RU2671508C2 - Способ поверхностного сшивания полимерных частиц - Google Patents

Способ поверхностного сшивания полимерных частиц Download PDF

Info

Publication number
RU2671508C2
RU2671508C2 RU2015153851A RU2015153851A RU2671508C2 RU 2671508 C2 RU2671508 C2 RU 2671508C2 RU 2015153851 A RU2015153851 A RU 2015153851A RU 2015153851 A RU2015153851 A RU 2015153851A RU 2671508 C2 RU2671508 C2 RU 2671508C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polymer
powder
crosslinking
functional groups
hydrogen atoms
Prior art date
Application number
RU2015153851A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2015153851A (ru
Inventor
Жоффруа КАММАЖ
Николя ДЮФОР
Гийом ЛЕ
Сирилл МАТЬЕ
Original Assignee
Аркема Франс
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Аркема Франс filed Critical Аркема Франс
Publication of RU2015153851A publication Critical patent/RU2015153851A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2671508C2 publication Critical patent/RU2671508C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C08J3/245Differential crosslinking of one polymer with one crosslinking type, e.g. surface crosslinking
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/02Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids
    • C08G69/08Polyamides derived from amino-carboxylic acids or from polyamines and polycarboxylic acids derived from amino-carboxylic acids
    • C08G69/14Lactams
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/0216Solid or semisolid forms
    • A61K8/022Powders; Compacted Powders
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/87Polyurethanes
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/72Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds
    • A61K8/84Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic macromolecular compounds obtained by reactions otherwise than those involving only carbon-carbon unsaturated bonds
    • A61K8/88Polyamides
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q1/00Make-up preparations; Body powders; Preparations for removing make-up
    • A61Q1/12Face or body powders for grooming, adorning or absorbing
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q19/00Preparations for care of the skin
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C64/00Additive manufacturing, i.e. manufacturing of three-dimensional [3D] objects by additive deposition, additive agglomeration or additive layering, e.g. by 3D printing, stereolithography or selective laser sintering
    • B29C64/10Processes of additive manufacturing
    • B29C64/141Processes of additive manufacturing using only solid materials
    • B29C64/153Processes of additive manufacturing using only solid materials using layers of powder being selectively joined, e.g. by selective laser sintering or melting
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G69/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain of the macromolecule
    • C08G69/48Polymers modified by chemical after-treatment
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08G73/14Polyamide-imides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L77/00Compositions of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L77/06Polyamides derived from polyamines and polycarboxylic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/02Polyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon only, not provided for in groups C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2077/00Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as moulding material
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29KINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2079/00Use of polymers having nitrogen, with or without oxygen or carbon only, in the main chain, not provided for in groups B29K2061/00 - B29K2077/00, as moulding material
    • B29K2079/08PI, i.e. polyimides or derivatives thereof
    • B29K2079/085Thermoplastic polyimides, e.g. polyesterimides, PEI, i.e. polyetherimides, or polyamideimides; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2375/00Characterised by the use of polyureas or polyurethanes; Derivatives of such polymers
    • C08J2375/04Polyurethanes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2377/00Characterised by the use of polyamides obtained by reactions forming a carboxylic amide link in the main chain; Derivatives of such polymers
    • C08J2377/02Polyamides derived from omega-amino carboxylic acids or from lactams thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/02Polyamines
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2379/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
    • C08J2379/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2379/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2479/00Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2461/00 - C08J2477/00
    • C08J2479/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08J2479/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Birds (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dermatology (AREA)
  • Polyamides (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)
  • Cosmetics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Paints Or Removers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу поверхностного сшивания полимера в форме частиц, к способу полимеризации полимера, к композиции, к сшитой частице порошка полимера и ее применению. Способ поверхностного сшивания полимера в форме частиц заключается в том, что сшивающий агент, содержащий по меньшей мере две функциональные группы, взаимодействует с функциональными группами полимера, содержащими лабильные атомы водорода. Стадию сшивания осуществляют при температуре ниже температуры плавления полимера. В качестве полимера используют полиамид, полиамидоимид или их смесь. В качестве сшивающего агента используют соединения, содержащие по меньшей мере одну изоцианатную группу. Способ полимеризации полимера заключается в том, что вначале проводят полимеризацию. Затем осуществляют вышеуказанную стадию сшивания полимера, полученного в форме порошка. Частица порошка полимера после сшивания содержит одну или несколько зон, состоящих из полимера, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, и одну или несколько зон, содержащих вышеуказанный полимер, сшитый сшивающим агентом. Сшитые частицы порошка применяют для получения композиционных материалов, структурных клеев, покрытий подложки, копировальной бумаги, для изготовления изделий агломерацией порошков плавлением, вызываемым излучением, и используют в качестве добавки в косметических композициях. Изобретение позволяет получить полимерные частицы, обладающие хорошей химической стойкостью в отношении растворителей и низким влагопоглощением. 7 н. и 8 з.п. ф-лы, 3 табл., 3 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к способу поверхностного сшивания полимерных частиц. Изобретение относится также к частицам частично сшитого полимера, полученного этим способом, а также к применению этих частиц в области композиционных материалов, структурных клеев, покрытий и косметических средств. Настоящее изобретение относится также к композиции, содержащей указанные частицы.
Уже в течение многих лет известно введение в композиционные материалы полимерных порошков, в общем случае полиамидов, действующих в качестве противоударных усиливающих элементов, размещаемых между слоями композиционного материала, или также в качестве инертного наполнителя. Эти полимерные порошки позволяют улучшить механические свойства материалов, при этом они могут, в частности, играть роль добавок, повышающих твердость, или средств против расслаивания.
Также известно применение этих полимерных порошков в косметических композициях, в частности в изделиях для ухода, в средствах для макияжа, в парфюмерных изделиях или также в средствах для гигиены тела. Эти порошки придают содержащим их косметическим композициям множество разнообразных свойств, в частности ощущение мягкости, эффект нанесения пудры, уменьшение ощущения жирности, связанного иногда с кремами, или также матирующий эффект.
Кроме того, эти порошки полимеров могут иметь пористую структуру, обеспечивая таким образом перенос активных веществ и контролируемое высвобождение.
Эти варианты применения требуют комбинации специфических свойств, таких, как низкое влагопоглощение, хорошая пластичность, связанная с высокой температурой плавления. Порошки полимеров предшествующего уровня техники обеспечивают хороший компромисс в отношении влагопоглощения и пластичности, но их недостаток состоит в относительно низкой температуре плавления (tпл), часто ниже 180°C.
На практике использование этих порошков невозможно, когда способ получения композиции требует осуществления стадии при высокой температуре.
При этом могут наблюдаться явления коалесценции, ведущие к деформации частиц в отношении формы и размеров, ухудшающей необратимым образом ожидаемые механические свойства.
Таким образом, существует реальная потребность в полимерных частицах, которые имеют улучшенную нагревостойкость, низкое влагопоглощение, хорошую химическую стойкость, в частности по отношению к растворителям, и сохраняют физико-химические свойства в ходе получения или смешивания веществ.
Настоящее изобретение относится к способу поверхностного сшивания полимера в форме частиц, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, причем способ включает в себя стадию, на которой используют сшивающий агент, содержащий по меньшей мере 2 функциональные группы, способные взаимодействовать с функциональными группами полимера, содержащими лабильные атомы водорода, при этом способ сшивания осуществляют при температуре ниже температуры плавления полимера.
Настоящее изобретение относится также к способу полимеризации, включающему в себя указанный способ сшивания.
Настоящее изобретение относится также к частицам порошка частично сшитого полимера.
Настоящее изобретение относится также к композиции, содержащей указанный порошок.
Настоящее изобретение относится также к применению этих порошков в области косметических средств и в области композиционных материалов.
Другие характеристики, аспекты, цели и преимущества настоящего изобретения могут быть выяснены более подробно при чтении описания и примеров, приведенных далее.
При этом, любой диапазон значений, охарактеризованный выражением "в интервале от a до b", означает область значений, превышающих a и меньших b (то есть исключая граничные значения a и b), в то время как любой диапазон значений, охарактеризованный выражением "от a до b", означает область значений от a до b включительно (то есть включая граничные значения a и b).
В смысле настоящего изобретения термины "частица" и "порошок" используют равнозначно друг другу для обозначения формы полимера. Термин "частица" используется для обозначения индивидуализированной формы полимера, а термин "порошок" используется для обозначения совокупности полимерных частиц.
Полимерные частицы по настоящему изобретению находятся в твердом состоянии.
Способ сшивания
Настоящее изобретение относится к способу поверхностного сшивания полимера в форме частиц, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, причем способ включает в себя стадию, на которой применяют сшивающий агент, содержащий по меньшей мере 2 функциональные группы, способные взаимодействовать с функциональными группами полимера, содержащими лабильные атомы водорода, при этом способ сшивания осуществляют при температуре ниже температуры плавления полимера.
Частицы
Исходные материалы в способе сшивания по настоящему изобретению представляют собой полимеры, обладающие одной или несколькими функциональными группами с лабильными атомами водорода.
Под выражением "функциональная группа с лабильным атомом водорода" согласно настоящему изобретению понимают функциональную группу, способную после ухода атома водорода образовывать ковалентные связи.
Таким образом, после возможного кислотно-щелочного взаимодействия, вызванного, например, катализатором, функциональная группа с лабильным атомом водорода становится нуклеофильной и взаимодействует с электрофильной функциональной группой сшивающего агента с образованием ковалентной связи.
В качестве примеров таких функциональных групп можно назвать группы гидроксила (-OH), первичного амина (-NH2) или вторичного амина (-NHR), первичного амида (-CONH-), мочевины (-NHCONH-), уретана (-NHCOO-) или также меркаптогруппу (-SH).
Полимеры по настоящему изобретению, имеющие одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, предпочтительно могут быть выбраны из полимеров, содержащих одну или несколько амидных функциональных групп, предпочтительно из полиамидов и полиамидоимидов, полиуретанов, полиаминов и смеси этих полимеров.
Особенно предпочтительно полимер по настоящему изобретению, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, выбирают из полиамидов и полиамидоимидов и их смеси, в этом случае функциональные группы с лабильными атомами водорода представляют собой амидогруппы. Полиамиды являются более предпочтительными.
Один или несколько более предпочтительных полиамидов по настоящему изобретению могут быть выбраны из полиамидов, полученных поликонденсацией или анионной полимеризацией лактамов, аминокислот или двухосновных кислот и диаминов.
Под полиамидом в смысле настоящего изобретения понимают гомополиамид, то есть полиамид, получаемый исходя из мономера единственного типа, или сополиамид, то есть полиамид, получаемый исходя из разных мономеров нескольких типов.
Повторяющееся звено, образующее полиамид, может быть выбрано из звеньев, являющихся производными аминокислоты, лактама, и звена, соответствующего формуле (диамин Ca).(двухосновная кислота Cb), где индекс a означает число атомов углерода в диамине, а индекс b означает число атомов углерода в двухосновной кислоте, причем каждый из индексов a и b имеет значения от 4 до 36.
В случае, когда звено представляет собой звено, являющееся производным аминокислоты, оно может быть выбрано из 9-аминононановой кислоты (A=9), 10-аминодекановой кислоты (A=10), 12-аминододекановой кислоты (A=12) и 11-аминоундекановой кислоты (A=11), а также из ее производных, предпочтительно N-гептил-11-аминоундекановой кислоты.
В случае, когда звено представляет собой звено, являющееся производным лактама, оно может быть выбрано из пирролидинона, 2-пиперидинона, капролактама (A=6), энантолактама, каприлолактама, пеларголактама, деканолактама, ундеканолактама и лаурилолактама (A=12).
В случае, когда звено представляет собой звено, являющееся производным звена, соответствующего формуле (диамин Ca).(двухосновная кислота Cb), звено (диамин Ca) выбирают из линейных или разветвленных алифатических диаминов, циклоалифатических диаминов и алкилароматических диаминов.
В случае, когда диамин представляет собой линейный алифатический диамин формулы H2N-(CH2)a-NH2, мономер (диамин Ca) предпочтительно выбирают из бутандиамина (a=4), пентандиамина (a=5), гександиамина (a=6), гептандиамина (a=7), октандиамина (a=8), нонандиамина (a=9), декандиамина (a=10), ундекандиамина (a=11), додекандиамина (a=12), тридекандиамина (a=13), тетрадекандиамина (a=14), гексадекандиамина (a=16), октадекандиамина (a=18), октадецендиамина (a=18), эйкозандиамина (a=20), докозандиамина (a=22) и диаминов, полученных исходя из жирных кислот.
В случае, когда диамин является алифатическим и разветвленным, он может содержать при основной цепи один или несколько заместителей в виде метильных или этильных групп. Например, мономер (диамин Ca) предпочтительно может быть выбран из 2,2,4-триметил-1,6-гександиамина, 2,4,4-триметил-1,6-гександиамина, 1,3-диаминопентана, 2-метил-1,5-пентандиамина, 2-метил-1,8-октандиамина.
В случае, когда мономер (диамин Ca) является циклоалифатическим, его предпочтительно выбирают из бис-(3,5-диалкил-4-аминоциклогексил)метана, бис-(3,5-диалкил-4-аминоциклогексил)этана, бис-(3,5-диалкил-4-аминоциклогексил)пропана, бис-(3,5-диалкил-4-аминоциклогексил)бутана, бис-(3-метил-4-аминоциклогексил)метана (BMACM или MACM), p-бис-(аминоциклогексил)метана (PACM) и изопропилидендициклогексиламина (PACP). Он может также содержать углеводородные радикалы норборнилметана, циклогексилметана, дициклогексилпропана, диметилциклогексила, ди(метилциклогексил)пропана. Неисчерпывающий перечень этих циклоалифатических диаминов представлен в публикации "Cycloaliphatic Amines" (Encyclopaedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, 4th Edition (1992), pp. 386-405).
В случае, когда мономер (диамин Ca) является алкилароматическим, его предпочтительно выбирают из 1,3-ксилилендиамина и 1,4-ксилилендиамина.
В случае, когда звено представляет собой звено, соответствующее формуле (диамин Ca)·(двухосновная кислота Cb), звено (двухосновная кислота Cb) выбирают из линейных или разветвленных алифатических двухосновных кислот, циклоалифатических двухосновных кислот и ароматических двухосновных кислот.
В случае, когда мономер (двухосновная кислота Cb) является алифатическим и линейным, его выбирают из янтарной кислоты (b=4), пентандиовой кислоты (b=5), адипиновой кислоты (b=6), гептандиовой кислоты (b=7), октандиовой кислоты (b=8), азелаиновой кислоты (b=9), себациновой кислоты (b=10), ундекандиовой кислоты (b=11), додекандиовой кислоты (b=12), брассиловой кислоты (b=13), тетрадекандиовой кислоты (b=14), гександиовой кислоты (b=16), октадекандиовой кислоты (b=18), октадецендиовой кислоты (b=18), эйкозандиовой кислоты (b=20), докозандиовой кислоты (b=22) и димеров жирных кислот, содержащих 36 атомов углерода.
Указанные ранее димеры жирных кислот представляют собой димеризованные жирные кислоты, полученные олигомеризацией или полимеризацией ненасыщенных жирных одноосновных кислот с длинной углеводородной цепью (таких, как линолевая кислота и олеиновая кислота), в частности, соответственно описанию в EP 0 471 566.
В случае, когда двухосновная кислота является циклоалифатической, она может содержать углеводородные радикалы норборнилметана, циклогексилметана, дициклогексилметана, дициклогексилпропана, диметилциклогексила, ди(метилциклогексил)пропана.
В случае, когда двухосновная кислота является ароматической, ее предпочтительно выбирают из терефталевой кислоты (обозначенной идентификатором T), изофталевой кислоты (обозначенной идентификатором I) и двухосновных нафтеновых кислот.
Полиамиды могут быть кристаллическими или аморфными и прозрачными.
Полиамиды по настоящему изобретению предпочтительно выбирают из алифатических полиамидов и более предпочтительно из таких полиамидов, в цепи которых число звеньев составляет от 4 до 18 и более предпочтительно от 4 до 12. Более предпочтительно полиамиды по настоящему изобретению выбирают из PA6, PA11, PA12, PA6/12, PA6.12, PA6.6, PA8, PA4, PA4.6, PA10.10, PA6.10, PA10.12 и смеси этих полимеров. Полиамид предпочтительно представляет собой PA12.
Согласно другому предпочтительному варианту осуществления способа по настоящему изобретению полимер по настоящему изобретению, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, представляет собой полиамидоимид, в этом случае функциональные группы с лабильными атомами водорода представляют собой амидогруппы.
Приемлемым является полиамидоимид, реализуемый компанией "Solvay" под названием "Torlon®".
Средний диаметр
Полимер по настоящему изобретению находится в виде частиц, которые могут быть сферической, псевдосферической или угловатой формы. В общем случае гранулометрический состав частиц зависит от способа их получения.
Средний диаметр частиц, определенный по стандарту ISO 13319, может составлять от 1 до 200 мкм, преимущественно находится интервале от 1 до 200 мкм, предпочтительно от 1 до 150 мкм и более предпочтительно в интервале от 1 до 150 мкм.
Средний диаметр частиц преимущественно составляет от 1 до 100 мкм, предпочтительно от 5 от 100 мкм, более предпочтительно от 5 до 60 мкм, и наиболее предпочтительно от 5 до 20 мкм.
Используемый в виде частиц полимер предпочтительно относится к серии "Orgasol®", реализуемой компанией "Arkema France".
Сшивающий агент
Сшивающий агент по настоящему изобретению содержит по меньшей мере две функциональные группы, способные взаимодействовать с функциональными группами полимера, содержащими лабильные атомы водорода.
Иными словами, сшивающий агент содержит по меньшей мере две электрофильные функциональные группы, способные взаимодействовать с функциональной группой с лабильным атомом водорода, то есть с нуклеофильной группой полимера.
Таким образом, полифункциональный сшивающий агент по настоящему изобретению обеспечивает образование между разными макромолекулярными цепями полимера "мостиков", образуемых обязательно за счет ковалентных связей.
Сшивающие агенты, содержащие по меньшей мере 2 функциональные группы, способные взаимодействовать с функциональными группами полимера, предпочтительно представляют собой соединения, содержащие изоцианатные группы, карбодиимидные группы, эпоксигруппы, ациллактамные группы, оксазолиновые группы и их изомеры, оксазиновые группы и их изомеры, PCl3.
Сшивающие агенты предпочтительно обладают изоцианатными группами и представляют собой полиизоцианаты.
В качестве примера полифункционального сшивающего агента, являющегося более предпочтительным по настоящему изобретению, предпочтительно можно назвать ксилилендиизоцианат, изофорондиизоцианат, нафталин-1,5-диизоцианат, дифенилметан-4,4'-диизоцианат, трифенилметан-4,4',4''-триизоцианат, толуол-2,4-диизоцианат и алкилендиизоцианат и более предпочтительно гексаметилендиизоцианат (обозначенный идентификатором HMDI).
В качестве примера на приведенной далее схеме (I) показана реакция сшивания между полиамидной цепью и полифункциональным сшивающим агентом, в данном случае с гексаметилендиизоцианатом.
Стадия катализа ведет к образованию амидата, образуемого одной из функциональных групп полимера, содержащих лабильные атомы водорода.
Figure 00000001
Схема I
Согласно одному из вариантов осуществления способа по настоящему изобретению полимеры по настоящему изобретению, имеющие одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, могут представлять собой уже сшитые полимеры, которые содержат еще одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, способных взаимодействовать со сшивающим агентом, являющимся идентичным уже использованному сшивающему агенту или отличающимся от него.
Таким образом, выбор сшивающего агента может оказывать влияние на физико-химические свойства требующегося конечного материала.
Сшивающий агент, используемый в способе по настоящему изобретению, может содержаться в количестве от 0,1 до 15 % мол. и предпочтительно от 0,5 до 10 % мол. по отношению к общему числу молей мономеров, образующих полимер по настоящему изобретению, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода.
Стадия прибавления
Стадия прибавления сшивающего агента к порошку полимера по настоящему изобретению, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, может быть осуществлена следующим образом:
(1) пропиткой наносят сшивающий агент непосредственно на частицы, если агент представляет собой жидкость или находится в виде раствора, и затем нагревают для инициации реакции;
(2) порошок полимера переводят в дисперсию "твердое тело/жидкость" в растворителе сшивающего агента и затем прибавляют сшивающий агент при температуре реакции для инициации реакции сшивания.
Специалисты в данной области техники в состоянии выбрать растворитель, приемлемый для сшивающего агента. Можно, в частности, назвать парафиновые углеводородные фракции, например, в случае HMDI.
В способе по настоящему изобретению предпочтительно не применяют латекс, а также не получают его.
Взаимодействие должно происходить при температуре ниже плавления полимера, так чтобы порошок не агломерировался.
Стадия образования химически активных центров
Очень возможно, что необходимо осуществлять предварительную стадию образования химически активных частиц полимера. Для получения химически активных частиц, то есть нуклеофильных частиц, можно использовать достаточно сильное основание, позволяющее связывать лабильные атомы водорода полимера.
Эти основания могут быть выбраны из гидрида натрия, гидрида калия, натрия, метилата и/или этилата натрия.
Количество основания в общем случае может изменяться от 0,1 до 3 моль на 100 моль полимера и предпочтительно находится в интервале от 0,1 до 3 моль на 100 моль полимера.
Указанный способ поверхностного сшивания полимерных частиц ведет к получению частиц частично сшитого полимера. На практике, полимерные частицы приобретают одну или несколько зон сшитого полимера в зависимости от количества сшивающего агента, используемого при осуществлении способа.
Более точно, зона сшитого полимера представляет собой более или менее толстый слой в зависимости от количества введенного сшивающего агента и продолжительности реакции сшивания, расположенный на поверхности частицы, то есть на ядре из полимера по настоящему изобретению, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода. При этом слой характеризуется градиентом состава сшитого полимера, в котором концентрация узлов сшивания повышается по мере удаления от ядра.
Согласно одному из вариантов осуществления способа по настоящему изобретению полимер, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, представляет собой полиамид, а сшивающий агент представляет собой полиизоцианат. При этом способ ведет к получению порошка со структурой "ядро-оболочка", имеющего ядро из полиамида и оболочку из полиамидоимида, в которой концентрация имидных групп повышается по мере удаления от ядра.
Согласно другому варианту осуществления способа по настоящему изобретению полимер, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, представляет собой полиамидоимид, а сшивающий агент представляет собой полиизоцианат. При этом способ ведет к получению порошка со структурой "ядро-оболочка", имеющего ядро из полиамидоимда и оболочку из полиамидоимида, в которой концентрация имидных групп повышается по мере удаления от ядра.
Преимущество указанного способа состоит в том, что он позволяет регулировать толщину слоя сшитого полимера, а также природу "мостиков" между макромолекулярными цепями за счет природы сшивающего агента.
Способ полимеризации
Способ сшивания по настоящему изобретению может быть осуществлен с полимерными порошками в качестве "конечного" продукта. Он может быть внедрен также в технологическую цепочку полимеризации.
В случае, когда полимер по настоящему изобретению представляет собой полиамид, способ может представлять собой, например, одну из конечных стадий способа поликонденсации или способа анионной полимеризации.
Настоящее изобретение относится также к способу полимеризации полимера в форме порошка, включающему в себя следующие последовательные стадии:
- стадия полимеризации;
- определенная ранее стадия сшивания полимера в форме порошка, полученного на предыдущей стадии;
- возможная стадия нейтрализации реакционной смеси.
Стадия полимеризации предпочтительно представляет собой стадию анионной полимеризации в растворителе в присутствии катализатора и активатора.
Порошок предпочтительно представляет собой порошок полиамида. Способ более предпочтительно относится к полимеризации амида, такой, как полимеризация лактама 6, лактама 12 или их смеси. Полимеризацию осуществляют в присутствии катализатора и активатора.
Поскольку речь идет об анионной полимеризации, которую осуществляют для получения частиц PA, то ее осуществляют в растворителе.
Растворитель
Используемый растворитель растворяет мономер, но не растворяет полимерные частицы, образующиеся в ходе полимеризации. Примеры растворителя приведены в EP 192515. Растворитель предпочтительно представляет собой фракцию парафиновых углеводородов, диапазон кипения которой составляет от 120 до 170°C и преимущественно находится в интервале от 120 до 170°C, предпочтительно от 140 до 170°C и преимущественно в интервале от 140 до 170°C. Растворитель может быть пересыщен мономером при температуре инициации, то есть при температуре, при которой начинается полимеризация.
Полимеризацию можно осуществлять также в растворителе, который не пересыщен мономером. В этом случае реакционная смесь содержит мономер, растворенный в растворителе с концентрацией, не создающей состояние пересыщения при температуре инициации.
Катализатор
Катализатор выбирают из традиционных катализаторов анионной полимеризации лактамов. Речь идет о достаточно сильном основании, позволяющем в случае лактама получать лактамат после взаимодействия с лактамом. Может быть предусмотрена комбинация нескольких катализаторов. В качестве неограничительных примеров можно назвать гидрид натрия, гидрид калия, натрий, метилат и/или этилат натрия. Вводимое количество одного или нескольких катализаторов в общем случае может изменяться от 0,5 до 3 моль на 100 моль мономера и предпочтительно находится в интервале от 0,5 до 3 моль на 100 моль мономера.
Активатор
Также прибавляют активатор, роль которого состоит в инициации и/или ускорении полимеризации. Активатор выбирают из лактам-N-карбоксианилидов, (моно)изоцианатов, полиизоцианатов, карбодиимидов, цианамидов, ациллактамов и ацилкарбаматов, триазинов, мочевин, N-замещенных имидов, сложных эфиров и трихлорида фосфора. В случае необходимости можно использовать также смесь нескольких активаторов. В случае необходимости активатор может быть образован in situ, например, взаимодействием алкилизоцианата и лактама с получением ациллактама. Молярное соотношение "катализатор/активатор" составляет от 0,2 до 2, преимущественно находится в интервале от 0,2 до 2, предпочтительно от 0,8 до 1,2 и преимущественно находится в интервале от 0,8 до 1,2.
В реакционную смесь можно вводить наполнители любого типа (пигменты, красители, сажу, углеродные нанотрубки и т.д.) или добавки (антиоксиданты, УФ-светостабилизаторы, пластификаторы и т.д.) при условии, что все эти соединения хорошо высушены и инертны по отношению к реакционной смеси.
Полимеризация
Анионную полимеризацию осуществляют в непрерывном режиме или предпочтительно в периодическом режиме (партиями). В периодическом режиме вносят растворитель и затем одновременно или последовательно вносят один или несколько мономеров, катализатор и активатор. Рекомендуется сначала вводить растворитель и один или несколько мономеров, а затем удалять любые следы воды, например, азеотропной отгонкой и далее в один прием прибавлять катализатор в безводную среду. С целью избежания закозления или потери контроля за полимеризацией может быть предпочтительным введение активатора не в один прием, а порциями или с заданной скоростью подачи. Процесс ведут при атмосферном давлении или при несколько повышенном давлении (при парциальном давлении горячего растворителя) и при температуре от 20°C до температуры кипения растворителя.
Температура инициации и полимеризации лактамов в общем случае составляет от 70 до 150°C, преимущественно находится в интервале от 70 до 150°C и предпочтительно от 80 до 130°C, преимущественно находится в интервале от 80 до 130°C и преимущественно составляет < 120°C и > 90°C.
Затем осуществляют реакцию сшивания прибавлением сшивающего агента, определенного ранее.
Полимеризацию заканчивают стадией нейтрализации.
Частицы порошка
Частицы порошка по настоящему изобретению получают описанным ранее способом сшивания. Частицы по настоящему изобретению также могут быть получены описанным ранее способом сшивания.
Частица порошка полимера по настоящему изобретению содержит:
- одну или несколько зон, образованных определенным ранее полимером, имеющим одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода;
- одну или несколько зон, содержащих указанный полимер, сшитый сшивающим агентом, определенным ранее.
Частица порошка предпочтительно содержит:
- ядро, образованное определенным ранее полимером, имеющим одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода;
- слой, расположенный на указанном ядре и содержащий полимер, сшитый сшивающим агентом, определенным ранее.
Слой сшитого полимера характеризуется градиентом состава сшитого полимера, в котором концентрация узлов сшивания повышается по мере удаления от ядра.
Согласно первому варианту осуществления слой сшитого полимера может представлять собой внешний слой, предназначенный для контакта с воздухом. При этом частица согласно этому варианту осуществления имеет структуру "ядро-оболочка".
Согласно второму варианту осуществления слой сшитого полимера может составлять промежуточный слой, предназначенный для прослойки внутри многослойной структуры. Сшитый слой может располагаться между 2 слоями полимера, сшитого в случае необходимости.
Согласно третьему варианту осуществления частица может содержать несколько слоев полимера, сшитого разными сшивающими агентами.
Форма частиц по настоящему изобретению зависит от формы частиц исходного полимера, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода.
Толщина слоя сшитого полимера зависит от количества сшивающего агента, вводимого в ходе сшивания, и продолжительности стадии сшивания.
Гранулометрический состав частиц по настоящему изобретению зависит от гранулометрического состава частиц исходного полимера, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода.
Преимущество способа сшивания по настоящему изобретению состоит в том, что он сохраняет дисперсию гранулометрического состава порошка, представляющего собой исходной реагент, то есть сохраняет средний размер и узкое распределение. Кроме того, до плавления частицы порошка по настоящему изобретению сохраняют начальную форму частиц.
Эта свойство является очень востребованным, в частности, в области композиционных материалов. Необходимо, чтобы как можно больше частиц находилось около требуемого места и какие-либо очень крупные частицы находились в очень малом количестве или даже отсутствовали, чтобы они могли исполнить свою роль прокладки между слоями волокон углерода в композиционных материалах. Кроме того, пористость поверхности исходного порошка остается неизменной. В случае, когда исходный полимер является кристаллическим, было замечено, что кристалличность также сохраняется.
Полимер, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, и сшивающий агент аналогичны описанным ранее для способа сшивания.
Согласно особому варианту осуществления настоящего изобретения полимер, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, представляет собой полиамид, а сшивающий агент представляет собой полиизоцианат, при этом частица со структурой "ядро-оболочка" будет иметь ядро из полиамида и оболочку из полиамидоимида, в которой концентрация имидной группы повышается по мере удаления от ядра.
Согласно предпочтительному варианту осуществления полимер, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, относится к серии продуктов "Orgasol®", а сшивающий агент представляет собой полиизоцианат.
Рецептура
Настоящее изобретение относится также к композиции, содержащей определенный ранее порошок. Композиция предпочтительно является термореактивной.
Полученный порошок может быть использован так, что его вводят в композицию безводного типа или в виде эмульсии "масло в воде" (H/E) или "вода в масле" (E/H).
Композиция по настоящему изобретению предпочтительно содержит определенный ранее порошок.
В случае, когда композицию применяют в области косметических средств, она содержит косметически приемлемую среду, которая может представлять собой воду, один или несколько спиртов и их смесь.
Применение
Настоящее изобретение относится к применению определенного ранее порошка предпочтительно в качестве наполнителя или усиливающего агента в композиционных материалах, в структурных клеях, в покрытиях подложки, предпочтительно в основе красок в виде порошка или жидкости, которые могут быть применены на подложках из металла, пластмассы, дерева, стекла, бумаги, резины и в копировальной бумаге.
Изобретение относится также к применению определенного ранее порошка для изготовления изделий агломерацией порошков плавлением, вызываемым излучением, выбранным из лазерного излучения, инфракрасного излучения или УФ-излучения.
Настоящее изобретение относится также к применению определенного ранее порошка в качестве добавки в косметические композиции.
Приведенные далее примеры служат для пояснения настоящего изобретения и не имеют ограничительного характера.
Примеры
Физико-химические характеристики порошков, приведенных в примерах, были определены перечисленными далее способами.
Определение среднего диаметра
Определение среднего диаметра частиц порошков, приведенных в примерах, осуществляют по стандарту ISO 13319.
Определение термических характеристик
Анализ порошков осуществляют по стандарту ISO 11357-3 "Plastics: Differential scanning calorimetry (DSC). Part 3: Determination of temperature and enthalpy of melting and crystallization."
Определение энтальпии плавления
Энтальпия плавления прямо пропорциональна степени кристалличности полимера. Таким образом, сравнение энтальпии плавления 2 веществ позволяет сравнивать их степень кристалличности.
Энтальпию плавления определяют способом DSC по стандарту ISO 11357-3.
Испытание на растворимость
Растворимость определяют, вводя 1 г порошка в литр гексафторизопропанола. Смеси выдерживают в течение 24 часов при комнатной температуре для растворения цепей несшитых полимеров.
Затем растворы фильтруют для удаления нерастворившейся части и далее анализируют способом SEC на приборе "Waters Alliance 2695". С этой целью используют детектор "Waters 2414 RID". При этом определяют коэффициент рефрактометрического сигнала K(RI).
1. Синтез порошка сшитого полиамида 12
В реактор с атмосферой азота вносят 2800 мл растворителя и затем последовательно вносят 899 г лактама 12, 14,4 г EBS (этилен-бис-стеарамида) и 73,0 г полимера "Orgasol® 2002 UD NAT 1" (порошок PA12). После запуска перемешивания при 300 об/мин постепенно нагревают до 110°C и далее осуществляют отгонку в вакууме 280 мл растворителя с целью удаления за счет азеотропии любых следов воды, которая могла бы содержаться.
Затем после доведения до атмосферного давления быстро вносят в атмосфере азота анионный катализатор (2,2 г 60 %-го гидрида натрия в масле) и повышают скорость перемешивания до 700 об/мин в атмосфере азота при 105°C.
Далее оставляют при этой температуре на 30 минут. Насосом-дозатором осуществляют непрерывную подачу в реакционную смесь выбранного активатора, а именно стеарилизоцианата (38,3 г с добавлением растворителя до 153,0 г) согласно следующей программе: 51 г/ч в течение 3 часов с последующим повышением температуры до 120°C в течение 2 часов.
Стадию поверхностного сшивания полученного порошка осуществляют описанным далее образом. При 120°C и при перемешивании раствор гексаметилендиизоцианата в количестве 5 % мол. HMDI по отношению к лактаму 12 прибавляют к реакционной смеси в течение 3 часов и затем оставляют еще на 2 часа для завершения всех реакций.
Далее порошок отделяют фильтрованием и сушат перед последующей нейтрализацией водным раствором H3PO4. Затем нейтрализованный порошок еще раз сушат.
Для проверки эффективности сшивания порошок погружают в m-крезол при 90°C, при этом появляющиеся нерастворившиеся частицы характеризуют хорошее сшивание полиамида (нерастворимого в случае "Orgasol 2002 D Nat1").
Оценка порошка
Было осуществлено сравнение порошков двух типов:
- несшитый коммерческий порошок под названием "Orgasol® 2002 D Nat1"; этот порошок представляет собой сравнительный порошок A. Он соответствует порошку, полученному описанным ранее способом без стадии сшивания;
- порошок по настоящему изобретению, обозначенный идентификатором B и полученный способом по примеру 1.
Испытание на растворимость
При этом определяют коэффициент рефрактометрического сигнала K(RI). K(RI) прямо пропорционален концентрации PA12 в HFIP. В случае "Orgasol® 2002 D Nat1" значение коэффициента было определено равным 201, а в случае порошка по настоящему изобретению значение коэффициента было определено равным 45.
Результаты представлены в приведенной далее таблице 1.
Таблица 1
Сравнительный порошок (L12) Порошок по настоящему изобретению (L12)
A B
Средний диаметр, мкм 19,0 19,0
Температура плавления,°C 180 183
Энтальпия плавления, Дж/г 113 108
Растворимость в HFIP, % 100 23
Эти результаты свидетельствуют о том, что гранулометрический состав исходного порошка сохраняется.
Определение энтальпии плавления показывает, что сшивание порошка ничего не изменяет в кристалличности материала.
Результаты, относящиеся к растворимости порошков, свидетельствуют о том, что сшивание порошка произошло в хорошей степени. Кроме того, это испытание выявило устойчивость порошка B по настоящему изобретению к растворителям.
2. Синтез порошка сшитого PA6
В реактор с атмосферой азота вносят 2452 мл растворителя и затем последовательно вносят 919,3 г лактама 6 (капролактама), 4,7 г EBS (этилен-бис-стеарамида) и 10,5 г полимера "Aerosyl® R972". После запуска перемешивания при 300 об/мин постепенно нагревают до 110°C и далее осуществляют отгонку в вакууме 294 мл растворителя с целью удаления за счет азеотропии любых следов воды, которая могла бы содержаться.
Затем после доведения до атмосферного давления быстро вносят в атмосфере азота анионный катализатор (6,3 г 60 %-го гидрида натрия в масле) и повышают скорость перемешивания до 900 об/мин в атмосфере азота при 105°C. Далее оставляют при этой температуре на 30 минут. Насосом-дозатором осуществляют непрерывную подачу в реакционную смесь выбранного активатора, а именно стеарилизоцианата (27,3 г с добавлением растворителя до 147,1 г) согласно следующей программе: 49 г/ч в течение 3 часов, и затем реакции дают протекать в течение еще 2 дополнительных часов при 120°C.
Стадию поверхностного сшивания полученного порошка осуществляют описанным далее образом. При 120°C и при перемешивании раствор гексаметилендиизоцианата в количестве 5 % мол. HMDI по отношению к лактаму 6 прибавляют к реакционной смеси в течение 3 часов и затем оставляют еще на 2 дополнительных часа, чтобы израсходовать все реакционноспособные функциональные группы.
Далее порошок отделяют фильтрованием и сушат перед последующей нейтрализацией водным раствором H3PO4. Затем нейтрализованный порошок еще раз сушат.
Оценка порошка
Было осуществлено сравнение порошков двух типов:
- несшитый коммерческий порошок под названием "Orgasol® 1002 D Nat1"; этот порошок представляет собой сравнительный порошок C. Он соответствует порошку, полученному описанным ранее способом без стадии сшивания;
- порошок по настоящему изобретению, обозначенный идентификатором D и полученный способом по примеру 2.
Испытание на растворимость
Порошки погружают в m-крезол при 90°C. Появляющиеся нерастворившиеся частицы характеризуют хорошее сшивание полиамида D. В случае сравнительного порошка C не было отмечено появление нерастворимых частиц.
При этом определяют коэффициент рефрактометрического сигнала K(RI). K(RI) прямо пропорционален концентрации PA6 в HFIP. В случае сравнительного порошка C значение коэффициента было определено равным 209, а в случае порошка D по настоящему изобретению значение коэффициента было определено равным 82.
Результаты представлены в приведенной далее таблице 2.
Таблица 2
Сравнительный порошок (PA6) Порошок по настоящему изобретению (PA6)
C D
Средний диаметр, мкм 20,9 20,9
Температура плавления,°C 210 205
Энтальпия плавления, Дж/г 116 109
Растворимость в HFIP, % 100 38
3. Синтез порошка сшитого полиамидоимида
Синтез полиамида
В реактор с атмосферой азота вносят 2800 мл растворителя и затем последовательно вносят 919,3 г лактама 12 (лаурилолактама), 14,7 г EBS (этилен-бис-стеарамида) и 1,84 г полимера "Sipernat® 320DS". После запуска перемешивания при 300 об/мин постепенно нагревают до 110°C и далее осуществляют отгонку в вакууме 280 мл растворителя с целью удаления за счет азеотропии любых следов воды, которая могла бы содержаться.
Затем после доведения до атмосферного давления быстро вносят в атмосфере азота анионный катализатор (2,36 г 60 %-го гидрида натрия в масле) и повышают скорость перемешивания до 800 об/мин в атмосфере азота при 105°C. Далее оставляют при этой температуре на 30 минут. Насосом-дозатором осуществляют непрерывную подачу в реакционную смесь выбранного активатора, а именно стеарилизоцианата (27,3 г с добавлением растворителя до 147,1 г) согласно следующей программе: 49 г/ч в течение 3 часов с последующим повышением температуры до 120°C в течение 2 часов.
Синтез полиамидоимида
Получение порошка полиамидоимида осуществляют описанным далее образом. При 120°C и при перемешивании раствор метилен-бис-циклогексилизоцианата в количестве 0,1 % мол. H12MDI по отношению к лактаму 12 прибавляют к реакционной смеси в течение 3 часов и затем оставляют еще на 2 дополнительных часа, чтобы израсходовать все реакционноспособные функциональные группы. При этом получают порошок полиамидоимида, полностью растворимый в m-крезоле при 90°C и представляющий собой сравнительный порошок E.
Сшивание полиамидоимида
Стадию поверхностного сшивания полученного порошка осуществляют описанным далее образом. При 120°C и перемешивании раствор гексаметилендиизоцианата в количестве 4,9 % мол. HMDI по отношению к лактаму 12 прибавляют к реакционной смеси в течение 3 часов и затем оставляют еще на 2 дополнительных часа, чтобы израсходовать все реакционноспособные функциональные группы.
Далее порошок отделяют фильтрованием и сушат перед последующей нейтрализацией водным раствором H3PO4. Затем нейтрализованный порошок еще раз сушат.
Оценка порошка
Было осуществлено сравнение порошков двух типов:
- сравнительный порошок E, полученный описанным ранее синтезом полиамидоимида;
- порошок по настоящему изобретению, обозначенный идентификатором F и полученный способом по примеру 3.
Испытание на растворимость
Порошки погружают в m-крезол при 90°C. Появляющиеся нерастворившиеся частицы характеризуют хорошее сшивание полиамидоимида F.
Результаты представлены в приведенной далее таблице 3.
Таблица 3
Сравнительный порошок (PAI) Порошок по настоящему изобретению (PAI)
E F
Средний диаметр, мкм 49,4 49,4
Температура плавления,°C 178 177
Энтальпия плавления, Дж/г 110 106
Растворимость в HFIP, % 100 30
Эти примеры свидетельствуют о том, что независимо от типа используемого полимера гранулометрический состав исходного порошка и кристалличность материала сохраняются.

Claims (23)

1. Способ поверхностного сшивания полимера в форме частиц, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, указанный полимер выбран из полиамидов, полиамидоимидов и смеси этих полимеров,
причем способ включает стадию, на которой применяют сшивающий агент, содержащий по меньшей мере две функциональные группы, способные взаимодействовать с функциональными группами полимера, содержащими лабильные атомы водорода, причем сшивающий агент выбран из соединений, содержащих по меньшей мере одну изоцианатную группу, при этом способ сшивания осуществляют при температуре ниже температуры плавления полимера.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полимеры выбраны из полиамидов.
3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что полиамиды выбраны из PA6, PA11, PA12, PA6/12, PA6.12, PA6.10, PA10.10, PA10.12, PA6.6, PA8, PA4, PA4.6 и смеси этих полимеров.
4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что полиамид представляет собой PA12.
5. Способ по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что полимерные частицы имеют средний диаметр от 1 до 200 мкм, преимущественно в интервале от 1 до 200 мкм, предпочтительно от 1 до 150 мкм и более предпочтительно в интервале от 1 до 150 мкм.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сшивающий агент представляет собой полиизоцианат.
7. Способ по п. 1 или 6, отличающийся тем, что количество сшивающего агента составляет от 0,1 до 15 % мол. и предпочтительно от 0,5 до 10 % мол. по отношению к общему числу молей мономеров, образующих полимер, имеющий одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода.
8. Способ полимеризации полимера, включающий следующие последовательные стадии:
- стадия полимеризации;
- стадия сшивания, как определена в любом из предыдущих пунктов, полимера в форме порошка, полученного на предыдущей стадии;
- необязательно, стадия нейтрализации реакционной смеси.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что стадия полимеризации представляет собой стадию анионной полимеризации в растворе в растворителе в присутствии катализатора и активатора.
10. Частица порошка полимера, содержащая:
- одну или несколько зон, состоящих из полимеров, имеющих одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, как определено в пп. 1-6;
- одну или несколько зон, содержащих указанный полимер, сшитый сшивающим агентом, как определено по пп. 1, 6-7.
11. Частица по п. 10, отличающаяся тем, что она содержит:
- ядро, состоящее из полимера, имеющего одну или несколько функциональных групп с лабильными атомами водорода, как определено в пп. 1-5;
- слой, содержащий указанный полимер, сшитый сшивающим агентом, как определено в пп. 1, 6-7.
12. Композиция, содержащая частицу порошка по п. 10 или 11.
13. Применение частицы порошка по п. 10 или 11 в композиционных материалах, в структурных клеях, в покрытиях подложки, в копировальной бумаге.
14. Применение частицы порошка по п. 10 или 11 для изготовления изделий агломерацией порошков плавлением, вызываемым излучением, выбранным из лазерного излучения, инфракрасного излучения или УФ-излучения.
15. Применение частицы порошка по п. 10 или 11 в качестве добавки в косметические композиции.
RU2015153851A 2013-05-17 2014-05-16 Способ поверхностного сшивания полимерных частиц RU2671508C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1354473A FR3005660B1 (fr) 2013-05-17 2013-05-17 Procede de reticulation en surface de particules de polymere
FR1354473 2013-05-17
PCT/EP2014/060105 WO2014184351A1 (fr) 2013-05-17 2014-05-16 Procédé de réticulation en surface de particules de polymère

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2015153851A RU2015153851A (ru) 2017-06-22
RU2671508C2 true RU2671508C2 (ru) 2018-11-01

Family

ID=48782497

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015153851A RU2671508C2 (ru) 2013-05-17 2014-05-16 Способ поверхностного сшивания полимерных частиц

Country Status (11)

Country Link
US (1) US10400073B2 (ru)
EP (1) EP2997078B1 (ru)
JP (1) JP6426154B2 (ru)
KR (1) KR102368402B1 (ru)
CN (1) CN105229060B (ru)
BR (1) BR112015028736B8 (ru)
CA (1) CA2909747A1 (ru)
ES (1) ES2747800T3 (ru)
FR (1) FR3005660B1 (ru)
RU (1) RU2671508C2 (ru)
WO (1) WO2014184351A1 (ru)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10000615B1 (en) 2017-02-23 2018-06-19 Hexcel Corporation Retaining compressive strength of thermoplastic-toughened epoxy composites under hot and wet conditions
US10577472B2 (en) 2018-02-01 2020-03-03 Hexcel Corporation Thermoplastic particle-toughened prepreg for use in making composite parts which tolerate hot and wet conditions
US10106661B2 (en) 2016-06-22 2018-10-23 Hexcel Corporation Composite material with thermoplastic toughened novolac-based epoxy resin matrix
US10472474B2 (en) 2016-06-22 2019-11-12 Hexcel Corporation Semipreg with thermoplastic toughened novolac-based epoxy resin matrix
JP6866602B2 (ja) * 2016-10-03 2021-04-28 コニカミノルタ株式会社 粉末材料、立体造形物の製造方法
FR3061182B1 (fr) * 2016-12-22 2019-05-31 Setup Performance Poudre de particules spheriques de polyamide reticulable, procede de preparation et utilisation avec la technique de frittage par laser selectif
EP3724260A1 (en) 2017-12-12 2020-10-21 Hexcel Corporation Semipreg with thermoplastic toughened novolac-based epoxy resin matrix
US10822569B2 (en) 2018-02-15 2020-11-03 Afton Chemical Corporation Grafted polymer with soot handling properties
US10851324B2 (en) 2018-02-27 2020-12-01 Afton Chemical Corporation Grafted polymer with soot handling properties
CN115943058A (zh) * 2018-09-22 2023-04-07 惠普发展公司,有限责任合伙企业 三维打印
US10899989B2 (en) 2018-10-15 2021-01-26 Afton Chemical Corporation Amino acid grafted polymer with soot handling properties
US11046908B2 (en) 2019-01-11 2021-06-29 Afton Chemical Corporation Oxazoline modified dispersants
JP2022539778A (ja) 2019-07-03 2022-09-13 ヘクセル コーポレイション ハイブリッドポリアミド粒子で強化されたマトリックス樹脂
US11485833B2 (en) 2019-10-23 2022-11-01 Hexcel Corporation Thermoplastic toughened matrix resins containing nanoparticles

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2193045C2 (ru) * 1995-11-21 2002-11-20 Штокхаузен Гмбх Унд Ко. Кг Абсорбирующие жидкость полимеры и способ их получения
RU2296137C2 (ru) * 2001-09-28 2007-03-27 Шова Денко К.К. Порошкообразный гидрофобный полимер и колонка для высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой
RU2326892C2 (ru) * 2003-05-09 2008-06-20 Ниппон Сокубаи Ко., Лтд. Способ получения порошкообразной водопоглощающей смолы
US20080182960A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Sivapackia Ganapathiappan Surface-crosslinked latex particulates

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3062699D1 (en) * 1979-05-09 1983-05-19 Teijin Ltd Aromatic polyamide paper-like sheet and processes for producing the same
US4702840A (en) * 1982-02-05 1987-10-27 Pall Corporation Charge modified polyamide membrane
FR2576602B1 (fr) 1985-01-30 1987-02-13 Atochem Procede de fabrication de poudre de polyamide et poudre ainsi obtenue
FR2588262B1 (fr) * 1985-10-08 1988-04-29 Atochem Poudres de polyamide-imides, procede de fabrication et utilisations
JPH0655838B2 (ja) * 1988-05-24 1994-07-27 株式会社日本触媒 吸水性樹脂の表面処理方法
US5140076A (en) * 1990-04-02 1992-08-18 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Method of treating the surface of an absorbent resin
GB9018144D0 (en) 1990-08-17 1990-10-03 Unilever Plc Polymerisation process
AU5329994A (en) * 1992-10-14 1994-05-09 Dow Chemical Company, The Water-absorbent polymer having improved properties
JPH0726026A (ja) * 1993-07-08 1995-01-27 Idemitsu Petrochem Co Ltd 表面架橋された吸水性ポリマーの製造方法
EP0755413A4 (en) * 1994-04-11 1999-11-17 Hoechst Celanese Corp SUPER ABSORBENT POLYMERS AND PRODUCTS MANUFACTURED WITH THEM
JP2000281915A (ja) * 1999-03-30 2000-10-10 Dainippon Ink & Chem Inc 吸水性材料
JP2001002935A (ja) * 1999-06-18 2001-01-09 Mitsubishi Chemicals Corp 高吸水性樹脂
JP2001131283A (ja) * 1999-11-05 2001-05-15 Mitsui Chemicals Inc 表面架橋された架橋ポリアミノ酸含有粒子
US6399714B1 (en) * 2000-09-27 2002-06-04 Michigan Biotechnology Institute Crosslinked polyamide
FR2823107A1 (fr) * 2001-04-06 2002-10-11 Oreal Composition cosmetique thermoreticulable
DE10251790A1 (de) * 2002-11-07 2004-05-19 Degussa Ag Polyamidpulver mit dauerhafter, gleichbleibend guter Rieselfähigkeit
US7708981B2 (en) * 2003-03-11 2010-05-04 L'oreal S.A. Cosmetic compositions comprising at least one crosslinked copolymer, at least one insoluble mineral particle and at least one polymer, and uses thereof
FR2881431B1 (fr) * 2005-01-28 2008-12-05 Arkema Sa Greffage d'une poudre de polyamide par irradiation gamma.
US20060205883A1 (en) * 2004-07-20 2006-09-14 Karine Loyen Crafting onto a polyamide powder by gamma-irradiation
FR2878434B1 (fr) * 2004-11-30 2008-03-07 Arkema Sa Composition cosmetique comprenant une poudre fine et poreuse
JP2008133197A (ja) * 2006-11-27 2008-06-12 Sanyo Chem Ind Ltd 洗浄剤組成物
FR2910907B1 (fr) * 2006-12-28 2009-02-20 Arkema France Poudre de polyamide coeur-ecorce
EP2632974B1 (de) * 2010-10-25 2015-07-29 Evonik Röhm GmbH Schichtstoff mit einer farbschicht und verfahren zur herstellung desselben

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2193045C2 (ru) * 1995-11-21 2002-11-20 Штокхаузен Гмбх Унд Ко. Кг Абсорбирующие жидкость полимеры и способ их получения
RU2296137C2 (ru) * 2001-09-28 2007-03-27 Шова Денко К.К. Порошкообразный гидрофобный полимер и колонка для высокоэффективной жидкостной хроматографии с обращенной фазой
RU2326892C2 (ru) * 2003-05-09 2008-06-20 Ниппон Сокубаи Ко., Лтд. Способ получения порошкообразной водопоглощающей смолы
US20080182960A1 (en) * 2007-01-31 2008-07-31 Sivapackia Ganapathiappan Surface-crosslinked latex particulates

Also Published As

Publication number Publication date
RU2015153851A (ru) 2017-06-22
BR112015028736B8 (pt) 2020-12-01
CN105229060B (zh) 2019-03-08
CA2909747A1 (fr) 2014-11-20
JP2016521767A (ja) 2016-07-25
FR3005660A1 (fr) 2014-11-21
WO2014184351A1 (fr) 2014-11-20
KR102368402B1 (ko) 2022-02-25
FR3005660B1 (fr) 2015-04-24
EP2997078A1 (fr) 2016-03-23
JP6426154B2 (ja) 2018-11-21
EP2997078B1 (fr) 2019-06-26
ES2747800T3 (es) 2020-03-11
BR112015028736B1 (pt) 2020-06-02
KR20160009623A (ko) 2016-01-26
BR112015028736A2 (pt) 2017-07-25
CN105229060A (zh) 2016-01-06
US10400073B2 (en) 2019-09-03
US20160152782A1 (en) 2016-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2671508C2 (ru) Способ поверхностного сшивания полимерных частиц
JP3084284B2 (ja) 加工可能な熱可塑性ポリアミドおよびそれからなる成形材料
CN103113577B (zh) 醇溶性共聚酰胺及其制备方法
JP2001510216A (ja) 熱可塑性コポリアミド及びそれを基材とする組成物
CN103635510B (zh) 具有不同嵌段的支链聚酰胺
US20100098880A1 (en) Core-shell polyamide powder
JPS6169831A (ja) 低温において柔軟性であるコポリエステルアミド
US20180037701A1 (en) Copolymer comprising at least three blocks: polyamide blocks, peg blocks and other blocks
EP3600880B1 (de) Laminate enthaltend ein metall und eine polyamidzusammensetzung
KR20190052621A (ko) 음이온 개환 중합에 의한 폴리아마이드의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 폴리아마이드
JP7056015B2 (ja) ポリアミド
US4196108A (en) Caprolactam copolyamides useful as hot melt adhesives for textiles
JPS6030716B2 (ja) 内燃機関の燃料と接触する物体のための溶融接着剤
CN104334612B (zh) 用于合成超分子缩聚物的带有缔合基团的单体
JPS61138628A (ja) 低温において可撓性の工業用コポリエーテルアミド
CA2418838C (fr) Copolyamides et compositions a base de ces copolyamides
JPH024863A (ja) 熱可塑性ポリアミドおよび乳化剤を基礎とした水性分散物およびそれらの接着剤としての用途
KR20220140594A (ko) 폴리아미드 분말 및 상응하는 제조 방법
CN108070066B (zh) 一种涂料油墨防沉剂及其制备方法
KR20190056064A (ko) 배위-음이온 개환 중합에 의한 폴리아마이드의 제조 방법 및 이에 의해 제조된 폴리아마이드
KR20190061894A (ko) 아마이드계-분자량조절제를 포함하는 폴리아마이드 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리아마이드
KR20190061898A (ko) 이중 활성기를 지닌 분자량조절제를 이용한 폴리아마이드 제조방법 및 이에 의해 제조된 폴리아마이드
JPH031332B2 (ru)
WO2023118762A1 (fr) Copolymere resistant aux lavages