ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2002 года по МПК C08L61/24 B01J20/26 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K5/18 

Предлагаемое изобретение относится к полимерным композициям на основе карбамидоформальдегидных водорастворимых смол для изготовления сорбентов и может быть использовано в природоохранных целях при очистке загрязненных объектов (воды и грунта) от нефтепродуктов и растворенных ионов тяжелых металлов.

Известна композиция для получения пенопласта, включающая мочевиноформальдегидную смолу, воду, вспенивающий агент и отвердитель - соляную и серную кислоты [авт. св. 1807995, C 08 J 9/06, БИ 13, 1993 г.].

Полимер, получаемый на основе этой композиции, имеет развитую поверхность, где количество открытых пор достигает 96%, и низкий удельный вес (кажущуюся плотность), что характеризует его в основном как теплоизоляционный материал, используемый в замкнутых системах.

Пенопласты, полученные на основе данной композиции, также обладают повышенной олеофильностью, что позволяет их использовать в качестве полимерных сорбентов.

Известна также композиция пенопласта, включающая карбомидоформальдегидную смолу 25-30%, пенообразователь, портландцемент и воду [авт. св. 1761767, C 08 L 61/24, БИ 34, 1992 г.].

Получаемый полимер имеет низкий предел прочности и узкий диапазон технических возможностей, что не позволяет использовать его в качестве сорбентов.

Известна композиция для получения пенопласта, включающая водный раствор мочевиноформальдегидной смолы, отвердитель - солянокислый аналин, бархатный песок, фосфогипс [авт. св. 584022, C 08 J 9/08, БИ 46, 1977 г.]. Данная композиция принята за прототип.

Полимер, получаемый на основе этой композиции, имеет хорошую пористую структуру, необходимую для труб, используемых в подпочвенном орошении и дренаже. Кроме того, предлагаемая композиция состоит из небольшого числа компонентов и экономична, так как вспенивается за счет углекислого газа, выделяющегося из природных карбонатсодержащих соединений, находящихся в песке.

Однако полимер, получаемый из этой композиции, имеет прочность при объемном весе 0,66 г/см³, не превышающую 48,2 кгс/см², кроме того, наличие фосфогипса способствует повышению вязкости самой композиции. Это ограничивает использование его в качестве полимерного сорбента (из него нельзя делать сорбирующие боны, маты, крошку).

Предлагаемая полимерная композиция позволяет получить технический результат, заключающийся в том, что за счет увеличения подвижности предлагаемой полимерной композиции повышается прочность получаемого из него полимерного сорбента, и расширяет область его использования, т.е. возможность получения из него сорбирующих бонн, матов, фильтров, крошки и т.д.

Полимерная композиция, содержащая в качестве связующего мочевиноформальдегидную смолу с содержанием сухого остатка 42-45%, солянокислый анилин и наполнитель, отличается тем, что в качестве наполнителя она содержит графит и дополнительно содержит пластификатор при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Мочевиноформальдегидная смола с содержанием сухого остатка 42-45% - 35-45
Солянокислый анилин - 10-12
Графит - 44,2-51,5
Пластификатор - 0,8-1,5
В качестве пластификатора используют сульфированные нафтилинформальдегидные смолы.

От наиболее близкого аналога заявляемая полимерная композиция отличается тем, что в качестве наполнителя используют графит и дополнительно полимерная композиция содержит пластификатор.

Изобретательский уровень данной композиции определяется тем, что в качестве пластификатора используют сульфированные нафталинформальдегидные смолы в количестве 0,8-1,5 вес.%.

Использование графита в качестве наполнителя позволяет придать получаемому полимерному сорбенту электропроводящие свойства. А это дает возможность в свою очередь сорбировать загустевшие нефть и мазут, нагревая сорбент.

Нижний предел содержания пластификатора определяется необходимыми адгезионными свойствами композиций, а верхний предел - вязкостью (неподвижностью) композиции, определяющей возможность нанесения ее на объект под давлением через форсунки.

Предлагаемая полимерная композиция для получения сорбента отличается более длительным периодом созревания (затвердения) от 40-60 минут, что делает ее более технологичной в использовании. Образующийся из нее полимерный сорбент обладает повышенной прочностью от 146 до 152 кгс/см², что позволяет получать сорбирующие материалы различной формы: (боны, маты, фильтры сложной конфигурации и т. д).

В таблице 1 представлена рецептура заявляемой полимерной композиции для получения сорбента.

В таблице 2 приведены показатели физико-механических свойств получаемого полимерного сорбента известного и предлагаемого решения.

Оптимальным является содержание пластификатора в указанных (табл. 1) пределах.

Содержание пластификатора менее 0,8 вес.% не позволяет достичь необходимой вязкости композиции, кроме того, замедляется время отвердения полимерного сорбента.

Содержание пластификатора более 1,5 вес.% способствует ускорению времени твердения (созревания) полимерного сорбента до 5-10 мин, что делает композицию технологически не работоспособной и приводит к неоправданному перерасходу дорогостоящего компонента (пластификатора).

Пример 1.

Технология приготовления составов полимерной композиции основала на механическом перемешивании основных ее составляющих, для чего 35 вес.ч. мочевиноформальдегидной смолы состава марки КФ-МТ (ГОСТ 14231-88), 12 вес.ч. солянокислого анилина, 1,5 вес.ч. нафталиноформальдегидной смолы (марки-С-3) хорошо перемешивали на механической мешалке (с числом оборотов 4200-5000 об/мин) до образования однородной массы (эмульсии). Затем в эмульсию добавляют 51,5 вес. ч. графита и еще продолжают перемешивать 3-5 минут до образования однородного эмульсионного раствора. Эмульсионный раствор методом распыления (путем подачи в реактор для смешения компонентов сжатого воздуха и вытеснения эмульсионного раствора через форсуночное устройство) наносят на загрязненный объект в виде тонкого слоя (порядка 3-50 мм) в зависимости от степени загрязнения с учетом нефтеемкости сорбента. По истечении 30 мин после нанесения композиционной эмульсии на загрязненную поверхность начинается процесс ее твердения и образование полимера, т.е. сорбента. Механическая прочность полимера определялась после полного его затвердевания (по ГОСТ 23206-78).

Пример 2.

Получение композиции и полимерного сорбента осуществляют аналогично примеру 1 при смешивании 40 вес.ч. мочевиноформальдегидной смолы (марки КФ-МТ), 11 вес. ч. солянокислого анилина, 1,2 вес.ч. нафталинформальдегидной смолы (С-3) и 47,8 вес.ч. графита.

Пример 3.

Получение композиции и полимерного сорбента осуществляют аналогично примеру 1 и 2 при смешивании 45 вес.ч. мочевиноформальдегидной смолы (марки КФ-МТ), 10 вес.ч. солянокислого анилина, 0,8 вес.ч нафталинформальдегидной смолы (С-3) и 44,2 вес.ч. графита.

Предлагаемая полимерная композиция позволяет получить сорбенты серии "Униполимер-М" с широким диапазоном технических возможностей.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе мочевиноформальдегидных водорастворимых смол для изготовления сорбентов, которые могут быть использованы в природоохранных целях при очистке загрязненных объектов (воды и грунта) от нефтепродуктов и растворенных ионов тяжелых металлов. Композиция содержит мочевиноформальдегидную смолу с содержанием сухого остатка 42-45%, солянокислый анилин и пластификатор. Технический результат заключается в улучшении физико-механических свойств композиций с приданием электропроводящих свойств. 1 з.п.ф-лы, 2 табл.

1. Полимерная композиция для получения сорбента, содержащая в качестве связующего мочевиноформальдегидную смолу с содержанием сухого остатка 42-45%, солянокислый анилин и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя она содержит графит и дополнительно содержит пластификатор при следующем соотношении компонентов, вес. %:
Мочевиноформальдегидная смола с содержанием сухого остатка 42-45% - 35 - 45
Солянокислый анилин - 10 - 12
Графит - 44,2 - 51,5
Пластификатор - 0,8 - 1,5
2. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора она содержит сульфированные нафталинформальдегидные смолы.