улучшенная смазочная композиция для целлюлозно-термопластового композита

Формула изобретения

1. Смазочная композиция, содержащая:

(а) по меньшей мере, один бисамид насыщенной жирной кислоты, обладающий структурой:



где R₁ и R₂ независимо представляют собой насыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от 11 до 35 атомов углерода,

(b) по меньшей мере, один бисамид ненасыщенной жирной кислоты, обладающий структурой:



где R₃ и R₄ независимо представляют собой ненасыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от приблизительно 11 до приблизительно 35 атомов углерода;

(c) по меньшей мере, один дисперсный целлюлозный материал, такой как древесная мука;

(d) по меньшей мере, одну термопластичную смолу, такую как хлопья фракционированного из расплава полиэтилена высокой плотности (ПЭВП);

(e) по меньшей мере, один аппрет для обеспечения аппретирования в паре дисперсный целлюлозный материал (с) - термопластичная смола

(d);

(f) необязательно, по меньшей мере, один неорганический дисперсный материал, выбранный из пемзы и талька; и

(g) необязательно, по меньшей мере, одну дополнительную смазку, такую как стеарат цинка, стеарат натрия, стеарат калия, парафиновый воск, полиэтиленовый воск, индивидуально или в комбинации,

где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 6,9 мас.%, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,14 до приблизительно 7,6 мас.%, совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 8 мас.%, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:19 до приблизительно 6:1.

2. Композиция по п.1, где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) выбирают из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида.

3. Композиция по пп.1 и 2, где бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) выбирают из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида (ЭБО), N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций.

4. Композиция по пп.1 и 2, где аппрет выбирают из группы, состоящей из полиолефинов, привитых малеиновым ангидридом, полиолефинов, замещенных сукцинилангидридом, полиолефинов, привитых акриловой кислотой, полиолефинов, привитых винилацетатом, и их комбинаций.

5. Композиция по пп.1 и 2, где аппрет выбирают из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, привитого малеиновым ангидридом, полиэтилена низкой плотности, привитого малеиновым ангидридом, линейного полиэтилена низкой плотности, привитого малеиновым ангидридом, полиэтиленового воска, привитого малеиновым ангидридом, полипропилена, привитого малеиновым ангидридом, полиэтилена высокой плотности, привитого акриловой кислотой, полиэтилена низкой плотности, привитого акриловой кислотой, полипропилена, привитого акриловой кислотой, сополимера этилен-винилацетат и их комбинаций.

6. Готовое изделие, изготовленное из композиции по пп.1-5, где упомянутое изделие выбирают из группы, состоящей из сплошных или полых целлюлозно-термопластовых композитных профиля, плиты, стержня, пряди, гранулы, обшивки, листа и их комбинаций.

7. Способ получения смазочной композиции, включающий

(i) объединение

(а) по меньшей мере, одного бисамида насыщенной жирной кислоты, обладающего структурой:



где R₁ и R₂ независимо представляют собой насыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от 11 до 35 атомов углерода,

(b) по меньшей мере, одного бисамида ненасыщенной жирной кислоты, обладающего структурой:



где R₃ и R₄ независимо представляют собой ненасыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от приблизительно 11 до приблизительно 35 атомов углерода;

(c) по меньшей мере, одного дисперсного целлюлозного материала, такого как древесная мука;

(d) по меньшей мере, одной термопластичной смолы, такой как хлопья фракционированного из расплава полиэтилена высокой плотности (ПЭВП);

(e) по меньшей мере, одного аппрета для обеспечения аппретирования в паре дисперсный целлюлозный материал (с) - термопластичная смола (d);

(f) необязательно, по меньшей мере, одного неорганического дисперсного материала, выбранного из пемзы и талька; и

(g) необязательно, по меньшей мере, одной дополнительной смазки, такой как стеарат цинка, стеарат натрия, стеарат калия, парафиновый воск, полиэтиленовый воск, индивидуально или в комбинации,

где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 6,9 мас.%, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,14 до приблизительно 7,6 мас.%, совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 8 мас.%, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:19 до приблизительно 6:1;

и

(ii) экструдирование комбинации со стадии (i) при помощи экструдера для получения целлюлозно-термопластового композита.

8. Способ по п.7, где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) выбирают из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида.

9. Способ по п.7, где бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) выбирают из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида (ЭБО), N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций.

10. Способ по п.7, где аппрет выбирают из группы, состоящей из полиолефинов, привитых малеиновым ангидридом, полиолефинов, замещенных сукцинилангидридом, полиолефинов, привитых акриловой кислотой, полиолефинов, привитых винилацетатом, и их комбинаций.

11. Способ по п.7, где аппрет выбирают из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, привитого малеиновым ангидридом, полиэтилена низкой плотности, привитого малеиновым ангидридом, линейного полиэтилена низкой плотности, привитого малеиновым ангидридом, полиэтиленового воска, привитого малеиновым ангидридом, полипропилена, привитого малеиновым ангидридом, полиэтилена высокой плотности, привитого акриловой кислотой, полиэтилена низкой плотности, привитого акриловой кислотой, полипропилена, привитого акриловой кислотой, сополимера этилен-винилацетат и их комбинаций.

Описание изобретения к патенту

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Область техники

Настоящее изобретение относится к композитам. Говоря более конкретно, настоящее изобретение относится к улучшенным композициям смазок для целлюлозно-термопластовых композитов, где композиция смазки содержит смесь между, по меньшей мере, одним бисамидом насыщенной жирной кислоты и, по меньшей мере, одним бисамидом ненасыщенной жирной кислоты.

2. Уровень техники

При всевозрастающем дефиците качественных древесных пиломатериалов наиболее желательным становится поиск альтернативных материалов, которые могут заменить собой древесину. В качестве таких заменителей древесины широко используются композитные материалы, полученные из пластиков и натурального волокна, и использование данных композитных материалов в коммерческих изделиях увеличивается быстрыми темпами. Данные композитные материалы можно использовать в широком ассортименте изделий для конструкционных и декоративных областей применения в архитектуре, а также в областях применения в автомобилестроения. Их можно резать, профилировать, ошкуривать, сверлить и закреплять точно так же, как и натуральную древесину.

Архитектурные изделия, содержащие данные композитные материалы, полученные из пластиков и натурального волокна, зачастую получают в результате экструдирования. Такие архитектурные изделия можно использовать как в бытовых, так и промышленных областях применения, например, при изготовлении напольных покрытий, перильных ограждений, ограждений изгородью, столбов, отделки, формованных изделий, обшивки, кровельной дранки, оконных переплетов, порогов и косяков. Потребители ожидают то, что в сопоставлении с древесиной такие композитные материалы обеспечат достижение больших долговечности и атмосферостойкости при пониженном уровне технического обслуживания. Композитные материалы, полученные из пластиков и природного волокна, в общем случае обладают стойкостью к гниению и повреждению насекомыми.

Доведение до максимума долговечности данных композитных материалов имеет критическое значение для потребителей, но точно так же и для производителей. В общем случае материалы имеют большую стоимость в сопоставлении с натуральной древесиной. Кроме того, они обычно тяжелее древесины, что представляет собой потенциальную трудность для строителей и является источником дополнительных конструкционных проблем для архитекторов и инженеров. Для устранения данных недостатков композитные материалы должны обеспечить достижение исключительных преимуществ с точки зрения долговечности и низкого уровня технического обслуживания.

Композитные материалы, полученные из пластиков и натурального волокна, также можно использовать и при производстве изделий для областей применения в автомобилестроении. Может быть изготовлен широкий ассортимент деталей, таких как ручки, внутренние рукоятки дверей и декоративные панели интерьера; а также скрытых деталей, таких как звукопоглощающие панели, обкладка багажника, чехлы запасных колес, бункеры и основы ковровых покрытий. Такие детали зачастую изготавливают по способу прессования или формования.

Другие варианты использования композитных материалов, полученных из пластиков и натурального волокна, включают листовые заменители древесно-волокнистой плиты, древесно-стружечной плиты и фанеры. Композитные материалы можно использовать для изготовления разнообразных мелких изделий, таких как кашпо, кадки, горшки и рамы для картин.

Подходящие для использования композитные материалы можно получать из различных пластиков, в том числе полиэтилена, полипропилена и сополимера этилен-винилацетат. Для уменьшения стоимости зачастую используют и пластики, переработанные для повторного использования. В особенности хорошо подходящим для использования при изготовлении напольных покрытий, перильных ограждений, ограждений изгородью и в подобных областях применения является полиэтилен высокой плотности (ПЭВП).

Натуральное волокно в композитных материалах используют для уменьшения стоимости и массы композитного материала и для улучшения физических свойств, в частности, жесткости и предела прочности при растяжении. Натуральное волокно превосходит синтетическое волокно, такое как углеродное и стеклянное, поскольку натуральное волокно имеет меньшую стоимость. Натуральное волокно также предпочтительно и в сопоставлении с минеральными наполнителями, такими как тальк и слюда, поскольку натуральное волокно обеспечивает получение более легких композитов. Натуральное волокно обычно представляет собой отходы производства в других процессах. Может быть использована почти что любая дисперсная целлюлоза, в том числе остатки древесины, газет, картона, соломы, отходы сельскохозяйственного производства и растениеводства и тому подобное.

Хорошо известная проблема при создании композитных материалов, получаемых из пластиков и натурального волокна, заключается в несовместимости волокна и пластика. Натуральное волокно является гидрофильным, имеющим множество свободных полярных гидроксильных групп на поверхности. Пластики, которые обычно используют вместе с таким волокном, в общем случае являются гидрофобными. Поэтому пластики с трудом смачивают поверхность натурального волокна и пристают к нему, что для получающегося в результате композитного материала приводит к потере прочности.

Данную проблему можно устранить в результате добавления к композитному материалу аппрета.

Аппреты предположительно исполняют свою функцию в результате прохождения реакции между реакционноспособным ангидридным или кислотным фрагментом и гидроксильными группами на поверхности волокна с образованием сложноэфирного соединительного звена. Гидрофобные полимерные цепи выступают за пределы поверхности волокна, где они могут вступать во взаимодействие с объемом полимерной матрицы. Точная природа взаимодействия будет зависеть от выбора аппрета и полимера и степени кристалличности полимера. В общем случае аппрет используется в качестве переходного мостика, который улучшает адгезию пластика к поверхности натурального волокна. У композитного материала, полученного из пластиков и натурального волокна, улучшенная адгезия в результате может привести к получению улучшенных физических свойств, в частности, пределов прочности при растяжении и при изгибе, стойкости к водопоглощению и ползучести, и к уменьшению линейного коэффициента теплового расширения (ЛКТР).

В случае необходимости переработки композитного материала, полученного из пластиков и натурального волокна, по способу экструдирования для содействия прохождению композитного материала через экструзионную головку обычно добавляют смазку. Система без надлежащего смазывания будет приводить к экструдированию композита при различных скоростях. Для композита это может в результате привести к получению различных неприемлемых физических недостатков в диапазоне от чешуйчатого внешнего вида в случае дефекта «акулья шкура» до пилообразных рваных кромок.

Обычно используемой системой смазки является смесь между стеаратом цинка и N,N'-этиленбисстеарамидным (ЭБС) воском. Другие смазки включают стеарат кальция, стеарат магния, неметаллические стеараты; парафиновый воск, воскообразный сложный полиэфир, полипропиленовый воск, бисамиды, полученные из жирных кислот, этиленбисолеамид, сложные эфиры, такие как стеарилстеарат, дистеарилфталат, пентаэритритадипинат-стеарат, этиленгликольдистеарат, пентаэритриттетрастеарат, глицеринтристеарат, полиэтиленгликоль-400-моностеарат, глицеринмоноолеат, глицериндистеарат и смешанные сложные эфиры сложных модифицированных жирных кислот.

К сожалению, было обнаружено то, что обычно используемая система смазки стеарат цинка-ЭБС создает помехи для действия аппретов. Предположительно, за помехи несет ответственность стеарат цинка, взаимодействующий с олефиновыми аппретами, привитыми малеиновым ангидридом. Стеаратное кольцо раскрывается и этерифицируется ангидридной группой, в то время как цинк образует комплекс с получающимся в результате карбоксилатом. После этого аппрет обеспечивает достижение значительно меньшего улучшения физических свойств композитного материала, полученного из пластиков и натурального волокна, в сопоставлении с ожидаемым.

В таких коммерческих композитных материалах, полученных из пластиков и натурального волокна, используют систему смазки стеарат цинка/этиленбисстеарамид без какого-либо аппрета. Данные рецептуры достаточно легко подвергаются экструдированию и обеспечивают получение продукта, обладающего превосходным внешним видом. В сопоставлении с физическими свойствами натуральной древесины соответствующие свойства данных композитов неудовлетворительны.

В патенте США № 4791020 описывают композиты, полученные из целлюлозного волокна, диспергированного в матрице полиэтилена и изоцианата и связываемого с ней во время последующих экструдирования и/или формования. Как утверждается, изоцианат улучшает адгезию между целлюлозным волокном и полиэтиленом, что для композита в результате приводит к получению улучшенных механических свойств при растяжении.

В патенте США № 5326513 описывают способ и устройство для изготовления плит на основе волокна из пластика, полученных с использованием шариков из пеностекла, вспученной глины, гранул пемзы, слюды или подобного материала и вспененного органического связующего, такого как эпоксидная смола, ПУ-фенольная смола и тому подобное. Связующее перемешивают с шариками, вспенивают и отверждают в матричном пространстве, образованном между двумя формующими пластинами (1, 2), расположенными друг от друга на определенном расстоянии. При получении в особенности легкой, но стабильной плиты на основе волокна из пластика для вмещения смеси, расположенной между двумя формующими пластинами во время прессования и до затвердевания, предусматривается наличие равномерно распределенных углублений, раскрывающихся в направлении внутренних сторон пластин. Устройство, используемое для реализации способа, включает две формующие пластины (1, 2), которые сводят друг с другом в прессе для уплотнения материала, расположенного между ними. На внутренней поверхности каждой формующей пластины (1, 2) предусматривается наличие множества равномерно распределенных конических формующих тел (4, 5), у которых площади поперечных сечений, расположенных параллельно поверхности формующей пластины, уменьшаются в направлении другой формующей пластины.

В патенте США № 5516472 описывают аппаратуру и способ для объединения органического волокнистого материала и термопластового материала в целях получения композита, имитирующего древесину. Перемешанный материал экструдируют в систему экструзионных головок, включающую переходную экструзионную головку, свивающую экструзионную головку и формующую экструзионную головку. Расход материала через систему экструзионных головок выравнивают в результате предварительного формования перемешанного материала при помощи переходной экструзионной головки до получения профиля, приближающегося по форме к конечному продукту, свивания материала при помощи свивающей экструзионной головки до получения индивидуальных прядей и прессования индивидуальных прядей при помощи формующей экструзионной головки после их выхода из свивающей экструзионной головки. Система экструзионных головок также может включать и адаптирующую экструзионную головку, расположенную в промежутке между экструдером и переходной экструзионной головкой, которая исполняет функцию регулирования количества перемешанного материала, который поступает в систему экструзионных головок. Также предусматривается и продукт, полученный из пригодных для вторичного использования материалов, раздробленных и перемешанных для получения в низкотемпературном экструдере композита, имитирующего древесину.

В патенте США № 6265037 описывают улучшенный композитный конструкционный элемент, включающий конструкционный элемент сложного профиля, изготовленный из композита, содержащего полипропиленовый полимер и древесное волокно. Материал является подходящим для использования в обычных областях применения в строительстве. Сложный профиль в форме экструдированного термопластичного композитного элемента можно использовать в описанных конструкциях бытового и промышленного назначения. Предпочтительно конструкционный элемент используют при изготовлении компонентов оконно-дверных конструкций, таких как окна и двери. Для получения конструкционных элементов в блоках оконно-дверных конструкций такие линейные элементы разрабатывают имеющими формы поперечных сечений специальной конфигурации. Конструкционные элементы должны обладать прочностью, термостойкостью и атмосферостойкостью, достаточными для обеспечения изготовления конструкционно-прочного оконного блока, который может легко устанавливаться в оконном проеме, но может сохранять свои привлекательный внешний вид и структурную целостность в течение срока службы оконного блока, зачастую составляющего двадцать лет и более. Конструкционный элемент имеет полое сложное поперечное сечение при наличии, по меньшей мере, одного структурного полотна или одного крепежного полотна, сформованных в компоненте. Внешняя сторона экструдированного компонента имеет видимый слой защитной пленки и подвергается профилированию и адаптированию для установки в оконных проемах. Внешняя сторона также включает профиль и компоненты, способные обеспечить опору для элементов блока оконно-дверной конструкции, такого как блок окна, оконной створки или сдвижной дверной створки. Улучшенные полипропиленовые конструкционные элементы демонстрируют уникальные преимущества и могут быть собраны по способам сварки термопластов.

В патенте США № 6344504 описывают экструдированный материал, моделирующий древесину, который характеризуется высоким уровнем содержания целлюлозного материала и, прежде всего, присутствием порошкообразного термопластового материала.

В патенте США № 6498205 описывают экструдируемый древесный композит, который содержит целлюлозный материал и порошкообразный термопластовый материал.

В патенте США № 6632863 описывают гранулу целлюлоза/полиолефин, содержащую полиолефиновый материал и целлюлозный материал. Гранулу можно подвергать концентрированию, так что она будет содержать менее чем приблизительно 20% (масс.) полиолефинового материала, и, по меньшей мере, приблизительно 55% (масс.) целлюлозного материала. Гранулы можно транспортировать до удаленного местоположения производства, где их можно перемешивать с дополнительным полиолефиновым материалом до получения синтетического древесного компонента.

В патенте США № 6682789 описывают элемент, включающий сложный профиль, изготовленный из композита, содержащего полипропиленовый полимер и древесное волокно. Композит является подходящим для использования в областях применения в строительстве. Профиль можно использовать в конструкциях бытового и промышленного назначения. Элемент используют при изготовлении компонентов оконно-дверных конструкций, таких как окна и двери. Элементы обладают прочностью, термостойкостью и атмосферостойкостью. Элемент имеет сложное поперечное сечение при наличии, по меньшей мере, одного структурного полотна или одного крепежного полотна. Внешняя сторона может иметь защитную пленку и подвергается профилированию для использования в блоке оконно-дверной конструкции, таком как блок окна, оконной створки или сдвижной дверной створки. Элементы могут быть собраны по способам термической сварки.

В патенте США № 7151125 описывают экструдируемый состав, способ экструдирования с использованием полимера, целлюлозного волокна и, по меньшей мере, одной смазки, выбираемой из группы, состоящей из этоксилированных сложных эфиров гидантоинов, этоксилированных сложных эфиров сорбита и сорбитана и этиленбисамидов, полученных из жирных кислот, содержащих 6-10 атомов углерода, и композиты, изготовленные по таким способам, которые моделируют обычно используемые древесные продукты. Еще один вариант реализации изобретения относится к композиции, содержащей полимер, целлюлозное волокно из отходов сельскохозяйственного производства и смазку, содержащую смесь между алкиленбисамидом, полученным из С₁₀-С₁₈ жирной кислоты, и щелочноземельной солью жирной кислоты.

В патентной заявке США № 2001/0051243 описывают улучшенный композитный конструкционный элемент, включающий конструкционный элемент сложного профиля, изготовленный из композита, содержащего полипропиленовый полимер и древесное волокно. Материал является подходящим для использования в обычных областях применения в строительстве. Сложный профиль в форме экструдированного термопластичного композитного элемента можно использовать в описанных конструкциях бытового и промышленного назначения. Предпочтительно конструкционный элемент используют при изготовлении компонентов оконно-дверных конструкций, таких как окна и двери. Для получения конструкционных элементов в блоках оконно-дверных конструкций такие линейные элементы разрабатывают имеющими формы поперечных сечений специальной конфигурации. Конструкционные элементы должны обладать прочностью, термостойкостью и атмосферостойкостью, достаточными для обеспечения изготовления конструкционно-прочного оконного блока, который может легко устанавливаться в оконном проеме, но может сохранять свои привлекательный внешний вид и структурную целостность в течение срока службы оконного блока, зачастую составляющего двадцать лет и более. Конструкционный элемент имеет полое сложное поперечное сечение при наличии, по меньшей мере, одного структурного полотна или одного крепежного полотна, сформованных в компоненте. Внешняя сторона экструдированного компонента имеет видимый слой защитной пленки и подвергается профилированию и адаптированию для установки в оконных проемах. Внешняя сторона также включает профиль и компоненты, способные обеспечить опору для элементов блока оконно-дверной конструкции, такого как блок окна, оконной створки или сдвижной дверной створки. Улучшенные полипропиленовые конструкционные элементы демонстрируют уникальные преимущества и могут быть собраны по способам сварки термопластов.

В японском патенте JP 08239535 A2 сообщают об использовании при получении композитов ПВХ-древесина одного или нескольких бисамидов или амидов диалкилкарбоновых кислот.

В японском патенте JP 08302129 A2 сообщают об использовании при получении термически вспененных композитов ПВХ-древесина одного или нескольких амидов или бисамидов.

Описания предшествующих документов во всей своей полноте посредством ссылки включаются в настоящий документ.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

На известном уровне техники предполагается желательность удаления стеаратов металлов из рецептур композитов, но не сообщается о возможности достижения этого при одновременном сохранении в рецептуре знакомого, недорогого и широко используемого этиленбисстеарамида.

Настоящее изобретение относится к композиции, которая способствует переработке и изготовлению целлюлозно-термопластового композита. Данная композиция представляет собой неожиданную и синергетическую комбинацию бисамида жирной кислоты (а), обладающего структурой:

где R₁ и R₂ независимо представляют собой насыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от приблизительно 11 до приблизительно 35 атомов углерода, предпочтительно с соотношением в диапазоне от приблизительно 1:19 до приблизительно 9:1, и жирного амида (b), обладающего структурой:

где R₃ и R₄ независимо представляют собой ненасыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от приблизительно 11 до приблизительно 35 атомов углерода; дисперсной целлюлозы (с); термопласта (d); и аппрета (е) для обеспечения аппретирования в паре дисперсная целлюлоза (с)-термопласт (d). Данная комбинация делает возможным экструдирование композитов при скоростях, которые превосходят скорости, получаемые в случае системы стеарат металла/этиленбисстеарамид, при одновременном обеспечении достижения существенного улучшения механических свойств, таких как предел прочности при изгибе и водопоглощение.

Настоящее изобретение также относится к способу экструдирования комбинации бисамида насыщенной жирной кислоты (а), ненасыщенного бисамида (b), дисперсной целлюлозы (с), термопласта (d) и аппрета (е) при помощи экструдера для получения целлюлозно-термопластового композита.

Говоря более конкретно, настоящее изобретение относится к композиции, содержащей:

(а) по меньшей мере, один бисамид насыщенной жирной кислоты, обладающий структурой:

где R₁ и R₂ независимо представляют собой насыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от 11 до 35 атомов углерода,

(b) по меньшей мере, один бисамид ненасыщенной жирной кислоты, обладающий структурой:

где R₃ и R₄ независимо представляют собой ненасыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от приблизительно 11 до приблизительно 35 атомов углерода;

(с) по меньшей мере, один дисперсный целлюлозный материал;

(d) по меньшей мере, одну термопластичную смолу;

(е) по меньшей мере, один аппрет для обеспечения аппретирования в паре дисперсный целлюлозный материал (с)-термопластичная смола (d);

(f) необязательно, по меньшей мере, один неорганический дисперсный материал; и

(g) необязательно также можно добавлять и другие смазки, такие как нижеследующие, но не ограничивающиеся только этим: полиэтиленовые воска, парафиновые воска, карбоксилаты щелочных металлов, такие как стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации.

В еще одном аспекте настоящее изобретение относится к способу получения композиции, включающему

(i) объединение

(а) по меньшей мере, одного бисамида насыщенной жирной кислоты, обладающего структурой:

где R₁ и R₂ независимо представляют собой насыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от 11 до 35 атомов углерода,

(b) по меньшей мере, одного бисамида ненасыщенной жирной кислоты, обладающего структурой:

где R₃ и R₄ независимо представляют собой ненасыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от приблизительно 11 до приблизительно 35 атомов углерода;

(с) по меньшей мере, одного дисперсного целлюлозного материала;

(d) по меньшей мере, одной термопластичной смолы;

(е) по меньшей мере, одного аппрета для обеспечения аппретирования в паре дисперсный целлюлозный материал (с)-термопластичная смола (d);

(f) необязательно, по меньшей мере, одного неорганического дисперсного материала; и

(g) необязательно также можно добавлять и другие смазки, такие как нижеследующие, но не ограничивающиеся только этим: полиэтиленовые воска, парафиновые воска, карбоксилаты щелочных металлов, такие как стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации,

и

(ii) экструдирование комбинации со стадии (i) при помощи экструдера для получения целлюлозно-термопластового композита.

В еще одном другом аспекте настоящее изобретение относится к изделию, изготовленному из описанной ранее композиции, где изделие выбирают из группы, состоящей из сплошных или полых целлюлозно-термопластовых композитных профиля, плиты, стержня, пряди, гранулы, обшивки, листа и их комбинаций.

Предпочитается, чтобы алкильные группы R₁ и R₂ в вышеупомянутых насыщенных бисамидах представляли бы собой линейные насыщенные гидрокарбильные группы и чтобы алкильные группы R₃ и R₃ в вышеупомянутых ненасыщенных бисамидах представляли бы собой линейные ненасыщенные гидрокарбильные группы.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ВАРИАНТА (ВАРИАНТОВ) РЕАЛИЗАЦИИ

В рецептуре целлюлозно-термопластовых композитов возможность использования аппрета является наиболее желательной. Аппреты могут обеспечить достижение значительного улучшения физических свойств целлюлозно-термопластовых композитов, но при экструдировании целлюлозно-термопластовых композитов, содержащих аппрет, сталкиваются с повышенными трудностями, что требует использования дополнительного количества смазки. Дополнительная смазка может значительно уменьшить ожидаемое улучшение физических свойств.

В соответствии с настоящим изобретением в настоящее время было обнаружено то, что использование аппрета в комбинации с (а) бисамидом насыщенной жирной кислоты и (b) бисамидом ненасыщенной жирной кислоты при соотношении между количествами (а) и (b) в диапазоне от приблизительно 1:19 до приблизительно 9:1 позволяет устранить данные проблемы с переработкой, делая возможным экструдирование целлюлозно-термопластового композита, обладающего полностью удовлетворительным внешним видом, при большей скорости в сопоставлении с той, которую получают в случае сравнительной рецептуры, содержащей систему стеарат цинка/этиленбисстеарамид и не содержащей аппрета, при одновременном обеспечении получения улучшенных механических свойств, таких как повышенные предел прочности при изгибе и стойкость к водопоглощению.

Комбинация бисамида насыщенной жирной кислоты (а) и бисамида ненасыщенной жирной кислоты (b) выступает в роли смазки, которая не ухудшает функционирование аппрета (е), который также присутствует. Как описывалось ранее, в структуре бисамида насыщенной жирной кислоты (а) R₁ и R₂ представляют собой независимо выбираемые насыщенные гидрокарбильные группы, содержащие от 11 до 35 атомов углерода. Предпочтительно R₁ и R₂ представляют собой независимо выбираемые насыщенные линейные гидрокарбильные группы, содержащие от 15 до 22 атомов углерода. Примеры бисамидов жирных кислот (а), которые можно использовать в практике настоящего изобретения, включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: N,N'-этиленбиспальмитамид, N,N'-этиленбисстеарамид (ЭБС), N,N'-этиленбисарахидамид, N,N'-этиленбисбегенамид и тому подобное и их комбинации. В структуре бисамида ненасыщенной жирной кислоты (b) R₃ и R₄ представляют собой независимо выбираемые насыщенные линейные гидрокарбильные группы, содержащие от 11 до 35 атомов углерода. Предпочтительно, R₃ и R₄ представляют собой независимо выбираемые насыщенные линейные гидрокарбильные группы, содержащие от 15 до 22 атомов углерода. Примеры бисамидов ненасыщенных жирных кислот (b), которые можно использовать в практике настоящего изобретения, включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: N,N'-этиленбиспальмитолеамид, N,N'-этиленбисолеамид (ЭБО), N,N'-этиленбисэлаидамид, N,N'-этиленбисгондамид, N,N'-этиленбисэрукамид, N,N'-этиленбисбрассидамид и тому подобное и их комбинации.

Композиция необязательно может содержать другие смазки (g), такие как нижеследующие, но не ограничивающиеся только этим: полиэтиленовые воска или парафиновые воска. Коммерчески доступные примеры таких смазок включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: полиэтиленовые воска серии А-С® (Honeywell). Другие необязательные смазки включают карбоксилаты щелочных металлов, такие как стеарат натрия, стеарат калия или их комбинации.

Композиция необязательно может содержать неорганический дисперсный материал (f), которым может являться любая дисперсная неорганика, которая может создавать в композиции смазывающее действие. Смазывающее действие таково, что оно может облегчать экструдирование целлюлозно-термопластового композита при эквивалентной скорости в сопоставлении с обычно используемыми композициями смазок на основе системы стеарат цинка/ЭБС, которые не используют совместно с аппретом (е). Примеры подходящих для использования разновидностей дисперсной неорганики (f) включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: пемза, оксид алюминия, диатомовая земля, стекло, диоксид кремния, диоксид титана, оксид железа, оксид цинка, оксид магния, керамические материалы, гидраты силиката кальция, микросферы, перлит, цеолиты, глина, каолин, метакаолин, слюда, карбонат кальция, эмульсия полимерной смолы, волластонит, тальк, диоксид титана, сульфат бария, сульфат кальция, акриловые смолы, вермикулит, микросферы, гипс, алюминат кальция, оксид магния и тому подобное и их комбинации. Предпочтительными разновидностями дисперсной неорганики (f) являются пемза и тальк. Наиболее предпочтительным пемзовым продуктом (f) является тонкоизмельченная порошкообразная пемза, например, та, которую получают как VitroCo (Vitrolite), Elkem (Sidistar), Hess, и их комбинации. Наиболее предпочтительными тальковыми продуктами (f) являются пластинчатые, высокочистые разновидности талька, например, те, которые продаются как Silverline 002 и Silverline 403 в компании Luzenac America Corporation. Специалисты в соответствующей области техники должны осознавать то, что могут быть использованы одна или несколько разновидностей дисперсной неорганики (f).

Целлюлозными дисперсными материалами (с) может являться любая известная обычно или коммерчески используемая дисперсная целлюлоза, которую можно использовать в целлюлозно-термопластовых композитах. Примеры подходящих для использования разновидностей дисперсной целлюлозы (с) включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: древесная целлюлоза, древесные частицы, древесная щепа, измельченная древесная масса, древесная мука, древесная стружка, древесные шпоны, древесно-слоистые пластики, опилки, целлюлозная масса на основе бумаги, газет, картона, соломы, люцерны, пшеницы, хлопок, стебли кукурузы, сердцевины кукурузных початков, рисовые отруби, луковицы риса, скорлупа кокосового ореха, шелуха арахисового ореха, выжимки сахарного тростника, бамбуковое, пальмовое волокно, пенька, лен, кенаф, растительное волокно, растительная фибра, вискоза, злаковые травы, волокно древесной целлюлозной массы, рис, рисовое волокно, эспарто, волокно эспарто, лубяное волокно, джут, джутовое волокно, льняное волокно, конопля, волокно конопли, лен, льняное волокно, рами, волокно рами, листовое волокно, абака, манильская пенька, сизаль, волокно сизаля, химическая целлюлозная масса, хлопковое волокно, волокно соломы, травяное волокно, овес, овсяная мякина, ячмень, ячменная мякина, скорлупа грецкого ореха, семенное зерно в состоянии муки и раздробленном состоянии, клубнеплоды, картофель, корнеплоды, тапиока, корнеплод тапиоки, кассава, корнеплод кассавы, маниок, корнеплод маниока, сладкий картофель, маранта, сердцевина саговой пальмы, стебли, лузга, шелуха, плоды, волокно вторично используемой бумаги, вторично используемые коробки, волокно вторично используемых коробок, вторично используемые газеты, волокно вторично используемых газет, вторично используемая бумага для компьютерной распечатки, волокно вторично используемой бумаги для компьютерной распечатки, отходы молотьбы, волокно древесины лиственных пород, волокно древесины хвойных пород, газетная бумага, размолотая газетная бумага, бумага журналов, размолотая бумага журналов, бумага книг, размолотая бумага книг, размолотый картон, пшеничная мякина, бамбуковое волокно, прудовый ил, пробка и тому подобное и их комбинации. Предпочтительно целлюлозный дисперсный материал (с) выбирают из группы, состоящей из древесного волокна, древесной муки и их комбинаций. Специалисты в соответствующей области техники должны осознавать то, что могут быть использованы одна или несколько разновидностей дисперсной целлюлозы (с).

Термопластичной смолой (d) может являться любой полимер, но, предпочтительно, ею являются полиолефин, более предпочтительно полиэтилен, полипропилен, сополимеры этилена с пропиленом, сополимеры пропилена с другими альфа-олефинами, например, бутеном, гексеном и октеном, сополимеры полиэтилена с винилацетатом и их комбинации. Наиболее предпочтительно термопластичную смолу (d) выбирают из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, полипропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например, бутеном, гексеном и октеном, сополимеров этилена с пропиленом, сополимера этилен-винилацетат и их комбинаций.

Как отмечалось ранее, в рецептуре композитов натуральное волокно-пластик возможность использования аппрета (е) является наиболее желательной. Аппреты могут обеспечить достижение значительного улучшения физических свойств целлюлозно-термопластовых композитов. Для целлюлозно-термопластовых композитов наиболее заметным является улучшение предела прочности при изгибе и стойкости к водопоглощению.

Улучшение предела прочности при изгибе важно, поскольку натуральная древесина характеризуется намного более высоким пределом прочности при изгибе в сопоставлении с полимерной матрицей, а целлюлозно-термопластовые композиты в случае необходимости их использования в областях применения в архитектуре должны обладать прочностными свойствами, которые подобны соответствующим свойствам натуральной древесины. Улучшенная водостойкость коррелирует со стойкостью к гниению и, таким образом, она также имеет исключительную важность для изделий, предназначенных для областей применения на внешних поверхностях. Уменьшение ползучести и ЛКТР улучшает стабильность геометрических размеров целлюлозно-термопластового композита и поэтому и его пригодность для вариантов использования в архитектуре.

Данное улучшение физических свойств легко наблюдается у формованных образцов для испытаний. Повышенные трудности встречаются при экструдировании целлюлозно-термопластовых композитов, содержащих аппрет. При этом требуется использование дополнительного количества смазки, что, как отмечалось ранее, может значительно уменьшить ожидаемое улучшение физических свойств.

Подходящие для использования аппреты (е) включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: полиолефины, привитые малеиновым ангидридом, полиолефины, замещенные сукцинилангидридом, полиолефины, привитые акриловой кислотой, полиолефины, привитые винилацетатом, и тому подобное и их комбинации. Предпочтительно аппрет (е) выбирают из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, привитого малеиновым ангидридом, полиэтилена низкой плотности, привитого малеиновым ангидридом, линейного полиэтилена низкой плотности, привитого малеиновым ангидридом, полиэтиленового воска, привитого малеиновым ангидридом, полипропилена, привитого малеиновым ангидридом, привитых малеиновым ангидридом сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутеном, гексеном и октеном, полиэтилена высокой плотности, привитого акриловой кислотой, полиэтилена низкой плотности, привитого акриловой кислотой, полипропилена, привитого акриловой кислотой, привитых акриловой кислотой сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутаном, гексеном и октаном, сополимера этилен-винилацетат и их комбинаций. Коммерчески доступные примеры таких аппретов включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: Polybond (Chemtura), Orevac и Lotader (Arkema), Licomont (Clariant), Epolene (Eastman), Integrate (Equistar), Exxelor (ExxonMobil), A-C Waxes и Optipak (Honeywell), Fusabond (E. I. DuPont de Nemours) и Bondyram (Polyram). Данные аппреты можно получать по способам реакционного экструдирования, в котором для получения функционализованного аппрета нефункционализованную полиолефиновую смолу вводят в реакцию с малеиновым ангидридом и инициатором во время экструдирования в двухчервячном экструдере при повышенной температуре.

В дополнение к традиционным продуктам реакционного экструдирования аппретом (е) может являться полиолефин, замещенный нетрадиционным ангидридом, получаемый в результате проведения сополимеризации циклического ангидрида с олефином. Примером такого полиэтилена, замещенного нетрадиционным ангидридом, является Fusabond WPC576 (E. I. DuPont de Nemours). Аппретом (е) также может являться и полиолефин с введенным сукцинилангидридом, получаемый в результате проведения периодической реакции в твердой фазе. Примером такого сукцинилполиэтилена является продукт Scona, получаемый в компании Kometra. Аппрет (е) также можно получать и в результате проведения реакции между малеиновым ангидридом и полиолефиновым воском при повышенной температуре. Примерами таких аппретов являются продукты, получаемые в компаниях Clariant, Eastman и Honeywell.

Наиболее предпочтительно аппрет (е) выбирают из группы, состоящей из привитого малеиновым ангидридом («малеинированного») полиэтилена высокой плотности (Polybond 3009, Polybond 3029, Polybond 3039), привитого малеиновым ангидридом линейного полиэтилена низкой плотности (Polybond 3109), привитого малеиновым ангидридом полипропилена (Polybond 3000, Polybond 3200), привитого акриловой кислотой полиэтилена высокой плотности (Polybond 1009), привитого акриловой кислотой полипропилена (Polybond 1001, Polybond 1002), а также Polybond Х41С9, и их комбинаций; все они доступны в компании Chemtura Corporation.

Композиция также может содержать, по меньшей мере, один дополнительный компонент. Примеры подходящих для использования дополнительных компонентов включают нижеследующее, но не ограничиваются только этим: антиоксидант, пенообразователь, краситель, пигмент, сшиватель, ингибитор и/или ускоритель. Может быть использована, по меньшей мере, одна дополнительная обычная добавка, такая как совместители, усилители, смазки для форм, материалы покрытий, смачиватели, пластификаторы, герметики, загустители, разбавители, связующие и/или любые другие коммерчески доступные или обычно используемые компоненты.

Антиоксиданты добавляют для предотвращения деструкции полимера во время переработки. Примером является продукт Naugard В-25 от компании Chemtura Corporation (смесь между трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфитом и тетракисметилен(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксигидроциннамат)метаном). Пенообразователь добавляют для уменьшения плотности целлюлозно-термопластового композита в результате ценообразования. Примеры пенообразователей включают продукты Celogen TSH (толуолсульфонилгидразид), Celogen AZ (азодикарбонамид), Celogen ОТ (п-п'-оксибис(бензолсульфонилгидразид)), Celogen RA (п-толуолсульфонилсемикарбазид), Opex 80 (динитрозопентаметилентетраамин) и Expandex 5-PT (5-фенилтетразол) от компании Chemtura Corporation.

Красящими веществами являются пигменты или красители. Красителями обычно являются органические соединения, которые растворимы в пластике с образованием нейтрального молекулярного раствора. Они создают яркие интенсивные окраски и являются прозрачными. Пигменты в общем случае в пластике нерастворимы. Окраска возникает в результате диспергирования мелких частиц (в диапазоне от приблизительно 0,01 до приблизительно 1 мкм) по всему объему термопласта (d). В целлюлозно-термопластовом композите они создают непрозрачность или, по меньшей мере, определенную полупрозрачность. Пигментами могут являться органические или неорганические соединения, и на практике их реализуют в широком ассортименте форм, включающем сухие порошки, красящие концентраты, жидкости и гранулы предварительно окрашенных смол. Наиболее часто используемые неорганические пигменты включают оксиды, сульфиды, хроматы и другие комплексы на основе тяжелого металла, такого как кадмий, цинк, титан, свинец, молибден, железо, их комбинации и другое. Ультрамаринами обычно являются сульфидо-силикатные комплексы, содержащие натрий и алюминий. Зачастую пигменты содержат смеси двух, трех и более оксидов железа, бария, титана, сурьмы, никеля, хрома, свинца и другого с известными соотношениями. Широко используемым и известным ярко-белым термостойким неорганическим пигментом является диоксид титана. Другие известные органические пигменты включают азо- или диазопигменты, пиразолоновые пигменты, permanent red 2B, nickel azo yellow, litho red и ярко-красный пигмент.

Для упрочнения связывания описанной ранее дисперсной целлюлозы (с) в конечный гомогенный продукт необязательно можно добавлять сшиватели. Сшиватель производит связывание по боковым гидроксильным группам в молекулярной цепи целлюлозы. Сшиватели должны иметь характеристики, обеспечивающие создание прочного связывания при относительно низких температурах. Примеры сшивателей, которые можно использовать, включают полиуретаны, такие как изоцианатные, фенольную смолу, ненасыщенный сложный полиэфир и эпоксидную смолу и их комбинации. Фенольной смолой может являться любая резольная или новолачная смола, предпочтительно при низком уровне содержании гексана.

Для замедления скорости реакции сшивания можно добавлять ингибиторы. Примеры известных ингибиторов включают органические кислоты, такие как лимонная кислота.

Для увеличения скорости реакции сшивания можно добавлять ускорители. Примеры ускорителей включают аминовые катализаторы, такие как Dabco BDO (Air Products) и DEH40 (Dow Chemical).

Специалисты в соответствующей области техники могут регулировать количества различных компонентов в композиции в зависимости от конкретных используемых материалов и предполагаемого варианта использования материала.

В одном варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 7,2 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 7,6 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 8 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:19 до приблизительно 9:1, дисперсную целлюлозу (с), присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 90 массовых процентов, термопласт (d), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 90 до приблизительно 10 массовых процентов, аппрет (е), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,2 до приблизительно 10 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f) в количестве в диапазоне от приблизительно 0,25 до 10 массовых процентов и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В еще одном варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 6,4 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,2 до приблизительно 7,2 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 8 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:9 до приблизительно 4:1, дисперсную целлюлозу (с), присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 85 массовых процентов, термопласт (d), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 80 до приблизительно 15 массовых процентов, аппрет (е), выбираемый из группы, состоящей из аппретов на основе полиолефина, привитого малеиновым ангидридом, присутствующих в количестве в диапазоне от приблизительно 0,2 до приблизительно 5 массовых процентов, и аппретов на основе полиолефина, привитого акриловой кислотой, присутствующих в количестве в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 7 массовых процентов, и их комбинаций, необязательно дисперсную неорганику (f), присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 0,25 до приблизительно 10 массовых процентов, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В еще одном другом варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,2 до приблизительно 4,0 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,4 до приблизительно 4,5 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:9 до приблизительно 4:1, дисперсную целлюлозу (с), присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 70 массовых процентов, термопласт (d) на основе полиолефина, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 60 до приблизительно 30 массовых процентов, и аппрет (е), которым является аппрет на основе полиолефина, привитого малеиновым ангидридом, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 1,0 до приблизительно 3 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f), присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 8 массовых процентов, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В еще одном дополнительном варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида, N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций, где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 4,5 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,10 до приблизительно 4,8 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:19 до приблизительно 9:1, дисперсную целлюлозу (с), выбираемую из группы, состоящей из древесной муки, древесного волокна и их комбинаций, и присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 90 массовых процентов; термопласт (d), выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, пропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 90 до приблизительно 10 массовых процентов; и аппрет (е), которым является привитый малеиновым ангидридом полиолефин, выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, пропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например, бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,2 до приблизительно 10 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой тонкоизмельченную порошкообразную пемзу, присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 0,25 до приблизительно 1,5 массового процента, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В еще одном другом варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида, N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций, где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,05 до приблизительно 4,5 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,10 до приблизительно 4,8 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:19 до приблизительно 9:1, дисперсную целлюлозу (с), выбираемую из группы, состоящей из древесной муки, древесного волокна и их комбинаций, и присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 10 до приблизительно 90 массовых процентов; термопласт (d), выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, пропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например, бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 90 до приблизительно 10 массовых процентов; и аппрет (е), которым является привитый малеиновым ангидридом полиолефин, выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, пропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например, бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,2 до приблизительно 10 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой пластинчатые, высокочистые разновидности талька, например, те, которые продаются как Silverline 002 и Silverline 403 в компании Luzenac America Corporation, присутствующие в количестве в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 массовых процентов, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В предпочтительном варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида, N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций, где (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 4,0 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,10 до приблизительно 4,5 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:9 до приблизительно 4:1, дисперсную целлюлозу (с), выбираемую из группы, состоящей из древесной муки, древесного волокна и их комбинаций, и присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 80 массовых процентов; термопласт (d), выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, полипропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например, бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 80 до приблизительно 20 массовых процентов; и аппрет (е), которым является привитый малеиновым ангидридом полиолефин, выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, полипропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой тонкоизмельченную порошкообразную пемзу, присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 0,25 до приблизительно 1,5 массового процента, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В еще одном предпочтительном варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида, N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций, где (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 4,0 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,10 до приблизительно 4,5 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:9 до приблизительно 4:1, дисперсную целлюлозу (с), выбираемую из группы, состоящей из древесной муки, древесного волокна и их комбинаций, и присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 20 до приблизительно 80 массовых процентов; термопласт (d), выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, полипропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 80 до приблизительно 20 массовых процентов; и аппрет (е), которым является привитый малеиновым ангидридом полиолефин, выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, полипропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 5 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой пластинчатые, высокочистые разновидности талька, например, те, которые продаются как Silverline 002 и Silverline 403 в компании Luzenac America Corporation, присутствующие в количестве в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 массовых процентов, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В более предпочтительном варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида, N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций, где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 4,0 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,10 до приблизительно 4,5 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:9 до приблизительно 4:1, дисперсную целлюлозу (с), выбираемую из группы, состоящей из древесной муки, древесного волокна и их комбинаций, и присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 70 массовых процентов; термопласт (d), выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, полипропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 50 до приблизительно 30 массовых процентов; и аппрет (е), которым является замещенный ангидридом полиолефин, полученный в результате проведения сополимеризации циклического ангидрида с олефином и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 1,0 до приблизительно 3 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой тонкоизмельченную порошкообразную пемзу, присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 0,25 до приблизительно 1,5 массового процента, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

В более предпочтительном варианте реализации настоящее изобретение относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитамида, N,N'-этиленбисстеарамида, N,N'-этиленбисарахидамида и N,N'-этиленбисбегенамида, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), выбираемый из группы, состоящей из N,N'-этиленбиспальмитолеамида, N,N'-этиленбисолеамида, N,N'-этиленбисэлаидамида, N,N'-этиленбисгондамида, N,N'-этиленбисэрукамида, N,N'-этиленбисбрассидамида и их комбинаций, где бисамид насыщенной жирной кислоты (а) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,1 до приблизительно 4,0 массового процента, бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b) присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,10 до приблизительно 4,5 массового процента, где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:9 до приблизительно 4:1, дисперсную целлюлозу (с), выбираемую из группы, состоящей из древесной муки, древесного волокна и их комбинаций, и присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 70 массовых процентов; термопласт (d), выбираемый из группы, состоящей из полиэтилена высокой плотности, полиэтилена низкой плотности, линейного полиэтилена низкой плотности, сополимеров этилена с пропиленом, полипропилена, сополимеров пропилена с другими альфа-олефинами, например бутеном, гексеном и октеном, сополимеров полиэтилена с винилацетатом и их комбинаций, и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 50 до приблизительно 30 массовых процентов; и аппрет (е), которым является замещенный ангидридом полиолефин, полученный в результате проведения сополимеризации циклического ангидрида с олефином и присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 1,0 до приблизительно 3 массовых процентов, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой пластинчатые, высокочистые разновидности талька, например, те, которые продаются как Silverline 002 и Silverline 403 в компании Luzenac America Corporation, присутствующие в количестве в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 массовых процентов, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

Наиболее предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), который представляет собой этиленбисстеарамид и присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,22 до приблизительно 4,0 массового процента; бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), который представляет собой этиленбисолеамид и присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,8 до приблизительно 4,5 массового процента; где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:8 до приблизительно 4:1; дисперсную целлюлозу (с), которая представляет собой соответствующую размеру ячеек сита 20-100 меш древесную муку из древесины хвойных или лиственных пород, присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 45 до приблизительно 65 массовых процентов, термопласт (d), который представляет собой полиэтилен высокой плотности, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 31 массового процента; и аппрет (е), которым является полиэтилен высокой плотности, привитый малеиновым ангидридом, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 массового процента, или сополимер этилен-сукцинилангидрид, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 2,0 массового процента, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой тонкоизмельченную порошкообразную пемзу, присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 0,25 до приблизительно 1,5 массового процента, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

Еще один наиболее предпочтительный вариант реализации настоящего изобретения относится к композиции, содержащей бисамид насыщенной жирной кислоты (а), который представляет собой этиленбисстеарамид и присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,22 до приблизительно 4,0 массового процента; бисамид ненасыщенной жирной кислоты (b), который представляет собой этиленбисолеамид и присутствует в количестве в диапазоне от приблизительно 0,8 до приблизительно 4,5 массового процента; где совокупное количество (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 2 до приблизительно 5 массовых процентов, а соотношение между количествами (а) и (b) находится в диапазоне от приблизительно 1:8 до приблизительно 4:1; дисперсную целлюлозу (с), которая представляет собой соответствующую размеру ячеек сита 20-100 меш древесную муку из древесины хвойных или лиственных пород, присутствующую в количестве в диапазоне от приблизительно 45 до приблизительно 65 массовых процентов, термопласт (d), который представляет собой полиэтилен высокой плотности, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 40 до приблизительно 31 массового процента; и аппрет (е), которым является полиэтилен высокой плотности, привитый малеиновым ангидридом, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 1,5 до приблизительно 2,5 массового процента, или сополимер этилен-сукцинилангидрид, присутствующий в количестве в диапазоне от приблизительно 0,5 до приблизительно 2,0 массового процента, необязательно дисперсную неорганику (f), которая представляет собой пластинчатые, высокочистые разновидности талька, например, те, которые продаются как Silverline 002 и Silverline 403 в компании Luzenac America Corporation, присутствующие в количестве в диапазоне от приблизительно 1 до приблизительно 10 массовых процентов, и необязательно другие смазки (g), такие как полиэтиленовый воск, парафиновый воск, стеарат натрия, стеарат калия, индивидуально или в комбинации, в количестве в диапазоне от 0 до приблизительно 1 массового процента.

Композицию настоящего изобретения можно использовать для изготовления изделия. Изделием могут являться сплошные или полые целлюлозно-термопластовые композитные профиль, плита, стержень, прядь, гранула, обшивка, лист и тому подобное или их комбинация.

Композицию можно составлять и перемешивать по любому стандартному способу, который будет очевиден для специалиста в соответствующей области техники. В одном способе для получения целлюлозно-термопластового композита комбинацию бисамида насыщенной жирной кислоты (а), бисамида ненасыщенной жирной кислоты (b), дисперсной целлюлозы (с), термопласта (d), аппрета (е), необязательной дисперсной неорганики (f) и необязательных дополнительных смазок (g) можно экструдировать при помощи экструдера. Для получения целлюлозно-термопластового композита композицию можно экструдировать при температуре, достаточной для плавления термопласта (d), а после этого экструдировать через экструзионную головку. Композицию можно подвергнуть переработке при помощи экструдера при температуре в диапазоне от приблизительно 145°С до приблизительно 200°С.

Существует множество способов экструдирования, реализуемых на практике специалистами в соответствующей области техники. Специалисты-практики зачастую предпочитают предварительно перемешивать волокно и пластик, в частности, древесину и пластик, и экструдировать данную смесь до получения предварительно перемешанного материала или приобретать такой предварительно перемешанный материал у поставщика, а после этого данный предварительно перемешанный материал подавать в технологический процесс получения конечного продукта. Композицию в настоящем документе можно использовать в таком двухстадийном способе, в котором в предварительно перемешанном материале дисперсную целлюлозу (с) и термопласт (d) объединяют в сопоставимых соотношениях. Некоторые примеры сопоставимых соотношений между количествами дисперсной целлюлозы (с) и термопласта (d) могут находиться в диапазоне от приблизительно 9:1 до приблизительно 1:9. Предпочтительными являются композиции, характеризующиеся сопоставимыми соотношениями в диапазоне от приблизительно 3:1 до приблизительно 1:3. Предварительно перемешанный материал, полученный из дисперсной целлюлозы (с) и термопласта (d), может иметь форму массы, таблеток, хлопьев, крошки, пластинок, гранул и их комбинаций. Подобным же образом в предварительном перемешанном материале в сопоставимых соотношениях можно объединять бисамиды жирных кислот (а) и (b) и другие смазки (g) и дисперсную неорганику (f). Предварительно перемешанный материал, полученный из бисамидов жирных кислот (а) и (b) и других смазок (g) и дисперсной неорганики (f), также может иметь форму массы, таблеток, хлопьев, крошки, пластинок, гранул и их комбинаций.

Целлюлозно-термопластовые композиты являются подходящими для использования в конструкционных и декоративных изделиях для бытовой и промышленной архитектуры, таких как напольное покрытие, перильные ограждения, ограждения изгородью, столбы, отделка, обшивка, кровельная дранка и тому подобное. Их также можно использовать при изготовлении изделий для областей применения в автомобилестроении, таких как ручки, рукоятки, панели интерьера; звукопоглощающие панели и основы ковровых покрытий. Изделия, изготовленные из целлюлозно-термопластовых композитов, содержащих описанные ранее композиции, в сопоставлении с обычно используемыми композитами натуральное волокно-пластик обладают улучшенными эксплуатационными свойствами, такими как улучшенный предел прочности при изгибе и улучшенная стойкость к водопоглощению.

Как будет видно из примеров, в случае использования в целлюлозно-термопластовом композите N,N'-этиленбисстеарамида (ЭБС) и N,N'-этиленбисолеамида (ЭБО) в сочетании с аппретом (е) наблюдается улучшение предела прочности при изгибе в сопоставлении с системой стеарат цинка/ЭБС. Кроме того, также наблюдается уменьшение 24-часового водопоглощения, а также улучшение производительности.

ПРИМЕРЫ

Рецептуры для испытаний получали при использовании древесной муки из древесины сосны American Wood Fibers 4020 (40 меш). Древесину в течение 24 часов высушивали в циркуляционной сушилке при 121°С. Получающийся в результате уровень влагосодержания составлял менее чем 1%. Термопластичной смолой (d) являлись используемые без дополнительной переработки хлопья фракционированного из расплава полиэтилена высокой плотности В54-60 (текучесть расплава 0,5 г/10 мин) от компании BP Solvay (в настоящее время INEOS). Используемыми без дополнительной переработки являлись и все реагенты, выбираемые из аппрета на основе ПЭВП, привитого малеиновым ангидридом, Chemtura Polybond 3039 (1,5 % сукцинилангидрида, скорость течения расплава = 4 г/10 мин, 190°С, 2,16 кг, в физической форме непылящих микрогранул с размером частиц в диапазоне от 425 до 850 микронов), антиоксиданта Naugard B-25, смазки Lubrazinc W (стеарат цинка), Kemamide EBS (этиленбисстеарамид) и Kemamide W-20 (ЭБО). Без предварительной переработки использовали порошкообразную пемзу VitroCo VitroliteXP.

Все образца экструдировали при использовании устройства Brabender Intelli-Torque Plasti-Corder в конфигурации с двумя противовращающимися коническими червяками #403 и модуля привода Brabender 7150. Температуры в зонах выставляли следующим образом: зона 1 (150°С), зона 2 (160°С), зона 3 (160°С), зона 4 (экструзионная головка) (150°С). Экструзионная головка формирует непрерывный плоский образец для испытаний с шириной 1,0 дюйма и толщиной 0,080 дюйма. Данные получали при использовании программы Brabender Measuring Extruder Basic Program with Multiple Evaluation, Version 3.2.1. Составленные рецептуры в экструдер подавали из объемного питателя K-Tron K2VT20. Образцы экструдировали при 60 об/мин и 80 об/мин.

Уровень содержания малеинового ангидрида в аппрете определяли в результате растворения аппрета в кипящем толуоле и проведения титрования до конечной точки по бромтимольному синему при использовании стандартного метанольного раствора КОН с концентрацией 0,03 н. Титрующий раствор КОН стандартизовали при использовании бензойной кислоты. Определяли количество миллиэквивалентов титрующего раствора КОН, необходимое для нейтрализации ста граммов аппрета. После этого в предположении нейтрализации одним молем КОН одного моля малеинового ангидрида рассчитывали процент малеинового ангидрида в аппрете. Данное предположение подтверждали в результате титрования беспримесного малеинового ангидрида при тех же самых условиях, при которых испытаниям подвергали аппреты. Количество миллимолей функциональности на 100 граммов аппрета рассчитывали в результате деления процента малеинового ангидрида на молекулярную массу реактива, что составляло 98 граммов на один моль (г/моль), и умножения на 1000.

Скорость течения расплава для аппрета определяли при использовании устройства Tinius Olsen Extrusion Plastometer Model MP600 в соответствии с методиками, охарактеризованными в документе ASTM D1238.

Для получения данных по пределу прочности при изгибе и модулю упругости при изгибе использовали модифицированную методику испытаний из документа ASTM D790. В данной модифицированной методике для примеров в таблицах от 1 до 6 использовали скорость траверсы 0,5 дюйма в минуту (дюйм/мин) вместо стандартных 0,05 дюйма в минуту. Для примеров в таблицах от 7 до 10 использовали стандартную скорость траверсы 0,05 дюйма в минуту.

Водопоглощение определяли в результате погружения на 24 часа полоски экструдата с размерами 1,0 дюйма на 2,0 дюйма в водопроводную воду при комнатной температуре и измерения прироста массы.

Рецептуры для испытаний представлены в таблицах 1, 3, 5, 7 и 9. Данные по производительности и по испытаниям представлены в таблицах 2, 4, 6, 8 и 10. Цифровые коды обозначают образцы изобретения, в то время как буквенные коды обозначают сравнительные образцы.

Таблица 1
Примеры изобретения:	1	2	3	4	5
Древесная мука 4020	60	60	60	60	60
Naugard B-25	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Polybond X41C9	2	2	2	2	2
Kemamide EBS	0,375	0,75	1,125	1,50	2,25
Kemamide W-20	2,625	2,25	1,875	1,50	0,75
Пемза Vitrolite XP	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР (ТЕКУЧЕСТЬ РАСПЛАВА) 0,5)	34,15	34,15	34,15	34,15	34,15
Итого	100	100	100	100	100
Сравнительные примеры:	А	В	С	D
Древесная мука 4020	60	60	60	60
Naugard B-25	0,1	0,1	0,1	0,1
Polybond X41C9	0	2	2	2
Стеарат цинка	2	2
Kemamide EBS	2	2		3,00
Kemamide W-20			3,00
Пемза Vitrolite XP			0,75	0,75
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	34,90	35,90	34,15	34,15
Итого	100	100	100	100

Таблица 2
Примеры изобретения:	об/ мин	1	2	3	4	5
Производительность (фут/мин)	60	3,08	3,02	2,47	2,18	2,45
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	33,2	35,1	37,1	35,8	44,8
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	2388	2257	2302	2108	3321
Удельная плотность	60	1,006	1,010	1,006	1,024	1,094
24-часовое водопоглощение (%)	60	7,22	6,36	6,06	5,65	5,76
Производительность (фут/мин)	80	3,77	3,49	3,05	2,67	2,60
Сравнительные примеры:	об./ мин	А	В	С	D
Производительность (фут/мин)	60	1,86	2,01	2,65	2,06
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	23,4	20,8	33,5	42,5
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	2957	2432	2506	2868
Удельная плотность	60	1,016	1,065	1,028	1,067
24-часовое водопоглощение (%)	60	9,64	9,72	7,29	6,61
Производительность (фут/мин)	80		2,47	3,43	2,41

Таблица 3
Примеры изобретения:	6	7	8	9	10	11	12	13
Древесная мука 4020	60	60	60	60	60	60	60	60
Naugard B-25	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Polybond 3039	2	2	2	2	2	2	2	2
Kemamide EBS	2,4	2,25	2,10	3,2	3,0	2,8	0,75	1,50
Kemamide W-20	0,6	0,75	0,90	0,80	1,0	1,2	2,25	1,50
Пемза Vitrolite XP	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	34,15	34,15	34,15	33,15	33,15	33,15	34,15	34,15
Итого	100	100	100	100	100	100	100	100
Сравнительные примеры:	А	В	E	F
Древесная мука 4020	60	60	60	60
Naugard B-25	0,1	0,1	0,1	0,1
Polybond 3039	0	2	0	0
Стеарат цинка	2	2	1,50	2,00
Kemamide EBS	2	2	1,50	2,00
Пемза Vitrolite XP			0,75	0,75
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	34,90	35,90	36,15	35,15
Итого	100	100	100	100

Таблица 4
Примеры изобретения:	об/мин	6	7	8	9	10	11	12	13
Производительность (фут/мин)	60	2,30	2,36	2,28	2,66	2,61	2,58	2,93	2,67
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	35,4	36,0	36,5	34,9	30,3	33,2	34,1	39,4
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	2564	2554	2658	2744	2342	2608	3418	2932
Удельная плотность	60	1,049	1,065	1,069	1,042	1,037	1,053	1,059	1,083
24-часовое водопоглощение (%)	60	6,08	5,82	5,98	6,38	7,70	6,94	6,94	5,24
Производительность (фут/мин)	80	2,68	2,50	2,60	3,05	2,83	2,97	3,57	3,11
Сравнительные примеры:	об./мин	А	В	Е	F
Производительность (фут/мин)	60	1,86	2,01	2,16	2,32
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	23,4	20,8	25,3	23,2

Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	2957	2432	2858	2400
Удельная плотность	60	1,016	1,065	1,076	1,048
24-часовое водопоглощение (%)	60	9,64	9,72
Производительность (фут/мин)	80		2,47	2,38	2,53

Таблица 5
Примеры изобретения:	14	15	16	17	18
Древесная мука 4020	60	60	60	60	60
Naugard B-25	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1
Polybond 3039	2	2	2	2	2
Kemamide EBS	0,375	0,375	0,375	0,375	0,280
Kemamide W-20	2,625	2,375	2,125	1,875	1,970
Полиэтиленовый воск А-С 617 А	-	0,25	0,50	0,75	0,75
Пемза Vitrolite XP	0,75	0,75	0,75	0,75	0,75
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	34,15	34,15	34,15	34,15	34,15
Итого	100	100	100	100	100

Таблица 6
Примеры изобретения	об/ мин	14	15	16	17	18
Производительность (фут/мин)	60	2,24	2,23	2,29	2,19	2,25
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	38,08	43,60	45,76	45,21	48,31
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	3279	3570	3804	3455	3562
Удельная плотность	60	1,076	1,1047	1,098	1,103	1,109
24-часовое водопоглощение (%)	60	5,03	4,36	3,74	4,15	3,95

Таблица 7
Примеры изобретения:	19	20
Древесная мука 4020	60	60
Naugard B-25	0,1	0,1
Polybond 3039	2	2
Kemamide EBS	2,25	2,062
Kemamide W-20	0,75	0,688
Стеарат натрия	-	0,25
Пемза Vitrolite XP	0,75	0,75
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	34,15	34,15
Итого	100	100
Сравнительные примеры:	G	H
Древесная мука 4020	60	60
Naugard B-25	0,1	0,1
Polybond 3039	-	2
Стеарат цинка	2	0,25
Kemamide EBS	2	2,062
Kemamide W-20	-	0,688
Стеарат натрия	-	-
Пемза Vitrolite XP	0,75	0,75
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	35,15	34,15
Итого	100	100

Таблица 8
Примеры изобретения	об/мин	19	20
Производительность (фут/мин)	60	2,00	1,98
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	29,57	32,21
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	2177	2167
Удельная плотность	60	1,056	1,036
24-часовое водопоглощение (%)	60	7,23	5,58
Сравнительные примеры	об/мин	G	H
Производительность (фут/мин)	60	2,35	2,26
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	22,59	24,67
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	2147	2403
Удельная плотность	60	1,056	1,094
24-часовое водопоглощение (%)	60	7,73	7,15

Таблица 9
Примеры изобретения:	21
Древесная мука 4020	55
Naugard B-25	0,1
Polybond 3039	2
Kemamide EBS	3
Kemamide W-20	1
Тальк Silverline 002	5
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	35,9
Итого	100
Сравнительные примеры:	I	J
Древесная мука 4020	55	55
Naugard B-25	0,1	0,1
Polybond 3039	-	-
Стеарат цинка	2	-
Kemamide EBS	2	3
Kemamide W-20	-	1
Тальк Silverline 002	5	5
ХЛОПЬЯ ПЭВП B54-60 (ТР 0,5)	35,15	34,15
Итого	100	100

Таблица 10
Примеры изобретения	об/мин	21
Производительность (фут/мин)	60	2,32
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	32,3
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	3350
Удельная плотность	60	1,165
24-часовое водопоглощение (%)	60	7,38
Сравнительные примеры	об/мин	I	J
Производительность (фут/мин)	60	2,81	2,54
Предел прочности при изгибе (МПа)	60	25,3	27,1
Модуль упругости при изгибе (МПа)	60	2745	2607
Удельная плотность	60	1,114	1,130
24-часовое водопоглощение (%)	60	9,59	9,57

Несмотря на включение в приведенное выше описание множества конкретных деталей данные конкретные детали должны восприниматься не в качестве ограничений изобретения, а в качестве просто примеров его предпочтительных вариантов реализации. Специалисты в соответствующей области техники должны предвидеть существование множества других вариантов реализации, соответствующих объему и сущности изобретения, определенного в формуле изобретения, прилагаемой к настоящему документу.