Модифіковані композиції зв’язувальних речовин

Номер патенту: 111759

Опубліковано: 10.06.2016

Автори: Емзенхубер Мартін, Прок Крістоф, Джоббер Ендрю

Є ще 13 сторінок.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Полімерна композиція на основі альдегіду, яка містить інвертовану сахарозу (ІІІ) або вуглеводну сировину зоб'ємними властивостями, які мають значення декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, одну або кілька гідроксильних ароматичних і/або одну або кілька амінофункціональних сполук (І) і одну або кілька альдегідних функціональних сполук (II).

2. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 1, яка відрізняється тим, що полімер на основі альдегіду одержаний шляхом реакції однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або однієї або кількох амінофункціональних сполук (І) з однією або кількома альдегідними функціональними сполуками (II), і тим, що інвертована сахароза (ІІІ) або вуглеводна сировина з об'ємними властивостями, які мають значення декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, додана до або під час вказаної реакції і/або після вказаної реакції.

3. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 1, яка відрізняється тим, що гідроксильні ароматичні або амінофункціональні сполуки (І) вибрані із групи, що складається з фенолу, резорцину, крезолу, флороглюцину, меламіну, сечовини, тіосечовини, диціандіаміду та заміщених і/або функціоналізованих фенолів.

4. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-3, яка відрізняється тим, що альдегідні сполуки (II) вибрані із групи С1-С10 альдегідів, С2-С10 діальдегідів або їх поєднань.

5. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-4, яка відрізняється тим, що додатково містить ціанамід (IV).

6. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-5, де композиція отверджується способом отвердіння, вибраним з групи, що включає термоотверджування, отверджування з використанням отверджувача або отверджування під дією випромінювання.

7. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-6, яка відрізняється тим, що полімер на основі альдегіду є полімером, вибраним із групи, що складається з фенолформальдегідного полімеру (PF), фенолсечовиноформальдегідного полімеру (PUF), сечовиноформальдегідного полімеру (UF), меламіноформальдегідного полімеру (MF), меламінсечовиноформальдегідного полімеру (MUF), меламінфенолоформальдегідного полімеру (MPF) і меламінсечовинофенолформальдегідного полімеру (MUPF), резорцинформальдегідного полімеру (RF), резорцинсечовиноформальдегідного полімеру (RUF), меламінсечовинорезорцинформальдегідного полімеру (MURF), резорцинмеламінформальдегідного полімеру (RMF), резорцинфенолформальдегідного полімеру (RPF), резорцинфенолсечовиноформальдегідного полімеру (RPUF) або полімерів на основі заміщених і/або функціоналізованих фенолів.

8. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-7, яка відрізняється тим, що сполука І являє собою фенол, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до фенолу (F:P) становить від 0,5:1 до 6,0:1.

9. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 8, яка відрізняється тим, що полімер також містить 1-50 мас. % аміносполуки з розрахунку на кінцеву полімерну композицію.

10. Полімерна композиція на основі альдегіду за будь-яким з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що сполука І являє собою аміносполуку, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до аміносполуки (F:(NH2)2) становить від 0,5:1 до 3,5:1.

11. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 10, яка відрізняється тим, що сполука І являє собою меламін, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до меламіну (F:M) становить від 1,1:1 до 6,0:1.

12. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-11, яка відрізняється тим, що кількість інвертованої сахарози (ІІІ) або вуглеводної сировини із значенням декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15 складає від 0,1 до 40 мас. % від кінцевої полімерної композиції.

13. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 5, яка відрізняється тим, що ціанамід (IV) являє собою диціанамід і кількість диціанаміду складає від 0,1 до 20 мас. % від кінцевої полімерної композиції.

14. Спосіб виробництва полімерної композиції за будь-яким з пп. 1-13, що включає етапи одержання полімеру на основі альдегіду шляхом реакції однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або однієї або кількох амінофункціональних сполук (І) з однією або кількома альдегідними функціональними сполуками (II), який відрізняється тим, що інвертовану сахарозу (ІІІ) або вуглеводну сировину з об'ємними властивостями, які мають значення декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, додають до або під час вказаної реакції і/або після вказаної реакції.

15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що IIІ додають тільки до і/або під час реакції І і II, або який відрізняється тим, що III додають до і/або під час реакції, а також після реакції, або який відрізняється тим, що III додають до і/або під час реакції.

16. Проклеювальна композиція для використання в галузях застосування мінеральної вати, яка включає:

a) 1-40 мас. % описаної в пп. 1-13 полімерної композиції на основі альдегіду, яка відрізняється тим, що полімер являє собою фенолформальдегідний полімер (PF) або фенолсечовиноформальдегідний полімер (PUF),

b) 60-99 мас. % води від загальної маси композиції,

c) латентний каталізатор отвердіння,

і необов’язково

d) речовини, що сприяють адгезії волокон,

е) речовину, що поліпшує розчинність,

f) модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, силіконове масло або дустове масло.

17. Проклеювальна композиція для використання в галузях, пов'язаних з насиченням або просоченням, яка включає:

a) 1-70 мас. % описаної в пп. 1-13 полімерної композиції на основі альдегіду, яка відрізняється тим, що полімер являє собою PF, PUF, MPF, UF, MF, MUF або MUPF,

b) 30-99 мас. % води від загальної маси композиції,

і необов’язково

c) 0,1-30 мас. % розчинників, що змішуються із водою,

d) 0,1-50 мас. % сечовиноформальдегідного, меламіноформальдегідного або меламінсечовиноформальдегідного полімеру,

e) 0,1-20 мас. % поліпшуючих гнучкість речовин,

f) латентний або нелатентний каталізатор отвердіння,

g) сечовину для збільшення розмірів,

h) змочувальні речовини,

і) засоби вивільнення,

j) модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, силіконове масло або дустове масло.

18. Отверджувана водна композиція для використання в галузях, пов'язаних з панелями та деревоматеріалами, яка включає

a) 1-70 мас. % описаної в пп. 1-13 полімерної композиції на основі альдегіду, яка відрізняється тим, що полімер являє собою UF, MF, MUF, PF або MUPF,

b) 30-99 мас. % води від загальної маси композиції,

і необов’язково

c) сечовиноформальдегідний, меламінформальдегідний, меламінсечовиноформальдегідний полімер, меламінсечовинофенолформальдегідний полімер або фенолформальдегідний полімер,

d) каталізатор,

e) сечовину для збільшення розмірів,

f) модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, буферні речовини.

Текст

Реферат: Даний винахід стосується полімерних композицій на основі альдегіду з наднизьким виділенням формальдегіду (ULF) як при отвердінні, так і з кінцевого отверділого продукту, а також їх використання як зв'язувальної речовини або клею при виробництві продуктів з мінеральної вати (скловолокна та мінерального волокна), нетканих матеріалів, дерев'яних панелей, фанери, виробів з матеріалів з покриттям і/або просоченням. Цей винахід також стосується способу виготовлення полімерної композиції, композиції, що проклеює, для використання в галузях застосування мінеральної вати, композиції, що проклеює, для використання в застосуваннях, пов'язаних з насиченням або просоченням, і водної композиції, що твердіє, для використання у UA 111759 C2 (12) UA 111759 C2 виробництві панелей і деревоматеріалів, яка містить композицію альдегідного полімеру відповідно до винаходу. Полімерна композиція на основі альдегіду, більш прийнятно отримана шляхом реакції однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або однієї або кількох амінофункціональних сполук (І) з однією або кількома альдегідними функціональними сполуками (II), містить один або кілька відновлюючих цукрів або відновлюючий цукор у вигляді вуглеводної сировини з об'ємними властивостями відновлюючого цукру (III) і значенням декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, більш прийнятно - принаймні 25, більш прийнятно - принаймні 50, ще більш прийнятно - принаймні 75 і найбільш прийнятно - понад 90 і, необов'язково, ціанамід (IV). UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Галузь техніки [0001] Цей винахід стосується типу полімерних композицій на основі альдегіду, що характеризується наднизьким виділенням формальдегіду (ULF) як при ствердінні, так і з кінцевого отверділого продукту. Полімери на основі альдегіду широко використовуються як зв'язувальні речовини або клеї при виробництві продуктів з мінеральної вати (скловолокна та мінерального волокна), нетканих матеріалів, дерев'яних панелей, фанери, виробів з матеріалів з покриттям і/або просоченням. Цей винахід також стосується способу виготовлення полімерної композиції, використання полімерної композиції як зв'язувального матеріалу для нетканого волокнистого матеріалу, композиції, що проклеює, для використання в галузях застосування мінеральної вати, композиції, що проклеює, для використання в застосуваннях, пов'язаних з насиченням або просоченням, і водної композиції, що твердіє, для використання у виробництві панелей і деревоматеріалів, яка містить композицію альдегідного полімеру відповідно до винаходу. [0002] Полімери на основі альдегіду, такі як, без обмеження, фенолформальдегідний полімер (PF), фенолсечовиноформальдегідний полімер (PUF), сечовиноформальдегідний полімер (UF), меламіноформальдегідний полімер (MF), меламінсечовиноформальдегідний полімер (MUF), меламінфенолоформальдегідний полімер (MPF) і меламінсечовинофенолформальдегідний полімер (MUPF), можуть виготовлятися економічно вигідними способами для використання в якості зв'язувальних речовин у багатьох областях застосування. Термін "зв'язувальна речовина" також включає клеї. Ці типи зв'язувальних речовин мають низку характеристик, які добре відомі фахівцям у цій галузі техніки, наприклад, гарна термостійкість у поєднанні з високою робочою температурою отверділої зв'язувальної речовини (максимальна температура, при якій зв'язувальна речовина зберігає свої властивості). Це означає, що вони не можуть бути легко замінені альтернативними системами зв'язувальних речовин. Однак полімери на основі формальдегіду, як правило, виділяють формальдегід; це виділення може відбуватися з неотверділого полімеру (тобто вміст вільного формальдегіду), при ствердінні полімеру (тобто виділення формальдегіду при ствердінні) і з кінцевого полімерного продукту (тобто виділення формальдегіду із продукту). Останнім часом побоювання з приводу формальдегіду і його впливу на здоров'я (особливо в плані канцерогенності) призвели до встановлення більш суворого контролю та стандартів, які ставлять під питання застосування цих зв'язувальних речовин. [0003] Що стосується панельних виробів, виділення формальдегіду обмежується різними нормативними документами. У той час як законодавчі обмеження на виділення речовин з панелей діють досить давно, деякі інші області застосування, такі як просочений папір або фанера, де також використовуються полімери на основі формальдегіду, здебільшого не регулюються, хоча споживачі настійно вимагають мінімізації виділення формальдегіду. КОРОТКИЙ ВИКЛАДСУТІ ВИНАХОДУ [0004] Проблема виділення формальдегіду описана в WO2009040415 DYNEA OY, що стосується полімерної композиції, до розбавляється водою, яка включає полімер, що є продуктом реакції альдегіду та гідроксил-ароматичної сполуки, причому зазначена композиція також включає аміносполуку, що містить 2-6 аміногруп і цукровий спирт, яка відрізняється тим, що полімер має початкове молярне відношення альдегіду до гідроксил-ароматичної сполуки від 2,3 до 5,5, відношення полімеру до аміносполуки та цукрового спирту від 45:55 до 70:30 частин за масою, відношення аміносполуки до полімеру між 20:80 і 50:50 частин за масою та відношення цукрового спирту до полімеру й аміносполуки між 5:95 і 30:70 частин за масою. Було показано, що використання цукрових спиртів може знизити виділення фенолу та формальдегіду. Передбачається, що в такий спосіб цукровий спирт знижує вміст вільного фенолу та формальдегіду. Використання цукрових спиртів спрямоване на введення відновлюваних матеріалів у полімер і зниження вартості полімеру шляхом збільшення розмірів з використанням недорогих компонентів без значного впливу на механічні властивості. [0005] Проте, існує безперервне прагнення до подальшого скорочення виділення формальдегіду. Отже, ціль даного винаходу полягає в забезпеченні полімерної композиції на основі альдегіду, що характеризується наднизьким виділенням формальдегіду (ULF) при нанесенні та ствердінні, а також з кінцевого отверділого продукту. 1 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 [0006] Відповідно до винаходу ця мета була досягнута за допомогою полімерної композиції на основі альдегіду, що містить один або кілька відновлюючих цукрів, більш прийнятно вибраних із групи, що складається з глюкози, маннози, гліколевого альдегіду, гліцеральдегіду, еритрози, треози, рибози, арабінози, ксилози, ліксози, алози, альтрози, гулози, ідози, галактози, талози, дигідроксіацетону, еритрулози, рибулози, ксилулози, фруктози, псикози, сорбози, тагатози, седогептулози, глюкогептози, манногептози, манногептулози, талогептулози, алогептулози, альдози, кетози або їх сполучень, або відновлюючий цукор у вигляді вуглеводної сировини з об'ємними властивостями відновлюючого цукру (Відновлююча вуглеводна сировина - RCF) і значенням декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15 і, необов'язково, ціанамід. [0007] Було виявлено, що використання композиції альдегідного полімеру відповідно до даного винаходу дозволяє виконати найбільш суворі вимоги щодо виділення формальдегіду, які пред'являються як до самої композиції, процесу отвердіння, так і до кінцевого отверділого продукту. [0008] В одному варіанті здійснення додають один або кілька по суті чистих відновлюючи цукрів. В іншому варіанті здійснення може додаватись вуглеводна сировина з об'ємними властивостями відновлюючого цукру (RCF). У ще одному варіанті здійснення RCF одержують insitu безпосередньо перед або під час готування композиції альдегідного полімеру, наприклад, шляхом інвертування невідновлюючого цукру, з одержанням відновлюючого цукру, такого як інвертування сиропу із кристалічного цукру (сахарози) за допомогою лимонної кислоти та нагрівання. [0009] Відновлюючі цукри - це цукри (або вуглеводна сировина), що містять карбонільну групу та здатні відновлювати свіжоприготовлений розчин Фелінга. Відновлюючі властивості виражаються у вигляді декстрозного еквівалента (DE), що визначається як відсоток відновлювальної здатності вуглеводної сировини відносно відновлювальної здатності глюкози. Таким чином, глюкоза та крохмаль мають значення DE 100 і близьке до нуля, відповідно (Джерело: Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (Енциклопедія Ульмана промислової хімії), Опубліковане в інтернеті: 15 жовтня 2008 р., Enzymes (Ферменти), 4. Non-food Application (Нехарчові застосування), стор. 34). Вуглеводною сировиною з об'ємними властивостями відновлюючого цукру може бути, наприклад, інвертований сахарозний цукор, кукурудзяний сироп з високим вмістом фруктози (HFCS; що також називається глюкозо-фруктозним сиропом), або ж ця сировина може бути отримана шляхом гідролізу вуглеводної сировини, наприклад, крохмалю до досягнення значення DE (декстрозного еквівалента) принаймні 15, більш прийнятно – принаймні 25, більш прийнятно – принаймні 50, ще більш прийнятно – принаймні 75 і найбільш прийнятно – понад 90. Більш прийнятно значення DE є якомога більш високим, однак сироп з більш низьким показником DE може бути кращим з економічних причин, при цьому забезпечуючи переваги винаходу. DE можна виміряти способами, відомими у цій галузі, наприклад, шляхом титрування Лейна-Еньона, на основі відновлення сульфату міді (II) у лужному розчині тартрату. [0010] Відновлюючі цукри хімічно відрізняються від цукрових спиртів, використовуваних в WO2009040415, тим, що відновлюючі цукри містять карбонільну групу. Крім того, використання відновлюючих цукрів або вуглеводної сировини з об'ємними властивостями відновлюючого цукру - не просто міра, спрямована на збільшення розмірів, а, скоріше, введення активних часток для створення полімерної матриці: наприклад, шляхом реакції фенолу, формальдегіду тавідновлюючих цукрів або вуглеводної сировини з об'ємними властивостями відновлюючого цукру. [0011] Як альтернатива або на додаток до відновлюючих цукрів або RCF полімерна композиція відповідно до цього винаходу може містити ціанаміди для зниження виділення формальдегіду в процесі виробництва (тобто при ствердінні) і виділення формальдегіду з кінцевого продукту. [0012] Хоча загалом відомо, що формальдегід і диціандіамід здатні вступати в реакцію, несподівано було виявлено, що диціандіамід, при його додаванні в полімер на основі альдегіду, зокрема, полімер PUF, утворює дуже стабільний продукт реакції з надлишком формальдегіду, з якого формальдегід не може бути легко виділений. Знижуються виділення формальдегіду не тільки при ствердінні полімеру, але й з самого отверділого полімеру. Подальше зниження може бути досягнуто навіть після додавання сечовини в альдегідний полімер. Таким чином, в одному варіанті здійснення додають ціанамід для зниження виділення формальдегіду з полімерів на основі формальдегіду, у які додають сечовину для збільшення розмірів. В іншому варіанті здійснення ціанамід і сполука відновлюючого цукру можуть використовуватись в одній і тій самій полімерній композиції. 2 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 [0013] Полімерна композиція відповідно до винаходу може використовуватись в областях застосування з тепловим отвердінням, наприклад, у виробництві продуктів з мінеральної вати (скловолокна та мінерального волокна), нетканих матеріалів, дерев'яних панелей, фанери і/або матеріалів із просоченням, у випадках, коли є потрібним або бажаним наднизьке виділення формальдегіду. [0014] Винахід також стосується застосування відновлюючих цукрів, RCF або ціанаміду для зниження виділення формальдегіду в процесі виробництва (тобто при ствердінні) і виділення формальдегіду з кінцевого продукту. Використання відновлюючих цукрів, RCF або ціанаміду може поєднуватись з іншими способами зниження виділення формальдегіду, зокрема, з додаванням сечовини. Опис рівня техніки [0015] В EP0810981 ROCKWOOL LAPINUS BV описаний спосіб виготовлення продукту з мінеральної вати, виготовленого з полімеру PF з молярним відношенням Р:F MR 1:2,8-1:6, розчину, що містить аміак, і розчину, що містить цукор. Полімер і розчини змішують, а потім наносять на мінеральну вату та піддають ствердінню. Значення рН є основним, і розчин цукру може містити моно-, ди-, оліго- або полісахариди в кількості 1-80 мас% суміші. Цукор додається після етапу метилолування/конденсації PF або безпосередньо перед кінцевим нанесенням при готуванні композиції, що проклеює, яка повинна розпорошуватися на мінеральні волокна. В EP0810981 описане використання цукру, без відмінностей між невідновлюючими та відновлюючими цукрами для зниження виділення амонію при ствердінні сполуки, що проклеює. [0016] Австрійський патент 148170 BAYERISCHE STICKSTOFF-WERKE (1936) розкриває продукт конденсації формальдегіду та диціандіаміду, що є водорозчинним і може використовуватись для надання вогнестійкості або стійкості до гниття субстратним матеріалам, таким як дерево або тканина. [0017] Швейцарський патент 201628 BAYERISCHE STICKSTOFF-WERKE (1939) розкриває міцний полімерний продукт конденсації формальдегіду та диціандіаміду, що може твердіти в гарячому пресі. Отриманий отверділий полімер є стійким до впливу води, навіть окропу. [0018] В US3463747 WESTVACO CORP (1969) описана водназв'язувальна речовина для виготовлення настилу з мінерального волокна. У цьому застосуванні полімер PF змішують у кількості 50-10 мас. % із продуктом конденсації формальдегіду та диціандіаміду, а решта частина складається з 16-60 мас. % лужного лігніну та 10-50 мас. % сечовини. Це сполучення складене для використання лігнін-сечовино-фенольного полімеру, що застосовувався в 1960-х роках. Низька теплостійкість цього типу полімеру поліпшувалася шляхом додавання диціандіамід-формальдегідного полімеру, причому чотири компоненти: фенолформальдегідний полімер, диціандіамід-формальдегідний полімер, лігнін і сечовина повинні бути присутніми у певних кількостях, щоб одержати зазначені переваги. [0019] В US2666037 MASONITE CORP (1954) розкритий полімер на основі модифікованого відновлюючого цукруанілін-фенолформальдегіду для виробництва формованих виробів і деревинно-волокнистих плит. Полімер являє собою PF-полімер, який піддавали реакції із продуктом реакції відновлюючого цукру і аніліну ів якому анілінова частина забезпечує підвищення пластичності всього полімеру. Відновлюючий цукор може бути отриманий з гідролізованої лігнін-целюлози, але також може являти собою арабінозу, галактозу, маннозу, ксилозу, глюкозу та інші моносахариди. Виробництво починається з реакції фенолу та формальдегіду. Окремо проводиться реакція аніліну та відновлюючого цукру; і, нарешті, обидва продукти реакції реагують між собою з одержанням нерозчинного у воді модифікованого полімеру. Описаний в US2666037 полімер відрізняється від продукту відповідно до цієї заявки, серед іншого, тим, що продукт реакції аніліну та відновлюючого цукру не є присутнім у композиції полімеру відповідно до даного винаходу. Докладний опис винаходу [0020] Полімер на основі альдегіду більш прийнятно одержують шляхом реакції однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або однієї або кількох амінофункціональних сполук (I) з однією або кількома альдегідними функціональними сполуками (II), причому сполуки відновлюючих цукрів (III) і, необов'язково, ціанамід (IV) додають до або під час зазначеної реакції і/або після зазначеної реакції. Різні варіанти здійснення способу будуть описані нижче. [0021] У полімері на основі альдегіду гідроксильні ароматичні або амінофункціональні сполуки (I) більш прийнятно вибирають із групи, що складається з фенолу, резорцину, крезолу, флороглюцину, меламіну, сечовини, тіосечовини, диціандіамідута заміщених і/або функціоналізованих фенолів. Альдегідні сполуки (II) більш прийнятно вибирають із групи C1-C10 альдегідів, С2-С10 діальдегідів або їх поєднань, більш прийнятно з групи, що складається з формальдегіду, параформальдегіду, триоксану, гексаметилентетраміну, глвоксалю, 3 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 глутаральдегіду або їх поєднань. Більш прийнятним ціанамідом (сполука IV) є диціандіамід. Полімерна композиція на основі альдегіду як правило твердіє шляхом термоотвердіння, отвердіння з використанням отверджувача або отвердіння під дією випромінювання. [0022] Полімер на основі альдегіду більш прийнятно вибирають із групи, що складається з фенолформальдегідного полімеру (PF), фенолсечовиноформальдегідного полімеру (PUF), сечовиноформальдегідного полімеру (UF), меламіноформальдегідного полімеру (MF), меламінсечовиноформальдегідного полімеру (MUF), меламінфенолоформальдегідного полімеру (MPF) і меламінсечовинофенолформальдегідного полімеру (MUPF), резорцинформальдегідного полімеру (RF), резорцинсечовиноформальдегідного полімеру (RUF), меламінсечовинорезорцинформальдегідного полімеру (MURF), резорцинмеламінформальдегідного полімеру (RMF), резорцинфенолформальдегідного полімеру (RPF), резорцинфенолсечовиноформальдегідного полімеру (RPUF) або полімерів на основі заміщених і/або функціоналізованих фенолів, таких як ксиленолові полімери. [0023] В одному варіанті здійснення в полімерній композиції на основі альдегіду сполука I являє собою фенол, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до фенолу (F:P) становить від 0,5:1 до 6,0:1, більш прийнятно - від 1,0:1 до 5,5:1, більш прийнятно від 1,1:1 до 5,0:1, більш прийнятно - від 1,3:1 до 4,0:1 і найбільш прийнятно - від 1,5:1 до 4,0:1. Для збільшення об'єму полімеру полімерна композиція на основі альдегіду може також містити 1-50 мас. %, більш прийнятно 5-45 мас. % і більш прийнятно 10-40 мас. % аміносполуки, більш прийнятно сечовини (мас. % на основі кінцевої полімерної композиції). [0024] В іншому варіанті здійснення в полімерній композиції на основі альдегіду сполука I являє собою аміносполуку, сполука II – формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до аміносполуки (F:(NH2)2) становить від 0,5:1 до 3,5:1, більш прийнятно – від 0,8:1 до 2,5:1 і найбільш прийнятно – від 1,0:1 до 2,2:1. Більш прийнятно сполука I являє собою меламін, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до меламіну (F:M) становить від 1,1:1 до 6,0:1, більш прийнятно - від 1,2:1 до 4,0:1 і найбільш прийнятно - від 1,25:1 до 2,5:1. [0025] У полімерній композиції на основі альдегіду кількість сполук відновлюючих цукрів III зі значенням декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, більш прийнятно - принаймні 25, більш прийнятно - принаймні 50, ще більш прийнятно - принаймні 75 і найбільш прийнятно - понад 90 становить від 0,1 до 40 мас. %, більш прийнятно - від 0,5 до 30 мас. %, більш прийнятно - від 0,5 до 25 мас. %, найбільш прийнятно - від 1,0 до 20 мас. % (мас. % від кінцевої полімерної композиції). Кількість диціанаміду (сполука IV) більш прийнятно становить від 0,1 до 20 мас. %, більш прийнятно - від 0,2 до 16 мас. % і найбільш прийнятно - від 0,5 до 12 мас. % (мас. % від кінцевої полімерної композиції). [0026] Властивості полімерної композиції зв'язані зі способом одержання. Цей винахід також стосується способу одержання полімерної композиції відповідно до винаходу, що включає етапи одержання полімеру на основі альдегіду шляхом реакції однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або однієї або кількох амінофункціональних сполук (I) з однією або кількома альдегідними функціональними сполуками (II) і відрізняється тим, що сполуки відновлюючих цукрів (III) і, необов'язково, ціанамід (IV) додають до або під час зазначеної реакції і/або після зазначеної реакції. Компонент III може бути доданий тільки до і/або під час реакції I і II, або III може бути доданий до і/або під час реакції, а також після реакції, або III може бути доданий до і/або під час реакції, а IV додають після реакції, необов'язково з III. У ще одному варіанті здійснення III додається тільки після реакції I і II, і, необов'язково, з додаванням IV. [0027] Перший етап одержання полімерної композиції включає додавання однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або однієї або кількох амінофункціональних сполук (I), а потім функціональних сполук (II); наприклад, у випадку PF-полімерів: фенол і формальдегід додають у реактор з необхідним молярним відношенням і дають їм прореагувати з утворенням метилолованих сполук і конденсацією їхніх продуктів. [0028] При виробництві фенольного полімеру зазвичай першим у реактор завантажують фенол разом з невеликою кількістю води та лужного каталізатора. Каталізатор може бути неорганічним (наприклад, гідроксид лужного металу, такий як LiOH, NaOH, КІН, або гідроксид лужноземельного металу, такий як Ca(OH)2) або органічним (наприклад, аміак, органічний амін або гідроксилованаамінова сполука, така як, без обмеження, моно-етаноламін, три-етаноламін). Потім температуру реактора регулюють таким чином, щоб забезпечити можливість протікання реакції метилолування, звичайно в діапазоні від 45 °C до 180 °C і, більш прийнятно, у діапазоні від 60 °C до 130 °C, після чого в реактор завантажують формальдегід. Формальдегід може завантажуватися в рідкій формі - у вигляді розчину або у вигляді твердої речовини (наприклад, параформальдегід). Оскільки метилолування фенолу є екзотермічною реакцією, завантаження формальдегіду більш прийнятно здійснюють протягом певного періоду часу або у вигляді 4 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 кількох менших завантажень. У кожному разі використовуваний реактор повинен мати достатні засоби нагрівання, охолодження та зрошення, щоб контролювати одержання PF-полімеру згідно з певним способом і уникнути неконтрольованої реакції. Як очевидно фахівцям у цій галузі, температурна програма способу ("рецептура") (тобто температура, при якій завантажують формальдегід, і температура, при якій підтримують полімер у процесі метилолування та конденсації) також оптимізована з урахуванням одержання системи з наднизьким вмістом формальдегіду, а також з урахуванням властивостей, необхідних для передбачуваного застосування. Надлишкова конденсація може забезпечити зниження рівня вільного формальдегіду та вільного фенолу, однак може призвести до нарощування молекулярної маси ланцюжків олігомеру, а в результаті - погіршенню властивостей для промислового застосування. [0029] У випадку полімерів, призначених для використання в продуктах з мінеральної вати, полімер використовують у водному розчині, що проклеює, який розпорошують на скляні або мінеральні волокна, що надходять на ремінь збираючого пристрою, і одержують із них нетканий матеріал для настилу. Цей матеріал для настилу потім по конвеєру направляється в зону термообробки або піч, де полімер твердіє. У період між розпиленням композиції, що проклеює, і отвердінням полімер повинен збиратися на стиках або в точках контакту між волокнами. Це відбувається в результаті ефекту поверхневого натягу. [0030] У випадку надлишкової конденсації полімеру (тобто, коли ступінь конденсації вище бажаного) він може не мати достатню здатність до розбавляння (особливо після деякого часу зберігання) або стійкість до води для утворення стабільної композиції, що проклеює, особливо коли вона містить дрібні частки масла, силанові зв'язувальні речовини та отверджувачі, такі як сульфат амонію. Замість цього він може випадати з розчину, створюючи мутність, і потенційно може привести до блокування розпилювальних форсунок. Крім того, надлишково конденсований полімер може мати різні властивості, навіть якщо він утворює прозору композицію, що проклеює; а це може спричинити проблеми у процесі виробництва, наприклад, раннє отвердіння, поганий розподіл полімеру в місцях перетинання волокон або їхніх точок контакту, налипання матеріалу настилу до конвеєра збираючого пристрою. [0031] В сферах застосування мінеральної вати для композицій, що проклеюють, як правило використовують фенолсечовиноформальдегідний (PUF) полімер. Це звичайний PF-полімер, у який додана сечовина для збільшення розмірів. Це забезпечує ряд переваг, відомих фахівцям у цій галузі, таких як комерційні переваги, вогнестійкість, зниження в'язкості, а що ще більш важливо - зниження вмісту вільних мономерів з приділенням особливої уваги зниженню вмісту формальдегіду. [0032] Сечовина для збільшення об'єму може додаватися відразу після метилолування/конденсації PF або в місці виробництва мінеральної вати в процесі готування композиції, що проклеює. При додаванні відразу після метилолування/конденсації PF далі може використовуватись м'яка температурна програма, щоб дозволити відбутися метилолуванню сечовини. У результаті сечовина потім діє як поглинач і зменшує вміст вільного формальдегіду в полімері. Природно, це також зменшує виділення формальдегіду при ствердінні та із продукту. Це другий крок на шляху до системи з наднизьким вмістом формальдегіду. [0033] Однак використання сечовини в PUF має деякі обмеження та наслідки. По-перше, вона приводить до виділення аміаку, як при ствердінні, так і з кінцевого продукту. Це продукт розкладання вільної сечовини. По-друге, метилолована сечовина перебуває в рівновазі з вільною сечовиною та формальдегідом. Тому існує межа поглинаючого ефекту сечовини відносно формальдегіду в неотверділому полімері. Крім того, навіть у повністю отверділому продукті будуть присутні якісь залишкові сечовинометилольні групи, із часом вони будуть поступово гідролізуватись та вивільняти формальдегід з кінцевого продукту на низькому, однак такому, що піддається виміру, рівні, що може викликати стурбованість. [0034] На етапі розробки зв'язувальних систем ULF було виявлено, що можливе необов'язкове додавання диціандіаміду після додавання сечовини для додаткового видалення формальдегіду. Вважається, що метилолований диціандіамід також перебуває в рівновазі з диціандіамідом і формальдегідом, але ця рівновага перебуває більше на стороні метилолованого продукту, особливо в порівнянні із продуктом метилолованої сечовини. Тому використання диціандіаміду пригнічує виділення формальдегіду, навіть із кінцевого продукту. [0035] Однак на більш пізній стадії процесу розробки несподівано було виявлено, що відновлюючі цукри, здатні значно знизити вміст вільного альдегіду в кінцевому полімері, а також подальше виділення альдегіду з полімеру як при ствердінні, так і з отверділого полімеру; таким чином, у випадку полімерів на базі формальдегіду можна одержати ефективну систему ULF. Відновлюючий цукор або RCF можуть додаватись різними способами: (а) Додавання до 5 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 полімеру на основі альдегіду на більш пізніх етапах, тобто ближче до завершення виробництва полімеру та після етапу (етапів) метилолуванняі/або конденсації. (b) Додавання на початку (або під час) метилолування і/або конденсації полімеру на основі альдегіду. (с) Додавання у вигляді часткового завантаження, як на початку (або під час) метилолування і/або конденсації полімеру на основі альдегіду, як в (b), а також додавання ближче до кінця виробництва полімеру, як в (а). [0036] Було виявлено та буде продемонстровано в прикладах, що одержуваний ефект додавання відновлюючого цукру або RCF розрізняється залежно від того, чи присутня ця речовина на етапі метилолування/конденсації (b) або ж додається тільки на більш пізніх етапах (а). [0037] У тих варіантах здійснення, де відновлюючий цукор або RCF додаються на більш пізніх етапах (варіанти здійснення (а) і (с)), спостерігається чітке зниження виділень формальдегіду (як при ствердінні, так і з отверділого полімеру) на відміну від порівняльного використання невідновлюючого цукру. Не бажаючи бути зв'язаними будь-якою теорією, вважають, що виділення формальдегіду зменшуються в такий спосіб: при ствердінні карбонільна група цукру реагує з молекулою аміаку, утворюючи імін. Він, у свою чергу, може поглинути молекулу формальдегіду, утворюючи основу Шиффа, здатнувступати в реакцію Манніха з ділянками, що містять активний водень, тобто на фенолі або, можливо, навіть сечовині. Таким чином, відновлюючий цукор хімічно зв'язується з полімерною мережею, як при поперечному зшиванні. Крім того, відновлюючий цукор, зв'язаний з PF/PUF/UF або у вигляді вільної незв'язаної молекули, як у випадку додавання в надлишку, може в гарячих кислих умовах у процесі отвердіння проходити каскад реакцій, не різнорідних щодо реакцій карамелізації та реакцій Мейларда. У результаті відновлюючий цукор повністю зв'язується в полімерній мережі. Аміак може виникати при розкладанні сечовинного заповнювача або з амонієвих солей (наприклад, сульфату амонію), які використовуються в якості кислотних отверджувачів при ствердінні, або з аміаку, який додають для стабілізації водної композиції, що проклеює. У випадку PF-полімерів йдеться про останні два. [0038] Ця гіпотеза підтверджується емпірично тим, що зазначені зв'язувальні речовини усе ще зберігають більш ніж достатню міцність після витримки. Випробування на старіння буде описано в прикладах, але на даному етапі досить сказати, що зв'язувальна речовина може витримувати повне занурення в киплячу воду на 2 × 4 години з подальшим випробуванням на навантаження в ще вологому стані. Таким чином, передбачається повністю зшита структура із включенням відновлюючого цукру. Випробування на виділення при ствердінні та з отверділого полімеру будуть описані в прикладах, однак досить сказати, що додавання відновлюючого цукру, на більш пізніх етапах значно знижує виділення формальдегіду, аміаку та фенолу при ствердінні порівняно з контрольним зразком PF/PUF. Аналогічно, значне зниження виділення формальдегіду з отверділого полімеру також спостерігали при порівнянні з контрольними UFполімерами. Це емпіричний доказ також підтверджує гіпотезу. [0039] У варіантах здійснення винаходу, де відновлюючий цукор додають на початку або під час метилолування і/або конденсації альдегідного полімеру, тобто у варіантах здійснення (b) і (c), відновлюючий цукор очевидно значно сприяє проведенню етапу метилолування та споживанню формальдегіду. [0040] Коли фахівець у цій галузі одержує PF-полімер (як описано вище), йому відомо, що вміст вільних мономерів, фенолу та формальдегіду знижується в процесі конденсації, що підтверджується аналітичними методами. Несподівано було виявлено, що кінетики утворення PF-полімеру в присутності відновлюючого цукру (при всіх інших рівних умовах) були зовсім різними з точки зору споживання формальдегіду та фенолу. Вміст вільного формальдегіду в PFполімері при використанні відновлюючого цукру знижується набагато швидше, а вміст вільного фенолу знижуються повільніше (див. приклади). Інше спостереження полягало в тому, що колір PF-полімерів відповідно до винаходу був різним: контроль був темно-червоним, а PF із відновлюючим цукром був блідо-жовтим. [0041] Не бажаючи бути зв'язаними теорією, вважається, що відновлюючий цукор якимось чином асоціюється з іоном феноляту (що утворюється при взаємодії фенолу та лужного каталізатора, наприклад, NaOH). Це підтверджується спостережуваними жовтими кольорами. Як відомо з рівня техніки, іон феноляту без відновлюючого цукру має червоний колір. Зазначена асоціація, очевидно, прискорює метилолування. Внаслідок цього вміст вільного формальдегіду падає швидше та до більш низького рівня. Дослідження з використанням гель-проникаючої хроматографії (GPC) показують, що полімер є порівнянним з контролем, а це означає, що асоціація на цьому етапі є тимчасовою, і відновлюючий цукор не міняє молекулярну масу олігомерів. 6 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 [0042] Крім того, ступінь конденсації, очевидно, є подібним, що також дивно, оскільки початковий етап метилолування був прискорений. Відновлюючий цукор, сприяючи реакції метилолування, може також інгібувати реакції конденсації. Було також відзначене, що полімери із відновлюючим цукром мають кращу стабільність при зберіганні, що також підтверджує теорію і є перевагою використання композиції. [0043] Через використання більш активних видів феноло-відновлюючих цукрів неасоційований фенол має зменшену можливість реагування з формальдегідом, що приводить до більш високих рівнів вільного фенолу порівняно з контролем протягом заданого часу реакції. Це означає, що для одержання системи з наднизьким вмістом формальдегіду вміст вільного формальдегіду може бути знижений до значно більш низького рівня, ніж звичайний рівень перед додаванням сечовини, а відновлюючий цукор, як і раніше, залишитьсяна місці, діючи аналогічно варіанту здійснення з додаванням на більш пізніх етапах. Це також означає, що існує потенційна проблема, пов'язана з вільним фенолом. Однак, її можна легко вирішити шляхом використання більш високого відношення формальдегіду до фенолу. Несподіваним результатом винаходу є те, що відношення формальдегіду до фенолу, більш високе, ніжте, що звичайно використовуються для того чи іншого застосування, може застосовуватися та при цьому забезпечувати систему з наднизьким вмістом формальдегіду (див. приклад відповідно до винаходу 1 і 2). [0044] Як очевидно з варіантів здійснення (а) і (b), третій варіант (с), відповідно до якого відновлюючий цукор додається як на початку, так і під час метилолування і/або конденсації формальдегідного полімеру та наприкінці процесу, можуть легко використовуватись. [0045] Крім того, як описано в пункті 34, також може додаватися диціандіамід разом або, більш прийнятно, після додавання сечовини в якості поглинаючого формальдегід агента у варіантах здійснення (a), (b) і (c). Однак зниження виділення формальдегіду (у т.ч. при ствердінні та виділення із продукту) може бути незначним у зв'язку з дією відновлюючого цукру або RCF. [0046] Винахід також стосується композиції, що проклеює, для використання в галузях використання мінеральної вати, яка включає a) 1-40 мас. % описаного вище полімеру на основі альдегіду, що відрізняється тим, що полімер являє собою фенолформальдегідний полімер (PF) або фенолсечовиноформальдегідний полімер (PUF), b) 60-99 мас. % води (мас. % від загальної маси композиції), c) латентний каталізатор отвердіння, більш прийнятно сіль амонію, більш прийнятно сірчанокислий амоній, d) необов'язково - сечовину для збільшення розмірів, e) необов'язково - речовини, що сприяють адгезії волокон, більш прийнятно - силани, f) необов'язково - речовина, що поліпшує розчинність, більш прийнятно аміак, і/або g) необов'язково - модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, силіконове масло або дустове масло. [0047] Крім того, винахід стосується композиції, що проклеює, для використання в застосуваннях, пов'язаних з насиченням або просоченням, яка включає a) 1-70 мас. % описаного вище полімеру на основі альдегіду, що відрізняється тим, що полімер являє собою PF, PUF, MPF, UF, MF, MUF або MUPF, b) 30–99 мас. % води (мас. % від загальної маси композиції), c) необов'язково – 0,1–30 мас. % розчинників, що змішуються із водою, більш прийнятно із групи аліфатичних одно- і багатоатомних спиртів з 1-5 атомами вуглецю, більш прийнятно метанолу, d) необов'язково - 0,1-50 мас. % сечовиноформальдегідного, меламіноформальдегідного або меламінсечовиноформальдегідного полімеру, e) необов'язково – 0,1–20 мас. % поліпшуючих гнучкість речовин, більш прийнятно із групи моно-, ди- і полігідроксильних сполук, що містять 1-10 атомів вуглецю, більш прийнятно – моно-, ди- і поліетиленгліколей, f) необов'язково - латентний або нелатентний каталізатор отвердіння, більш прийнятно кисла органічна або неорганічна сполука, більш прийнятно - сіль аміну та сильної кислоти, g) необов'язково – сечовину для збільшення розмірів, h) необов'язково - змочувальні речовини, i) необов'язково - засоби вивільнення і/або, j) необов'язково – модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, силіконове масло або дустове масло. 7 UA 111759 C2 5 10 15 20 [0048] Крім того, винахід стосується водної композиції, що твердіє, для використання в галузях застосування, пов'язаних з панелями та деревоматеріалами, яка включає a) 1-70 мас. % описаного вище полімеру на основі альдегіду, що відрізняється тим, що полімер являє собою UF, MF, MUF, PF або MUPF, b) 30–99 мас. % води (мас. % від загальної маси композиції), c) необов'язково сечовиноформальдегідний, меламінформальдегідний, меламінсечовиноформальдегідний полімер, меламінсечовинофенолформальдегідний полімер або фенолформальдегідний полімер d) необов'язково - каталізатор, більш прийнятно гідроксид натрію, e) необов'язково - сечовину для збільшення розмірів і/або f) необов'язково – модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, буферні речовини. [0049] Крім того, винахід стосується застосування відновлюючих цукрів для зниження виділень альдегіду (наприклад, формальдегіду) з полімерної композиції, що твердіє, на основі альдегіду шляхом додавання відновлюючих цукрів безпосередньо перед виробництвом виробів з мінеральної вати (скловолокна та мінеральних волокон), дерев'яних панелей, фанери, виробів з матеріалів з покриттям і/або просоченням і застосування полімерної композиції на основі альдегіду, описаної вище, для виробництва виробів з мінеральної вати (скловолокна та мінеральних волокон), дерев'яних панелей, фанери, матеріалів з покриттям і/або просоченням. [0050] Полімерна композиція на основі альдегіду може відповідати самим суворим вимогам щодо виділень формальдегіду. Ці вимоги наведені в Таблиці 1. Показник випарника JAS 1460 [мг/л] Клас Е1 CARB 2 F **** Необроблена деревина Формальдегід Аміак н/з н/з < 0,3 < 0,1 н/з н/з н/з н/з н/з Французька класифікація будівельних матеріалів за виділеннями 3 речовин [мг/м ] н/з н/з н/з н/з н/з < 0,05 / < 0,125 < 0,03 / < 0,06 0,01 н/з Фінська класифікація Показник виділень у будівельних матеріалів камері EN 717-1 за виділеннями речовин [част/млн] 2 M1/M2 [мг/(м год)] < 0,1 < 0,06 0,008 (90 % процентілей) н/з н/з Таблиця 1: Різні обмеження та класифікації виділень (н/з означає "не застосовне") 25 30 35 40 45 [0051] Продукція з мінеральної вати повинна перевершувати класифікацію Eurofins М1 за виділеннями формальдегіду та аміаку (стовпчик 4: Фінська класифікація будівельних матеріалів за виділеннями речовин M1/M2 [мг/(м2год)]). [0052] Клас E1 стосується Німецької класифікації виділень формальдегіду з дерев'яних панелей. Максимально допустимий рівень виділень становить 0,1 част/млн згідно зі стандартом EN 717-1. [0053] CARB 2 стосується стандарту щодо викидів речовин Каліфорнійського Правління з повітряних ресурсів, опублікованого в 2009 році, що набув чинності в Каліфорнії в період між 2010 і 2012 р. і буде мати вплив не тільки в інших штатах США, але й послужить як базовий стандарт для міжнародної торгівлі, особливо в Європі та Азії. [0054] F**** (F і чотири зірки) - японський стандарт, що визначає граничні значення виділень формальдегіду на основі Японського стандарту JAS 1460, які становлять менше 0,3 мг/л. [0055] Критерії M1/M2 запропоновані Rakennustieto (Building Information Foundation RTS), приватним об'єднанням 47 фінських будівельних організацій, що визначає найбільш передові вимоги до повітря в приміщеннях у Європі. Навіть якщо критерії М1 і М2 не є обов'язковими, вони встановлюють важливий стандарт. [0056] Французький стандарт являє собою новий законодавчий документ Ministèredel'Écologie, du Développementdurable, des TransportsetduLogement (Construction, urbanisme, aménagementetressourcesnaturelles, Etiquetagedes émissionsenpolluantsvolatilsdesproduitsdeconstructionetdedecoration), що набув чинності по всій країні з 1 січня 2012 року. [0057] Для порівняння в рядку 4 Таблиці 1 наведені значення виділень із необробленої деревини. Основним матеріалом для панелей є деревина, яку сушать із метою зниження вмісту 8 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 вологи та для того, щоб зробити придатною для подальшої обробки в процесі виробництва. Оскільки при сушінні застосовують підвищені температури, з деревного матеріалу утворюється формальдегід (у результаті розкладання різних інгредієнтів на основі целюлози). Це виділення формальдегіду робить внесок у загальне виділення формальдегіду з дерев'яного композитного матеріалу, але не залежить від вмісту формальдегіду в клеї. [0058] Типові виділення з висушеної здрібненої деревини для виробництва ДСП без додавання полімерів на основі формальдегіду становлять до 2 мг/100 г сухої деревини при вимірюванні відповідно до перфораторного способу Perforator method EN 120: EN 120 передбачає кип'ятіння тестових зразків у толуолі при майже 110 °C у перфораторі. Пари толуолу з екстрагованим формальдегідом конденсують і збирають за допомогою перфоратора (безперервного екстрактора) у нижній частині реактора, заповненого водою. Толуол проходить через воду знизу, і екстрагований формальдегід збирають у воді та аналізують із використанням фотометричних засобів, наприклад, методом із застосуванням ацетилацетону (Положення VDI 3484, Частина 2). [0059] Формальдегід у водному розчині реагує з іонами амонію та ацетилацетону з утворенням діацетилдигідролутидину (реакція Ханча). Максимум поглинання спостерігається при 412 нм. Зразок поміщали в колбу, зважували, змішували з ацетилацетоновим реагентом і дистильованою водою та струшували. Через 30 хвилин при 40 °C виконували вимірювання зразка. Паралельно готовили контрольний розчин шляхом змішування ацетилацетонового реагенту та води. Обидва розчини оптично вимірювали при 412 нм в Уф-спектрофотометрі. [0060] На відміну від дерева, виділення формальдегіду із просоченого паперу та інших матеріалів, як правило, нульові та, таким чином, не роблять внесок, що піддається вимірюванню, у виділення формальдегіду із продукту. ОПИС ІЛЮСТРАТИВНИХ ВАРІАНТІВ ЗДІЙСНЕННЯ [0061] У наведених прикладах у якості репрезентативної відновлюючої вуглеводної сировини (RCF) використовували сироп інвертованого кристалічного цукру (в основному, фруктози, глюкози), який готовили на місці із невідновлюючої сировини - кристалічного цукру (сахарози). Слід також зазначити, що в прикладах, де використовується неорганічний лужний каталізатор для одержання полімеру, необхідно його нейтралізовувати при ствердінні за допомогою отверджувача. Стехіометрична кількість, необхідна для зазначеної нейтралізації, називається "точкою еквівалентності" або "ер". На практиці, з кінетичних причин використовують надлишок отверджувача. У таких випадках надлишок указують у відсотках: так, 10 % надлишок отверджувача записують як "ер+10 %». Всі значення відсотків наведені на основі мас./мас. Порівняльний приклад 1 [0062] У реактор з атмосферним зворотним холодильником завантажували 148 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До неї додавали 487 г водного розчину фенолу (91,8 %), 59 г де іонізованої води та 89,4 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 60 °C. Потім 1017 г розчину формальдегіду (56,1 %) повільно додавали протягом 60 хв при температурі 61 °C. Після цього суміш нагрівали до 65 °C та перемішували при цій температурі протягом 5 годин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 40 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [0063] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. [0064] (Зразок B) 364 г вищевказаної суміші вилучали та поєднували з 36 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. [0065] (Зразок C) 336 г вищевказаної суміші вилучали та поєднували з 46 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. [0066] (Зразок D) 304 г вищевказаної суміші вилучали та поєднували з 96 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. [0067] Для визначення в'язкості згідно з ISO 3219:1993 використовували систему конуспластина при 20 °C с типовими характеристиками: конус діаметром 50 мм, нахилом 1° і 100мікронною плоскою частиною на вершині. Поточні дані конуса зберігаються в чипі, що перебуває в обертовій частині корпуса, і автоматично передаються в реометр перед вимірюванням. Гамма-значення швидкості зрушення становить 200 1/с. [0068] Вимірювання вільного фенолу виконували лабораторним методом; використовували ВЕРХ Spectra-Physics P 4000 із градієнтним змішувачем низького тиску, автоматичним пристроєм відбору проб AS 3000 і системою Spectra system UV 6000 LP; як колонку 9 UA 111759 C2 5 10 15 20 використовували Superspher RP-18e 125-3 компанії Merck. Вимірювання проводили при довжині хвилі детектора 271 нм, потік становив 1,2 мл/хв, використовували градієнт із трьома розчинниками. Як розчинник А використовували воду ВЕРХ-класу, розчинника В - метанол ВЕРХ-класу, розчинника C - фосфорну кислоту 0,1 n, отриману шляхом розведення 85 % фосфорної кислоти високої чистоти (suprapur) компанії Merck водою розчинника А. Градієнт становив (час у хвилинах/%A/%B/%C): (0/80/15/5), (5/80/15/5), (20/5/90/5), (25/5/90/5), (30/80/15/5), (35/80/15/5). [0069] Визначення вмісту вільного формальдегіду згідно з EN ISO 11402 здійснювали шляхом розведення зразка в 150 мл крижаної води, потім додавали 2 мл 1 моль/л розчину сульфіту натрію та перемішували близько 15 хвилин. Після цього додавали 3 краплі розчину крохмалю та весь розчин титрували з використанням 0,05 моль/л розчину йоду до появи синього забарвлення. Потім додавали близько 30 мл розчину карбонату натрію та всю суміш титрували розчином йоду до одержання стабільного синього забарвлення. Кількість розчину сульфіту записували та використовували для розрахунку. [0070] Вимірювання вмісту твердих речовин відповідно до ISO 3251 виконували шляхом зважування певної кількості полімеру в посудині для зважування. Деякі способи зважування та диспергування зразка в посудині для зважування описані в ISO 3251. Посудину потім нагрівали у нагрівальній камері протягом 60 хвилин при 135 °C у випадку полімерів PF або протягом 60 хвилин при 125 °C у випадку інших типів полімерів. ISO 3251 чітко визначає час і температуру для різних полімерів. [0071] Безкінечна стійкість до впливу води визначається як стійкість до впливу води більше 50:1, тобто п'ятдесяти частин води в одній частині полімеру при вимірюванні відповідно до ISO 8989. Характеристики полімеру 25 Одиниці вимірювання Параметр Норматив Зразок A Вміст твердих речовин % ISO 3251 B C D Розчинність у воді ISO 8989 51,7 54,2 56,2 9,7 pН 44,3 9,8 9,9 9,9 Безк. Безк. Безк. Безк. % Лабораторний метод 0,01 0,01 0,01 0,01 Вільний формальдегід % (сульфіт) EN ISO 11402 5,3 1,5 0,65 0,34 В'язкість ISO 3219 86 72 55 45 Вільний фенол (ВЕРХ) 30 35 40 мПaс Таблиця 2: Характеристики полімеру порівняльного прикладу 1. Приклад винаходу 1 [0072] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 120 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До неї додавали 180 г кристалічного цукру (сахарози) і 0,4 г моногідрату лимонної кислоти та нагрівали до 90 °C. Суміш перемішували 120 хвилин при 90 °C, після чого суміш (сироп інвертованого цукру) охолоджували до 55 °C. До суміші додавали 482 г водного розчину фенолу (91,8 %), 11,6 г де іонізованої води та 88,9 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 60 °C. Потім повільно додавали 1041 г розчину формальдегіду (54,2 %) протягом 60 хвилин при температурі 61 °C. Після цього суміш нагрівали до 65 °C і перемішували при цій температурі протягом 5 годин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 40 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [0073] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. [0074] (Зразок B) 364 г вищевказаної суміші вилучали та поєднували з 36 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. 10 UA 111759 C2 5 [0075] (Зразок C) 336 г вищевказаної суміші вилучали та поєднували з 46 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. [0076] (Зразок D) 304 г вищевказаної суміші вилучали та поєднували з 96 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 20 °C. Характеристики полімеру Одиниці вимірювання Параметр Норматив Зразок A Вміст речовин твердих % ISO 3251 C D 54,4 Розчинність у воді фенол 54,7 55,8 58,0 9,2 рН Вільний (ВЕРХ) B 9,3 9,3 9,4 Безк. ISO 8989 Безк. Безк. Безк. 20 25 30 0,04 0,03 0,04 0,05 % EN ISO 11402 1,34 0,43 0,18 0,10 В'язкість 15 Лабораторний метод Вільний формальдегід (сульфіт) 10 % мПaс ISO 3219 88 75 64 54 Таблиця 3: Характеристики полімеру прикладу винаходу 1. Виділення при ствердінні [0077] Смолу отверджували при температурі 200 °C, речовини, що виділяються, збирали у воді, а потім ідентифікували та кількісно визначали з використанням фотометричних методів у такий спосіб. [0078] Фільтрувальний папір зі скловолокна згорнули в трубочку та помістили усередину пробірки. Отримане пристосування зважували. Потім готовили суміш полімеру з отверджувачем: 20 г полімеру гомогенно змішували з кількістю сульфату амонію, достатньою для одержання ep+10 %. 0,2–0,3 г цієї суміші полімеру наносили краплями на фільтрувальний папір зі скловолокна та точно записували масу. Потім тестову пробірку з фільтром поміщали в колбу Ерленмейєра, закриту з усіх боків, крім трубки для впуску та випуску повітря. Впускна трубка опускається в отвір тестової пробірки з фільтром. Випускна трубка просто відводить гази із внутрішнього об'єму колби Ерленмейєра в з'єднання з нагрітим шлангом. Колбу Ерленмейєра поміщали в піч при температурі 200 °C; гази, що випускалися, передавалися з колби Ерленмейєра та з печі через нагрітий шланг у три газоабсорбційні колби (пляшки Дрекзеля), з'єднані послідовно. Перші дві колби були заповнені 100 мл дистильованої води кожна. Третю колбу залишили порожньою, і вона просто служила пасткою для захисту повітряного насоса, з яким вона з'єднана. Потім повітряний насос використовували для викачування 50 літрів повітря протягом 25 хв. [0079] Вміст двох водних колб, у які потрапили випущені гази, поєднували та визначали вміст формальдегіду у воді за допомогою фотометрії. Після охолодження тестову пробірку, що містить фільтр, повторно зважували. Виділення формальдегіду розраховували до сухої речовини отверділого полімеру, тому воно не залежало від вмісту твердих речовин у полімері. Фотометричне визначення здійснювали з використанням фотометра LASA 100 і тестових комплектів д-ра Ланге (тестовий комплект LCK 325 для формальдегіду). 35 Формальдегід (мг/г сухого полімеру) Приклад винаходу 1 C Приклад винаходу 1 3 2 11 UA 111759 C2 D Порівняльний приклад 1 C Порівняльний приклад 1 D 5 10 15 20 29 11 Таблиця 4: Виділення при ствердінні Виділення з отверділої зв'язувальної речовини [0080] Готовили суміш полімеру з отверджувачем: 20 г полімеру гомогенно змішували з кількістю сульфату амонію, достатньою для одержання ep+10 %. [0081] Одержували 100 г водного розчину з 5 % вмістом твердої речовини. Він складався з полімеру та кількості сульфату амонію, достатньої для одержання ep+10 %. До цього розчину додавали кількість аміаку, еквівалентну 0,35 % на основі полімеру. Після перемішування суміш зв'язувальної речовини використовували для просочення фільтрів зі скловолокна, що не містять зв'язувальну речовину (компанія: Pall Corporation. Тип: A/E розмір 90 мм). [0082] Просочення здійснювали з використанням лійки Бюхнера та вакууму -0,8 бар протягом 20 секунд. [0083] Потім фільтри отверджували при 200 °C у печі із циркуляцією повітря протягом 5 хв. Маси фільтрів визначали перед додаванням суміші зв'язувальної речовини та після отвердіння. [0084] В 1 л пляшки з гвинтовими кришками додавали 50 мл дистильованої води. У кожній пляшці акуратно розміщали по одному просоченому фільтрувальному паперу з отверділим полімером, підвішуючи за допомогою ліски над водною поверхнею. Потім щільно загвинчували кришку. Пляшки тримали при 20 °C у камері з підтримуваною температурою протягом 20 годин. Після цього фотометрично визначали виділення формальдегіду на підставі поглиненої водою речовини. Виділення формальдегіду перераховували до 5 % сухої речовини отверділого полімеру, тому воно не залежало від вмісту твердих речовин у полімері. Фотометричне визначення здійснювали з використанням фотометра LASA 100 і тестових комплектів д-ра Ланге (тестовий комплект LCK 325 для формальдегіду). Приклад винаходу 1 C Приклад винаходу 1 D Порівняльний приклад 1 C Порівняльний приклад 1 D мг формальдегіду (5 % завантаження зв'язувальної речовини) 0,3 0,3 0,9 1 25 30 35 40 45 Таблиця 5: Виділення з отверділої зв'язувальної речовини Міцність у вологому стані [0085] Для всіх пов'язаних з міцністю випробувань готовили такі стандартні зразки: піщані палички з розмірами 22 × 22 × 173 мм, форма піску підтримувалася за допомогою отверділої полімерної зв'язувальної речовини. [0086] Для підготовки тестових зразків потрібний був покритий полімером пісок. Для цього спочатку одержували 180 г водного розчину полімеру з 40 % вмістом твердої речовини. Цей розчин також містив необхідну кількість сульфату амонію для досягнення ep+10 % і 1,44 г 10 % розчину гамма-амінопропілтриетоксисилану. [0087] Цей 40 %-ний водний розчин полімеру потім додавали до 1800 г кварцового піску та змішували в механічному змішувачі протягом 10 хв із одержанням однорідного піску, покритого полімером. [0088] Для одержання стандартної піщаної палички 135 г зазначений вище пісок з покриттям зважували і поміщали у прес-форму, а потім пресують поршнем. Форми, що містять спресований пісок, потім поміщали в піч на 120 хвилин при температурі 180 °C, щоб отвердити полімер. [0089] Після отвердіння палички піддавали штучному старінню. По-перше, їх занурювали в киплячу воду на 4 години. Потім їх вилучали та тримали в печі при 60 °C протягом 16 годин. Після цього їх знову занурювали в киплячу воду на 4 години. Потім їх, нарешті, охолоджували протягом 1 години на холодній воді перед тестуванням на міцність в усе ще вологому стані. Міцність зразків визначали з використанням Zwick Z010 TN2A з 3-точковим пристроєм згинання та режимом роботи. 12 UA 111759 C2 2 Н/мм 5,4 5,2 4,2 2,9 Приклад винаходу 1 C Приклад винаходу 1 D Порівняльний приклад 1 C Порівняльний приклад 1 D 5 10 15 Таблиця 6: Міцність після витримування Приклад винаходу 2 [0090] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 312 г деіонізованої води та нагрівали до 30 °C. До неї додавали 63 г кристалічного цукру (сахарози) і 0,5 г моногідрату лимонної кислоти та нагрівали до 95 °C. Суміш перемішували 100 хвилин при 95 °C, після чого суміш (сироп інвертованого цукру) охолоджували до 55 °C. До суміші додавали 554 г водного розчину фенолу (90,8 %), 43 г де іонізованої води та 91 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 60 °C. Потім повільно додавали 1036 г розчину формальдегіду (55,8 %) протягом 60 хвилин при температурі 61 °C. Після цього суміш нагрівали до 65 °C і перемішували при цій температурі протягом 4 годин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 40 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [0091] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. [0092] (Зразок В) 336 г вищевказаній суміші вилучали та поєднували з 64 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. Характеристики полімеру 20 Параметр Вміст твердих речовин рН Розчинність у воді Вільний фенол (ВЕРХ) Вільний формальдегід (сульфіт) В'язкість 25 30 35 Одиниці вимірювання Норматив % ISO 3251 % % мПaс ISO 8989 Лабораторний метод EN ISO 11402 ISO 3219 A 45,6 9,3 Безк. 0,05 1,39 34 B 52,0 9,4 Безк. 0,05 0,23 28 Таблиця 7: Характеристики полімеру прикладу винаходу 2 Приклад винаходу 2.1 [0093] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 268 г деіонізованої води та нагрівали до 30 °C. До неї додавали 360 г кристалічного цукру (сахарози) і 0,45 г моногідрату лимонної кислоти та нагрівали до 95 °C. Суміш перемішували 100 хвилин при 95 °C, після чого суміш (сироп інвертованого цукру) охолоджували до 55 °C.До суміші додавали 475 г водного розчину фенолу (90,8 %), 37 г де іонізованої води та 78 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 60 °C. Потім повільно додавали 888 г розчину формальдегіду (55,8 %) протягом 60 хвилин при температурі 61 °C. Після цього суміш нагрівали до 65 °C і перемішували при цій температурі протягом 4 годин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 40 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [0094] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. [0095] (Зразок В) 336 г вищевказаній суміші вилучали та поєднували з 64 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. Характеристики полімеру Одиниці вимірювання Параметр Вміст твердих речовин рН Розчинність у воді Вільний фенол (ВЕРХ) Норматив % ISO 3251 % ISO 8989 Лабораторний 13 A 55,0 9,2 Безк. 0,14 B 57,1 9,3 Безк. 0,13 UA 111759 C2 Вільний формальдегід (сульфіт) В'язкість 5 10 15 метод EN ISO 11402 ISO 3219 % мПaс 1,25 70 0,14 57 Таблиця 8: Характеристики полімеру порівняльного прикладу 2.1. Приклад винаходу 3 [0096] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 105 г деіонізованої води та нагрівали до 50 °C. До неї додавали 234 г кристалічного цукру (сахарози) і 0,35 г моногідрату лимонної кислоти та нагрівали до 98 °C. Суміш перемішували 90 хвилин при 98 °C, після чого суміш (сироп інвертованого цукру) охолоджували до 60 °C. До суміші додавали 634 г водного розчину фенолу (90,8 %), 26 г де іонізованої води та 64 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 63 °C. Потім повільно додавали 737 г розчину формальдегіду (56,1 %) протягом 60 хвилин при температурі 63 °C. Після цього суміш нагрівали до 67 °C і перемішували при цій температурі протягом 220 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 30 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [0097] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 30 °C протягом 39 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. [0098] (Зразок В) 348 г вищевказаній суміші вилучали та поєднували з 52 г сечовини. Потім суміш перемішували при 30 °C протягом 39 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. Характеристики полімеру Одиниці вимірювання Параметр Вміст твердих речовин рН Розчинність у воді % Вільний фенол (ВЕРХ) % Вільний формальдегід (сульфіт) В'язкість % мПaс Норматив ISO 3251 ISO 8989 Лабораторний метод EN ISO 11402 ISO 3219 A B 59,3 9,0 Безк. 58,9 9,2 Безк. 3,27 3,17 0,12 111 0,02 89 20 25 30 35 Таблиця 9 Характеристики полімеру прикладу винаходу 3 Порівняльний приклад 2 [0099] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 276 г деіонізованої води та нагрівали до 30 °C. До суміші додавали 490 г водного розчину фенолу (90,8 %), 38 г де іонізованої води та 80 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 60 °C. Потім повільно додавали 915 г розчину формальдегіду (55,8 %) протягом 60 хвилин при температурі 61 °C. Після цього суміш нагрівали до 65 °C і перемішували при цій температурі протягом 240 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 40 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [00100] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. [00101] (Зразок В) 336 г вищевказаній суміші вилучали та поєднували з 64 г сечовини. Потім суміш перемішували при 35 °C протягом 50 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. Характеристики полімеру Одиниці вимірювання Параметр Вміст твердих речовин рН Розчинність у воді % Вільний фенол (ВЕРХ) % Вільний формальдегід (сульфіт) В'язкість % мПaс Норматив ISO 3251 ISO 8989 Лабораторний метод EN ISO 11402 ISO 3219 14 A B 43,3 9,6 Безк. 52,2 9,7 Безк. 0,02 0,05 1,54 33 0,33 27 UA 111759 C2 5 10 15 Таблиця 10: Характеристики полімеру порівняльного прикладу 2 Порівняльний приклад 3 [00102] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 121 г деіонізованої води та нагрівали до 50 °C. До суміші додавали 729 г водного розчину фенолу (90,8 %), 30 г де іонізованої води та 73 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 63 °C. Потім повільно додавали 847 г розчину формальдегіду (56,1 %) протягом 60 хвилин при температурі 63 °C. Після цього суміш нагрівали до 67 °C і перемішували при цій температурі протягом 220 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 30 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [00103] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 30 °C протягом 39 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. [00104] (Зразок В) 348 г вищевказаній суміші вилучали та поєднували з 52 г сечовини. Потім суміш перемішували при 30 °C протягом 39 хв в окремій посудині, після чого суміш охолоджували до 17 °C. Характеристики полімеру Параметр Одиниці вимірювання Вміст твердих речовин рН Розчинність у воді Вільний фенол (ВЕРХ) Вільний формальдегід (сульфіт) В'язкість 20 Норматив % ISO 3251 % % мПaс ISO 8989 Лабораторний метод EN ISO 11402 ISO 3219 A 54,1 9,2 Безк. 1,80 0,95 61 B 57,3 0,3 Безк. 1,62 0,05 47 Таблиця 11: Характеристики полімеру порівняльного прикладу 3 Виділення при ствердінні Виділення формальдегіду під час отвердіння визначали, як описано вище. Формальдегід (мг/г сухого полімеру) Приклад винаходу 2 В 10 Приклад винаходу 2.1 В 2 Приклад винаходу 3 В 0,5 Порівняльний приклад 2 11 В Порівняльний приклад 3 1,3 В Таблиця 12:Виділення при ствердінні 25 Виділення з отверділої зв'язувальної речовини Виділення формальдегіду з отверділої зв'язувальної речовини визначали, як описано вище. мг формальдегіду (5 % завантаження зв'язувальної речовини) 30 Приклад винаходу 2 В Приклад винаходу 2.1 В Приклад винаходу 3 В Порівняльний приклад 2 В Порівняльний приклад 3 В Таблиця 13: Виділення з отверділої зв'язувальної речовини Міцність після витримування Міцність після витримування визначали, як описано вище. 15 0,66 0,30 0,23 0,74 0,48 UA 111759 C2 2 Приклад винаходу 2 В Приклад винаходу 2.1 В Приклад винаходу 3 В Порівняльний приклад 2 В Порівняльний приклад 3 В 5 10 15 Н/мм 5,1 4,5 6,2 5,1 6,1 Таблиця 14: Міцність після витримування Приклад винаходу 4 [00105] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 389 г водного розчину фенолу (90,6 %), 100 г де іонізованої води та 85 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 60 °C. Потім повільно додавали 807 г розчину формальдегіду (55,8 %) протягом 90 хвилин при температурі максимум 61 °C. Після цього суміш нагрівали до 67 °C і перемішували при цій температурі протягом 75 хвилин. Після охолодження до 45 °C додавали 75 г де іонізованої води. Суміш охолоджували до 31 °C шляхом додавання 500 г сечовини та перемішували 20 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до 20 °C, а потім розділяли в такий спосіб. [00106] (Зразок A) 400 г вищевказаної суміші вилучали та перемішували при 20 °C протягом 20 хв в окремій посудині, після чого суміш тримали при 20 °C. [00107] (Зразок В) 392 г вищевказаній суміші вилучали та поєднували з 8 г диціандіаміду. Потім суміш перемішували при 20 °C протягом 20 хв в окремій посудині, після чого суміш тримали при 20 °C. Виділення з отверділої зв'язувальної речовини [00108] Виділення формальдегіду з отверділої зв'язувальної речовини визначали, як описано вище. 20 мг формальдегіду/г полімеру (5 % завантаження зв'язувальної речовини) Порівняльний приклад 4 А Приклад винаходу 4 В 25 30 35 40 45 23 12 Таблиця 15: Виділення з отверділої зв'язувальної речовини Порівняльний приклад 4 (C4) [00109] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 569 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До суміші додавали 880 г водного розчину фенолу (92,2 %), 59 г де іонізованої води та 41,4 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 70 °C. Потім повільно додавали 950 г розчину формальдегіду (54,5 %) протягом 120 хвилин при температурі 80 °C. Після цього суміш нагрівали до 80 °C і перемішували при цій температурі протягом 80 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до температури повітря та аналізували. Порівняльний приклад 5 (C5) [00110] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 495 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До суміші додавали 638 г водного розчину фенолу (92,4 %), 55 г деіонізованої води, 100 г сахарози та 30,0 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 70 °C. Потім повільно додавали 682 г розчину формальдегіду (55,1 %) протягом 90 хвилин при температурі 80 °C. Після цього суміш нагрівали до 80 °C і перемішували при цій температурі протягом 110 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до температури повітря та аналізували. Приклад винаходу 5 (I5) [00111] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 489 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До суміші додавали 645 г водного розчину фенолу (91,4 %), 60 г деіонізованої води, 100 г глюкози та 30,0 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 70 °C. Потім повільно додавали 676 г розчину формальдегіду (55,6 %) протягом 90 хвилин при температурі 80 °C. Після цього суміш нагрівали до 80 °C і перемішували при цій температурі протягом 110 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до температури повітря та аналізували. 16 UA 111759 C2 5 10 15 20 Приклад винаходу 6 (I6) [00112] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 66 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До неї додавали 100 г кристалічного цукру (сахарози) і 0,4 г моногідрати лимонної кислоти та нагрівали до 90°C. Суміш перемішували 120 хвилин при 90 °C, після чого суміш (сироп інвертованого цукру) охолоджували до 55 °C. [00113] У цю суміш додавали 440 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До суміші додавали 638 г водного розчину фенолу (92,4 %), 50 г деіонізованої води та 30,0 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 70 °C. Потім повільно додавали 676 г розчину формальдегіду (55,6 %) протягом 90 хвилин при температурі 80 °C. Після цього суміш нагрівали до 80 °C і перемішували при цій температурі протягом 110 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до температури повітря та аналізували. Приклад винаходу 7 (I7) [00114] У підходящий реактор з атмосферним зворотним холодильником додавали 501 г деіонізованої води та нагрівали до 55 °C. До суміші додавали 638 г водного розчину фенолу (92,4 %), 55 г деіонізованої води, 100 г фруктози та 30,0 г NaOH (50 %) і об'єднану суміш нагрівали до 70 °C. Потім повільно додавали 676 г розчину формальдегіду (55,6 %) протягом 90 хвилин при температурі 80 °C. Після цього суміш нагрівали до 80 °C і перемішували при цій температурі протягом 110 хвилин. По закінченні цього часу суміш охолоджували до температури повітря та аналізували. Характеристики полімеру Одиниці вимірювання Параметр Норматив Приклади C4 Вміст речовин твердих % ISO 3251 C5 I5 I6 I7 45,5 46,2 45,6 45,5 45,2 8,8 8,7 8,7 8,7 8,7 ISO 8989 3,7 2,9 1,9 1,9 1,4 % Лабораторний метод 1,9 1,8 2,4 2,3 3,6 Вільний формальдегід (сульфіт) % EN ISO 11402 2,2 2,1 1,7 1,7 1,4 В'язкість мПа з ISO 3219 19 22 21 20 17 рН Розчинність у воді Вільний (ВЕРХ) 25 30 фенол Таблиця 16: Характеристики полімеру порівняльних прикладів C4 і C5, а також прикладів винаходу 15-17 [00115] Таким чином, винахід було описано з посиланням на деякі варіанти його здійснення, викладені вище. Слід розуміти, що ці варіанти здійснення допускають різні модифікації та альтернативні форми, добре відомі фахівцям у цій галузі. [00116] На додаток до описаного вище можливі інші модифікації конструкції та способів, що не виходять за межі сутності та обсягу винаходу. Відповідно, хоча тут описані конкретні варіанти здійснення винаходу, вони наведені тільки лише як приклади та не обмежують обсяг цього винаходу. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 35 40 1. Полімерна композиція на основі альдегіду, яка містить інвертовану сахарозу (ІІІ) або вуглеводну сировину з об'ємними властивостями, які мають значення декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, одну або кілька гідроксильних ароматичних і/або одну або кілька амінофункціональних сполук (І) і одну або кілька альдегідних функціональних сполук (II). 2. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 1, яка відрізняється тим, що полімер на основі альдегіду одержаний шляхом реакції однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або 17 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 однієї або кількох амінофункціональних сполук (І) з однією або кількома альдегідними функціональними сполуками (II), і тим, що інвертована сахароза (ІІІ) або вуглеводна сировина з об'ємними властивостями, які мають значення декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, додана до або під час вказаної реакції і/або після вказаної реакції. 3. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 1, яка відрізняється тим, що гідроксильні ароматичні або амінофункціональні сполуки (І) вибрані із групи, що складається з фенолу, резорцину, крезолу, флороглюцину, меламіну, сечовини, тіосечовини, диціандіаміду та заміщених і/або функціоналізованих фенолів. 4. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-3, яка відрізняється тим, що альдегідні сполуки (II) вибрані із групи С1-С10 альдегідів, С2-С10 діальдегідів або їх поєднань. 5. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-4, яка відрізняється тим, що додатково містить ціанамід (IV). 6. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-5, де композиція отверджується способом отвердіння, вибраним з групи, що включає термоотверджування, отверджування з використанням отверджувача або отверджування під дією випромінювання. 7. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-6, яка відрізняється тим, що полімер на основі альдегіду є полімером, вибраним із групи, що складається з фенолформальдегідного полімеру (PF), фенолсечовиноформальдегідного полімеру (PUF), сечовиноформальдегідного полімеру (UF), меламіноформальдегідного полімеру (MF), меламінсечовиноформальдегідного полімеру (MUF), меламінфенолоформальдегідного полімеру (MPF) і меламінсечовинофенолформальдегідного полімеру (MUPF), резорцинформальдегідного полімеру (RF), резорцинсечовиноформальдегідного полімеру (RUF), меламінсечовинорезорцинформальдегідного полімеру (MURF), резорцинмеламінформальдегідного полімеру (RMF), резорцинфенолформальдегідного полімеру (RPF), резорцинфенолсечовиноформальдегідного полімеру (RPUF) або полімерів на основі заміщених і/або функціоналізованих фенолів. 8. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-7, яка відрізняється тим, що сполука І являє собою фенол, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до фенолу (F:P) становить від 0,5:1 до 6,0:1. 9. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 8, яка відрізняється тим, що полімер також містить 1-50 мас. % аміносполуки з розрахунку на кінцеву полімерну композицію. 10. Полімерна композиція на основі альдегіду за будь-яким з пп. 1-7, яка відрізняється тим, що сполука І являє собою аміносполуку, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до аміносполуки (F:(NH2)2) становить від 0,5:1 до 3,5:1. 11. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 10, яка відрізняється тим, що сполука І являє собою меламін, сполука II - формальдегід, а молярне відношення формальдегіду до меламіну (F:M) становить від 1,1:1 до 6,0:1. 12. Полімерна композиція на основі альдегіду за пп. 1-11, яка відрізняється тим, що кількість інвертованої сахарози (ІІІ) або вуглеводної сировини із значенням декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15 складає від 0,1 до 40 мас. % від кінцевої полімерної композиції. 13. Полімерна композиція на основі альдегіду за п. 5, яка відрізняється тим, що ціанамід (IV) являє собою диціанамід і кількість диціанаміду складає від 0,1 до 20 мас. % від кінцевої полімерної композиції. 14. Спосіб виробництва полімерної композиції за будь-яким з пп. 1-13, що включає етапи одержання полімеру на основі альдегіду шляхом реакції однієї або кількох гідроксильних ароматичних і/або однієї або кількох амінофункціональних сполук (І) з однією або кількома альдегідними функціональними сполуками (II), який відрізняється тим, що інвертовану сахарозу (ІІІ) або вуглеводну сировину з об'ємними властивостями, які мають значення декстрозного еквівалента (DE) принаймні 15, додають до або під час вказаної реакції і/або після вказаної реакції. 15. Спосіб за п. 14, який відрізняється тим, що IIІ додають тільки до і/або під час реакції І і II, або який відрізняється тим, що III додають до і/або під час реакції, а також після реакції, або який відрізняється тим, що III додають до і/або під час реакції. 16. Проклеювальна композиція для використання в галузях застосування мінеральної вати, яка включає: a) 1-40 мас. % описаної в пп. 1-13 полімерної композиції на основі альдегіду, яка відрізняється тим, що полімер являє собою фенолформальдегідний полімер (PF) або фенолсечовиноформальдегідний полімер (PUF), b) 60-99 мас. % води від загальної маси композиції, c) латентний каталізатор отвердіння, 18 UA 111759 C2 5 10 15 20 25 30 і необов’язково d) речовини, що сприяють адгезії волокон, е) речовину, що поліпшує розчинність, f) модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, силіконове масло або дустове масло. 17. Проклеювальна композиція для використання в галузях, пов'язаних з насиченням або просоченням, яка включає: a) 1-70 мас. % описаної в пп. 1-13 полімерної композиції на основі альдегіду, яка відрізняється тим, що полімер являє собою PF, PUF, MPF, UF, MF, MUF або MUPF, b) 30-99 мас. % води від загальної маси композиції, і необов’язково c) 0,1-30 мас. % розчинників, що змішуються із водою, d) 0,1-50 мас. % сечовиноформальдегідного, меламіноформальдегідного або меламінсечовиноформальдегідного полімеру, e) 0,1-20 мас. % поліпшуючих гнучкість речовин, f) латентний або нелатентний каталізатор отвердіння, g) сечовину для збільшення розмірів, h) змочувальні речовини, і) засоби вивільнення, j) модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, силіконове масло або дустове масло. 18. Отверджувана водна композиція для використання в галузях, пов'язаних з панелями та деревоматеріалами, яка включає a) 1-70 мас. % описаної в пп. 1-13 полімерної композиції на основі альдегіду, яка відрізняється тим, що полімер являє собою UF, MF, MUF, PF або MUPF, b) 30-99 мас. % води від загальної маси композиції, і необов’язково c) сечовиноформальдегідний, меламінформальдегідний, меламінсечовиноформальдегідний полімер, меламінсечовинофенолформальдегідний полімер або фенолформальдегідний полімер, d) каталізатор, e) сечовину для збільшення розмірів, f) модифікатори в'язкості розчину, стабілізатори, буферні речовини. Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 19

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Modified binder compositions

Автори англійською

Jobber, Andrew, Prock, Christoph, Emsenhuber, Martin

Автори російською

Джоббер Эндрю, Прок Кристоф, Эмзенхубер Мартин

МПК / Мітки

МПК: C08G 12/06, C08L 61/32, C08K 5/053, C08L 61/00, D06M 15/507, C08L 61/20, C08G 8/26, B01D 39/20, B05D 3/02

Мітки: модифіковані, речовин, зв'язувальних, композиції

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/21-111759-modifikovani-kompozici-zvyazuvalnikh-rechovin.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Модифіковані композиції зв’язувальних речовин</a>

Подібні патенти