні продукти їх конденсації, і розчинник [Заявка 8002249 Міжнародна заявка, МКВ А 01 K 67/04, МПК В 27 K 3/34. A process for impregnating cellulosic materials and products hereby obtained / Puehringer J. - № 19800423; опубл. 30.10.80, Бюл. № 9. - 20 с]. Недоліком такої композиції є низька ефективність, яка обумовлена рядом факторів: - для досягнення гідрофобного ефекту потрібна високотемпературна (до 150 °C) тривала (впродовж 6-10 годин) термообробка просоченого матеріалу, що не завжди можливо реалізувати; - в умовах вологи повітря, вищевказані алкоксисполуки кремнію будуть поступово гідролізуватися за схемою: Si(OR1)(OR2)(OR3)(OR4) + 4HOH 20 25 SiO2 + R1OH + R2OH + R3OH + R4OH . Кінцевим продуктом такого гідролізу вихідних сполук (алкоксипохідних кремнію) буде SiO2. Якщо -OR - це залишки нижчих спиртів, то нижчі спирти, що утворюються під час гідролізу, легко вивітрюються з матеріалу. Якщо -OR - залишки ароматичних або циклоаліфатичних спиртів, то спирти, які відокремлюються при гідролізі, мають меншу летючість та залишаються у порах матеріалу довше, ніж нижчі спирти. Це надає матеріалу деякий водовідштовхуючий ефект (гідрофобність), проте несуттєвий та протягом невеликого проміжку часу. З часом, такі сполуки, за рахунок дифузії, будуть випаровуватись у повітря, а водовідштовхувальний ефект буде зменшуватись. При відсутності сильних каталізаторів і термообробки реакція інактивації гідроксильних груп целюлозовмісного матеріалу по схемі: C OH + RO Si C O Si + ROH HO Si C O Si + H2O (целюлози) 30 і по схемі: C OH + (целюлози) 35 40 45 50 неможливі. Двоокис кремнію, який утворюється при повному гідролізі таких алкоксипохідних кремнію, скоріше сприятиме підвищенню вогнестійкості целюлозовмісних матеріалів, ніж впливатиме на гідрофобність. Проте, через невелику кількість адсорбованого на стадії просочення тетраалкоксисилану та незначну кількості двоокису кремнію, що виникає в процесі гідролізу цих сполук, суттєвого зменшення горючості целюлозовмісного матеріалу не спостерігається. Відома також композиція для просочення, яка по технічній суті та одержаному ефекту є найбільш близькою до пропонованого винаходу і включає як просочувальний агент алкоксипохідні титану формули: [(R'X)TiO(3-x)/2(OR)x]n, x = 30, n=130, де RO- - залишок аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови алкоксирадикал ряду С1-С4; R'O- - залишок аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови алкоксирадикалу ряду С6-С23; і розчинник (індивідуальний або складовий), який розчиняє заявлений ряд сполук, при наступному співвідношенні компонентів в масових частинах: - алкоксипохідні титану 70,05,0; - розчинник 30,095,0. 1 UA 106816 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 [Пат. 91969 Україна, МПК (2009) С 07 F 7/28, С 08 G 79/00, С 08 L 85/00, В 27 К 3/34, D 06 Μ 15/00. Алкоксипохідні титану як гідрофобізатори целюлозовмісних матеріалів і виробів з них та склад композиції для просочення / М.Я. Кузьменко, М.В. Бурмістр, С.М. Кузьменко, О.М. Кузьменко (Україна) - № 200607363; заявл. 03.07.06; опубл 27.09.10, Бюл. № 18.] (ПРОТОТИП). І хоча в даному випадку досягнені водовідштовхуючі властивості, просочених такою композицією матеріалів, більш високі, ніж в попередньому випадку, за рахунок наявності в структурі алкоксипохідного титану більш стійких до гідролізу вищих алкоксирадикалів (що мають більшу довжину вуглеводного ланцюга), а також за рахунок можливості протікання реакції переетерифікації з гідроксильними групами целюлози (що призводить до їх інактивації) навіть при нормальних умовах. Однак ефект, який при цьому досягнутий, є недостатнім і не вирішує проблему надання целюлозовмісним матеріалам одночасно і вогнестійкості. В основу винаходу поставлена задача розробки просочувальної композиції, що надає целюлозовмісним матеріалам одночасно як більш високі водовідштовхуючі властивості, так і водостійкість, шляхом введення у композицію, як основи просочувального складу сполук з різною природою вищих алкоксильних радикалів, з'єднаних з атомом титану, та додатково хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти та агенти розкриття ненасичених зв'язків у вищих ацилоксирадикалах, і алкоксипохідні титану, які містять у структурі залишок оксіалканоламінів. Поставлена задача вирішується тим, що у відомій композиції, яка включає просочувальний агент та розчинник, відповідно до винаходу, як просочувальний агент вона містить алкоксипохідні титану (індивідуальні або у суміші) загальної формули: [(R'X)TiO(3-x)/2(OR)x]n, (I) x = 30, n=130, де RO- - залишок аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови алкоксильного радикала на основі спиртів ряду С1-С4 або R'X-; R'X- - залишок: - аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови вищого алкоксильного радикала на основі спиртів ряду С6-С23; - на основі фторвмісних спиртів ряду: HO-CH2-(CF2CF2)m-H, m=16; - залишок аліфатичної насиченої чи ненасиченої монокарбонової кислоти або їх суміш ряду С3-С30; та додатково: - алкоксипохідні формули (І), які як R'X- містять у структурі залишок заміщеного чи незаміщеного алканоламіну формули: HO(CH2)kNR"R'", k=23, де R", R'" однакові або різні радикали з ряду: -Н, -СН3. -С2Н5; - хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти та агент розкриття ненасичених зв'язків у відповідних ацилоксирадикалах при наступному співвідношенні компонентів в масових частинах: алкоксипохідні титану формули (І) 70,05,0 агент розкриття ненасичених зв'язків в ненасичених ацилоксирадикалах відповідних ацилоксипохідних титану 5,00,01 розчинник 30,095,0 хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти 21,01,5 алкоксипохідні титану формули (І) з аміноалкоксигрупами в структурі 21,01,5. Відмінною ознакою заявленого винаходу, у порівнянні з ПРОТОТИПом, є використання в просочувальній композиції, крім алкоксипохідних титану з вищими аліфатичними алкоксирадикалами в структурі і алкоксипохідних титану заявленої формули з фторалкокси-, ацилоксирадикалами, також, обов'язково, алкоксипохідних з аміноалкоксирадикалами в структурі, які у поєднанні з хлоралкоксипохідними ортофосфорної кислоти, надають целюлозовмісним матеріалам (деревині, деревностружковим і деревноволокнистим плитам, фанері, шпону, картону, паперу, тканинам і ін.) не тільки більш високі водовідштовхуючі 2 UA 106816 C2 5 10 15 властивості, але і вогнестійкість; тобто не тільки пролонгований термін експлуатації в умовах підвищеної вологості, але і більшу стійкість до дії полум'я. Причому, при просоченні целюлозовмісних матеріалів з натуральної деревини (шпон, пиломатеріали, картон, папір, тканини а ін., а також з напівфабрикатів, в яких як зв’язуюче використовують карбамідо-, аніліно-, феноло- меламіноформальдегідні смоли), не менше 30 % мас. від рецептурної кількості алкоксипохідних титану формули (І) повинні складати алкоксипохідні з залишками алкоксіаміногруп в структурі, які у цьому випадку, крім того, що надають водовідштовхуючі властивості, за рахунок реакції нижчих алкоксирадикалів з гідроксилами целюлози та їх інактивації, також є постачальниками азоту, в сполученні з яким хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти (до 30 % від маси алкоксипохідного титану) здатні забезпечити синергетичний ефект по підвищенню вогнестійкості. При використанні заявленого ряду алкоксипохідних титану підвищені водовідштовхуючі (гідрофобізуючі) властивості забезпечуються, як за рахунок протікання (у процесі сушіння матеріалу після просочення, при підвищених температурах, і при нормальних умовах) ряду хімічних реакцій, у які вступають нижчі алкоксирадикали (ряду С 1-С4), за наступними схемами: C OH + RO Ti C O + ROH Ti (целюлози) Ti OR + HOH (волога повітря) Ti OR + C OH + RO HO Ti O + ROH Ti OH Ti Ti O Ti C O Ti Ti O + ROH Ti + ROH (целюлози) 20 25 30 35 40 45 з інактивацією гідрофільних гідроксильних груп, так і за рахунок наявності у структурі основи просочувальної композиції частини атомів титану, сполучених з вищими аліфатичними жирними радикалами (алкоксильні, ацилоксильні), які теж надають целюлозовмісним матеріалам водовідштовхуючі властивості (що в якісному плані притаманно і ПРОТОТИПу). Крім того, додаткове введення у просочувальну композицію хлоралкоксипохідних ортофосфорної кислоти і (алкокси)(аміноацилокси)титанатів надає просочувальним матеріалам підвищену стійкість до дії вогню. Також слід враховувати, що за рахунок наявності у заявленому ряду алкоксипохідних ортотитанової кислоти одночасно ацилоксигруп або фторалкоксирадикалів сполучених з атомом титану можлива реалізація між цими групами або галоїдами і атомом титану координаційних міцних взаємодій, що приведе до появи сітки фізичних взаємодій, які посилять водовідштовхуючі властивості, міцність просочених зразків і вогнестійкість. Особливо ці показники зростуть при наявності у просочувальних сполуках ненасичених ацилоксирадикалів, з'єднаних з атомом титану, і при подальшій їх полімеризації після просочення (в процесі висушування просочених матеріалів) у результаті розкриття таких ненасичених зв'язків за допомогою, як ініціаторів полімеризації радикального типу (перекис бензоїну і ін.), так і окислювально-відновлювальних систем (Zn, Mg, Co і інші солі жирних кислот - сикативи). А додаткове введення у композицію хлоралкоксипохідних ортофосфорної кислоти, підвищує вищевказані характеристики просочених матеріалів та виробів на їх основі, особливо вогнестійкість. При цьому між хлором хлоралкоксипохідного ортофосфорної кислоти та титаном також будуть реалізовані координаційні зв'язки, які будуть міцніше утримувати цю добавку у складі просоченого целюлозовмісного матеріалу протягом всього строку експлуатації, що, у свою чергу, забезпечить незмінно високі властивості протягом всього терміну експлуатації. В будь-якому випадку, кожен із розглянутих і діючих факторів, за рахунок формування додаткової сітки більш міцніших координаційних взаємодій між атомами титану та фтору (у фторалкоксирадикалах) або естерними групами (в ацилоксирадикалах), або атомами хлору (у хлоралкоксипохідних ортофосфорної кислоти), або за рахунок розкриття ненасичених зв'язків у 3 UA 106816 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ацилоксирадикалах, буде сприяти наданню целюлозовмісним матеріалам більш високих водовідштовхуючих властивостей і вогнестійкості. Індивідуальні або конденсовані алкоксипохідні ортотитанової кислоти з вищими ацилоксирадикалами в структурі отримують шляхом переетерифікації відповідних алкоксипохідних ортотитанової кислоти індивідуальними монокарбоновими кислотами або їх сумішшю при повному або частковому заміщенні нижчих алкоксирадикалів і оприлюднено в джерелах: 1) Киселев В.В. Исследование пленкообразующих свойств бутилортотитаната и получение термостойких покрытий на его основе / В.В. Киселев, Т.А. Ермолаева // Ж.П.Х. - 1956. - Т. 29, № 2 - С. 288-292; 2) Киселев В.В. Взаимодействие бутилортотитаната с жирными кислотами растительных масел / В.В. Киселев, Т.А. Ермолаева // Ж.П.Х. - 1957. - Т. 30, № 12. - С. 1810-1815; 5 3) Пат. 4999442 США, МПК С 07 F 7/28, С 07 F 7/00. Organo-titanium compounds and surface treating agents/ Sato Masayuki, Kobayashi Noriyuki, Funamoto Akihiko, Kataoka Yoshitoshi, Nippon Soda Co. Ltd (JP) - № 369812; заявл. 22.06.89; опубл. 12.03.91; 4) Одержання алкоксипохідних титану з фторалкоксирадикалами в структурі проводять за методом, оприлюдненим в [Пат. 98040 Україна, МПК (07.2012) С 07 F 7/28 (2006/01) С 07 С 19/00. Спосіб одержання алкоксипохідних титану з фторалкоксирадикалами в структурі / М.Л. Кузьменко, С.М. Кузьменко, О.М. Кузьменко, О.В. Деркач (Україна) - № 201010615; заявл. 02.09.12; опубл. 10.04.12, Бюл. № 7]; 5) Одержання алкоксипохідних титану з алкоксіамінними групами в структурі проводили по методу, що описаний у [Пат. № 91993 Україна, МПК (2009) С 08 L 9/00, С 08 K 3/10 (2006/01), С 08 K 5/17 (2006/01), С 08 K 5/544 (2006/01), С 08 K 9/00. Застосування титан органічних алкоксіамінів як промоторів адгезії в гумових сумішах / Кузьменко М.Я., Овчаров В.І., Соколова Л.О., Кузьменко С.М., Кузьменко О.М., Петрик Ю.Ю. (Україна) -№ 200707551; заявл. 05.07.07; опубл. 27.09.10, Бюл. № 18]; 6) Синтез вихідних, частково конденсованих алкоксипохідних ортотитанової кислоти (на прикладі тетрабутоксититану) і їх властивості наведені в джерелі: [Кузьменко, СН. Синтез и свойства продуктов гидролитической конденсации тетрабутоксититана / С.Н. Кузьменко, М.В. Бурмістр, Н.Я. Кузьменко // Вопросы химии и химической технологии. - 2007. - № 1. - С. 67-72.]. 7) Синтез алкоксипохідних ортотитанової кислоти, з вищими алкоксирадикалами в структурі, проводили методом переестерифікації (часткової) нижчих алкоксигруп, у відповідному алкоксипохідному титану, вищими спиртами, згідно з методом, що було оприлюднено у джерелі: [Кузьменко, СН. / Синтез и свойства алкоксисоединений титана с высшими алкоксирадикалами / С.Н. Кузьменко, М.В. Бурмістр, Н.Я. Кузьменко // Вопросы химии и химической технологии. 2006. - № 2. - С. 68-71.]. Використання у просочувальній композиції, сполук формули (І) в сполученні з хлоралкоксипохідними ортофосфорної кислоти, для надання целюлозовмісним матеріалам і виробам на їх основі одночасно водовідштовхуючих властивостей і вогнестійкості, з патентної і технічної літератури невідомо. Технічне рішення, що заявляється, ілюструється прикладами: як приклади вихідних титаналкоксивмісних сполук заявленого ряду в просочувальних композиціях використовують: а) як базовий варіант: тетрабутоксититан по ТУ 6 09 2738-989, формули Ті(ОС4Н9)4, 20 nD  1 4863; d20  999,2 кг / м3 ; % мас. (-ОС4Н9) розраховано 85,95, знайдено - 84,98; , 4 б) за ПРОТОТИПом: трис(бутокси)(н-октадеканокси)титан, формули (С18Н37О)Ті(ОС4Н9)3; з показниками: 20 nD  1 4897; d20  972,0 кг / м3 ; % мас (-ОС4Н9): розраховано - 40,84, знайдено - 40,86; молекулярна , 4 маса (MM) знайдено - 536; (синтез описаний в [Пат. 91969 Україна, МПК (2009) С 07 F 7/28, С 08 G 79/00, С 08 L 85/00. В 27 K 3/34, D 06 Μ 15/00. Алкоксипохідні титану як гідрофобізатори целюлозовмісних матеріалів і виробів з них та склад композиції для просочення / М.Я. Кузьменко, М.В. Бурмістр, С.М. Кузьменко, О.М. Кузьменко (Україна) - № 200607363; заявл. 03.07.06; опубл 27.09.10, Бюл. № 18]); в) як дослідні зразки: [трис(бутокси)1,1,7-тригідрододекафторгептаноксититан] формули (H9C4O)3TiOCH2CF2CF2CF2CF2CF2CF2H); з показниками: 20 nD  1 4380; d20  1336,2 кг / м3 ; MM (знайдено) - 589. (синтез описано в [Пат. 98040 Україна, , 4 МПК (07.2012) С 07 F 7/28 (2006/01) С 07 С 19/00. Спосіб одержання алкоксипохідних титану з 4 UA 106816 C2 5 10 15 фторалкоксирадикалами в структурі / М.Я. Кузьменко, С.М. Кузьменко, О.М. Кузьменко, О.В. Деркач (Україна) - № 201010615; заявл. 02.09.12; опубл. 10.04.12, Бюл. № 7]; - конденсований тетрабутоксититан формули [(С4Н9O)ТіO1,45(OС4Н9)0,1] 30, 20 nD  15875; d20  12710 кг / м3 ; % мас. (-ОС4Н9) знайдено - 53,40; , , 4 г-екв. = 136,57; MM (знайдена) - 4513; 20 - (аміноетокси)(трибутокси)титан формули (Н9С4О)3Ті(ОСН2СН2NН2), nD  1,5175 ; MM-327; г) як аліфатичні монокарбонові кислоти використовують: - насичені: • стеаринову кислоту по ГОСТ 9419-78 формули СН3(СН2)16СООН, d70  845,4 кг / м3 ; MM4 284,3; tпл=70,5 °C; - ненасичені: • суміш аліфатичних ненасичених монокарбонових кислот, які отримані при повному гідролізі соняшникової олії, складу C8 - сліди; С14 - сліди; С16 - 7 % мас., C18 - 4,8 % мас., С18-1 - 30 % мас., 60 С18-2 - 58,2 % мас., nD  1,4534; d60  1454,0 кг / м3 ; середня MM (знайдена) - 282; tпл = 23 °C; йодне 4 число 130 • кислоту по ТУ 6-09.4311.-75, формули СН2=СНСООН, 3  1062,0 кг / м ; MM-71,03; tпл=13 °C; tКИП=141 °C. Як добавку, що підвищує вогнестійкість просочених целюлозовмісних матеріалів та виробів з них, використовують будь-які хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти, котрі добре розчиняються у розчинах гідрофобізаторів заявленої формули. Наприклад: - трис(хлоретокси)фосфат (ТУ 6-05.1611.78), або - трис(хлорпропіл)фосфат (ТУ 6-05.211.876-83), які являють собою рідкі речовини, світло-жовтого кольору та виготовляються Чебоксарським В.О. "Хімпром", Росія. Належать до 3 класу небезпечності. Як приклад використовують трис(хлоретокси)фосфат (ТУ 6-05.1611.78) формули: 20 nD 20 25 мг I2 мг KOH ; число нейтралізації 197 ; г г акрилову  1 4224; d20 , 4 OCH2CH2Cl O P OCH2CH2Cl OCH2CH2Cl , 20 nD  1 4722; d20  1436 кг / м3 ; MM-285; tКИП=210-220 °C. (20 мм рт. ст.). , 4 30 35 40 45 50 Як розчинник використовують будь-який індивідуальний або складовий розчинник, який розчиняє сполуки, що входять у просочувальну композицію (наприклад: кетони, ароматичні, хлоровані вуглеводні, апротонні розчинники, і ін.).У дослідах, як розчинник використовують безводний н-бутанол. У випадку використання (ацилокси)(алкокси)титанатів або олігомерних продуктів, в яких нижчі алкоксигрупи заміщені на залишки ненасичених монокарбонових кислот, до просочувального розчину одночасно вносять або окислювально-відновлювальну систему (з відомих в лакофарбовій промисловості) або відомі ініціатори радикальної полімеризації. В наведених дослідах, наприклад, використовують ініціатор радикальної полімеризації перекис бензоїлу (ГОСТ 14888-70), що випускається під назвою "Пербенил", Росія. Перекис бензоїлу це білий кристалічний порошок з tпл= 106 °C, розчиняється в ацетоні, бензолі, етилацетаті, та інших розчинниках. Приклад 1 Синтез повністю заміщеного тетра(стеаратокси)титанату (сполука 6, таблиця 1). В чотиригорловий реактор, обладнаний мішалкою, трубкою для підводу інертного газу (азоту), прямим охолоджувачем, приймальною колбою та термометром завантажують 340 г (1 моль або 4 г-екв.) тетрабутоксититану і 1136,7 г (4 моля або 4 г-екв.) стеаринової кислоти. Реактор продувають азотом і, при перемішуванні реакційної суміші, нагрівають. Виділення побічного продукту реакції переетерифікації (бутилового спирту) спостерігалось з 117 до 129 °C в реакторі. Його кількість складала 269,5 г (тобто 91,0 % мас. від теоретичного). Суміш охолоджують до температури 40-50 °C та додають до неї ~100 г толуолу (~ 10-20 % мас. від маси продукту в реакторі), гомогенізують протягом 15 хв. і знову нагрівають та відганяють азеотропну суміш толуолу з залишками бутанолу. На завершальній стадії суміш вакуумують при температурі 120 °C та тиску 5 мм рт. ст. Під час вакуумування контролюють коефіцієнт заломлення. Після досягненні сумішшю постійного значення коефіцієнта заломлення або постійної маси, вакуумування припиняють. В кубі отримують 1165,2 г (98,7 % мас. від 5 UA 106816 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 теоретичного) прозорої однорідної, світло-жовтого кольору, в'язкої рідини, що швидко кристалізується при температурі 45 °C. Одержана рідина, згідно з аналізами, відповідала сполуці 6, таблиця 1. Приклад 2 Синтез (акрилатокси)(трибутокси)титанату (сполука 4, табл. 1). В чотиригорловий реактор, обладнаний мішалкою, трубкою для підводу інертного газу (азоту), прямим охолоджувачем, приймальною колбою та термометром завантажують 340 г (1 моль або 4 г-екв.) тетрабутоксититану і 71,03 г (1 моль або 1 г-екв.) акрилової кислоти. Реактор продувають азотом і, при перемішуванні реакційної суміші, нагрівають. Виділення побічного продукту реакції переетерифікації (бутилового спирту) спостерігалось з 115 до 130 °C в реакторі. Його кількість складала 66,6г (тобто 90,0 % мас. від теоретичного). Суміш охолоджують до температури 40-50 °C та додають до неї ~90 г толуолу, гомогенізують протягом 15 хв. і знову нагрівають та відганяють азеотропну суміш толуолу з залишками бутилового спирту. На завершальній стадії суміш вакуумують при температурі 120 °C та тиску 5 мм рт. ст. Під час вакуумування контролюють коефіцієнт заломлення. Після досягненні сумішшю постійного значення коефіцієнта заломлення або постійної маси, вакуумування припиняють. В кубі отримують 327,93 г (97,0 % мас. від теоретичного) прозорої однорідної, світло-коричневого кольору в'язкої рідини. Одержана рідина, згідно з аналізами, відповідала сполуці 4, таблиця 1. Інші сполуки (№5, 7, 8 і 9 табл. 1) одержують аналогічним способом при відповідному співвідношенні (алкоксипохідне титану: залишок кислоти або алканоламіну), що вступають в реакцію у г-екв./г-екв.: • продукт № 5 - на 4 г-екв. алкоксипохідного титану - 1 г-екв. (1 моль) стеаринової кислоти; • продукт № 7 - на 4 г-екв. алкоксипохідного титану - 3 г-екв. (3 моля) суміші кислот соняшникової олії; • продукт № 8 - на 1 г-екв. відповідного алкоксипохідного титану - 1 г-екв. (1 моль) стеаринової кислоти; • продукт № 9 - на 4 г-екв. тетрабутоксититану - 1 г-екв. (1 моль) моноетаноламїну. Продукти № 2 і 3 табл. 1 синтезовані по методиках, оприлюднених у відповідних патентах Україні, посилання на які наведені вище. Фізико-хімічні константи сполук, які використовували у композиції просочувальних розчинів заявленої рецептури, наведені у табл. 1. У таблиці 1: - сполука 1 характеризує приклад базового варіанта алкоксипохідного титану як основи просочувальної композиції; - сполуки 1, 2 і 3 характеризують собою приклади алкоксипохідних титану, у яких змінюється природа алкоксирадикала у структурі (сполука 1 - нижчий алкоксирадикал (бутоксирадикал); сполука 2 - один з алкоксирадикалів являє собою вищий (н-октадеканоксирадикал); сполука 3 (ПРОТОТИП) - один з алкоксирадикалів являє собою вищий фторалкоксирадикал формули: OCH2CF2CF2CF2CF2CF2CF2H, ); - сполуки 4 і 5 являють собою приклади сполук з ацилоксирадикалами різної природи (сполука 4 - як ацилоксирадикал містить залишок ненасиченої акрилової кислоти; сполука 5 - як ацилоксирадикал містить залишок насиченої стеаринової кислоти); - сполуки 5 і 6 характеризують собою приклади сполук з ненасиченими ацилоксирадикалами в структурі з різним ступенем заміщення алкоксигруп на ацилоксигрупи (сполука 5 монозаміщена; сполука 6 - тетразаміщена); - сполуки 6 і 8 являють собою алкоксипохідні ортотитанової кислоти з різною величиною титаноксанового блока в структурі повністю заміщені на залишок стеаринової кислоти: (сполука 6 отримана при переетерифікації тетрабутоксититану стеариновою кислотою при співвідношенні 1 г-екв.: 1 г-екв. відповідно; сполука 8 отримана при переетерифікації відповідного продукту гідролітичної конденсації тетрабутоксититану водою з наступною переетерифікацією стеариновою кислотою при співвідношенні 1 г-екв.: 1 г-екв. відповідно); - сполука 9 являє собою приклад аміновмісної монозаміщеної сполуки (алкоксипохідного ортотитанової кислоти), яку вводять до складу просочувального розчину в кількості 30 % мас. від основного просочувального агента для забезпечення просоченим матеріалам, в сполученні з трис(хлоретокси)фосфатом, одночасного ефекту гідрофобізації та вогнестійкості. Рецептури просочувальних композицій (базового, по ПРОТОТИПу та дослідних) наведені у таблиці 2. Властивості просочених зразків целюлозовмісних матеріалів - у таблиці 3. В таблиці 2: 6 UA 106816 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 - дослідні композиції № 1-7 являють собою приклади композиції різної концентрації просочувальної речовини на основі базового (відомого) продукту № 1 табл. 1; - дослідні композиції № 8-14 являють собою приклади композиції з оптимальною концентрацією основного просочувального агента (30 мас. частин), що містять як основний просочувальний агент індивідуальні продукти № 2-8 табл. 1; - дослідні композиції № 10 і 15 характеризують собою приклади, в яких як просочувальний агент використовують (акрилатокси)-три(бутокси)титанат, який вміщує ненасичену акрилатоксигрупу (композиція № 10 без використання ініціатора радикальної полімеризації перекису бензоїлу, композиція № 15 з одночасним використанням ініціатора радикальної полімеризації - перекису бензоїлу); - дослідна композиція № 16 характеризує собою приклад складу, у якому одночасно використовують суміш алкоксипохідних титану (продукти № 3 і № 5 табл. 1) при однаковому масовому співвідношенні). Для зручності аналізу одержаних результатів номера дослідів в таблицях 2 і 3 однакові. Як зразки целюлозовмісних матеріалів використовують зразки деревностружкової плити (на сечовиноформальдегідній смолі), деревноволокнистої плити (одержаної за сухим способом), фанери (тришарова на сечовиноформальдегідній смолі), деревини (осика), паперу (фільтрувальний), тканини (бязь). Просочувальні композиції (як по ПРОТОТИПу, так і дослідні) одержують шляхом розчинення відповідних алкоксипохідних титану (згідно з номером композиції), хлоралкоксипохідного ортофосфорної кислоти, агента розкриття ненасичених зв'язків (в тих складах, у яких, в ацилоксигрупах, що з'єднані з атомом титану, є ненасичені зв'язки) у розчиннику. У дослідах, як розчинник використовували бутанол (безводний). Просочення дослідних зразків целюлозовмісних матеріалів проводять за наступною технологією: У ванну з підігрітим до 60 °C просочувальним розчином (нагрітий розчин має більш низьку вихідну густину і легше та на більшу глибину проникає в пори деревини, деревних плит, фанери, шпону, паперу, тканини - тобто забезпечує більший ступінь просочення і адсорбції сполук розчину; аналогічний ефект дає і попередній нагрів зразків матеріалів до 6065 °C) поміщають підготовлені дослідні зразки таким чином, щоб розчин повністю їх покривав і витримують в такому стані протягом 300 с (зразки деревини, шпону та фанери витримують у цих умовах протягом 20 хв.). Після цього зразки виймають, дають стекти залишкам розчину (до припинення краплепадіння із зразка). Просочувальні композиції можуть бути використані при температурах вище +15 °C, проте, в такому випадку, хімічні реакції повністю закінчуються через 10 тижнів. Після зазначеного терміну, оброблені просочувальним розчином, матеріали та вироби набувають комплекс властивостей, що гарантує їх тривалу подальшу експлуатацію. Для більш швидкого отримання порівняльних результатів, зразки витримують на повітрі у витяжній шафі 2-3 години, для випаровування з них у повітря основної частини розчинника та летких, а потім піддають термообробці у термошафі при температурі 100 °C протягом 6 годин. Після термообробки зразки виймають з термошафи та охолоджують при кімнатній температурі протягом 24 годин. Тільки після цього зразки випробовують за показниками, що наведені у таблиці 3. У випадку витримки просочених зразків у кімнатних умовах, їх піддають випробуванням по відповідних показниках тільки через 10 тижнів, коли процеси отвердження вже практично припиняються. Дослідження зразків, як базового, так і по ПРОТОТИПу або дослідних, по тих чи інших показниках, проводили у відповідності з діючими ГОСТ на вимірювання цих показників, а саме: - міцність при статичному вигині: • для деревини ГОСТ 16483.3-84; • для деревностружкових плит ГОСТ 10635-78; • для деревноволокнистих плит ГОСТ 19592-80; • для фанери ГОСТ 10638-78; - міцність на розрив: • для паперу ГОСТ 13525.1-79; • для тканини ГОСТ 3813-72; - водопоглинання: • для деревини ГОСТ 16483.20-72; • для деревностружкових плит ГОСТ 1063 4-78; • для деревноволокнистих плит ГОСТ 19592-80; 7 UA 106816 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 • для фанери ГОСТ 9621-72; - водорозбухання по товщині: • для деревини ГОСТ 161483.35-88; • для деревностружкових плит ГОСТ 10634-78; • для деревноволокнистих плит ГОСТ 19592-80; • для фанери ГОСТ 9621-72; - поверхнева густина: • для паперу ГОСТ 13139-88; • для тканини ГОСТ 3811-72; - стійкість до впливу вогню оцінювали по ГОСТ 17088-71 (метод вогняної труби). Всі показники міцності одержували з використанням розривної машини марки РМ-250 при швидкості руху затискачів 20 мм/хв. Для оцінки стійкості до дії вологи використовують: 3 - зразки тришарової деревностружкової плити промислового виробництва (густина 720 кг/м товщина 16 мм, виготовленої з використанням сечовиноформальдегідної смоли марки КФ-МТ): а) для дослідження міцності при статичному вигині - розміром 250 × 50 × 16 мм; б) для дослідження водопоглинання та водорозбухання по товщині і витрати просочувального агента - розміром 100 × 100 × 16 мм; - зразки деревноволокнистої плити промислового виробництва ("сухого" способу 3 виготовлення, марки ТС гр. Б, щільністю 800 кг/м та товщиною 2,5 мм) розміром 100 × 100 × 2,5 мм для дослідження водопоглинання та водорозбухання по товщині і витрату просочувального агента; 3 - зразки деревини (осика, густина 430 кг/м ) розміром 30 × 30 × 60 мм для дослідження водопоглинання, водорозбухання по товщині і визначення витрату просочувального агента; - зразки фанери промислового виробництва (марка ФК товщиною 4 мм виготовлена з вільхового шпону, з'єднаного сечовиноформальдегідною смолою марки КФ-МТ), розміром 145 × 60 × 4,0 мм для дослідження водопоглинання, водорозбухання по товщині і визначення витрати просочувального агента; - зразки паперу (фільтрувальний, беззольний "біла стрічка" ТУ 6-09-1678-95) розміром 200 × 30 мм для дослідження водопоглинання і витрати просочувального агента; 2 - зразки тканини ("бязь" ГОСТ 29298-92, з щільністю 106 г/м ) розміром 150 × 30 мм для дослідження міцності при розтягуванні і витрати просочувального агента. В усіх випадках ефективність підвищення водовідштовхуючих властивостей, водостійкості дослідних целюлозовмісних матеріалів оцінюють за величиною водопоглинання, водорозбухання по товщині, за витратою просочувального агента і за міцністю зразків на статичний вигин та стиск (для деревностружкових плит). Водопоглинання оцінюють за відношенням маси вологи, що поглинув зразок (після його попереднього просоченням розчином, термообробки та кондиціонування), витриманий у дистильованій воді при температурі 20 °C протягом 24 год. і 7 тижнів, та маси зразка до експерименту, відображене у відсотках. Витрату просочувального агента визначають за різницею у масі зразка після просочення та термообробки і масою вихідного зразка, віднесеною до маси вихідного зразка, і відображену у відсотках. Як видно з даних, що наведені у таблицях 2 і 3, дослідні зразки целюлозовмісних матеріалів, які просочені заявленим рядом сполук, в усіх випадках, показують високі водовідштовхуючі властивості (гідрофобність) на рівні і вище у порівнянні з найкращим зразком по ПРОТОТИПу, і набагато вищі базового варіанта (на основі тетрабутоксититану), а саме: - для деревностружкових плит: вигину: базовий - 16,8 МПа; ПРОТОТИП - 22,0 МПа; дослідний -17,1-23,1 МПа (тобто на 0,36,3 МПа (на 237 %) вище за базовий); стиску: базовий - 11,2 МПа; ПРОТОТИП - 15,7 МПа; дослідний -11,616,9 МПа (тобто на 0,45,7 МПа (на 450 %) вище за базовий). Ті ж самі показники, після витримки зразків у воді при 20 °C протягом 24 годин. вигину: базові - 6,0 МПа; ПРОТОТИП - 14,6 МПа; дослідні - 8,318,2 МПа (тобто на 2,312,2 МПа (на 38203 %) вище за базові); стиску: базові - 4,6 МПа; ПРОТОТИП - 11,9 МПа; дослідні - 6,313,7 МПа (тобто на 1,79,1 МПа (на 17197 %) вище за базові). Водопоглинання зразків, після витримки у воді при 20 °C протягом 7 діб: базові - 73,0 % мас; ПРОТОТИП - 39,6 % мас; дослідні -63,335,0 % мас. (тобто на 9,738 % мас. менше ніж у базових). 8 UA 106816 C2 5 10 15 20 Водорозбухання по товщині зразків, після витримки у воді при 20 °C протягом 7 діб: базові - 16,1 %; ПРОТОТИП - 5,8 %; дослідні - 15,3-4,8 % (тобто на 0,811,4 % менше, ніж у базових). Витрата маси зразків після випробування за методом "вогняної труби" протягом 90 с у полум'ї спиртового пальника. Базові - 32,0 % мас; ПРОТОТИП - 29,6 % мас.; дослідні зразки 11,6-6,2 % (тобто на 20,425,6 % мас. менше у порівнянні з базовим). Аналогічна картина спостерігається і по іншим прикладам просочення інших видів целюлозовмісних матеріалів. Причому, якщо за фізико-механічними показниками (міцність, водопоглинання та водорозбухання у воді) просочених целюлозовмісних матеріалів заявленим рядом сполук демонструють властивості на рівні і вище найкращого зразка по ПРОТОТИПу, то по вогнестійкості показники дослідних зразків набагато вище не тільки в порівнянні з базовими, але і з зразками по ПРОТОТИПу. Впровадження даної розробки легко реалізувати в умовах будівельного майданчика або будь-якого підприємства, споживача з використанням приладів, які використовують для нанесення лакофарбових матеріалів. Синтез вищих алкокси-, або ацилоксипохідних ортотитанової кислоти можна легко реалізувати на будь-якому хімічному підприємстві, яке виробляє поліестерні лак. У даний час ООО "НВП Укрполімерхімпромсинтез" м. Дніпропетровськ виробляє невеликі партії окремих похідних ортотитанової кислоти для проведення розширених робіт на зацікавлених підприємствах. Таблиця 1 Фізико-хімічні константи алкоксипохідних ортотитанової кислоти, які були використані як приклади 20 Вміст Ті % мас. Молекулярна маса 20 3 d4 , кг/м знайден обчислен знайден обчислен о о о о 993,2 14,00 14,09 347,00 340,00 972,0 8,82 8,93 541,00 536,20 1336,2 7,91 8,00 589,00 598,30 989,7 13,98 14,17 333,00 338,07 №п/п Формула 1 2 3 4 Ті(ОС4Н9)4 (С18Н37О)Тi(ОС4Н9)3 H(CF2CF2)3CH2OTi(OC4H9)3 (СН2=СНСОО)Ті(ОС4Н9)3 (RfCOO)Ti(OC4H9)3 Rf - залишок стеаринової кислоти 1,4863 1,4897 1,4380 1,5243 1,4975 1030,4 8,63 8,70 545,00 залишок 1,4981 (при 50 °C 986,4 (при 50 °C) 3,98 4,06 1171,00 1180,60 975,0 4,89 4,98 956,00 972,4 12,36 12,51 tпл=80 ° C 14,80 14,65 5 6 7 8 9 (RfCOO)4Ti Rf стеаринової кислоти nD (RfCOO)3TiOC4H9 Rf - залишок 1,4990 суміші кислот соняшникової олії [(RfCOO)-TiO1,45-(OOCRf)0,1]30 Rf 1,4832 - залишок стеаринової кислоти 1,5175 (H2NCH2CH2O)Ti(OC4H9)3 (при 80 °C) 25 9 550,18 960,92 10608,00 11477,40 337,00 327,02 UA 106816 C2 Таблиця 2 Речовина 1 2 3 ПРОТО-ИП № п/п Базовий Рецептурні композиції просочувальних розчинів, мас. ч. (базовий, ПРОТОТИП і дослідних) 4 Дослідні композиції 1 2 5 3 6 4 5 6 7 8 9 10 1 Бутанол 70,0 2 Продукт № 1 табл. 1 30,0 5,0 10,0 3 Продукт № 2 табл. 1 45,0 5 Продукт № 4 табл. 1 6 Продукт № 5 табл. 1 7 Продукт № 6 табл. 1 8 Продукт № 7 табл. 1 55,0 95,0 90,0 8 9 10 11 4 Продукт № 3 табл. 1 7 12 13 11 14 12 15 16 13 14 15 16 17 18 19 20 70,0 70,0 70,0 70,0 15,0 30,0 30,0 30,0 15,0 30,0 30,0 80,0 75,0 70,0 50,0 30,0 70,0 70,0 70,0 70,0 70,0 20,0 25,0 30,0 50,0 70,0 30,0 30,0 9 Продукт № 8 табл. 1 30,0 10 Продукт № 9 табл. 1* 1,5 3,0 6,0 7,5 9,0 15,0 21,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 11 Перекис бензоїлу Трис(хлоретокси)фо 12 сфат* 3,0 1,5 3,0 6,0 7,5 9,0 15,0 21,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 9,0 *береться в кількості 30 % мас. від кількості кожної з сполук №1-8 Таблиця 3 № Показник Базовий 1 2 3 2 3 4 Межа міцності при статистичному вигині, МПа 5 6 Межа міцності при стиску, МПа 4 Дослідні композиції 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Деревностружкові плити на сечовино-формальдегідній смолі після просочення та 16,8 22,0 17,1 17,6 18,8 19,7 22,0 21,7 21,6 22,1 25,1 затверднення після просочення, затверднення та витримки 6,0 14,6 8,3 10,3 12,1 14,0 15,1 15,0 14,9 14,8 18,2 у воді при 20 °C протягом 24 год. після просочення та 11,2 15,7 11,6 12,0 12,7 13,9 15,8 15,8 15,1 15,6 16,8 затверднення після просочення, затверднення та витримки 4,6 11,9 6,3 7,1 9,2 10,9 12,4 12,3 12,2 12,1 13,7 у воді при 20 °С протягом 24 год. через 24 год. 69,1 23,2 51,3 44,6 38,3 32,9 23,0 22,7 22,6 22,0 22,0 Водопоглинання зразків після просочення, 8 затверднення та через 7 діб 73,0 витримки у воді при 20 °C, % мас 9 Розбухання через 24 год. 12,7 зразків по товщині після просочення, 10 затверднення та через 7 діб 16,1 витримки у воді при 20 °C, % Втрата маси після випробування за методом 11 "вогняної труби" протягом 90 с у полум'ї 32,0 спиртового пальника, % мас. 7 ПРОТОТИП Фізико-механічні властивості зразків целюлозовмісних матеріалів, просочених композиціями на основі сполук заявленого ряду 12 Витрата просочувального агента, % мас. 22,4 22,6 23,0 22,5 22,3 23,1 29,2 15,2 15,9 15,4 15,6 16,1 16,2 16,3 16,1 15,8 15,8 16,316,9 16,8 16,2 13,1 13,0 13,2 12,9 13,6 13,7 13,4 22,7 22,8 22,0 21,8 21,6 20,9 22,7 39,6 63,3 59,7 50,3 46,4 38,1 38,5 38,7 36,1 35,0 39,1 37,4 36,7 37,8 35,3 36,1 36,2 3,8 12,1 11,3 8,4 4,1 3,4 3,6 3,6 3,7 3,5 3,4 3,3 3,2 3,3 3,0 3,2 3,4 5,8 15,3 13,1 9,6 6,1 5,6 5,6 5,6 5,7 5,1 5,5 5,2 5,1 5,2 4,8 5,1 5,2 29,6 11,6 11,0 10,8 9,7 8,6 8,7 8,9 7,7 7,0 7,9 7,6 7,0 7,8 6,2 6,2 7,3 2,5 0,8 1,5 2,2 2,4 2,5 3,0 3,4 2,4 2,6 2,5 2,6 2,6 2,6 2,5 2,6 2,6 10 UA 106816 C2 Продовження № 1 таблиці 3 Показник 1 2 2 ПРОТОТИП № Базовий Дослідні композиції 3 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Деревноволокниста плита, виготовлена сухим способом після просочення та 16,4 затверднення після просочення, затверднення та витримки 4 8,3 у воді при 20 °C протягом 24 год. Межа міцності при статичному після просочення, вигині, Μ Па затверднення та витримки 5 6,8 у воді при 20 °C протягом 7 діб після просочення та витримки на повітрі при 16,0 20 °C протягом 1 доби після просочення, затверднення та витримки 6 84,0 у воді при 20 °C, через 24 год. після просочення, затверднення та витримки 7 Водопоглинання 86,0 у воді при 20 °C, через 7 зразків, % мас діб після просочення, витримки на повітрі протягом 1 доби та 83,7 витримки у воді при 20 °C, через 24 год. після просочення, затверднення та витримки 8 32,2 у воді при 20 °C, через 24 год. після просочення, Розбухання затверднення та витримки 9 40,7 зразків по у воді при 20 °C, через 7 товщині, % діб після просочення та витримки на повітрі протягом 1 доби та 32,3 витримки у воді при 20 °C, через 24 год. Втрата маси після випробування за методом 10 "вогняної труби" у полум'ї спиртового 70,1 пальника, % мас. 11 Витрата просочувального агента, % мас. 3 1 27,1 18,0 23,0 27,6 29,6 30,0 30,3 29,8 30,1 33,4 29,9 30,3 32,1 32,1 31,1 32,6 31,6 23,0 13,4 18,1 21,8 23,0 24,1 23,8 24,0 25,1 25,8 24,3 25,1 26,2 26,0 26,4 25,1 24,6 21,1 11,6 16,2 18,3 21,1 22,3 21,6 22,3 23,2 23,7 24,0 23,6 23,4 23,5 24,8 23,3 22,7 23,5 18,9 20,8 22,6 24,9 26,7 25,8 25,1 25,7 28,8 25,7 25,9 27,0 27,2 26,3 27,6 27,0 36,0 70,7 60,6 52,0 45,4 36,0 36,0 35,8 34,1 34,0 33,2 35,2 34,9 33,7 34,1 33,0 35,1 39,5 76,3 64,2 55,7 48,4 39,0 38,2 38,1 38,2 38,6 39,2 39,1 38,9 38,3 37,6 38,6 39,1 45,0 88,1 75,6 65,0 56,2 44,8 45,2 44,8 42,5 42,6 42,2 43,9 43,6 42,0 42,5 41,1 43,9 16,6 26,7 24,6 20,6 17,8 16,4 16,3 16,4 16,1 15,1 16,2 15,9 16,1 16,2 16,0 15,0 16,3 20,4 35,6 30,4 26,2 22,4 20,2 20,1 20,2 18,3 17,6 18,6 17,9 18,6 18,5 18,4 17,2 18,7 20,2 33,0 30,2 25,3 21,9 20,2 20,1 20,4 19,8 15,8 19,7 19,6 19,7 19,9 19,5 18,6 20,1 67,4 63,4 42,1 30,1 15,6 9,8 9,9 10,2 8,7 8,5 8,8 9,1 9,3 8,8 8,7 8,4 9,6 3,0 0,9 1,3 2,6 3,3 3,8 4,2 4,3 3,6 3,7 3,8 3,9 3,8 3,9 3,8 3,7 3,7 11 UA 106816 C2 № Показник Базовий ПРОТОТИП Продовження № 2 таблиці 3 1 2 3 4 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Дослідні композиції 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Фанера тришарова на сечовиноформальдегідній смолі після просочення та 89, 90, 92, 78,5 86,0 79,6 80,1 84,6 86,1 90,0 88,3 86,2 92,3 90,1 89,3 91,0 94,2 92,6 затверднення 4 0 1 Межа міцності після просочення, при статичному затверднення та 73, 75, 76, вигині, МПа 34,6 68,0 40,1 49,4 67,5 71,9 74,6 73,0 75,4 77,0 76,1 74,6 76,3 77,1 75,8 витримки у воді при 8 9 4 20 °C протягом 24 год. Водопоглинанн через 24 год. 60,7 6,4 38,3 24,6 16,4 13,8 6,4 6,0 6,1 5,8 5,7 6,2 6,1 6,0 5,9 6,1 6,0 5,9 я зразків після просочення, затверднення 66,2 8,9 42,1 29,9 22,8 19,4 8,7 8,8 8,5 8,4 8,1 7,9 7,5 7,4 7,7 7,7 7,9 7,9 та витримки у через 7 діб воді при 20 °C, % мас Розбухання через 24 год. 7,5 2,2 7,0 5,9 3,7 2,4 2,3 2,3 2,4 2,2 1,8 2,2 2,1 2,1 2,0 2,1 2,1 2,1 зразків по товщині після просочення, затверднення через 7 діб 9,1 3,8 8,6 7,9 6,0 4,4 3,8 3,9 3,8 3,7 3,0 3,6 3,6 3,6 3,5 3,6 3,5 3,6 та витримки у воді при 20 °C, % Втрата маси після випробування за методом вогняної труби у полум'ї 17,6 20,1 17,5 14,2 11,0 9,3 8,9 9,0 9,3 9,0 9,0 9,1 9,2 8,6 9,2 8,8 8,7 9,2 спиртового пальника, % мас. Витрата просочувального агента, % - 2,5 1,1 1,5 1,9 2,3 2,5 2,7 3,2 2,5 2,6 2,4 2,6 2,5 2,5 2,3 2,4 2,5 мас. Папір фільтрувальний Водопоглинанн 298, 133, 280, 240, 205, 146, 135, 13 140, 130, 128, 127, 129, 130 126, 131 130, 134, через 24 год. я зразків після 0 0 0 0 0 0 0 7,0 0 0 0 0 0 ,0 0 ,0 0 5 просочення, затверднення 305, 139, 260, 203, 190, 160, 138, 136 139, 137, 130, 131, 132, 133 131, 134 133, 136, та витримки у через 7 діб 0 0 0 0 0 0 0 ,0 0 0 0 0 0 ,6 0 ,0 9 0 воді при 20 °C, % мас Втрата маси після випробування за 19, 19, 21, методом "вогняної труби" у полум'ї 88,2 79,2 70,3 56,3 35,0 20,6 19,0 20,3 19,2 19,4 20,3 21,0 20,6 19,9 20,4 6 8 5 спиртового пальника, % мас. Витрата просочувального агента, % - 4,4 2,3 3,6 3,8 4,2 4,4 4,9 5,0 4,4 4,7 5,1 4,7 4,9 5,0 4,6 7,8 4,6 мас. 12 UA 106816 C2 Продовження №3 таблиці 3 № Показник Базовий ПРОТОТИП Дослідні композиції 1 2 3 4 6 7 8 9 10 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Деревний брусок(осика) 2 5 1 Водо 59, через 24 год. поглинання 5 зразків після просочення, затверднення 64, через 7 діб та витримки у 2 воді при 20вС, % мас Розбухання 16, через 24 год. зразків по 8 товщині після просочення. затверднення 19, через 7 діб та витримки у 4 воді при 20 °C, % Втрата маси після випробування за 95, методом вогняної труби у полум'ї 0 спиртового пальника, % мас. Витрата просочувального агента, % мас. 37,4 52,1 47,5 43,6 40,4 37,6 38,0 38, 37, 36, 37,0 37,0 35,0 23,6 35,7 35,7 36,0 1 4 8 39,6 61,1 49,8 45,9 43,8 40,0 40,9 41, 38, 39, 39,5 39,1 37,5 38,3 38,3 36,3 37,2 3 9 0 9,2 15,1 13,3 11,6 10,1 9,3 9,4 9,4 8,2 8,1 8,3 8,5 8,7 8,6 8,3 8,0 8,2 12,4 17,2 15,1 13,2 11,0 10,4 10,5 84,0 36,0 10, 11, 11, 10,9 11,2 11,1 8,9 9,1 9,2 8,9 6 6 4 30, 13, 12, 12, 25,7 17,4 13,4 13,3 12,3 11,9 12,1 11,6 11,8 10,3 10,1 1 1 4 2 0,3 0,3 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,4 0,3 0,3 0,4 Тканина (бязь) Водопоглинанн 251 156, 246, 223, 197, 178, 165, 167, 170 146, 140, 147, 157 151, 155, 152, 143, 148 12 через 24 год. я зразків після ,0 0 0 0 0 0 0 0 ,0 0 0 0 ,0 0 0 0 0 ,0 просочення, затверднення 280 173, 263, 239, 210, 191, 178, 180, 183 154, 148, 151, 170 160, 161, 162, 146, 159 13 та витримки у через 7 діб ,0 0 0 0 0 0 0 0 ,0 0 0 0 ,0 0 0 0 0 ,0 воді при 20 °C, % мас після просочення та 24, 36, 36, 36, 14 36,1 27,2 29,3 32,4 35,6 36,8 36,4 37,1 39,2 36,6 36,9 36,9 41,3 38,1 затверднення 1 5 4 3 Міцність на після просочення, 2 розрив, Н/мм затверднення та 16, 28, 29, 29, 15 28,1 23,0 24,2 25,1 27,3 28,8 28,4 29,1 31,1 29,3 29,8 29,7 31,0 30,1 витримки у воді при 3 5 1 5 20 °C протягом 24 год. Втрата маси після випробування за 93, 11, 11, 11, 16 методом "вогняної труби" у полум'ї 91,5 67,1 43,2 28,9 17,9 12,8 12,1 12,4 12,5 12,3 10,8 11,4 10,4 10,8 6 6 2 8 спиртового пальника, % мас. Витрата просочувального агента, % 17 - 0,6 0,3 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 мас. 11 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 Композиція для просочення целюлозовмісних матеріалів і виробів на їх основі, що містить просочувальний агент і розчинник, яка відрізняється тим, що як просочувальний агент вона містить алкоксипохідні титану, індивідуальні або у суміші, загальної формули: [(R'X)TiO(3-x)/2(OR)x]n, (I) x = 3-0, n=1-30, де OR- - залишок аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови алкоксильного радикала на основі спиртів ряду С1-С4 або R'X-; R'X- - залишок: - аліфатичного, насиченого, нормальної чи ізобудови вищого алкоксильного радикала на основі спиртів ряду С6-С23; - на основі фторвмісних спиртів ряду: HO-CH2-(CF2CF2)m-H, m=1-6; 13 UA 106816 C2 5 10 - залишок аліфатичної насиченої чи ненасиченої монокарбонової кислоти або їх суміш ряду С3С30; та додатково: - алкоксипохідні формули (І), які як R'X- містять у структурі залишок заміщеного чи незаміщеного алканоламіну формули: HO(CH2)kNR"R'", k=2-3, де R", R'" однакові або різні радикали з ряду: -Н, -СН3, -С2Н5; - хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти та агент розкриття ненасичених зв'язків у відповідних ацилоксирадикалах при наступному співвідношенні компонентів в масових частинах: алкоксипохідні титану формули (І) 70,0-5,0 агент розкриття ненасичених зв'язків в ненасичених ацилоксирадикалах відповідних ацилоксипохідних титану 5,0-0,01 розчинник 30,0-95,0 хлоралкоксипохідні ортофосфорної кислоти 21,0-1,5 алкоксипохідні титану формули (І) з аміноалкоксигрупами в структурі 21,0-1,5. Комп’ютерна верстка Д. Шеверун Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14