Композитный продукт и технологический процесс производства упомянутого продукта - RU2018114462A
Код документа: RU2018114462A
Формула
1. Способ изготовления изделия из вспененного композита целлюлозное волокно-термопласт, включающий:
А) получение сополимерной композиции, которая включает:
по меньшей мере, приблизительно 20% (масс.) сополимера, полученного в результате проведения полимеризации смеси, содержащей:
а) от приблизительно 51% до приблизительно 99,9% (масс.) одного или нескольких основных мономеров,
b) от приблизительно 0,1% до приблизительно 49% (масс.) одного или нескольких ангидридсодержащих мономеров и
с) необязательно от приблизительно 1% до приблизительно 25% (масс.) одного или нескольких других полимеризуемых мономеров; и
ii) необязательно от приблизительно 0,1% до приблизительно 30% (масс.) одного или нескольких эластомерных полимеров при расчете на массу сополимера;
В) объединение от приблизительно 30% до приблизительно 99,9% (масс.) сополимерной композиции с от приблизительно 0,01% до приблизительно 70% (масс.) одного или нескольких целлюлозных волокон при расчете на массу комбинации;
С) подвод определенного количества тепла, энергии смешивания и давления, достаточных для обеспечения прохождения:
смешивания сополимерной композиции и целлюлозных волокон;
реакции между ангидридными группами в сополимере и гидроксильными группами в целлюлозных волокнах; и
производства пенообразователя в качестве побочного продукта реакции в позиции ii) для получения вспениваемой смеси из сополимерной композиции и целлюлозных волокон; и
D) формирование вспененного изделия в результате помещения вспениваемой смеси в операцию формования или экструдирования;
где вспененное изделие включает центральную часть со структурированным пеноматериалом и микровспененную внешнюю часть, которая окружает часть со структурированным пеноматериалом и имеет более высокую плотность, чем центральная часть; и
где микровспененная внешняя часть составляет от приблизительно 5 до приблизительно 22 процентов от совокупной толщины изделия;
отличающийся тем, что, по меньшей мере, 10% целлюлозных волокон были подвергнуты термическому модифицированию до объединения с сополимерной композицией.
2. Способ по п. 1, где целлюлозные волокна были подвергнуты термическому модифицированию в результате проведения тепловой обработки при температуре в диапазоне от 160 до 250°С, таким образом, как от 200 до 230°С, при атмосферном давлении или при температуре, составляющей более, чем 120°С, при повышенном давлении.
3. Способ по п. 1 или 2, где, по меньшей мере, 30% целлюлозных волокон были подвергнуты термическому модифицированию до объединения с сополимерной композицией.
4. Способ по п. 3, где, по меньшей мере, 50% целлюлозных волокон были подвергнуты термическому модифицированию до объединения с сополимерной композицией.
5. Способ по п. 3 или 4, где термически модифицированные целлюлозные волокна смешивают с немодифицированными термически целлюлозными волокнами до объединения с сополимерной композицией.
6. Способ по любому одному из пп. 1-5, где вспененное изделие имеет плотность, составляющую не более чем 1,3 г/см3.
7. Способ по любому одному из пп. 1-6, где основные мономеры выбирают из группы, состоящей из стирольных мономеров и олефиновых мономеров и их комбинаций.
8. Способ по п. 7, где стирольные мономеры выбирают из группы, состоящей из стирола, п-метилстирола, α-метилстирола, трет-бутилстирола, диметилстирола, их бромированных или хлорированных в цикле производных и их комбинаций, а олефиновые мономеры выбирают из группы, состоящей из этилена; пропилена, 1-бутена, 1-пентена, 1-гексена, 1-гептена, 1-октена, 1-нонена, 1-децена, 1-додецена; 2-бутена; 2-пентена; 2-гексена; 2-октена; и их комбинаций.
9. Способ по любому одному из пп. 1-8, где ангидридсодержащие мономеры включают один или несколько мономеров, описывающихся формулами I и II: где каждый из R1, R2 и R4 независимо представляет собой Н или С1-С8 линейный, разветвленный или циклический алкильный или алкенильный радикал, а R3 представляет собой С1-С8 линейную или разветвленную алкильную группу
10. Способ по любому одному из пп. 1-9, где другие мономеры являются одним или несколькими представителями, выбираемыми из группы, состоящей из дивинилбензола; сопряженных диенов; С1-С12 линейных, разветвленных или циклических алкиловых сложных моно- или диэфиров малеиновой кислоты, фумаровой кислоты и итаконовой кислоты; С1-С12 линейных, разветвленных или циклических алкиловых сложных эфиров акриловой кислоты, С1-С12 линейных, разветвленных или циклических алкиловых сложных эфиров метакриловой кислоты; акрилонитрила; метакрилонитрила; и их комбинаций.
11. Способ по любому одному из пп. 1-10, где среднемассовая молекулярная масса для сополимера находится в диапазоне от приблизительно 20000 до приблизительно 1000000.
12. Способ по любому одному из пп.1-11, где эластомерные полимеры выбирают из группы, состоящей из гомополимеров бутадиена или изопрена; статистических, блочных, АВ-двухблочных или АВА-трехблочных сополимеров сопряженного диена со стирольным мономером и/или акрилонитрилом; сополимера ABS; сополимеров С1-С12 линейных, разветвленных или циклических олефинов и С1-С12 линейных, разветвленных или циклических алкиловых сложных эфиров (мет)акриловой кислоты, двухблочных и трехблочных сополимеров стирола-бутадиена, стирола-бутадиена-стирола, стирола-изопрена, стирола-изопрена-стирола, частично гидрированного стирола-изопрена-стирола и их комбинаций.
13. Способ по любому одному из пп.1-12, где целлюлозные волокна имеют диаметр, составляющий, по меньшей мере, 0,1 мкм.
14. Способ по любому одному из пп. 1-13, где вспениваемая смесь содержит одну или несколько добавок, выбираемых из группы, состоящей из термостабилизаторов, светостабилизаторов, пластификаторов, красителей, пигментов; веществ, препятствующих слипанию; антифрикционных веществ; смазок; окрашивающих веществ; антиоксидантов; поглотителей ультрафиолетового излучения; наполнителей; антистатиков; модификаторов ударопрочности, противомикробных веществ и их комбинаций.
15. Способ по любому одному из пп. 1-14, где сополимер и эластомерный сополимер объединяют в результате смешивания в расплаве.
16. Способ по любому одному из пп.1-15, где сополимерную композицию и целлюлозные волокна объединяют в результате смешивания в расплаве.
17. Способ по любому одному из пп. 1-16, где сополимер, целлюлозное волокно и необязательные эластомерные полимеры и/или необязательные другие добавки объединяют в виде сухой смеси и добавляют в экструдер.
18. Способ по любому одному из пп. 1-17, где сополимер и необязательно эластомерный полимер добавляют в первый экструдер, а после этого объединяют с целлюлозным волокном и необязательными другими добавками во втором экструдере.
19. Способ по любому одному из пп. 1-18, где комбинацию из сополимерной композиции и целлюлозных волокон экструдируют в результате смешивания в расплаве при температуре, достаточной для обеспечения течения сополимера, и экструдирования комбинации через экструзионную головку экструдера один или несколько раз.
20. Способ по любому одному из пп. 1-19, где операция экструдирования включает один или несколько одночервячных экструдеров и/или двухчервячных экструдеров.
21. Способ по п. 20, где операция экструдирования включает выдерживание давления в одном или нескольких экструдера, достаточного для предотвращения улетучивания пенообразователя из вспениваемой смеси.
22. Способ по любому одному из пп. 1-21, где пенообразователь, представляющий собой побочный продукт, выбирают из группы, состоящей из водяных паров, диоксида углерода или их комбинаций.
23. Способ по любому одному из пп. 1-22, где операция экструдирования включает выгрузку вспениваемой смеси из экструдера в экструзионную головку или другое профилирующее устройство, что вызывает расширение вспениваемой смеси при формировании вспениваемого изделия, имеющего желательные форму или размер.
24. Способ по п. 1, где операция формования включает:
А) подачу вспениваемой смеси в экструдер для формирования гранул;
В) расположение гранул в пресс-форме, соответствующей желательной форме вспененного изделия; и
С) нагревание пресс-формы и гранул в целях стимулирования расширения гранул и их сплавления для формирования вспененного изделия.
25. Способ по любому одному из пп. 1-24, где вспененное изделие включает микровспененную часть, имеющую плотность в диапазоне от приблизительно 0,6 до приблизительно 1,3 г/см3.
26. Способ по любому одному из пп. 1-24, где вспененное изделие включает структурированную вспененную часть, имеющую плотность в диапазоне от приблизительно 0,45 до приблизительно 0,80 г/см3.
27. Способ по любому одному из пп. 1- 24, где микровспененная часть имеет плотность в диапазоне от приблизительно 0,6 до приблизительно 1,3 г/см3, а структурированная вспененная часть имеет плотность в диапазоне от приблизительно 0,45 до приблизительно 0,80 г/см3.
28. Способ по п. 1, где композит целлюлозное волокно-термопласт компаундируют или другим образом смешивают с одним или несколькими другими полимерами для формирования смеси композита целлюлозное волокно-термопласт.
29. Способ по любому одному из пп. 1-28, где от приблизительно 30% до приблизительно 99,9% (масс.) сополимерной композиции объединяют с от приблизительно 25% до приблизительно 70% (масс.) одного или нескольких целлюлозных волокон при расчете на массу комбинации; отличающийся тем, что целлюлозное волокно было подвергнуто термическому модифицированию до объединения с сополимерной композицией.
30. Способ по любому одному из пп. 1-29, где термическое модифицирование целлюлозного волокна проводят в результате нагревания при температуре в диапазоне от 180°С до 250°С при атмосферном давлении или при температуре в диапазоне от 120°С до 230°С при давлении, большем, чем атмосферное давление.
31. Способ по п. 30, где термическое модифицирование проводят в результате нагревания при температуре в диапазоне от 200°С до 250°С.
32. Способ по п. 30 или 31, где термическое модифицирование имеет место в по существу бескислородной среде.
33. Изделие из композита, изготовленное в соответствии со способом по любому одному из пп. 1-32.
