Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия

Классы МПК:C08L83/04 полисилоксаны
C08L83/08 содержащие кремний, связанный с органическими группами, содержащими кроме углерода, водорода и кислорода другие атомы
C08L83/10 блок- или графтсополимеры, содержащие полисилоксановые звенья
C08L83/12 содержащие простые полиэфирные звенья
C08J7/00 Химическая обработка или нанесение покрытий на формованные изделия из высокомолекулярных веществ
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Общество с ограниченной ответственностью "Пента-91" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2010-10-19
публикация патента:

Разделительная кремнийорганическая микроэмульсия типа М/В состоит из воды 80-40 мас.% и дисперсной фазы, включающей полидиорганосилоксан общей формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

где R1 - СН3, С2Н3, ОН; R2 - алкил С1 ÷С14, CH2CH2CF3 , С6Н5, (СН2)3ОСН 2(СF2)4Н; х=30-1000, y=0-350, в количестве 10-30 мас.% и эмульгатор - полиоксиалкиленполиорганосилоксановый блок-сополимер общей формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

где R2 имеет вышеуказанное значение, R3 - СН3, C8H 17, C12H25, CH2CH 2CF3, С6Н5; m=10-50, n=50-5, p=3-10; R4-(CH2)3O[CH2 CH2O]a[CH(CH3)CH2 O]bR5; где R5-H, СН3 , С4Н9; а=0-25, b=25-0, в количестве 10-30 мас.%. Технический результат - получение разделительной кремнийорганической микроэмульсии с более длительным сроком использования эмульсии в разбавленном виде для эффективной организации разных технологических процессов. 1 ил., 11 пр.

Рисунки к патенту РФ 2450036

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Изобретение относится к разделительным составам в виде прямых силиконовых микроэмульсий, в частности для использования в производстве и хранении резинотехнических изделий (РТИ). Предлагаемые микроэмульсии могут применяться также в других отраслях промышленности.

Известно одно из ранних изобретений (пат. США 2985545, 1961 г., заявлено в 1958 году), относящихся к проблеме разработки и применения водных эмульсий кремнийорганических полимеров в качестве разделительного агента для высокоадгезивных веществ (невулканизированных резин, синтетического каучука, черных смол, асфальта и др.). Состав эмульсии включает в мас.%: воду (65-98), полидиметилсилоксан с ОН-группами (1,0-35), эмульгатор - поливиниловый спирт (0,1-3,0), метилгидридполисилоксан (0,1-5,0 от массы ПМС), катализатор - дибутил-дилаурат и/или - диацетат олова (0,05-10 от массы ПМС). Продукт наносят на любые целлюлозные материалы: картон, пергамент, целлюлозную пленку и пр., которые служат либо тарой, либо разделяющим материалом для адгезивных веществ. Полимерный слой не загрязняет их, прочно удерживаясь на поверхности тары, что особенно важно при хранении и перевозке, например, вязких лекарственных средств. Однако следует отметить, что предложенная эмульсия довольно сложна по составу и не может без целлюлозной основы использоваться для разделения, например, резинотехнических изделий.

Последующее изобретение, также принадлежащее компании General Electric и относящееся к разделительным составам на основе полисилоксанов для гибких листовых материалов, защищено патентом США 4071644 в 1978 году. Эластичные листы при слеживании прилипают друг к другу, что делает их применение в дальнейшем весьма проблематичным. Для предотвращения слипания на их поверхность наносят смесь жидких органополисилоксанов (вязкость 100-5000 сСт), которые содержат концевые винильные или силанольные группы, и органогидридполисилоксанов, линейных или циклических (вязкость 10-100 сСт). Для сшивания смеси к ним добавляют платиновый катализатор либо наносят его на субстрат предварительно при использовании первого компонента с винильными группами. Количество катализатора 5-50 м.ч. на 106 м.ч. органополисилоксана. Для сшивки смеси полисилоксанов с силанольными группами и органогидридполисилоксанов процесс катализируют солью дибутилолова в количестве 0,1-10% от массы смеси. Разделительные составы наносят на разные субстраты, в т.ч. на каландрированную крафт-бумагу. Предложенные составы не могут быть использованы в качестве разделительных агентов для хранения и транспортировки резиновых и пластмассовых изделий. Сшитые органополисилоксаны, прочно удерживаясь на поверхности полупродуктов, могут отрицательно влиять на свойства готовых изделий.

Американским патентом 6395790, 2002 г., по МПК7 С08K 5/19, защищена эмульсионная кремнийорганическая композиция масло-вода, содержащая воду и до 75 мас.% жидкого силоксана со звеньями RaSIO4-a/2, в которых R-углеводород или гидроксил, а=0-3. Кремнийорганический полимер представляет собой полидиметил- или полиметилфенилсилоксан с вязкостью 10000-1000000 мПа·с, преимущественно 40-300 тыс.мПа·с при 25°С. Для обеспечения устойчивости эмульсии используют катионный эмульгатор (метокси- и этоксисульфат, ацетат, тозилат, фосфат или нитрат) в количестве от 0,5 до 20 мас.%. Средний размер частиц дисперсной фазы составляет преимущественно от 0,3 до 2,0 мкм, что позволяет отнести композицию к макроэмульсиям.

Проведенные нами эксперименты показали, что сильно разбавленные силиконовые микроэмульсии на основе органических эмульгаторов имеют недостаточную стабильность при хранении.

Наиболее близким аналогом нашего технического решения по назначению и составу является кремнийорганическая эмульсия КЭ10-01, которая производится на основе полидиметилсилоксана с концевыми триметилсилильными группами (ПМС-400). Согласно ГОСТу 13032-77, ПМС-400 с вязкостью разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 =385-415 сСт, что соответствует формуле разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 рН водной вытяжки 6,2-7,0 и содержанием массовой доли Si 37,5-38,5. В соответствии с ТУ 6-02-587-75, эмульсия КЭ10-01 содержит 70 мас.% дисперсной фазы, состоящей из полидиметилсилоксана и органического неионогенного поверхностно-активного вещества - смеси этоксилированных алкилфенолов. Гарантированный срок хранения концентрированного продукта составляет 6 месяцев при температуре от -15 до +25°С. Для применения в производстве концентрированную эмульсию разбавляют десятикратным количеством воды.

Существенным недостатком предлагаемой эмульсии является низкая стабильность при разбавлении. При содержании дисперсной фазы 5 мас.%, которая используется в производстве, она сохраняет устойчивость в интервале температур 5-25°С не более суток. В дальнейшем наблюдается ее расслоение, что создает затруднения для использования разбавленной эмульсии в непрерывном производстве.

Задача настоящего изобретения - разработать водоэмульсионный состав на основе кремнийорганических соединений с более длительным сроком использования эмульсии в разбавленном виде для эффективной организации разных технологических процессов.

Для решения поставленной задачи авторами проведены научно-исследовательские работы и производственные испытания, в результате которых разработана кремнийорганическая микроэмульсия типа М/В, состоящая из следующих компонентов:

1) как основа эмульсии - полидиорганосилоксан общей формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

(где R1 - CH3 , C2H3, OH; R2 - алкил C 1÷C14, CH2CH2CF 3, C6H5,

(CH2 )3OCH2(CF2)4H; x=30-1000, y=0-350);

2) в качестве эмульгатора - полиоксиалкиленполиорганосилоксановый блок-сополимер общей формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 , где

R2 имеет вышеуказанное значение; R3 - СН3, C8H 17, C12H25, CH2CH 2CF3, С6Н5; m=10-50, n=50-5, p=3-10;

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 где R5 - H, CH3, C4 H9;

а=0-25; b=25-0 при условии: если а=0, то bразделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 0 и если b=0, то аразделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 0;

3) дисперсионная среда - вода.

Количественное содержание компонентов эмульсии в массовых процентах составляет: вода 80÷40 и дисперсная фаза 20÷60, включающая полидиорганосилоксан 10÷30 и полиоксиалкиленполиорганосилоксановый блок-сополимер 10÷30.

Средний размер частиц микроэмульсии находится в интервале от 40 до 800 нм, который определен на приборе Nanotrac 252 Ultra фирмы Microtrac Flex. Разбавленная водой эмульсия с содержанием дисперсной фазы 1,5-5 мас.% не расслаивается не менее 7 суток.

Для приготовления силиконовой микроэмульсии нами использован известный способ, приведенный, например, в описании к заявке на Европейский патент № 20081124771 китайской компании «Chuzhou Sixin Science and Tech». Согласно способу, к смеси полиорганосилоксанов с низкой (I) и высокой (II) вязкостью добавляют эмульгатор неионогенного типа (III) при соотношении (I):(II):(III)=(5-50):100:(40-150). Компоненты интенсивно перемешивают, добавляют воду и нагревают смесь для образования обратной эмульсии В/М. Полученную эмульсию при снижении температуры, перемешивании и добавлении определенного количества воды переводят в прямую М/В (метод инверсии фаз). При применении продукт дополнительно разбавляют водой до нужной концентрации.

Предложенный нами состав и известный способ получения прямой микроэмульсии может быть проиллюстрирован следующими примерами.

Пример 1.

В емкость загружают в равном количестве по 25 г олигодиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси, в которую добавляют 20 г воды. Затем смесь нагревают до 60°С при интенсивном перемешивании, при этом образуется вязкая обратная эмульсия В/М, в которую, не отключая мешалки, добавляют порционно 30 г воды и снижают температуру эмульсии до 25°С. В результате получают прямую микроэмульсию М/В с концентрацией дисперсной фазы 50 мас.% и средним размером частиц 40 нм.

Размер частиц во всех примерах определяют по прибору Nanotrac 252 Ultra фирмы Microtrac Flex.

Пример 2.

В емкость загружают в равных количествах по 30 г олигодиорганосилоксана формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

и полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси. В смесь добавляют 20 г воды и нагревают ее до 55°С при интенсивном перемешивании. Образуется вязкая обратная эмульсия В/М, в которую, не выключая мешалки, добавляют порционно воду в количестве 20 г и снижают температуру эмульсии до 25°С. Получают микроэмульсию М/В с концентрацией дисперсной фазы 60 мас.% и средним размером частиц 140 нм.

Пример 3.

В емкость загружают 30 г полидиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и 20 г полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси, в которую при работающей мешалке добавляют 25 г воды и нагревают смесь до 75°С. Получают вязкую обратную эмульсию В/М, в которую добавляют 25 г воды при перемешивании. Затем снижают температуру эмульсии до 30°С. В результате образуется прямая микроэмульсия М/В с концентрацией дисперсной фазы 50 мас.% и средним размером частиц 200 нм.

Пример 4.

В емкость загружают по 20 г олигодиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси. В смесь добавляют 20 г воды, не выключая мешалки, и нагревают ее до 65°С. Получают вязкую обратную эмульсию В/М, в которую добавляют 40 г воды и продолжают перемешивание эмульсии. После этого снижают ее температуру до 27°С. В результате образуется микроэмульсия М/В с концентрацией дисперсной фазы 40 мас.% и средним размером частиц 120 нм.

Пример 5.

В емкость загружают 27 г полидиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и 18 г полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Смесь перемешивают до образования однородного состава, в который добавляют 15 г воды, и нагревают его до 65°С при интенсивном перемешивании. Получают вязкую обратную эмульсию В/М, в которую добавляют порционно воду в количестве 40 г, затем снижают температуру эмульсии до 25°С. В результате образуется микроэмульсия М/В с концентрацией дисперсной фазы 45 мас.% и средним размером частиц 760 нм.

Пример 6.

В емкость загружают 20 г олигодиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и 28 г полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Смесь перемешивают до образования однородного состава, в который добавляют 20 г воды, не выключая мешалки, и нагревают ее до 55°С.

При этом образуется вязкая обратная эмульсия В/М, в которую при перемешивании добавляют 32 г воды, а затем снижают ее температуру до 30°С. Получают микроэмульсию М/В с концентрацией дисперсной фазы 48 мас.% и средним размером частиц 300 нм.

Пример 7.

В емкость загружают по 25 г полидиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси. В смесь добавляют 25 г воды, не выключая мешалки, и нагревают ее до 70°С. Получают вязкую обратную эмульсию В/М, в которую добавляют 25 г воды и продолжают перемешивание эмульсии. После этого снижают ее температуру до 27°С. В результате образуется микроэмульсия М/В с концентрацией дисперсной фазы 50 мас.% и средним размером частиц 500 нм.

Пример 8.

В емкость загружают 10 г полидиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и 10 г полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси, в которую добавляют 20 г воды, с последующим нагреванием смеси до 70°С, не выключая мешалки. При этом образуется вязкая обратная эмульсия В/М, в которую при перемешивании добавляют порционно 60 г воды с последующим снижением температуры эмульсии до 25°С. Получают микроэмульсию М/В с концентрацией дисперсной фазы 20 мас.% и средним размером частиц 160 нм.

Пример 9.

В емкость загружают 23 г полидиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и 27 г полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси, в которую добавляют 30 г воды с последующим нагреванием смеси до 60°С при интенсивном перемешивании. Получают вязкую обратную эмульсию В/М, в которую добавляют воду в количестве 20 г при включенной мешалке. Затем снижают температуру до 35°С. При этом образуется микроэмульсия М/В с концентрацией дисперсной фазы 50 мас.% и средним размером частиц 120 нм.

Пример 10.

В емкость загружают 21 г полидиорганосилоксана формулы разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036 и 29 г полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси, в которую добавляют 18 г воды, и нагревают смесь до 75°С при работающей мешалке. При этом образуется вязкая обратная эмульсия В/М, в которую при перемешивании добавляют 32 г воды с последующим снижением температуры до 25°С. В результате получают микроэмульсию М/В с концентрацией дисперсной фазы 50 мас.% и средним размером дисперсных частиц 80 нм.

Пример 11.

В емкость загружают в равных количествах по 10 г олигодиорганосилоксана формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

и полиоксиалкиленполиорганосилоксанового блок-сополимера формулы

разделительная кремнийорганическая микроэмульсия, патент № 2450036

Содержимое перемешивают до образования однородной смеси. В смесь добавляют 20 г воды и нагревают ее до 60°С при интенсивном перемешивании. Образуется вязкая обратная эмульсия В/М, в которую, не выключая мешалки, добавляют порционно воду в количестве 20 г и снижают температуру эмульсии до 20°С. Получают микроэмульсию М/В с концентрацией дисперсной фазы 33 мас.% и средним размером частиц 120 нм.

Высокая стабильность предложенного нами продукта подтверждается сохранением поверхностного натяжения 29,8 мН/м в течение 7 суток для разбавленной эмульсии с содержанием дисперсной фазы 1,5 массовых процентов (фиг.1).

Как показано на графике фиг.1, для разбавленной эмульсии КЭ 10-01 при такой же концентрации дисперсной фазы, которая приготовлена для сравнения с предложенной нами эмульсией (пример 1), поверхностное натяжение падает с 25 до 22,8 мН/м в связи с ее расслоением.

Разработанные нами продукты прошли успешные испытания в качестве разделительной (антиадгезионной) смазки форм в производстве резинотехнических и пластмассовых изделий, конвейерных лент из синтетических каучуков, а также для обработки стеклянной тары и других изделий при хранении.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Разделительная кремнийорганическая микроэмульсия типа М/В, характеризующаяся тем, что она состоит из следующих компонентов: вода 80-40 мас.% и дисперсная фаза, включающая полидиорганосилоксан общей формулы RlSi(CH3)2O[Si(CH 3)2O]x[Si(CH3)R2 O]ySi(CH3)2Rl, где R1 - СН3, С2Н3, ОН; R2 - алкил С1÷С14, CH 2CH2CF3, С6Н5 , (СН2)3ОСН2(СF2) 4Н; х=30-1000, y=0-350, в количестве 10-30 мас.% и эмульгатор - полиоксиалкиленполиорганосилоксановый блок-сополимер общей формулы R3Si(CH3)2O[Si(CH 3)2O]m[SiCH3R4 O]n[SiCH3R2O]pSi(CH 3)2R3 [где R2 имеет вышеуказанное значение, R3 - СН3, C8H 17, C12H25, CH2CH 2CF3, С6Н5; m=10-50, n=50-5, p=3-10; R4 - (CH2)3O[CH 2CH2O]a[CH(CH3)CH 2O]bR5; где R5 - H, СН 3, С4Н9; а=0-25, b=25-0] в количестве 10-30 мас.%.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2450036

patent-2450036.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C08L83/04 полисилоксаны

Патенты РФ в классе C08L83/04:
покрытия для хирургических игл и способы их нанесения -  патент 2526164 (20.08.2014)
керамообразующая резиновая смесь (варианты) -  патент 2519379 (10.06.2014)
применение полиорганосилоксанов при переработке и вулканизации каучука -  патент 2518611 (10.06.2014)
композиционный материал для изготовления композиционных материалов -  патент 2516500 (20.05.2014)
способ получения композиционных частиц -  патент 2516389 (20.05.2014)
смеси, содержащие кремнийорганические соединения, и их применение -  патент 2516298 (20.05.2014)
аминоалкоксимодифицированные силсесквиоксановые адгезивы для улучшения и сохранения адгезии металлов к вулканизированному каучуку -  патент 2516199 (20.05.2014)
олигоэтоксисилоксан (варианты) -  патент 2515327 (10.05.2014)
композиция амортизирующего материала -  патент 2510872 (10.04.2014)
композиция для контроля пенообразования -  патент 2506306 (10.02.2014)

Класс C08L83/08 содержащие кремний, связанный с органическими группами, содержащими кроме углерода, водорода и кислорода другие атомы

Патенты РФ в классе C08L83/08:
вспучивающаяся композиция -  патент 2524600 (27.07.2014)
способ получения композиционных частиц -  патент 2516389 (20.05.2014)
устойчивые к гидролизу трисилоксановые ионные пав, модифицированные органическими группами -  патент 2510917 (10.04.2014)
способ получения модифицированных полимеров из сопряженных диенов, модифицированные полимеры из сопряженных диенов, каучуковые композиции и покрышки -  патент 2484104 (10.06.2013)
неорганическо-органический нанокомпозит -  патент 2434893 (27.11.2011)
силиконовая композиция -  патент 2402581 (27.10.2010)
гидрофобизирующая кремнийорганическая композиция -  патент 2378302 (10.01.2010)
упрочняющее стекловолокно, замасливающая композиция и композит на их основе -  патент 2168471 (10.06.2001)
силоксансодержащие алкоксипроизводные титана в качестве гидрофобизатора целлюлозусодержащих материалов, способ их получения и состав для гидрофобизации -  патент 2021298 (15.10.1994)

Класс C08L83/10 блок- или графтсополимеры, содержащие полисилоксановые звенья

Патенты РФ в классе C08L83/10:
композиционный материал для герметизации -  патент 2502772 (27.12.2013)
способ получения модифицированного сопряженного диенового полимера, модифицированный сопряженный диеновый полимер и резиновая композиция -  патент 2481361 (10.05.2013)
сетки акрилатных поперечно-сшитых силиконовых сополимеров -  патент 2446186 (27.03.2012)
косметические композиции с применением акрилатного поперечно-сшитого силиконового сетчатого сополимера -  патент 2443727 (27.02.2012)
способ получения модифицированного полимера, модифицированный полимер, полученный по данному способу, и каучуковая композиция, его содержащая -  патент 2440384 (20.01.2012)
способ получения и применения композиций, контролирующих пенообразование -  патент 2418612 (20.05.2011)
способ получения модифицированного сопряженного диенового полимера, модифицированный сопряженный диеновый полимер, полученный этим способом, резиновая композиция, содержащая указанный полимер -  патент 2392284 (20.06.2010)
композиции, содержащие полиорганосилоксаны с анионной функциональностью, для гидрофобного модифицирования поверхностей и улучшения доставки активных агентов к поверхностям, обработанным ими -  патент 2271376 (10.03.2006)
галогенированные смоляные композиции -  патент 2213111 (27.09.2003)
композиционный материал с обогащенной полидиметилсилоксаном поверхностью -  патент 2093532 (20.10.1997)

Класс C08L83/12 содержащие простые полиэфирные звенья

Класс C08J7/00 Химическая обработка или нанесение покрытий на формованные изделия из высокомолекулярных веществ

Патенты РФ в классе C08J7/00:
выравнивающая пленка и способ ее изготовления -  патент 2528987 (20.09.2014)
способ модификации поверхности пленки полиэтилентерефталата -  патент 2526385 (20.08.2014)
эластомерное тело с эластичным огнезащитным покрытием -  патент 2521057 (27.06.2014)
авиационное остекление, обладающее солнцезащитными свойствами -  патент 2517491 (27.05.2014)
многослойное покрытие поверхности с барьерным слоем -  патент 2516109 (20.05.2014)
способ производства композитного формованного изделия -  патент 2515522 (10.05.2014)
способ модификации поверхности гранулята полиэтилентерефталата -  патент 2509785 (20.03.2014)
многослойное покрытие поверхности со вспененным поддерживающим слоем -  патент 2505560 (27.01.2014)
способ модификации пенополистирола эмукрилом m или акратамом as -  патент 2504562 (20.01.2014)
состав для нанесения фторполимерного покрытия на полиимидную пленку и устройство для нанесения состава на полиимидную пленку -  патент 2503691 (10.01.2014)

Наверх