Улучшенные связующие композиции и их применения - RU2017105098A

1. Водная отверждаемая связующая композиция, содержащая исходные вещества, необходимые для образования термоотверждаемой смолы при отверждении, и матричный полимер, в которой исходные вещества, необходимые для образования термоотверждаемой смолы при отверждении, содержат (i) полигидроксильный компонент и компонент многоосновной карбоновой кислоты, или ее производную в виде ангидрида, сложного эфира или соли, и/или продукт их реакции, или (ii) углеводный компонент и компонент, содержащий азот, и/или продукт их реакции, и в которой матричный полимер выбирается из целлюлозы, крахмала, альгината, гиалуроновой кислоты, и ее производных, производных или сополимеров крахмала, карбоксиметилцеллюлозы (CMC), натрия карбоксиметилцеллюлозы (NaCMC), гидроксипропилцеллюлозы (НРС), 2-гидроксиэтилцеллюлозы (НЕС), хитозана, поливинилов (поливиниловый спирт (PVA), поливинилацетата (PVAc), частично гидролизованного поливинилацетата, полиакрилонитрила (PAN)), полиакрилов, полиакрилата, полиметакрилата, полиакриламида, полиметакриламидов, полиуретанов, сложных полиэфиров, алифатических изоцианатных олигомеров, полимера ацетидиния, их сополимеров и их смесей.

2. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой компонент многоосновной карбоновой кислоты выбирается из мономерных и полимерных многоосновных карбоновых кислот.

3. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 2, в которой компонент многоосновной карбоновой кислоты представляет собой мономерную многоосновную карбоновую кислоту, такую как дикарбоновая кислота, включая, но без ограничения к этому, ненасыщенные алифатические дикарбоновые кислоты, насыщенные алифатические дикарбоновые кислоты, ароматические дикарбоновые кислоты, ненасыщенные циклические дикарбоновые кислоты, насыщенные циклические дикарбоновые кислоты, их гидрокси-замещенные производные, или трикарбоновые кислоты, включая, но без ограничения к этому, ненасыщенные алифатические трикарбоновые кислоты, насыщенные алифатические трикарбоновые кислоты, ароматические трикарбоновые кислоты, ненасыщенные циклические трикарбоновые кислоты, насыщенные циклические трикарбоновые кислоты, их гидрокси-замещенные производные, предпочтительно лимонную кислоту, и их смеси.

4. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой производная соли компонента многоосновной карбоновой кислоты представляет собой аммониевую соль.

5. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой полигидроксильный компонент представляет собой углеводный компонент, выбранный из моносахарида в его альдозной или кетозной форме, включая триозу, тетрозу, пентозу, гексозу или гептозу; или олигосахарида или полисахарида; или компонент, который обеспечивает один или более восстанавливающих сахаров in situ, или их комбинации.

6. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой компонент, содержащий азот, представляет собой аммониевую соль неорганической кислоты, выбранной из фосфорной, серной, азотной и карбоновой кислоты, предпочтительно сульфат аммония или фосфат аммония.

7. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой компонент, содержащий азот, выбирается из полиаминовых соединений с функциональной аминогруппой, содержащих первичную и/или вторичную и/или третичную и/или четвертичную функциональные аминогруппы.

8. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 7, в которой полиаминовое соединение с функциональной аминогруппой имеет формулу H₂NQNH₂, в которой Q представляет собой алкилен, циклоалкилен, гетероалкилен или циклогетероалкилен, каждый из которых является необязательно замещенным.

9. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 7, в которой полиаминовое соединение с функциональной аминогруппой выбирается из диамина, триамина, тетрамина и пентамина, более конкретно 1,6-диаминогексана и 1,5-диамино-2-метилпентана, диэтилентриамина, 1-пиперазинэтанамина и бис(гексаметилен)триамина, триэтилентетрамина, тетраэтиленпентамина, полиэтиленимина (PEI), поливиниламина, простого полиэфирамина, полилизина.

10. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой матричный полимер выбирается из производных целлюлозы, таких как карбоксиметилцеллюлоза (CMC), натрия карбоксиметилцеллюлоза (NaCMC), гидроксипропилцеллюлоза (НРС), 2-гидроксиэтилцеллюлоза (НЕС); наноцеллюлоза, поливинилацетат (PVAc), алифатические изоцианатные олигомеры, хитозан, полимер ацетидиния, или их смесей.

11. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой матричный полимер показывает молекулярную массу в интервале от 500 Дальтон (Да) до 2×10⁶ Да, предпочтительно от 1×10³ до 5×10⁵ Да, более предпочтительно от 5×10⁴ Да до 3×10⁵ Да.

12. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, в которой отношение сухой массы углевода к сухой массе аммониевой соли неорганической или многоосновной карбоновой кислоты или полиаминового соединения с функциональной аминогруппой находится в интервале от около 2 до около 35, предпочтительно от около 2.5 до около 13.

13. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 12, в которой матричный полимер составляет от около 1 до 20% от сухой массы связующей композиции, предпочтительно от около 2 до 18% от сухой массы, более предпочтительно от 5 до 15% от сухой массы композиции.

14. Водная отверждаемая связующая композиция по п. 1, дополнительно содержащая красители, противогрибковые средства, бактерицидные средства, гидрофобы, кремнийсодержащие связывающие средства и/или другие добавки, известные в данной области техники для таких связующих композиций.

15. Водная связующая композиция по любому из пп. 1-14, в которой компонент выбирается из микро-/ или наночастиц, полученных из природных или синтетических полимеров или их комбинации, таких как наноцеллюлозы, или из неорганических материалов, таких как MgO, СаО, Al₂O₃ и CaCO₄, или наноглин, таких как монтмориллонит, бентонит, каолинит, гекторит и галлуазит, и других органически-модифицированных наноглин, и/или их смесей.

16. Набор волокон или частиц, связанный водной отверждаемой связующей композицией по любому из пп. 1-15 или связующим, в результате отверждения любой из отверждаемых связующих композиций по пп. 1-15.

17. Набор волокон по п. 16, представляющий собой изоляционный продукт, такой как минераловатный мат или другое.

18. Набор частиц по п. 16, представляющий собой плиту из древесной массы, такую как древесноволокнистая плита, древесностружечная плита, фанерная или подобная плита.

19. Способ получения набора волокон или частиц по любому из пп. 16-18 отличающийся тем, что он включает последовательное или одновременное нанесение указанных компонентов водной отверждаемой связующей композиции по любому из пп. 1-15, или нанесение водной связующей композиции по любому из пп. 1-15 на набор волокон или частиц; сбор покрытых волокон или частиц в набор; и отверждение, при котором компоненты водной отверждаемой связующей композиции вступают в реакцию с образованием макромолекулярного связующего, и выпаривание воды.

20. Способ по п. 19, отличающийся тем, что отверждение осуществляется при температуре в интервале 90°C - 200°C, предпочтительно выше 140°C, более предпочтительно ниже 190°C, как правило, от 160 до 180°C.

21. Способ по п. 19, отличающаяся тем, что водная связующая композиция наносится путем распыления на набор волокон или частиц.

22. Способ по любому из пп. 19-21, в котором набором является древесноволокнистая плита или древесностружечная плита или подобная древесная плита, подвергнутая прессованию в ходе отверждения.