Способ получения водной эмульсии ненасыщенных полиэфирных смол

Изобретение относится к способу получения водной эмульсии ненасыщенной полиэфирной смолы, предназначенной для использования в качестве пленкообразующего компонента замасливателя, наносимого на поверхность элементарных волокон (филаментов) при формовании комплексной нити в процессе изготовления стеклянных, базальтовых и углеродных волокон. Способ осуществляют путем введения ненасыщенной полиэфирной смолы с молекулярным весом 1000-1200 - продукта поликонденсации гликолей с фталевым ангидридом и фумаровой кислотой, не содержащей активного разбавителя стирола, при постоянном перемешивании со скоростью 1000-6000 об/мин при комнатной температуре в водный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества, представляющего высокомолекулярный блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена, и после завершения подачи названной смолы эмульгирование продолжают в течение 10-40 минут. Состав для получения эмульсии включает, мас.ч.: ненасыщенная полиэфирная смола 100, блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена 8-15, вода 50-150. Технический результат – обеспечение однородности эмульсий, высокой коллоидно-химической устойчивости, высокой дисперсности и возможности использования в производстве стеклянных и базальтовых волокон. 2 табл.

 

Изобретение относится к способам получения и составам эмульсий ненасыщенных полиэфирных смол для их использования в качестве пленкообразующего компонента замасливателя для стеклянных, базальтовых и углеродных волокон.

Известен способ получения эмульсии ненасыщенных полиэфирных смол, используемой как пленкообразователь в производстве стеклянных волокон для дальнейшего их использования в технологии SMC [Polyester emulsion: patent US 4616062 Int.cl.4 C08K 5/13 / Brannon R., Coleman D., Miller D.; Declared 21.10.1985. Published 07.10.1986. (In English)]., аналог) и состоящий в «обратном» эмульгировании для полипропилен малеинат полиэфирной смолы марки Е-400 производства Alpha Owens Corning, являющейся продуктом реакции фталевого и малеинового ангидрида, пропиленгликоля и стирола. Первоначально проводят смешивание нагретой смолы Е-400 и поверхностно-активного вещества Igepal СО 997 производства Rhodia Group (также нагретого до температуры нагретой смолы), представляющего собой этоксилированный нонилфенол с добавлением небольших количеств толугидрохинона и п-бензохинона в течение 1 часа при скорости сдвига 700 с-1. На следующей стадии в систему постепенно подается вода до обращения фаз. После обращения фаз система перемешивается в течение 10 мин, после чего отбираются образцы для определения вязкости и размера частиц. Далее осуществляется добавление воды до желаемого содержания твердых веществ и вязкости эмульсии.

По технической сущности и достигаемым результатам наиболее близким является способ получения эмульсии ненасыщенных полиэфирных смол методом обратного эмульгирования ([Solvent-free polyester emulsions: patent US 6080807 Int.cl.7 C08K 5/13 / Campbell L.; Declared 12.11.1998. Published 27.06.2000. (In English)], прототип), включающий нагрев дициклопентадиеновой полиэфирной смолы VII-117 в емкости до температуры 110°С с последующим введением в нее ПАВ в количестве 12% от количества смолы и перемешиванием в смесителе Cowles в течение 5 мин при скорости 1500 об/мин и температуре 70-80°С (обогрев емкости включен) для обеспечения требуемой вязкости системы. После этого отключается обогрев, при скорости 2500 об/мин подается вода комнатной температуры в количестве 5% от количества смолы за две минуты. Оптимальные результаты эмульгирования той же, что и используемой в аналоге полиэфирной смолы Е400, получены при ее нагреве в емкости до температуры 90-95°С с последующим введением в нее ПАВ в количестве 15% от количества смолы и перемешивании в течение 15 мин в миксере Майерса. После этого подогрев емкости отключается и добавляется вода в количестве 2,5% от количества смолы каждые 10 мин после первоначального введения воды в количестве 5% от количества смолы. Инверсия фаз происходит при температуре 80°С и 34,5% воды от количества смолы. Средний размер частиц эмульсии - 414 нм.

Полиэфирная смола взаимодействует с одним или несколькими поверхностно-активными веществами для диспергирования в воде. Смола и поверхностно-активные вещества смешивают, предпочтительно в условиях сдвига от низкой до умеренной, в течение времени, достаточного для формирования по существу гомогенной смеси, и нагревают до температуры от примерно 90°С до примерно 100°С, более предпочтительно от примерно 90°С до примерно 95°С, для достижения вязкости, подходящей для образования эмульсии. Воду предпочтительно добавляют к смеси медленно, либо непрерывно, либо ступенчато, в условиях высокого усилия сдвига Когда количество воды, добавленной к смесителю, составляет примерно 30% от массы смолы, температура смеси составляет, предпочтительно, около 70°С до 75°С, температура, при которой начинает происходить инверсии. Полученную эмульсию затем оставляли охлаждаться до комнатной температуры.

Любое смесительное устройство, способное генерировать сдвиговым усилием, достаточным для образования эмульсии, могут быть использованы в описываемом способе. Примером смесителя является Meyers смеситель. Получаемые водные полиэфирные эмульсии предпочтительно имеют размеры частиц от около 300 до около 700 нм.

Существенным недостатком технологии получения эмульсии прототипа является большая длительность и энергоемкость процесса, связанная с необходимостью нагрева в первую очередь ненасыщенной полиэфирной смолы с высоким молекулярным весом до температуры 95-100°С перед проведением процесса эмульгирования, а также необходимостью медленного введения воды при получении эмульсии (от 0,2 до 0,5% массы смолы в минуту) до обращения фаз.

Технической задачей заявленного изобретения является устранение отмеченных недостатков известных способов получения водных эмульсий смол путем прямого эмульгирования ненасыщенных полиэфирных смол с невысоким молекулярным весом до 2000 и не содержащих разбавитель в водный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества и подбора рецептурно-технологических параметров способа, обеспечивающих эмульсиям однородность, высокую коллоидно-химическую устойчивость и малый размер частиц дисперсной фазы (высокой дисперсностью) с возможностью ее использования в производстве стеклянных и базальтовых волокон.

Технический результат, на достижение которого направлено заявляемое изобретение, заключается в снижении энергоемкости и продолжительности процесса эмульгирования при получении водных эмульсий смол с высокой коллоидно-химической устойчивостью и дисперсностью, пригодных для использования в качестве пленкообразующего компонента замасливателей для стеклянных, базальтовых и углеродных волокон.

Технический результат достигается тем, что способ получения водной эмульсии ненасыщенных полиэфирных смол осуществляют путем прямого эмульгирования ненасыщенной полиэфирной смолы с молекулярным весом до 2000 в водный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества, представляющего высокомолекулярный блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена с содержанием этиленовых звеньев 80% при следующем соотношении компонентов (мас.ч.):

Ненасыщенная полиэфирная смола 100
Блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена 8-15
Вода 50-150

Причинно-следственная связь между совокупностью признаков изобретения и достигаемым техническим результатом заключается:

- во-первых, в том, что по сравнению с прототипом использован другой тип ненасыщенных полиэфирных смол, имеющих невысокую молекулярную массу до 2000, который можно эмульгировать без предварительного нагрева и без использования разбавителя, например стирола;

- во-вторых, в том, что высокомолекулярный блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена с содержанием этиленовых звеньев (80%) является эффективным эмульгатором при получении водных эмульсий ненасыщенных полиэфирных смол

- в-третьих, в составе полученной эмульсии отсутствует стирол.

Сочетание всех существенных признаков изобретения и технологических режимов, приведенных в примерах 1 и 2, обеспечивает простой способ приготовления эмульсий, характеризующийся невысокими энергоемкостью и длительностью технологического процесса при получении качественных водных систем с высокой стабильностью и коллоидно-химической устойчивостью. Под коллоидно-химической устойчивостью дисперсных систем понимают постоянство во времени их свойств: дисперсности, распределения частиц дисперсной фазы по размеру и в объеме дисперсионной среды, а также характера взаимодействия между частицами.

Для получения водных эмульсий ненасыщенных полиэфирных смол использовали следующие компоненты:

- в качестве ненасыщенных полиэфирных смол - продукт поликонденсации гликолей с фталевым ангидридом и фумаровой кислотой с молекулярной массой 1000-1100 и вязкостью 500-800 мПа⋅с при температуре 20°С. Полупродукт смолы «Камфест» марки «Камфест-01», далее в примерах смола 01 (производитель - «ООО «Пермские полиэфиры»);

- продукт поликонденсации гликолей с фталевым ангидридом и фумаровой кислотой с молекулярной массой 1100-1200 и вязкостью 800-1000 мПа⋅с при температуре 20°С (полупродукт смолы «Камфест» марки «Камфест-0103 РТМ» далее в примерах смола 0103 (производитель - «ООО «Пермские полиэфиры»), отобранные на стадии до введения в них активного разбавителя (стирола));

- в качестве неионогенного поверхностно-активного вещества (ПАВ) - высокомолекулярный блок-сополимер окиси этилена и окиси пропилена под торговой маркой «Synperonic» с содержанием этиленовых звеньев 80% (производитель - «Croda» (Франция)).

Пример 1. Эмульсия получена смешением расчетного количества всех компонентов. На первом этапе готовится водный раствор ПАВ. Затем при постоянном перемешивании со скоростью 1000-6000 об/мин, предпочтительнее 5000-6000 об/мин, при комнатной температуре в водный раствор ПАВ постепенно вводят ненасыщенную полиэфирную смолу (полупродукт производства смолы «Камфест-01» до введения активного разбавителя (стирола) вязкостью 500-700 мПа⋅с при температуре 25°С), а после завершения подачи смолы в емкость эмульгирование продолжается в течение 10-40 мин, предпочтительнее 20-30 мин. Далее эмульсия разбавляется водой до желаемого содержания твердых веществ и перемешивается не менее 20 мин при скорости 200-1000 об/мин, предпочтительнее 400-600 об/мин. Составы и свойства эмульсии приведены в табл. 1.

Пример 2. Эмульсия получена по примеру 1, только вместо полупродукта получения ненасыщенной полиэфирной смолы «Камфест-01» используется полупродукт получения ненасыщенной полиэфирной смолы «Камфест-0103 РТМ» без активного разбавителя (стирола) вязкостью 800-1000 мПа⋅с при температуре 25°С. Составы и свойства эмульсий приведены в табл. 1. Из результатов, представленных в табл. 1, видно, что наибольшей стабильностью и коллоидно-химической устойчивостью обладают эмульсии составов 4, 7, 8.

Таким образом, использование предложенных составов на основе ненасыщенной полиэфирной смолы без активного разбавителя (стирола) и технологии прямого эмульгирования позволяет получить стабильные эмульсии в достаточно широком интервале концентраций (содержание сухого остатка примерно от 40 до 70%), с высокой коллоидно-химической устойчивостью и малым средним размером частиц без содержания стирола. Полученные эмульсии могут быть использованы в качестве пленкообразующего компонента в составах замасливателей при производстве стеклянных, базальтовых, в частности при производстве трощеных рассыпающихся ровингов, используемых в технологии напыления. Композиция замасливателя содержит следующие компоненты:

водная эмульсия полиэфирной смолы: 50-55%
водная эмульсия ПВА (поливинилацетата) 40-45%)
гамма-метакрилоксипропилтриметоксисилан: 2-3%
уксусная кислота 0-0.3%
смазка 1-2%
вода остальное

Содержание твердых веществ в замасливателе 4-8%. Количество замасливателя на волокне от 0,6 до 1%. рН замасливателя в диапазоне 2,5-3,5. При использовании рецептуры замасливателя, приведенной выше, ровинги, предназначенные для рубки, при рубке легко и равномерно рассыпаются на отдельные комплексные нити без расщепления комплексных нитей на элементарные. Жесткость получаемого ровинга, определяемая измерением расстояния между центрами свисающих концов ровинга, превышает 80 мм, что соответствует требованиям ГОСТ 17139-200

Способ получения водной эмульсии ненасыщенной полиэфирной смолы осуществляют путем введения ненасыщенной полиэфирной смолы с молекулярным весом 1000-1200 - продукта поликонденсации гликолей с фталевым ангидридом и фумаровой кислотой, не содержащей активного разбавителя стирола, при постоянном перемешивании со скоростью 1000-6000 об/мин при комнатной температуре в водный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества, представляющего высокомолекулярный блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена, и после завершения подачи названной смолы эмульгирование продолжают в течение 10-40 мин при следующем соотношении названных компонентов, мас.ч.:

Ненасыщенная полиэфирная смола 100
Блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена 8-15
Вода 50-150



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к суперабсорбирующим полимерным смолам и способам их получения. Предложена суперабсорбирующая акрилатная смола с включенными в нее частицами, выбранными из диоксида кремния, оксида титана, оксида алюминия и их комбинаций и обладающими следующими свойствами i)-ii): i) величина удельной площади поверхности по БЭТ составляет в интервале 300-1500 м2/г, ii) степень пористости составляет 50% или более.
Изобретение относится к области косметологии и дерматологии и представляет собой способ получения композиции для использования в качестве дерматологического наполнителя в косметических и медицинских применениях в форме геля, включающей сшитый первый полимер, необязательно второй полимер, который может быть сшитым или несшитым, и воду, причем первый и второй полимеры выбирают из полисахарида, а способ включает по меньшей мере стадии (i), (ii) и (iv) и необязательно стадию (iii), где стадия (i) заключается в сшивание смеси, включающей в себя первый полимер и воду, стадия (ii) в завершение сшивания после сшивания на стадии (i), стадия (iii) необязательное смешивание продукта, полученного на стадии (ii), со вторым полимером, стадия (iv) заключается в диализе продукта, полученного на стадии (ii) или на стадии (iii), где стадия диализа (iv) включает стадии (iv.1)-(iv.3)(iv.1) экструдирование продукта, полученного на стадии (ii) или (iii), через первое сито и последующее экструдирование экструдированного через первое сито продукта через второе сито, в котором размер отверстий второго сита меньше, чем размер отверстий первого сита; или экструдирование продукта, полученного на стадии (ii) или (iii), через первое сито и последующее экструдирование экструдированного через первое сито продукта через второе сито, и последующее экструдирование экструдированного через второе сито продукта через третье сито, в котором размер отверстий второго сита меньше, чем размер отверстий первого сита, а размер отверстий третьего сита меньше, чем размер отверстий второго сита, где стадия (iv.2) представляет собой заполнение мембраны диализа продуктом, полученным на стадии (iv.1), стадия (iv.3) - обработку заполненной мембраны, полученной на стадии (iv.2), раствором для диализа.

Изобретение относится к полимерному композиционному влагоудерживающему материалу, который может быть использован в растениеводстве в современных технологиях интенсивного земледелия, а также для озеленения городских и промышленных ландшафтов и противоэрозионной защиты поверхности.
Изобретение относится к способам получения супервпитывающих полимеров. Предложен способ получения супервпитывающего полимера, включающий а) проведение для композиции мономера, содержащей (мет)акриловую кислоту и инициатор полимеризации, термической полимеризации или фотополимеризации с получением полимерного гидрогеля, b) высушивание полимерного гидрогеля, с) размалывание высушенного полимерного гидрогеля до размера частиц 150-850 мкм, d) добавление к размолотому полимерному гидрогелю частиц, характеризующихся i) площадью удельной поверхности согласно методу БЭТ в диапазоне от 300 до 1500 м2/г и ii) пористостью, составляющей 50% и более, и поверхностного сшивателя и е) проведение реакции поверхностного сшивания.
Изобретение относится к способам производства лакокрасочных материалов. Предложен способ получения водно-дисперсионного кремнийорганического лака на основе полиорганосилоксанов, при котором раствор полиорганосилоксанов в органическом растворителе (толуол, ксилол) эмульгируют в воде с добавлением промышленного неионогенного эмульгатора, являющегося продуктом обработки смеси моно- и диалкилфенолов оксидом этилена, после чего осуществляют азеотропную отгонку органического растворителя, причем воду берут в таком количестве, чтобы содержание кремнийорганической основы в конечном водоэмульсионном материале составляло 30-50%, а эмульгатор добавляют в количестве 0,2-5% от массы полимера.

Изобретения могут быть использованы для разделения жидкой и твердой фаз, при осаждении, флотации или фильтровании, при кондиционировании питьевой воды, при обезвоживании ила, при очистке сточных вод с использованием флокулирующих вспомогательных веществ, при изготовлении бумаги в качестве удерживающих средств.

Изобретение относится к производству фармацевтических и косметических средств, а именно к гидрогелю и способу производства гидрогеля с выраженной биологической активностью, который может быть использован в качестве лечебно-профилактического препарата в медицине, ветеринарии, косметологии, средств бытовой химии, а также мягкой биооболочки для упаковки веществ в пищевой, химической технологиях, биотехнологии, сельского хозяйства и др.

Изобретение относится к области биотехнологии, в частности к композициям гомогенных биоразлагаемых пленок, которые можно использовать для производства различных изделий промышленного, бытового и медицинского назначения.
Изобретение может быть использовано для ускорения процессов сгущения и фильтрации суспензий путем образования рыхлых хлопьевидных агрегатов из мелких частиц дисперсной фазы.

Предложен материал для культивирования или доставки эукариотических клеток. Материал содержит происходящие из растений механически дезинтегрированные целлюлозные нановолокна и/или их производные в форме гидрогеля или мембраны во влажном состоянии.

Настоящее изобретение относится к устойчивой разветвленной полиэфирной смоле, которая не подвергается или подвергается в незначительной степени деградации в процессе эмульгирования в отсутствие растворителя.

Изобретение относится к способу получения частично кристаллизованного полимерного материала. Способ получения частично кристаллизованного полимерного материала осуществляют следующим образом.

Изобретение относится к способу непрерывного получения алифатического сложного полиэфира, имеющего повышенную молекулярную массу. Способ получения алифатического сложного полиэфира, имеющего повышенную молекулярную массу, включает стадии (i) количественного введения диизоцианата в форполимер на основе сложного полиэфира, который имеет среднечисленную молекулярную массу 5000 или выше и содержит концевые гидроксильные группы, и в котором по меньшей мере одним кислотным компонентом является соединение янтарной кислоты в расплавленном состоянии при температуре не ниже температуры его плавления, где количество диизоцианата эквивалентно величине между одной десятой и двукратным количеством гидроксильных групп в форполимере на основе алифатического сложного полиэфира, (ii) количественного и непрерывного введения форполимера на основе алифатического сложного полиэфира, содержащего диизоцианат, полученного на стадии (i), в смесительную емкость, выгрузки его из смесительной емкости при перемешивании и подачи его в емкость для реакции сочетания и (iii) осуществления взаимодействия форполимера на основе алифатического сложного полиэфира с диизоцианатом в емкости для реакции сочетания.

Настоящее изобретение относится к способу модификации поверхности гранулята полиэтилентерефталата для повышения термо-. фото-, износо- и гидролитической стойкости, а также снижения газопроницаемости полимерных материалов.

Настоящее изобретение относится к способу модификации поверхности гранулята полиэтилентерефталата для повышения термо-, фото-, износо- и гидролитической стойкости, а также снижения газопроницаемости полимерных материалов.

Настоящее изобретение относится к способу термической стабилизации полимера, получаемого полимеризацией с раскрытием кольца, а также к способу получения полигидроксикислот, способу анализа остатков металла в полимере и к полилактиду.

Изобретение относится к способу термической обработки полиэфирных гранул для получения частичной кристаллизации, причем расплав полиэфира подается в систему подводной грануляции и гранулируется, полученный гранулят загружается на небольшом расстоянии от системы подводной грануляции в устройство разделения вода/твердая фаза, затем высушенный гранулят без подвода внешней энергии или тепла при температуре гранулята выше 100°С подается на установку обработки, и подводимая для частичной кристаллизации термическая обработка осуществляется за счет имеющегося в грануляте собственного тепла, причем установка для обработки выполнена как реактор, ориентированный по меньшей мере наклонно, в который гранулят подается при температуре выше 100°С, проходит через него от точки загрузки до точки выгрузки под действием собственного веса и покидает его при температуре выше 130°С.

Изобретение относится к способам высушивания или концентрирования растворов полимеров. .

Изобретение относится к способам термической обработки гранул сложного полиэфира и устройствам для ее осуществления. .

Изобретение относится к кристаллизации форполимеров гомополимеров полиэтиленнафталата и их сополимеров и переводу их в твердое состояние. .

Изобретение относится к осветительному устройству, включающему источник света для генерирования излучения источника света и конвертер света. Конвертер включает матрицу из первого полимера.

Изобретение относится к способу получения водной эмульсии ненасыщенной полиэфирной смолы, предназначенной для использования в качестве пленкообразующего компонента замасливателя, наносимого на поверхность элементарных волокон при формовании комплексной нити в процессе изготовления стеклянных, базальтовых и углеродных волокон. Способ осуществляют путем введения ненасыщенной полиэфирной смолы с молекулярным весом 1000-1200 - продукта поликонденсации гликолей с фталевым ангидридом и фумаровой кислотой, не содержащей активного разбавителя стирола, при постоянном перемешивании со скоростью 1000-6000 обмин при комнатной температуре в водный раствор неионогенного поверхностно-активного вещества, представляющего высокомолекулярный блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена, и после завершения подачи названной смолы эмульгирование продолжают в течение 10-40 минут. Состав для получения эмульсии включает, мас.ч.: ненасыщенная полиэфирная смола 100, блок-сополимер оксида этилена и оксида пропилена 8-15, вода 50-150. Технический результат – обеспечение однородности эмульсий, высокой коллоидно-химической устойчивости, высокой дисперсности и возможности использования в производстве стеклянных и базальтовых волокон. 2 табл.

Наверх