×
22.01.2020
220.017.f7f6

Результат интеллектуальной деятельности: Эксфолиированный полиуретановый нанокомпозит с полифторалкильными группами

Вид РИД

Изобретение

Аннотация: Изобретение относится к композиционным материалам для спортивных покрытий. Описывается эксфолиированный полиуретановый нанокомпозит с полифторалкильными группами. Композит включает олигобутадиендиол, полиметиленполифениленполиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,3 мас.%, глицерин, дибутилдилауринат олова и модификатор. Причем модификатор представляет собой монтмориллонит, предварительно диспергированный с 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 в ультразвуковом поле с частотой ультразвука 40 кГц при 30°С в среде н-гептана. Изобретение обеспечивает нанокомпозит с повышенной термоокислительной устойчивостью и гидрофобностью. 1 табл., 2 пр.

Изобретение относится к области создания композиционных и нанокомпозиционных материалов и может быть использовано для разработки материалов, применяемых в полимерной индустрии, в частности, для изготовления монолитных спортивных, гидроизоляционных и кровельных покрытий, строительных герметиков и изделий триботехнического назначения.

Известен наноструктурированный полимерный композиционный материал для нанесения покрытий, получаемый смешиванием полиэтилена и мастербатча монтмориллонита, предварительно органомодифицированного смесью четвертичных аммониевых солей (Пат. 2516669 РФ, МПК C08J 3/22, C09D 123/06, C08J 5/20. Опубл. 20.05.2014).

Недостатком указанного наноструктурированного полимерного композиционного материала для нанесения покрытий является технологические трудности для полноценной его реализации, связанные с использованием значительных количеств нанонаполнителя (до 40 мас. %) и взрывоопасных средств вакуумной дегазации.

Известны нанокомпозиционные материалы для применения во многих областях техники, содержащие предварительно обработанные интеркалированные вещества на основе слоистых филлосиликатов и монтморилловые тонкоизмельченные глины (Пат. 2412114 РФ, МПК С01В 33/44, В82В 3/00. Опубл. 20.02.2011).

Недостатками указанных нанокомпозиционных материалов являются сложности для их получения - многостадийность технологии (стадии уменьшения размеров силикатных частиц и их предварительной обработки) и использование прекурсоров.

Известны нанокомпозиты на основе каучука или полипропилена, содержащие заряд-компенсирующие органические ионы (Пат. 2375304 РФ, МПК С01В 33/44, В82В 3/00. Опубл. 10.12.2009).

Многокомпонентность состава и токсичность компонентов композиции (амино-, нитро-, фосфоний-, изоцианатпроизводные канифоли) затрудняют получение данных нанокомпозитов.

Известны композиции для покрытий на основе олигобутадиендиола, содержащие пластификатор, наполнитель, полиизоцианат, катализатор уретанообразования, другие компоненты и органомодифицированный монтмориллонит (Пат. 2448138 РФ, МПК C09D 109/00, C09D 175/14. Опубл. 20.04.2012; Пат. 2448137 РФ, МПК C09D 109/00, C09D 175/14. Опубл. 20.04.2012; Пат. 2448141 РФ, МПК C09K 3/10, C09D 109/0. Опубл. 20.04.2012; Структура и трибологические свойства полидиенуретанов на основе олигомерных композиций, модифицированных полифторалкильным органофильным монтмориллонитом / И.А. Новаков, Н.А. Рахимова, А.В. Нистратов, С.В. Кудашев, С.Ю. Гугина // Трение и износ. - 2011. - Т. 32, №4. - С. 344-354).

Основным недостатком указанных композиций является многокомпонентность состава, высокая вязкость реакционной массы и, как следствие, затрудненность формирования эксфолиированного нанокомпозита из-за сложностей диффузии макромолекул в межслоевые пространства органомодифицированного монтмориллонита.

Известен эксфолиированный нанокомпозит на основе полиэтилена или поликарбоната, содержащий монтмориллонит, предварительно модифицированной четвертичной аммониевой солью, при температуре выше температуры плавления матричного полимера (Пат. 2443728 РФ, МПК C08J 3/22, С01В 33/44, В82В 3/00, B82Y 30/00, В29С 47/10. Опубл. 27.02.2012).

Недостатками указанного эксфолиированного нанокомпозита являются сложность его получения: многостадийность операций, жесткие условия для достижения эксфолиации частиц органомонтмориллонита, возможные деструктивные процессы при высоких температурах.

Наиболее близкой является композиция для спортивных покрытий, включающая олигобутадиендиол, пластификатор, минеральный наполнитель, трехфункциональный спирт, полиметиленполифениленполиизоцианат, оловоорганический катализатор, 2,4,6-три-третбутилфенол, диацетат-ди-ε-капролактамат меди и модифицированный монтмориллонит, полученный диспергированием равных количеств монтмориллонита и 1,1,5-тригидроперфторпентанола-1 (Пат. 2434913 РФ, МПК C09D 175/08, C09D 109/00, C09D 123/20. Опубл. 27.11.2011).

Недостатками указанной композиции являются отсутствие эксфолиированных нанокомпозиционных морфологии, обуславливающих более высокий уровень термоокислительной устойчивости полиуретана, неравномерное распределение частиц в полимерной матрице, и многокомпонентность состава (пластификаторы, противостарители).

Задача: разработка экономически и технологически доступного эксфолиированного полиуретанового нанокомпозита.

Техническим результатом заявляемого способа является повышенная термоокислительная устойчивость и гидрофобность полученного нанокомпозита.

Поставленный технический результат достигается в эксфолиированном полиуретановом нанокомпозите с полифторалкильными группами, включающем олигобутадиендиол, глицерин, полиметиленполифенилен-полиизоцианат с содержанием изоцианатных групп 29,5-31,0%, дибутилдилауринат олова и модификатор, предварительно полученный в результате ультразвукового диспергирования монтмориллонита и полифторированного спирта при нагревании, частоте ультразвука 40 кГц в среде растворителя, при этом в качестве модификатора нанокомпозит содержит монтмориллонит, диспергированный с 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 при 30°С в среде н-гексана при соотношении компонентов, масс. ч.:

монтмориллонит - 100,0

1,1,3-тригидроперфторпропанол-1 - 8,7

н-гептан - 200,0

при следующем соотношении компонентов в нанокомпозите, масс. ч.:

олигобутадиендиол - 100,0

полиизоцианат - 20,0

дибутилдилауринат олова - 0,1

глицерин - 2,0

модификатор - 3,5.

К особенностям состава эксфолиированного полиуретанового нанокомпозита с полифторалкильными группами следует отнести использование полностью эксфолиированного модификатора, что обеспечивает равномерное распределение его частиц в объеме полиуретановой матрицы и, соответственно, более высокий уровень термоокислительной устойчивости и гидрофобных свойств полученного полиуретанового нанокомпозита при меньшем содержании полифторированного спирта в монтмориллоните, чем в указанной выше композиции для спортивных покрытий.

В качестве олигобутадиендиола использовался сополимер бутадиена с изопреном марки ПДИ-1К со средней молекулярной массой 4500 и содержанием гидроксильных групп 0,87% масс. (ТУ 38.103342-88, ОАО «Казанский завод синтетического каучука»). Отверждение композиции проводилось полиметиленполифениленизоцианатом (марка полиизоцианата ПИЦ, ТУ 2224-152-04691277-96) с содержанием изоцианатных групп 29,3% масс. В качестве трехфункционального низкомолекулярного спирта (агент разветвления цепи) использовался глицерин (ГОСТ 6259-75). В качестве оловоорганического катализатора уретанообразования использовался ди-н-бутилдилаурината олова (ТУ 6-02-818-78) в виде 2,5% масс. раствора в уайт-спирите.

Эксфолиированный полиуретановый нанокомпозит с полифторалкильными группами получают при 25°С в течение 30 мин при скорости сдвига 100 с-1.

Пример 1. Получение модификатора.

В реактор помещают 100 масс. ч. монтмориллонита, 8,7 масс. ч. 1,1,3-тригидроперфторпропанола-1 и 200 масс. ч. n-гептана. После чего, указанную смесь диспергирут в ультразвуковом поле в течение 180 мин, температуре 30°С и частоте ультразвука 40 кГц. Полученный монтмориллонит с полифторалкильными группами отделяют, промывают я-гептаном и сушат под вакуумом при 25°С.

Модификатор представлял собой порошкообразный органомодифицированный монтмориллонит с полифторалкильными группами в виде смеси трех основных фракций: 50-100 нм - 10% масс., менее 1 мкм - 80% масс., менее 10 мкм - 10% масс.

Модификатор. ИК спектр Фурье, см-1: 2804-2810 (υС-Н), 1192-1234 (υC-F). Рентгеновская дифрактограмма: межслоевое расстояние d001=1,28 нм (у исходного монтмориллонита d001=1,16 нм).

Пример 2. Получение эксфолиированного полиуретанового нанокомпозита с полифторалкильными группами.

В смеситель с якорной мешалкой помещают 100 масс ч. олигобутадиендиола, 2 масс. ч. трехфункционального низкомолекулярного спирта и 3,5 масс. ч. модификатора, которые подвергают интенсивному перемешиванию при 25°С в течение 15 мин при скорости сдвига 100 с-1. Далее в реакционную массу добавляют 20 масс. ч. полиизоцианата, 0,1 масс. ч. оловоорганического катализатора и продолжают перемешивание еще в течение 15 мин при тех же условиях. Полученная смесь заливается в формы и выдерживается 25 суток при температуре 25°С (метод «холодного» отверждения).

Структура и свойства полученного нанокомпозита представлены в таблице.

Рентгенодифракционные картины образцов регистрировали на дифрактометре ДРОН-3, излучение СиКα (λ=1,5418 ). Исследования термоокислительной устойчивости полимерных образцов осуществляли в воздушной среде на дериватографе «Q-1500D». Оценка гидрофобности материалов проводилась путем измерения краевого угла смачивания на микроскопе «МИН-2М». ИК спектры Фурье веществ снимали на спектрометре «Nicolet-6700».

Таким образом, эксфолиированный полиуретановый нанокомпозит с полифторалкильными группами на основе олигобутадиендиола, содержащий в качестве модификатора монтмориллонит, диспергированный с 1,1,3-тригидроперфторпропанолом-1 при 30°С в среде н-гептана при заданных соотношениях (масс. ч.), обладает повышенной термоокислительной устойчивостью и гидрофобностью.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 151-160 из 362.
19.01.2019
№219.016.b19e

Устройство для контроля состояния воздушных линий электропередачи

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для контроля состояния воздушных линий электропередачи (ВЛЭП), а именно измерения гололедно-ветровых нагрузок и мониторинга температурного режима эксплуатации. Заявленное устройство для контроля состояния воздушных линий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002677498
Дата охранного документа: 17.01.2019
25.01.2019
№219.016.b425

Способ возведения дорожной одежды

Изобретение относится к дорожному строительству, а именно к способу возведения дорожной одежды, и может использоваться на дорогах сельскохозяйственного назначения с малой интенсивностью движения в засушливых регионах России. Способ возведения дорожной одежды заключается в том, что вначале...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002678173
Дата охранного документа: 23.01.2019
08.02.2019
№219.016.b80f

Фторсодержащая полиамидная композиция с пониженной горючестью

Изобретение относится к композиционным материалам с пониженной горючестью, включающим полимерную основу и наполнитель - антипирен, и может быть использовано для производства формованных изделий - нити, пленки и листы, монолитные литьевые образцы. Описана фторсодержащая полиамидная композиция с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679237
Дата охранного документа: 06.02.2019
15.02.2019
№219.016.ba87

Способ получения износостойких покрытий на поверхностях пластин из меди и магниевого сплава

Изобретение может быть использовано при изготовлении, в частности, пар трения, тормозных устройств с использованием технологии получения износостойких покрытий на металлах с помощью энергии взрывчатых веществ (ВВ). Составляют двухслойный пакет, в котором плакирующая пластина выполнена из меди,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679814
Дата охранного документа: 13.02.2019
17.02.2019
№219.016.bbca

Способ определения истинного сопротивления разрыву

Изобретение относится к области определения прочностных свойств конструкционных материалов и может быть использовано для определения истинного сопротивления разрыву. Сущность: испытуемый материал нагружают посредством индентора диаметром D нагрузкой Р, находящейся в диапазоне, соответствующем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680111
Дата охранного документа: 15.02.2019
23.03.2019
№219.016.ec7b

Способ получения композиционного материала из меди, титана и стали

Изобретение может быть использовано при получении износостойких материалов с помощью энергии взрывчатых веществ (ВВ), в частности, при изготовлении пар трения в виде тормозных устройств, предназначенных для эксплуатации в условиях неагрессивных сред. Получают пятислойные заготовки с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002682742
Дата охранного документа: 21.03.2019
30.03.2019
№219.016.f992

Водонабухающая эластомерная композиция

Изобретение относится к водо- и нефтенабухающим эластомерным материалам и может быть использовано при изготовлении резиновых набухающих уплотнительных элементов пакерного оборудования. Техническим результатом является увеличение степени набухания эластомерного материала в 22% водном растворе...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002683462
Дата охранного документа: 28.03.2019
20.04.2019
№219.017.3529

Способ получения слоистого металлополимерного нанокомпозиционного материала путем взрывного прессования

Изобретение относится к получению слоистого металлополимерного материала в виде пластины с основным слоем из политетрафторэтилена (ПТФЭ) и никеля и слоем из ПТФЭ и меди путем взрывного прессования и может быть использовано в промышленности при изготовлении пар трения. В цилиндрической ампуле...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685311
Дата охранного документа: 17.04.2019
20.04.2019
№219.017.3533

Способ получения полимерного покрытия на поверхности алюминия

Изобретение относится к способу получения на поверхности металла, например алюминия, полимерных покрытий, обладающих гидрофобными свойствами, которые могут быть использованы как антиобледенительные покрытия, защитные покрытия для электроники, самоочищающиеся поверхности, а также как покрытия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685354
Дата охранного документа: 17.04.2019
20.04.2019
№219.017.353d

Способ получения полимерного покрытия на поверхности алюминия

Изобретение относится к способу получения на поверхности металла, например, алюминия, полимерных покрытий, обладающих гидрофобными свойствами, которые могут быть использованы как антиобледенительные покрытия, защитные покрытия для электроники, самоочищающиеся поверхности, а также как покрытия...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002685309
Дата охранного документа: 17.04.2019
Показаны записи 21-29 из 29.
13.02.2018
№218.016.22fd

Фторсодержащая полиамидная композиция с пониженной горючестью

Изобретение относится к композиционным материалам с пониженной горючестью, включающим полиамидную основу и антипирен, и может быть использовано для производства формованных изделий, таких как нити, пленки и листы, а также монолитные литьевые образцы. Фторсодержащая полиамидная композиция с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002641931
Дата охранного документа: 23.01.2018
17.02.2018
№218.016.2e33

Способ получения меланина из лузги подсолнечника

Предложенное изобретение относится к получению биополимера растительного происхождения - меланина, обладающего высокой биологической активностью, и может быть использовано для производства биологически активных и пищевых добавок. Способ получения меланина из лузги подсолнечника, включающий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002643932
Дата охранного документа: 06.02.2018
10.05.2018
№218.016.3d72

Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов

Изобретение относится к области биохимии. Предложена композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов. Композиция по массе включает 46,72 % глауконитсодержащего вещества, 5,00 % содержащего бактериальную...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002648168
Дата охранного документа: 22.03.2018
10.05.2018
№218.016.482a

Способ получения сорбента из лузги подсолнечника

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов широкого спектра применения на основе природных полимеров растительного происхождения. Предложен способ получения сорбента из лузги подсолнечника. Способ включает замачивание лузги, сушку до постоянной массы и измельчение с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650979
Дата охранного документа: 18.04.2018
10.05.2018
№218.016.482c

Способ получения сорбента из лузги подсолнечника

Изобретение относится к области получения сорбционных материалов на основе природных полимеров растительного происхождения. Предложен способ получения сорбента из лузги подсолнечника. Осуществляют замачивание лузги, сушку при 80°С до постоянной массы и измельчение до фракции 0,3-0,5 мм....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002650978
Дата охранного документа: 18.04.2018
18.05.2018
№218.016.51e7

Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к составам для очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов. Предложена композиция, включающая глауконитсодержащее вещество, биологически активный ил, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002653135
Дата охранного документа: 07.05.2018
29.05.2018
№218.016.5435

Композиция для биологической очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов

Изобретение относится к области охраны окружающей среды, а именно к составам для очистки грунта, нефтешламов, жидких отходов и сточных вод от органических соединений и нефтепродуктов. Предложена композиция, включающая глауконитсодержащее вещество, биологически активный ил, содержащий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002654045
Дата охранного документа: 15.05.2018
16.06.2018
№218.016.638c

Способ получения меланина из лузги подсолнечника

Изобретение относится к получению биополимера растительного происхождения - меланина, обладающего высокой биологической активностью, и может быть использовано для производства лечебно-профилактических препаратов, биологически активных и пищевых добавок. Способ получения меланина из лузги...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002657499
Дата охранного документа: 14.06.2018
08.02.2019
№219.016.b80f

Фторсодержащая полиамидная композиция с пониженной горючестью

Изобретение относится к композиционным материалам с пониженной горючестью, включающим полимерную основу и наполнитель - антипирен, и может быть использовано для производства формованных изделий - нити, пленки и листы, монолитные литьевые образцы. Описана фторсодержащая полиамидная композиция с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002679237
Дата охранного документа: 06.02.2019
+ добавить свой РИД