Спосіб отримання зв’язуючого для волокон і отверджуване зв’язуюче для волокон
Формула / Реферат
1. Спосіб отримання полімерного зв'язуючого для просочення волокон, який відрізняється тим, що він містить стадії:
{а} отримання частково ацетальованого полігідроксиполімеру, переважно полівінілового спирту;
{b} отримання потрійного співполімеру
(b1) вінілароматичного мономера,
(b2) сполуки, що містить карбоксильну групу,
(b3) акрилової сполуки, вибраної з групи, що складається з ізобутилакрилату, ізопентилакрилату, пентилакрилату, N-ізопропілакриламіду і бутилакрилату, переважно бутилакрилату;
{с} отримання співполімеру акрилової кислоти і акрилонітрилу;
{d} з подальшим з'єднанням, при перемішуванні, заданих кількостей раніше отриманих полімерів,
при цьому отримане в результаті отверджуване зв'язуюче є водним розчином.
2. Спосіб за п. 1, в якому частково ацетальований полігідроксиполімер має ступінь ацеталювання 18-22 % і отриманий реакцією ацеталювання полігідроксиполімеру альдегідом.
3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому для отримання частково ацетальованого полігідроксиполімеру альдегід вибраний з ацетальдегіду, пропіональдегіду і бутиральдегіду.
4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, в якому реакцію ацеталювання проводять у присутності каталізатора ацеталювання, переважно неорганічної кислоти, переважно вибраної з групи, яка складається з сірчаної кислоти, фосфорної кислоти і соляної кислоти.
5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому вінілароматичний мономер (b1) являє собою стирол.
6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому сполука (b2), яка містить карбоксильну групу, являє собою ненасичену дикарбонову кислоту або її ангідрид, переважно малеїновий ангідрид.
7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому на стадії {b} потрійний співполімер характеризується мольним співвідношенням (b1):(b2):(b3) в діапазоні від 1 до 3 молей карбоксилвмісної сполуки (b2) і від 0,5 до 1 моля акрилової сполуки (b3), обидва в розрахунку на один моль (b1) вінілароматичного мономера, такого як стирол.
8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, в якому потрійний співполімер фунціоналізований за реакцією з сполуками, що містять гідроксильні групи, переважно поліолами або гідроксиламінами, переважно при кімнатній температурі, переважно до досягнення в'язкості максимум 50 сек., виміряної на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125.
9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому співполімер акрилової кислоти і акрилонітрилу на стадії (с) отримують радикальною співполімеризацією, переважно при мольному відношенні акрилова кислота:акрилонітрил 2:1.
10. Отверджуване зв'язуюче для просочення мінеральних волокон, отримане за способом за будь-яким з пп. 1-9.
11. Отверджуване зв'язуюче для просочення мінеральних волокон, яке відрізняється тим, що воно містить:
{а} до 20 вагових частин частково ацетальованого полігідроксиполімеру, переважно полівінілового спирту, що переважно має ступінь ацеталювання від 18 до22 %;
{b} до 100 вагових частин потрійного співполімеру
(b1) вінілароматичного мономера,
(b2) сполуки, що містить карбоксильні групи,
(b3) акрилової сполуки, вибраної з групи, що складається з ізобутилакрилату, ізопентилакрилату, пентилакрилату, N-ізопропілакриламіду і бутилакрилату, переважно бутилакрилату;
переважно функціоналізованого по реакції із сполуками, що містять гідроксильні групи, такими як поліоли або гідроксиламіни;
{с} до 80 ваг. % співполімеру акрилової кислоти і акрилонітрилу;
{e} воду до вмісту твердих речовин від 35 % до 40 %;
{f} і від 1 до 3 ваг. %, з розрахунку на вміст твердих речовин, пластифікатора і/або до максимум 1 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, стабілізатора,
причому вказане отверджуване зв'язуюче має вигляд водного розчину.
12. Зв'язуюче для просочення мінеральних волокон за п. 10 або 11, що має рН від 5 до 7 і в'язкість від 8 до 144 сек., виміряну на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125.
13. Зв'язуюче для просочення мінеральних волокон за будь-яким з пп. 10-12, яке додатково містить вогнезахисні добавки, вибрані з групи, що складається з сечовини, меламіну, диціандіаміду, карбонату натрію, солей борної кислоти, сполук, що містять сурму, і їх похідних, і з агентів виділення води, переважно оксиду алюмінію, тригідрату або гідроксиду магнію, і необов'язково до 1 % наночастинок діоксиду титану.
14. Застосування зв'язуючого за будь-яким з пп. 10-13 для просочення мінеральних волокон, переважно скловолокон або базальтових волокон.
15. Мінеральні волокна, зв'язані отвердженим зв'язуючим за будь-яким з пп. 1-13.
Текст
Реферат: Винахід стосується способу отримання зв'язуючого, що використовується для просочення мінеральних волокон, зокрема скляних і базальтових волокон, які застосовуються як ізоляційні матеріали. Далі, винахід стосується отверджуваного зв'язуючого, його застосування, і зв'язаних волокон. Згідно з винаходом, спосіб отримання полімерного зв'язуючого для просочення волокон може містити етапи {а} отримання частково ацетальованого полівінілового спирту зі ступенем ацеталювання 18-22 %, {b} отримання потрійного співполімеру стирол/малеїновий альдегід/бутилакрилат, {с} отримання співполімеру акрилової кислоти і акрилонітрилу шляхом радикальної співполімеризації. Отримана в результаті отверджувана смола може мати вигляд водного розчину кольором від червонувато-жовтуватого до червонувато-коричневого з рН в діапазоні від 5 до 7 і в'язкістю від 8 до 144 сек., виміряною на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125. UA 106772 C2 (12) UA 106772 C2 UA 106772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід стосується способу отримання зв'язуючого, що використовується для просочування мінеральних волокон, зокрема, скляних і базальтових волокон, які застосовуються як ізоляційні матеріали, зв'язуючого, яке може бути отримане цим способом, і його застосування. Відоме загальне прагнення замінити зв'язуючі, що містять фенолформальдегідні смоли, і зв'язуючі, що містять сечовино-фенолформальдегід, що застосовуються для отримання ізоляційних матеріалів, таких, як матеріали на основі скловолокна, через виділення формальдегіду при виробництві смоли і при застосуванні смоли або продуктів, що їх містять. Волокна можуть бути з скла, мінеральної вати, целюлози, вовни, джуту, поліефіру, акрилових полімерів, нейлону, поліаміду і т. д. Мається на увазі, що термін "скловолокно", як використовується тут, охоплює термостійкі волокна, здатні витримувати підвищені температури, як, наприклад, мінеральні волокна, арамідні волокна, керамічні волокна, металеві волокна, вуглецеві волокна, поліімідні волокна, віскозні волокна, зокрема, скляні і базальтові волокна. Скловолокнисті ізоляційні продукти складаються зі скловолокна, зв'язаного разом ковалентно зшитими (отвердженими) зв'язувальними смолами. Процеси отримання скловолокнистої ізоляції звичайно включають витягування розплавленого потоку скла на прядильні колеса, де вони можуть скручуватися в тонкі волокна під дією відцентрової сили. Потім волокна видуваються в формувальну камеру, зрошувану водним зв'язуючим, і осаджуються у вигляді мати на рухомий конвеєр. Після цього покриту зв'язуючим мату переносять в піч для отвердження, де через мату продувають нагріте повітря, щоб отвердить зв'язуюче і жорстко зв'язати одне з одним скловолокно. Зв'язуючі для скловолокна, що використовуються в даному значенні, не треба плутати з матричними смолами, які є абсолютно іншим матеріалом, а зовсім не аналогічною галуззю техніки. Хоча їх іноді називають "зв'язуючими", матричні смоли служать для заповнення усього проміжного простору між волокнами або іншими наповнювачами, приводячи до щільної, підсиленої волокном або наповнювачем структури, тоді як "зв'язувальні смоли", як це використовується тут, не заповнюють простір, а тільки покривають волокна і/або місця сполук волокон. У цьому відношенні вже є багата література, що стосується отримання зв’язуючи, які не містять формальдегіду. Так, в патенті US 6849683 В2 представлений спосіб отримання зв'язуючого для продуктів на основі мінеральної вати, який містить стадії: змішування, в умовах реакції, карбонової кислоти з алканоламіном, причому карбонова кислота є ди-, три- або тетракарбоновою кислотою, щоб отримати смолу, яку потім змішують з полімером, що містить карбокислотні групи, такі, як полімер або співполімер поліакрилової кислоти, поліметакрилова кислота, полїмалеїнова кислота або їх співполімери. У EP 1047645 B1 описаний спосіб отримання смоли для водорозчинного зв'язуючого, який містить стадії змішування, в умовах реакції, циклічного ангідриду з алканоламіном, вибраним з ди- і триетаноламіну або їх сумішей, причому у вказану смолу додають звичайні добавки. У WO 94/22671 описане зв'язуюче у вигляді емульсії, що використовуються для нетканих матеріалів, які містять 12-35 % низькомолекулярного полівінілового спирту, причому щонайменше 75 % полівінілового спирту гідролізовано до щонайменше 98 моль%, і 65-88 % мономера, вибраного з групи, що складається з вінілового мономера, акрилового мономера і їх сумішей, прищепленого до полівінілового спирту шляхом емульсійної полімеризації. Вініловий і/або акриловий мономер вибраний з акрилатних і метакрилатних складних ефірів, вінілацетату, стиролу, акриламіду і їх сумішей. Проблема, яку залишилося вирішити винаходом, полягає в тому, що зв'язуюче повинно забезпечувати, після нанесення на основу і отвердження, хороше зчеплення і давати мінеральні волокна, просочені зв'язуючим, відповідно тканини, отримані з отвержденим зв'язуючим, що мають як стабільність розмірів, так і міцність на розтягнення, одночасно відрізняючись рН, що лежить в діапазоні, що не створює при застосуванні проблем з корозією. У одному аспекті технічна проблема вирішена способом, що містить етапи: {а} Отримання частково ацетальованого полівінілового спирту, переважно зі ступенем ацеталювання 18-22 %, наприклад, реакцією ацеталювання полівінілового спирту (PVOH) з альдегідом, переважно вибраним з групи ацетальдегіду, пропіональдегіду і бутиральдегіду, факультативно в присутності каталізатора ацеталювання, переважно неорганічної кислоти, ще більш переважно вибраним з групи, що складається з сірчаної кислоти, фосфорної кислоти і соляної кислоти. Реакція може продовжуватися до 4-5 годин, переважно при температурі від 40°C до 70°C. 1 UA 106772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 PVOH може мати в'язкість до 10 сантипуаз у 4 ваг. % водному розчині при 20°C. PVOH може мати середньочислову молекулярну вагу (виміряну світлорозсіюванням) більшу ніж 7000, наприклад, в діапазоні від 12000 до 85000. Хоча полівініловий спирт представляє переважний варіант здійснення, він може бути частково або повністю замінений одним або більше полімером, що містить гідроксильні групи, як, наприклад, але без обмежень, крохмаль або цукор і/або їх модифікації. {b} Отримання потрійного співполімеру стирол/малеїновий альдегід/бутилакрилат, що переважно має мольне відношення стирол!малеїновий ангідрид:бутил акрилат в діапазоні від 1 до 3 молів малеїнового ангідриду і від 0,5 до 1 моля бутилакрилату на один моль стиролу. Потрійний співполімер можливо, крім того, функціоналізований по реакції із сполуками, що містять гідроксильну групу, такими, як поліоли або гідроксиламін, переважно при температурі навколишнього середовища. Отриманий потрійний співполімер може мати максимальну в'язкість 50 сек, виміряну на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125. Хоча стирол представляє переважний варіант здійснення, він може бути частково або повністю замінений іншими вінілароматичними мономерами, наприклад, але без обмежень, метилстиролом, етилстиролом, бутилстиролом або диметил стиролом. Хоча малеїновий ангідрид представляє переважний варіант здійснення, він може бути замінений іншими реагентами, що містять карбоксильну групу агентами, наприклад, але без обмежень, малеїновою кислотою, бурштиновою кислотою, лимонною кислотою, фталевою кислотою, глутаровою кислотою, щавлевою кислотою, адипіновою кислотою, винною кислотою, аспарагіновою кислотою, яблучною кислотою і т. п., а також відповідними ангідридами. Хоча бутилакрилат є переважною сполукою, можуть застосовуватися інші акрилові сполуки, вибрані з групи, що складається з ізобутилакрилату, ізопентилакрилату, пентилакрилату і Nізопропілакриламіду. {с} Отримання співполімеру акрилової кислоти і акрилонітрилу, наприклад, радикальною співполімеризацією, переважно при мольному відношенні акрилова кислота:акрилонітрил 2:1; {d} 3 подальшим додаванням, при перемішуванні, заданої кількості раніше отриманих полімерів; {е} Додавання подальших добавок, таких, як сполуки, що містять сурму, наприклад, оксид сурми, і/або діоксиду титану, переважно наночастинок оксиду титану. Кожну з цих добавок переважно додають на рівні менше ніж 1 %. Отриману так суміш можна перемішувати далі, наприклад, протягом 30 хвилин. Отримане в результаті зв'язуюче може бути водним розчином, що має колір від червонувато-жовтуватого до червонувато-коричневого. Переважно, він відрізняється рН в діапазоні від 5 до 7 і в'язкістю від 8 до 144 сек., виміряною на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125. У другому аспекті винахід стосується зв'язуючого для просочення мінеральних волокон, яке може бути отримано описаним тут способом і яке містить: {а} До 20 вагових частин полівінілового спирту, переважно частково ацетальованого, наприклад, альдегідом, переважно вибраним з групи, що складається з ацетальдегіду, пропіональдегіду і бутиральдегіду, що переважно має ступінь ацеталювання від 18 до 22 %, факультативно в присутності каталізатора ацеталювання, переважно неорганічної кислоти, ще більш переважно вибраної з групи, що складається з сірчаної кислоти, фосфорної кислоти і соляної кислоти. Реакція може вестися протягом 4-5 годин, переважно при температурі від 40°C до 70°C. PVOH може мати в'язкість до 10 сантипуаз у 4 ваг. % водному розчині при 20°C. PVOH може мати середньочислову молекулярну вагу (виміряну світлорозсіюванням) більшу ніж 7000, наприклад, в діапазоні від 12000 до 85000. Хоча полівініловий спирт представляє переважний варіант здійснення, він може бути частково або повністю замінений одним або більше полімером, що містить гідроксил, наприклад, але без обмежень, крохмалем або цукром і/або їх модифікаціями. {b} До 100 вагових частин потрійного співполімеру стирол/малеїновий ангідрид/бутилакрилат, що переважно має мольне відношення стирол:малеїновий ангідрид:бутилакрилат в діапазоні від 1 до 3 молів малеїнового ангідриду і від 0,5 до 1 моля бутилакрилату на один моль стиролу. Потрійний співполімер можливо, крім того, функціоналізований по реакції із сполуками, що містять гідроксильні групи, такими, як поліоли або гідроксиламіни, переважно при температурі навколишнього середовища. Отриманий потрійний співполімер може мати в'язкість до 50 сек, виміряну на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D515. 2 UA 106772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Хоча стирол представляє переважний варіант здійснення даного винаходу, він може бути частково або повністю замінений іншими вінілароматичними мономерами, наприклад, але без обмежень, метилстиролом, етилстиролом, бутил стирол ом або диметил стиролом. Хоча малеїновий ангідрид представляє переважний варіант здійснення, він може бути замінений іншими реагентами, що містять карбоксильні групи, наприклад, але без обмежень, малеїновою кислотою, бурштиновою кислотою, лимонною кислотою, фталевою кислотою, глутаровою кислотою, щавлевою кислотою, адипіновою кислотою, винною кислотою, аспарагіновою кислотою, яблучною кислотою і т. п., а також відповідними ангідридами. {с} До 80 ваг. % співполімеру акрилової кислоти і акрилонітрилу, який може бути отриманий радикальною полімеризацією, наприклад, при мольному відношенні акрилова кислота:акрилонітрил 2:1; {е} Вода може додаватися до установки утримування твердих речовин в співполімері від 35 % до 40 %. Крім того, може додаватися пластифікатор, наприклад, додаючи пластифікатор у вмісті від 1 до 3 ваг. %, з розрахунку на вміст твердих речовин зв'язуючого. Факультативно можна додати максимум 1 % стабілізатора, з розрахунку на вміст твердих речовин зв'язуючого. Отримане в результаті зв'язуюче може мати вигляд водного розчину, який може мати колір від червонувато-жовтуватого до червонувато-коричневого і який може мати рН в діапазоні від 5 до 7 і в'язкість від 8 до 144 сек., виміряну на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125. Згідно з винаходом, зв'язуюче може містити, крім того, добавки для поліпшення вогнетривкості або вогнестійкості, наприклад, сечовину, меламін, диціанамід або їх похідні, як меламінфосфати, амонійфосфати, триполіфосфати. Іншими прийнятними вогнезахисними засобами можуть бути карбонат натрію, солі борної кислоти або їх похідні, або агенти виділення води, такі, як оксид алюмінію, тригідрат або гідроксид магнію. У одному особливому втіленні може додаватися до 1 % сполук, що містять сурму, наприклад, оксиди сурми. Крім того, можна використати до 1 % наночастинок діоксиду титану для поліпшення ступеня зчеплення з волокнами. Як агенти для пластифікації і підвищення зчеплення з основою використовуються похідні силанів, такі, як аміносилан. Винахід має наступні переваги: - продукти, отримані зі скловолокна із зв'язуючим згідно з винаходом, мають хорошу стабільність розмірів і стійкість до розтягнення; - зв'язуюче, завдяки низькому основному рН, не чинять корозійної дії на установки, в яких воно застосовується і зберігається; - спосіб згідно з винаходом легкий в здійсненні; - отримане зв'язуюче має хороше зчеплення з мінеральними волокнами, зокрема, зі скловолокнами і базальтовими волокнами. Щоб отримати частково ацетальований полівініловий спирт, вінілацетат може бути гомополімеризованим в присутності радикального ініціатора, такого, як азоізобутиронітрил або перекис бензоїлу, наприклад, при температурі від 58°C до 80°C, протягом 12 годин. За цим може йти гідроліз в присутності метанольного розчину NaOH, наприклад, у ваговому відношенні реакційної суміші до метанольного розчину NaOH від 3/1 до 8/1, і до показника омилення від 100 до 180 мг КОН/г. При досягненні бажаного показника омилення гідроліз можна зупинити, наприклад, розчином оцтової кислоти, і потім отриману метанольну суспензію можна розбавити водою до вмісту твердих речовин 20-40 ваг. %. Після цього метанол можна видалити, наприклад, перегонкою, і отриманий в результаті продукт можна піддати реакції ацеталювання, наприклад, з альдегідом, переважно вибраним з групи, що складається з ацетальдегіду, пропіональдегіду і бутиральдегіду. Це можна здійснити в присутності неорганічної кислоти, такої, як сірчана кислота, фосфорна кислота або соляна кислота, переважно соляна кислота концентрацією 15-20 %, протягом 4-5 годин, при температурі від 40 до 70°C. Частково ацетальований продукт переважно має ступінь ацеталювання 18-22 % і може мати вигляд трохи опалесціюючого розчину жовтувато-коричневого кольору. Вміст твердих речовин переважно складає менше ніж приблизно 25 %, і продукт може використовуватися далі як є для отримання зв'язуючого згідно з винаходом. Отримання потрійного співполімеру стирол/малеїновий ангідрид/бутилакрилат може проводитися шляхом радикальної співполімеризації, наприклад, в присутності перекису бензоїлу, суміші стиролу, малеїнового ангідриду і бутил акрил ату при мольному відношенні стирол:малеїновий ангідрид:бутилакрилат від 1 до 3 молів малеїнового ангідриду і від 0,5 до 1 моля бутилакрилату на один моль стиролу. Реакція може проводитися в розчиннику, переважно 3 UA 106772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 в суміші ацетону і метилетилкетону, більш переважно при об'ємному відношенні двох кетонів 1:1. Реакція може проходити від 2 до 6 годин, переважно при температурі кипіння розчинника, наприклад, не нижчій ніж 120°C. Потім отриманий потрійний співполімер можна функціоналізувати шляхом реакції із сполуками, що містять гідроксильну групу, такими, як поліоли або гідроксиламіни, переважно при кімнатній температурі, до досягнення в'язкості максимум 50 сек., виміряної на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125. До отриманої так реакційної суміші можна додати воду. Після цього видаляють розчинник, наприклад, застосовуючи вакуум. Результатом є водний розчин функціоналізованого потрійного співполімеру стирол/малеїновий ангідрид/бутилакрилат, який використовується як є для отримання зв'язуючого згідно з винаходом. Отримання співполімеру акрилонітрилу і акрилової кислоти може проводитися шляхом емульсійної співполімеризації суміші акрилової кислоти і акрилонітрилу, переважно при мольному відношенні акрилова кислота:акрилонітрил 2:1, переважно в присутності персульфату калію як ініціатора, наприклад, при температурі приблизно 80°C, протягом 2,5 годин, з подальшою нейтралізацією, наприклад, розчином NaOH, до рН приблизно 7. Всі процентні частки або "частини", вказані тут без додаткового пояснення, розраховані на суху речовину в стверджуваній смолі. Всі вимірювання в'язкості проводяться згідно зі стандартом ISO 2431/ASTM D5125, на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм. Далі представлено 3 конкретні варіанти здійснення винаходу, мета яких проілюструвати винахід, але не обмежити його цими варіантами здійснення. Приклад 1 Згідно з першим варіантом здійснення, в ємність, забезпечену мішалкою, нагрівальною/охолоджуючою сорочкою, вводили 50 вагових частин вінілацетату, 100 вагових частин метанолу і 10 вагових частин перекису бензоїлу, і отриману суміш перемішували при кімнатній температурі. Потім температуру підвищували і утримували 12 годин в діапазоні від 58 до 80°C, після чого отриману реакційну суміш гідролізували в двошнековому змішувачі з нержавіючої сталі, з метанольним розчином, що містить 10 % NaOH, причому відношення реакційної суміші до метанольного розчину становило 5/1. Гідроліз продовжувався до досягнення показника омилення 130 мг КОН/г, коли реакцію гідролізу зупиняли за допомогою розчину оцтової кислоти концентрацією 30 %. Частково гідролізований полівініловий спирт отриманий у вигляді метанольної суспензії, яку розбавляли водою до вмісту твердих речовин 30 %, потім суспензію вводили в реактор ацеталювання, в якому метанол видаляли перегонкою. Потім в реактор вводили водний розчин сірчаної кислоти концентрацією 20 % як каталізатор ацеталювання, до досягнення рН 3-4, з подальшим додаванням ацетальдегіду в кількості 5,5 % від ваги полівінілового спирту, і суміш утримували при температурі 60±5°C протягом 4-5 годин. Частково ацетальований полівініловий спирт отриманий у вигляді злегка опалесціюючого жовто-коричневого розчину, із вмістом твердих речовин близько 20 %, який потім використовували як є для отримання зв'язуючого згідно з винаходом. Для отримання функціоналізованого потрійного співполімеру стирол/малеїновий ангідрид/бутилакрилат 50 вагових частин суміші, що складається з ацетону і метилетилкетону в об'ємному відношенні 1:1, і 0,7 вагових частин перекису бензоїлу (POB) вводили в полімеризаційний реактор, забезпечений перемішуванням, холодильником-конденсатором і нагрівальною сорочкою. З дозуючого пристрою вводили 10 вагових частин суміші стиролу, малеїнового ангідриду і бутилакрилату в мольному відношенні стирол/малеїновий ангідрид/бутилакрилат 1:2:1, в розчинник, утворений з вищезазначеної кетонової суміші, протягом 4 годин при температурі зворотного холодильника. По завершенні додавання мономерів вводили триетаноламін в кількості 30 % від ваги розчину потрійного співполімеру з метою функціоналізації отриманого потрійного співполімеру, за допомогою дозатора, і перемішування продовжували до досягнення в'язкості максимум 50 сек., виміряної на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125, коли вводили 150 вагових частин води і потім включали вакуум для видалення розчинника. Отриманий водний розчин використовувався як є для отримання зв'язуючого згідно з винаходом. Для отримання співполімеру акрилонітрилу і акрилової кислоти 60 вагових частин води, 1 вагову частину персульфату калію вводили в полімеризаційний реактор, забезпечений мішалкою і нагрівальною/охолоджувальною сорочкою і перемішували при кімнатній температурі. У інший реактор, що називається далі емульсійним реактором, вводили 60 вагових частин акрилової кислоти, 30 вагових частин води, 30 вагових частин акрилонітрилу, 1 вагову частину полівінілового спирту зі ступенем гідролізу 88-92 %, як ПАР, і близько 10 % отриманої 4 UA 106772 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 так емульсії вводили в полімеризаційний реактор і витримували при 80°C протягом 30 хвилин для преполімеризації. Потім туди протягом приблизно 2 годин додатково вводили емульсію мономерів, що залишилася, і водний розчин персульфатцу калію, також отриманий з 60 вагових частин води і 1 вагової частини персульфату калію. Потім реакційну масу охолоджували до 40°C і додавали водний розчин NaOH до досягнення рН приблизно 7. Отриманий розчин мав вміст твердих речовин приблизно 30 % і використовувався як є для отримання зв'язуючого згідно з винаходом. Отримані вище розчини співполімерів з'єднували, при перемішуванні, в наступних вагових кількостях: 80 вагових частин функціоналізованого потрійного співполімеру стирол/малеїновий ангідрид/бутилакрилат; 5 вагових частин частково ацетальованого полівінілового спирту; 1 вагова частина співполімеру акрилонітрилу і акрилової кислоти і вода до вмісту твердих речовин 36 %, потім в отриману так суміш додавали, при перемішуванні, 2 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, аміносилану як пластифікатора і 0,7 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, фенольного стабілізатора, для підвищення зчеплення з основою. Перемішування продовжували 30 хвилин, після чого був отриманий шуканий продукт у вигляді водного розчину, що має колір, який варіюється від червонувато-жовтуватого до червонувато-коричневого, рН від 5 до 7 і в'язкість від 8 до 144 сек., виміряну на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTMD5125. Приклад 2 Діяли аналогічно прикладу 1, за винятком того, що 80 вагових частин розчину потрійного співполімеру стирол/малеїновий ангідрид/бутилакрилат змішували з 2 ваговими частинами частково ацетальованого полівінілового спирту і водою до вмісту твердих речовин 35 %, потім в отриману суміш додавали 2 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, аміносилану як пластифікатора і 0,7 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, фенольного стабілізатора. Отриманий продукт має вигляд водного розчину червонувато-коричневого кольору, з рН близько 6,8 і в'язкістю 13 сек, виміряною на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTMD5125. Приклад 3 Діяли аналогічно прикладу 1, за винятком того, що змішували 80 вагових частин розчину співполімеру акрилонітрилу і акрилової кислоти, 15 вагових частин частково ацетальованого полівінілового спирту і воду до вмісту твердих речовин 36 %, потім в отриману суміш додавали 2 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, аміносилану як пластифікатора і 0,7 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, фенольного стабілізатора. Отриманий продукт має вигляд водного розчину червонувато-жовтуватого кольору, з рН близько 6,7 і в'язкістю 144 сек., виміряною на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTMD5125. Застосовність винаходу Зв'язуючі, синтезовані в прикладах 1-3, наносили розпиленням на скловолокно, в кількості 3 ваг. % з розрахунку на кінцевий продукт, потім отриманий так матеріал витримували при температурі від 200°C до 220°C в продовженні 1-5 хвилин, в сушильній камері для зшивання зв'язуючого. З отриманого матеріалу відбирали зразки для випробувань, які оцінювали відносно стабільності розмірів і міцності на розтягнення в подовжньому і перпендикулярному напрямках після старіння протягом 168 годин при 70±2°C і відносній вологості 95±5 %. Для кожного визначеного параметра використовувалася серія з трьох зразків, причому величини в таблиці означають визначене середнє значення. Результати представлені в таблиці 1. Таблиця 1 Зміни розмірів і міцності на розтягнення № 1 2 3 50 Зразок згідно з прикладом 1 2 3 ADC, % PDC, % ATSC, % PTSC, % 3,15±0,5 5,02±1,3 4,44±0,7 7,4±0,8 8,22±1,1 6,84±2,2 8,13±0,27 7,22±2,2 5,55±0,3 11,15±2,12 13,24±3,2 14,22±0,5 Значення параметрів в таблиці наступні: ADC, % означає процент зміни розміру в довжину внаслідок старіння PDC, % означає процент зміни розміру в перпендикулярному напрямку внаслідок старіння ATSC, % означає процент зміни опору розтягненню в довжину внаслідок старіння 5 UA 106772 C2 5 PTSC, % означає процент зміни опору розтягнення в перпендикулярному напрямку внаслідок старіння. З даних, представлених в таблиці, випливає, що вироби, зроблені зі скловолокна, просоченого зв'язуючим згідно з винаходом, мають після старіння хорошу стабільність розмірів і в подовжньому, і в поперечному напрямку, а також відрізняються хорошою стабільністю міцності на розтягнення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Спосіб отримання полімерного зв'язуючого для просочення волокон, який відрізняється тим, що він містить стадії: {а} отримання частково ацетальованого полігідроксиполімеру, переважно полівінілового спирту; {b} отримання потрійного співполімеру (b1) вінілароматичного мономера, (b2) сполуки, що містить карбоксильну групу, (b3) акрилової сполуки, вибраної з групи, що складається з ізобутилакрилату, ізопентилакрилату, пентилакрилату, N-ізопропілакриламіду і бутилакрилату, переважно бутилакрилату; {с} отримання співполімеру акрилової кислоти і акрилонітрилу; {d} з подальшим з'єднанням, при перемішуванні, заданих кількостей раніше отриманих полімерів, при цьому отримане в результаті отверджуване зв'язуюче є водним розчином. 2. Спосіб за п. 1, в якому частково ацетальований полігідроксиполімер має ступінь ацеталювання 18-22 % і отриманий реакцією ацеталювання полігідроксиполімеру альдегідом. 3. Спосіб за п. 1 або 2, в якому для отримання частково ацетальованого полігідроксиполімеру альдегід вибраний з ацетальдегіду, пропіональдегіду і бутиральдегіду. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, в якому реакцію ацеталювання проводять у присутності каталізатора ацеталювання, переважно неорганічної кислоти, переважно вибраної з групи, яка складається з сірчаної кислоти, фосфорної кислоти і соляної кислоти. 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, в якому вінілароматичний мономер (b1) являє собою стирол. 6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, в якому сполука (b2), яка містить карбоксильну групу, являє собою ненасичену дикарбонову кислоту або її ангідрид, переважно малеїновий ангідрид. 7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, в якому на стадії {b} потрійний співполімер характеризується мольним співвідношенням (b1):(b2):(b3) в діапазоні від 1 до 3 молей карбоксилвмісної сполуки (b2) і від 0,5 до 1 моля акрилової сполуки (b3), обидва в розрахунку на один моль (b1) вінілароматичного мономера, такого як стирол. 8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, в якому потрійний співполімер фунціоналізований за реакцією з сполуками, що містять гідроксильні групи, переважно поліолами або гідроксиламінами, переважно при кімнатній температурі, переважно до досягнення в'язкості максимум 50 сек., виміряної на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125. 9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-8, в якому співполімер акрилової кислоти і акрилонітрилу на стадії (с) отримують радикальною співполімеризацією, переважно при мольному відношенні акрилова кислота:акрилонітрил 2:1. 10. Отверджуване зв'язуюче для просочення мінеральних волокон, отримане за способом за будь-яким з пп. 1-9. 11. Отверджуване зв'язуюче для просочення мінеральних волокон, яке відрізняється тим, що воно містить: {а} до 20 вагових частин частково ацетальованого полігідроксиполімеру, переважно полівінілового спирту, що переважно має ступінь ацеталювання від 18 до 22 %; {b} до 100 вагових частин потрійного співполімеру (b1) вінілароматичного мономера, (b2) сполуки, що містить карбоксильні групи, (b3) акрилової сполуки, вибраної з групи, що складається з ізобутилакрилату, ізопентилакрилату, пентилакрилату, N-ізопропілакриламіду і бутилакрилату, переважно бутилакрилату; переважно функціоналізованого по реакції із сполуками, що містять гідроксильні групи, такими як поліоли або гідроксиламіни; {с} до 80 ваг. % співполімеру акрилової кислоти і акрилонітрилу; {e} воду до вмісту твердих речовин від 35 до 40 %; 6 UA 106772 C2 5 10 {f} і від 1 до 3 ваг. %, з розрахунку на вміст твердих речовин, пластифікатора і/або до максимум 1 %, з розрахунку на вміст твердих речовин, стабілізатора, причому вказане отверджуване зв'язуюче має вигляд водного розчину. 12. Зв'язуюче для просочення мінеральних волокон за п. 10 або 11, що має рН від 5 до 7 і в'язкість від 8 до 144 сек., виміряну на чашковому віскозиметрі з діаметром сопла 8 мм, згідно з ISO 2431/ASTM D5125. 13. Зв'язуюче для просочення мінеральних волокон за будь-яким з пп. 10-12, яке додатково містить вогнезахисні добавки, вибрані з групи, що складається з сечовини, меламіну, диціандіаміду, карбонату натрію, солей борної кислоти, сполук, що містять сурму, і їх похідних, і з агентів виділення води, переважно оксиду алюмінію, тригідрату або гідроксиду магнію, і необов'язково до 1 % наночастинок діоксиду титану. 14. Застосування зв'язуючого за будь-яким з пп. 10-13 для просочення мінеральних волокон, переважно скловолокон або базальтових волокон. 15. Мінеральні волокна, зв'язані отвердженим зв'язуючим за будь-яким з пп. 1-13. 15 Комп’ютерна верстка С. Чулій Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 7
ДивитисяДодаткова інформація
Автори англійськоюMunteanu, Remus, Popeneciu, Veronica
Автори російськоюМунтяну Ремус, Попенечу Вероника (умершая)
МПК / Мітки
МПК: C08F 8/28, C08L 35/00
Мітки: волокон, зв'язуючого, отримання, зв'язуюче, спосіб, отверджуване
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/9-106772-sposib-otrimannya-zvyazuyuchogo-dlya-volokon-i-otverdzhuvane-zvyazuyuche-dlya-volokon.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб отримання зв’язуючого для волокон і отверджуване зв’язуюче для волокон</a>
Попередній патент: Моноклональні антитіла до прогастрину та їх використання
Наступний патент: Відцентровий млин ударної дії
Випадковий патент: Спосіб зачищення резервуарних ємкостей від пірофорних та смолистих відкладень