СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА Российский патент 2010 года по МПК C08L97/02 C08L9/06 C08K13/02 

Описание патента на изобретение RU2405010C2

Изобретение относится к древесно-полимерным композиционным материалам на основе термореактивных смол, работающих в условиях агрессивных сред, динамических нагрузок и знакопеременных температур, обладающим повышенными эксплуатационными свойствами.

Наиболее близким по своей сущности является состав для композиционного материала (описание к патенту RU №2098375, С04В 26/12), включающий, мас.%:

фурфуролацетоновую смолу (ФАМ) 14,0-20,0 бензолсульфокислоту 3,0-5,0 андезитовую муку 47,0-57,0 сажу техническую 2,5-5,7 древесную щепу 16,0-20,0 стеклосечку или распущенный стекложгут 0,3-0,5 низкомолекулярный сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена с содержанием стирола 50-80 мас.% 1,0-5,0 многоатомный спирт 0,3-1,5

Данный композиционный состав обладает целым рядом положительных свойств. Однако в его составе используется значительное количество дорогой и дефицитной смолы ФАМ. Кроме того, используемый в составе низкомолекулярный сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена с содержанием стирола 50-80 мас.% не имеет функциональных групп, что снижает его сродство к полярным компонентам данной композиции. Это, в свою очередь, отрицательно сказывается на некоторых показателях получаемого композита и снижает их конкурентоспособность.

Задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является удешевление состава композиционного материала за счет использования модифицированного малеиновой кислотой низкомолекулярного сополимера на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена в композиции и улучшение физико-механических свойств.

Поставленная задача достигается тем, что в составе для древесно-полимерного композиционного материала, включающем фурфуролацетоновую смолу (ФАМ), бензолсульфокислоту, андезитовую муку, сажу техническую, древесную щепу, стеклосечку или распущенный стекложгут, низкомолекулярный сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена с содержанием стирола 50-80 мас.%, многоатомный спирт, в качестве низкомолекулярного сополимера используют модифицированный 2-6 мас.% малеиновой кислотой низкомолекулярный сополимер, содержащий стирол и полученный на основе кубового остатка ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

фурфуролацетоновая смола (ФАМ) 14,0-20,0 бензолсульфокислота 3,0-5,0 андезитовая мука 47,0-57,0 сажа техническая 2,5-5,7 древесная щепа 16,0-20,0 стеклосечка или распущенный стекложгут 0,3-0,5 низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный 2,0-6,0 мас.% малеиновой кислоты 1,0-5,0 многоатомный спирт 0,3-1,5

В составе древесно-полимерного композиционного материала используют низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный 2,0-6,0 мас.% малеиновой кислоты.

Процесс модификации осуществлялся следующим образом.

В реактор загружали низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена (Технологический регламент ТР 2.03.00 192-85, утвержденный начальником ВПО «Союзкаучук» В.В.Сазыкиным; ТУ 38.303022-89), вводили малеиновую кислоту в количестве 2,0-6,0 мас.% на сополимер. Реактор герметично закрывали. Модификацию проводили при постоянном перемешивании в течение 15-20 часов при температуре 150-180°С.

Данный модифицированный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена обладал следующими показателями:

содержание стирола - 75,0%

содержание малеиновой кислоты - 2,0-6,0%

бромное число - 13,0-20,0 г Br/100 г

кислотное число - 7,0-18,0 мг КОН/100 г

молекулярная масса - 1500-2800

Частичная замена ФАМ на низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный 2,0-6,0% малеиновой кислоты, позволяет придать композиции повышенные показатели по прочности и морозостойкость. Повышение прочностных показателей отвержденного композита вероятнее всего связано с тем, что в состав для низкомолекулярного сополимера введена малеиновая кислота. Это приводит к повышению кислотности среды, и не исключено явление синергизма, так как в качестве отверждающего агента в данной композиции используется бензолсульфокислота. Использование низкомолекулярного стиролсодержащего сополимера на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированного 2,0-6,0% малеиновой кислоты, позволяет решить вопрос экологического характера. Это связано с тем, что малеиновая кислота содержится в отходах производства фталевого и малеинового ангидридов, которые и до настоящего времени не нашли своего применения.

Примеры

В составе для композиционного материала используют щепу различных пород древесины, освобожденную от коры и подвергнутую сушке, или отходы лесосечных работ. Рекомендуемые сочетания длин отдельных элементов щепы, %: 20-25 см - 2; 15-20 см - 8; 10-15 см - 54; 5-10 см - 35; менее 5 см - 1.

Приготовление древесно-полимерного композиционного материала осуществляли следующим образом.

На первом этапе осуществляли смешение смолы ФАМ с низкомолекулярным сополимером на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированным малеиновой кислотой. Отдельно смешивали бензолсульфокислоту с многоатомным спиртом. Необходимость добавки многоатомного спирта в бензолсульфокислоту основана на том, что бензолсульфокислота при обычных условиях твердое вещество и для введения ее в смолу ФАМ необходимо ее расплавить (нагреть до 65°С). Добавка многоатомного спирта позволяет перевести бензолсульфокислоту в жидкое состояние, что облегчает ее ввод и смешение со смолой ФАМ. В дальнейшем приступали к последовательному смешению со смолой ФАМ, содержащей низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный малеиновой кислотой при постоянном перемешивании с сажей, стеклосечкой или распущенным стекложгутом, андезитовой мукой, древесной щепой и раствором бензолсульфокислоты в многоатомном спирте. Перемешивание полученной смеси проводили в течение 20-30 минут. Полученный состав укладывали в опалубку, подвергали вибрационному уплотнению и выдерживали при комнатной температуре в течение 24 ч. После чего помещали в термокамеру, где выдерживали в течение 6 часов при 60°С. После завершения процесса формы с образцами вынимали из шкафа и извлекали отвержденный древесно-полимерный композиционный материал из них. Испытания проводили после 24-часовой выдержки при нормальных условиях.

Состав для и свойства данного древесно-полимерного композиционного материала приведены в табл.1 и 2.

Матрица, представляющая собой отвержденную полимерную композицию на основе ФАМ, низкомолекулярного стиролсодержащего сополимера на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированного 2,0-6,0 мас.% малеиновой кислоты, эффективно защищает древесину от действия воды, влаги, загнивания, обеспечивает хорошую монолитность композиционного материала и герметичность.

Таблица 1 Компоненты Содержание компонентов, мас.% Известный Предлагаемой 1 2 3 4 5 6 ФАМ (ТУ 6-05-1618-73) 17,0 14,0 17,0 20,0 17,0 17,0 17,0 Бензолсульфокислота (ТУ 6-14-25-79) 4,0 3,0 4,0 5,0 4,0 4,0 4,0 Низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер 3,0 - - - - - - Модифицированный низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер с содержанием малеиновой кислоты, мас.%: 2,0 - - - 3,0 - - 4,0 1,0 3,0 5,0 - - 3,0 6,0 - - - 3,0 - Многоатомный спирт: Глицерин 0,8 1,5 0,8 0,3 0,8 0,8 Этиленгликоль - - - - - - 0,8 Андезитовая мука (ТУ 6-12-101-81) 53,0 57 53,0 47 53,0 53,0 53,0 Сажа техническая (ГОСТ 7885-86) П 514 или др. 3,8 5,7 3,8 2,5 3,8 3,8 3,8 Щепа из древесины различных пород 18,0 17,5 18,0 19,7 18,0 18,0 18,0 Стеклосечка из жгута ЖСН-1-ПВТУ 34-60 или распущенный стекложгут и т.п. 0,4 0,3 0,4 0,5 0,4 0,4 0,4 Итого 100 100 100 100 100 100 100

Таблица 2 Показатели Результаты испытаний композиционного материала по составам Известной Предлагаемой 1 2 3 4 5 6 Предел прочности МПа: при сжатии (смятии) 80,0 80,4 85,2 86,3. 86,0 83,3 81,8 изгибе 30,0 30,1 30,9 33,4 32,2 31,7 31,0 скалывании 9,0 9,0 9,6 9,8 9,5 9,3 9,1 Модуль упругости, 104 МПа: при сжатии 1,3 1,35 1,37 1,39 1,36 1,36 1,32 при изгибе 1,44 1,47 1,50 1,48 1,45 1,48 1,46 Предел выносливости, МПа 39,0 39,4 40,6 41,5 40,7 41,1 39,6 Коэффициент стойкости в воде 0,72 0,73 0,75 0,77 0,76 0,74 0,73 Морозостойкость, цикл. 420 420 445 450 440 430 425

Похожие патенты RU2405010C2

название год авторы номер документа
СОСТАВ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1995
  • Харчевников В.И.
  • Никулин С.С.
  • Бондарев Б.А.
  • Стородубцева Т.Н.
  • Рыльков А.А.
RU2098375C1
СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2011
  • Карпинский Александр Владимирович
RU2543870C2
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2000
  • Барабаш Д.Е.
  • Лазукин В.В.
  • Шубин А.В.
  • Потапов Ю.Б.
  • Харчевников В.И.
RU2198190C2
СОСТАВ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1992
  • Харчевников В.И.
  • Клименко Н.П.
  • Плужникова О.П.
RU2032638C1
СОСТАВ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2001
  • Харчевников В.И.
  • Стородубцева Т.Н.
  • Репяков Ю.А.
RU2215705C2
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕПЛОИЗОЛЯЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ И ТЕРМОПЛАСТИЧНЫХ ОТХОДОВ 2014
  • Салдаев Владимир Александрович
  • Степанов Владислав Васильевич
  • Сафин Рушан Гареевич
  • Сафин Руслан Рушанович
  • Тимербаев Наиль Фарилович
  • Шаяхметов Фанус Фаилевич
RU2581047C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЛИТ ИЗ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 2007
  • Семенова Людмила Карповна
  • Глазков Сергей Сергеевич
RU2356728C2
СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ТОРЦЕВЫХ ШАШЕК ДЛЯ ПАРКЕТА 2006
  • Глазков Сергей Сергеевич
  • Семенова Людмила Карповна
  • Борисов Юрий Михайлович
  • Рудаков Олег Борисович
RU2327559C1
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1992
  • Гончаров Виктор Николаевич[Ua]
  • Рассоха Алексей Николаевич[Ua]
  • Авраменко Вячеслав Леонидович[Ua]
  • Шашора Лариса Дмитриевна[Ua]
RU2068426C1
МАСТИКА 1996
  • Никулин Сергей Саввович
  • Селедочкин Михаил Евгеньевич
  • Щербаков Сергей Николаевич
RU2099377C1

Реферат патента 2010 года СОСТАВ ДЛЯ ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА

Изобретение относится к древесно-полимерным композиционным материалам на основе термореактивных смол, работающих в условиях агрессивных сред, динамических нагрузок и переменных температур, обладающим улучшенными эксплуатационными свойствами - повышенной прочностью и морозостойкостью. Описан состав для древесно-полимерного композиционного материала, включающий в мас.%: фурфуролацетоновую смолу - 14-20, бензолсульфокислоту - 3-5, андезитовую муку - 47-57, сажу техническую - 2,5-5,7, древесную щепу - 16-20, стеклосечку или распущенный стекложгут - 0,3-0,5, низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный 2,0-6,0 мас.% малеиновой кислоты - 1-5 и многоатомный спирт 0,3-1,5. Предложенный состав позволяет получить древесно-полимерный композиционный материал с улучшенными показателями прочности и морозостойкости. 2 табл.

Формула изобретения RU 2 405 010 C2

Состав для древесно-полимерного композиционного материала, включающий фурфуролацетоновую смолу (ФАМ), бензолсульфокислоту, андезитовую муку, сажу техническую, древесную щепу, стеклосечку или распущенный стекложгут, низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена с содержанием стирола 50-80 мас.%, многоатомный спирт, отличающийся тем, что в качестве низкомолекулярного сополимера используют модифицированный 2-6 мас.% малеиновой кислоты низкомолекулярный сополимер, содержащий стирол и полученный на основе кубового остатка ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена при следующем соотношении компонентов, мас.%:
фурфуролацетоновая смола (ФАМ) 14,0-20,0 бензолсульфокислота 3,0-5,0 андезитовая мука 47,0-57,0 сажа техническая 2,5-5,7 древесная щепа 16,0-20,0 стеклосечка или распущенный стекложгут 0,3-0,5 низкомолекулярный стиролсодержащий сополимер на основе кубовых остатков ректификации возвратного растворителя производства полибутадиена, модифицированный 2,0-6,0 мас.% малеиновой кислоты 1,0-5,0 многоатомный спирт 0,3-1,5

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2405010C2

СОСТАВ ДЛЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА 1995
  • Харчевников В.И.
  • Никулин С.С.
  • Бондарев Б.А.
  • Стородубцева Т.Н.
  • Рыльков А.А.
RU2098375C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НАПОЛНЕННОГО БУТАДИЕН-СТИРОЛЬНОГО КАУЧУКА 2005
  • Никулин Сергей Саввович
  • Пугачева Инна Николаевна
  • Черных Ольга Николаевна
  • Филимонова Ольга Николаевна
RU2291158C1
Клеевая композиция для соединения промежуточных деталей обуви 1990
  • Губарева Наталья Николаевна
  • Виноградова Галина Григорьевна
  • Шагаев Геннадий Алексеевич
  • Селивохин Петр Иванович
  • Плотников Александр Иванович
SU1796647A1
RU 94045269 A1, 20.08.1996
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1989
  • Сумитомо Такаси[Jp]
  • Фунаки Кейсуке[Jp]
RU2088611C1

RU 2 405 010 C2

Авторы

Никулин Сергей Саввович

Черных Александр Сергеевич

Пошарников Феликс Владимирович

Колосов Сергей Анатольевич

Тихонов Николай Козьмич

Даты

2010-11-27Публикация

2009-01-26Подача