ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к композициям, применяемым для получения (мет)акриловых гидрогелей. Настоящее изобретение также относится к способу получения гидрогелей и инжекционных материалов из указанных композиций и к способу герметизации и/или заполнения трещин, пустот, дефектов и полостей в строительной промышленности.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
Способные к набуханию полимерные материалы, такие как гидрогели на акриловой основе, широко используются в строительной промышленности в качестве инжекционных материалов или герметиков. Гидрогели получают путем полимеризации и сшивания водорастворимых мономерных и/или форполимерных соединений в растворах на водной основе или путем приведения сверхвпитывающих полимеров в контакт с водой. Наряду с мономерными или форполимерными соединениями полимеризационная смесь обычно содержит инициатор для реакции полимеризации и необязательно катализатор. Мономерные и форполимерные соединения должны быть водорастворимыми для обеспечения образования гидрогеля при полимеризации. Мономерные и форполимерные соединения, которые не являются водорастворимыми, приводят к отделению воды от полученного полимерного материала.
Ингредиенты для получения гидрогелей обычно хранятся и поставляются в форме двух-, трех- или четырех компонентных композиций или наборов вследствие реакционной способности таких ингредиентов. В двухкомпонентной композиции, например, один из компонентов содержит мономерные/форполимерные соединения и необязательно катализатор, а другой компонент содержит инициатор. В трехкомпонентной композиции мономерные/форполимерные соединения, инициатор и катализатор каждый обеспечены в виде отдельного компонента.
Одним из недостатков приведенных выше многокомпонентных композиций является избыточное время, необходимое для смешивания нескольких компонентов, и опасность, что во время применения пропорции полимеризуемого материала, инициатора и катализатора не измеряются с необходимой точностью, что приводит к ухудшению физических свойств гидрогеля.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Цель настоящего изобретения состоит в обеспечении одно- или многокомпонентной композиции для получения (мет)акриловых гидрогелей, устраняющей проблемы и недостатки современных композиций.
Согласно настоящему изобретению перечисленные выше цели достигаются с помощью одно- или многокомпонентной композиции по п. 1.
Основная идея настоящего изобретения состоит в том, что мономерные/форполимерные соединения присутствуют в одно- или многокомпонентной композиции в виде соединений, нанесенных на твердый носитель, или в форме твердых частиц. Одно- или многокомпонентная композиция дополнительно содержит инициатор свободно-радикальной полимеризации и необязательно катализатор для инициатора свободно-радикальной полимеризации.
Одно из преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что указанную композицию можно доставить на место строительства в виде готовой к применению упаковки с одним компонентом, при этом для инициирования реакции радикальной полимеризации в композицию следует добавить только воду. Соответственно, пропорции реакционноспособных составных частей, такие как количество полимеризуемых мономерных или форполимерных соединений, количество инициатора и количество катализатора, могут быть определены в процессе производства. Конечный потребитель на месте строительства должен определить только правильное количество воды, которую необходимо добавить в композицию для получения гидрогеля с требуемыми физическими свойствами. Это не только сэкономит время на месте строительства, но также уменьшит риск, что пропорции составных частей будут неправильно измерены.
Еще одно преимущество настоящего изобретения состоит в том, что одно- или многокомпонентная композиция имеет продолжительный срок хранения даже без применения ингибиторов полимеризации, поскольку мономерные и/или форполимерные соединения присутствуют в композиции в виде соединений, нанесенных на твердый носитель, или в форме твердых частиц.
В другом аспекте настоящего изобретения предложен способ получения (мет)акрилового гидрогеля, (мет)акрилового гидрогеля, получаемого указанным способом, (мет)акрилового инжекционного материала и способ герметизации и/или заполнения трещин, пустот, дефектов и полостей в строительной конструкции.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ
Термин «(мет)акриловый» обозначает метакриловый или акриловый. Соответственно, (мет)акрилоил обозначает метакрилоил или акрилоил. (Мет)акрилоиловая групп также известна как (мет)акриловая группа. (Мет)акриловое соединение может содержать одну или более (мет)акриловых групп (моно- ди-, три- и т.п. функциональные (мет)акриловые соединения).
Термин «(мет)акриловый» гидрогель обозначает водосодержащий гель, который содержит гидрофильный (мет)акриловый полимер. В частности, гидрофильный (мет)акриловый полимер в гидрогеле обычно является сшитым, например, посредством ковалентных связей (химический гель) или посредством нековалентных связей, таких как ионное взаимодействие или водородные связи (физический гель). (Мет)акриловый полимер представляет собой полимер одного или более (мет)акриловых соединений или мономеров и необязательно одного или более сомономеров, которые могут подвергаться сополимеризации с (мет)акриловыми соединениями или мономерами.
Названия веществ, начинающиеся с «поли», обозначают вещества, которые формально содержат, на молекулу, две или более функциональные группы, встречающиеся в их названиях. Например, полиол относится к соединениям, содержащим по меньшей мере две гидроксильные группы. Полиэфир относится к соединениям, содержащим по меньшей мере две эфирные группы.
Термин «водорастворимое соединение», например, водорастворимое (мет)акриловое соединение, обозначает соединения, имеющие растворимость по меньшей мере 5 г/100 г воды при температуре 20°С.
Термин «комнатная температура» обозначает температуру 23°С.
Термин «время гелеобразования» обозначает временной интервал, в пределах которого образуется гидрогель после того, как составные части, образующие гидрогель, были смешаны друг с другом.
Термин «время схватывания» обозначает период времени, в течение которого композиция все еще может участвовать в процессе, например, может быть введена в трещину, после того как составные части, образующие гидрогель были смешаны друг с другом. Окончание времени схватывания обычно связано с таким повышением вязкости смеси, что использование указанной смеси в процессе становится больше невозможным.
Согласно первому аспекту изобретения настоящее изобретение относится к одно- или многокомпонентной композиции для получения (мет)акрилового гидрогеля, содержащей составные части:
a) систему радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров,
b) инициатор свободно-радикальной полимеризации,
c) необязательно катализатор для указанного инициатора,
при этом указанная система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров содержит:
a1) по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, нанесенное на по меньшей мере один твердый носитель и/или
а2) по меньшей мере одно твердое или жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, растворенное в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный жидкий раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель.
Термин «однокомпонентная композиция» относится к композиции, в которой все составные части указанной композиции содержатся в одном единственном компоненте. Однокомпонентные композиции можно обеспечить в виде компонента, упакованного в одном отсеке или упаковке, тогда как в двухкомпонентных или многокомпонентных композициях компоненты обеспечивают в виде компонентов, упакованных в физически разделенных отсеках или в отдельных упаковках.
Однокомпонентные реакционноспособные системы используются в самых различных секторах, например, в герметиках, адгезивах, покрытиях и напольных покрытиях. В указанных системах реакционноспособные составные части, например, катализатор, сшивающий агент, ускоритель или инициатор, должны быть иммобилизованы для предотвращения инициирования реакции до времени применения. В случае, когда однокомпонентная композиция представляет собой композицию, отверждающуюся под действием влаги или кислорода, иммобилизацию реакционноспособных составных частей осуществляют путем обеспечения диффузионного барьера между композицией и атмосферой. Преждевременную реакцию композиции можно также предотвратить путем инкапсулирования одной или более из реакционноспособных составных частей, которые затем выделяются посредством разрыва, растворения или иного раскрытия капсул при применении композиции.
Термины «соединение, нанесенное на твердый носитель» и «соединение, иммобилизованное на твердом носителе» используются взаимозаменяемо, при этом указанные термины относятся к соединению, которое было по существу полностью адсорбировано на твердом носителе или абсорбировано в твердый носитель или инкапсулировано твердым носителем. Твердый носитель предпочтительно находится в форме твердых частиц, более предпочтительно в форме свободнотекучего порошка. Под термином «по существу полностью адсорбирован на или абсорбирован в или инкапсулирован» понимают, что более 99,0% по массе, предпочтительно более 99,5% по массе, даже более предпочтительно 99,9% по массе, наиболее предпочтительно 100,0% по массе жидкого соединения адсорбировано на твердом носителе или абсорбировано в твердый носитель или инкапсулировано твердым носителем.
При адсорбции молекулы жидкого компонента поглощаются поверхностью носителя, тогда как при абсорбции молекулы поглощаются объемом носителя. Абсорбция может быть основана на физическом или химическом явлении (физическая/химическая абсорбция). При инкапсулировании жидкие соединения присутствуют в ядре, окруженном капсулирующим веществом, при этом образуется стабильная инкапсулированная частица. Жидкое соединение, нанесенное на твердый носитель, доступно в форме твердых частиц, предпочтительно в форме свободнотекучего порошка. Жидкие соединения, нанесенные на твердый носитель и затем доступные в виде свободнотекучего порошка, также известны как сухие жидкости.
Термин «загрузка твердого носителя» относится к выраженному в массовых процентах количеству жидкого компонента, нанесенного на носитель, относительно общего количества твердого носителя, в том числе жидкого соединения. Например, в случае, когда жидкое соединение было нанесено на твердый носитель «при загрузке 50% по массе», частицы твердого носителя содержат 50% по массе жидкого соединения в расчете на общее количество частиц твердого носителя, включая количество жидкого соединения.
Максимальное количество жидкого соединения, которое может быть нанесено на твердый носитель, зависит от свойств жидкого соединения и твердого носителя и от механизма, с помощью которого жидкое соединение наносят на твердый носитель. В случае, когда жидкое соединение наносят на твердый носитель посредством адсорбции, способность твердого носителя поглощать жидкое соединение зависит главным образом от удельной площади поверхности твердого носителя. С другой стороны, если жидкое соединение прикрепляется к твердому носителю посредством абсорбции, степень загрузки в основном зависит от набухаемости твердого носителя.
Термин «жидкий раствор» относится к гомогенной смеси двух или более веществ. В такой смеси растворенное вещество представляет собой вещество, растворенное в другом веществе, известном как растворитель. Термин «водный раствор» относится к раствору, в котором растворителем является вода.
По меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение может представлять собой мономер, олигомер или полимер. По меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение может иметь, например, молекулярную массу или, если оно представляет собой олигомер или полимер с молекулярно-массовым распределением, средневесовую молекулярную массу, составляющую не более 12000 г/моль, предпочтительно не более 8000 г/моль и более предпочтительно не более 4000 г/моль. Средневесовую молекулярную массу можно определить посредством гель-проникающей хроматографии (GPC) с полистирольным стандартом.
По меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре (мет)акриловое соединение является водорастворимым для обеспечения образования гидрогеля при полимеризации. (Мет)акриловые соединения, которые не являются водорастворимыми, приводят к отделению воды от полученного (мет)акрилового полимера. Растворимость по меньшей мере одного жидкого или твердого при комнатной температуре (мет)акрилового соединения предпочтительно составляет по меньшей мере 5 г/100 г воды при температуре 20°С. Наиболее предпочтительно, если вода и по меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре (мет)акриловое соединение полностью растворяются друг в друге, т.е. они образуют гомогенную фазу при любом соотношении компонентов в смеси.
По меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение может содержать одну, две или более двух (мет)акрилоиловых групп. По меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение предпочтительно содержит одну, две или три (мет)акрилоиловые группы.
Система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров предпочтительно содержит по меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, содержащее одну (мет)акрилоиловую группу, и по меньшей мере одно жидкое или твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, содержащее две или три (мет)акрилоиловые группы. Дополнительно могут содержаться водорастворимые (мет)акриловые соединения, содержащие четыре или более (мет)акрилоиловых групп, но обычно это не является предпочтительным.
Одна из характеристик настоящего изобретения состоит в том, что одно- или многокомпонентная композиция образует (мет)акриловый гидрогель после смешивания с таким количеством воды, что в полученной таким образом смеси массовое отношение общего количества водорастворимых (мет)акриловых соединений к воде составляет от 0,1 до 5, предпочтительно от 0,1 до 3. При расчете указанного массового отношения общее количество водорастворимых (мет)акриловых соединений не включает массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя(ей), если они присутствуют в одно-или многокомпонентной композиции.
(Мет)акриловый гидрогель предпочтительно образуется в течение от 30 секунд до 240 минут, более предпочтительно в течение от 1 до 120 минут, наиболее предпочтительно в течение от 5 до 90 минут после смешивания одно- или многокомпонентной композиции с водой.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно имеет срок хранения по меньшей мере один месяц, предпочтительно по меньшей мере два месяца, наиболее предпочтительно по меньшей мере шесть месяцев при температуре 50°С и при относительной влажности 50%. Термин «срок хранения» относится к периоду времени, в течение которого композицию можно хранить в заданных условиях без каких-либо существенных изменений потребительских свойств и реакционной способности композиции. Изменения потребительских свойств относятся к изменениям времени схватывания, и/или времени гелеобразования, и/или набухаемости гидрогеля.
Согласно одному из вариантов реализации одно- или многокомпонентная композиция представляет собой однокомпонентную порошковую композицию, предпочтительно свободнотекучую порошковую композицию, в которой составные части а), b) и с) присутствуют в одном единственном компоненте K. Термин «свободнотекучий порошок» относится к порошку, в котором частицы не слипаются с образованием агрегатов.
Для получения однокомпонентной порошковой композиции все соединения, содержащиеся в композиции, должны присутствовать в композиции либо в твердом состоянии, например, в форме твердых частиц, либо в виде жидкости, нанесенной на по меньшей мере один твердый носитель. Предпочтительно, чтобы в случае, когда обе составные части b) и с) содержат одно или более жидких соединений, нанесенных на по меньшей мере один твердый носитель, указанные жидкие соединения не были нанесены на один и тот же твердый носитель для предотвращения преждевременной реакции инициатора свободно-радикальной полимеризации и катализатора для инициатора свободно-радикальной полимеризации.
Согласно другому варианту реализации одно- или многокомпонентная композиция представляет собой двухкомпонентную композицию, состоящую из первого компонента K1 и второго компонента K2, при этом две из составных частей а) - с) присутствуют в первом компоненте K1, а третья составная часть присутствует во втором компоненте К2. Составные части а) - с) могут быть расположены в первом и втором компонентах K1 и K2 любым обычным способом, например, составные части а) и b) могут присутствовать в первом компоненте K1, а составная часть с) во втором компоненте K2, или составные части а) и с) могут присутствовать в первом компоненте K1, а составная часть b) во втором компоненте K2, или составная часть а) может присутствовать в первом компоненте K1, а составные части b) и с) во втором компоненте. Двухкомпонентную композицию можно хранить в двух отдельных упаковках или в одной упаковке, содержащей две камеры, отделенные друг от друга. Подходящие форматы двухкамерной упаковки включают, например, двойные картриджи, такие как сдвоенные или коаксильные картриджи, многокамерные сумки или мешки с адаптерами.
Несмотря на то, что составные части b) и с) можно обеспечить в одном и том же компоненте, предпочтительно, чтобы они не были обеспечены в одном и том же компоненте в двухкомпонентной композиции. Однако в случае, когда составные части b) и с) присутствуют в одном и том же компоненте двухкомпонентной композиции, все соединения, содержащиеся в указанных составных частях, предпочтительно либо нанесены на по меньшей мере один твердый носитель, либо находятся в форме твердых частиц. Кроме того, предпочтительно, чтобы в случае, когда составные части b) и с) Содержат одно или более жидких соединений, нанесенных на по меньшей мере один твердый носитель, указанные жидкие соединения не были нанесены на один и тот же твердый носитель для предотвращения преждевременной реакции инициатора свободно-радикальной полимеризации и катализатора для инициатора свободно-радикальной полимеризации.
Согласно другому варианту реализации одно- или многокомпонентная композиция представляет собой трехкомпонентную композицию, состоящую из первого компонента K1, второго компонента K2 и третьего компонента K3, при этом составная часть а) присутствует в первом компоненте K1, составная часть b) присутствует во втором компоненте K2 и составная часть с) присутствует в третьем компоненте K3.
Отсутствуют особые ограничения в отношении по меньшей мере одного твердого носителя, который можно использовать для иммобилизации жидких соединений, содержащихся в составных частях одно- или многокомпонентной композиции. Однако должно быть возможным нанесение жидких соединений на твердый носитель с умеренно высокой нагрузкой, поскольку было обнаружено, что слишком высокое количество твердого материала-подложки оказывает негативное воздействие на потребительские свойства гидрогеля. Пригодность твердого носителя также зависит того, какие соединения, содержащиеся в составных частях а), b) и с), должны быть на него нанесены. (Мет)акриловые соединения предпочтительно наносят на по меньшей мере один твердый носитель при сравнительно высокой загрузке, составляющей по меньшей мере 30% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 40% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50% по массе, вследствие их высокого количества в одно- или многокомпонентной композиции. С другой стороны, инициаторы и катализатор можно нанести на по меньшей мере один твердый носитель при более низкой загрузке, например, при загрузке, составляющей по меньшей мере 5% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 10% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 15% по массе, без существенного увеличения количества твердого носителя в одно- или многокомпонентной композиции. В частности, для нанесения на подложу (мет)акриловых соединений, инициаторов и катализаторов можно использовать разные твердые носители.
В случае если жидкое соединение наносят на твердый носитель главным образом посредством адсорбции, твердый носитель предпочтительно имеет высокую удельную площадь поверхности. По меньшей мере один твердый носитель предпочтительно имеет удельную площадь поверхности, измеренную с применением метода Брунауэра, Эммета и Теллера согласно стандарту EN ISO 9277:2010, составляющую от 50,0 до 2000 м2/г, более предпочтительно от 100,0 до 1500 м2/г, наиболее предпочтительно от 200,0 до 1000 м2/г.
По меньшей мере один твердый носитель предпочтительно имеет медианный размер частиц d50 от 0,1 до 1500,0 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 1000,0 мкм, даже более предпочтительно от 1,0 до 750,0 мкм, наиболее предпочтительно от 5,0 до 500,0 мкм.
Термин медианный размер частиц d50 относится к размеру частиц, ниже которого 50% всех частиц по объему имеют размер меньше, чем значение d50. Термин «размер частиц» относится к эквивалентному по площади сферическому диаметру частицы. Распределение частиц по размерам можно измерить с помощью лазерной дифракции согласно способу, описанному в стандарте ISO 13320-1:2009.
Также может быть предпочтительным, чтобы по меньшей мере один твердый носитель имел адсорбционную способность в отношении диоктиладипата (DOA), составляющую от 10 до 1000 мл/100 г, более предпочтительно от 50 до 750 мл/100 г, даже более предпочтительно от 50 до 700 мл/100 г, наиболее предпочтительно от 75 до 500 мл/100 г.
По меньшей мере один твердый носитель предпочтительно выбирают из группы, состоящей из частиц перлита, вспученного перлита, стекла, фонолита, силикатов кальция, пирогенного диоксида кремния, осажденного диоксида кремния, силикагеля, пенополиуретана, полисахаридов, вспученного вермикулита, глинистых минералов, высокодисперсных оксидов металлов, цеолитов, кизельгура и их смесей, более предпочтительно из группы, состоящей из частиц перлита, вспученного перлита, стекла, фонолита, силикатов кальция, пирогенного диоксида кремния, осажденного диоксида кремния, пенополиуретана, полисахаридов, вспученного вермикулита, глинистых минералов, кизельгура и их смесей.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 5,0 до 90,0% по массе, более предпочтительно от 10,0 до 70,0% по массе, даже более предпочтительно от 10,0 до 60,0% по массе, наиболее предпочтительно от 15,0 до 50,0% по массе по меньшей мере одного твердого носителя в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете общей массы по меньшей мере одного твердого носителя масса по меньшей мере одного твердого носителя не включает массу жидких соединений или растворов, нанесенных на твердый носитель.
По меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение предпочтительно выбирают из группы, состоящей из гидроксил-функциональных (мет)акрилатов, карбоксил-функциональных (мет)акриловых соединений, низкомолекулярных простых полиэфирных (мет)акрилатов, (мет)акриламидов или их смесей.
Гидроксил-функциональный (мет)акрилат представляет собой (мет)акрилат, содержащий одну или более гидроксильных групп. Примерами подходящих жидких при комнатной температуре водорастворимых гидроксил-функциональных (мет)акрилатов являются гидроксиэтилметакрилат (НЕМА), гидроксиэтилакрилат (НЕА), гидроксипропилметакрилат (НРМА), гидроксипропилакрилат (НРА), гидроксибутилметакрилат (НВМА) и гидроксибутилакрилат (НВА).
Карбоксил-функциональное (мет)акриловое соединение представляет собой (мет)акриловое соединение, содержащее одну или более карбоксильных групп, такое как, например, (мет)акриловые кислоты или (мет)акриловые кислоты, содержащие одну или более дополнительных карбоксильных групп. Примерами подходящих карбоксил-функциональных жидких при комнатной температуре водорастворимых (мет)акриловых соединений и их ангидридов являются метакриловая кислота, ангидрид метакриловой кислоты, акриловая кислота, ангидрид акриловой кислоты и аддукт гидроксиэтилметакрилата.
Простые полиэфирные (мет)акрилаты представляют собой полиэфиры, содержащие одну, две, три или более (мет)акрилатных групп, соответственно, предпочтительно на их концевых участках, при этом указанный полиэфир предпочтительно представляет собой полиэтиленгликоль (PEG), метоксиполиэтиленгликоль (MPEG), сополимер полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля (РЕГ/PPG), в частности, блок-сополимер, этоксилированный триметилолпропан или этоксилированный пентаэритритол. Когда указанный полиэфир представляет собой сополимер или блок-сополимер РЕГ/PPG, соответственно, для достижения подходящей растворимости в воде количество содержащегося в нем PEG предпочтительно составляет по меньшей мере 30% по массе. Простой полиэфирный (мет)акрилат предпочтительно представляет собой полиэфир, содержащий одну (мет)акрилатную группу, или простой полиэфирный ди(мет)акрилат.
Простые полиэфирные (мет)акрилаты и простые полиэфирные ди(мет)акрилаты также включают полиэфиры, содержащие одну или две (мет)акрилатные группы, соответственно, при этом указанный полиэфир содержит дополнительные структурные звенья, такие как уретановые группы, например, олигомеры или форполимеры, полученные посредством реакции полиэфирполиолов, в частности, полиэфирдиолов или полиэфирмоноолов, с соединениями, содержащими две функциональные группы, которые являются реакционноспособными в отношении гидроксильных групп, такими как полиизоцианаты. Например, простые полиэфирные (мет)акрилаты и простые полиэфирные Ди(мет)акрилаты можно получить посредством реакции полиэфирполиолов или полиэфирмоноолов, таких как PEG, MPEG, блок-сополимеры PEG-PPG или MPEG-PPG или MPPG-PEG, с полиизоцианатами с получением изоцианат-функционального продукта, который впоследствии взаимодействует с гидроксил-функциональным (мет)акриловым соединением, таким как гидроксиэтилметакрилат. Что касается растворимости в воде, в этом случае блок-сополимеры РЕГ/PPG также предпочтительно содержат количество PEG, составляющее по меньшей мере 30% по массе.
Примерами подходящих жидких при комнатной температуре простых полиэфирных (мет)акрилатов и простых полиэфирных ди(мет)акрилатов являются низкомолекулярные PEG-ди(мет)акрилаты, такие как PEG 200 диметакрилат, PEG 400 диметакрилат, PEG 600 диметакрилат, низкомолекулярные MPEG-(мет)акрилаты, такие как MPEG 350 (мет)акрилат и MPEG 550 (мет)акрилат. Перечисленные соединения можно приобрести, например, в компании Sartomer, Франция, например, SR252, представляющий собой диметакрилат полиэтиленгликоля (600), в компании Geo Specialty Chemicals, США, например, Bisomer MPEG-350MA, представляющий собой метакрилат метоксиполиэтиленгликоля. Термин «низкомолекулярный РЕГ/MPEG -ди(мет)акрилат» относится здесь к PEG-ди(мет)акрилатам с молекулярной массой 700 г/моль или менее.
Примерами подходящих жидких при комнатной температуре этоксилированных триметилолпропан (мет)акрилатов и этоксилированных пентаэритритол (мет)акрилатов являются этоксилированный триметилолпропан три(мет)акрилат или этоксилированный пентаэритритол тетра(метакрилат). Перечисленные соединения можно приобрести, например, в компании Sartomer Americas, США, например, SR415, представляющий собой этоксилированный (20) триметилолпропан триакрилат (20 молей этоксилированных групп на моль ТМР), SR454, представляющий собой этоксилированный (3) триметилолпропан триакрилат (3 моля этоксилированных групп на моль ТМР), или SR494, представляющий собой этоксилированный (4) пентаэритритол тетраакрилат (4 моля этоксилированных групп на моль РЕ).
Система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров может необязательно содержать один или более жидких при комнатной температуре водорастворимых сомономеров, нанесенных на по меньшей мере один твердый носитель. Указанные сомономеры способны подвергаться сополимеризации с акриловыми и/или метакриловыми соединениями или мономерами, соответственно. В частности, растворимость водорастворимых сомономеров составляет по меньшей мере 5 г/100 г воды при 20°С. Понятно, что водорастворимый сомономер отличается от акриловых и/или метакриловых соединений. Водорастворимый сомономер предпочтительно представляет собой виниловое соединение, такое как виниловый сложный эфир, дивиниловый сложный эфир, виниловый простой эфир или дивиниловый простой эфир, предпочтительно гидроксил-функциональный виниловый простой эфир или гидроксил-функциональный дивиниловый простой эфир.
Одно или более водорастворимых сомономеров, при применении, предпочтительно используют в сравнительно низких количествах относительно акриловых и/или метакриловых соединений, например, в количестве не более 15% по массе, предпочтительно не более 5% по массе, более предпочтительно не более 1% по массе в расчете на общее количество акриловых и/или метакриловых соединений и водорастворимых сомономеров, содержащихся в одно- или многокомпонентной композиции.
По меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение предпочтительно выбирают из группы, состоящей из гидроксиэтилметакрилата (НЕМА), гидроксипропилметакрилата (НРМА), низкомолекулярного диметакрилата полиэтиленгликоля (PEG-DMA) и этоксилированного триметилолпропан три(мет)акрилата (ТМР-ТМА) или смесей перечисленных соединений.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 10,0 до 90,0% по массе, более предпочтительно от 12,5 до 80,0% по массе, наиболее предпочтительно от 15,0 до 75,0% по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения, нанесенного на по меньшей мере один твердый носитель, в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количество по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения не включает количество по меньшей мере одного твердого носителя, на который было нанесено по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение.
По меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение предпочтительно наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей по меньшей мере 10,0% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 30,0% по массе, даже более предпочтительно по меньшей мере 40,0% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50,0% по массе.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 10,0 до 90,0% по массе по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре (мет)акрилового соединения в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции, причем указанное по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей от 30,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 40,0 до 95,0% по массе, наиболее предпочтительно от 50,0 до 95,0% по массе.
По меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение можно также растворить в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный жидкий раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей по меньшей мере 10,0% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 30,0% по массе, даже более предпочтительно по меньшей мере 40,0% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50,0% по массе.
Концентрация по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре (мет)акрилового соединения в указанном жидком растворе предпочтительно составляет от 10,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 50,0 до 95,0% по массе, наиболее предпочтительно от 70,0 до 90,0% по массе относительно общей массы жидкого раствора.
Согласно одному из вариантов реализации система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров дополнительно содержит:
а3) по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение в форме твердых частиц.
Медианный размер частиц d50 по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения в форме твердых частиц предпочтительно составляет менее 5000,0 мкм, более предпочтительно менее 3000,0 мкм, даже более предпочтительно менее 1500,0 мкм, наиболее предпочтительно менее 1000 мкм.
По меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение предпочтительно выбирают из группы, состоящей из твердых карбоксил-функциональных (мет)акриловых соединений, солей карбоксил-функциональных (мет)акриловых соединений, высокомолекулярных простых полиэфирных (мет)акрилатов, (мет)акрилатов, содержащих группу сульфоновой кислоты, (мет)акриламидов, содержащих группу сульфоновой кислоты, солей или сложных эфиров (мет)акрилатов, содержащих группу сульфоновой кислоты, (мет)акриламидов, содержащих группу сульфоновой кислоты, (мет)акрилатов, содержащих группу, содержащую четвертичный азот, (мет)акриламидов, содержащих группу, содержащую четвертичный азот, и их смесей.
Примерами подходящих твердых при комнатной температуре водорастворимых карбоксил-функциональных (мет)акриловых соединений являются итаконовая кислота, малеиновая кислота, малеиновый ангидрид, аддукт малеинового ангидрида и ангидрид янтарной кислоты.
Катионом для солей, упоминаемых выше и ниже, может быть любой обычный катион, применяемый в таких соединениях. Примерами подходящих солей являются соли металлов, в частности соли щелочных металлов или соли щелочноземельных металлов, такие как соли натрия, соли калия или соли магния или соли аммония. Примерами подходящих солей карбоксил-функциональных (мет)акриловых соединений являются соли (мет)акриловой кислоты, такие как акрилат натрия, метакрилат натрия, акрилат калия, метакрилат калия, диакрилат магния и диметакрилат магния.
Примерами подходящих твердых при комнатной температуре водорастворимых простых полиэфирных (мет)акрилатов и простых полиэфирных ди(мет)акрилатов являются высокомолекулярные PEG-ди(мет)акрилаты, такие как PEG 2000 диметакрилат, и высокомолекулярные MPEG-(мет)акрилаты, такие как MPEG 1000 (мет)акрилат и MPEG 2000 (мет)акрилат. Термины «высокомолекулярный PEG-ди(мет)акрилат» и «высокомолекулярный MPEG-(мет)акрилат» относятся здесь к PEG-ди(мет)акрилатам и MPEG-(мет)акрилатам с молекулярной массой более 700 г/моль, соответственно.
Примерами подходящих твердых при комнатной температуре водорастворимых (мет)акрилатов или (мет)акриламидов, содержащих группу сульфоновой кислоты, и их солей или сложных эфиров являются 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновая кислота (AMPS® (АМПС)) или натриевая соль 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (Na-AMPS®) (Na-АМПС) и сульфатоэтилметакрилат.
Примерами подходящих твердых при комнатной температуре водорастворимых (мет)акрилатов и (мет)акриламидов, содержащих группу, содержащую четвертичный азот, являются хлорид 2-триметиламмонияметилметакрилата и хлорид 3-триметиламмонияпропилметакриламида.
По меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение предпочтительно выбирают из группы, состоящей из малеиновой кислоты, итаконовой кислоты, диакрилата магния, акрилата натрия, акрилата калия, калиевой соли 3-сульфопропилакрилата, высокомолекулярного PEG-диметакрилата, 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (AMPS® (АМПС), натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (Na-AMPS®) (Na-АМПС) и их смесей.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,0 до 60,0% по массе, более предпочтительно от 0,5 до 40,0% по массе, наиболее предпочтительно от 1,0 до 20,0% по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения в форме твердых частиц в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции.
Согласно одному из вариантов реализации система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров содержит по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, растворенное в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный жидкий раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель, при этом по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение выбирают из группы, состоящей из диакрилата магния, акрилата натрия, акрилата калия, калиевой соли 3-сульфопропилакрилата, высокомолекулярного PEG-диметакрилата, 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (AMPS®) (АМПС), натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (Na-AMPS®) (Na-АМПС) и их смесей.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 10,0 до 90,0% по массе, более предпочтительно от 12,5 до 80,0% по массе, наиболее предпочтительно от 15,0 до 75,0% по массе указанного по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения, растворенного в жидком растворе, в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количество по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения, растворенного в жидком растворе, не включает массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя.
Указанный жидкий или водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения предпочтительно наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей по меньшей мере 10,0% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 30,0% по массе, даже более предпочтительно по меньшей мере 40,0% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 50,0% по массе.
Концентрация по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре (мет)акрилового соединения в указанном жидком или водном растворе предпочтительно составляет от 10,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 50,0 до 95,0% по массе, наиболее предпочтительно от 70,0 до 90,0% по массе относительно общей массы жидкого раствора.
Система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров может также содержать или состоять из смеси по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения, нанесенного на первый твердый носитель, и по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре (мет)акрилового соединения, растворенного в жидком растворе, причем указанный жидкий раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения наносят на первый твердый носитель или на второй твердый носитель. Первый и второй твердые носители могут быть из одинакового или разного материала.
Система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров может также содержать или состоять из смеси по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения в форме твердых частиц и по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре (мет)акрилового соединения, растворенного в жидком растворе, причем указанный жидкий раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения наносят на по меньшей мере один твердый носитель.
Сумма:
a1) по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения, нанесенного на по меньшей мере один твердый носитель,
а2) по меньшей мере одного твердого или жидкого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения, растворенного в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный жидкий раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель и
а3) по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения в форме твердых частиц
предпочтительно составляет от 10,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 12,5 до 90,0% по массе, даже более предпочтительно от 15,0 до 85,0%, наиболее предпочтительно от 15,0 до 80,0% по массе в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количества a1), а2) и а) не включают массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя(ей).
Одно- или многокомпонентная композиция может дополнительно содержать:
d) по меньшей мере одно неорганическое основание, предпочтительно оксид или гидроксид щелочного или щелочноземельного металла, предпочтительно по меньшей мере одно основание, выбранное из гидроксида калия (KOH), гидроксида кальция (Са(ОН)2), гидроксида натрия (NaOH), гидроксида магния (Mg(OH)2).
Согласно одному из вариантов реализации система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров содержит по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение в форме твердых частиц и/или по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, растворенное в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный жидкий раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения наносят на по меньшей мере один твердый носитель, при этом по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение выбирают из группы, состоящей из итаконовой кислоты, малеиновой кислоты, малеинового ангидрида, аддукта малеинового ангидрида, ангидрида янтарной кислоты и их смесей, при этом одно- или многокомпонентная композиция дополнительно содержит по меньшей мере одно неорганическое основание, предпочтительно гидроксид щелочного или щелочноземельного металла, предпочтительно по меньшей мере одно основание, выбранное из гидроксида калия (KOH), гидроксида кальция (Са(ОН)2), гидроксида натрия (NaOH), гидроксида магния (Mg(OH)2).
Инициатор свободно-радикальной полимеризации служит для инициирования полимеризации (мет)акриловых соединений. Такие инициаторы известны специалистом в данной области техники. Инициатор может представлять собой, например, органический или неорганический гидропероксид, органический или неорганический пероксид, такой как пероксодисульфатная или персульфатная соль, азосоединение или любой другой материал, известный эксперту, способный генерировать радикалы.
Согласно одному из вариантов реализации инициатор свободно-радикальной полимеризации содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор в форме твердых частиц. Указанный по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор предпочтительно выбирают из группы, состоящей из азобисизобутиронитрила (AIBN), персульфата натрия (NAPS), персульфата калия или персульфата аммония и их смесей.
По меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор в форме твердых частиц предпочтительно имеет медианный размер частиц d50, составляющий менее 5000,0 мкм, более предпочтительно менее 3000,0 мкм, даже более предпочтительно менее 1500,0 мкм, наиболее предпочтительно менее 1000 мкм.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,05 до 5,0% по массе, более предпочтительно от 0,1 до 3,5% по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 2,5% по массе по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора в форме твердых частиц в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции.
Согласно одному из вариантов реализации инициатор свободно-радикальной полимеризации содержит по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор, нанесенный на по меньшей мере один твердый носитель. Указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор предпочтительно выбирают из группы, состоящей из пероксида водорода, гидропероксида кумола, трет-бутилгидропероксида, гидропероксида диизопропилбензола и их смеси.
По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор можно нанести на тот же твердый носитель (первый твердый носитель), что и по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре (мет)акриловое соединение при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же носитель (второй твердый носитель), что и жидкий/водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции. По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор предпочтительно наносят на третий твердый носитель. Третий твердый носитель может быть из того же материала, что и первый и второй твердые носители, или из другого материала.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,05 до 5,0% по массе, предпочтительно от 0,1 до 3,5% по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 2,5% по массе по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре инициатора, нанесенного на по меньшей мере один твердый носитель, в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количество по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре инициатора не включает количество по меньшей мере одного твердого носителя.
По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор предпочтительно наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей по меньшей мере 5,0% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 10,0% по массе, даже более предпочтительно по меньшей мере 15,0% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20,0% по массе.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,05 до 5,0% по массе по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре инициатора в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции, причем указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей от 30,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 40,0 до 95,0% по массе, наиболее предпочтительно от 50,0 до 95,0% по массе.
Инициатор свободно-радикальной полимеризации может также содержать смесь по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора в форме твердых частиц и по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре инициатора, нанесенного на по меньшей мере один твердый носитель.
Согласно одному из вариантов реализации инициатор свободно-радикальной полимеризации содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор, растворенный в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный жидкий раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель, при этом по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор выбирают из группы, состоящей из азобисизобутиронитрила (AIBN), персульфата натрия (NAPS), персульфата калия или персульфата аммония и их смесей.
Жидкий/водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора можно нанести на тот же носитель (первый твердый носитель), что и по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре (мет)акриловое соединение при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же носитель (второй твердый носитель,) что и жидкий/водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же твердый носитель (третий твердый носитель), что и по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции. Жидкий/водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора предпочтительно наносят на четвертый твердый носитель. Четвертый твердый носитель может быть из того же материала, что и первый, второй и третий твердые носители, или из другого материала.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,05 до 5,0% по массе, более предпочтительно от 0,1 до 3,5% по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 2,5% по массе указанного по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора, растворенного в жидком растворе, в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количество по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора, растворенного в жидком растворе, не включает массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя.
Указанный жидкий или водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора предпочтительно наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей по меньшей мере 5,0% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 10,0% по массе, даже более предпочтительно по меньшей мере 15,0% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20,0% по массе.
Концентрация по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора в указанном жидком или водном растворе предпочтительно составляет от 10,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 50,0 до 95,0% по массе, наиболее предпочтительно от 70,0 до 90,0% по массе относительно общей массы жидкого раствора.
Инициатор свободно-радикальной полимеризации может также содержать смесь по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре инициатора, нанесенного на по меньшей мере один твердый носитель, и по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора, растворенного в жидком растворе, причем указанный жидкий раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель.
Сумма указанных инициаторов, содержащихся в составной части b), предпочтительно составляет от 0,05 до 5,0% по массе, более предпочтительно от 0,1 до 3,5 % по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 2,5% по массе в расчете на массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количества инициаторов не включают массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя(ей).
Катализатор для инициатора служит для катализирования реакции полимеризации (мет)акриловых соединений. Катализирующий эффект катализатора может быть, например, основан на взаимодействии с инициатором, способствующим образованию радикалов. Предпочтительно, чтобы одно- или многокомпонентная композиция дополнительно содержала катализатор для инициатора.
Согласно одному из вариантов реализации катализатор для инициатора содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор в форме твердых частиц. Указанный по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор предпочтительно выбирают из группы, состоящей из аскорбиновой кислоты, формальдегидсульфоксилата натрия (SFS), тиосульфата натрия, органических производных сульфиновой кислоты и их солей, таких как Bruggolite FF6 и FF7 (доступных для приобретения в компании Bruggeman Chemical), производных толуидина, солей переходных металлов, комплексов переходных металлов и их смесей.
Медианный размер частиц d50 по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора в форме твердых частиц предпочтительно составляет менее 5000,0 мкм, более предпочтительно менее 3000,0 мкм, даже более предпочтительно менее 1500,0 мкм, наиболее предпочтительно менее 1000 мкм.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,05 до 7,5% по массе, более предпочтительно от 0,1 до 5,0% по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 3,5% по массе по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора в форме твердых частиц в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции.
Согласно одному из вариантов реализации катализатор для инициатора содержит по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор, нанесенный на по меньшей мере один твердый носитель. По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор предпочтительно выбирают из группы, состоящей из алканоламинов, этоксилированных алканоламинов и их смесей. По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор можно выбрать из группы, состоящей из диэтаноламина (DEA), триэтаноламина (TEA), N-бутилдиэтаноламина, 2-амино-2-метил-1,3-пропандиола, диметиламинопропил метакриламида (DMAPMA), диметиламиноэтил метакрилата (DMAEMA) и их смесей.
По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор можно нанести на тот же носитель (первый твердый носитель), что и по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре (мет)акриловое соединение при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же носитель (второй твердый носитель), что и жидкий/водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции. Однако по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор предпочтительно не наносят на тот же твердый носитель (третий твердый носитель), что и по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же твердый носитель (четвертый твердый носитель), что и жидкий/водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре Инициатора при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции. По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор предпочтительно наносят на пятый твердый носитель. Пятый твердый носитель может быть из того же материала, что и первый, второй, третий и четвертый твердые носители или из другого материала.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,05 до 7,5% по массе, более предпочтительно от 0,1 до 5,0% по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 3,5% по массе по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре катализатора в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количество по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре катализатора не включает количество по меньшей мере одного твердого носителя.
По меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор Предпочтительно наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей по меньшей мере 5,0% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 10,0% по массе, даже более предпочтительно по меньшей мере 15,0% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20,0% по массе.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,01 до 7,5% по массе по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре катализатора в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции, причем указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей от 30,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 40,0 до 95,0% по массе, наиболее предпочтительно от 50,0 до 95,0% по массе.
Катализатор для инициатора может также содержать смесь по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора в форме твердых частиц и по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре катализатора, нанесенного на по меньшей мере один твердый носитель.
Согласно одному из вариантов реализации катализатор для инициатора содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор, растворенный в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный жидкий раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель, при этом указанный по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор выбран из группы, состоящей из аскорбиновой кислоты, формальдегидсульфоксилата натрия (SFS), тиосульфата натрия, органических производных сульфиновой кислоты и их солей, таких как Bruggolite FF6 и FF7 (доступных для приобретения в компании Bruggeman Chemical), солей переходных металлов, комплексов переходных металлов и их смесей.
Водный жидкий/раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора можно нанести на тот же носитель (первый твердый носитель), что и по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре (мет)акриловое соединение при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же носитель (второй твердый носитель), что и водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре водорастворимого (мет)акрилового соединения при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же твердый носитель (пятый твердый носитель), что и по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции. Однако водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора предпочтительно не наносят на тот же твердый носитель (третий твердый носитель), что и по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции, или на тот же твердый носитель (четвертый твердый носитель), что и водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции. Водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора предпочтительно наносят на шестой твердый носитель. Шестой твердый носитель может быть из того же материала, что и первый, второй, третий, четвертый и пятый твердые носители, или из другого материала.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,05 до 7,5% по массе, более предпочтительно от 0,1 до 5,0% по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 3,5% по массе указанного по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора, растворенного в жидком растворе, в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количество по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора, растворенного в жидком растворе, не включает массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя.
Указанный жидкий или водный раствор по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора предпочтительно наносят на по меньшей мере один твердый носитель при загрузке, составляющей по меньшей мере 5,0% по массе, более предпочтительно по меньшей мере 10,0% по массе, даже более предпочтительно по меньшей мере 15,0% по массе, наиболее предпочтительно по меньшей мере 20,0% по массе.
Концентрация по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре инициатора в указанном жидком или водном растворе предпочтительно составляет от 10,0 до 95,0% по массе, более предпочтительно от 50,0 до 95,0% по массе, наиболее предпочтительно от 70,0 до 90,0% по массе относительно общей массы жидкого раствора.
Катализатор для инициатора может также содержать смесь по меньшей мере одного жидкого при комнатной температуре катализатора, нанесенного на по меньшей мере один твердый носитель, по меньшей мере одного твердого при комнатной температуре катализатора, растворенного в жидком растворе, предпочтительно в водном растворе, причем указанный водный раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель.
Сумма указанных катализаторов, содержащихся в составной части с), предпочтительно составляет от 0,05 до 7,5% по массе, предпочтительно от 0,1 до 5,0% по массе, наиболее предпочтительно от 0,1 до 3,5% в расчете на массу одно- или многокомпонентной композиции. При расчете указанных массовых процентов количества катализаторов не включают массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя(ей).
Согласно одному из предпочтительных вариантов реализации радикально полимеризуемая система мономеров или форполимеров содержит по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, нанесенное на первый твердый носитель, и/или по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение в форме твердых частиц, инициатор свободно-радикальной полимеризации содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор в форме твердых частиц, выбранный из группы, состоящей из азобисизобутиронитрила (AIBN), персульфата натрия (NAPS), персульфата калия или персульфата аммония, и катализатор для инициатора содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор в форме твердых частиц, выбранный из группы, состоящей из аскорбиновой кислоты, формальдегидсульфоксилата натрия (SFS), натриевых солей органических производных сульфиновой кислоты, таких как Bruggolite, производных толуидина, солей переходных металлов и комплексов переходных металлов, при этом первый твердый носитель выбирают из группы, состоящей из частиц перлита, вспученного перлита, стекла, фонолита, силикатов кальция, пирогенного диоксида кремния, осажденного диоксида кремния, силикагеля, пенополиуретана, полисахаридов, вспученного вермикулита, глинистых минералов, высокодисперсных оксидов металлов, цеолитов, кизельгура и их смесей.
Согласно другому предпочтительному варианту реализации радикально полимеризуемая система мономеров или форполимеров содержит по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, нанесенное на первый твердый носитель, и/или по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение в форме твердых частиц, инициатор свободно-радикальной полимеризации содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор в форме твердых частиц, выбранный из группы, состоящей из азобисизобутиронитрила (AIBN), персульфата натрия (NAPS), персульфата калия или персульфата аммония, и катализатор для инициатора содержит по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор, выбранный из группы, состоящей из алканоламинов, этоксилированных алканоламинов и их смесей, предпочтительно из группы, состоящей из диэтаноламина (DEA), триэтаноламина (TEA), N- бутилдиэтаноламина, 2-амино-2-метил-1,3-пропандиола, диметиламинопропил метакриламида (DMAPMA), диметиламиноэтил метакрилата (DMAEMA) и их смесей, причем указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор наносят на первый твердый носитель или на второй твердый носитель, при этом первый и второй твердые носители выбраны из группы, состоящей из частиц перлита, вспученного перлита, стекла, фонолита, силикатов кальция, пирогенного диоксида кремния, осажденного диоксида кремния, силикагеля, пенополиуретана, полисахаридов, вспученного вермикулита, глинистых минералов, высокодисперсных оксидов металлов, цеолитов, кизельгура и их смесей.
Согласно другому предпочтительному варианту реализации радикально полимеризуемая система мономеров или форполимеров содержит по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, нанесенное на первый твердый носитель, и/или по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение в форме твердых частиц, инициатор свободно-радикальной полимеризации содержит по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор, выбранный из группы, состоящей из пероксида водорода, гидропероксида кумола, трет-бутилгидропероксида, гидропероксида диизопропилбензола, причем указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор наносят на первый твердый носитель или на второй твердый носитель, и катализатор для инициатора содержит по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор, выбранный из группы, состоящей из алканоламинов, этоксилированных алканоламинов и их смесей, предпочтительно из группы, состоящей из диэтаноламина (DEA), триэтаноламина (TEA), N- бутилдиэтаноламина, 2-амино-2-метил-1,3-пропандиола, диметиламинопропил метакриламида (DMAPMA), диметиламиноэтил метакрилата (DMAEMA) и их смесей, причем указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор наносят на второй твердый носитель или на третий твердый носитель, при этом первый, второй и третий твердые носители выбраны из группы, состоящей из частиц перлита, вспученного перлита, стекла, фонолита, силикатов кальция, пирогенного диоксида кремния, осажденного диоксида кремния, силикагеля, пенополиуретана, полисахаридов, вспученного вермикулита, глинистых минералов, высокодисперсных оксидов металлов, цеолитов, кизельгура и их смесей.
Одно- или многокомпонентная композиция может дополнительно содержать:
е) по меньшей мере один наполнитель, выбранный из группы, состоящей из инертных минеральных наполнителей, органических наполнителей, минеральных связующих веществ и их смесей.
Термин «наполнитель» относится к твердым материалам в форме частиц, которые имеют низкую адсорбционную способность в отношении жидких компонентов, содержащихся в одно- или многокомпонентной композиции согласно настоящему изобретению и, следовательно, предпочтительно не используются в качестве твердых носителей, как описано выше. Как правило, наполнитель не подходит для применения в качестве твердого носителя, поскольку любой жидкий компонент, содержащийся в одно- или многокомпонентной композиции, можно нанести на наполнитель только с очень маленькой загрузкой, такой как менее 5,0% по массе, предпочтительно менее 2,5% по массе, более предпочтительно менее 2,0% по массе, наиболее предпочтительно менее 1,0% по массе. Хотя некоторые твердые носители (описанные выше) можно в принципе использовать в качестве наполнителя и наоборот, предпочтительно, чтобы в качестве твердых носителей и наполнителей использовались разные материалы.
Растворимость в воде по меньшей мере одного наполнителя также предпочтительно составляет менее 0,1 г/100 г воды, более предпочтительно менее 0,05 г/100 г воды, наиболее предпочтительно менее 0,01 г/100 г воды при температуре 20°С.
Размер частиц d50 по меньшей мере одного наполнителя предпочтительно составляет от 0,1 до 200,0 мкм, более предпочтительно от 0,1 до 100,0 мкм, наиболее предпочтительно от 0,1 до 50,0 мкм.
Термин «инертный минеральный наполнитель» относится к минеральным наполнителям, которые не являются химически реакционноспособными. Их получают из природных минеральных источников путем добычи с последующим измельчением до требуемого размера и формы частиц. В частности, инертные минеральные наполнители включают кварц, измельченный или осажденный карбонат кальция, кристаллические кремнеземы, доломит, глину, тальк, графит, слюду, волластонит, барит, диатомовую землю и пемзу.
Термин «органический наполнитель» относится к наполнителям, содержащим или состоящим из органических материалов. В частности, органические наполнители включают материалы, содержащие или состоящие из целлюлозы, полиэтилена, полипропилена, полиамида, сложного полиэфира и диспергируемых полимерных композиций, таких как Vinnapas (от компании Wacker Chemie AG) и Axilat 8510 (от компании Hexion).
Термин «минеральное связующее вещество» относится к гидравлическим, негидравлическим, скрытым связующим веществам и пуццолановым связующим веществам. В частности, минеральные связующие вещества включают материалы, содержащие или состоящие из цемента, цементного клинкера, гидравлической извести, негидравлической извести и гипса.
Одно- или многокомпонентная композиция предпочтительно содержит от 0,0 до 35,0% по массе, более предпочтительно от 1,0 до 30,0% по массе, наиболее предпочтительно от 5,0 до 25,0% по массе по меньшей мере одного наполнителя в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции.
Одно- или многокомпонентная композиция может необязательно содержать ингибиторы. Ингибиторы часто добавляют к (мет)акриловым соединениям, в частности, в коммерческие продукты, для избежания самопроизвольной полимеризации и/или для регулирования времени схватывания и времени реакции, соответственно. Примеры подходящих ингибиторов включают бутилгидрокситолуол (ВТН), гидрохинон (HQ), монометиловый эфир гидрохинона (MEHQ), PTZ (фенотиазин) и 4-гидрокси-2,2,6,6-тетраметилпиперидин-1-оксил (4-гидрокси-ТЕМРО).
Помимо перечисленных выше ингредиентов одно- или многокомпонентная композиция может необязательно содержать одну или более дополнительных добавок, которые являются общепринятыми в данной области. Примерами являются цветные красители и водорастворимые разбавители, такие как полиэтиленгликоль. Цветные красители могут подходить для маркировки смеси.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ получения (мет)акрилового гидрогеля, включающий стадии
i) обеспечения одно- или многокомпонентной композиции согласно настоящему изобретению,
ii) смешивания одно- или многокомпонентной композиции с водой так, чтобы в полученной таким образом смеси массовое отношение общего количества водорастворимых (мет)акриловых соединений к воде составляло от 0,1 до 5, предпочтительно от 0,1 до 3,
iii) образования из полученной смеси (мет)акрилового гидрогеля.
При расчете указанного массового отношения на стадии ii) общее количество водорастворимых (мет)акриловых соединений не включает массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя(ей) при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции.
Стадию смешивания ii) обычно осуществляют путем объединения одно- или многокомпонентной композиции с водой при перемешивании. Подходящими средствами для смешивания являются статические смесители и динамические смесители, в частности, смесители типа контейнер-мешалка, такие как роторно-статорные смесители, смесители с резервуаром для растворения, смесители для коллоидных растворов и другие смесители с большими сдвиговыми усилиями. Выбор подходящего устройства для смешивания зависит от времени схватывания композиции. В случае длительного времени схватывания смешивание можно осуществить с помощью контейнера, оборудованного мешалкой, тогда как в случае короткого времени схватывания при смешивании предпочтительно используют статический смеситель.
Время, необходимое для завершения стадии iii), предпочтительно составляет от 30 секунд до 240 минут, предпочтительно от 1 до 120 минут, Наиболее предпочтительно от 5 до 90 минут.
Вначале вязкость смеси обычно является сравнительно низкой, поскольку смесь основана главным образом на воде, водорастворимых ингредиентах и твердых носителях. Вязкость можно регулировать, например, путем регулирования соотношения воды и системы радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров, и/или путем регулирования молекулярной массы (мет)акрилового соединения(ий), и/или путем регулирования типа и количества реологических добавок, и/или путем регулирования типа и количества наполнителей.
Реакция полимеризации предпочтительно протекает при температурах окружающей среды, например, при температурах в диапазоне от -10 до 60°С, более предпочтительно в диапазоне от 0 до 50°С.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен (мет)акриловый гидрогель, получаемый способом, описанным выше.
Согласно еще другому аспекту настоящего изобретения предложен (мет)акриловый инжекционный материал, при этом указанный (мет)акриловый инжекционный материал можно получить путем смешивания одно- или многокомпонентной композиции согласно настоящему изобретению с водой так, чтобы в полученной таким образом смеси массовое отношение общего количества водорастворимых (мет)акриловых соединений к воде составляло от 0,1 до 5, предпочтительно в диапазоне от 0,1 до 3. При расчете указанного массового отношения общее количество водорастворимых (мет)акриловых соединений не включает массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя(ей) при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции.
Время схватывания (мет)акрилового инжекционного материала предпочтительно составляет от 30 секунд до 240 минут, предпочтительно от 1 до 120 минут, наиболее предпочтительно от 5 до 90 минут.
Вязкость (мет)акрилового инжекционного материала, измеренного с помощью вискозиметра Брукфильда при температуре 23°С и скорости вращения вискозиметра в диапазоне от 150 до 200 оборотов в минуту, предпочтительно составляет менее 500 мПа⋅с, более предпочтительно менее 200 мПа⋅с, наиболее предпочтительно менее 150 мПа⋅с. Указанную вязкость (мет)акрилового инжекционного материала измеряют сразу же после полного растворения составных частей одно- или многокомпонентной композиции в воде.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предложен способ герметизации и/или заполнения трещин, пустот, дефектов и полостей в строительной конструкции, включающий стадии:
i) обеспечения одно- или многокомпонентной композиции согласно настоящему изобретению,
ii) смешивания одно- или многокомпонентной композиции с водой таким образом, чтобы массовое отношение общего количества водорастворимых (мет)акриловых соединений к воде в указанной смеси составляло от 0,1 до 5, предпочтительно от 0,1 до 3,
iii) нанесения указанной смеси на участок, подвергаемый герметизации/заполнению, в строительной конструкции и образования из полученной смеси (мет)акрилового гидрогеля.
При расчете указанного массового отношения общее количество водорастворимых (мет)акриловых соединений не включает массу по меньшей мере одного твердого носителя или массу растворителя(ей) при наличии его в одно- или многокомпонентной композиции.
Реакция полимеризации начинается почти сразу же после смешивания одно- или многокомпонентной композиции и воды. Соответственно, стадию iii) следует начинать вскоре после получения смеси и в любом случае в пределах времени схватывания указанной смеси.
ПРИМЕРЫ
В примерах использовались следующие соединения и продукты, соответственно:
Типичные композиции Пр1 - Пр38 были приготовлены путем нанесения жидких соединений на твердые носители с последующим смешиванием ингредиентов с водой с получением смесей, образующих гидрогель. Смешивание ингредиентов проводили в смесителе с резервуаром для растворения при скорости смесителя 1000 оборотов в минуту в течение трех минут.Ингредиенты и их количества в частях по массе (pbw) представлены в таблицах 2-4.
В типичных композициях Пр1-Пр25 и Пр35-Пр38 использовали жидкий катализатор триэтаноламин (TEA), нанесенный на частицы Sipernat 33 при загрузке, составляющей 50% по массе (массовое отношение TEA:Sipernat составляло 1:1). Количество TEA в таблицах 2-4 относится к количеству TEA без твердого носителя, при применении.
В типичных композициях Пр1-Пр24 использовали катализатор персульфат натрия (NAPS) в форме твердых частиц и в типичных композициях Пр25-Пр27 и Пр35-Пр38 использовали водный раствор, содержащий 20% по массе NAPS, нанесенного на частицы Sipernat 33, при загрузке, составляющей 50% по массе (массовое отношение водный раствор:Sipernat составляло 1:1). В таблицах 2-4 количество жидких соединений, нанесенных на носитель, относится к количеству указанных соединений без твердого носителя.
В каждой из типичных композиций Пр1-Пр38 полимеризация начиналась, когда ингредиенты смешивали с водой, и смесь окончательно превращалась в гидрогель. Свойства гидрогелей исследовали с точки зрения времени гелеобразования, консистенции и набухания геля. Полученные результаты также приведены в таблицах 2-4. Термин «н/о» означает, что значение не было определено.
Загрузка частиц носителя
Жидкие соединения наносили на твердые носители путем смешивания частиц носителя с жидким соединением в смесителе с резервуаром для растворения, используя скорость смесителя 2000 оборотов в минуту, при времени смешивания, составляющим две минуты. Загрузку частиц носителя в процентах определяли на основе измеренных масс частиц до и после нанесения жидких соединений на частицы.
Вязкость
Вязкость измеряли перед добавлением к смеси инициатора, такого как NAPS, и до протекания какой-либо реакции полимеризации. Качественный анализ выполняли путем наблюдения за реологическим поведением смеси. В некоторых случаях определить вязкость было невозможно вследствие негомогенности или слишком высокой вязкости смеси.
При измерениях вязкости использовали аппарат Брукфильда DV2T для измерения вязкости со шпинделем ULA-DIN-85. Диаметр шпинделя составлял 2,55 см и диаметр сосуда составлял 2,7 см. Все значения вязкости были определены при температуре 23°С и при скорости вращения в диапазоне от 150 до 200 оборотов в минуту.
Время гелеобразования (мин)
Время гелеобразования при 23°С определяли путем визуального осмотра (время гелеобразования достигается в тот момент, когда наблюдаются гелеподобные структуры).
Консистенция геля
Консистенцию полученного гидрогеля исследовали тактильным способом.
Набухание в течение 7 дней в воде
Для измерения набухаемости исследуемый образец с размерами 1,0 × 1,5 × 1,5 см вырезали из материала гидрогеля, полученного из каждой из типичных композиций. Исследуемые образцы хранили в водопроводной воде при температуре 23°С и определяли изменение массы исследуемого образца в конце 7-дневного периода испытания. Материал гидрогеля отверждался в течение 24 часов перед проведением испытания на набухание. Величины набухания, приведенные в таблицах 2-4, были определены как процентное изменение массы исследуемого образца во время испытания на набухание.
а в форме твердых частиц
b нанесен на носитель Sipernat 33 при 50% масс. загрузке
* S = мягкая, М = средняя, Н = твердая
а в форме твердых частиц
b нанесен на носитель Sipernat 33 при 50% масс. загрузке
* S = мягкая, М = средняя, Н = твердая
а 20% масс. раствор, нанесенный на носитель Sipernat 33 при 50% масс. загрузке
b-g нанесен на носитель Sipernat 33 при 50% масс. загрузке
* S = мягкая, М = средняя, Н = твердая
Настоящее изобретение относится к композициям, применяемым для получения (мет)акриловых гидрогелей. Настоящее изобретение также относится к способу получения гидрогелей и инжекционных материалов из указанных композиций и к способу герметизации и/или заполнения трещин, пустот, дефектов и полостей в строительной промышленности. Описана одно- или многокомпонентная композиция для получения гидрогеля, которая содержит систему радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров, инициатор свободно-радикальной полимеризации и необязательно катализатор для указанного инициатора. Система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров содержит жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, нанесенное на по меньшей мере один твердый носитель и/или твердое или жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, растворенное в водном растворе, причем указанный водный раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель. Сумма водорастворимых (мет)акриловых соединений составляет 10,0-95,0% по массе в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции. Технический результат – улучшение физических свойств гидрогеля. 5 н. и 10 з.п. ф-лы, 4 табл., 38 пр.
1. Одно- или многокомпонентная композиция для получения гидрогеля, содержащая составные части:
a) систему радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров,
b) инициатор свободно-радикальной полимеризации,
c) необязательно катализатор для указанного инициатора,
при этом указанная система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров содержит:
a1) по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, нанесенное на по меньшей мере один твердый носитель и/или
a2) по меньшей мере одно твердое или жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение, растворенное в водном растворе, причем указанный водный раствор наносят на по меньшей мере один твердый носитель;
при этом сумма водорастворимых (мет)акриловых соединений, содержащихся в составной части (a), составляет от 10,0 до 95,0 % по массе в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции.
2. Одно- или многокомпонентная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанная композиция представляет собой однокомпонентную порошковую композицию, предпочтительно свободнотекучую порошковую композицию, при этом составные части (a), (b) и (c) присутствуют в единственном компоненте K.
3. Одно- или многокомпонентная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что указанная композиция представляет собой двухкомпонентную композицию, состоящую из первого компонента K1 и второго компонента K2, при этом первый компонент K1 содержит по меньшей мере систему радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров и второй компонент K2 содержит инициатор свободно-радикальной полимеризации и/или катализатор для указанного инициатора.
4. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-3, отличающаяся тем, что по меньшей мере один твердый носитель имеет удельную площадь поверхности, измеренную с применением метода Брунауэра, Эммета и Теллера согласно стандарту ISO EN 9277:2010, составляющую от 50,0 до 2000 м2/г, более предпочтительно от 100,0 до 1500 м2/г, наиболее предпочтительно от 200,0 до 1000 м2/г.
5. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-4, отличающаяся тем, что по меньшей мере один твердый носитель выбран из группы, состоящей из частиц перлита, вспученного перлита, стекла, фонолита, силикатов кальция, пирогенного диоксида кремния, осажденного диоксида кремния, силикагеля, пенополиуретана, полисахаридов, вспученного вермикулита, глинистых минералов, высокодисперсных оксидов металлов, цеолитов, кизельгура и их смесей.
6. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-5, отличающаяся тем, что по меньшей мере одно жидкое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение выбрано из группы, состоящей из гидроксил-функциональных (мет)акрилатов, карбоксил-функциональных (мет)акриловых соединений, низкомолекулярных простых полиэфирных (мет)акрилатов, (мет)акриламидов и их смесей, предпочтительно из группы, состоящей из гидроксиэтилметакрилата (HEMA), гидроксипропилметакрилата (HPMA), низкомолекулярного диметакрилата полиэтиленгликоля (PEG-DMA), этоксилированного триметилолпропан три(мет)акрилата (TMP-TMA) и их смесей.
7. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-6, отличающаяся тем, что система радикально полимеризуемых мономеров или форполимеров дополнительно содержит:
a3) по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение в форме твердых частиц, причем указанное по меньшей мере одно твердое при комнатной температуре водорастворимое (мет)акриловое соединение предпочтительно выбрано из группы, состоящей из диакрилата магния, акрилата натрия, акрилата калия, калиевой соли 3-сульфопропилакрилата, высокомолекулярного PEG-диметакрилата, 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (AMPS), натриевой соли 2-акриламидо-2-метилпропан сульфоновой кислоты (Na-AMPS) и их смесей.
8. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-7, отличающаяся тем, что сумма водорастворимых (мет)акриловых соединений, содержащихся в составной части (a), составляет от 12,5 до 85,0 % по массе, наиболее предпочтительно от 15,0 до 80,0 % по массе в расчете на общую массу одно- или многокомпонентной композиции.
9. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-8, отличающаяся тем, что инициатор свободно-радикальной полимеризации содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор в форме твердых частиц, и/или по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор, растворенный в водном растворе, причем указанный водный раствор нанесен на по меньшей мере один твердый носитель, при этом указанный по меньшей мере один твердый при комнатной температуре инициатор выбран из группы, состоящей из азобисизобутиронитрила, персульфата натрия, персульфата калия или персульфата аммония и их смесей, и/или по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор, нанесенный на по меньшей мере один твердый носитель, причем указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре инициатор выбран из группы, состоящей из пероксида водорода, гидропероксида кумола, трет-бутилгидропероксида, гидропероксида диизопропилбензола и их смесей.
10. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-9, отличающаяся тем, что катализатор для инициатора содержит по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор в форме твердых частиц, и/или по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор, растворенный в водном растворе, причем указанный водный раствор нанесен на по меньшей мере один твердый носитель, при этом указанный по меньшей мере один твердый при комнатной температуре катализатор выбран из группы, состоящей из аскорбиновой кислоты, формальдегидсульфоксилата натрия, 2-гидрокси-2-сульфинатоуксусной кислоты и/или ее соли, 2-гидрокси-2-сульфонатоуксусной кислоты и/или ее соли, производных толуидина, солей переходных металлов, комплексов переходных металлов и их смесей, и/или по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор, нанесенный на по меньшей мере один твердый носитель, причем указанный по меньшей мере один жидкий при комнатной температуре катализатор выбран из группы, состоящей из алканоламинов и этоксилированных алканоламинов и их смесей.
11. Одно- или многокомпонентная композиция по любому из пп. 1-10, дополнительно содержащая:
e) по меньшей мере один наполнитель, выбранный из группы, состоящей из органических наполнителей, инертных минеральных наполнителей, минеральных связующих веществ и их смесей.
12. Способ получения (мет)акрилового гидрогеля, включающий стадии
i) обеспечения одно- или многокомпонентной композиции по любому из пп. 1-11,
ii) смешивания одно- или многокомпонентной композиции с водой таким образом, чтобы массовое отношение общего количества водорастворимых (мет)акриловых соединений к воде в указанной смеси составляло от 0,2 до 3,
iii) образования из полученной смеси (мет)акрилового гидрогеля.
13. (Мет)акриловый гидрогель для герметизации и/или заполнения трещин, пустот, дефектов и полостей в строительной конструкции, получаемый способом по п. 12.
14. (Мет)акриловый инжекционный материал, получаемый путем смешивания одно- или многокомпонентной композиции по любому из пп. 1-11 с водой таким образом, чтобы массовое отношение общего количества водорастворимых (мет)акриловых соединений к воде в указанной смеси составляло от 0,2 до 3.
15. Способ герметизации и/или заполнения трещин, пустот, дефектов и полостей в строительной конструкции, включающий стадии
i) обеспечения одно- или многокомпонентной композиции по любому из пп. 1-11,
ii) смешивания одно- или многокомпонентной композиции с водой таким образом, чтобы массовое отношение общего количества водорастворимых (мет)акриловых соединений к воде в указанной смеси составляло от 0,2 до 3,
нанесения указанной смеси на участок, подвергаемый герметизации и/или заполнению, в строительной конструкции и образования из полученной смеси (мет)акрилового гидрогеля.
| Способ защиты переносных электрических установок от опасностей, связанных с заземлением одной из фаз | 1924 |
|
SU2014A1 |
| Устройство для закрепления лыж на раме мотоциклов и велосипедов взамен переднего колеса | 1924 |
|
SU2015A1 |
| US 00/15353 А1, 23.03.2000 | |||
| Печь для непрерывного получения сернистого натрия | 1921 |
|
SU1A1 |
| СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕЛЯ (СО)ПОЛИМЕРОВ АКРИЛОВОЙ КИСЛОТЫ И АКРИЛАМИДА | 2013 |
|
RU2537401C1 |
| КОМПОЗИЦИЯ ГИДРОГЕЛЯ | 2005 |
|
RU2410999C2 |
