PL209690B1

PL209690B1 - Sposób preparacji tworzyw, zabezpieczający przed działaniem promieniowania ultrafioletowego i ozonu

Info

Publication number: PL209690B1
Application number: PL378142A
Authority: PL
Inventors: Wiesław Zadęcki; Dariusz Stachura; Witold Rams
Original assignee: Termo Organika Społka Z Ograniczoną Odpowiedzialnością
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2011-10-31
Also published as: EP1951797A1; RU2406738C2; PL378142A1; WO2007061326A1; UA93891C2; RU2008120100A

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób preparacji i modyfikacji tworzyw, zabezpieczający je przed szkodliwym działaniem promieniowania ultrafioletowego i ozonu oraz ograniczający naprężania miejscowe i rzadzizny, poprawiając ich odporność termiczną przez podwyższenie temperatury zapłonu. Tworzywami podlegającymi preparacji według wynalazku są tworzywa sztuczne, termoplastyczne, chemo- i termoutwardzalne w postaci blokowej, w postaci granulatów spienialnych i spienionych, takich jak styropian oraz poliuretany, gumy i kauczuki, jak również beton cementowy, siarkowy, polimerowy i asfaltowy. Tworzywa zmodyfikowane sposobem według wynalazku mają szerokie zastosowanie w budownictwie, gospodarce i transporcie.

Głównym składnikiem wykorzystywanym w sposobie według wynalazku są związki stylbenowe a zwłaszcza jego pochodne, szczególnie w postaci pochodnych 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, których otrzymywanie ujawnione jest w opisie polskiego zgłoszenia patentowego P. 313640.

Znane jest zastosowanie pochodnych stylbenowych (otrzymanych różnymi sposobami) w produkcji papieru, tkanin i detergentowych środków piorących czy do usuwania plam na materiałach fotograficznych, jak to opisano w opisach patentowych PL 163456; PL 190110; PL 172872; PL 188490 oraz w opisach polskich zgłoszeń patentowych np. P. 342469; P. 353873.

Opis polskiego zgłoszenia patentowego P. 328843 ujawnia sposób znakowania papieru, mas plastycznych i szkieł nieorganicznych przez dodawanie w trakcie ich wytwarzania, w całości lub w niektórych miejscach, substancji zawierających znacznik, będący luminoforem, w którym matrycą są fluorki, korzystnie LaF3 lub KYF4 domieszkowane jonami metali ziem rzadkich, korzystnie Yb, Er, Ho lub Tm. Materiały takie mogą być dodawane jako komponenty bezpośrednio do papieru, tworzywa sztucznego lub szkła bądź w niektóre jego miejsca w postaci innych materiałów nasączonych luminoforów - paski papieru (konfetti), sukna, tworzywa, szkła, itp.

Europejskie zgłoszenie patentowe EP728749 ujawnia zastosowanie związków stylbenowych w postaci kwasu 4,4-dwu-(triazynyloamino)-stylbeno-2,4'-dwusulfonowego jako środków częściowo pochłaniających promieniowanie nadfioletowe (UVA) oraz samoistną użyteczność tych związków w polepszaniu współczynnika ochrony przeciwsłonecznej (SPF) włókienniczych materiałów tkaninowych.

W przypadku tworzyw stosowanych w budownictwie, poddanie ich dział aniu promieniowania ultrafioletowego i ozonu pochodzenia atmosferycznego, powoduje destrukcję wiązań zasadniczych tworzyw, ich depolimeryzację prowadzącą do istotnych zmian parametrów wytrzymałościowych oraz do zmiany barwy i gładkości powierzchni, co ma dodatkowe negatywne skutki w postaci powiększenia powierzchni właściwej, zwiększenia generowania ładunków elektrostatycznych powodujących zarodki rodników pożarów endogenicznych prowadzących do powstawania pożarów egzogenicznych obiektów.

Celem wynalazku jest eliminacja niekorzystnych wpływów promieniowania ultrafioletowego i ozonu na powierzchnie tworzyw, wykorzystywanych głównie w budownictwie i naraż onych na wszelkiego rodzaju działania atmosferyczne na drodze buforowego przetwarzania strumieni energetycznych.

Istotą wynalazku jest sposób preparacji tworzyw, zabezpieczający je przed działaniem promieniowania ultrafioletowego i ozonu charakteryzujących się tym że zaszczepia się pochodne stylbenowe, korzystnie pochodne 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, w temperaturze do 55°C dwuamidem kwasu węglowego w ilości 0,5 do 55 części wagowych w stosunku do masy rzeczonych pochodnych w obecności wody lub bez obecności wody, następnie w temperaturze otoczenia bezpośrednio zadaje się tak przygotowanymi modyfikatorami w skutecznej ilości tworzywa sztuczne, cement, beton i/lub skuteczną ilość rodników aktywnych rzeczonych modyfikatorów wbudowuje się powierzchniowo na tworzywa sztuczne, cement, beton i/lub wprowadza się je przez monomery lub przez składniki reagujące w trakcie utwardzania chemicznego, spieniania, polimeryzacji, kondensacji, a następnie całość homogenizowana jest w czasie od 4 do 10 godzin.

Korzystnie, według wynalazku zaszczepienie pochodnych stylbenowych, korzystnie pochodnych 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, przeprowadza się w obecności wody z wykorzystaniem dwuamidu kwasu węglowego w ilości od 0,5 do 55 części wagowych w stosunku do masy rzeczonych pochodnych.

Korzystnie, według wynalazku pochodne stylbenowe, korzystnie pochodne 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, zaszczepia się dwuamidem kwasu węglowego w postaci stałej o rozdrobnieniu poniżej 40 μm w temperaturze do 55°C, poprzez utarcie składników modyfikatorów w młynie i homogenizacji w temperaturze otoczenia w czasie powyżej 4 godzin, przy czym ilość dwuamidu kwaPL 209 690 B1 su węglowego w stosunku do pochodnych stylbenowych w postaci stałej wynosi od 0,1 do 45 części wagowych.

W przypadku preparacji tworzyw cementowych, korzystne jest wprowadzanie modyfikatorów według wynalazku rozpuszczalnych w wodzie, przez cement i/lub przez wodę zarobową.

Nieoczekiwanie okazało się, iż działanie modyfikatorów według wynalazku może wskazywać, przy stosowaniu badań nieniszczących, na rozmieszczenie wybranych składników w masie wytworzonego tworzywa, np. styropianu, poliuretanu, betonu po uprzednim wprowadzeniu ich do tworzywa bazowego powierzchniowo i/lub w masie tego tworzywa.

Dzięki modyfikacji i preparacji według wynalazku tworzyw, takich jak na przykład betony siarkowe, powstaje orientacja strukturalna spoiwa i aktywacja adhezyjna z wypełniaczami, co zwiększa homogenizację mieszanin, dając w konsekwencji zwiększenie sprawności (mechanicznych i technologicznych), przy znacznym obniżeniu anizotropii układu.

Ponadto preparacja sposobem według wynalazku tworzyw sztucznych, szczególnie spienionych i spienialnych, takich jak styropian, poliuretany, poliolefiny czy ż ywice mocznikowo-formaldehydowe lub rezolowe, powoduje ograniczanie anizotropii, poprawę odporności na promieniowanie ultrafioletowe, neutralizację powierzchniową, ograniczanie napięcia powierzchniowego i zwiększenie adhezji powierzchniowej, co ma duże znaczenie przy procesach łączenia powierzchniowego (klejenie, itp.).

Ochrona przed promieniowaniem ultrafioletowym i ozonem tworzyw spreparowanych sposobem według wynalazku polega na przemianach energetycznych strumieni UV w warstwie powierzchniowej tworzywa w promieniowanie z zakresu widzialnego przez oko ludzkie, eliminując agresywne oddziaływania promieniowania UV na preparowane według wynalazku tworzywo.

Przedmiot według wynalazku przedstawiony jest bliżej w przykładach wykonania:

P r z y k ł a d 1

Do mieszalnika wprowadza się:

100 części wagowych polimeru styrenowego, przeznaczonego do spieniania (np. dostępny handlowo Styropor® - produkowany przez firmę BASF) i 0,5 części wagowych pochodnej 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu zaszczepionej, w temperaturze do 55°C dwuamidem kwasu węglowego w obecności wody, przy czym stosunek wody do dwuamidu wynosi w częściach wagowych jak 5:1, natomiast ilość dwuamidu kwasu węglowego w stosunku do tej pochodnej wynosi 0,6 części wagowych. Następnie uruchamia się mieszalnik o prędkości obrotowej 0,1 m/s w czasie 40 minut. Po opróżnieniu mieszalnika, tworzywo podlega dalszej homogenizacji w temperaturze 20°C w czasie 10 godzin, uzyskując cechy modyfikacji i preparacji według wynalazku i nadaje się do spieniania znanym sposobem.

P r z y k ł a d 2

Do 100 części wagowych polimeru styrenowego, przeznaczonego do spieniania (np. dostępny handlowo Owipian® - produkowany przez firmę Dwory Oświęcim) wprowadzamy pochodne 4,4'-bis(striazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu w ilości 0,8 części wagowych, które uprzednio zhomogenizowane zostały do granulacji 0,15 mm z dwuamidem kwasu węglowego w ilości 1,1 części wagowej. Następnie całość poddaje się homogenizacji w temperaturze 20°C w czasie 4 godzin do uzyskania powierzchniowego zakotwienia dyfuzyjnego na ziarnie Owipianu®, które nadaje się do spieniania znanym sposobem.

P r z y k ł a d 3

Do 100 części wagowych cementu portlandzkiego marki 35, wprowadza się pochodne 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu w ilości 0,8 części wagowych, które uprzednio zhomogenizowane zostały do granulacji 0,15 mm z dwuamidem kwasu węglowego w ilości 1,1 części wagowej. Następnie całość poddaje się homogenizacji w temperaturze 20°C w czasie 4 godzin do uzyskania ujednorodnienia homogenicznego, które nadaje się do sporządzania zapraw, betonów cementowych znanym sposobem.

P r z y k ł a d 4

Do 100 części wagowych poliolu (składnik A) wprowadza się 1 część wagową pochodnej 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, która uprzednio zhomogenizowana została do granulacji 0,15 mm z dwuamidem kwasu węglowego w ilości 1,1 części wagowej. Następnie całość poddaje się homogenizacji w temperaturze 20°C w czasie 4 godzin do uzyskania ujednorodnienia homogenicznego, nadającego się do sporządzania zestawu roboczego, a następnie dodaje się utwardzacz w postaci stechiometrycznej mieszaniny izocjanianów (składnik B) w ilości 110 części wagowych, uzyskując tworzywo spreparowane według wynalazku o gęstości 40 kg/m³ w postaci stałej.

Claims

1. Sposób preparacji tworzyw, zabezpieczający przed działaniem promieniowania ultrafioletowego i ozonu, znamienny tym, że zaszczepia się pochodne stylbenowe korzystnie pochodne 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, w temperaturze 55°C dwuamidem kwasu węglowego w iloś ci 0,5 do 55 części wagowych w stosunku do masy rzeczonych pochodnych w obecnoś ci wody lub bez obecności wody, następnie w temperaturze otoczenia bezpośrednio zadaje się tak przygotowanymi modyfikatorami w skutecznej ilości tworzywa sztuczne, cement, beton i/lub skuteczną ilość rodników aktywnych rzeczonych modyfikatorów wbudowuje się powierzchniowo na tworzywa sztuczne, cement, beton i/lub wprowadza się je przez monomery lub przez składniki reagujące w trakcie utwardzania chemicznego, spieniania, polimeryzacji, kondensacji, a następnie całość homogenizowana jest w czasie od 4 do 10 godzin.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zaszczepienie pochodnych stylbenowych, korzystnie pochodnych 4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, przeprowadza się w obecności wody z wykorzystaniem dwuamidu kwasu węglowego w ilości od 0,5 do 55 części wagowych w stosunku do masy rzeczonych pochodnych.

3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że pochodne stylbenowe, korzystnie pochodne

4,4'-bis(s-triazynylo-)diamino-2,2'-disulfostilbenu, zaszczepia się dwuamidem kwasu węglowego w postaci stałej o rozdrobnieniu poniżej 40 μm w temperaturze do 55°C, poprzez utarcie składników modyfikatorów w młynie i homogenizacji w temperaturze otoczenia w czasie powyżej 4 godzin, przy czym ilość dwuamidu kwasu węglowego w postaci stałej w stosunku do pochodnych stylbenowych wynosi od 0,1 do 45 części wagowych.

4. Sposób według zastrz. 1 albo 3, znamienny tym, że wprowadza się modyfikatory rozpuszczalnie w wodzie przez cement i/lub wodę zarobową.