EA201400250A1 20150227 Номер и дата охранного документа [PDF] EAPO2015\PDF/201400250 Полный текст описания [**] EA201400250 20120822 Регистрационный номер и дата заявки EP11178324.7 20110822 Регистрационные номера и даты приоритетных заявок EP2012/066352 Номер международной заявки (PCT) WO2013/026882 20130228 Номер публикации международной заявки (PCT) EAA1 Код вида документа [pdf] eaa21502 Номер бюллетеня [**] БЕЗИЗОЦИАНАТНЫЕ ПОЛИМЕРЫ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ Название документа [8] C08L 75/06, [8] C08K 3/34 Индексы МПК [DE] Хофманн Сильвия Р. Сведения об авторах [DE] ХОФМАНН СИЛЬВИЯ Р. Сведения о заявителях
 

Патентная документация ЕАПВ

 
Запрос:  ea201400250a*\id

больше ...

Термины запроса в документе

Реферат

[RU]

Изобретение относится к новым способам получения безизоцианатных синтетических материалов, таких как пластмассы, полимеры и/или модифицированные полиуретаны, содержащим обработку экструзией из расплава смесей из термопластичного полиуретана и наноглин.


Полный текст патента

(57) Реферат / Формула:

Изобретение относится к новым способам получения безизоцианатных синтетических материалов, таких как пластмассы, полимеры и/или модифицированные полиуретаны, содержащим обработку экструзией из расплава смесей из термопластичного полиуретана и наноглин.


БЕЗИЗОЦИАНАТНЫЕ ПОЛИМЕРЫ И СПОСОБЫ ИХ ПОЛУЧЕНИЯ
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Изобретение относится к новым способам получения безизоцианатных синтетических материалов, таких как пластмассы, полимеры и/или модифицированные полиуретаны. Эти способы включают в себя обработку экструзией из расплава смесей, состоящих из термопластичного полиуретана и наноглин.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Изоцианаты представляют собой класс веществ, являющихся производными карбоновой кислоты. Изоцианаты можно охарактеризовать как нестабильную карбаминовую кислоту (моноамид карбоновой кислоты, который разлагается на аммиак и диоксид углерода). Изоцианаты быстро разлагаются с образованием аминов. С первичными спиртами изоцианаты реагируют с образованием стабильных уретанов. Изоцианаты имеют большое значение для производства пластмасс.
В промышленности изоцианаты получают методом синтеза из аминов и фосгена. Можно выделить два различных принципа: фосгенирование свободных аминов или фосгенирование солей аминов. В качестве альтернативы, для синтеза изоцианатных полимеров могут использоваться диизоцианаты. Изоцианаты проявляют высокую реакционную способность по отношению к активному водороду. Этим, с одной стороны, можно объяснить успешность и широкое разнообразие химических реакций, с другой стороны - высокую токсичность, а также возникновение соответствующих побочных реакций.
Реакция присоединения изоцианатов с соединениями, содержащими активный водород, является экзотермической и протекает с высокой скоростью. С водой изоцианаты реагируют более медленно. С аминами при комнатной температуре реакция протекает медленно, и диоксид углерода удаляется. Ароматические изоцианаты являются более реакционноспособными, чем алифатические.
Кроме того, может происходить реакция полимеризации изоцианатов с соединениями, содержащими авктивный водород (Н-активными). В зависимости от конкретных соединений и катализаторов, участвующих в реакции, могут
образовываться линейные полимеры или циклические ди- или тримеры. Изоцианаты могут образовывать тримеры при добавлении оснований.
Из-за разнообразия реакций, в процессе получения полиуретана необходимо иметь избыток изоцианатного компонента. Реакция образования изоцианатных продуктов является обратимой, что имеет существенное значение для синтеза блокированных изоцианатов. В целом, блокированные изоцианаты представляют собой изоцианаты, преобразованные с помощью блокирующего агента при повышенной температуре в присутствии нуклеофильного компонента в аддукт изоцианата. Первые патенты на блокирование изоцианатов получены на имя Schalck и Bunge в 1939 и 1940 годах. По сравнению со свободными изоцианатами, блокированные изоцианаты имеют значительные преимущества. Они менее опасны, менее склонны к реакциям гидролиза, удобнее в обращении, их проще хранить и перевозить. Однако, блокированные изоцианаты также имеют недостатки, заключающиеся в сложности их синтеза и связанных с этим затратах на производство.
Использование изоцианатов в производстве полимеров (в дополнение к синтезу блокированных изоцианатов) является существенным недостатком из-за их токсичности для людей, окружающей среды и возможности дальнейших химических реакций с окружающими реакционноспособными материалами.
Настоящее изобретение относится к способам получения синтетических материалов, полимеров и/или модифицированных полиуретанов, которые исключают возможные риски традиционного использования изоцианатов. Полиуретановые связующие агенты обладают превосходными свойствами, относящимися к устойчивости при изменении температуры, адгезии, а также устойчивости к химическим реагентам, влажности и растворителям. Полиуретановые материалы получают посредством реакции полимеризации диизоцианатов с двухатомным спиртом и полиуретан-полиолами, в результате чего образуется полимолекулярное поперечно сшитое соединение. Значительным недостатком такой реакции полимеризации является получение таких конечных продуктов, как спирты и изоцианаты.
Изоцианаты имеют высокую реакционную способность, благодаря которой они так успешно используются, но по этой же причине они также являются токсичными, предположитетельно оказывают канцерогенное действие. Когда изоцианаты взаимодействуют с Н-активными соединениями, некоторые из продуктов также являются Н-активными и, следовательно, они также могут реагировать с изоцианатами. Для сокращения производства блокирующих агентов и исключения опасных
соединений, подобных свободным изоцианатом и фосгену, требуется проведение исследования. Цель такого исследования состоит в получении безизоцианатных полимерных структур. При использовании токсичных изоцианатов для синтеза полиуретановых материалов традиционными способами сохраняется проблема безопасности, поскольку после отверждения полимерной структуры остается некоторое количество изоцианата, который не прореагировал с другими материалами. Поэтому замена изоцианатов неядовитыми поперечно сшивающими и/или адгезионными материалами является важной задачей.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Настоящее изобретение относится к новым способам и способам получения, касающимся пластмасс, полимеров, синтетических материалов и/или модифицированных полиуретанов, которые исключают возможные риски, связанные с традиционным использованием изоцианатов. Чтобы исключить традиционное использование токсичных компонентов в производстве синтетических материалов, необходимы альтернативные сшивающие агенты и/или адгезивные материалы.
С учетом уровеня техники, технической проблемой, лежащей в основе изобретения, было создание способов производства синтетических материалов, таких как полимеры, исключающих использование изоцианатов для поперечного сшивания.
Данная проблема решается с помощью признаков, указанных в независимых пунктах формулы изобретения. Предпочтительные варианты настоящего изобретения представлены в зависимых пунктах формулы.
Таким образом, целью настоящего изобретения является создание способа безизоцианатного получения синтетического материала - продукта I, содержащего стадии:
a) смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) с наноглиной для получения промежуточного продукта I,
b) смешивание промежуточного продукта I, полученного на стадии а), с полиолом и, необязательно, с дополнительным ТПУ для получения промежуточного продукта II,
c) смешивание промежуточного продукта И, полученного на стадии Ь) с поликарбонатом (ПК) и/или поликапролактоном (ПКЛ) для получения продукта I.
В предпочтительном варианте способа, продукт I подвергается дальнейшей обработке для получения продукта II посредством экструзии, выдувания, литья,
измельчения и/или распыления для получения частиц, гранул, пленок, волокон, пеноматериалов, стренг, листов и/или защитных пленок.
Предпочтительный вариант способа по настоящему изобретению отличается тем, что стадию а) проводят в два этапа, а именно:
i. смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) с наноглиной для
получения промежуточного продукта 1а, а затем
ii. смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) и промежуточного
продукта 1а для получения промежуточного продукта I.
Предпочтительный вариант способа по настоящему изобретению отличается тем, что смешивание на стадии а) осуществляют при соотношении 70-99,99% термопластичного полиуретана (ТПУ) и 0,01-30% наноглины.
Настоящее изобретение относится к трехступенчатому процессу (стадии а)-с)). В предпочтительном варианте проводят четвертую стадию, а именно обработку продукта I с целью получения продукта II посредством экструзии, выдувания, литья, измельчения и/или распыления. В предпочтительном варианте способа, первую стадию проводят в два этапа (стадии i. и ii.).
Для описания продуктов и промежуточных продуктов, получаемых данным способом, используют следующие термины:
Стадия а) приводит к получению "промежуточного продукта I". Если стадия а) проводится в два этапа, промежуточный продукт на стадии i. является "промежуточным продуктом 1а". Затем, стадия ii. приводит к получению "промежуточного продукта I".
В различных представленных в настоящем описании вариантах и экспериментах "промежуточный продукт I" также упоминается как"ТПУ-1" или "маточная смесь".
Стадия Ь) приводит к получению "промежуточного продукта И". В различных представленных в настоящем описании вариантах и экспериментах "промежуточный продукт П" также упоминается как "ТПУ-2".
Стадия с) приводит к получению "продукта I". В различных представленных в настоящем описании вариантах и экспериментах "продукт I" также упоминается как "ТПУ-3".
"Продукт I", полученный на стадии с), может затем обрабатываться с целью получения "продукта II" посредством экструзии, выдувания, литья, измельчения и/или распыления. В различных представленных в настоящем описании вариантах и экспериментах "продукт П" также упоминается как "ТПУ-4".
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению смешивание на стадии i. происходит при соотношении 70-90%, предпочтительно 80%, термопластичного полиуретана (ТПУ) и 10-30%, предпочтительно 20%, наноглины.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению смешивание на стадии ii. происходит при соотношении 90-99%, предпочтительно 97%, термопластичного полиуретана (ТПУ) и 0,1-10%, предпочтительно 3%, промежуточного продукта 1а.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению смешивание на стадии Ь) пункта формулы 1 происходит при соотношении 70-90%, предпочтительно 80%, чистого ТПУ (с учетом ТПУ, присутствующего в промежуточном продукте I, и дополнительно добавляемого ТПУ), 10-90% промежуточного продукта I и 8-30%, предпочтительно 20%, полиола.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению смешивание на стадии с) пункта формулы 1 происходит при соотношении 50-70%, предпочтительно 60%, промежуточного продукта II, 20-40%, предпочтительно 28%, ПК и 6-18%, предпочтительно 12%, ПКЛ.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению смешивание компонентов на одной или более стадий происходит в секционном одношнековом, двухшнековом или многошнековом экструдере для экструзии из расплава, предпочтительно одношнековом экструдере.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению температуры плавления на одной или более стадий находятся в интервале между 80 и 300°С, предпочтительно 140-250°С, наиболее предпочтительно около 200°С.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению зоны нагрева экструдера имеют разные температуры, при этом по мере продвижения смеси через экструдер температуры зон возрастают.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению экструдер имеет от 3 до 20 зон нагрева, предпочтительно 5-15 зон, более предпочтительно 7-12 зон, в результате чего по мере продвижения смеси через экструдер температура ступенчато повышается от 80 до 300°С, предпочтительно от 140 до 250°С.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению шнек экструдера имеет от 3 до 20 сегментов, предпочтительно 5-15 сегментов, благодаря чему при вращении шнека происходит гомогенизация смеси, при этом сегменты шнека
могут иметь одинаковую или разную форму, что в свою очередь определяет гомогенизацию смеси.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению скорость шнека экструдера устанавливается между 50 и 1000 оборотов в минуту (об/мин), предпочтительно от 150 до 700 об/мин, более предпочтительно от 250 до 500 об/мин.
В предпочтительном варианте способа по настоящему изобретению смесь на одной или более стадиях после экструзии охлаждают, предпочтительно в водяной ванне.
Другой аспект изобретения относится к синтетическому материалу, который можно получить способом по настоящему изобретению.
Еще один аспект изобретения относится к синтетическому материалу, полученному способом по настоящему изобретению.
Изобретение также относится к синтетическому материалу, предпочтительно полученному способом по настоящему изобретению, содержащему следующие компоненты, добавляемые до 100 вес.% :
30-60%, предпочтительно 45-55%, ТПУ,
8-30%, предпочтительно 10-14 %, полиол,
0,001-5%, предпочтительно 0,01-2%, наноглина
20-40%, предпочтительно 25-30%, ПК, и
6-18, предпочтительно 10-14%, ПКЛ.
Еще один аспект настоящего изобретения относится к синтетическому материалу, содержащему 47,712% ТПУ, 12,0% полиола, 0,288% наноглины, 28% ПК и 12% ПКЛ. Данную смесь получают при смешивании указанных выше предпочтительных количеств ТПУ, полиола, наноглины, ПК и ПКЛ без добавления дополнительного ТПУ на стадии Ь).
Еще один вариант изобретения относится к синтетическому материалу следующего состава: 47,946% ТПУ, 12,0% полиола, 0,054% наноглины, 28% ПК и 12% ПКЛ. Данный материал получают в соответствии с примером 9, при этом на стадии Ь) дополнительно добавляют ТПУ. MB 2012-20-4 является маточной смесью ТПУ/наноглина (промежуточный продукт I), при этом количество наноглины в MB 2012-20-4 составляет 0,6%.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В предпочтительном варианте изобретения предложен способ получения нового синтетического материала, содержащего сочетание ТПУ, наноглин, полиола,
поликарбоната (ПК) и/или поликапролактона (ПКЛ). Всесторонние исследования показали, что порядок смешивания различных компонентов и условия осуществления такого смешивания являются важными факторами для получения желаемого продукта.
В отношении каждой стадии способа по настоящему изобретению имелись те же различные проблемы, что и в известных в технике способах. Например, для получения смеси ТПУ/наноглина требуется значительное разведение наноглины в ТПУ, что может быть длительным и сложным процессом. Часто длительность процесса экструзии недостаточна и/или смесь с маленькой концентрацией наноглины не достаточно равномерно распределена по всей длине обычного экструдера при стандартных режимах смесителя. Данная стадия является стадией способа, поскольку если на этой стадии наноглина не будет достаточно хорошо распределена в ТПУ, последующее образование комплекса (полимеризация и/или адгезия с полиолом, ПК и/или ПКЛ) не будет соответствовать требованиям, в результате чего полученный синтетический материал не будет проявлять требуемые свойства, описанные в настоящем изобретении.
Смешивание ТПУ и наноглины в предпочтительном варианте осуществляют в два этапа, что обеспечивает быстрое и эффективное равномерное размешивание наноглины в ТПУ. Такой двухступенчатый процесс смешивания не был описан ранее, и несмотря на то, что он может рассматриваться как обычный способ смешивания, этот способ по сравнению с известными в технике способами неожиданно дает положительный результат в свете предыдущих трудностей в достижении достаточного распределения наноглины в расплавленном ТПУ. Принимая во внимание требуемую степень распределения/гомогенизации, разделение способа на две простые технологические стадии обеспечивает неожиданно быстрый и эффективный способ.
При описании способа по предпочтительному варианту использовались указанные ниже взаимозаменяемые термины.
Первая стадия смешивания включает смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) и наноглины, в результате чего получают промежуточный продукт I. Этот продукт в примерах также упоминается как ТПУ-1. В качестве варианта, смесь может упоминаться как маточная смесь. Эта смесь также может упоминаться как смесь ТПУ/наноглина.
Указанная первая стадия смешивания в предпочтительном варианте проводится в два этапа, а именно смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) и наноглины, в результате чего получают промежуточный продукт 1а, а затем последующее
смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) и промежуточного продукта 1а, в результате чего получают промежуточный продукт I (ТПУ-1 или маточную смесь). Промежуточный продукт I называют маточной смесью, которая может использоваться для дальнейшей обработки либо вместе с дополнительными компонентами либо для дальнейшего разведения в ТПУ. Предпочтительно промежуточный продукт I является разведенной наноглиной. ТПУ-1 содержит наноглины в маленькой концентрации, соответствующим образом распределенные для последующего смешивания с полиолом, ПК и ПКЛ.
Вторая основная стадия смешивания включает смешивание промежуточного продукта I с полиолом, в результате чего получают промежуточный продукт П. В примерах промежуточный продукт II также упоминается как ТПУ-2.
Смешивание полиола и промежуточного продукта I до сих пор было основным препятствием для получения таких синтетических материалов. Как правило, полиолы мало растворимы в смесях ТПУ/наноглина. Более ранние эксперименты показали, что полиолы имеют низкую растворимость. Успех может быть достигнут при различных условиях экструзии, однако условия, описанные в эксперименте, приведенном в примере 8, представляют собой предпочтительные условия, при которых растворимость и гомогенизация полиолов были достаточными.
Предпочтительный вариант относится к экструзии с использованием экструдера одношнекового типа. Примером такого экструдера является "Buss-Ko-Kneter". Он отличается тем, что ось шнека колеблется в продольном направлении, совершая за один оборот синусоидальное движение, генерируемое синхронным двигателем. Характерные месильные лопасти на оси шнека взаимодействуют с неподвижными месильными зубцами или месильными пальцами на внутренней стороне корпуса смесителя, в результате между ними происходит непосредственный и намного более быстрый относительный сдвиг различных ингредиентов по сравнению с другими системами. Кроме того, колебания оси шнека обеспечивают интенсивное перемешивание в продольном направлении в результате неоднократного разделения, смешения и переориентации продуктов. Этот своеобразный принцип действия приводит к исключительно хорошему распределительному смешению благодаря оптимальному распределению компонентов продукта. Это особенно важно, если плотность расплава и набор различных компонентов меняются в широких пределах, а также если нужно ввести жидкие ингредиенты или большой процент волокон или наполнителей. Распределительное смешение также является более эффективным, чем в других
системах, так как отсутствует риск разрушения продуктов при воздействии пикового давления или сильного радиального сжатия. После каждого цикла относительного сдвига давление на матрицу уменьшается в результате ее перемещения в соседние каналы, где происходит разделение, смешение и переориентация перед следующим циклом относительного сдвига.
Одним из заметных преимуществ настоящего изобретения, касающихся смесей, в частности при введении полиола, является очень маленькое технологическое соотношение длина/диаметр, короткое время пребывания и более низкая температура продуктов по сравнению с другими системами. Другим важным преимуществом является высокая степень самоочистки.
Неожиданным и полезным результатом было то, что при смешивании полиола с промежуточным продуктом I наблюдались хорошая растворимость и гомогенизация.
В более ранних экспериментах, показанных в примере 7, наблюдался некоторый успех, когда полиол мог растворяться, но не полностью. Эти смеси, однако, подходят для дальнейшей обработки на последующих стадиях, хотя они не являются такими же предпочтительными, как промежуточный продукт II согласно примеру 8.
Третья основная стадия смешивания включает смешивание промежуточного продукта II (ТПУ-2) с поликарбонатом (ПК) и/или поликапролактоном (ПКЛ), в результате чего получают продукт I. В примерах экспериментов продукт I также упоминается как ТПУ-3.
Если необходимо, продукт I (ТПУ-3) дополнительно обрабатывают для получения продукта II (также упоминаемого как Е-ТПУ) посредством экструзии, выдувания, литья, измельчения и/или распыления для получения частиц, гранул, пленок, волокон, пеноматериалов, стренг, листов и/или защитных пленок. В данном варианте, для получения "конечной" формы материала должно использоваться соответствующее обрабатывающее оборудование. Если необходима грануляция, то используется гранулятор. В качестве альтернативы, материал можно вспенивать или распылять. Однако, продукт II можно подвергать вторичной обработке, это означает, что его можно снова расплавить и повторно обработать для придания другой новой формы или назначения. Продукт в процессе вторичной обработки остается стабильным, что позволяет при необходимости использовать материал повторно.
Синтетический материал по настоящему изобретению относится к пластичному материалу или полимеру, содержащему поперечно-сшитую и/или адгезионную смесь термопластичного полиуретана (ТПУ) и наноглин. В предпочтительном варианте,
продукт содержит смесь ТПУ, наноглин, полиола, поликарбоната(ПК) и/или поликапролактона (ПКЛ).
Синтетический материал, полученный способом по настоящему изобретению, имеет новую химическую структуру, являющуюся результатом специфического сочетания компонентов и стадий обработки, описанных в настоящем изобретении. Предпочтительно, конечная химическая структура является результатом сочетания полимеризации и адгезии, при этом наноглины действуют как катализатор химических реакций, приводящих к полимеризации и/или реполимеризации компонентов реакции, или как адгезивный компонет, обеспечивающий высокую адгезию между компонентами, в результате чего получают долговечный и стабильный безизоцианатный синтетический материал. Предпочтительно полимеризация включает дополнительно или исключительно реакции полиприсоединения. Описываемый в настоящем изобретении синтетический материал может упоминаться как полимер, синтетический материал, пластмасса или модифицированный полиуретан, не подразумевая отдельные продукты. Материалы, полученные способом по настоящему изобретению, имеют новую структуру, которая может быть результатом сочетания полимеризации и/или адгезии.
Термопластичный полиуретан (ТПУ)
Термопластичный полиуретан (ТПУ) представляет собой цепь из органических звеньев, связанных карбаматными (уретановыми) связями. ТПУ может быть любым термопластичным полиуретаном. Настоящее изобретение можно осуществлять с использованием любого ТПУ. ТПУ может использоваться в измельченном виде.
Предпочтительны следующие ТПУ:
Pearlcoat 162К
Pearlthane 16N80
Pearlthane Clear 15N80
Desmopan 385 S
Elastollan 1185 A
В предпочтительном варианте Pearlcoat 162K содержит ТПУ на основе полиэфира, поставляется в виде полупрозрачных, бесцветных гранул и сочетает в себе твердость с высокой эластичностью при низкой температуре и высокой стойкостью к гидролизу. Типичные свойства перечислены в следующей таблице:
Физическое свойство Метод испытаний Значения
Плотность при 20°С
DIN 53.479
1.11 г/см3
Твердость по Шору
DIN 53.505
82 A
Прочность на растяжение
DIN 53.504
ЗОМПа
Модуль при 100% удлинении
DIN 53.504
5МПа
Модуль при 300% удлинении
DIN 53.504
ЮМПа
Удлинение при разрыве
DIN 53.504
550 %
Потери при истирании
DIN 53.516
25 мм3
Интервал плавления (ИТР=10**)
MQSA 111
145- 155 °С
Tg (Температура стеклования)
(ДСК, 10°С/мин)
DIN 51.007
-42 °С
** Температура при которой ИТР (индекс текучести расплава) = 10 г/10 мин при 21.6 кг.
Pearlcoat 162К предпочтительно используется для нанесения покрытий из расплава на текстильную основу для конечного использования в промышленных покрытиях (для спасательных жилетов и др.), получаемых экструзией и каландрованием. Pearlcoat 162К предпочтительно используется для получения экструдированных пленок и покрытий для тканей. Предпочтительные рабочие инструкции изложены ниже, а характеристики экструдера, подходящие для обработки Pearlcoat 162К, являются следующими:
1. Соотношение L/D (длина/диаметр) составляет от 25:1 до 30:1.
2. Шнек экструдера предпочтительно имеет 3 или более зон и степень сжатия между 2:1 и 3:1 (как правило, шнеки, используемые для экструзии полиэтилена, дают хорошие результаты).
3. Шнек экструдера предпочтительно оснащен устройством для плавного регулирования, а его потребляемая мощность выше, чем для обработки других пластмасс.
4. Скорость вращения шнека экструдера предпочтительно должна быть низкой (12-60 об/мин, в зависимости от его диаметра), чтобы исключить деструкцию материала в результате сдвига.
5. Предпочтительно использовать фильтры в виде дисков с отверстиями от 1,5 до 5 мм (в зависимости от шнека и фильеры) и наборов сеток (количество ячеек/см2 будет зависеть от конечного продукта, подвергаемого обработке), чтобы создать повышенное давление.
Для получения оптимальных результатов, рекомендуется предварительная сушка продукта в течение 2 часов при 90-100°С в сушильном аппарате с циркуляцией
горячего воздуха, вакуумном сушильном аппарате или в осушителе воздуха с влагопоглотителем. Примерный профиль температур для процесса экструзии пленки (плоской пленки) показан в таблице ниже.
Зона
ФИЛЬЕРА
ПРОФИЛЬ 162К/1
160
170
180
185
185
ПРОФИЛЬ 162К/2
170
180
190
195
195
Предпочтительные параметры процесса (экструдер и режимы) можно описать следующим образом: ТИП - 30/25D (L/D=25:l), ОХЛАЖДЕНИЕ - воздух, ШНЕК - 3:1, СКОРОСТЬ - 50 об/мин, РЕШЕТКА - нет, НАБОР СЕТОК - нет, ТОЛЩИНА ФИЛЬЕРЫ - 0,2 мм, ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ВЫСУШИВАНИЕ - 1ч при 100°С.
В предпочтительном варианте Pearlthane 16N80 содержит ТПУ на основе полиэфира, предпочтительно поставляется в виде полупрозрачных бесцветных гранул и сочетает в себе твердость с превосходными механическими свойствами и высокой стойкостью к гидролизу и микроорганизмам. Предпочтительно его можно обрабатывать экструзией или литьем под давлением. Pearlthane 16N80 предпочтительно может использоваться для получения пленок экструзией с раздувом и литых пленок, кабелей, труб и профилей. Посредством литья под давлением из него можно изготавливать детали для промышленного применения.
Типичные свойства перечислены в следующей таблице:
Физическое свойство
Плотность при 20°С Твердость по Шору Прочность на растяжение Удлинение при разрыве Модуль при 100% удлинении Модуль при 300% удлинении Прочность на разрыв Потери при истирании Остаточное сжатие (70 ч при 23°С) Остаточное сжатие (24 ч при 70°С) Содержание влаги Интервал плавления (ИТР=10**)
Метод испытаний ISO 2781 ISO 868 ISO 527 ISO 527 ISO 527 ISO 527
ISO 34-1B ISO 4649 ASTM D395B ASTM D395B MQSA 44 MQSA 111
Значения
1.09 г/см3 81 A 35МПа 760 % 5МПа 8МПа
80кН/м 20 мм 30% 42% <0.1 % 160-170 °С
Tg (Температура стеклования)
(ДСК, 10°С / мин) ISO 11357-2 -47 °С
** Температура при которой ИТР (индекс текучести расплава) = 10 г/10 мин при 21.6 кг.
Ниже указаны предпочтительные рабочие инструкции, а для получения оптимального результата рекомендуется предварительная сушка продукта в течении 1-2 часов при 100-110°С в сушильном аппарате с циркуляцией горячего воздуха, вакуумном сушильном аппарате или в осушителе воздуха с влагопоглотителем. Экструдер, подходящий для обработки Pearlthane 16N80, и параметры процесса экструзии следующие:
1. Соотношение L/D (длина/диаметр) составляет от 25:1 до 30:1.
2. Шнек экструдера предпочтительно имеет 3 или более зон и степень сжатия между 2:1 и 3:1 (как правило, шнеки, используемые для экструзии полиэтилена, дают хорошие результаты).
3. Шнек экструдера предпочтительно оснащен устройством для плавного регулирования, а его потребляемая мощность выше, чем для обработки других пластмасс.
4. Скорость вращения шнека экструдера предпочтительно должна быть низкой (12-60 об./мин, в зависимости от его диаметра), чтобы исключить деструкцию материала в результате сдвига.
5. Предпочтительно использовать фильтры в виде дисков с отверстиями от 1,5 до 5 мм (в зависимости от шнека) и наборов сеток (количество ячеек/см будет зависеть от конечного продукта, подвергаемого обработке), чтобы создать повышенное давление.
Предпочтительные профили температур для процессов экструзии пленки (плоских пленок) показаны в таблице ниже:
Зона 1
180°С
195°С
Зона 2
190°С
210°С
Зона 3
200°С
220°С
Зона 4
185°С
200°С
Фильера
185°С
195°С
Предпочтительные параметры процесса: Тип: 30/25d (1/d = 25:1), Охлаждение: воздух, Шнек: 3:1, Скорость: 50 об/мин, Решетка: нет, Фильтр: нет, Толщина фильеры:
0,2 мм, Предварительный нагрев: 1 ч при 105°С. Предпочтительные параметры для литья под давлением - полученные данные основаны на процессе получения пластинок на инжекционно-литьевом оборудовании со следующими характеристиками и примерными режимами обработки:
Зона загрузки
180°С
Зона сжатия
190°С
Зона дозирования
195°С
Сопло
195°С
Температура формы
35°С
Усилие замыкания
30 тонн
Диаметр шнека
26 мм
Отношение L/D (длина/диаметр)
Максимальное гидравлическое давление
210 бар
Форма
Пластинки 120x120x2
В предпочтительном варианте, Pearlthane Clear 15N80 содержит ТПУ на основе сополимера простого полиэфира, поставляемый предпочтительно в полупрозрачной бесцветной форме, сочетает в себе низкую твердость с прекрасными механическими свойствами и высокой стойкостью к гидролизу. Pearlthane Clear 15N80 предпочтительно можно экструдировать или обрабатывать литьем под давлением. Pearlthane Clear 15N80 предпочтительно используется для изготовления пленок, кабелей, труб, профилей и различных технических изделий. Для улучшения устойчивости Pearlthane Clear 15N80 к микробиологическому разрушению необходимо добавлять биоцид, предпочтительно в виде маточного раствора на основе ТПУ. Типичные свойства перечислены в следующей таблице:
Физическое свойство
Удельная плотность Твердость по Шору Прочность на растяжение Удлинение при разрыве Модуль при 100% удлинении Модуль при 300% удлинении Прочность на разрыв Потери при истирании
Метод испытаний
ASTM D-792
ASTM D-2240
ASTMD-412
ASTMD-412
ASTMD-412
ASTMD-412
Значения
1.05 82 A
5076 фунтов/дюйм 740 %
725 фунтов/дюйм 1160 фунтов/дюйм
Остаточное сжатие (70 часов при 73 °F) ASTM D-395 24 %
Остаточное сжатие (24 часа при 158°F) ASTM D-395 38 %
Содержание влаги MQSA 44 <0.1%
Интервал плавления (ИТР=10**) MQSA 111 385 - 400 °F
Tg (Температура стеклования)
(ДОС, 10°С / мин) DIN 51.007 - 65 °F
** Температура при которой ИТР (индекс текучести расплава) = 10 г/10 мин при 21.6 кг.
Ниже указаны предпочтительные рабочие инструкции, а для получения оптимального результата рекомендуется предварительная сушка продукта в течении 1-2 часов при 210-230°F в сушильном аппарате с циркуляцией горячего воздуха, вакуумном сушильном аппарате или в осушителе воздуха с влагопоглотителем. Экструдер, подходящий для обработки Pearlthane Clear 15N80, и параметры процесса экструзии следующие:
1. Соотношение L/D (длина/диаметр) составляет от 25:1 до 30:1.
2. Шнек экструдера предпочтительно имеет 3 или более зон и степень сжатия между 2:1 и 3:1 (как правило, шнеки, используемые для экструзии полиэтилена, дают хорошие результаты).
3. Шнек экструдера предпочтительно оснащен устройством для плавного регулирования, а его потребляемая мощность выше, чем для обработки других пластмасс.
4. Скорость вращения шнека экструдера предпочтительно должна быть низкой (12-60 об./мин, в зависимости от его диаметра), чтобы исключить деструкцию материала в результате сдвига .
5. Предпочтительно использовать фильтры в виде дисков с отверстиями от 1/16 до 3/16 дюма (в зависимости от шнека и фильеры) и наборов сеток (количество ячеек/см2 будет зависеть от конечного продукта, подвергаемого обработке), чтобы создать повышенное давление.
Предпочтительный профиль температур для процесса экструзии пленки (плоской пленки) показан в таблице ниже:
Зона
Фильера
ПРОФИЛЬ CLEAR 15N80/1
365
385
410
355
365
ПРОФИЛЬ
385
410
435
385
385
CLEAR 15N80/1
Предпочтительные параметры процесса (экструдер и режимы) можно описать следующим образом: ТИП - 30/25D (L/D=25:1), ОХЛАЖДЕНИЕ - воздух, ШНЕК -3:1, СКОРОСТЬ - 25 об/мин, РЕШЕТКА - нет, НАБОР СЕТОК - нет, ТОЛЩИНА ФИЛЬЕРЫ - 0,2 мм, ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЕ ВЫСУШИВАНИЕ - 1ч при 220° F.
Предпочтительные характеристики пленки:
Внешний вид: Бесцветная, эластичная, полупрозрачная
Температура размягчения: 310-330 °F (MQSA 91 (Kofler))
Устойчивость к сухой чистке: Высокая Стойкость к гидролизу: Высокая На основе инжекционно-литьевого оборудования со следующими характеристиками:
Усилие замыкания: 30 тонн
Диаметр шнека: 1.02 дюймов
Отношение L/D: 23
Максимальное гидравлическое давление: 3050 фунтов/дюйм
Форма: Пластина 4.7x4.7x0.08 дюймов,
Предпочтительные параметры для литья под давлением:
Давление впрыска 1450 фунтов/дюйм
Время впрыска 4 сек
Давление при выдержке 700 фунтов/дюйм
Время выдержки 10 сек
Время охлаждения 30 сек
Зона загрузки 365°F
Зона сжатия 375°F
Зона дозирования 3 85°F
Сопло 390°F
Температура формы 95 °F
Скорость шнека: приблизительно 142 об/мин
В предпочтительном варианте Desmopan 385 S содержит ароматические термопластичные полиуретаны и/или полиуретановые эластомеры, предпочтительно содержащие менее 1% 2,2',6,6'-тетраизопропилдифенилкарбодиимида (CAS-№ 2162-745). Предпочтительная температура хранения составляет максимум 30°С. Материал
является гигроскопичным и может абсорбировать небольшое количество атмосферной влаги. Согласно настоящему изобретению, полимер, содержащий Desmopan 385 S, предпочтительно имеет следующие физические и химические свойства:
Форма: Внешний вид: Цвет: Запах: рН:
Температура плавления: Температура воспламенения: Нижний предел воспламенения: Верхний предел воспламенения: Удельная плотность: Растворимость в воде: Температура самовоспламенения: Температура деструкции: Температура размягчения: Объемный вес: Опасные взаимодействия: Стабильность: Несовместимые вещества:
твердый гранулы естественный без запаха не применимо 220 °С (428 °F) 250 °С (482 °F) не применимо не применимо 1.1
нерастворим
> 210°C(> 410°F)
Деструкция начинается при 230 °С.
180 °С (356 °F)
500 - 700 кг/м3
опасная полимеризация не происходит стабильный
Механические свойства (23 °С/50 % r.h.)
Свойство
Условие испытания
Единица измерения
Стандарт
Величина
Твердость по Шору, метод А
ISO 868
Твердость по Шору, метод D
ISO 868
Максимальная прочность на растяжение
200 мм/мин
МПа
асе. ISO 527-1,-3
Удлинение при разрыве
200 мм/мин
асе. ISO 527-1,-3
450
Напряжение при 100% удлинении
200 мм/мин
МПа
асе. ISO 527-1,-3
6.0
Напряжение при 300% удлинении
200 мм/мин
МПа
асе. ISO 527-1,-3
Остаточное сжатие
24 ч; 70 °С
ISO 815
Остаточное сжатие
72 ч; 23 °С
ISO 815
Износостойкость при истирании
мм3
ISO 4649
Упругий отскок
ISO 4662
Сопротивление раздиру
500 мм/мин
кН/м
ISO 34-1
Термические свойства
Модуль упругости при кручении
-20 °С
МПа
ISO 6721-2
Модуль упругости при кручении
23 °С
МПа
ISO 6721-2
Модуль упругости при кручении
70 °С
МПа
ISO 6721-2
8,7
Другие свойства (23 °С)
Плотность
кгАг3
ISO 1183
1200
Режимы литья под давлением
Литье под давлением -температура расплава
210-230
Литье под давлением -температура формы
20-40
В предпочтительном варианте Elastollan 1185 А содержит термопластичный полиуретан на основе простого эфира, обладающий исключительно высокой стойкостью к гидролизу, эластичностью при низкой температуре и высокой стойкостью к микроорганизмам. Полимер можно обрабатывать предпочтительно посредством литья под давлением, экструзии и литья с раздувом. В соответствии с настоящим изобретением, полимер, содержащий Elastollan 1185 А предпочтительно имеет следующие характеристики:
Свойство
Единица измерения
Величина
Способ испытания в соответствии с
Твердость
Шор А IIIopD
87 36
DIN 53505
Плотность
г/см3
1,12
DINENIS01183-1-A
Прочность на растяжение
МПа
DIN53504-S2
Удлинение при разрыве
600
DIN53504-S2
Напряжение при 20% удлинении
МПа
2,5
DIN53504-S2
Напряжение при 100 % удлинении
МПа
DIN53504-S2
Напряжение при 300 % удлинении
МПа
DIN53504-S2
Прочность на разрыв
Н/мм
DINIS034-lBb
Потери при истирании
мм3
DINIS04649-A
Остаточное сжатие 23°С / 72 ч
DIN ISO 815
Остаточное сжатие 70°С / 24 ч
DIN ISO 815
Прочность на растяжение после выдерживания в воде при 80°С в течение 42 дней
МПа
DIN53504-S2
Удлинение при разрыве после выдерживания в воде при 80°С в течение 42 дней
600
DIN53504-S2
Ударная вязкость с надрезом (Шарпи) + 23°С -30°С
кДж/м2 кДж/м2
не разрушается не разрушается
DIN EN ISO 179-1
Показатель горючести
UL94
Предпочтительно способом литья под давлением из предварительно высушенных гранул, содержание воды в которых меньше 0,02%, были изготовлены тестовые пластинки. Тестовые пластинки выдержали 20 ч при 100°С. Из тестовых пластинок вырезали образцы. Условия проведения экспериментов: 23±2°С и 50±6% относительная влажность.Полимеры, содержащие Elastollan гигроскопичны, поэтому их рекомендуется хранить в сухих условиях в упаковке производителя. Предпочтительной формой полимерного продукта являются чечевицеобразные гранулы. В предпочтительном варианте, полимер Elastollan можно обрабатывать по меньшей мере в течение 6 месяцев с даты доставки в оригинальных герметичных контейнерах при хранении в сухих прохладных условиях.
Наноглины
Наноглины представляют собой наночастицы слоистых силикатов. В зависимости от химического состава и морфологии наночастиц, наноглины делятся на несколько классов, такие как монтмориллонит, бентонит, каолинит, гекторит и галлуазит. Органически модифицированные наноглины (органоглины) явлдяются привлекательным классом гибридных органо-неорганических наноматериалов, которые можно использовать в полимерных нанокомпозитах как реологические модификаторы, газопоглотители и носители для доставки лекарств. Наноглины могут поставляться в форме нанопластинок. Силикатные пластинки, из которых получают добавки, имеют
толщину около 1 нанометра и диаметр 70-150 нанометров. Поверхность пластинок органически модифицирована для обеспечения полного диспергирования в термопластичной системе и способности смешиваться с такой системой, для улучшения которой они были созданы. Добавки могут усиливать термопластичные материалы путем повышения модуля упругости при изгибе и модуля упругости при растяжении. Наночастицы, предпочтительно в виде маточной смеси, или так называемой нано-маточной смеси, влияют на адгезию и/или поперечное связывание компонентов в процессе получения, предпочтительно полимеризации, плавления и/или экструзии. Кроме того, предпочтительно, чтобы нано-маточный раствор влиял на вязкость расплава и поверхностные свойства затвердевшего полимера.
Предпочтительной наноглиной является Perkalite F100, ее производные и/или смеси, содержащие Perkalite F100, которая представляет собой магний- алюминиевый слоистый двойной гидроксид (СДГ), модифицированный гидрированной жирной кислотой.
Ниже указаны предпочтительные физические и химические свойства Perkalite F100: Внешний вид
порошок
Цвет
грязно-белый
Запах
характерный
Температура плавления/температура затвердевания
> 500oC/> 932°F
Температура воспламенения
не применимо. Продукт может содержать легковоспламеняющиеся летучие вещества. Горючесть
Горючий материал
Взрывчатые свойства
нет
Окислительные свойства
нет
Давление пара
не применимо
Плотность
1378Kr/M3(20°C/68°F)
Удельная плотность = 1,378 (20°С / 68°F)
Объемная плотность 211-219 Kr/M3(20°C/68°F)
Удельная плотность = 0.211 - 0.219 (20°С / 68°F)
Растворимость в воде
Не растворяется (20°С / 68°Р)
Ниже указаны свойства, касающиеся устойчивости Perkalite F100: Условия, которых следует избегать
Нет конкретных рекомендаций.
Химическая устойчивость
Устойчивы при рекомендованных условиях хранения и обработки
Несовместимые материалы
Не хранить рядом с окислителями, концентрированными кислотами и
концентрированными щелочами
Возможность опасного взаимодействия
Полимеризация не происходит
Маточная смесь
Маточная смесь содержит твердый продукт из пластмассы, каучука, полиола, эластомера и/или полимера, в котором пигменты, добавки, глины, наноглины, силикаты, композиты и /или нанокомпозиты в высокой концентрации оптимально распределены в материале-носителе. Материал-носитель совместим с основными пластмассой, каучуком, полиолом, эластомером и/или полимером, с которыми он смешивается во время плавления, в результате чего конечные пластмасса, каучук, полиол, эластомер и/или полимер приобретают цвет и/или свойства маточной смеси.
В предпочтительном варианте настоящего изобретения, маточная смесь предпочтительно содержит глины, силикаты и/или наноглины и согласно настоящему изобретению предпочтительно используется для получения, полимеризации и/или повторной обработки мономеров, олигомеров, полимеров и/или предполимеров. Кроме того предпочтительно использовать маточную смесь для улучшения свойств мономеров, олигомеров, полимеров и/или предполимеров. Эти улучшаемые свойства включают в частности прочность, твердость, удлинение при разрыве, вязкость, удобство обращения, возможность производства, стабильность и/или технологичность. Добавки и/или безизоцианатные полимеризующие агенты в маточной смеси согласно настоящему изобретению состоят из мономеров, олигомеров, полимеров и/или предполимеров. В предпочтительном варианте, маточная смесь используется как
безизоцианатный полимеризующий агент. В предпочтительном варианте, маточная смесь распределяется посредством экструзии полимерной матрицы. Содержание твердых компонентов в маточных смесях составляет до 50%, более предпочтительно до 90% и наиболее предпочтительно до 99%.
Полиол
Полиол представляет собой спирт, содержащий множество гидроксильных групп. Полиол может быть любым полиолом. Настоящее изобретение может быть осуществлено с любым полиолом.
Предпочтительными полиолами являются:
Lupraphen 8113
Lupraphen 8109
Lupraphen 8108
Lupraphen 8107
Lupraphen 8106
Lupraphen 8104
Lupraphen 8103
Lupraphen 8101
Lupraphen 8008
Lupraphen 8007
Lupraphen 8004
Lupranol BALANCE 50 Lupranol VP 9390 Lupranol 4674-15 Lupraphen VP 9267
В предпочтительном варианте, Lupraphen 8113 содержит бифункциональный алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8113 предпочтительно используется для получения полиуретановых эластомеров. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид: от бесцветного до желтоватого, твердый
Гидроксильное число 55 мг КОН/г DIN 53 240
Вязкость при 75 °С Содержание воды
580
< 0.015 мПа"с
DIN EN 12092 DIN 51 777
Кислотное число < 0,45
Плотность при 5 0°С 1.2 Температура воспламенения > 160
DIN EN ISO 2114 DIN 51 757 DIN EN 22 719
Lupraphen 8113 является полимером или "больше не полимером", состоящим из мономеров, которые перечислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении II, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8113 и их товарные группы перечислены в Рекомендации № XXVIII от 1 июня 1981 г. и XXXIX от 1 июня 1998 г. Федерального института охраны здоровья потребителей и ветеринарной медицины (Германия). Компоненты Lupraphen 8113, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8113 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее изменениям Lupraphen 8113 не является опасным для поставки. Lupraphen 8113 предпочтительно поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8109 содержит частично разветвленный алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8109 предпочтительно используется для получения полиуретановых эластичных интегральных пен, эластомеров и систем для подошв обуви. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид:
от бесцветного до желтоватого, вязкая жидкость
Гидроксильное число
мг КОН/г
DIN 53 240
Вязкость при 75 °С
700
мПа*с
DIN 53 015
Содержание воды
< 0.10
весовые %
DIN 51 777
Кислотное число
<1.0
мг КОН/г
DIN EN ISO 3682
Плотность при 25 °С
1.2
г/см
DIN 51 757
Температура воспламенения
> 160
DIN EN 22 719
Lupraphen 8109 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении II, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8109, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8109 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее рекомендациям Lupraphen 8109 не является опасным. Lupraphen 8109 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8108 содержит бифункциональный алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8108 предпочтительно используется для получения полиуретановых эластичных интегральных пен, эластомеров и текстильных покрытий. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид: Гидроксильное число Вязкость при 75 °С Содержание воды Кислотное число Плотность при 25 °С Цветное число Температура воспламенения
мг КОН/г мПа"с
мг КОН/г г/см3 йод °С
от бесцветного до желтоватого, вязкая жидкость
DIN 53 240 DIN 53 015 DIN 51 777 DIN EN ISO 3682 DIN 51 757 DIN 6162 DIN EN 22 719
Lupraphen 8108 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении II, параграф А или В.
Компоненты Lupraphen 8108, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8108 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее рекомендациям Lupraphen 8108 не является опасным. Lupraphen 8108 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8107 содержит частично разветвленный алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8107 предпочтительно используется для получения блочного пенополиуретана. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид: От бесцветного до бледно-желтого, вязкая жидкость
Гидроксильное число 61 мг КОН/г DIN 53 240
Вязкость при 25 °С
19000
мПа-с
DIN 53 015
Вязкость при 75 °С
1050
мПа-с
DIN 53 015
Содержание воды Кислотное число Плотность при 25 °С Цветное число Температура воспламенения
<0.07 <1.5
1.19
<2
> 160
мг КОН/г г/см3
йод °C
DIN 51 777 DIN EN ISO 2114
DIN 51 757 DIN 6162
DIN EN 22 719
Lupraphen 8107 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров и добавок, которые перчислены в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 2004/19/EG), в приложении И, параграф А или Вив
приложении III, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8108, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8107 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее изменениям Lupraphen 8107 не является опасным для поставки. Lupraphen 8107 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8106 содержит бифункциональный алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8106 предпочтительно используется для получения полиуретановых эластомеров. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид: От белого до желтоватого, твердый продукт
Гидроксильное число 56 мг КОН/г DIN 53 240
Вязкость при 75 °С 563 мПа"с DIN 53 015
Содержание воды < 0.06 весовой % DIN 51 777
Кислотное число <0.8 мг КОН/г DIN EN ISO 3682
Плотность при 25 °С 1.15 г/см3 DIN 51 757
Температура воспламенения > 160 °С DIN EN 22 719
Lupraphen 8106 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении II, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8106, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8106 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее изменениям Lupraphen 8106 не является опасным для поставки. Lupraphen 8106 поставляется в
автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8104 содержит бифункциональный алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8104 предпочтительно используется для получения плотных и пористых полиуретановых эластомеров. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
56 650 < 0.10 <1.2 1.16
Внешний вид: Гидроксильное число Вязкость при 75 °С Содержание воды Кислотное число Плотность при 25 °С
Температура воспламенения > 160
DIN 53 240 DIN 53 015 DIN 51 777 DIN EN ISO 3682 DIN 51 757 DIN EN 22 719
Lupraphen 8104 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении II, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8104, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8104 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее рекомендациям Lupraphen 8104 не является опасным. Lupraphen 8104 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако,
следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8103 содержит бифункциональный алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8103 предпочтительно используется для получения плотных и пористых полиуретановых эластомеров. Он особенно подходит для получения систем для обувных подошв. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид: От бесцветного до желтоватого, вязкая жидкость
Гидроксильное число 56 мг КОН/г DIN 53 240
Вязкость при 75 °С 525 мПа"с DIN 53 015
Содержание воды <0.06 % DIN 51 777
Кислотное число <0.8 мг КОН/г DIN EN ISO 3682
Плотность при 25 °С 1.20 г/см3 DIN 51 757
Цветное число <75 Pt/Co,APHA DIN ISO 6271
Температура воспламенения > 160 °С DIN EN 22 719
Lupraphen 8103 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении II, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8103, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8103 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее рекомендациям Lupraphen 8103 не является опасным. Lupraphen 8103 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8101 состоит из бифункционального алифатического полиэфирполиола. Lupraphen 8101 предпочтительно используется для
повышения огнестойкости жестких пен, главным образом полиизоциануратных пен (PIR). Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид: Гидроксильное число Вязкость при 75 °С Содержание воды Кислотное число Плотность при 25 °С Цветное число Температура воспламенения
От бесцветного до желтоватого, вязкая жидкость
55 мг КОН/г DIN 53 240
625 мПа"с DIN 53 015
<0.03 % DIN 51777
< 0.9 мг КОН/г DIN EN ISO 3682
1.16 г/см3 DIN 51 757
50 Pt/Co, АРНА DIN ISO 6271
> 160 °С DIN EN 22 719
Lupraphen 8101 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении И, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8101, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8101 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее изменениям Lupraphen 8101 не является опасным для поставки. Lupraphen 8101 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8008 содержит бифункциональный полиэфирполиол на основе ароматических дикарбоновых кислот. Lupraphen 8008 предпочтительно используется для снижения горючести жеских пен. Он был создан для получения блочных пен и для изготовления панелей из жестких пен с эластичным внешним слоем. Он особенно рекомендуется для производства полиизоциануратных пен. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид:
От бесцветного до бледно-желтого, вязкая жидкость
Гидроксильное число 238
Вязкость при 25 °С 3300
Содержание воды < 0.1
Плотность при 25 °С 1.23
Температура воспламенения > 160
мг КОН/г мПа"с
г/см
DIN 53 240 DIN 53 015 DIN 51 777 DIN 51 757
DIN EN 22 719
Lupraphen 8008 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении II, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8008, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8008 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее изменениям Lupraphen 8008 не является опасным для поставки. Lupraphen 8008 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8007 содержит бифункциональный полиэфирполиол на основе ароматических дикарбоновых кислот. Lupraphen 8007 предпочтительно используется для повышения огнестойкости жестких пен, главным образом полиизоциануратных пен. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Внешний вид: От бесцветного до желтоватого, вязкая жидкость
Гидроксильное число 240 мг КОН/г DIN 53 240
Вязкость при 25 °С Вязкость при 75 °С Содержание воды Кислотное число
Плотность при 25 °С Цветное число
12 500
175 <0.07
<1.8 1.2
<2
мПа"с
мПа"с
мг КОН/г
г/см йод
DIN 53 015 DIN 53 015 DIN 51 777
DIN EN ISO 2114
DIN 51 757 DIN 6162
Температура воспламенения > 160 °С DIN EN 22 719
Lupraphen 8007 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров и добавок, которые перчислены в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 2004/19/EG), в приложении II, параграф А или В или в приложении III, параграф А или В. Компоненты Lupraphen 8007, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8007 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее рекомендациям Lupraphen 8007 не является опасным. Lupraphen 8007 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
В предпочтительном варианте Lupraphen 8004 содержит разветвленный ароматический-алифатический полиэфирполиол. Lupraphen 8004 предпочтительно используется для получения систем из жестких пенополиуретанов. Типичные свойства перечислены в таблице ниже:
Lupraphen 8004 является полимером или "больше не полимером", образованным из мономеров, которые перчислены в Распоряжении о потребительских товарах Германии, приложение 3, параграф А или В, а также в директиве 90/128/EG (Европа) и изменениях к ней (последнее: 96/11/ЕС), в приложении И, параграф А или В.
Компоненты Lupraphen 8004, их товарные группы и полученные из Lupraphen 8004 полиуретаны перечислены в 21 разделе Свода федеральных нормативных актов, часть 175 105 (выпуск от 1 апреля 1998 г.) Управления по контролю за продуктами и лекарствами (США). Согласно европейской директиве 67/548 и ее рекомендациям Lupraphen 8004 не является опасным. Lupraphen 8004 поставляется в автоцистернах и одноразовых цилиндрических контейнерах. После поставки, продукт предпочтительно может храниться в соответствующих условиях по меньшей мере в течение шести месяцев. Температура хранения должна быть как можно ближе к температуре, при которой материал будет обрабатываться. Кратковременный нагрев или охлаждение продукта до низких температур предпочтительно не наносит вреда продукту. Однако, следует учесть, что при низких температурах вязкость заметно возрастает и это может вызвать трудности при обработке. Необходимо избегать повышенной влажности и сырости.
Поликарбонат (ПК)
Поликарбонат относится к полимерам, содержащим карбонатные группы (-0-(С=0)-0-). Большинство поликарбонатов, представляющих коммерческий интерес, получены из жестких мономеров и благодаря их окончательной структуре являются очень прочными материалами. Хотя поликарбонат имеет высокую ударопрочность, он имеет низкую стойкость к царапанью, и в отличие от большинства термопластичных материалов поликарбонат может подвергаться большим пластическим деформациям без растрескивания или разрушения. Сочетание полезных свойств, включающих термостойкость, ударопрочность и оптические свойства, позволяет позиционировать поликарбонаты между пластмассами для широкого потребления и конструкционными пластмассами.
Предпочтительные ПК:
Makrolon 2400
Makrolon 2405
Makrolon 2800
Makrolon 2805
Поликапролактон (ПКЛ)
Пликапролактон (ПКЛ) является биоразлагаемым сложным полиэфиром, имеющим низкую температуру плавления около 60°С и температуру стеклования приблизительно -60°С. Основным практическим использованием капролактонов является производство
специальных полиуретанов. Поликапролактоны придают синтетическим материалам высокую устойчивость к воде, маслу, растворителям и хлору.
Предпочтительные ПКЛ:
Perstorp Сара 6400
Perstorp Сара 6500
Perstorp Сара 6800
Экструзия
Предпочтительно, в качестве способа для смешивания, компаундирования или реагирования полимерных материалов в настоящем изобретении используется одношнековая, двухшнековая или многошнековая экструзия. Гибкость двухшнекового оборудования для экструзии позволяет приспособить его для конкретного обрабатываемого состава. Например, два шнека могут вращаться в одном направлении или в противоположных, перекрещиваться или не перекрещиваться. Кроме того, конфигурацию самих шнеков можно изменять с помощью транспортирующих вперед элементов, элементов, транспортирующих в обратном направлении, перемешивающих блоков и других конструкций для достижения особых характеристик смешивания. В качестве альтернативы, для получения различной прочности или степени гомогенизации можно модифицировать одношнековые конфигурации, например путем изменения конструкции шнека в любых заданных участках шнека.
Согласно настоящему изобретению, экструзия представляет собой процесс создания объектов с фиксированным поперечным сечением. Материал проталкивают или протягивают через фильеру с требуемым поперечным сечением. Два основных преимущества данного процесса по сравнению с другими процессами производства заключаются в возможности создавать очень сложные профили и обрабатывать хрупкий материал, поскольку на материал действует только напряжения сжатия и сдвига. Данным способом также можно получать готовые детали с высоким качеством поверхности. Экструзия может быть непрерывной или полунепрерывной. Процесс начинается с нагрева исходного материала (для горячей или теплой экструзии). Горячая экструзия является горячим рабочим процессом, это означает, что его проводят при температуре выше температуры рекристаллизации материала, чтобы не дать материалу затвердеть во время обработки и облегчить проталкивание материала через фильеру.
Экструдер
Предпочтительные экстру деры по настоящему изобретению: 1. Экструдер Coperion ZSK 32 МС
(Coperion GmbH)
Двухшнековый экструдер
- диаметр шнека: 32 мм
- длина шнека: 48 D
- пропускная способность: от 10 до 200 кг/ч
2. Экструдер Leistritz Micro 27-36D (LEISTRITZ EXTRUSIONSTECHNIK GMBH) Двухшнековый экструдер
- диаметр шнека: 27 мм
- пропускная способность: 3-30 кг/ч
- длина шнека (2): 36 D
3. Гранулятор Pell-tec SP 50 EN (PELL-TEC Pelletizing Technology GmbH) Стренговый гранулятор для обработки до 8 стренг Скорость стренги: 15-60 м/мин
Длина гранул: 2-15 мм
4. Gala LPU
(Gala Kunststoff- und Kautschukmaschinen GmbH)
Грануляция под водой
Мощность грануляции: от 2 до 150 кг/ч
5. Оборудование для плавления Concept В/12/1 Premelter КРС 12 (Robatech GmbH)
Насос для расплава для подачи полиолов
6. Brabender DDW MD-FW40N/5plus-50 (Brabender Technologie KG)
Весовой дозатор
с панелью управления Congrav OP 5 - Touch
7. Brabender DDW MD2-DDSR 20-10Q (Brabender Technologie KG)
Весовой дозатор
с панелью управления Congrav OP 5 - Touch
8. Собственный одношнековый экструдер (подобный Buss-Ko-Kneter)
Экструдер является 440-экструдером, то есть 44x53=2,33 м. Вдоль экструдера имеется 11 температурных зон и 8 зон в фильере, сетчатом фильтре и горловине. Размер каждой температурной зоны 212 мм (21.2 см). Шнек имеет размер 53 мм, однонаправленный, 3 лопатки, 44D.
9. Оборудование для вспенивания
(KraussMaffei Berstorff Schaumtandex-Anlage ZE 30 / KE 60)
- Пропускная способность: приблизительно от 20 до 50 кг/ч
- Весовой дозатор
- Двухшнековый экструдер ZE30Ax30D UTX
- Одношнековый экструдер КЕ 60x30 D
- Устройство контроля температуры жидкостей
- Дозатор для вспенивающего агента
- Профиль выходного отверстия головки: 0,5-2 мм х 100 мм для пенокартона и до 300 мм ширины и 60 мм толщины
- Калибровочный инструмент для пенокартона
- Роликовое вытяжное устройство
Еще один предпочтительный вариант:
Введение наноглин в композиты на основе ТПУ по настоящему изобретению предоставляет новые возможности для полимеризации и/или адгезии, что позволяет сократить стадии процесса получения таких синтетических материалов.
В качестве исходных материалов в способе по настоящему изобретению могут также использоваться вторичные ТПУ. Способ может использоваться для повторно перерабатываемых полимеров или вторичных пластмасс (используются как синонимы). В предпочтительном варианте минеральных или органических нанокомпозитов, полимер содержит 0-99% необработанного полимера и 1-100% повторно перерабатываемого полимера, что находится в пределах от 0 до 100%.
Предпочтительно, перед образованием указанного нанокомпозита, полимерный расплав содержит менее 10 вес. % наноглины. Полимерный расплав при полимеризации перед образованием указанного нанокомпозита содержит предпочтительно менее 2%, более предпочтительно менее 1 %, еще более предпочтительно менее 0,5% наноглины.
Подходящие для применения наноглины могут встраиваться в органические молекулы (например ионы аммония) между соседними слоями. Встраивание полимеров между слоями, расстояние между которыми ЗА, предпочтительно 5А, а для переходных слоев (межслойное) приблизительно от 10-15 А до 100А, осуществляют, например, посредством смешивания и более интенсивного сдвига. Глины обладают способностью расслаиваться. Количество смеси, смешиваемой с повторно обрабатываемым полимером может меняться. Содержание глины находится в интервале приблизительно от 0,01 до 40 вес.%, предпочтительно приблизительно от 0,05 до 20%, более предпочтительно 0,5-15% и наиболее предпочтительно 1-10% от общего состава. Предпочтительно, глина составляет менее 15% от нанокомпозита.
Дополнительным аспектом описанного процесса является устойчивость формы (внешней поверхности) глин, которые механически и химически расщеплены. Чтобы извлечь всю выгоду из процесса и состава, глины тонко диспергированы и фактически являются наноглинами. Используемые нанокомпозиты относятся к смеси, полученной из вторичного полимера и глины, которая как минимум частично расслоилась. Нанокомпозиты могут также использоваться как новый материал. Смешивание расплава полимеров и глины может включать компаундирование, экструзию, смешивание и любой другой способ объединения полимера и глин, при котором глина как минимум частично расщепляется на отдельные пластинки.
Вторичный полимер является полимерным материалом, который задействуется после некоторого периода использования. Он может применяться для получения полимеров и продуктов методом литья или для специальной цели. Существует два различных типа повторно обрабатываемых полимеров: после промышленного применения и после применения потребителями. В целом, полимеры, повторно обрабатываемые после использования в промышленности, являются полимерными материалами, которые извлечены из процесса промышленного производства. Обычно, полимеры, повторно обрабатываемые после использования в промышленности, не загрязнены другими материалами или полимерами.
Вместо новых материалов могут использоваться вторичные полимеры, особенно если они обладают превосходными физическими свойствами. Кроме того, описанные вторичные полимерные нанокомпозиты сохраняют свои свойства, так что по сравнению с полимерами, которые модифицируют без наноглин, повторная обработка посредством дополнительных стадий не оказывает заметного неблагоприятного воздействия на их физические свойства.
Благодаря описанной в настоящем изобретении нанотехнологии, полимеры можно получать способом, в котором по существу не используется ГХФУ (гидрохлорфторуглерод) (содержит ХФУ-хлорфторуглерод).
Синтетические материалы, содержащие 47,784% ТПУ, 12,0% полиола, 0,216% наноглины, 28% ПК и 12% ПКЛ, а также материалы, содержащие 47,946% ТПУ, 12,0% полиола, 0,054 вес наноглины, 28% ПК и 12% ПКЛ (все вместе 100%) пригодны для длительного хранения. У этих материалов удивительно низкая склонность к деградации. В частности, имеются расширенные возможности их обработки. Неожиданно, эти материалы являются менее раздражающими, инертными, легче поддаются обработке и имеют лучшие механические свойства, чем традиционные синтетические материалы
Полимеры по настоящему изобретению имеют следующие преимущества:
- Нетоксичны
- Легче, чем известные материалы
- Меньше стоимость получения и материалов
- Проще процесс получения
- Возможность предотвращения выбросов
- Низкая опасность гидролиза
- Просты в хранении и транспортировке.
Исключены следующие недостатки известных в технике материалов:
- загрязнение питьевой воды
- опасность для здоровья потребителей (исключение потенциального риска раковых заболеваний)
- загрязнение пищевых продуктов через упаковочные материалы
- вред для сельского хозяйства из-за присутствия токсичных веществ в почве. Дополнительные преимущества предмета изобретения:
- Материал устойчив к суточному изменению температур.
- Стабильная термостойкость.
- Максимальная кратковременная термостойкость +250°С. Поведение при горении:
- в соответствии с DIN 4102: часть 1 - конструкционный материал класса В2
- в соответствии с DIN 4107, часть 7 - устойчив к летящим искрам и тепловому излучению, что подходит для покрытий плоских крыш.
Технические характеристики предпочтительных вариантов синтетического материала по настоящему изобретениюдополнительно могут быть следующими или могут характеризоваться следующим образом:
Плотность
Приблизительно от 1,000 до 1,200 кг / MJ
Водопоглощение
Не поглощает влагу
Изменение измеряемых величин после
нет
аккумуляции тепла
Упругие свойства
лучше, чем у термопласта / РЕ (полиэтилен)
Упругие свойства при растяжении
лучше, чем у термопласта / РЕ
Удлинение при растяжении
лучше, чем у термопласта / РЕ
Сопротивление растяжению
лучше, чем у термопласта / РЕ
Содержание сажи
нет при ПУ-основе
Распределение сажи
нет при ПУ-основе
Стабильная термостойкость
-40до+100С
Максимальная кратковременная
+250°С
термическая нагрузка
Стойкость к растяжению
более 700%
Химическая стойкость
устойчив к агрессивным химическим веществам
Дополнительная химическая стойкость
растворители, пластификаторы, минеральные масла, щелочи, топлива, выбросы
Биологическая стойкость
плесень, микроорганизмы, рост корней, разложение, гниение
Дополнительная биологическая стойкость
в соответствии с DIN 53930-31 и DIN 4062
Механическая прочность
улучшена
Воздействие на окружающую среду
нет
Поведение при повышенной влажности
соответствует DIN 4108
Коэффициент сопротивления диффузии
Q 50 в соответствии с DIN 52615
водяных паров
Стойкость к УФ-излучению
УФ-излучение не влияет
Устойчивость к прорастанию корней
в соответствии с DIN 4062
Преимущество технологического
непрерывный
процесса
Опасность для грунтовых вод
нет, так как благодаря ПУ-основе отсутствует хрупкое разрушение
DIN (стандарт немецкого института стандартов)
4108
DIN
53421
DIN
52615
DIN
4062
DIN
53930-31
Поведение при горении
В2 в соответствии с DIN 4102
Устойчивость к летящим искрам
в соответствии с DIN 4107, часть 7
Измерение характеристик термопластичной уретановой (ТПУ) смеси: Характеристики материала определяли измерением следующих основных параметров:
Измерение P-V-T: удельный объем определяется в зависимости от давления и температуры. Для этого в продаже имеются стандартные виды оборудования. Измерения проводили при изобарном охлаждении и постоянной скорости охлаждения V(0(tm).)=6 К/мин в интервале давлений от 1 до 1000 бар (0,1-100 МПа) и в интервале температур от 40 до 240°С. Для аппроксимации результатов использовался подход Менгеса.
Удельную теплоемкость определяли в зависимости от температуры. Измерения проводили с помощью ДСК (дифференциальной сканирующей калориметрии). Термограмму можно рассчитать в соответствии с ISO 11357-4. Стандартное оборудование для ДСК имеется в продаже. Удельную теплоемкость рассчитывали в интервале температур от 40 до 300°С.
Измерение вязкости: кривые вязкости можно получить с помощью вращательного/вибрационного реометра при 180°С, 200 °С, 220 °С. Измерения проводили в динамическом режиме при частоте в интервале от 0,1 до 100 рад/с с помощью системы конус/плоскость в соответствии с ISO 6721. Диаметр инструмента 25 мм. Посредством измерения динамической вязкости измерили комплексную вязкость в зависимости от циклической частоты при постоянной температуре и постоянной степени деформации (угол отклонения колеблющейся пластины). Перед проведением измерений образцы ТПУ высушили в течение 8 часов в вакуумной сушильной установке при 80°С. Результаты рассчитали на основании допущения о плотном прилегании к стене. Для измеренных кривых принимались во внимание уравнение Аррениуса и модель Карро.
Модифицированные термопластичные полиуретаны (ТПУ) по настоящему изобретению имеют следующие свойства: превосходные физические свойства (паропроницаемость, теплопроводность, температура плавления), наноабсорбционные свойства, их легко модифицировать для специальной цели, низкие материальные затраты (на 100% ниже, чем для ПТФЭ (политетрафторэтилен)), обработка на существующих/доступных производственных линиях без использования дорогого
нового оборудования. Экологически безвредным способом экструзии с раздувом можно изготавливать защитные пленки и есть возможность получать различные типы защитных пленок из ТПУ: 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; 12 мои пленки. Защитные пленки из ТПУ пригодны для печати. Полиуретановые защитные пленки могут быть воздухопроницаемыми, устойчивыми к воздействию внешней среды, не раздражающими кожу и проницаемыми для водяного пара. Защитные пленки обладают стойкостью к бактериям, грибам, УФ-излучению, пожелтению, гидролизу, ферментам, высокой влажности, химическим веществам, маслам, жирам, слабым кислотам, углекислоте, щелочи, керосину, спиртам.
ЧЕРТЕЖИ
Чертежи, представленные в настоящем описании, служат для демонстрации примеров конкретных вариантов настоящего изобретения и не ограничивают объем изобретения. Чертежи должны рассматриваться как дополнительное описание возможных или потенциально предпочтительных вариантов, демонстрирующее соответствующее техническое воплощение одного или более вариантов, не имеющих ограничительного характера.
Краткое описание чертежей
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг.
Схематическое изображение
конфигурации
шнека.
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг.
Схематическое изображение
конфигурации
шнека.
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг.
Схематическое изображение
конфигурации
шнека.
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг.
Схематическое изображение
конфигурации
шнека.
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг.
Схематическое изображение
конфигурации
шнека.
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг.
Схематическое изображение
конфигурации
шнека.
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг.
Схематическое изображение
конфигурации
шнека.
Фиг.
Диаграмма вязкости.
Фиг.
Схематическое изображение
экструдера.
Фиг. 17 Схематическое изображение способа.
На фиг. 1 схематически показан двухшнековый экструдер, например Leistritz Micro 27 - 36 D, который используется для для проведения экспериментов в примере 1. На фиг. 1, для удаления, например, летучих веществ установлено, например, вентиляционное отверстие, соединенное с вакуумной установкой. На фиг. 2 схематически показана конфигурация шнека, используемого в примере 1. Можно видеть, что шнек оснащен различными транспортировочными элементами, смешивающими элементами (GFM) и месильными блоками (KB). На фиг. 3 схематически показан двухшнековый экструдер, например Leistritz Micro 27 - 36 D, который используется для проведения экспериментов в примере 2. На фиг. 4 схематически показана конфигурация шнека, используемого в примере 2. Можно видеть, что шнек оснащен различными транспортировочными элементами, смешивающими элементами (GFM) и месильными блоками (KB). На фиг. 5 схематически показан двухшнековый экструдер, например Coperion ZSK 32 Megacompounder, который используется для проведения экспериментов в примере 3. На фиг. 6 схематически показана конфигурация шнека, используемого в примере 3. Можно видеть, что шнек оснащен различными транспортировочными элементами, смешивающими элементами и месильными блоками. На фиг. 7 схематически показан двухшнековый экструдер, например Coperion ZSK 32 Megacompounder, который используется для проведения экспериментов в примере 4. На фиг. 8 схематически показана конфигурация шнека, используемого в примере 4. Можно видеть, что шнек оснащен различными транспортировочными элементами, смешивающими элементами и месильными блоками. На фиг. 9 схематически показан двухшнековый экструдер, например Leistritz Micro 27 - 36 D, который используется для проведения экспериментов в примере 6. На фиг. 10 схематически показана конфигурация шнека, используемого в примере 6. Можно видеть, что шнек оснащен различными транспортировочными элементами, смешивающими элементами (GFM) и месильными блоками (KB). На фиг. 11 схематически показан двухшнековый экструдер, например Leistritz Micro 27 - 36 D, который используется для проведения экспериментов в примере 7. На фиг. 11, для удаления, например, летучих веществ установлено, например, вентиляционное отверстие, соединенное с вакуумной установкой. На фиг. 12 схематически показана конфигурация шнека, используемого в примере 7. Можно видеть, что шнек оснащен различными транспортировочными элементами, смешивающими элементами (GFM) и месильными блоками (KB). На фиг. 13
схематически показан двухшнековый экструдер, например Leistritz Micro 27 - 36 D, который используется для проведения экспериментов в примере 9. На фиг. 14 схематически показана конфигурация шнека, используемого в примере 9. Можно видеть, что шнек оснащен различными транспортировочными элементами, смешивающими элементами (GFM) и месильными блоками (KB). На фиг. 15 показаны кривые вязкости для трех различных примеров с Desmopan и влияние наноглины, наблюдаемое в примере 5. На фиг. 16 схематически показан двухшнековый экструдер, который в частности используется для проведения экспериментов в примере 8.
ПРИМЕРЫ
В примерах, представленных в настоящем описании, показана практическая реализация конкретных вариантов изобретения, и подразумевается, что они не ограничивают объем изобретения. Примеры должны рассматриваться как дополнительное описание возможных или потенциально предпочтительных вариантов, демонстрирующее соответствующее техническое воплощение одного или более вариантов, не имеющих ограничительного характера.
Пример 1: ТПУ, ТПУ/наноглина и Полиол - Экструдер Leistritz
В данном эксперименте показано смешивание наноглин и ТПУ в соответствии с первой основной стадией процесса.
вес. %
ТПУ
вес. %
Маточная смесь
вес. %
Полиол
hzl90712-01
100,00
Desmopan 385 S
2012-020-4 (OMNIPUR MB 200)
hzl90712-02
80,00
Desmopan 385 S
20,00
2012-020-4 (OMNIPUR MB 200)
hz190712-03
48,00
Desmopan 385 S
12,00
2012-020-4 (OMNIPUR MB 200)
40,0
Lupranol Balance 50
Экструдер:
Для смешивания (экструзии) использовался однонаправленный двухшнековый экструдер (Leistritz Micro 27 - 36D, диаметр шнека = 27 мм, L/D = 36) вместе со стренговой системой грануляции. Конфигурация шнека показана на фиг. 2.
Параметры экструзии:
Смеситель
Зона 1
Зона 2
ЗонаЗ
Зона 4
Зона 5
Зона 6
Зона 7
Зона 8
Зона 9
Зона 10
Заданное значение
150
160
170
170
180
180
190
190
190
Фактическое значение
150
160
170
170
180
180
190
190
190
Смеситель
hzl90712-01
hzl90712-02
hzl90712-03
Скорость шнека (об./мин)
400
400
200-400
Давление(бар)
Температура (°С)
204
206
199
кпд экструдера (%)
Дегазация
нет
Подводный гранулятор GALA
Матрица
Перекидной клапан
Ножи (об ./мин)
Стренговый гранулятор
Скорость протяжки (м/мин)
Боковой питатель (об./мин)
250
250
Выход
Питатель
ТПУ
основное загрузочное устройство
основное загрузочное устройство
основное загрузочное устройство
Полиол
боковой питатель
боковой питатель
боковой питатель
Материал находится в экструдере в течение 60 секунд. Результаты:
hzl90712-01
hz190712-02 hzl90712-03
питатель и
Процесс стабильный Процесс стабильный
Процесс нестабильный, полиол не смешивается со смесью
ТПУ/наноглина, полиол выходит из экструдера через боковой камеру дегазации.
Пример 2: ТПУ/наноглина, ПК. ПКЛ и полиол - экструдер Leistritz
В данном эксперименте исследовали материал, представляющий собой сочетание ТПУ/наноглина с ПК и ПКЛ. Осуществили предварительное смешивание ТПУ/наноглина. Полиол добавлялся в зоне 4.
Исследовали следующую смесь:
вес.%
ТПУ
вес.
Маточная смесь
вес.
Полиол
вес.
вес.
ПКЛ
hz230712-01
28,8
Desmopan 385S
7,20
2012-020-4 (OMNIPUR MB 200)
24,0
Lupranol Balance 50
28,0
Makrolon 2405
12,0
САРА 6400
Экструдер:
Для смешивания (экструзии) использовался однонаправленный двухшнековый экструдер (Leistritz Micro 27 - 36D, диаметр шнека = 27 мм, L/D = 36). Полиол добавляли с помощью насоса Viscotec в зоне 4. Дегазация не использовалась, чтобы
уменьшить выделение полиола из смеси. Конфигурация шнека показана на фиг. 4 Параметры экструзии:
Смеситель
Зона 1
Зона 2
ЗонаЗ
Зона 4
Зона 5
Зона 6
Зона 7
Зона 8
Зона 9
Зона 10
Заданное значение
150
160
170
170
180
180
190
190
190
Реальное значение
150
160
170
170
180
180
190
190
190
Смеситель
hz230712-01
Скорость шнека (обУмин)
200-400
Давление (бар)
Температура (°С)
190
кпд экструдера (%)
Дегазация
нет
Подводный гранулятор GALA
Матрица
Перекидной клапан
Ножи (обУмин)
Стренговый гранулятор
Скорость протяжки (м/мин)
Боковой питатель (обУмин)
Выход
10 кг/ч
Питатель
ТПУ
основное загрузочное устройство
Полиол
боковой питатель
Материал находится в экструдере в течение 60 секунд. Результаты:
hz230712-01: полиол не смешивается со смесью, полиол выходит из экструдера
через боковой питатель. Выделение происходит внутри экструдера.
Пример 3: Получение смеси полимеров без полиола - экструдер Coperion
В данном эксперименте показано получение гомогенной смеси всех полимеров. Эту смесь впоследствии повторно обрабатывали в экструдере для смешивания с полиолом.
вес.%
ТПУ
вес.%
Маточная смесь
вес.%
вес.%
ПКЛ
hz230712-01
37,90
Desmopan 385S
9,50
2012-020-4 (OMNIPUR MB 200)
36,8
Makrolon 2405
15,8
САРА 6400
Экструдер:
Для смешивания использовался однонаправленный двухшнековый экструдер (Coperion ZSK 32 Megacompounder, диаметр шнека = 32 мм, L/D = 48). Использовался
Смеситель
hz230712-01
Скорость шнека (обУмин)
400
Давление(бар)
Температура (°С)
кпд экструдера (%)
Дегазация
нет
Подводный гранулятор GALA
Матрица
190
Перекидной клапан
210
Вода
50°С
Ножи (обУмин)
4500
Питатель
ТПУ + ПК + ПКЛ + Маточная смесь
основное загрузочное устройство
Выход
40 кг/ч
Результаты:
hz230712-01: Получение гомогенной смеси полимеров было стабильным.
Полученные гранулы были круглыми, одинакового размера и
формы.
Пример 4: Смешивание смеси полимеров с полиолом - экструдер Coperion
Данный эксперимент является продолжением эксперимента, показанного в примере 3. Смесь повторно обработали, расплавили в экструдере и смешали с полиолом.
вес.%
Смесь полимеров
вес.%
Полиол
hz240712-01
76,00
hz230712-01
24,0
Lupranol Balance 50
hz240712-01
90,00
hz230712-02
10,0
Lupranol Balance 50
Экструдер:
Для смешивания использовался однонаправленный двухшнековый экструдер (Coperion ZSK 32 Megacompounder, диаметр шнека = 32 мм, L/D = 48). Полиол добавляли с помощью насоса Viscotec в зоне 4. Использовался подводный гранулятор
компании Gala.
Конфигурация шнека показана на фиг. 8. Параметры экструзии:
Смеситель
Зона 1
Зона 2
ЗонаЗ
Зона 4
Зона 5
Зона 6
Зона 7
Зона 8
Зона 9
Зона 10
Зона 11
Зона 12
Зона 13
Заданное значение
150
160
170
180
180
180
190
190
190
190
195
195
Реальное значение
150
160
170
180
180
180
190
190
190
190
195
195
Смеситель
hz240712-01
hz240712-01
Скорость шнека (обУмин)
300
700
Давление(бар)
Температура (°С)
кпд экструдера (%)
Дегазация
нет
нет
Подводный гранулятор GALA
Матрица
190
190
Перекидной клапан
210
240
Вода
Ножи (обУмин)
2000-3000
2000-3000
Стренговый гранулятор
Скорость протяжки (м/мин)
Боковой питатель (обУмин)
Выход
Длительность обработки
60 с
60 с
Питатель
Выход
15,2 кг/ч
19 кг/ч
ТПУ + ПК + ПКЛ + Маточная смесь
основное загрузочное устройство
основное загрузочное устройство
Полиол
блок 4
блок 4
Подача полиола
4,8 кг/ч
1 кг/ч
24% полиола
10% полиола
Материал находится в экструдере в течение 60 секунд. Результаты:
hz240712-01, hz240712-02: Полиол не смешивается со смесью, полиол выходит из
экструдера через боковой питатель.
Пример 5: Исследование вязкости полученной смеси: Исследование вязкости проводили с помощью капиллярной вискозиметрии высокого давления. Смотри фиг. 15. Посредством многократной термической обработки вязкость смеси значительно уменьшена (в данном случае для Desmopan 385 S).
вес.%
ТПУ
вес.%
Маточная смесь
Кривая вязкости
Исходный материал
Desmopan 385 S
верхняя кривая
hzl90712-01
100,0
Desmopan 385 S
2012-020-4 (OMNIPUR MB 200)
средняя кривая
hzl90712-02
80,0
Desmopan 385 S
20,0
2012-020-4
нижняя кривая
I | | I (OMNIPUR MB 200) I
Исследования растворимости ТПУ и полиола
60% Desmopan 385 S и 40% Lupranol Balance 50 смешивали в течение приблизительно 30 минут в емкости для перемешивания и нагревали до 170°С. После охлаждения в течение 5 часов наблюдалось гелеобразное загустевание. Полной растворимости не наблюдалось.
Вывод из первой серии экспериментов
Предварительные эксперименты показали, что ТПУ и полиол не смешиваются полностью при условиях, описанных выше (однонаправленный двухшнековый экструдер).
Пример 6: ТПУ, ТПУ/наноглина и полиол - экструдер Leistritz
В данном эксперименте изучали обработку ТПУ и ТПУ/маточная смесь
вес.
ТПУ
вес.
Маточная смесь
вес.
вес.
ПКЛ
hz230712-01
37,90
Desmopan 385S
9,50
2012-020-4
36,8
Makrolon 2405
15,8
САРА 6400
Экструдер:
Для смешивания (экструзии) использовался однонаправленный двухшнековый экструдер (Leistritz Micro 27 - 36D, диаметр шнека = 27 мм, L/D = 36) вместе со
стренговой системой грануляции. Конфигурация шнека показана на фиг. 10. Параметры экструзии:
Смеситель
Зона 1
Зона 2
ЗонаЗ
Зона 4
Зона 5
Зона 6
Зона 7
Зона 8
Зона 9
Зона 10
Заданное значение
150
160
170
170
180
180
190
190
190
Реальное значение
150
160
170
170
180
180
190
190
190
Смеситель
hz310712-03
hz310712-04
Скорость шнека (обУмин)
300
300
Давление(бар)
Температура (°С)
кпд экструдера (%)
Дегазация
Подводный гранулятор GALA
Матрица
Перекидной клапан
Ножи (обУмин)
Стренговый гранулятор
Скорость протяжки (м/мин)
Боковой питатель (обУмин)
Выход
Длительность обработки
60 с
60 с
60 с
60 с
Питатель
ТПУ/наноглина
основное загрузочное устройство
основное загрузочное устройство
Полиол
боковой питатель
боковой питатель
Результаты:
hz310312-03. hz310312-04, hz310312-05: Полиол не смешивается со смесью
полностью, полиол выходит из экструдера
через боковой питатель.
Пример 7: Новая концепция шнека - экструдер Leistritz
В данном эксперименте изучается обработка ТПУ и ТПУ/маточная смесь с использованием новой концепции шнека.
вес.%
ТПУ
вес.%
Маточная смесь
вес.%
Полиол
hzl00812-01
80,00
Desmopan 385S
2012-20-4
20,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-02
70,00
Desmopan 385S
2012-20-4
30,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-03
60,00
Desmopan 385S
2012-20-4
40,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-04
80,00
Elastollan 1185 A
2012-20-3
20,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-05
70,00
Elastollan 1185 A
2012-20-3
30,00
Lupranol 4674-15
h/.l 00812-06
60,00
Desmopan 385S
2012-20-3
40,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-07
65,00
Desmopan 385S
15,00
2012-20-4
20,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-08
57,00
Desmopan 385S
13,00
2012-20-4
30,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-09
65,00
Elastollan 1185 A
15,00
2012-20-3
20,00
Lupranol 4674-15
hzl00812-10
57,00
Elastollan 1185 A
13,00
2012-20-3
30,00
Lupranol 4674-15
Экструдер:
Для смешивания (экструзии) использовался однонаправленный двухшнековый экструдер (Leistritz Micro 27 - 36D, диаметр шнека = 27 мм, L/D = 36) вместе со стренговой системой грануляции. Конфигурация шнека показана на фиг. 12.
Параметры экструзии:
Смеситель
Зона 1
Зона 2
ЗонаЗ
Зона 4
Зона 5
Зона 6
Зона 7
Зона 8
Зона 9
Зона 10
Заданное значение
150
170
170
170
170
170
170
180
190
Реальное значение
150
170
170
170
170
170
170
180
190
hzl00812-10
о о ¦ч-
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-09
о о -3-
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-08
о о
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-07
о о **•
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-06
о о
Оч со
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-05
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-04
VO ON СО
Полиол растворяется
hzl00812-03
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-02
о о
Полиол не растворяется полностью
hzl00812-01
VO OS со
Полиол растворяется
hzl00812-01
о о
m m
Полиол не растворяется
Смеситель
Скорость шнека (обУмин)
Давление (бар)
Температура (°С)
кпд экструдера (%)
Дегазация
Подводный гранулятор GALA
Матрица
Перекидной клапан
Вода
Ножи (обУмин)
Стренговый гранулятор
Скорость протяжки (м/мин)
Боковой питатель (обУмин)
Выход
Примечания
Питатель
Можно сделать вывод, что полиол не растворяется в матрице ТПУ/наноглина, когда его количество составляет 20%, поэтому при попытке смешивания полиол выходит из экструдера в боковой питатель. Эксперименты, проведенные с использованием однонаправленного двухшнекового экструдера, показали низкую растворимость полиола в смеси ТПУ/наноглина.
Пример 8: Экспериментальное исследование альтернативного принципа одношнекового экструдера
Экструдер BUSS-Ko-Kneter является одношнековым экструдером. Его отличительной особенностью является то, что шнек аксиально колеблется, совершая за один оборот синусоидальное движение, генерируемое синхронным двигателем. Характерные месильные лопасти на оси шнека взаимодействуют с неподвижными месильными зубцами или месильными пальцами на внутренней стороне корпуса смесителя, в результате между ними происходит непосредственный и намного более быстрый относительный сдвиг различных ингредиентов по сравнению с другими системами. Кроме того, колебания оси шнека обеспечивают интенсивное смешивание в продольном направлении в результате неоднократного разделения, смешения и переориентации продуктов.
Получены следующие смеси:
1) Смесь 1
20% Lupranol 4674-15
15% MB 2012-20-3 (OMNIPUR MB 100)
65% Elastollan 1185 A
2) Смесь 2 (PTI ТПУ-2) 20% Lupranol 4674-15
15% MB 2012-20-4 (OMNIPUR MB 200) 65% Desmopan 385S
3) Смесь 3
34% Lupranol 4674-15
15% MB 2012-20-3 (OMNIPUR MB 100)
51% Elastollan 1185A
Параметры экструзии были следующими:
Экструдер 44D, что означает 44x53 = 2,33 м. Вдоль экструдера имеется 11 температурных зон и 8 зон в фильере, сетчатом фильтре и горловине. Размер каждой температурной зоны 212 мм (21.2 см). Шнек имеет размер 53 мм, однонаправленный, 3 лопатки, 44D.
Маточная смесь
15%
15%
Жидкость
34%
20%
Параметры 1
Параметры 2
Зона
Заданная
Фактическая
Фактическая
температура <°С)
температура (°С)
температура
<°о
200
200
200
200
177
169
175
174
176
175
122
114
Впрыскивание жидкости
175
168
168
175
174
175
175
169
158
175
161
130
175
169
176
175
171
179
175
168
173
175
164
175
175
150
159
175
170
169
175
174
173
175
174
175
175
174
175
180
180
180
Масса
155
164
Скорость шнека (мин"1)
150
165
Вращающий момент (ампер)
Максимум 100
Давление массы (бар)
Выход (кг/ч)
23,5
23,5
Смесь 1 была получена без больших проблем. Экструзия была стабильной и экструдируемые волокна были сухими. Волокна были очень гладкими, желтоватого/белого цвета, каучукоподобными.
Смесь 2 была получена без больших проблем. Экструзия была стабильной и экструдируемые волокна были сухими, но слегка липкими. Волокна были очень гладкими, желтоватого/белого цвета, каучукоподобными.
Смесь 3 вызвала трудности из-за ее "поршневого течения". Жидкий полиол через каждые несколько минут выталкивался из фильеры в водяную ванну. Экструдируемые
волокна были пенистыми и имели очень неровную поверхность. Волокна были сырыми, имели неровную поверхность, были желтоватыми и каучукоподобными.
В заключение, сочетание 15% маточной смеси с 65% ТПУ и 20% полиола обрабатывается легко, какие-либо воздушные включения отсутствуют. Смесь 15% маточной смеси с 51% ТПУ и 34% полиола пригодна для обработки, но имеется некоторая нестабильность.
Пример 9: Смешивание РТ1-ТПУ-2 с ПК/ПКЛ
PTITPU-2:
20% Lupranol 4674-15
15% MB 2012-20-4 (OMNIPUR MB 200)
65% Desmopan 385S
Поликарбонат (ПК):
Makrolon 2405
Поликапролактон (ПКЛ):
CAPA 6400
В данном эксперименте, смесь, полученную посредством одношнековой экструзии (PTI ТПУ-2 смеси 2, как описано выше в примере 3), смешивали с Makrolon (ПК) и ПКЛ.
вес.%
ТПУ-2
вес.%
вес.%
ПКЛ
hzl30812-01
60,00
PTI ТПУ-2
28,00
Makrolon 2405
12,00
САРА 6400
Смеситель
hzl30812-01
Скорость шнека (обУмин)
400
Давление(бар)
Температура (°С)
188
кпд экструдера (%)
Дегазация
Стренговый гранулятор
Скорость протяжки (м/мин)
Боковой питатель (обУмин)
Выход (кг/ч)
5-8
Примечания
i.O.
Материал находится в экструдере в течение 90 секунд. Результаты:
hzl30812-01: Процесс был стабильным, гранулы имели белый цвет и одинаковую круглую форму.
Заключение:
В заключение, способом, описанным выше, получили новый синтетический материал. Для получения PTI ТПУ-2 (пример 8) наиболее целесообразным является смешивание в одношнековом экструдере (для включения полиола). В результате получена смесь ТПУ-3 (hzl30812-01), содержащая:
Материал
Комментарий
Содержание
ТПУ
Desmopan 385 S
A: 47,712 % or В: 47,946 %
Полиол
Lupranol 4674-15
12,0%
Наноглина
Perkalite F 100
A: 0,288 % or B: 0,054 %
Поликарбонат (ПК)
Makrolon 2405
28,0 %
Поликапролактон (ПКЛ)
САРА 6400
12,0 %
Ниже показаны технические характеристики экструдера:
Первоначально поданная
Формула изобретения
1. Способ безизоцианатного получения синтетического материала - продукта I, содержащий:
a) смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) и наноглины для получения промежуточного продукта I,
b) смешивание промежуточного продукта I, полученного на стадии а), с полиолом и, необязательно, с дополнительным ТПУ для получения промежуточного продукта II,
c) смешивание промежуточного продукта II, полученного на стадии Ь), с поликарбонатом (ПК) и/или поликапролактоном (ПКЛ) для получения продукта I,
2. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что продукт I затем обрабатывают с целью получения продукта II посредством экструзии, выдувания, литья, измельчения и/или распыления для получения частиц, гранул, пленок, волокон, пеноматериапов, стренг, листов и/или защитных пленок.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что стадию а) осуществляют в два этапа, а именно
i. смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) и наноглины для получения промежуточного продукта 1а, затем
ii. смешивание термопластичного полиуретана (ТПУ) и промежуточного продукта 1а для получения промежуточного продукта I.
4. Способ по предыдущему пункту, отличающийся тем, что смешивание на стадии i) осуществляют при соотношении 70-90 %, предпочтительно 80%, термопластичного полиуретана (ТПУ) и 10-30%, предпочтительно 20%, наноглины.
5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что смешивание на стадии ii) осуществляют при соотношении 90-99%, предпочтительно 97%, термопластичного полиуретана (ТПУ) и 0,1-10%, предпочтительно 3%, промежуточного продукта 1а.
6. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смешивание на стадии Ь) пункта 1 осуществляют при соотношении 70-90%, предпочтительно 80%, чистого ТПУ (с учетом ТПУ, присутствующего в промежуточном продукте
I, и дополнительно добавленного ТПУ), 10-90% промежуточного продукта I и 830%, предпочтительно 20%, полиола.
7. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смешивание на стадии с) пункта 1 осуществляют при соотношении 50-70%, предпочтительно 60%, промежуточного продукта II, 20-40%, предпочтительно 28% ПК и 6-18%, предпочтительно 12%, ПКЛ.
8. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что смешивание компонентов на одной или более стадиях осуществляют в секционном одно-, двух- или многошнековом плавящем экструдере, предпочтительно в одношнековом экструдере.
9. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что температура плавления для одной или более стадий указанного способа составляет 80-300°С, предпочтительно 140-250°С, более предпочтительно около 200°С.
10. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что нагревательные секции экструдера имеют различные температуры, при этом температура в секциях возрастает по мере продвижения смеси через экструдер.
11. Способ по любому из предьщущих пунктов, отличающийся тем, что экструдер имеет от 3 до 20 нагревательных секций, предпочтительно от 5 до 15 секций, более предпочтительно от 7 до 12 секций, при этом по мере продвижения смеси через экструдер температура ступенчато возрастает от 80 до 300°С, предпочтительно от 140 до 250°С.
12. Способ по любому из предьщущих пунктов, отличающийся тем, что шнек экструдера состоит из 3-20 сегментов, предпочтительно 5-15 сегментов, при этом при вращении шнека происходит гомогенизация смеси, при этом сегменты шнека могут иметь одинаковую или разную форму, которая в свою очередь определяет гомогенизацию смеси.
13. Способ по любому из предьщущих пунктов, отличающийся тем, что скорость шнека экструдера составляет 50-1000 оборотов в минуту (об/мин), предпочтительно 150-700 об/мин, более предпочтительно 250-500 об/мин.
14. Способ по любому из предьщущих пунктов, отличающийся тем, что смесь на одной или более стадиях охлаждают после экструзии, предпочтительно в водяной ванне.
15. Синтетический материал, получаемый способом по любому из предыдущих пунктов.
16. Синтетический материал, полученный способом по любому из предыдущих пунктов.
17. Синтетический материал, полученный способом по настоящему изобретению, содержащий:
30-60%, предпочтительно 45-55%, ТПУ, 8-30%, предпочтительно 10-14%, полиола, 0,001-5%, предпочтительно 0,01-2%, наноглины, 20-40%, предпочтительно 25-30%, ПК, и 6-18%, предпочтительно 10-14%, ПКЛ.
18. Синтетический материал по предыдущему пункту, содержащий 47,712% ТПУ, 12,0% полиола, 0,288% наноглины, 28% ПК и 12% ПКЛ.
19. Синтетический материал по п. 17, содержащий 47,946% ТПУ, 12,0% полиола, 0,054% наноглины, 28% ПК и 12% ПКЛ.
18.
18.
s 1=
> s о ш о
bet О Ю
СО Ф О. О)
1 ?
1 *
ос-га-г-s ан
о09 -ос -г -s ан оОб-ое-г-s см loe юг -г vdo
> ое-ое-г vds
> об -of-г vjo
\№*№-Z Vd9
•оэ-ое-г-s аи
09 -SI, -г УШ
ое*ое-г vd9 09-ое-г vdo
06 -St-Z Vd9
ое-зиг vdo
о0913? -z -s аи "об-ое-г-s аи
1 об - ое-г vi9
•09 -ое-г v^9
.09 -ос -г -9 аи
о09-ое-2-9 аи _ое -ог-г vd9
09 -SI,-Z1ЛЫ9
-91 -г
ос -ос -г Vd 9 09 -oe-z VJ9
'06-0€-2 Vd9
06 VJ9 ОС -91-г Vd9
Q о ¦3
"41
j2-82-2-3d _8C-82-2-3d
_82-82-Z-3d Zfr-Zfr-Z-Sd
Zfr-Sfr-Z-Bd Zt'-Zt'-Z-3d
"ег-вг-г-эба
.вг-вг-г-зба [вг-8г-г-э$а
Zfr-z"-2-3d [-LSfr-H-Z-BM
•oe-sz-z-a*
"§t> • if - г - ая - zf - г - a*
ZPZP-Z~3d ZP-Zt-Z-3d
ZP-Zf-Z~3d "-"-Z-3d 2fr-Zfr-Z-3d 2fr-Zt--Z-3d JfrZf-Z-3d
-об-вг-г-ах ,$V-Z*-Z-B*
Zb-ZP-Z-3A ZP-ZP-Z-3A ZP-ZP-Z-ld ZP-ZP-Z-1J
JZ-9Z-Z~3d JZQZ-Z-BJ 2Z-BZ-Z~3d Zt-ZP-Z-3d
ZfZV-Z-Bd ZfZP-Z-3d
zvzv-г-зё
Z*'ZP-Z-3d
ZP-ZP-I-ЗЛ
'вг-вг-г-зва .oz-ez-z-gsa ."ez-ez-z-3sa [ez-ez-z-ssa zf-zc-z-3d :itsfr-ti-z-ax
oOS-8Z-Z-8X
.st- ¦zt'-z-ax
.Sfr-Zfr-Z-QX Zf-Zf"Z-3d Zf-Z*-Z-3d ZP-ZP-Z-3d ZP-Zf-Z-3d ZP-ZP-Z~3d ZV-ZP-Z-3J Z*-Zfr-Z-3d
г*-г*--г-зз ZP-ZP-Z-31
ZWfr-Z-3d Zfr-Zf-Z-3d
:i"s?-п-г-ам
__.06
-8Z
'Si*
-ZP
-ax
Mill
Zf-
ZP-
ZP-
ZP-
ZP-
ZP-
ZP-
ZP-
~8Z-
ZP-
10/17
06-0fr-Ј3dO
,oe-oe-z-s ян
с > s
m о
о ю
со ф о. ш т
est
,ое-ое-г-5 аи
909^0?-?-9 ЯИ
,ое-ое-г-9 аи
1 ое -ог -г vdo
'ое -ос-г vdo
об -of-г VJ9
'09 -ое-г Vd9
о09 -ос -г -9 ей
¦> 09-0?-г-9 аи
ОС -0Z 'Z Vd (c)
09 -fit -3 WdQ
СО СМ
се "ос -г vd э '09 -ос-г Vdo
С0 СО
об -s i -г Vd о ос -st-г VdO
.oc-oc^-s ян Jo9-oe-2-s an дш-ое-г-9 ан
об - ое-г vd о
об -ot -г Vd 9
;09 -ое-г vd9
ос-ос-г vd9 .ое-ое-г-9 ан
^оэ-ш-г-з ан
> 09-ое -г-е ан
09 -ос-г Vd9
ое -9\- -г те
ое -QZ -z VdO
ос -г vd 9
ope-ог-г-g ан лю-ое-г-9 ш тж-ое-г-9 ан
ое -si-г vd9
ОС -91-Z VdO
> +
> 0€ -ое -г -9 ан
-ое -г -s ан
"об-ое-г:-9 ан тое -ог -г vdo
О о
ое vds
; 09 -ос -г vd о
ое-ОЕ -г VJ 9 ш -ое -г -9 ан о09-ое-г-9 ан "оэ-ое-г-д ан
09 -ОС Z Vd9
О см го
со го
09 -91 -г
& -91. -г Ш9
т.ое -ог -з vd9 ре -ос -z VJ 9 фОС-ое-г-9 ан "Об-ое-г-9 ан тж-ос-г-9 ан|
06 -91 -2 Vd9 ОС -91. Z Vd9
ТПУ и наноглина -> ТПУ-1
ТПУ DESMOPAN 3855 ТПУ ELASTOLLAN 1185А PERKALITE F 100
-* ТПУ-1
ОПИСАНИЕ МАТОЧНОГО Р-РА:
NANOFIL 3 30000010
ELASTOLLAN 1185А 1500 DE 23418043
PEARLTANE CLEAR 15N 80 0000091488
PEARLTANE CLEAR 15N 80 91491
PERKALITE F100 1112990507
ELASTOLAN 1185 A15000
ТПУ-1 и полиол (факультативно дополнит. ТПУ) -" ТПУ-2
ТПУ DESMOPAN 3855 or ТПУ ELASTOLLAN 1185А
ПОЛИОЛ -Э LUPRANOL BALANCE 50 или LUPRANOL VP9390 ИЛИ LUPRANOL 4674-15 или LUPRANOL VP 9267
"* ТПУ-2
ТПУ-2 + ПК/ПКЛ -> ТПУ-3
MAKROLON 2400
САРА 6500, САРА 6800 или САРА 6400
Обработка ТПУ-3 -" Е-ТПУ
ФИГ. 17
ТПУ-3
-* Е-ТПУ
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
11 Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
15 Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
50 Первоначальное описание
50 Первоначальное описание
Первоначальное описание
Первоначальное описание
2 Первоначально поданная
2 Первоначально поданная
2/17
2/17
2/17
2/17
4/17
4/17
6/17
7/17
7/17
8/17
8/17
14/17
14/17
14/17
14/17
14/17
14/17
14/17
14/17
16/17
17/17
17/17