Наполненная композиция на основе поливинилхлорида

Наполненная композиция на основе поливинилхлорида

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИE

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-ву— (22) Заявлено 01.12.81(21) 3357844/23-05 (51) М. Кп З с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет—

С 08 I» 27/06

С 08 K 9/04

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий ($3) УДК б78 ° 743 ° .22.04(088.8) Опубликовано 0703ЯЗ, Бюллетень №9

Дата опубликования описания 07.03.83

В.В.Гузеев, Н.Н.Заводчикова, В.П.Зубов, В,Г Иййацц, Н.И.Кубовская, В.A.Ïoïîâ, С.Н.Потепалова,h.П.Савельев, Х.А.Юсипова и Д.M.ßíoâñêèé (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) НАПОЛНЕННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ

ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

Изобретение относится к составу наполненных полимерных композиций на основе поливинилхлорида (ПВХ), применяемых, например, для изготовления труб, профилей, конструкционных материалов, линолеума и других изделий.

Наполнение — один из основных способов создания пластмасс, резин, лакокрасочных материалов, синтетических клеев и других полимерных материалов с заданными технологичес-, кими и эксплуатационными свойствами.

В последние годы выдвигается задача не только целенаправленного изменения свойств полимерных композиций путем введения наполнителей, но и экономии полимерного сырья созданием высоконаполненных материалов.

Карбонат кальция (мел ) является одним иэ наиболее широко используемых дешевых наполнителей, улучшающих перерабатываемость ПВХ и не повышающих вязкость расплава (1). Немодифнцированный карбонат кальция имеет гидрофильный характер, поэтому введение больших количеств наполнителей в гидрофобные ПВХ полимеры вызывает трудности. Модифицирование наполнителей гидрофобизует их и поз- З0 воляет вводить большие количества в

ПВХ полимеры.

Известна модификация мела путем о5работки поверхности мела инициаторами с последующей полимеризацией в водной среде или в среде растворителей диацетонакриламида или сополимериэацией его с другими мономерами: стиролом, винилхлоридом, винилацетатом, малеиновой, метакриловой, акри- ловой кислотой и др. (второй мономер берут от 1 до 50%) (2 ). Образующееся на меле полимерное покрытие составляет 0,2-10 мас.%,причем, уже 2% полимерного покрытия значительно изменяют свойства мела. Модифицированный мел в количестве 10

200 мас.% применяется в составе композиций на основе ПВХ полиэфиров и других полимеров для получения литьевых изделий. у данных композиций недостаточно высокие физико-механические показатели, поскольку полимеризация мономеров в присутствии наполнителя IlpH— водит к значительному количеству гомополимера, т.к. она проходит не только на поверхности наполнителя, но и в водной фазе, что приводит к

"оголению" поверхности мела.

1002324

1,5-3,0

2 5 3 О

Таблица 1

Предел текучести при растяжении, кгс/см2

Индекс расплава, г/10 мин

99 п/п

Состав композиции, мас.ч

По изобретению

1 IIBX )(, 100

1,5

ТОСС

Наиболее близка к предлагаемой наполненная поливинилхлоридная композиция, включающая 15-90 мас.Ъ по ливинилхлорида и 10 — 85 мас.Ъ модифицированного наполнителя, например мела, модифицированного 0,5

20 мас.Ъ акриловой кислоты. Композиция также содержит свинцовый термостабилизатор, смазку, пластификатор и другие добавки целевого назначе-: ния. данная композиция применяется f0 для получения литьевых, каландрированных и других изделий.

Однако непластифициронанные композиции с указанным наполнителем плохо перерабатываются в изделия (ин- 15 декс расплава не превышает 2,7 г/10 мин и характеризуются сравнительно низкими физико-механическими свойствами — предел текучести при растяжении 300-390 кгс/см2(см.таблицу, 20 примеры 10-15).

Целью изобретения является повышение перерабатываемости и повышение предела текучести при растяжении.

Поставленная цель достигается тем, что наполненная поливинилхлоридная композиция, включающая свинцовый термостабилизатор, модифициронанный наполнитель и смазку, в качестве свинцового термостабилиэатора содержит смесь трехоснонного сульфата свинца и двухосновного стеарата свинца, а в качестве модифицированного наполнителя — карбонат кальция, модифицированный 5 — 15 мас.% сополимера 35 винилхлорида и акриловой кислоты с содержанием последней 0,1-10,0 мас.Ъ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид (ПВХ) 100 40

Модифицированный наполнитель 1-100, Трехосновной сульфат. свинца (ТОСС)

Днухосновной стеарат свинца (ДОСС)

Смазка 0,3-1,0

В качестве смазки композиция содержит, например, стеарин, стеариновую кислоту и др.

Модифицированный карбонат кальция получают следующим образом.

Латекс или раствор сополимера смешивают с мелом в соотношении 5

15 мас ° Ъ сополимера — 95-85 мас.Ъ мела при 60-80 С со скоростью перемешивания 200 об/мин в течение

2-8 ч, затем сушат .распылением водной суспенэии в форсуночной сушке, или, в случае аппретирования раствором сополимера, отжимают суспенэию и сушат ее в вакуум-шкафу при

50 С.

Использование в состане полимерных композиций по изобретению такого модифицированного наполнителя позволяет увеличить индекс расплава композиций и предел текучести при растяжении (cM.òàáëèöó, примеры 1-9).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. К 100 мас.ч. ПВХ

К-64 добавляют 1,5 мас.ч. термостабилиэатора ТОСС, 2,5 мас.ч. термостабилизатора ДОСС 0,3 мас.ч. стеарина, 1 мас.ч. карбоната кальция, модифицированного 5 мас.Ъ сополимера

ВХ-АК с содержанием AK в сополимере

0,1 мас.Ъ.

Композицию перемешивают в смесителе при 60-80 С в течение 25 мин.

Затем вальцуют в пленку при 180ОC в течение 10 мин. Толщина пленки

0,5 «+ 0,05 мм.

Предел текучести при растяжении определяют по ГОСТ 11262-80 на образце типа 1 при скорости раздвижения захватов испытательной машины

50+ 5,0 мм/мин.

Индекс расплава композиции определяют по ГОСТ 11645-73 при 190 С и массе добавочного груза 21,6 кг.

Свойства композиции приведены н таблице.

Пример ы 2 — 9. Состаны композиций приведены н таблице. Режим изготовления и испытания образцов аналогичен примеру 1.

В таблице приведены основные снойства композиций по изобретению и взятых для сравнения полимерных композиций.

1002324

1 1

2,5

ДОСС

480

3,9

0,3

Стеарин

100

2 ПВХ

ТОСС

1,5

2,5

ДОСС

0,5

8,1

520

Стеарин

5,0

100

ПВХ

1,5 тОСС

2,5

ДОСС

Стеарин

7,5

0,5

510

10,0

4 ПВХ

100

1,5

TOCC

2,5

0,5

7,3

500

1,5

ТОСС

ДОСС

2,5

550

8,3

1,5

ТОСС

2,5

ДОСС

7,1

470

0 5

Стеарин

Карбонат кальция, модифиц.5% сополимера ВХ-AK с содержанием AK-0,1% 1

Карбонат кальция, модифиц. 5% сополимера ВХ-AK с содержанием AK-2%

Карбонат кальция, модиф.5% сополимера ВХ-AK с содержанием AK-0,5%

ДОСС

Стеарин

Карбонат кальция — 10 (сополимер ВХ-AK — 10%, содержание AK — 2Щ

5 ПВХ 100

Стеарин 0,5

Карбонат кальция - 10 (сополимер ВХ-AK — 10%, содержание AK — 5%).

6 ПВХ 100

Продолжение табл.11002324

Карбонат кальция — 3,0 (сополимер BX-AK — 10Ъ, содержание AK — 0,5Ъ) 100

7 ПВХ

1,5

TOCC

2,5

ДОСС

500

5,0

0,5

Стеарин

Карбонат кальция — 30 (сополимер ВХ-AK — 10%, содержание AK — 2%) 8 ПВХ

100

2,3

ТОСС

2,8

ДОСС

460

0,5

4,8

Стеарин

Карбонат кальция — 50 (сополимер ВХ-AK - 10%, содержание АК вЂ” 2%) 9 ПВХ

100

TOCC

ДОСС

440

4,1

Стеарин

Карбонат кальция — 100 . (сополимер ВХ-AK — 15%, содержание AK — 10%)

Для сравнения

10 ПВХ К 64

100

1,5

TOCC

2,5

ДОСС

2,7

380

Стеарин 0,5

Карбонат кальция — 10 (модифицир.AK - 0,5%) 100

11 ПВХ

ТОСС

ДОСС

2,5

350

0,5

Стеарин

) по прототипу"

Карбонат кальция — 30 (AK - 0,5%) 1,5

2,5

Продолжение табл.f

1002324

12 ПВХ

100

1,5

TOCC

ДОСС

2,5

Стеарин

0,5

390

2,4

13 ПВХ

100

1 5

ТОСС

ДОСС

2,5.Стеарин

0;5

380

2,0

14 ПВХ

100

1,5

TOCC

2,5

0,5

320

1,3

15 ПВХ

100

1,5

ТОСС

2,5

ДОСС

0,5

Стеарин

390

2,0

16 ПВХ

100

ТОСС

ДОСС

0,5

300

Стеарин

Карбонат кальция — 10 (ЛК вЂ” 2Ъ) Карбонат кальция — 30 (AK — 2Ъ ) ДОСС

Стеарин

Карбонат кальция — 50 (AK — 2Ъ) Карбонат кальция — 10 (AK — 5Ъ ) Карбонат кальция — 100 (сополимер BX-AK — 16Ъ, содержание AK — 1Ъ ) I

Продолжение табл.1.

1002324

Продолжение табл.1

100

17 ПВХ

ТОСС

ДОСС

Зб0

Стеарин

Таблица 2

Зарубеж ный аналог

ТГО5lp

la st-1009"

Образцы из предлагаемых композиций

Свойства

Температура размягчения по Вику,пС

81-82

81-82

Водопоглощение (100 С,24 ч),Ъ

0,4

0,4

Формула изобретения

Карбонат кальция — 100

1 сополимер ВХ-AK — 1бЪ содержание AK — 20%) Иэ приведенных в таблице данных видно следующее:

Использование в составе композиций по изобретению карбоната кальция, модифицированного 5-15 мас.Ъ сополи- 25 мера ВХ-АК с содержанием AK 0,1

10 мас.Ъ, при определенном соотношении остальных компонентов композиции, увеличивает перерабатываемость полимерных композиций. Так, 30 индекс расплава возрастает до 3,9 .—

8,3 к/10 мин. При этом наблюдается повышение предела текучести при растяжении см. примеры 1-9 в сравнении с примерами 10-15 по прото- 35 типу ).

ПВХ-композиции, содержащие в сополимер ВХ-AK в большем количестве см.пример 1б ) или с большим содержанием AK в сополимере (пример 17 ) 40 не перерабатываются, а предел теку-. чести при растяжении - 300 и Зб0 кгс/см2 соответственно.

При обработке карбоната кальция сополимером ВХ-AK в количестве 45

< 5 мас.Ъ полимерное покрытие имеет несплошной характер, что приводит к "оголению" поверхности мела, к уменьшению физико-механических свойств, а при содержании ) 15 мас.Ъ резко ухудшается перерабатываемость.

Увеличение содержания модифицированного карбоната кальция ) 100 мас. ч. в составе ПВХ-композиций также при- водит к резкому ухудшению перерабатываемости.

I

Одним из зарубежных аналогов является материал марки "Trosiplast,1009" фирмы Dynam i t Nobe 1 А5 (ФРГ ) жесткие ПВХ-композиции для экструзии, содержащие наполнитель.

Ниже представлены некоторые свойства этого материала и аналогичные свойства образцов, полученных иэ композиций по изобретению.

Предел текучести при растяжении, кгс/см 2 350-400 440-550

Из таблицы видно, что композиция по изобретению превосходит базовый аналог по прочностным свойствам.

Наполненная композиция на основе поливинилхлорида, включающая свинцовый термостабилизатор, модифицированный наполнитель и смазку, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью улучшения перерабатываемости композиции и повышения предела текучести при ее растяжении, композиция в качестве свинцового термостабилиэатора содержит смесь трехосновного сульфата свинца и двухосновного стеарата свинца, а в качестве модифицированного наполнитепя — карбонат кальция, модифицированный 5-15 мас.Ъ сополимера винилхлорида и акриловой кислоты с содержанием последней

0,1-10,0 мас.Ъ при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

100?324

100

Составитель Л.Макарова

Редактор Б.федотов Техред Л.Пекарь КорректорГ,Огар

Заказ 1724/10 Тираж 492 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поливинилхлорид

Модифицированный наполнитель 1-100

Укаэанный: выше трехосновной сульфат свинца 1,5-3,0

Двухосновной стеарат свинца 2,5-3,0

Смазка 0,3-1,0

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Наполнители для полимерных композиционных материалов. Справочное пособие. Под ред, Г.С.Каца и

Д.B.Ìèëåâcêè, N., Химия, 1981,с.109.

2. Патент США В 3763084, кл. С 08 С 51/04, опублик. 1974.

3. ПатЕнт США В 3926873, кл. С 08 К 9/04, опублик. 1975. (про40 тотип).