Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

состав для получения модифицированной бумаги

Классы МПК:D21H17/36 полиалкениловые спирты; простые полиалкениловые эфиры; сложные полиалкениловые эфиры
D21H17/10 фосфорсодержащие соединения
D21H17/24 полисахариды
C08L29/04 поливиниловый спирт; частично гидролизованные гомополимеры или сополимеры эфиров ненасыщенных спиртов с насыщенными карбоновыми кислотами
C08L5/08 хитин; хондроитинсульфат; гиалуроновая кислота; их производные
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2008-01-09
публикация патента:

Изобретение относится к технологии получения синтетической бумаги, в частности к составу для получения модифицированной бумаги с повышенными огне- и теплозащитными свойствами, и может быть использовано в строительстве, самолето-, судо- и автомобилестроении. Предложенный состав включает 5-7%-ный водный раствор поливинилового спирта, 15-20%-ный водный раствор бората метилфосфита и 5-7%-ный водный раствор хитозана при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: поливиниловый спирт - 5-7; хитозан - 5-7; борат метилфосфита - 15-20; вода - 275-266. Изобретение обеспечивает повышение огне- и теплозащитных свойств, стойкости к термоокислительной деструкции модифицированной бумаги. 2 табл.

Изобретение относится к полимерной промышленности, к составу для получения модифицированной бумаги с повышенными огне- и теплозащитными свойствами, которая может найти применение в строительстве, самолето-, судо- и автомобилестроение.

Известен состав для получения огнестойких целлюлозных материалов на основе 25-40% раствора смеси диалкилфосфита с диизоцианатом, взятых в эквимолекулярном соотношении в присутствии триэтиламина при 100-200°С. При обработке целлюлозы предлагаемым составом присоединение диалкилфосфита к целлюлозе происходит через диизоцианат [Авторское свидетельство СССР № 473722, МПК С08В 15/00; опубл. 14.06.75].

Однако данный состав не обеспечивает сохранения прочностных характеристик целлюлозных материалов, достаточной огнестойкости пленок, при этом процесс является трудоемким и требует достаточно высокого интервала температур.

Известен состав в способе получения модифицированных целлюлозных материалов посредством обработки их фосфорной кислотой в присутствии мочевины и термофиксации при 140-160°С с дополнительной обработкой расплавом борной кислоты и термической обработкой при 600-700°С [Авторское свидетельство СССР № 371793, МПК С08В 15/00; опубл. 15.04.78].

Однако данный состав не обеспечивает достаточной огнестойкости пленок, при этом процесс является многостадийным, требует использования сложного аппаратурного оформления и высоких температур.

Наиболее близким является состав, описанный в способе получения модифицированной бумаги и хлопчатобумажной ткани путем обработки фосфорсодержащими и борсодержащими соединениями, при этом бумагу и ткань обрабатывают 2,5-10%-ным водным раствором поливинилового спирта в течение 30-40 мин и сушат при комнатной температуре с последующей обработкой в течение 1-2 мин 5-15%-ным раствором бората метилсульфита и сушкой при комнатной температуре [Патент 2254341, МКП С08В 15/05; опубл. 20.06.05].

Однако данный состав не обеспечивает получение модифицированной бумаги с достаточной огнестойкостью и термостойкостью.

Задача - разработка состава для получения модифицированной бумаги, позволяющего получать ее с повышенными огне- и теплозащитными свойствами.

Техническим результатом является повышение огне- и теплозащитных свойств, стойкости к термоокислительной деструкции модифицированной предлагаемым составом бумаги.

Поставленный технический результат достигается тем, что состав для получения модифицированной бумаги включает 5-7%-ный водный раствор поливиниловый спирт и 15-20%-ный водный раствор борат метилфосфита, при этом состав дополнительно содержит 5-7%-ный водный раствор хитозана при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: поливиниловый спирт-5-7; хитозан - 5-7; борат метилфосфита - 15-20; вода - 275-266.

Борат метилфосфита известен ранее как ингибитор горения (Патент 2278874). Используют хитозан - ТУ 6-09-05-397-75.

Наличие в составе модификатора атомов фосфора и бора, являющихся ингибиторами процессов горения и окисления, позволяет повысить огнезащитные свойства бумаги, увеличить ее стойкость к термоокислительной деструкции. Кроме того, использование в качестве модификатора борат метилфосфита позволяет избежать многостадийности или последующей обработки модифицируемой бумаги.

Использование 5-7 мас.ч. хитозана придает бумаге повышенную прочность при повышенных температурах за счет полициклической структуры хитозана и высокого содержания в нем функциональных групп (-NH2, -ОН, -СН2 OH) и атомов азота и обеспечивает формирование устойчивой структуры бумаги. При концентрации хитозана менее 5 мас.ч. замедляется процесс модификации, при концентрации выше 7 мас.ч. получается очень вязкая реакционная смесь, возникает сложность получения однородного гомогенного продукта.

Использование в составе 5-7 мас.ч. ПВС благоприятно сказывается на процессе модификации бумаги. При увеличении концентрации ПВС выше 7 мас.ч. получается сильно вязкая реакционная смесь, а при уменьшении концентрации ниже 5 мас.ч. не образуется однородного состава с хитозаном.

Использование 15-20 мас.ч. борат метилфосфита позволяет придавать эффект огнезащиты за счет химического взаимодействия функциональных групп (-ОН, -О-В(ОН)-, -О-Р(ОН)-О-), при этом образуется устойчивая структура бумаги с плотной упаковкой и наличием в ее структуре взаимопроникающих сеток.

Использование воды позволяет образовывать гомогенные водные растворы с ПВС, хитозаном и борат метилфосфитом, обеспечивающие в дальнейшем получение однородной бумаги.

Надо отметить, что процесс получения состава для модификации бумаги не продолжителен по времени и не требует высоких температур.

Состав для получения модифицированной бумаги готовят следующим образом.

Навески хитозана и ПВС по отдельности смешивают с водой и оставляют набухать и растворяться на 60 мин при температуре 20-25°С. Навеску борат метилфосфита растворяют в воде в течение 10 мин при температуре 20-25°С. Полученные растворы тщательно перемешивают на магнитной мешалке в течение 10-15 мин при температуре 20-25°С.

Исходные образцы бумаги обрабатывают полученным составом в течение 5-7 мин и сушат в вакууме до постоянного веса.

Пример 1. Образцы бумаги (полоски шириной 1 см и длиной 10 см) обрабатывают составом, включающим 5%-ный водный раствор ПВС, 5%-ный водный раствор хитозана и 15%-ный водный раствор борат метилфосфита на 5-7 мин, после чего пропитанные образцы подвергают сушке в вакууме.

Примеры 2-6 осуществляют аналогично примеру 1.

Состав для получения модифицированной бумаги приведен в таблице 1.

Полученные образцы подвергались исследованию на стойкость к горению (ГОСТ 21793-76), прочность при повышенной температуре (100°С), изменение массы при термоокислительной деструкции. Полученные результаты приведены в табл.2.

Прочность образцов при повышенной температуре определяли по методике, описанной в книге [Практикум по химии и физике полимеров: Учеб. изд. /Под ред. В.Ф.Куренкова. - М.: Химия, 1990. - 304 с.].

Таблица 1
Состав для получения модифицированной бумаги
Компоненты Содержание компонентов в составе, мас.ч.
12 34 56
ПВС5 5 66 77
Хитозан5 5 66 77
Борат метилфосфита 1520 1520 1520
Вода275 270 273268 271266
состав для получения модифицированной бумаги, патент № 2355841
Таблица 2
Свойства модифицированной бумаги
№ образца по примеру Изменение массы при пиролизе при 300°С, % (время пиролиза 20 мин) Стойкость к горению Прочность при 100°С, кгс/см2
1 20 не восплам. 11,7
2 18 не восплам. 12,8
3 21 не восплам. 11,6
4 19 не восплам. 13,3
5 20 не восплам. 12,5
6 18 не восплам. 14,8

Изменение массы образцов при термоокислительной деструкции определяли методом дифференциально-термического анализа [Методы исследования структуры и свойств полимеров / И.Ю.Аверко-Антонович, Р.Т.Бикмуллин; КГТУ. Казань, 2002. - 604 с.]

Из табл.2 видно, что модифицированная бумага обладает повышенными огне- и теплозащитными свойствами. Образцы, обработанные полученным составом, не воспламеняются. Кроме того, данный способ модификации существенно улучшает стойкость бумаги к термоокислительной деструкции за счет стабилизирующего действия атомов азота, фосфора и бора. Высокая прочность модифицированной бумаги при повышенной температуре достигается за счет образования дополнительных межмолекулярных связей при пропитки бумаги полученным составом, а входящие в него атомы азота, бора и фосфора обеспечивают хорошие теплозащитные свойства бумаги.

Таким образом, использование полученного состава позволяет получать модифицированную бумагу с повышенными огне- и теплозащитными свойствами, стойкостью к термоокислительной деструкции.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Состав для получения модифицированной бумаги, включающий 5-7%-ный водный раствор поливинилового спирта и 15-20%-ный водный раствор борат метилфосфита, отличающийся тем, что состав дополнительно содержит 5-7%-ный водный раствор хитозана при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

поливиниловый спирт 5-7
хитозан 5-7
борат метилфосфита 15-20
вода 275-266


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2355841

patent-2355841.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс D21H17/36 полиалкениловые спирты; простые полиалкениловые эфиры; сложные полиалкениловые эфиры

Класс D21H17/10 фосфорсодержащие соединения

Класс D21H17/24 полисахариды

Класс C08L29/04 поливиниловый спирт; частично гидролизованные гомополимеры или сополимеры эфиров ненасыщенных спиртов с насыщенными карбоновыми кислотами

Патенты РФ в классе C08L29/04:
полимерный протонпроводящий композиционный материал -  патент 2529187 (27.09.2014)
композиция для получения гидрофобных огне- и водостойких пленок на основе поливинилового спирта (варианты) -  патент 2520489 (27.06.2014)
полимерный композиционный материал и способ его получения -  патент 2509064 (10.03.2014)
состав и способ получения фильтра на основе пористого поливинилформаля -  патент 2504419 (20.01.2014)
способ получения композиции поливинилового спирта для изготовления пленочных материалов медицинского назначения -  патент 2499012 (20.11.2013)
композиция, не пропускающая кислород -  патент 2495063 (10.10.2013)
водные растворы оптических осветлителей -  патент 2445327 (20.03.2012)
состав и способ получения фильтра на основе пористого поливинилформаля -  патент 2445147 (20.03.2012)
насосная дозирующая головка для ароматизирующего средства -  патент 2443732 (27.02.2012)
отверждаемая водная композиция на основе поливинилового спирта, не содержащая формальдегид -  патент 2430124 (27.09.2011)

Класс C08L5/08 хитин; хондроитинсульфат; гиалуроновая кислота; их производные

Патенты РФ в классе C08L5/08:
гидрогель карбоксиалкиламида хитозана, его приготовление и применение в косметологии и дерматологии -  патент 2476201 (27.02.2013)
биосовместимый биодеградируемый пористый композиционный материал и способ его получения -  патент 2471824 (10.01.2013)
биоразлагаемая пленка на основе пектина и хитозана -  патент 2458077 (10.08.2012)
твердофазный способ получения биоактивного нанокомпозита -  патент 2416389 (20.04.2011)
способ получения жизнеспособных клеток молочной железы -  патент 2409664 (20.01.2011)
новые сшивающие реагенты для получения биосовместимых материалов на основе хитозана -  патент 2408618 (10.01.2011)
способ получения полисахаридных материалов -  патент 2392972 (27.06.2010)
таксаны, ковалентно связанные с гиалуроновой кислотой или производными гиалуроновой кислоты -  патент 2384593 (20.03.2010)
композиция - остеоиндуктор и остеокондуктор, при лечении костной патологии в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии, и способ получения композиции - остеоиндуктора и остеокондуктора, при лечении костной патологии в стоматологии и челюстно-лицевой хирургии -  патент 2383564 (10.03.2010)
комплексная матрица для медико-биологического применения -  патент 2360928 (10.07.2009)

Наверх