Композитные продукты
COMPOSITE PRODUCTS

Настоящее изобретение относится к композитным продуктам и способу их получения. Настоящее изобретение обеспечивает связующие композиции со свойствами, включая отличные скорости отверждения, прочность связи, прочность на разделение, прочность на разрыв и низкие свойства набухания, простоту обращения и хорошую стабильность при хранении.
Согласно первому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта, включающий:
- нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на несвязанный или слабо связанный материал с получением просмоленного материала, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и
- расположение просмоленного материала с обеспечением свободно расположенного просмоленного материала; и
- воздействие на свободно расположенный просмоленный материал теплом и/или давлением с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержат TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержат по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).
Как применяется в настоящем документе, термин “TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины)” означает трипервичный триамин (трипервичные триамины), выбранные из:
- трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей;
- трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, где каждая спейсерная группа имеет спейсерную длину, которая составляет менее или равно 12 поливалентных атомов; и
- трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего общее число поливалентных атомов, которое менее или равно 23.
Согласно одному предпочтительному варианту осуществления TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) содержит, и более предпочтительно состоит из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) содержит, и более предпочтительно состоит из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, где каждая спейсерная группа имеет спейсерную длину, которая составляет менее или равно 12 поливалентных атомов. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) содержит и более предпочтительно состоит из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего общее число поливалентных атомов, которое менее или равно 23.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает композитный продукт, полученный способом, включающим:
- нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на несвязанный или слабо связанный материал с получением просмоленного материала, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и
- расположение просмоленного материала с обеспечением свободно расположенного просмоленного материала; и
- воздействие на свободно расположенный просмоленный материал теплом и/или давлением с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта, включающий:
-нанесение связующей композиции, в частности в форме водного раствора, на несвязанный или слабо связанный материал с обеспечением просмоленного материала, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной объединением реагентов, состоящих из от 60% до 95мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и от 5% до 40мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и
- расположение просмоленного материала с обеспечением свободно расположенного просмоленного материала; и
- воздействие на свободно расположенный просмоленный материал теплом и/или давлением с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 95 мас.% трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей.
Несвязанный или свободно собранный материал может включать тканый или нетканый волокнистый материал. Несвязанный или слабо связанный материал может быть выбран из волокон, в частности, выбранных из неорганических волокон, искусственных органических волокон, минеральных волокон, каменных волокон, стекловолокна, арамидных волокон, керамических волокон, металлических волокон, углеродных волокон, полиимидных волокон, cложнополиэфирных волокон, вискозных волокон, целлюлозных волокон и их комбинации. Несвязанный или слабо связанный материал может быть выбран из твердых частиц, в особенности выбранных из неорганических частиц, песка и угля, натуральных волокон, джута, льна, конопли, соломы и их комбинаций.
Композитный продукт может быть изоляционным материалом из минерального волокна, например стекловолокном, матом из стекловолокна, каменной ватой или матом из каменного волокна. Композитные продукты могут представлять собой вуаль из минерального волокна, например, вуаль из стекловолокна, которая затем может найти применение, например, в разделителях аккумуляторных батарей, в качестве основы для кровельных изделий, таких как кровельные мембраны или черепица, или других мембран. Композитный продукт может представлять собой препреги, ламинаты высокого давления, огнеупорные кирпичи, формовочный песок, тормозные колодки, гофрокартон.
Композитный продукт может представлять собой ламинат высокого давления. Согласно этому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения ламината высокого давления, включающий:
- обеспечение пропитанного связующим сердцевинного слоя путем пропитки листов из целлюлозных волокнистых, в частности листов крафт-бумаги, связующей композицией;
- обеспечение сборки полуфабриката путем сборки пропитанного связующим сердцевинного слоя с поверхностным слоем; и
- приложение тепла и/или давления к полуфабрикату для отверждения связующей композиции в пропитанном связующим сердцевинном слое и скрепления сердцевинного слоя и поверхностного слоя вместе с образованием ламината высокого давления;
где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и
где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).
Композитный продукт может представлять собой гофрокартон. Согласно этому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения гофрокартона, включающий:
- нанесение связующей композиции между рифленым гофрированным листом и одним или двумя плоскими облицовочными плитами; и
- приложение тепла и/или давления к полуфабрикату для отверждения связующей композиции с образованием гофрокартона;
где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной путем объединения реагентов, содержащих по меньшей мере 50мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и по меньшей мере 5мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и
где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины), в частности где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 5мас. % по сухой массе TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта из минерального волокна, выбранного из нетканой вуали, изоляции из стекловаты и изоляции из каменной ваты, включающий:
- нанесение связующей композиции в форме водного раствора на несвязанные или слабо связанные минеральные волокна с обеспечением просмоленных минеральных волокон, где связующая композиция состоит из связующей композиции, полученной объединением реагентов, состоящих из от 60% до 95мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и от 5% до 40мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов); и
- расположение просмоленных минеральных волокон с обеспечением свободно расположенных просмоленных минеральных волокон; и
- воздействие на свободно расположенные просмоленные минеральные волокна теплом с отверждением связующей композиции и с образованием композитного продукта из минеральных волокон;
- где азотсодержащий реагент (реагенты) содержит по меньшей мере 95 мас.% трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей.
Согласно другому аспекту настоящее изобретение обеспечивает способ получения композитного продукта, как определено в пункте 1. Зависимые пункты формулы изобретения раскрывают предпочтительные или альтернативные варианты осуществления.
Любой признак, описанный в настоящем документе в отношении конкретного аспекта настоящего изобретения, может использоваться в отношении любого другого аспекта настоящего изобретения.
Термин «связующая композиция» как применяется в настоящем документе означает все ингредиенты, наносимые на несвязанный или слабо связанный материал и/или присутствующие на несвязанном или слабо связанном материале, в частности до отверждения (отличные от самого несвязанного или слабо связанного материала и любой влаги в несвязанном или слабо связанном материале), включая реагенты, растворители (включая воду) и добавки. Термин «сухая масса связующей композиции» как применяется в настоящем документе означает массу всех компонентов связующей композиции, отличных от любой воды, которая присутствует (будь то в форме жидкой воды или в форме кристаллизационной воды). Реагенты могут составлять ≥ 80%, ≥ 90% или ≥ 95% и/или ≤ 99% или ≤ 98 мас. % по сухой массе связующей композиции
Связующая композиция, наносимая на несвязанный или слабо связанный материал, содержит реагенты, которые при отверждении сшиваются с образованием отвержденного связующего, которое удерживает несвязанный или слабо связанный материал вместе с образованием композитного продукта. Связующая композиция содержит реагенты, которые предпочтительно будут образовывать термореактивную смолу при отверждении.
Связующая композиция предпочтительно не содержит или содержит не более 2 мас.%, не более 5 мас.% или не более 10 мас.% формальдегида мочевины (UF), меламиноформальдегидной мочевины (MUF) и/или фенолформальдегида.
Связующая композиция предпочтительно представляет собой «связующее без добавления формальдегида», то есть ни один из ингредиентов, используемых для образования связующей композиции, не содержит формальдегид. Оно может быть «по существу свободным от формальдегида», то есть выделять менее 5 частей на миллион формальдегида в результате сушки и/или отверждения (или соответствующих тестов, имитирующих сушку и/или отверждение); более предпочтительно оно не содержит формальдегид, то есть выделяет менее 1 частей на миллион формальдегида в таких условиях.
Термин «свободно расположенный просмоленный материал», как применяется в настоящем документе, означает, что просмоленный материал собран вместе с достаточной целостностью для обработки просмоленного материала на производственной линии, но без того, чтобы просмоленный материал был перманентно соединен вместе таким образом, который достигается путем полного перекрестного связывания связующей композиции. Перед отверждением связующая композиция предпочтительно обеспечивает липкость или клейкость, которые удерживают вместе свободно расположенный просмоленный материал.
Предпочтительно, связующая композиция представляет собой связующую композицию на основе восстанавливающего сахара, то есть по меньшей мере 50 мас.% реагентов содержат восстанавливающий сахар (восстанавливающие сахара) и/или продукты реакции восстанавливающего сахара (восстанавливающих сахаров). Связующая композиция может быть получена путем объединения реагентов, содержащих, состоящих по существу из или состоящих из реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и азотсодержащего реагента (реагентов). В форме, в которой она наносится на несвязанный или свободно связанный материал, связующая композиция может содержать (а) реагент (реагенты) восстанавливающего сахара и азотсодержащий реагент (реагенты) и/или (b) отверждаемый продукт (продукты) реакции реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и азотсодержащего реагента (реагентов).
Как используется в настоящем документе, термин «состоять или состоящий по существу из» предназначен для ограничения объема утверждения или формулы изобретения указанными материалами или стадиями, а также теми, которые существенно не влияют на основную и новую (характеристику) характеристики настоящего изобретения.
Реагент (реагенты) восстанавливающего сахара может содержать моносахарид, моносахарид в его альдозной или кетозной форме, дисахарид, полисахарид, триозу, тетрозу, пентозу, ксилозу, гексозу, декстрозу, фруктозу, гептозу или их смеси. Реагент (реагенты) восстанавливающего сахара может быть получен in situ из углеводного реагента (реагентов), в частности из углеводного реагента (реагентов), имеющих эквивалент декстрозы по меньшей мере около 50, по меньшей мере около 60, по меньшей мере около 70, по меньшей мере около 80 или по меньшей мере около 90, особенно из углеводного реагента (реагентов), выбранных из группы, состоящей из мелассы, крахмала, гидролизата крахмала, гидролизатов целлюлозы и их смесей. Реагент (реагенты) восстанавливающего сахара могут содержать или состоять из комбинации декстрозы и фруктозы, например, где комбинация декстрозы и фруктозы составляет по меньшей мере 80 мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, и/или где декстроза составляет по меньшей мере 40% мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, и/или где фруктоза составляет по меньшей мере 40% мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахара; реагент (реагентов) восстанавливающего сахара может содержать или состоять из кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы (HFCS). Реагента (реагенты) восстанавливающего сахара может содержать или состоять из реагента (реагенты) восстанавливающего сахара, получаемых in situ из сахарозы. Реагента (реагенты) восстанавливающего сахара могут содержать реагент (реагенты) восстанавливающего сахара, выбранный из группы, состоящей из ксилозы, арабинозы, декстрозы, маннозы, фруктозы и их комбинаций, например, составляющих по меньшей мере 80 мас.% реагента (реагентов) восстанавливающего сахара
Как применяется в настоящем документе, термин «азотсодержащий реагент (реагенты)" означает одно или несколько химических соединений, которые содержат по меньшей мере один атом азота и которые способны реагировать с реагентом (реагентами) восстанавливающего сахара; предпочтительно азотсодержащий реагент (реагенты) состоит из реагента (реагентов) Майяра, то есть реагента (реагентов), который способен реагировать с реагентом (реагентами) восстанавливающего сахара как часть реакции Майяра.
Азотсодержащий реагент (реагенты) содержит и может состоять по существу из или состоять из трипервичного триамина (трипервичных триаминов), имеющего спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей. Трипервичный триамин (трипервичные триамины) может быть выбран из группы, состоящей из триаминодеканов, триаминононанов, особенно 4-(аминометил)-1,8-октандиамина, триаминооктанов, триаминогептанов, особенно 1,4,7-триаминогептана, триаминогексанов, особенно 1,3,6-триаминогексана, триаминопентанов, включая их изомеры и комбинации.
2
3
+
Как применяется в настоящем документе термин "трипервичный триамин (трипервичные триамины)” означает органическое соединение, имеющее три и только три амина, причем каждый из трех аминов является первичным амином (-NH). Один, два или каждый из первичных аминов трипервичного триамина (трипервичных триаминов) может присутствовать в форме соли, например, в виде аммониевой группы (-NH).
Как применяется в настоящем документе, термин “спейсерная группа” в выражении «спейсерная группа (группы), разделяющая каждый из трех первичных аминов» означает цепь, разделяющую два первичных амина. Как используется в настоящем документе, термин «спейсерная группа (группы), разделяющая каждый из первичных аминов в молекуле, состоит из углеродных цепей», означает, что спейсерная группа (группы) состоит только из атомов углерода, связанных с атомами водорода или связанных с другими атомами углерода. Трипервичный триамин (трипервичные триамины), имеющий спейсерные группы между каждым из трех первичных аминов, которые состоят из углеродных цепей, таким образом, состоит из трех первичных аминов и атомов углерода и водорода. Например, когда спейсерная группа (группы), разделяющая каждый первичный амин в молекуле, состоит из углеродных цепей, в спейсерных группах отсутствуют гетероатомы.
Спейсерная группа (группы) может быть выбрана из группы, состоящей из алкандиилов, гетероалкандиилов, алкендиилов, гетероалкендиилов, алкиндиилов, гетероалкиндиилов, линейных алкандиилов, линейных гетероалкандиилов, линейных алкендиилов, линейных гетероалкендиилов, линейных алкиндиилов, линейных гетероалкиндиилов, циклоалкандиилов, циклогетероалкандиилов, циклоалкендиилов, циклогетероалкендиилов, циклоалкиндиилов и циклогетероалкиндиилов, каждый из которых может быть разветвленным или неразветвленным. Спейсерная группа (группы) может быть выбрана из группы, состоящей из алкандиилов, алкендиилов, алкиндиилов, линейных алкандиилов, линейных алкендиилов, линейных алкиндиилов, циклоалкандиилов, циклоалкендиилов и циклоалкиндиилов, каждый из которых может быть разветвленным или неразветвленным. Спейсерная группа может содержать или не содержать атомов галогена. Спейсерные группы могут содержать ароматические группы или не содержать их. Как используется в настоящем документе, термин «алкандиил» означает насыщенную цепь атомов углерода, т.е. без двойных или тройных связей углерод-углерод; термин «алкендиил» означает цепь атомов углерода, которая содержит по меньшей мере одну двойную связь углерод-углерод; термин «алкиндиил» означает цепь атомов углерода, которая содержит по меньшей мере одну тройную связь углерод-углерод; термин «цикло» по отношению к циклоалкандиилу, циклоалкендиилу и циклоалкиндиилу указывает на то, что по меньшей мере часть цепи является циклической и также включает полициклические структуры; и термин «линейный» по отношению к алкандиилам, алкендиилам и алкиндиилам указывает на отсутствие циклической части в цепи. Как применяется в настоящем документе, термин «гетеро» в отношении гетероалкандиилов, гетероалкендиилов, гетероалкиндиилов, линейных гетероалкандиилов, линейных гетероалкендиилов, линейных гетероалкиндиилов, циклогетероалкандиилов, циклогетероалкендиилов, циклогетероалкиндиилов означает, что цепь содержит по меньшей мере один поливалентный гетероатом. Как применяется в настоящем документе, термин гетероатом означает любой атом, который не представляет собой углерод или водород. Как применяется в настоящем документе, термин Поливалентный атом означает атом, который может быть ковалентно связан с по меньшей мере 2 другими атомами. Поливалентный гетероатом может быть кислородом; это может быть кремний; это может быть сера или фосфор. Одна, две или предпочтительно каждая из спейсерных групп может иметь общее количество поливалентных атомов или общее количество атомов углерода, которое составляет ≥3, ≥4 или ≥5 и/или ≤12, ≤10 или ≤9. Одна, две или предпочтительно каждая из спейсерных групп может иметь спейсерную длину ≥3, ≥4 или ≥5 и/или ≤12, ≤10 или ≤9. Как используется в настоящем документе, термин «спейсерная длина» по отношению к спейсерной группе, разделяющей два первичных амина, означает количество поливалентных атомов, которые образуют самую короткую цепь из ковалентно связанных атомов между двумя первичными аминами. Каждая из спейсерных групп между тремя первичными аминами TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов) может состоять из алкандиила; и/или быть линейной; и/или быть неразветвленной; и/или имеют число атомов углерода ≥3 или ≥4 и/или ≤9 или ≤8; и или иметь спейсерную длину ≥3 или ≥4 и/или ≤9 или ≤8. Общее количество поливалентных атомов TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов) может быть ≥9, ≥11 или ≥12 и/или ≤23, ≤21, ≤19 или ≤17.
3
3
3
2
Азотсодержащий реагент (реагенты) может содержать реагент (реагенты), выбранный из группы, состоящей из неорганических аминов, органических аминов, органических аминов, содержащих по меньшей мере один первичный амин, солей органических аминов, содержащих по меньшей мере один первичный амин, полиаминов, полипервичных полиаминов и их комбинаций, любой из которых может быть замещенным или незамещенным. Азотсодержащий реагент (реагенты) может содержать NH, NH может применяться как таковой (например, в форме водного раствора), или в виде неорганической или органической аммониевой соли, например, сульфата аммония, фосфата аммония, например, фосфата диаммония или цитрата аммония, например, цитрата триаммония, или в виде источника NH, например, мочевины. Согласно одному предпочтительному варианту осуществления азотсодержащий реагент (реагенты) содержит сульфат аммония. Согласно другому предпочтительному варианту осуществления азотсодержащий реагент (реагенты) содержит цитрат аммония. Как применяется в настоящем документе, термин "полиамин" означает любое органическое соединение, имеющее две или более аминные группы, и термин «полипервичный полиамин" означает органическое соединение, имеющее два или более первичных аминов (-NH). Как применяется в настоящем документе термин "замещенный" означает замещение одного или нескольких атомов водорода другими функциональными группами. Такие другие функциональные группы могут включать гидроксил, гало, тиол, алкил, галогеналкил, гетероалкил, арил, арилалкил, арилгетероалкил, нитро, сульфоновые кислоты и их производные, карбоновые кислоты и их производные.
Полипервичный полиамин может быть диамином, триамином, тетрамином или пентамином. Как используется в настоящем документе термин «диамин» означает органическое соединение, содержащее два (и только два) амина, «триамин» означает органическое соединение, содержащее три (и только три) амина, «тетрамин» означает органическое соединение, содержащее четыре (и только четыре) амина, и «пентамин» означает органическое соединение, содержащее пять (и только пять) аминов. Например, полипервичный амин может быть триамином, выбранным из диэтилентриамина (который представляет собой дипервичный триамин, т.е. диэтилентриамин имеет три амина, два из которых являются первичными аминами) или бис(гексаметилен)триамином; тетрамином, особенно триэтилентетрамином; или пентамином, особенно тетраэтиленпентамином. Полипервичный полиамин может включать дипервичный диамин, в частности 1,6-диаминогексан (гексаметилендиамин, HMDA) или 1,5-диамино-2-метилпентан (2-метилпентаметилендиамин).
Связующая композиция может содержать, состоять по существу из или состоять из связующей композиции, полученной посредством объединения реагентов, где: реагент (реагенты) восстанавливающего сахара составляет:
- ≥50 %, ≥60%, ≥70мас. % по сухой массе реагента (реагентов), и/или
- ≤ 97%, ≤ 95 %, ≤90%, ≤ 85мас. % по сухой массе реагента (реагентов), и/или
азотсодержащий реагент (реагенты) составляет:
- ≥3%, ≥5 %, ≥7 %, ≥10 %, ≥15мас. % по сухой массе реагента (реагентов), и/или
- ≤ 50 %, ≤ 40%, ≤ 30 %, ≤ 25 мас. % по сухой массе реагента (реагентов).
Связующая композиция может содержать, состоять по существу из или состоять из связующей композиции, полученной посредством объединения реагентов, составляющих от 60% до 95мас. % по сухой массе реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и от 5% до 40мас. % по сухой массе азотсодержащего реагента (реагентов).
TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) может составлять:
- ≥3%, ≥5 %, ≥7 %, ≥ 10 %, ≥15%, и/или
- ≤ 40%, ≤ 35 %, ≤ 30%, ≤ 25 %  по сухой массе реагентов связующей композиции.
TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) может составлять:
- ≥ 5 %, ≥ 10 %, ≥ 15 %, ≥ 20 %, ≥ 30 %, ≥ 40 %, ≥ 50 %, ≥ 60 %, ≥ 65 %; и/или
- ≤ 95%, ≤ 90 %, ≤ 85 %, ≤ 80 %, ≤ 70 %, ≤ 60 %, ≤ 50 %, ≤ 45%, ≤ 30 % по сухой массе азотсодержащих реагентов.
TPTA трипервичный триамин (трипервичные триамины) может составлять: ≥ 90 % и ≤ 99%; или ≥ 80 % и ≤ 90%; или ≥ 60 % и ≤ 80%; по сухой массе азотсодержащих реагентов. В частности, в вышеупомянутых случаях оставшиеся азотсодержащие реагенты могут содержать амины и/или нитрилы. Когда азотсодержащий реагент (реагенты) содержит азотсодержащий реагент (реагенты), отличные от TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов), то, в частности, каждый азотсодержащий реагент, отличный от TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов), может составлять:
- ≥ 3%, ≥ 5 %, ≥ 7 %, ≥ 10 %, ≥ 15%, и/или
- ≤ 40%, ≤ 35 %, ≤ 30%, ≤ 25 % по сухой массе реагентов связующей композиции.
И в частности каждый азотсодержащий реагент, отличный от TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов), может составлять:
- ≥ 5 %, ≥ 10 %, ≥15 %, ≥ 20 %, ≥ 30 %, ≥ 40 %, ≥ 50 %, ≥ 60 %, ≥ 65 %; и/или
- ≤ 95%, ≤ 90 %, ≤ 85 %, ≤ 80 %, ≤ 70 %, ≤ 60 %, ≤ 50 %, ≤ 45%, ≤30 % по сухой массе азотсодержащих реагентов.
Соотношение карбонильных групп в реагенте (реагентах) восстанавливающего сахара и реакционноспособных аминогрупп в азотсодержащем реагенте (реагентах) может быть в интервале от 5:1 до 1:2. Например, соотношение карбонильных групп и реакционноспособных аминогрупп может быть в интервале от 5:1 до 1:1.8, от 5:1 до 1:1.5, от 5:1 до 1:1.2, от 5:1 до 1:1, от 5:1 до 1:0.8 и от 5:1 до 1:0.5. Другие примеры включают соотношения, такие как от 4:1 до 1:2, от 3.5:1 до 1:2, от 3:1 до 1:2, от 2.5:1 до 1:2, от 2:1 до 1:2 и от 1.5:1 до 1:2. Как применяется в настоящем документе, термин «реакционноспособная аминогруппа" означает любую аминогруппу в азотсодержащем реагенте (реагентах), которая способна реагировать с реагентом (реагентами) восстанавливающего сахара. В частности, примеры таких реакционноспособных аминогрупп включают первичный и вторичный амин (амины).
Азотсодержащий реагент (реагенты) и реагент (реагенты) восстанавливающего сахара предпочтительно являются реагентом (реагентами) Майяра. Азотсодержащий реагент (реагенты) и реагент (реагенты) восстанавливающего сахара (или их продукт (продукты) реакции) предпочтительно реагируют с образованием продуктов реакции Майяра, особенно меланоидинов, при отверждении. Отверждение связующей композиции может включать или состоять по существу из реакции (реакций) Майяра. Предпочтительно отвержденное связующее состоит по существу из продуктов реакции Майяра. Отвержденная связующая композиция может содержать меланоидин-содержащий и/или азотсодержащий полимер (полимеры); предпочтительно, это термореактивное связующее и предпочтительно, по существу, нерастворимое в воде.
Связующая композиция и/или отвержденное связующее может содержать сложноэфирное и/или сложнополиэфирное соединение.
Связующая композиция может быть получена посредством объединения всех из реагента (реагентов) восстанавливающего сахара и всех из азотсодержащего реагента (реагентов) на единственной стадии получения, например, посредством растворения реагента (реагентов) восстанавливающего сахара в воде, а затем добавления азотсодержащего реагента (реагентов).
Термин «единственная стадия получения» используется в настоящем документе в целях отличия от «множества стадий получения», где первая часть реагентов объединяется и хранится и/или реагирует в течение заранее определенного времени перед добавлением дополнительных реагентов.
Альтернативно, связующая композиция может быть получена посредством:
- объединения реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, в частности всех из реагента (реагентов) восстанавливающего сахара, с первой частью азотсодержащего реагента (реагентов), с обеспечением промежуточной связующей композиции,
- хранения промежуточной связующей композиции; и
- объединения промежуточной связующей композиции со второй частью азотсодержащего реагента (реагентов) с обеспечением связующей композиции.
Промежуточная связующая композиция может включать, состоять по существу из или состоять из продуктов реакции реагента (реагентов) восстанавливающего сахара с первой частью азотсодержащего реагента (реагентов). Реагенты могут быть нагреты с обеспечением промежуточной связующей композиции; промежуточная связующая композиция впоследствии может быть охлаждена.
Первая и вторая части азотсодержащего реагента (реагентов) могут представлять собой один и тот же азотсодержащий реагент (реагенты) или, альтернативно, они могут представлять собой различные азотсодержащие реагенты. Только одна из первой и второй части азотсодержащего реагента (реагентов), или альтернативно каждая из первой и второй части азотсодержащего реагента (реагентов), может содержать, состоять по существу из или состоять из TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).
Как применяется в настоящем документе «хранение промежуточной связующей композиции» означает, что промежуточная связующая композиция хранится или транспортируется в течение длительного времени, в частности без кристаллизации реагента (реагентов) восстанавливающего сахара или гелеобразования, что сделало бы связующую композицию непригодной для использования. Промежуточная связующая композиция может храниться в течение периода по меньшей мере 30 минут, по меньшей мере 1 час, по меньшей мере 4 часа, по меньшей мере 12 часа, по меньшей мере 24 часа, по меньшей мере 96 часов, по меньшей мере 1 неделя, по меньшей мере 2 недели, или по меньшей мере 4 недели.
Связующая композиция может содержать одну или несколько добавок, например одну или несколько добавок, выбранных из обеспыливающего масла, восков, красителей, разделительных агентов, акцепторов формальдегида (например, мочевины, дубильных веществ, экстракта квебрахо, фосфата аммония, бисульфита), водоотталкивающего агента, силанов, силиконов, лигнинов, лигносульфонатов и неуглеводного полигидроксильного компонента, выбранного из глицерина, полиэтиленгликоля, полипропиленгликоля, триметилолпропана, пентаэритрита, поливинилового спирта, частично гидролизованного поливинилацетата, полностью гидролизованного поливинилацетата или их смесей. Такие добавки обычно не являются реагентами связующей композиции, то есть они не образуют поперечных связей с реагентом (реагентами) восстанавливающим сахаром и/или азотсодержащим реагентом (реагентами) (или продуктами их реакции) в процессе отверждения связующей композиции.
Связующая композиция может быть нанесена на несвязанный или слабо связанный материал в форме жидкости, в частности в форме водной композиции, например, содержащей водный раствор или дисперсию, в частности, где сухая масса водной связующей композиции составляет: ≥ 5 мас.%, ≥ 10 мас.%, ≥ 15 мас.%, ≥ 20 мас.% или ≥ 25 мас.% и/или ≤ 95 мас.%, ≤ 90 мас.%, ≤ 85 мас.% или ≤ 80 мас.% от общей массы водной связующей композиции. В качестве альтернативы связующая композиция может быть нанесена на несвязанный или слабо связанный материал в виде твердого вещества, например, в виде порошка или в виде частиц. Связующая композиция может наноситься путем распыления. Связующая композиция может быть нанесена на несвязанный или слабо связанный материал, пропуская несвязанный или слабо связанный материал через спрей связующей композиции или путем распыления связующей композиции на несвязанный или слабо связанный материал. Связующая композиция может быть нанесена путем распределения, например, в виде непрерывного слоя или в виде прерывистого слоя, например, в виде линий связующего. Другие методики нанесения включают нанесение валиком, покрытие погружением и сухое смешивание.
Согласно одному аспекту связующая композиция может применяться для получения изоляционных продуктов из минерального волокна. Способ получения изоляционного продукта из минерального волокна может включать последовательные стадии:
- формование минерального расплава из расплавленной минеральной смеси;
- формование минеральных волокон из минерального расплава;
- распыление связующей композиции, в частности в виде водной композиции, на минеральные волокна, в частности распыление связующей композиции на находящиеся в воздухе минеральные волокна после образования волокон и перед сбором волокон с образованием полотна из минеральных волокон;
- сбор минеральных волокон, на которые была нанесена связующая композиция, с образованием полотна из минеральных волокон; и
- отверждение связующей композиции путем пропускания полотна из минеральных волокон через печь для отверждения.
Перед отверждением минеральные волокна, на которые была нанесена связующая композиция, могут быть собраны с образованием первичного полотна из минеральных волокон, которое впоследствии складывается, например, с использованием маятникового механизма, для получения вторичного полотна, содержащего наложенные слои первичного полотна.
Сухая масса водной связующей композиции, особенно при нанесении на минеральные волокна, может составлять: ≥ 5 мас.%, ≥ 7,5 мас.%, ≥ 10 мас.%, ≥ 12 мас.% и/или ≤ 20 мас.%, ≤ 18. мас.%, ≤ 15 мас.% от общей массы водной связующей композиции.
3
Печь для отверждения может иметь множество зон нагрева, имеющих температуры в диапазоне от 200°C до 350°C (обычно от 230°C до 300°C). Тонкий продукт с низкой плотностью (12 кг/м или меньше) можно отвердить, пропустив через печь для отверждения всего за 20 секунд; густой продукт с высокой плотностью (80 кг/м³ или более) может потребовать выдержки в печи для отверждения в течение 15 минут или более. Полотно из минеральных волокон в процессе отверждения может достигать температуры в диапазоне 180-220°C. Продолжительность прохождения полотна через печь для отверждения может составлять ≥ 0,5 минуты, ≥ 1 минуту, ≥ 2 минуты, ≥ 5 минут или ≥ 10 минут и/или ≤ 50 минут, ≤ 40 минут или ≤ 30 минут.
Количество отвержденного связующего в отвержденном полотне из минеральных волокон может составлять ≥ 1%, ≥ 2%, ≥ 2,5%, ≥ 3%, ≥ 3,5% или ≥ 4% и / или ≤ 10% или ≤ 8%. Это может быть измерено посредством потерь при возгорании (LOI).
Когда композитный продукт представляет собой изоляционный продукт из минерального волокна, продукт может иметь одну или несколько из следующих характеристик:
3
- плотность более 5, 8 или 10 кг/м;
3
- плотность менее 200, 180 или 150 кг/м
3
3
- содержит стеклянные волокна и имеет плотность более 5, 8 или 10 кг/м и/или менее 80, 60 или 50 кг/м;
3
3
- содержит каменные волокна и имеет плотность более 15, 20 или 25 кг/м и/или менее 220, 200 или 180 кг/м;
- теплопроводность λ менее 0,05 Вт/мК и/или более 0,02 Вт/мК, измеренная при 10°C, в частности, в соответствии с EN12667;
- содержит менее 99 мас.% и/или более 80 мас.% минеральных волокон;
- толщина более 10 мм, 15 мм или 20 мм и/или менее 400 мм, 350 мм или 300 мм.
Изоляционный продукт из минерального волокна, особенно когда он представляет собой изоляционный продукт из минерального волокна низкой или средней плотности, может иметь
- номинальную толщину в диапазоне 60-260 мм; и/или
2
2
- тепловое сопротивление R, равное R ≥ 3 мK/Вт, предпочтительно R≥ 4 мK/Вт при толщине или 200 мм; и/или
3
3
3
- плотность в интервале 5-40 кг/м, в частности 5-18 кг/м или 7-12 кг/м.
Изоляционный продукт из минерального волокна, особенно когда он представляет собой изоляционный продукт из минерального волокна высокой плотности, может иметь
- номинальную толщину в диапазоне 20-200 мм; и/или
2
2
- тепловое сопротивление R, равное R ≥ 1. мK/Вт, предпочтительно R≥ 2 мK/Вт при толщине или 100 мм; и/или
3
3
- плотность в интервале 100-200 кг/м, в частности от 130 до 190 кг/м.
Применение связующей композиции, как описано в настоящем документе, и в которой трипервичный триамин (триамины) TPTA составляет ≥10%, ≥15%, ≥ 20% и/или ≤25%, ≤30%, ≤35% по сухой массе азотсодержащих реагентов, может быть особенно полезным для изоляционного продукта из минерального волокна, особенно для изоляционного продукта из минерального волокна высокой плотности.
Согласно одному аспекту связующая композиция может применяться для получения вуали из минерального волокна. Вуаль из минерального волокна может быть получена способом мокрой укладки или способом сухой укладки. Способ получения вуали из минерального волокна может включать следующие последовательные стадии:
- формирование полотна из минерального волокна, в частности полотно из минерального волокна может быть формовано путем: i) переливания дисперсии волокон в воду, особенно измельченных минеральных волокон, на перфорированную конвейерную ленту (часто называемую проволокой), через которую дренирует вода с образованием нетканого полотна из волокон, или ii) выставлением волокон в воздушном потоке в направлении к перфорированному конвейеру с образованием полотна из нетканых волокон;
- нанесение связующей композиции, особенно в виде водной композиции, на минеральные волокна, в частности путем нанесения водной связующей композиции на полотно из минерального волокна; и
- отверждение связующей композиции путем пропускания просмоленного полотна из минерального волокна через печь для отверждения.
Когда композитный продукт представляет собой вуаль из минерального волокна, количество отвержденного связующего в конечном продукте может составлять ≥ 1%, ≥ 2,5%, ≥ 5%, ≥ 7,5% ≥ 10% или ≥ 12,5% и/или ≤ 25%, ≤ 22,5%, ≤ 20% или ≤ 17,5%. Это может быть измерено потерями при возгорании (LOI).
2
2
2
2
2
2
2
2
2
Толщина вуали из минерального волокна может составлять ≥ 0,1 мм, ≥ 0,3 мм и/или ≤ 0,8 мм, или ≤ 0,6 мм. Когда вуаль из минерального волокна представляет собой стеклянную вуаль, толщина может составлять от ≥ 0,3 мм до ≤ 0,6 мм. Вуаль из минерального волокна может иметь поверхностную массу ≥ 20 г/м или ≥ 30 г/м, или ≥ 40 г/м, или ≥ 50 г/м, и/или ≤ 60 г/м, или ≤ 80 г/м, или ≤ 100 г/м или ≤ 150 г/м или ≤ 350 г/м.
Применение связующей композиции, как описано в данном документе, и в которой TPTA трипервичный триамин (триамины) составляет ≥15%, ≥20% и/или ≤40%, ≤50% по сухой массе азотсодержащих реагентов, может быть особенно выгодным для вуалей из минерального волокна.
Способы получения композитных продуктов в соответствии с настоящим изобретением допускают скорости отверждения, которые по меньшей мере эквивалентны и даже выше, чем скорости, получаемые с сопоставимыми системами связующих. Подобным образом прочность в сухом состоянии отвержденных композитных продуктов, по меньшей мере эквивалентна, а в некоторых случаях даже улучшена по сравнению с прочностью, полученной с сопоставимыми системами связующих. Неожиданно, прочность во влажном состоянии композитных продуктов, изготовленных согласно настоящему изобретению, значительно улучшена по сравнению с прочностью, полученной с сопоставимыми связующими системами. Прочность во влажном состоянии является показателем эффективности после старения и/или после выветривания. Это неожиданно, поскольку обычно ожидается, что прочность во влажном состоянии композитного продукта будет ниже, но пропорциональна ее прочности в сухом состоянии. Не желая быть связанными теорией, полагают, что улучшенные свойства связующей композиции согласно настоящему изобретению обусловлены использованием TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов) и, в частности, спейсерными группами, представляющими собой углеродные цепи с отсутствием гетероатомов. внутри спейсерных групп и/или из-за пространственной геометрии молекул TPTA трипервичного триамина (трипервичных триаминов).
Варианты осуществления настоящего изобретения далее описаны только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 показывает результаты отверждения лабораторных испытаний на отверждение трипервичных полиаминов
Фиг. 2 показывает 4-(аминометил)-1,8-октандиамин (“AMOD”); и
Фиг. 3 показывает пример TPTA трипервичного триамина.
Примеры, изготовленные на вуали из минерального волокна, показывают улучшенные свойства, полученные с трипервичным триамином (триаминами) TPTA для композитных продуктов, особенно изоляционных материалов из стекловаты и изоляционных продуктов из каменной ваты.
Пример 1: Лабораторное определение скорости отверждения с HFCS:
Следующие связующие композиции были получены посредством объединения азотсодержащего реагента и реагента восстанавливающего сахара:
Связующая композиция
Азотсодержащий реагент
% по сухой массе
Примечания
1a
AMOD (4-(аминометил)-1,8-октандиамин
22.5%
TPTA трипервичный триамин
1b
TAPA (трис(3-аминопропил)амин)
24.0%
трипервичный триамин
1c
TAEA (трис(2-аминоэтил)амин)
19.7%
трипервичный триамин
Азотсодержащие реагенты связующей композиции 1b и 1c не являются трипервичными триаминами TPTA и, таким образом, представляют собой сравнительные примеры. Каждую из связующих композиций получали путем объединения азотсодержащего реагента с HFCS 42 (кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и 42% фруктозы + 52% декстрозы + следовые количества других сахаридов) в воде с получением раствора/дисперсии, содержащей 1 молярный эквивалент трипервичного полиамина. на 3,31 молярных эквивалентов восстанавливающих сахаров. Количества трипервичных полиаминов, используемых в связующих композициях, показаны выше и на фиг. 1 как % по сухой массе (оставшаяся сухая масса представляет собой HFCS 42), а связующие композиции были получены при 22,5% общей массе твердых веществ. Каждая связующая композиция была составлена так, чтобы молярное соотношение первичного амина к карбонилу составляло 1: 1,105. Фиг. 1 показывает поглощение света продуктов выщелачивания из стекловолоконных фильтров: капли связующей композиции наносили на стекловолоконные фильтры, которые затем помещали в печь при 107 ° C и затем удаляли через заданные промежутки времени. Коричневые полимеры образовывались на фильтрах, затем их растворяли в воде, и поглощение фильтрата измеряли с помощью спектрофотометра. Развитие образования растворимых коричневых полимеров и нерастворимых полимеров дает начальные лабораторные показатели отверждения и скорости отверждения для этого типа связующих.
На фиг.1 показано, что связующая композиция 1a с использованием AMOD (4- (аминометил)-1,8-октандиамин, трипервичный триамин TPTA) демонстрирует более высокую скорость отверждения по сравнению со связующей композицией 1b с использованием TAPA (трис(3-аминопропил)амин) и связующей композицией 1c с использованием TAEA (трис(2-аминоэтил)амин), оба из которых являются трипервичными тетраминами.
Пример 2
Примеры связующих композиций, испытанных на вуали из минерального волокна, показаны в таблице 1 с их соответствующими средними значениями прочности на разрыв в сухом состоянии и средней прочностью на разрыв во влажном состоянии.
В каждом случае азотсодержащий реагент, содержащий трипервичный полиамин, был объединен с HFCS 42 (кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы и 42% фруктозы + 52% декстрозы + следовые количества других сахаридов) в воде с получением раствора/дисперсии, содержащей 1 молярный эквивалент трипервичного полиамина на 3,31 молярных эквивалентов восстанавливающего сахаров. Количества трипервичных полиаминов, используемых в связующей композиции, выражены в Таблице 6 как % по сухой массе, оставшаяся сухая масса представляет собой HFCS, и связующая композиция была приготовлена с 2 мас. % твердых веществ (выпекаемые твердые вещества). После приготовления связующих композиций их наносили на стеклянную вуаль размера А4, и стеклянные вуали отверждали с получением количества отвержденного связующего в конечном продукте 10% LOI (потеря при возгорании).
Измерение прочности на разрыв стеклянной вуали в сухом состоянии:
8 кусков отвержденной стеклянной вуали размером 14,8 см × 5,2 см были вырезаны из затвердевшей вуали размера А4 и подвержены испытанию на растяжение путем присоединения тензодатчика весом 50 кг с использованием пластин для растяжения стеклянной вуали на тестометрической машине (TESTOMETRIC M350-10CT). Среднее значение общей силы разрыва в Ньютонах приведено в таблице ниже. Для измерения прочности на разрыв стеклянной вуали во влажном состоянии образцы вуали испытывали во влажном состоянии после погружения в воду при 80°C на 10 минут.
Столбец % прочности во влажном состоянии дает % средней прочности на разрыв во влажном состоянии по отношению к % средней прочности на разрыв в сухом состоянии.
Таблица 1
Трипервичный полиамин(% по сухой массе)
Средняя прочность на разрыв в сухом состоянии (Н)
Средняя прочность на разрыв во влажном состоянии (Н)
% прочности во влажном состоянии
TAEA (19.7 %)
73.5
25.3
31.7%
TAPA (24.0 %)
80.9
31.4
38.8 %
AMOD (22.5 %)
75.3
41.4
55.0 %
Результаты показывают, что все трипервичные полиамины обладают хорошими показателями прочности на разрыв в сухом состоянии, причем ТАРА дает немного лучшую прочность на разрыв в сухом состоянии по сравнению с AMOD и TAEA. Что касается прочности на разрыв во влажном состоянии, AMOD показывает лучшие результаты по сравнению с TAPA и TAEA. Неожиданно оказалось, что прочность во влажном состоянии для AMOD составляла 55% от значения прочности на разрыв в сухом состоянии, в то время как для ТАРА она составляла только 38,8%.
Пример 3
: Примеры связующей композиции для изоляционных продуктов из минерального волокна
Связующую композицию получали объединением реагентов, состоящих из 90 мас. частей моногидрата декстрозы и 10 мас. частей азотсодержащего реагента, где азотсодержащим реагентом был 4-(аминометил)-1,8-октандиамин. Эта связующая композиция подходила для обеспечения соответствующих свойств при использовании в качестве связующей композиции для изоляции из минеральной ваты.
Пример 4
: Примеры связующей композиции для вуалей из минерального волокна показаны в Таблице 2:
Таблица 2
№ испытания
Связующая композиция (% по сухой массе)
A
77.5% HFCS + 13.5% AMOD + 9% AS
B
77.5% HFCS + 9% AMOD + 13.5% AS
C
77.5% HFCS + 11.25% AMOD + 11.25% AS
D
77.5% HFCS + 22.5% AMOD
E
77.5% HFCS + 22.5% AS
F
85% HFCS + 10% AMOD + 5% AS с дополнительными 0.3% силана
Аббревиатуры: HFCS= кукурузный сироп с высоким содержанием фруктозы; AS= сульфат аммония; AMOD= 4-(аминометил)-1,8-октандиамин
Связующая композиция E представляет собой сравнительный пример связующей композиции с сульфатом аммония (AS).
Связующая композиция D показала более высокую прочность на разрыв в сухом состоянии, чем связующая композиция E. Каждая из связующих композиций A, B и C показала более высокую прочность на разрыв в сухом состоянии, чем связующие композиции D.
Связующий состав F показал особенно хорошую прочность на разрыв во влажном состоянии; в настоящее время полагают, что добавка силана вносит значительный вклад в эту хорошую прочность на разрыв во влажном состоянии.
Пример 5:
Примеры связующей композиции, испытанной на вуали из минерального волокна, показаны в таблице 7 с соответствующими средними значениями прочности на разрыв в вуали в сухом состоянии:
В каждом тесте азотсодержащий реагент (реагенты) смешивали с глюкозой в воде. Количества реагентов, используемых в связующей композиции, выражены в Таблице 7 как % по сухой массе, а связующая композиция была приготовлена с 2 мас.% твердых веществ (выпекаемые твердые вещества). После получения связующих композиций их наносили на стеклянную вуаль, которую отверждали, с получением количества отвержденного связующего в отвержденной вуали, равного 10% LOI (потери при возгорании).
Прочность на разрыв в сухом состоянии измеряли так же, как описано в примере 4.
Таблица 3
№ испытания
Связующая композиция (% по сухой массе)
Средняя прочность на разрыв в сухом состоянии (Н)
G (сравнительный)
85% Glu + 15 % DAP
76.5
H (сравнительный)
85% Glu + 15 % AS
73.5
I (сравнительный)
85% Glu + 15 % TriCA
93.0
J
85% Glu + 15 % AMOD
81.0
K
85% Glu + 5 % AMOD + 10% DAP
80.0
L
85% Glu + 7.5 % AMOD + 7.5% DAP
80.2
M
85% Glu + 10 % AMOD + 5% DAP
82.4
N
85% Glu + 5 % AMOD + 10% AS
84.7
O
85% Glu + 7.5 % AMOD + 7.5% AS
90.0
P
85% Glu + 10 % AMOD + 5% AS
88.6
Q
85% Glu + 5 % AMOD + 10% TriCa
88.0
R
85% Glu + 7.5 % AMOD + 7.5% TriCA
91.4
S
85% Glu + 10 % AMOD + 5% TriCA
87.9
Аббревиатура: Glu=глюкоза; AS= сульфат аммония; DAP= фосфат диаммония; TriCA = цитрат триаммония; AMOD= 4-(аминометил)-1,8-октандиамин.
Связующие композиции G, H и I являются сравнительными примерами связующих композиций только соответственно с фосфатом диаммония (DAP), сульфатом аммония (AS) и цитратом триаммония (TriCa) в качестве азотсодержащего реагента. Связующая композиция J представляет собой связующую композицию, в которой азотсодержащий реагент состоит из AMOD.
В примерах K, L и M азотсодержащие реагенты состоят из AMOD и DAP в различных пропорциях. Примеры J, K, L и M показывают, что аналогичные уровни прочности на разрыв в сухом состоянии достигаются для каждой из этих связующих композиций.
В примерах N, O и P азотсодержащие реагенты состоят из AMOD и AS в разных пропорциях. Связующая композиция N, O и P демонстрирует более высокую прочность на разрыв в сухом состоянии по сравнению с результатом, полученным с помощью связующей композиции J. Связующая композиция O, по-видимому, представляет оптимальный результат по сравнению с связующей композицией N и P. Полагают, что существует синергетический эффект присутствия AS и AMOD в качестве азотсодержащих реагентов.
Фиг.3 иллюстрирует трипервичный триамин ТРТА, имеющий три первичных амина A, B, D со спейсерными группами, которые состоят из углеродных цепей, между каждым из трех его первичных аминов. Каждый атом углерода пронумерован для облегчения пояснения ниже.
Спейсерная группа между первичными аминами A и B:
- имеет спейсерную длину, равную 7, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 атомы углерода, которые вместе образуют самую короткую цепь ковалентно связанных поливалентных атомов между первичными аминами A и B (8, 9 и 10, 11 атомы углерода двух разветвленных цепей не образуют часть спейсерной длины;
- имеет 11 поливалентных атомов, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 и 11 атомы углерода (12, 13, 14, 15, 16 атомы углерода не образуют часть спейсерной группы между A и B, так как они образуют цепь, которая соединяет третий первичный амин D с молекулой).
Спейсерная группа между первичными аминами A и D:
- имеет спейсерную длину, равную 10, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 12, 13, 14, 15, 16 атомов углерода;
- имеет 14 поливалентных атомов, т.е. 1, 2, 3, 4, 5, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16 атомов углерода.
Спейсерная группа между первичными аминами B и D:
- имеет спейсерную длину, равную 8, т.е. 7, 6, 5, 12, 13, 14, 15, 16 атомов углерода;
- имеет 10 поливалентных атомов, т.е. 7, 6, 5, 12, 13, 14, 15, 16, 10, 11 атомов углерода (цепь из 4, 3, 2, 1, 8, 9 атомов углерода не образует часть спейсерной группы между B и D, так как она образует цепь, которая соединяет другой первичный амин A с молекулой.
Общее число поливалентных атомов в молекуле составляет 19, т.е. от 1 до 16 атомов углерода и 3 атома азота трех первичных аминов A, B и D.