Полімерний матеріал та спосіб його одержання

Номер патенту: 49837

Опубліковано: 15.10.2002

Автор: Шьонфельд Уве

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Полімерний матеріал на основі сирих речовин, які здатні до зшивання, що містить продукт реакції, який отримано зшиттям 10-90% за масою тригліцеридів з щонайменше двома епокси- та/або азиридингрупами і 5-90% за масою ангідридів полікарбонових кислот, які отримані з циклічних полікарбонових кислот з щонайменше двома вільними карбоксильними групами, з 0,01-20% за масою полікарбонової кислоти як ініціатора.

2. Полімерний матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що епоксидовані тригліцериди обрані з соєвої, лляної, перилової, тунгової, ойтисикової, сафлорової, макової, конопляної, бавовняної, соняшникової, рапсової олії, такої олії молочайних рослин, як молочайно-іагаскова, таких високоолеїнових тригліцеридів, як соняшникова або молочайно-іатирисова, арахісова, оливкова, оливково-ядерцева, мигдалева, капокова, ліщинова, абрикосово-ядерцева, букова, люпинова, кукурудзяна, кунжутна, виноградно-ядерцева, лалемантієва, рицинова олія, жирів таких морських тварин, як оселедець, сардина або менхада, китового жиру, а також тригліцеридів з високонасиченими залишками жирних кислот, які потім, наприклад дегідратацією, переведені у ненасичений стан, або з їх сумішей.

3. Полімерний матеріал за п. 1 або 2, який відрізняється тим, що епоксидовані тригліцериди додатково вміщують гідроксильовані тригліцериди, наприклад рицинової олії.

4. Полімерний матеріал за одним з пп. 1-3, який відрізняється тим, що ангідриди полікарбонових кислот обрані з ангідридів циклогександикарбонової, циклогексендикарбонової, фталевої, тримелітової кислоти, гемімелітової, піромелітової, 2,3-нафталіндикарбонової, 1,2-циклопентандикарбонової, 1,2-циклобутандикарбонової, хінолінової, норборнендикарбонової кислоти (NADICAN), а також диметилзаміщених сполук MNA, пін- або норпінкислоти, труксилової, перилен-1,2-дикарбонової, каронової, наркамфанової, ізатової, камфорної, 1,8-нафталіндикарбонової, дифенової, о-карбоксифенілоцтової, 1,4,5,8-нафталінтетракарбонової кислоти, або з їх сумішей.

5. Полімерний матеріал за одним з пп. 1-4, який відрізняється тим, що полікарбоновими кислотами є ди- або трикарбонові кислоти.

6. Полімерний матеріал за п. 5, який відрізняється тим, що полікарбонова кислота обрана з похідних лимонної кислоти, полімеризованої таллової олії, азелаїнової кислоти, галової кислоти, ди- або полімеризованих смоляних кислот, ди- або полімеризованої анакардової кислоти, також рідини шкаралупи горіхів кешью, поліуронових кислот, поліальгінових кислот, мелітової кислоти, тримезинової кислоти, таких ароматичних ди- і полікарбонових кислот, як фталева, тримелітова, гемімелітова або піромелітова кислота, а також таких їх ароматично заміщених похідних, як, наприклад, гідрокси- або алкілфталева кислота, таких ненасичених циклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, норпінкислота, гетероциклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, лойпонова або чинхолойпонова кислота, таких біциклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, норборнандикарбонова кислота, прямоланцюгових ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, малонова та її довголанцюгові гомологи, а також таких їх заміщених сполук, як гідрокси- і кето-, ди- і полікарбонові кислоти, пектинові кислоти, гумінові кислоти, полімеризована рідина шкаралупи горіхів кешью з щонайменше двома вільними карбоксигрупами у молекулі, або з їх сумішей.

7. Полімерний матеріал за одним з пп. 1-6, який відрізняється тим, що він вміщує за масою 2-98% продукта реакції згідно з п.1 і 98-2% будь-якого наповнювача.

8. Полімерний матеріал за одним з пп. 1-7, який відрізняється тим, що наповнювач обраний з групи органічних наповнювачів на основі целюлозовмісних матеріалів, наприклад, дерев'яного борошна, тирси або відходів деревини, лушпиння, волокон соломи або льону, на основі білків, переважно овечої вовни, а також неорганічних наповнювачів на основі силікатів та карбонатів, наприклад, піску, кварцу, корунду, карбіду силіцію і скловолокон, та їх сумішей.

9. Полімерний матеріал за одним з пп. 1-8, який відрізняється тим, що при одержанні продукту реакції додають 0,01-10% за масою каталізатор.

10. Полімерний матеріал за п. 9, який відрізняється тим, що каталізатор обраний з третинних амінів, наприклад N,N'-бензилдиметиланіліну, імідазолу та їх похідних, спиртів, фенолу та їх заміщених сполук, гідроксикарбонових кислот типу молочної або саліцилової, металоорганічних сполук типу триетаноламінотитанату або ди-н-бутилстанумлаурату, кислот Льюїса, зокрема трифлуориду бору, трихлориду алюмінію та їх комплексних аміносполук, основ Льюїса, зокрема алкоголятів, багатофункціональних меркаптосполук та тіокислот, а також фосфороорганічних сполук, зокрема трифенілфосфіту, тріснонілфенілфосфіту та біс-бета-хлоретилфосфіту, біциклічних амінів, наприклад, [2,2,2] діазабіциклооктану, хінуклідину або діазабіциклоундецену, гідроксидів лужних та лужноземельних металів, сполук Грін'яра, або з їх сумішей.

11. Полімерний матеріал за одним з пп. 1-10, який відрізняється тим, що він додатково вміщує антипірен, який обрано з групи: гідроксид алюмінію, сполуки галогенів, стибію, вісмуту, бору або фосфору, силікатні сполуки, або їх суміші.

12. Спосіб одержання полімерного матеріалу за одним з пп. 1-11, який відрізняється тим, що тригліцерид, ангідрид полікарбонової кислоти, полікарбонову кислоту і за потребою інші додаткові матеріали типу наповнювачів та/або каталізатора, та/або антипірена перемішують і далі отверджують.

13. Спосіб одержання полімерного матеріалу за одним з пп. 1-12, який відрізняється тим, що тригліцерид, ангідрид полікарбонової кислоти, полікарбонову кислоту і за потребою каталізатор попередньо при 20-200°С зшивають до в'язкості 0,2-20000 сантипуаз, а після цього додають наповнювач та/або антипірен і далі отверджують.

14. Спосіб за одним з пунктів 12 або 13, який відрізняється тим, що отвердження виконують при температурі від >20 до 200°С і тиску 1-100 бар протягом часу від 10 с до 24 годин.

Текст

1 Полімерний матеріал на основі сирих речовин, які здатні до зшивання, що містить продукт реакції, який отримано зшиттям 10-90% за масою тригліцеридів з щонайменше двома епокси-та/або азиридингрупами і 5-90% за масою ангідридів полікарбонових кислот, які отримані з циклічних полікарбонових кислот з щонайменше двома вільними карбоксильними групами, з 0,01-20% за масою полікарбонової кислоти як ініціатора 2 Полімерний матеріал за п 1, який відрізняється тим, що епоксидовані тригліцериди обрані з соєвої, лляної, перилової, тунгової, ойтисикової, сафлорової, макової, конопляної, бавовняної, соняшникової, рапсової олії, такої олії молочайних рослин, як молочайно-іагаскова, таких високоолеінових тригліцеридів, як соняшникова або молочайно-іатирисова, арахісова, оливкова, оливковоядерцева, мигдалева, капокова, ліщинова, абрикосово-ядерцева, букова, люпинова, кукурудзяна, кунжутна, виноград но-ядерцева, лалемантієва, рицинова олія, жирів таких морських тварин, як оселедець, сардина або менхада, китового жиру, а також тригліцеридів з високонасиченими залишками жирних кислот, які потім, наприклад дегідратацією, переведені у ненасичений стан, або з їх сумішей 3 Полімерний матеріал за п 1 або 2, який відрізняється тим, що епоксидовані тригліцериди додатково вміщують пдроксильовані тригліцериди, наприклад рицинової олії 4 Полімерний матеріал за одним з пп 1-3, який відрізняється тим, що ангідриди полікарбонових кислот обрані з ангідридів циклогександикарбоновоі, циклогексендикарбонової, фталевої, тримелітової кислоти, гемімелітової, піромелітової, 2,3нафталіндикарбонової, 1,2циклопентандикарбонової, 1,2циклобутандикарбонової, хінолінової, норборнендикарбонової кислоти (NADICAN), а також диметилзаміщених сполук MNA, пін- або норпінкислоти, труксилової, перилен-1,2-дикарбоновоі, каронової, наркамфанової, ізатової, камфорної, 1,8нафталіндикарбонової, дифенової, окарбоксифенілоцтової, 1,4,5,8нафталінтетракарбонової кислоти, або з їх сумішей 5 Полімерний матеріал за одним з пп 1-4, який відрізняється тим, що полікарбоновими кислотами є ди- аботрикарбонові кислоти 6 Полімерний матеріал за п 5, який відрізняється тим, що полікарбонова кислота обрана з похідних лимонної кислоти, полімеризованої таллової олії, азелашової кислоти, галової кислоти, ди- або полімеризованих смоляних кислот, ди- або полімеризованої анакардової кислоти, також рідини шкаралупи горіхів кешью, поліуронових кислот, поліальпнових кислот, мелітової кислоти, тримезинової кислоти, таких ароматичних ди- і полікарбонових кислот, як фталева, тримелітова, гемімелітова або піромелітова кислота, а також таких їх ароматично заміщених похідних, як, наприклад, гідрокси- або алкілфталева кислота, таких ненасичених циклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, норпінкислота, гетероциклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, лойпонова або чинхолойпонова кислота, таких біциклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, норборнандикарбонова кислота, прямоланцюгових ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, малонова та и довголанцюгові гомологи, а також таких їх заміщених сполук, як гідрокси- і кето-, ди- і полікарбонові кислоти, пектинові кислоти, гумінові кислоти, полімеризована рідина шкаралупи горіхів О і со 00 49837 кешью з щонайменше двома вільними карбоксигрупами у молекулі, або з їх сумішей 7 Полімерний матеріал за одним з пп 1-6, який відрізняється тим, що він вміщує за масою 2-98% продукта реакції згідно з п 1 і 98-2% будь-якого наповнювача 8 Полімерний матеріал за одним з пп 1-7, який відрізняється тим, що наповнювач обраний з групи органічних наповнювачів на основі целюлозовмісних матеріалів, наприклад, дерев'яного борошна, тирси або ВІДХОДІВ деревини, лушпиння, волокон соломи або льону, на основі білків, переважно овечої вовни, а також неорганічних наповнювачів на основі силікатів та карбонатів, наприклад, піску, кварцу, корунду, карбіду СИЛІЦІЮ І скловолокон, та їх сумішей 9 Полімерний матеріал за одним з пп 1-8, який відрізняється тим, що при одержанні продукту реакції додають 0,01-10% за масою каталізатор 10 Полімерний матеріал за п 9, який відрізняється тим, що каталізатор обраний з третинних амінів, наприклад г\І,г\Г-бензилдиметиланіліну, ІМІдазолу та їх похідних, спиртів, фенолу та їх заміщених сполук, пдроксикарбонових кислот типу молочної або саліцилової, металоорганічних сполук типу триетаноламшотитанату або ди-нбутилстанумлаурату, кислот Льюіса, зокрема трифлуориду бору, трихлориду алюмінію та їх комплексних аміносполук, основ Льюіса, зокрема алкоголятів, багатофункціональних меркаптосполук та тіокислот, а також фосфороорганічних сполук, зокрема трифенілфосфіту, тріснонілфенілфосфіту та біс-бета-хлоретилфосфіту, біциклічних амінів, наприклад, [2,2,2] діазабіциклооктану, хінуклідину або діазабіциклоундецену, гідроксидів лужних та лужноземельних металів, сполук Грін'яра, або з їх сумішей 11 Полімерний матеріал за одним з пп 1-10, який відрізняється тим, що він додатково вміщує антипірен, який обрано з групи гідроксид алюмінію, сполуки галогенів, стибію, вісмуту, бору або фосфору, силікатні сполуки, або їх суміші 12 Спосіб одержання полімерного матеріалу за одним з пп 1-11, який відрізняється тим, що тригліцерид, ангідрид полікарбонової кислоти, полікарбонову кислоту і за потребою ІНШІ додаткові матеріали типу наповнювачів та/або каталізатора, та/або антипірена перемішують і далі отверджують 13 Спосіб одержання полімерного матеріалу за одним з пп 1-12, який відрізняється тим, що тригліцерид, ангідрид полікарбонової кислоти, полікарбонову кислоту і за потребою каталізатор попередньо при 20-200°С зшивають до в'язкості 0,220000 сантипуаз, а після цього додають наповнювач та/або антипірен і далі стверджують 14 Спосіб за одним з пунктів 12 або 13, який відрізняється тим, що ствердження виконують при температурі від >20 до 200°С і тиску 1-100 бар протягом часу від 10 с до 24 годин Винахід стосується полімерного матеріалу на основі сирих речовин, яки здатні до зшивання, способа виготовлення такого матеріалу та його застосування Органічні пластмаси, які сьогодні поширені у техніці, майже повністю виготовляють на нафтохімічній основі Наприклад, у виробництві меблів чи будівництві застосовують дерев'яні матеріали, які зв'язані сечовино-формальдепдними, меламшосечовино-формальдепдними і фенолоформальдепдними смолами, або рідше - поліуретанами Покривельні плитки, наконечники, кабельні оболонки т ш більшою частиною складаються з ПОЛІВІНИЛХлориду (ПВХ) З ПВХ ж у сучасному будівництві виготовлена більша частина рам для вікон Але його використання як матеріалу для багатьох будівельних деталей пов'язано з суттєвими недоліками по-перше, з ще незадовільним розв'язанням проблеми повторного використання, по-друге, з виділенням у випадках пожеж небезпечних газів Покривельні елементи для машин і приладів, ВИСОКОЯКІСНІ пресовані вироби часто, наприклад у автомобільній промисловості, складаються з фенолоформальдепдних, меламіноформальдепдних, епоксидних та поліуретанових полімерів, які армовані волокнистими матеріалами або матами Сьогодні з урахуванням проблеми ССЬ і пов'язаних з нею можливих глобальних кліматичних змін виникає велика потреба у НОВІТНІХ І значною мірою нейтральних до СОг пластмас, які б могли заповнити велики сегменти ринку, що зайняті зараз пластма сами на нафтохімічній основі, і частково їх замінити Раціонально отримувати такі матеріали з продуктів на основі здатних до зшивання сирих речовин З рівня техніки вже ВІДОМІ зв'язуючи та комбінації зв'язуючих, які частково отримані з зазначених матеріалів Ці розробки переважно належать до поліуретанів Так, з патенту США 4582891 відоме спільне застосування рицинової олії як здатної до зшивання сировини з полизоціанатом і неорганічним наповнювачем З ЕР 01 51 585 відома двокомпонентна поліуретанова клейова система, де як полюли застосовані продукти зі здатними до розмикання циклами типу епоксидованих жирних спиртів, естери жирних кислот (зокрема тригліцериди) або аміди жирних кислот з спиртом Також відомо застосування епоксидованих тригліцеридів як пом'якшувачів Подібний спосіб описаний, наприклад, у РСТ/ЕР94/02284 З патенту США 3578633 відомий спосіб ствердження поліепоксидів ангідридом полікарбонової кислоти в присутності лужної солі обраної карбонової кислоти Для цього застосовують виключно поліепоксиди з більш ніж одною активною епоксигрупою на молекулу Але отримані зазначеним способом полімери мають той недолік, що передбачають застосування фізіологічне небезпечних компонентів (наприклад, солей ЛІТІЮ), а також на виявляють потрібної МІЦНОСТІ 3 того очевидно випливає, що основна реакція згідно з зазначеним 49837 патентом США проходить за умови зшивання ЗОВНІШНІХ епоксигруп, які повністю відсутні у епоксидованих тригл іцеридах З патенту ФРГ 4135664 ВІДОМІ полімерні продукти, які виготовлені з епоксидованих тригліцеридів, неповних естерів полікарбонових кислот з щонайменше двома вільними карбоксигрупами і пдрофобізуючого засобу Але згідно з цим патентом можна отримати еластичні покривельні маси з підвищеною ВОДОСТІЙКІСТЮ, які в той же час не ви являють задовільних властивостей відносно МІЦНОСТІ І можливостей змін у полімерній системі Тому у підґрунтя винаходу покладена задача запропонувати матеріал нового типу, що збудований на основі сирих речовин, які здатні до зшивання і утворення придатних до широкого застосування внаслідок їх МІЦНОСТІ полімерних матеріалів Ця задача відносно полімерного матеріалу вирішена відрізняючими ознаками п 1 з застосуванням відрізняючих ознак способу за п п 15 і 16 Додаткові пункти формули розкривають переважні форми виконання винаходу Запропонований полімерний матеріал, який по суті є продуктом реакції трьох компонентів, а саме 10 - 90% тригліцеридів і 5 - 90% ангідридів полікарбонових кислот з 0,01 - 20% по масі полікарбонової кислоти Заявник може вражаючим чином продемонструвати отримані згідно з цим принципом полімерні матеріали, їх вражаючи властивості відносно МІЦНОСТІ і варіантність властивостей Вирішальне значення у матеріалах згідно з винаходом має застосування для зшивання ангідридів полікарбонових кислот Це забезпечує значне підвищення густоти зшивки отриманих полімерів і, внаслідок цього, їх твердості Такім чином, основними компонентами продуктів реакції є епоксидовані тригліцериди і ангідриди полікарбонових кислот, які зшиваються між собою При цьому реакція зшивання починається незначним за КІЛЬКІСТЮ (0,01 - 20% по масі) додаванням полікарбонової кислоти, яка виконує очевидно переважну функцію ініціатора для внутрішніх епоксигруп тригліцерідів Внаслідок застосування ангідридів полікарбонових кислот у реакції приєднання зшиваються суміжні ОН-групи, що виникають внаслідок розмикання епоксидних кілець Вільна карбоксигрупа, що виникає при цьому у ангідриді полікарбонової кислоти, розмикає чергову епоксигрупу з одночасним утворенням суміжної ОН-групи, яка реагує з додатковою групою ангідрида полікарбонової кислоти при подальшому приєднанні Реакція починається тоді, коли будь-яке епоксидне кільце розкриється і виникне суміжна ОН-група Таке ініціювання зшивання досягається додаванням незначної КІЛЬКОСТІ полікарбонової кислоти При цьому важливо, що розмикання епоксигрупи передує початку реакції Можливий перебіг реакції показано на схемі (фіг1) На відміну від рівня техніки під час зшивання з чистими полікарбоновими кислотами реагують пдроксигрупи, що виникають при полімеризації з ангідридом полікарбонової кислоти Це можна також підтвердити методами ДТАта ІЧС Для полімерного матеріалу згідно з винаходом важливо те, що він складається по масі з 10 - 90% тригліцеридів і 5 - 90% ангідридів полікарбонових кислот, причому реакція ІНІЦІЮЄТЬСЯ незначною КІЛЬКІСТЮ (0,01 - 20%) полікарбонової кислоти Бажано, щоб продукт реакції містив по масі 35 - 70% тригліцеридів, 10 - 60% ангідридів полікарбонових кислот і 0,05 -10% полікарбонової кислоти Прикладами епоксидованих тригліцеридів, яки можуть бути використані для виготовлення продукту реакції згідно з винаходом, слугують соєва, лляна, периллова, тунгова, ойтисікова, сафлорова, макова, конопляна, бавовняна, соняшникова, рапсова олії, така олія молочайних рослин, як молочайно-іагаскова, таки високоолешові тригліцериди, як соняшникова або молочайно-іатирисова, арахісова, оливкова, оливково-ядерцева, мигдалева, капокова, ліщинова, абрикосово-ядерцева, букова, люпинова, кукурудзяна, кунжутна, виноград но-ядерцева, лаллемантієва, рицинова олія, жири таких морських тварин, як оселедець, сардина або менхада, китовий жир, а також тригліцериди з високонасиченими залишками жирних кислот, які потім, наприклад дегідратацією, переведені у ненасичений стан, або їх суміші 3 урахуванням реакції з пдроксигрупами поруч з епоксидованими тригліцеридами можливо також часткове використання пдроксильованих тригліцеридів як додаткових компонентів, наприклад, високоолешової або рицинової олії Цим шляхом можна ще більше модифікувати фізичні властивості полімерів Але важливо, щоб завжди були присутні епоксидовані тригліцериди, бо інакше наступає обрив ланцюга Також можливо застосовувати тригліцериди з азиридингрупами Для отримання азиридинів ВІДОМІ різні схеми синтеза Одна з них передбачає циклічне приєднання, наприклад, карбанів до азометинів (Breitmaier Е , G Jung, Org Chemie, Bd 1, Thieme Verlag, Stuttgart), або нітренів до олефінів Також можливий синтез шляхом окиснення ольфахлорнітрилена або оксимена L1AIH4 (Bull ChemSoc Jpn 40, 432, І967, Tetrahedro 24, 3681, 1968) Серед ангідридів полікарбонових кислот переважають такі, які мають циклічну основу, тобто виготовлені з циклічних полікарбонових кислот з щонайменше двома вільними карбоксигрупами, наприклад ангідриди циклогександикарбонової, циклогексендикарбонової, фталевої, тримелітової, гемімелітової, піромелітової, 2,3нафталіндикарбонової, 1,2циклопентандикарбонової, 1,2циклобутандикарбонової, хінолінової, норборнендикарбонової кислоти (NADICAN), а також диметилзаміщених сполук MNA, пінкислоти, норпінкислоти, труксилової, перилен-1,2дикарбонової, каронової, наркамфанової, ізатової, камфарної, 1,8-нафталіндикарбоновоі, дифенової, о-карбоксифенілоцтової, 1,4,5,8нафталінтетракарбонової, або їх суміші Також придатні ангідриди полікарбонових кислот, яки виготовлені з прямоланцюгових карбонових кислот з щонайменше двома вільними карбоксигрупами, наприклад, ангідриди аконітової, цитраконової, глутарової, ітаконової, винної, дигліколевої, етилен-діамштераоцтової кислоти, або з їх сумішей Серед придатних згідно з винаходом ініціато 49837 рів, тобто полікарбонових кислот, переважають ди- або трикарбонові кислоти, наприклад, ПОХІДНІ лимонної кислоти, полімеризованої таллової олії, азелашової або галлової кислоти, ди- або полімеризованих смоляних кислот, ди- або полімеризованої анакардової кислоти, також рідини шкаралупи горіхів кешью, поліуронових кислот, поліальпнових кислот, мелітової кислоти, тримесинової кислоти, таких ароматичних ди- і полікарбонових кислот, як фталева, тримелітова, гемімелітова або піромелітова кислота, а також таких їх ароматично заміщених похідних, як, наприклад, гідрокси- або алкилфталева кислота, таких ненасичених циклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, норпінкислота, гетероциклічних дні полікарбонових кислот, як, наприклад, лойпонова або чинхолойпонова кислота, таких біциклічних ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, норборнандикарбонова кислота, прямоланцюгових ди- і полікарбонових кислот, як, наприклад, малонова та и довголанцюгові гомологи, а також таких їх заміщених сполук, як пдроксиі кето-, ди- і полікарбонові кислоти, пектинові кислоти, гумінові кислоти, полімерна рідина шкаралупи горіхів кешью з щонайменше двома вільними карбоксигрупами у молекулі, або з їх сумішей В ще одній переважній формі виконання винаходу полімерний матеріал містить продукт реакції, який виготовлено з зазначених компонентів з додаванням 0,01 - 10, переважно 0,05 - 5% по масі каталізатора Каталізаторами можуть слугувати усі сполуки, що прискорюють зшивання епоксидних смол, наприклад, третинні аміни, зокрема N,N'бензилдиметиланілін, імідазол та їх ПОХІДНІ, спирти, фенол та їх заміщені сполуки, пдроксикарбонові кислоти типу молочної або саліцилової, металоорганічних сполуки типу триетаноламшотитанату або ди-п-бутилстанумлаурату, кислоти Льюіса, зокрема трифлуорид бора, трихлорид алюміній та їх комплексні аміносполуки, основи Льюіса, зокрема алкоголяти, багатофункціональні меркаптосполуки та тіокислоти, а також фосфорорганічні сполуки, зокрема трифенілфосфіт, тріснонилфенілфосфіт та біс-бетахл о ретил фосфіт, біциклічні аміни, зокрема [2,2,2]діазабіцик-лооктан, хінуклідин або діазабіциклоундецен, гідроксиди лужних та лужноземельних металів, сполуки Грін'яра, або їх суміші Особливо бажано, коли полімерний матеріал згідно з винаходом може містити або виключно продукт реакції, як вище описано, або також ВІДПОВІДНО до потреб конкретного застосування - додатково наповнювач або антипірен Якщо полімерний матеріал містить продукт реакції і наповнювач, бажано, щоб він ВІДПОВІДНО МІСТИВ їх по масі 2 98% і 98 - 2%, а найбільш бажано - 6 - 90% і 10 94% Найбільш придатні органічні наповнювачи на основі целюло-зовмісних матеріалів, наприклад дерев'яного борошна, тирси або ВІДХОДІВ деревини, лушпіння, волокон соломи або льону, на основі білків, зокрема овечої вовни, а також неорганічні наповнювачі на основі силікатів та карбонатів, наприклад, піску, кварцу, корунду, карбіду СИЛІЦІЮ І скловолокон, та їх суміші Полімерний матеріал згідно з винаходом може також містити до 50% по 8 масі антипірену, зокрема гідроксиду алюміній, сполук галогенів, стибію, бісмуту, бора або фосфору, силікатних сполуки, або їх сумішей При виготовленні матеріалу у бажаній формі з наповнювачем можна спочатку готувати суміш вихідних компонентів (тригл іцерида, анпдрида полікарбонової кислоти і карбонової кислоти), далі и попередньо при 20-200°С зшивати до в'язкості 0,2 - 20000 сантіпуаз і після цього додавати наповнювач Наприкінці її (за потребою - після формування і також за потребою - під тиском) можна стверджувати Також можливо всі додаткові матеріали перемішати і далі форполімерізувати З іншого боку можна також діяти так, що всі компоненти, тобто тригліцерид, ангідрид полікарбонової кислоти і карбонову кислоту, а за потребою - і додаткові матеріали типу наповнювача та/або антипірену, змішати, а далі при підвищеній температурі або при підвищених температурі і тиску ствердити Стверджувати можна при температурі від >20 до 200° С (переважно 50 - 150°С) і тиску 1 - 1 0 0 бар протягом часу, що залежить від обраних температури, тиску і доданого за потребою каталізатора (звичайно від 10 с до 24 годин) Полімерним матеріалом за винаходом можна просочувати холсти чи мати для виготовлення армованих волокнами формованих виробів Способом згідно з винаходом можна або вкладати у форми і пресувати окремі порції суміші, або екструзією чи гарячим вальцюванням виготовляти погонажну продукцію Реакційна суміш після ствердження утворює замкнену і надзвичайно гладку поверхню з дуже гарним пластичним рішенням відносно розмірів геометричних фігур, які можуть бути знову пластифіковані Тому цим матеріалом можна дуже точно відтворювати найвитончені філігранні зразки Полімерний матеріал згідно з винаходом токсіколопчно безпечний і тому не має недоліків ПВХ та/або таких інших придатних до порівняння матеріалів, яки, наприклад, містять деякі з створених на основі поліуретанів матеріали Слід врахувати, що новий матеріал може мати подібні до ПВХ, епоксидів і поліестерсульфонів механічні властивості Ці варіанти матеріалу пружні і дуже МІЦНІ Високонаповнені целюлозою і отримані пресуванням або екструзією матеріали згідно з винаходом мають високу МІЦНІСТЬ При точковому механічному навантаженні, наприклад при угвинчуванні шурупів для деревини або забиванні цвяхів, структура оточуючого матеріалу зберігається Розтріскування, яке трапляється, наприклад, з деревиною, не спостерігається Проблем з механічною обробкою матеріалу не існує Розтріскування по суміжним поверхням і навіть відщеплювання не спостерігаються під час пиляння або фрезерування За умови додатку пдроксильованих тригліцерідів можна отримати формовані вироби, яки при кімнатній температурі мають деяку пластичність і водночас відмінну СТІЙКІСТЬ ДО тріщиноутворення Залежно від ступінню зшивання, який принципово обумовлений складом вихідних компонентів, можна отримати придатні до термічного переформування формовані вироби Далі, додавання гідро 49837 ксиду алюмінію помітно покращує вогнестійкість у іспитах по підпалюванню Цей захід і обумовлене ним відщеплювання води послабляє пряму дію полум'я, завдяки чому досягається клас BS ("вогнебезпечність") згідно з (Німецьким стандартом) DIN 4102 Численними дослідами доведена відсутність помітного поглинання води матеріалом згідно з винаходом, бо навіть після тривалого 80-годинного занурювання у високонаповнених целюлозою пресованих виробах не знайдено значущої КІЛЬКОСТІ води Не спостерігалися і якісь фізичні та ХІМІЧНІ ЗМІНИ Далі суть винаходу детальніше пояснюється прикладами Приклад 1 Змішали 53,5% (тут і далі - по масі) епоксидованої лляної олії, що містить 9% кисню, 42,8% ангідриду камфорної кислоти і 2,7% суміші ди- і триабієтинової кислоти Цю суміш гомогенізували з 1 % 50%-го розчину хінуклідину в етанолі 10% цієї суміші змішали з 9 0 % соломи і протягом Юхв пресували під тиском 15 бар і при температурі 180°С Отримані волокнисті плити мали густину 0,62г/см 3 , виявили ВИСОКОЦІННІ механічні властивості і відмінну ВОДОСТІЙКІСТЬ Вони можуть бути застосовані як волокнисто-плитний матеріал у будівництві та виробництві меблів Приклад 2 80м ч (масовіх частин) епоксидованої периллової олії, що містить 8% кисню, змішали з 16 м ч ангідриду піромелітової кислоти і 4% тримеризованої жирної кислоти 3 0 % цієї суміші нанесли на килим з волокон джутової коноплі так, що він був рівномірно зв'язаний Просочений волкнистий мат протягом Юхв пресували під тиском 10 бар і температурі 170°С Отриманий волокнистий продукт мав високі еластичність, ударо- і ВОДОСТІЙКІСТЬ Він може бути широко застосований у таких галузях, де використовують пов'язані полімерами волокна або армовані волокнами пластичні маси, як, наприклад, армована волокнами опалубка і формовані вироби або деталі обшивки Приклад 3 42,9% епоксидованої соєвої олії, що містить 6,5% кисню, змішали з 21,5% пдроксильованої високоолешової олії До цієї суміші додали 34,3% анпдрида норборнендикарбонової кислоти і 1,3% 50%-го розчину DABCO в метанолі Суміш гомогенізували і потім зшили при температурі 140°С протягом 15хв Отриманий продукт був прозорим, здатним до пластичної деформації і мав високу МІЦНІСТЬ на розрив Його можна застосовувати для покриття матеріалів і будівельних деталей, що підлягають пластичній деформації, наприклад електричних кабелів Приклад 4 72,7% епоксидованої конопляної олії, що містить 10,5% кисню, змішали з 27,3% ангідриду тримелітової кислоти 8% цієї суміші змішали з 9 2 % висушеної пшеничної полови і під тиском 15 бар і температурі 170°С пресували протягом 8хв Отримані волокнисті плити мали густину 0,88г/см 3 виявили високу ВОДОСТІЙКІСТЬ, відмінну механічну МІЦНІСТЬ і придатність для застосування у будівництві та виробництві меблів Приклад 5 54,7% епоксидованої лляної олії, що містить 9,6% кисню, змішали з 43,7% ангідриду тетрапдрофталевої кислоти і 1,1% адипінової кислоти Цю суміш гомогенізували з 0,5 % DBN і про 10 тягом 5хв, при 145°С зшили у твердий прозорий формований виріб Отриманий матеріал стійкий у воді та окропі (пор фігури 2 і 3), має високу механічну МІЦНІСТЬ і витримує нагрівання до 300° С без деструкції Його можна застосовувати для облицьовування різних приладів і машин Приклад 6 6 0 % епоксидованої соєвої олії, що містить 6,5% кисню, змішали з 3 6 % ангідриду 1,2циклогександікарбонової кислоти і 1,1% димерізованої каніфолевої кислоти з кислотним числом 154 Суміш гомогенізували з 50%-м розчином ІМІдазолу в бутанолі і протягом Юхв при 140°С зшили Отриманий матеріал прозорий, дуже водостійкий і може бути переформований при 90°С, а при менших температурах має високу механічну МІЦНІСТЬ Приклад 7 69,9% високоолешової олії з Euphorbia Lathyns, що містить азиридинові групи і, ВІДПОВІДНО, 4,3% нітрогену, змішали з 28% ангідриду фталевої і 1,5% себацинової кислоти і 0,6% розчину хінуклідину в ізопропанолі Суміш протягом 5хв при 145°С зшили у пружний прозорий матеріал З ВИСОКИМИ ВОДО- І ЗНОСОСТІЙКІСТЮ Приклад 8 51,5% епоксидованої тунгової олії, що містить 10,5% кисню, змішали з 45,5% ангідриду камфарної кислоти і 2,5% 70%-го розчину лимонної кислоти у етанолі, додали 0,5% DABCO і суміш гомогенізували 3 0 % цієї суміші рівномірно просочили 70% мата з кокосових волокон, підігріли до 130°С протягом 20хв з перетворенням реакційноздатної суміші у форполімер в'язкістю приблизно Ю000мПа*с Далі оброблений, як описано, мат внесли у форму і пресували протягом 1хв при 160°С під тиском 15 бар Отриманий волокнистий продукт має високу механічну МІЦНІСТЬ, дуже водоі температуростійкий Його можна широко застосовувати усюди, де потрібні армовані пластмасой неткані волокнисті матеріали або армовані волокнами пластмаси Приклад 9 Змішали 61,6% епоксидованої лляної олії, що містить 9,6% кисню, 15,4% епоксидованого жиру сардин з вмістом жирних кислот 10,5%, 19,2% ангідриду піромелітової кислоти і 3,8% жирної кислоти 25% цієї суміші гомогенізували з 75 % дерев'яного борошна з пересічним діаметром частинок від ЗООмкм Зв'язаний порошок за допомогою RAM-екструдера при 169°С під тиском 40 бар переробили у погонажні вироби, які мали високу механічну стабільність і вражаючу ВОДОСТІЙКІСТЬ Приклад 10 Змішали 53,2% епоксидованої сафлорової олії з вмістом жирних кислот 9%, 10% ангідриду аконітової кислоти 32,5% ангідриду метилнорборнендикарбонової кислоти і 2,6% анакардової кислоти, додали 1,7% розчину DABCO у пропанолі і гомогенізували суміш 10% цієї суміші і 90% висушеної розмеленої рисової полови з пересічним розміром частинок від 0,5мкм перемішали до отримання зв'язаного порошку, який пресували при 130°С під тиском 15 бар протягом 15хв Отриманий матеріал має густину 0,9 г/см 3 може добре оброблятися різанням і придатний усюди, де використовують волокнисті плити (MDF) середньої густини Приклад 11 Змішали 50,5% епоксидованої лляної олії, 42,5% ангідриду тетрапдрофталевої 49837 12 11 при 140°С під тиском ЗО бар ствердили у пружні кислоти і 2,5% тримерізованої абієтинової кислоти Цю суміш гомогенізували з 1,8 % 50%-го розчину формовані вироби з високою СТІЙКІСТЮ у ВОДІ та хінуклідину в ізобутанолі 30% цієї суміші гомогеніокропі і високою механічною МІЦНІСТЮ Цей матерізували з 30% бариту, 5% пігменту, наприклад руал можна застосовувати для облицьовування різтила і 30% суміші борошна з мусковиту, хлориту і них приладів і машин кварцу Гомогенат внесли у форму і протягом 8хв Д н он I Ініціювання -C_R 2 + HOOC-R3 С * (Епоксидовзний (ПолІкарбонова тригліцерид) кислота) 1 1 Л Л Л R t 9~Y "R2 + 6 И (Циклічний ангідрид полІкарбоновоГ кислоти) R4 О О С - ^ ' ООН (Епоксидований тригліцерид) ООС—R3 А Ангідрид полікарбонової кислоти оч Kv—C^—C—R2 ?" ООС—СОО—С—6—R2 Ri ООС R4 R /\ рос—соон рос—соо—с-с—f -Ra ООС—Ra Повторення схеми реакції Фіг. 1 Епоксидований тригліцерид 49837 13 14 o.a u s іга °-в x s О с 0,4 о ? \ \ -0.2 г А б в Час занурення, х 10 годин 10 Фіг. 2 / f / ш X к" X & I в я \ о a X \ \ И) Водопогливання, % Фїг. З • 15 49837 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71 16

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Polymer material and method of producing thereof

Назва патенту російською

Полимерный материал и способ его получения

МПК / Мітки

МПК: C08G 59/00, C08L 63/08, C08G 73/00, C09K 3/10

Мітки: матеріал, полімерний, спосіб, одержання

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/8-49837-polimernijj-material-ta-sposib-jjogo-oderzhannya.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Полімерний матеріал та спосіб його одержання</a>

Подібні патенти