Клей полимерный
Владельцы патента RU 2597902:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" (RU)
Изобретение относится к области получения быстроотверждающихся полимерных клеев, используемых для ремонта копыт, приклеивания подков, а также для изготовления больших и малых заплаток копытной стенки. Клей содержит полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 или смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 со сложными полиэфирами молекулярной массы от 1300 до 2200, оксипропилированный этилендиамин и полиизоцианат. Технический результат заключается в улучшении технологических и эксплуатационных характеристик, а именно высокой скорости отверждения, водостойкости и технологичности. 3 табл., 8 пр.
Изобретение относится к области получения быстроотверждающихся полиуретановых клеев, используемых для ремонта копыт, приклеивания подков, а также для изготовления больших и малых заплаток копытной стенки.
Одной из распространенных проблем в молочном фермерстве на сегодняшний день является хромота животных. Возникновение хромоты у крупного рогатого скота является одним из следствий заболевания копыт. Известными заболеваниями являются ламинит, дерматиты, язвы. Причинами заболевания копыт могут быть: неправильное питание и содержание животного, нарушение обмена веществ и механические повреждения копыт. Несвоевременное лечение заболеваний копыт вызывает сильную боль, снижение удоев у коров (на 360-1500 кг молока в год), снижение плодовитости. На сегодняшний день наиболее эффективной методикой лечения заболевания копыт у животных является методика наложения колодки. Она осуществляется следующим образом: животное загоняется в специальный станок, конечность фиксируется для удобства работы, поверхность копыта моют, очищают, обрезают, до правильной формы, вскрывают повреждения и гнойные раны (если таковые имеются). Далее больное копытце обрабатывается специальными присыпками и антисептическими средствами, бинтуется. На здоровое же копытце с помощью специальных полимерных составов прикрепляется колодка. Таким образом достигается эффект перераспределения массы тела на больную конечность: при контакте с землей больная часть копыта будет приподнята, а нагрузка будет идти на здоровое копытце с колодкой. Однако используемые клеевые составы имеют ряд недостатков.
Поэтому актуальным является разработка биосовместимого полимерного клеевого состава, обладающего высокой скоростью отверждения, водостойкостью и агрессивостойкостью.
Известны медицинские клеи с биоактивными соединениями для хирургии, включающие форполимеры с изоцианатными функциональными группами, образующиеся из алифатических изоцианатов и полиолов со среднечисловыми молекулярными массами ≥400 г/моль и со средней функциональностью по гидроксильным группам от 2 до 6; отверждающую компоненту, состоящую из эфиров аспарагиновой кислоты с аминными функциональными группами, органические наполнители и по крайней мере одно фармакологически активное соединение (RU 2010140659, МПК A61L 24/04, опубл. 20.04.2012).
Однако форполимерный способ усложняет технологический процесс приготовления клея, а также при отверждении влагой воздуха возможно вспенивание, что приводит к ухудшению технологических и эксплуатационных характеристик полимерного материала.
Известен отверждающийся, под действием влаги, плавкий клей на основе полиуретана, содержащий минимум один полиуретановый форполимер из минимум одного полиизоцианата, минимум одного полиалкиленгликоля и минимум одного сложного полиэфиргликоля, отличающийся тем, что в качестве указанного сложного полиэфиргликоля берут сложный полиэфиргликоль с температурой стеклования от -40 до 50°C, причем форполимер состоит из 15-35 мас. % полиизоцианата, 10-70 мас. % полиалкиленгликоля и 5-65 мас. % указанного сложного полиэфиргликоля (RU 2113450, МПК C09J 175/04, опубл. 20.06.1998).
Недостатком данного состава является отверждение при нагревании и малая реакционная способность.
Известен медицинский клей и способ склеивания тканей, включающий нанесение клея на живую ткань, где клей содержит продукт реакции реакционной смеси, по существу состоящий из: (а) стехиометрического избытка молекул с множеством изоцианатных функциональных групп, полученных из многофункциональных аминокислотных предшественников, и (б) многофункционального реагента, выбранного из группы, состоящей из сахарида, полисахарида, стероида, глицерина, аскорбиновой кислоты, аминокислоты и их комбинаций, где многофункциональный реагент имеет по меньшей мере две изоцианатные реакционно-способные функциональные группы, где продукт реакции имеет среднее количество изоцианатных функциональных групп по меньшей мере 2,1 (RU 2346704, МПК A61L 24/04, A61L 24/08, опубл. 20.02.2009).
Недостатком данного состава является то, что данный состав является не устойчивым к агрессивным средам и относительно быстро разлагается, вследствие чего становится не пригодным для фиксирования колодки и лечения заболевания копыт.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому решению является клей медицинский, содержащий полимер - 70-90%-ный раствор макроизоцианата в толуилендиизоцианате, и катализатор - 2,4,6-трис(диметиламинометил) фенол (SU 884705, A61L 17/00, C09G 3/00, опубл. 31.11.81).
Недостатком данного состава является необходимость введения катализатора при приготовлении клея, что является не технологичным и вызывает дополнительные трудности в применении. Также состав является очень эластичным, а для склеивания колодок необходим состав, обладающий высокой твердостью.
Задачей изобретения является создание новых полимерных клеевых составов для лечения заболеваний копыт крупного рогатого скота с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками, с отсутствием токсичности и экологичностью, расширяющих ассортимент клеев данного назначения.
Технический результат заключается в улучшении технологических и эксплуатационных характеристик, а именно высокой скорости отверждения, водостойкости, агрессивостойкости, технологичности (простоты приготовления), повышенного срока хранения.
Технический результат достигается тем, что клей полимерный, включающий изоцианатсодержащий компонент и катализатор, согласно изобретению дополнительно содержит сложные полиэфиры - полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 или смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 со сложными полиэфирами молекулярной массы от 1300 до 2200 при эквимолярном соотношении, в качестве изоцианатсодержащего компонента содержит полиизоцианат, а в качестве катализатора - оксипропилированный этилендиамин, при следующем соотношении исходных компонентов в мас. ч.:
| Полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой | 800 |
| или смесь полидиэтиленгликольадипината | |
| с молекулярной массой 800 со сложными | |
| полиэфирами молекулярной массы от 1300 до 2200 | |
| при эквимолярном соотношении | 90 |
| Оксипропилированный этилендиамин | 10 |
| Полиизоцианат | 26-49 |
Отличием заявляемого изобретения от известных является использование при изготовлении смеси нетоксичных низкомолекулярных и высокомолекулярных полиэфиров и активного полифункционального катализатора. Для увеличения срока хранения в составе медицинского клея используется два компонента. Компонент А содержит в качестве катализатора оксипропилированный этилендиамин, который является менее летучим, менее токсичным и способен встраиваться в структуру полимера. Компонент Б представляет собой полиизоцианат.
Для получения полимерного клея были использованы следующие вещества: в качестве полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 использовали полиэфир ПДА-800 (ТУ 38.103287-80); в качестве полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 использовали полиэфир П6БА (ТУ 38.103582-85); в качестве полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 1300 использовали полиэфир ПС (ТУ 38 103260-80), в качестве полиэфира на основе этиленгликольадипината и диэтиленгликольадипината с молекулярной массой 2200 - полиэфир ЭДА-50 (ТУ 38 103582-85), в качестве катализатора использовали оксипропилированный этилендиамин марки Лапрамол Л-294 (ТУ 38.103287-80); также использовали полиизоцианат на основе 4,4'-дифенилметандиизоцианата марки WANNATE РМ-200 производства Китай.
Пример 1. Клей полимерный получают следующим образом: сначала готовят компонент А, для этого к 90 мас. ч. очищенного полиэфира полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 добавляют 10 мас. ч. оксопропилированного этилендиамина. Тщательно перемешивают 2-3 минуты. После смешивания указанных компонентов прибавляют расчетное количество компонента Б (полиизоцианат). Смесь перемешивают в течение 30 секунд, после чего данную клеевую массу наносят на колодку и фиксируют к поверхности копыта. Через 5-10 минуты клеевая масса полимеризуется, образуется пленка. Составы и свойства полученного клея приведены в табл. 1.
Пример 2. Клей полимерный получают аналогично примеру 1, по рецептурным компонентам состава 2 табл. 1.
Пример 3. Клей полимерный получают аналогично примеру 1, отличающийся тем, что в качестве полиэфира берут смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 1300 при эквимолярном соотношении по рецептурным компонентам состава 3 табл. 1.
Пример 4. Клей полимерный получают аналогично примеру 1, отличающийся тем, что в качестве полиэфира берут смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 1300 при эквимолярном соотношении по рецептурным компонентам состава 6 табл. 1.
Пример 5. Клей полимерный получают аналогично примеру 1, отличающийся тем, что в качестве полиэфира берут смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и полиэфира на основе этиленгликольадипината и диэтиленгликольадипината с молекулярной массой 2200 при эквимолярном соотношении по рецептурным компонентам состава 5 табл. 1.
Пример 6. Клей полимерный получают аналогично примеру 1, отличающийся тем, что в качестве полиэфира берут смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и полиэфира на основе этиленгликольадипината и диэтиленгликольадипината с молекулярной массой 2200 при эквимолярном соотношении по рецептурным компонентам состава 6 табл. 1.
Пример 7. Клей полимерный получают аналогично примеру 1, отличающийся тем, что в качестве полиэфира берут смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 при эквимолярном соотношении по рецептурным компонентам состава 7 табл. 1.
Пример 8. Клей полимерный получают аналогично примеру 1, отличающийся тем, что в качестве полиэфира берут смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 и полиэтиленбутиленгликольадипината с молекулярной массой 2000 при эквимолярном соотношении по рецептурным компонентам состава 8 табл. 1.
Свойства клеев по примерам 1-8 приведены в таблицах 2-3.
Твердость по Шору по ГОСТ 263-75, физико-механические свойства полимерных пленок при растяжении определяли в соответствии с ГОСТ 11262-80, агрессивостойкость - по ГОСТ 12020.
Из таблиц 1-3 следует, прочность увеличивается с увеличением содержания полиизоцианата в составе отвержденных ПУ клеев, также соотношение реагирующих групп при синтезе полиуретанов сильно сказывается на стойкости их к действию различных агрессивных сред. ПУ клеи, синтезированные на смеси сложных ПЭ, являются гидролитически устойчивыми и устойчивы к действию поваренной соли, растворов щелочей и кислот. Ограниченно набухают в смеси растворителей до 44%.
Клей полимерный, включающий изоцианатсодержащий компонент и катализатор, отличающийся тем, что он дополнительно содержит сложные полиэфиры - полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 или смесь полидиэтиленгликольадипината с молекулярной массой 800 со сложными полиэфирами молекулярной массы от 1300 до 2200 при эквимолярном соотношении, в качестве изоционатсодержащего компонента содержит полиизоцианат, а в качестве катализатора - оксипропилированный этилендиамин, при следующем соотношении исходных компонентов в мас.ч:
| Полидиэтиленгликольадипинат с молекулярной массой 800 | |
| или смесь полидиэтиленгликольадипината | |
| с молекулярной массой 800 со сложными | |
| полиэфирами молекулярной массы от 1300 до 2200 | 90 |
| Оксипропилированный этилендиамин | 10 |
| Полиизоцианат | 26-49 |
