12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует




Название12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует
страница1/6
Дата публикации23.07.2013
Размер0.72 Mb.
ТипДокументы
www.lit-yaz.ru > Химия > Документы
  1   2   3   4   5   6

2288095 (13) C1

(51) МПК
B29C 33/62 (2006.01)
B29C 47/62 (2006.01)
C08K 5/54 (2006.01)
C10M 139/02 (2006.01)


(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Статус: по данным на 25.01.2008 - действует






Документ: В формате PDF

(21)

Заявка: 2005133119/04

(22)

Дата подачи заявки: 2005.10.28

(24)

Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.10.28

(45)

Опубликовано: 2006.11.27




(56)

Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2272709 С2.10.07.2005. RU 2195469 C2, 27.12.2002. WO 8809716 A, 15.12.1988. US 4857593 A, 15.08.1989. US 4615858 A, 07.10.1986. US 2431878 A, 30.03.1943.

(72)

Автор(ы): Куликов Олег Леонидович (RU)

(73)

Патентообладатель(и): Куликов Олег Леонидович (RU)




Адрес для переписки: ^ 119526, Москва, пр-кт Вернадского, 101, корп.1, ИПМ РАН, патентный отдел, Г.В. Самохвалову


(54) СПОСОБ ФОРМОВАНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ОРГАНИЧЕСКОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА, СОСТАВ ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРНОГО МАТЕРИАЛА И СМАЗКА

Изобретение направлено на обеспечение условий для улучшения формования полимеров, в частности для формования полимеров при температуре выше 200°С. Описывается способ формования термопластичного органического полимерного материала путем экструзии, включающий введение добавок для улучшения формования, и покрытие, по крайней мере, части твердой стенки устройства формования, находящейся в контакте с формуемым термопластичным материалом, в процессе формования слоем вязкоупругого компаунда, представляющего собой продукт реакции между отвердителем, содержащим бор и кислород, и основным компонентом компаунда, которым служит полимерный материал, способный к реакции с отвердителем, и состав термопластичного полимерного материала. Техническим результатом является увеличение скорости формования, уменьшиние расхода энергии и температуры формования. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 16 ил.

^ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Предлагаемые способ, состав термопластичного органического полимерного материала и смазка с вариантами реализации относятся к переработке термопластических органических полимеров экструзией, инжекционным формованием и раздуванием полимерного рукава. Настоящее техническое предложение также относится к смазочным составам, включающим масло на основе неполярных углеводородов и противозадирные присадки.

Переработка чистых полимеров экструзией или инжекционным формованием, как правило, не производится. На практике перерабатывают «полимерные составы», содержащие разнообразные компоненты в относительно маленьких, но часто критических количествах. Эти компоненты могут быть отнесены к двум классам, а именно добавки для улучшения свойств полимерных изделий и добавки для улучшения формования полимеров. Примеры добавок для улучшения свойств полимерных изделий - это наполнители и заполнители, добавки для улучшения взаимной адгезии компонентов, антиблоковые добавки, добавки, улучшающие диспергирование наполнителей, красители, пластификаторы, разнообразные химические стабилизаторы и антиокислители. Антиблоковые добавки, например, применяют, чтобы уменьшить слипание полимерных пленок между собой. Эти добавки могут включать мелкодисперсные порошки синтетического кварца, диатомовой земли и талька.

Добавки для улучшения формования полимеров, прежде всего, если бы не исключительно, облегчают переработку полимеров. Часто переработка без них не была бы возможной. Особенно важные среди этих добавок - смазки, иногда называемые «анти-адгезивы», которые предотвращают прилипание расплавленного термопластического полимера на поверхность оборудования, например, на винт экструдера, мундштука, роликов, формы для инжекционного формования и т.п. Как исключение из правила, некоторые добавки для улучшения свойств полимерных изделий являются одновременно и добавками для улучшения формования полимеров. Например, стеарат цинка - это одновременно смазка и ингибитор химического разложения полимеров при повышенной температуре.

Когда органические полимеры, которые характеризуются высокой молекулярной массой и узким распределением молекулярной массы, формуются экструзией, то гладкий экструдат может быть получен только ниже определенной скорости формования. Выше этого предела начинает появляться шероховатость. Появление поверхностной шероховатости, известной специалистам как дробление расплава или "акулья кожа", ограничивает производительность формования полимеров в промышленности. Чтобы увеличить скорость формования применяют добавки для улучшения формования полимеров. Использование этих добавок должно задержать, подавить, или устранить появление поверхностной шероховатости.

Некоторые фторированные полимеры (например, Viton от DuPont, Dynamar от 3М, Kynar от Atofina, и т.д.), см., например, [S.Hatzikiriakos and К.Migler Polymer Processing Instabilities: Control and Understanding. Marcel Dekker, 2005, vol. 102. ISBN: 0824753860 /1/], подавляют дробление расплава и появление дефектов типа «акулья кожа». Их применение в качестве добавок обеспечивает более высокую производительность формования экструзией. Такие добавки обычно используются в количестве от 250 до 3000 частей на миллион весовых частей термопластичного полимерного материала. Главная проблема, возникающая в коммерческом использовании этих добавок, - это накопление продуктов разложения добавок на металлических поверхностях, например на винте экструдера и/или на мундштуке. Накопление продуктов разложения происходит часто настолько интенсивно, что необходимо периодически останавливать оборудование для очистки. Известно предложение использовать высокомолекулярный полиэтиленгликоль в качестве добавки для улучшения формования полимеров. [Т.Т.Tikuisis, et al. High molecular weight polyethylene glycol as polymer process aids. US Patent Application 20050070644 A1, March 31, 2005 US Current Class: 524/115 /2/]. Такую добавку предпочтительно использовать в количестве от 200 до 2000 весовых частей на миллион частей полиолефина.

Добавки на основе органосиликонов (например, силоксанов) много лет эффективно используются в промышленности с целью улучшить переработку полимеров инжекционным формованием, облегчить отделение изделий от металлической формы и увеличить скорость формования экструзией. Однако использование этих добавок может быть осложнено трудностью введения их в состав термопластичного полимерного материала. Например, при подаче этих добавок совместно с гранулированным полимерным материалом винт экструдера проскальзывает, и подача материала прекращается. Дополнительно, силоксаны с высокой молекулярной массой - это чрезвычайно гидрофобные вещества, которые характеризуются очень низкой электрической проводимостью. Силоксаны мигрируют к поверхности продукта, и их присутствие понижает адгезию поверхности изделий к ярлыкам и краске, так же как вызывает накопление статического электрического заряда на поверхности. Накопление статического заряда на поверхности полиэтиленовой пленки, полученной с добавками высокомолекулярных силоксанов так велико, что высоковольтный разряд электричества может вызвать возгорание. Компания Dow Corning разработала добавки на основе силоксанов очень высокой молекулярной массы (15-20 миллионов атомных единиц). Добавки представляют собой дисперсию силиконового полимера в полимерной матрице. Использование силоксанов повышенной молекулярной массы устраняет проскальзывание винта и предотвращает миграцию добавок на поверхность полимерных изделий [http://www.dowcorning.com /3/]. Однако положительный эффект достигается при относительно большой концентрации добавок, что ограничивает их использование.

Другой подход предложен в [G.N.Foster, et al. Olefin polymer compositions containing silicone additives and the use thereof in the production of film material. August 13, 1985, US Pat. No. 4535113 US Class: 524/262 /4/], где описаны добавки, основанные на органо-силиконах, которые эффективно уменьшают дробление расплава. Использование блок-сополимеров на основе силоксанов в качестве добавок, чтобы улучшить переработку термопластичных полимеров, известно также из [M.L.DeLucia, et al. Method of thermally processing elastomeric compositions and elastomeric compositions with improved processability. US Patent Application 20050119410 A1; June 2, 2005. US Class: 525/100 /5/]. К сожалению, эффект применения этих органосиликонов часто значительно уменьшается в присутствии других добавок, например стеарата цинка, которые обычно используются как ингибиторы термического разложения полиолефинов. Дополнительно, блок сополимеры на основе силоксанов мигрируют к поверхности изделий.

Применение силиконов, имеющих функциональные гидроксилгруппы, в качестве добавки для улучшения формования полимеров предложено в [D.Hauenstein; et al. Method of modifying polyolefin with diorganopolysiloxane process aid. EP0722981, C 08 L 23/02 /6/]. Развитие метода раскрыто в [Hauenstein, et al., Method for extruding thermoplastic resins, US Patent 6013217. Dec. 22, 1997 /7/], где органосиликоны, имеющие функциональные гидроксилгруппы, добавлены в полиолефины в комбинации с органофосфорным адгезивом. Комплексные добавки для улучшения формования полимеров также предложены в [P.S.Leung, et al. US Patent 4857593, Process for processing thermoplastic organic polymers, August 15, 1989, US Class: 525/92B /8/] и [P.S.Leung, et al., US Pat. No. 4925890, Process for processing thermoplastic organic polymers, May 15, 1990, US Class: 524/133 /9/]. Согласно этим техническим решениям комплексная добавка - это комбинация адгезива и добавки. Предложено использовать, в частности, органосилоксаны со структурой линейного диблок-сополимера ди-алкил-силоксана (di-alkil-siloxane) и алкил-R-силоксана (alkil-R-siloxane) с концевыми группами три-алкил-силокси (tri-alkil-siloxy), где R - моновалентный органический радикал, содержащий по крайней мере одну группу из следующего списка: алкилене оксид- (alkilene oxide), алкокси-(alkoxy-), гидрокси- (hydroxy-), карбокси- (carboxy-), эпокси- (ероху-), амино- (amino-) группы, а алкил (alkil-) радикал в мономере и в концевых группах может содержать от одного (methyl-, т.е. метил радикал) до 12 атомов углерода. Силоксаны используются в комбинации с органофосфорными соединениями, например додекан-фосфорной кислотой (dodecane phosphoric acid). Мы рассматриваем эти известные технические решения как самые близкие к предлагаемому техническому решению.

Использование комплексных добавок известно также из [D.E.Priester, et al. Processing aid system for polyolefins US Patent 5707569, January 13, 1998, US Class: 264/39 /10/], где помимо фторированных полимеров добавки для улучшения формования полиэтилена содержат вещества из следующего ряда: поливинилацетат, сополимер ацетата этилена/винила, сополимер этилена/акриловой кислоты, сополимер этилена/метакриловой кислоты, сополимер этилена/винилового спирта, поливиниловый спирт, иономер. Использование адгезивов для подавления дробления расплава известно из [М.Fujiyama, H.Inata, Melt Fracture Behavior of Polypropylene-Type Resins with Narrow Molecular Weight Distribution. II. Suppression of Sharkskin by Addition of Adhesive Resins, Journal of Applied Polymer Science, 84, (2002) 2120-2127 /11/], где неустойчивость при экструзии полипропилена с узким распределением молекулярной массы была подавлена с использованием добавок с хорошей адгезией к металлу в количестве 3-5%. В [О.Kulikov and К.Hornung, Process and Extrusion die for eliminating surface melt fracture during extrusion of thermoplastic organic polymers, WO 2004/076151 A2, B 29 C 33/56 from 28.02.2003 /12/] было раскрыто, что использование упругого покрытия на поверхности мундштука, обеспечивает одновременно и смазку и подавление дробления расплава при переработке LLDPE экструзией, (см. также [О.Kulikov and К.Hornung, A simple way to suppress surface defects in the processing of polyethylene. J. Non-Newtonian Fluid Mech. 124 (2004) 103-114 /13/]). Применение термопластических эластомеров на основе полиуретанов (ТПЭ) как добавок для улучшения формования полимеров было предложено недавно в [О.Kulikov Novel Processing Additives for extrusion of polyethylene, 13572, Section 6.2.1. - Polymer processing, Proc. World Polymer Congr. MACRO 2004, July 4-9, 2004, Paris, France /14/], [O.Kulikov, The use of dynamic rubber coatings to postpone the onset of melt fracture in processing of PE and PP resins, MP17, Section-Materials processing, Proc. XIVth Int. Congr. on Rheology August 22-27, 2004, Seoul, Korea /15/], [O.Kulikov, K.Hornung, М. Wagner, М.Mueller, "Produktivitat rauf, Kosten runter. Neue Additive für die Kunststoffverarbeitung", Plasverarbeiter, 4 (2005) 68-69 /16/].

Существенный недостаток в использовании ТПЭ в качестве добавок - это ограниченная тепловая стабильность этих полимеров, которые разлагаются при кратковременном нагреве выше 230-250°С и длительном нагреве выше 200°С в присутствии паров воды. Другое неудобство состоит в том, что термопластические эластомеры термодинамически совместимы со многими органическими полимерами, имеющими полярные группы. В промышленности есть потребность в добавках для улучшения формования полимеров на повышенных температурах (выше 200°С) и для формования полимеров с полярными группами, в частности полиуретанов, полиамидов, поликарбонатов, и полисульфонов.

Способ получения эластичного и одновременно пластичного продукта обработкой жидкого полисилоксана оксидом бора был впервые описан в [R.R.McGregor and E.L.Warrick, Treating Silicone Polymer with boric Oxide, US Patent 2431878, Issued Dec.2, 1947 /17/]. «Прыгающая» силиконовая замазка была описана также Джеймсом Райтом в [James G.E. Wright, Process for making puttylike elastic-plastic siloxane derivative composition containing Zinc hydroxide, US Patent 2541851, February 13, 1951 /18/]. Процесс получения подобной замазки включает нагревание смеси жидкого полидиметилсилоксана и от 5 до 25% соединений бора (борной кислоты, буры, или гидролизируемого эфира борной кислоты) до получения твердого упругого продукта, добавление мелкодисперсного неорганического наполнителя и перемешивание до получения замазки. Согласно [James G.E.Wright, Process for making puttylike elastic-plastic siloxane derivative composition containing Zinc hydroxide, US Patent 2541851, February 13, 1951 /18/] процесс изготовления подобной замазки может быть улучшен при использовании катализаторов, например хлорида железа FeCl 3. Свойства продукта можно менять, изменяя содержание соединений бора, а также добавками гидрофильных и гидрофобных компонентов замазки. Прыгающая замазка была переименована позже в "Silly Putty". Способ получения упруговязких материалов на основе органокремниевых составов, с применением катализатора (кислоты Льюиса) описан также в [B.D.Melvin and N.Y.Latham, Organosilicon Compositions, Oct. 31, 1967, US Patent No. 3350344 /19/].
  1   2   3   4   5   6

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconРоссийской федерации (минспорттуризм россии)
Министерстве спорта, туризма и молодежной политики Российской Федерации, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconУстав
Дом мира создан и действует в соответствии с Конституцией Российской Федерации, Федеральным законом «Об общественных объединениях»,...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconПриказ 28 ноября 2008 г. №362 Об утверждении Положения о формах и...
В соответствии с пунктом 9 Положения о Министерстве образования и науки Российской Федерации, утвержденного постановлением Правительства...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconИнформация для участников единого государственного экзамена в 2013 году
Министерства образования и науки Российской Федерации от 28. 11. 2008 г. №362, Указом президента РФ от 13. 03. 1997 №232 «Об основном...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconСтатус и поддержка языкового разнообразия в российской федерации
...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconМинистерство здравоохранения и социального развития российской федерации приказ
Российской Федерации об охране здоровья граждан от 22 июля 1993 г. N 5487-1 (Ведомости Съезда народных депутатов Российской Федерации...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconРоссийской федерации
Российской Федерации, 2004, №28, ст. 2898; 2005, №2, ст. 162; 2006, №19, ст. 2080; 2008, №11 (1 ч.), ст. 1036; №15, ст. 1555; №23,...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconПосольству Российской Федерации в Республике Армения от 26 июля 2012...
Выдача паспорта, удостоверяющего личность гражданина Российской Федерации за пределами территории Российской Федерации

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconВикторина по истории "Государственные символы России"
Популяризация государственных символов Российской Федерации – Флага Российской Федерации, Герба Российской Федерации, Гимна Российской...

12 описание изобретения к патенту российской федерации статус: по данным на 25. 01. 2008 действует iconФедеральный закон
Прокуратура Российской Федерации — единая федеральная централизованная система органов, осуществляющих от имени Российской Федерации...



Образовательный материал



При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
www.lit-yaz.ru
главная страница