Наполненная поливинилхлоридная композиция

Наполненная поливинилхлоридная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

НАПОЛНЕННАЯ ПОЛИВИНИЛХЛОР И ДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающаяполивинилхлорид , свинцовый термостабилизатор , модифицированный наполнитель и смазку, отличающ а я с я тем, что, с целью улучйзения перерабатываемости, композиция в качестве свинцового термостабилизатора содержит смесь трехосновного сульфата свинца и двухосновного стеарата свинца, а в качестве модифицированного наполнителя - соединение , выбранное из группы, включающей перлит, туф/ кальцит, модифицированное 6-25 мас.% поливинилхлорида в процессе полимеризации винилхлорида из газовой фазы, при следующем соотношении компонентов, мае.ч. Поливинилхлорид - 100 Трехосновной сульфат свинца 1-3 Двухосновной стеарат свинца . 1-3 (Л Смазка0,3-1,0 Модифицированный напол20-100 нитель

COIO3 СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК ()9) (И) )) С 08 Ь 27/06; С 08 К 9/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСМОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1-3

0,3-1,0

Щ

° а

3Ю

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3357712/23-05 .(22) 01.12.81 (46) 30.07.83. Бюл. )) 28 (72) С.Н Потепалова, X.A. Юсипова, А.П. Савельев, В.В. Жильцов, В.Г. Маринин, Э.П. Рыбкин, В.А. Попов, В.В. Гузеев, В.A. Кабанов и Д.Н.Борт (53) 678.743.22.04(088.8) (56) 1. Заявка Японии Р 47-11662, кл. С 08 F 29/60, опублик. 1972.

2. Патент С)))А )) 3926873, кл. С 08 К 9/04, опублик. 1975 (прототип)..(54)(57) НАПОЛНЕННАЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающаяполивинилхлорид, свинцовый термостабилизатор, модифицированный наполнитель и смазку, о т л и ч а ю-. щ а я с я тем, что,. с целью улучшения перерабатываемости, компо- . зиция в качестве свинцового термостабилизатора содержит смесь трехосновного сульфата свинца и двухосновного стеарата свинца, а в качестве модифицированного наполнителя - соединение, выбранное из группы, включающей перлит, туф; кальцит, модифицированное 6-25 мас.Ъ поливинилхлорида в процессе полимеризации винилхлорида из газовой фазы, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Поливинилхлорид 100

Трехосновной сульфат свинца 1-3

Двухосновной стеарат свин- 9 ца

Смазка

Модифицированный наполнитель 20-100

1031990

Изобретение относится к полимерной композиции на основе непластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), .содержащей в своем составе наполнитель и применяемой для получения жестких материалов различного назначения, например для получения листов и пленок, профильно-погонажных изделий, используемых для товаров народного потребления,.в электроприборах, строительстве, в качест- 10 ве декоративно-отделочных материалов и т. д.

Известно, что наполнение полимеров (и в частности непластифицированного ПВХ) позволяет направленно изменять свойства получаемых материалов в зависимости от активности наполнителей, их вида и степени наполнения. Кроме того, введение наполнителя приводит к снижению стоимости материала и экономии полимерного сырья.

Известна наполненная поливинилхлоридная композиция, содержащая наполнитель . — карбонат кальция, равномерно диспергированный в зернах полимера. Композицию получают суспенэионной полимеризацией. винилхлорида в присутствии тонко измельченного наполнителя j 1) .

Однако этот способ дает возмож- 30 ность получать наполненную композицию, содержащую до ЗОВ наполнителя, Наиболее близкой к предлагаемой по совокупности признаков и достигаемому результату является наполнен-35 ная поливинихлоридная композиция, включающая 15-90 мас.Ъ поливинилхлорида и 10-85 мас.% модифицированного наполнителя, полученного взаимодействием карбоната кальция, окиси, гидроокиси бериллия, магния, кальция, цинка и др. и ненасыщенной алифатической или ароматической карбоновой кислоты С -Cgq . Композиция содержит также свинцовый термостабилиз атор, смаз ку, пластифика- 45 тор и другие добавки целевого назначения $2J.

Недостатком известной композиции является не очень хорошая перерабатываемость в иэделия (индекс расплава не 0 превышает 2,7 г/10 мин).

Цель изобретения — улучшение .перерабатываемости композиции. .Поставленная цель .достигается тем, что наполненная поливинилхлоридная композиция, включающая поливинилхлорип. свинцовый термостабилизатор, модифицированный наполнитель и смазку, в качестве свинцового термостабилиэатора содержит смесь трехосновного сульфата свинца и двухосновного стеарата свинца, а в качестве модифицированного наполнителя — соединение, выбранное иэ. группы, включающей перлит, туф, кальцит, модифициРованное 6-25 мас.% ПВХ в 65

1-3

0,3-1 процессе полимеризации винилхлорида из газовой фазы, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

ПВХ 100

Трехосновной сульфат свинца (ТОСС ) 1-3

Двухосновной стеарат свинца (ДОСС )

Смазка

Модифицированный наполнитель 20-100

В качестве .смазки полимерная композиция содержит, например, стеарин, стеарат кальция, глицерин, парафин и т. д. В составе полимерной композиции могут быть использованы и др. компоненты, например, . модификаторы ударопрочности, пигменты и т.д.

Использование такого модифицированного наполнителя в составе жестких ПВХ-композиций позволяет увеличить степень наполнения композиций, улучшить распределение наполнителя, увеличить индекс расплава ПВХ-композиций, что очень важно для переработки высоконаполненных композиций ме тодом экструзии.

При этом сохраняются основные физико-механические свойства материала (табл. 1, примеры 1-15) .

Пример 1. В смеситель загружают, мас.ч.: 100 ПВХ Кф=65р

1,0 ТОСС; 1,0 ДОСС; 0,3 стеарина, 20 модифицированного перлита с размером частиц 1-150 мкм, содержащего

6 мас.Ъ ПВХ. Компоненты смешивают в смесителе при 80 С в течение 30 мин, вальцуют пленку толщиной 0,5 мм при

165ОC в течение 7 мин прессуют лист о / при 170 С и при давлении 14,8 NIIa (50 кгс/см ) для испытаний. Вальцованные образцы нарезают на куски и испытывают на термостабильность при 185 С по ГОСТ 14041-58 и определяют индекс расплава на приборе

ИИРТ-2 по ГОСТ 11645-65, нагрузка

21,6 кгс при 190 С.

Прессованные образцы испытывают на разрушающее напряжение при растяжении по ГОСТ 11262-76 и на ударную вязкость с надрезом (+20ОС ) по

ГОСТ 4647-69.

Модифицирование полимером наполнителя осуществляют в реакторе емкостью 10 л, соединенном с мерникомдозатором мономера. В реактор помещают 1-1,5 кг наполнителя и 0,5 мас.Ъ инициатора — перекиси лауроила. Иэ мерника-дозатора конденсируют 0,51,0 кг винилхлорида (BX ) и перемешивают содержимое реактора в течение 10 мин при комнатной температуре и затем производят сдувку мономера. При этом достигается равномерное распределение инициатора по поверхности частиц наполнителя. Ус10.3 1990

Свойства композиций

Компоненты композиций

Количество. мас.ч.

При.мер

P азрушающее напря жение при растяжении, кгс/см

Индекс Термораспла- стабильва, ность, г/10 мин мин

Ударная вязкость с надрезом, .кгс .см/см Предлагаемые

1 ПВХ Уф 65

TOCC

100

1,0

10 9,5

2,6

430

150

ДОСС

0,3

Стеарин

Моди фицированный перлит (6% ПВХ) 20

2 ПВХ,100

1,5

TOCC

2,7

435

165

2,5 11

ДОСС

0,5

Стеарин

Модифицированный перлит (6% ПВХ) 20

ПВХ

100

1,5

TOCC

ДОСС

Глицерин

2,5

340

200

9,8

2,5

0,5

Модифицированный перлит (6% ПВХ ) 50

ПВХ

100

1,5

ТОСС

Э танавливают температурный режим, нагревая реактор до температуры

65 С, а мерник-дозатор до 60ОС, чтс соответствует относительному давлению паров ВХ, равному 0,90. Пос- . ле установления заданного температурного режима непрерывно подают газообразный ВХ из мерника-до- . затора в реактор. По достижении ,заданного привеса реакционной массы (6-25 мас.% ПВХ) прекращают подачу мономера и производят переконденсацив незаполимеризонавшегося ВХ в мерник. Модифицированный наполнитель выгружают из реактора и используют для приготовления композиции.

Модифицированный таким образом наполнитель содержит 6-25 мас.%

IIBX и имеет размер частиц 1-150 мкм;

tI p и м е р ы .2-15.Составы и свой-1 ства композиций приведены в табл.1.

Режим приготовления композиций аналогичен приведенному в примере 1:

10 В табл. 1 приведены также составы и свойства полимерных композиций, взятых для сравнения (примеры 16-3Ц. Таблица1

1031990

Продолжение табл. 1

Свойства композиций

Количествоо мас.ч.

Пример

Компоненты композиций

ДОСС

2,5 10,5

205

360

2,5

Стеарин

0,5

1,5

ТОСС

365

10,2

2,6

200

2,5

ДОСС

0,5

Стеарин

100

TOCC

1,5

180

ДОСС

Парафин

7,5

2,5

240

2,3

0,5

Модифицированный перлит (17% ПВХ) 100

ПВХ

100

ТОСС

1,5

ДОСС

2,5

9,6

160

430

2,8

Стеарин

0,5

Модифицированный перлит (25% ПВХ) 20

ПВХ

100

ТОСС

1,5

2,5 10

ДОСС

345

2,4

Стеарин

0,5

Модифицированный перлит ) 25% ПВХ) 50

Модифицированный перлит (,10% ПВХ ) 50

5 ПВХ 100

Модифицированный перлит (17% ПВХ )

6 ПВХ

Индекс расплава, r/10 мин

Термостабильность мин

Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см

Ударная вязкость с надрезом, а кгс.см/см

1031 ЕО

Продолжение табл.

" \

Свойства композиций

Компоненты композиций

Количество, мас.ч.

Пример

100

ПВХ

ТОСС

1,5

2,3

235

175

6,3

2,5

ДОСС

0,5

1ОО

1оо ПВХ

1,5

TOCC

2,5

ДОСС

2,3

230

180

6,4

1,0

Стеарин

Модифицированный перлит (25% ПВХ) 100, 100

ПВХ

TOCC

3i0

2,5

ДОСС

0i5

2,3

240

180

6,5

Стеарин

Модифицированный перлит (25% ПВХ) 100

100 12 . ПВХ

3,0

ТОСС

3i0

ДОСС

240 2,3

1,0

6,7

Стеарин

185

Модифициро ванный перлит (25% ПВХ) 100

13 ПВХ

100

1,5

ТОСС

Стеарин

Модифицированный перлит (25% ПВХ) Индекс Термораспла-,стабильва, ность г/10 мин мнн

Разрушающее напряжение при растяжении, 2 кгс/см

Ударная вязкость с надрезом, и к с ° cM/cM

1031990

Продолжение табл, 1

Свойства композиций

Количество мас.ч.

Пример

ДОСС

170

300

2,3

0,5

Стеарин

60.

100

ПВХ

ТОСС

1,5

ДОСС

2,5

175

330

2,4

Стеарин

100

ПВХ

1,5

Т0СС

165

2,3

330

ДОСС

0,5

Стеарин

ПВХ Кф-65

«100

1,0

ТОСС

1,0

ДОСС.

Стеарин

430

2,.6

20

17.

100

ПВХ

Т0СС

1,5

ДОСС

2,5

Компо не нты композиций

Модифицированный кальцит (10% ПВХ) Модифицированный туф (10%

ПВХ):

Модифицированный туф (173 ПВХ) Немодифицированный перлит

Индекс расплава, г/10 мин

2,5 13 5

0,5 11-,4

2,5 11 7

Для сравнения

0, 3 5, 6

Термостабиль ность, мин

Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см

Ударная вязкость с надрезом, кгс,см/см

1031990

Продолжение табл. 1, Свойства композиций

Количество мас.ч.

Пример

Стеарин 0,5 4

2,4

105

315

50..100

1,5

TOCC

210

2,2

ДОСС

Стеарин

0,5

100

100

1,5

TOCC .

2 5

ДОСС

3,6

2,6

430

100

Стеарин

20

ПВХ

TOCC

1,5

2,2

190

ДОСС

Стеарин

0,5

110

100

ПВХ

1,.5

TOCC .

2,5

ДОСС

2,4

380

0 5 4

Стеарин

-20

Компоненты композиций

Немодифицированный перлит

18 ПВХ

Немодифицированный перлит,19 ПВХ

Модифицированный перлит (6% ПВХ ) Модифицированныйй перлит (25%. ПВХ) Иодифициро-. ванный перлит (,6% ПВХ, суспензионный ) Индекс расплава, г/10 мин

2,5 0,8

ТермосФ ,стабильность, мин

Раз рушающее напряжение при растяжении, кгс/см

Ударная вязкость с надрезом, кгс;см/см

1031990

Продолжение табл. 1

Количество мас.ч.

Свойства композиций

Пример

100

1,5

TOCC

ДОСС

270

2,4

Стеарин

0,5

ПВХ

100

TOCC

1,5

ДОСС

Стеарин

2,5

220

0,5

0i3

1,9

-100

ПВХ

100

1,5

TOCC

ДОСС

2,5

3,1

415

2,4

Стеарин

0,5

ПВХ

100

TOCC

1,5

2,2

ДОСС

2,5

195

0,5

100

Компонент композиции

22 . ПВХ

Модифицированный перлит (17%

ПВХ, суспензионный) Модифицированный перлит (253 ПВХ, суспензионный) Модифицированный перлит (4Ъ ПВХ ) Стеарин

Модифицированный перлит (28% ПВХ.) Индекс расплава, r/10 ми

2,5 0,7 ермостабильность, мин

Разрушающее напряжение при растяжении, к го/см

Ударная вязкость с надрезом, кгс см/см

1031990

Продолжение табл. 1

Й М

Свойства композиций

Комп онен ты композиции

Количество, мас.ч.

При-. мер

100

ПВХ

TOCC

1 5

2,5

ДОСС

3,5

120

2,8

320

0,5

Стеарин

Немодифицированный кальцит

27 . ПВХ

100

1,5

TOCC

2,5

0,5

ДОСС

Стеарин

3,1

110

300

2,6

Немодифицированный кальцит, 60

28 ПВХ

100

TOCC

1 5

ДОСС

2,5

270

Стеарин

0,5

2,7

105

2,5

Немодифицированный кальцит.

100

100

ПВХ ТОСС

1,5

ДОСС

2,5

0,5

Стеарин

4,1

110

340

2,7

Немодифицированный туф

ПВХ

100

ТОСС

1,5

ДОСС

2,5

Индекс расплава, г/10 мин

Термостабильность мин

Раз рушавщее напряжение при растяжении, кгс/см

Ударная вязкость с надрезом, кгс-см/см

1031990

Продолжение табл, 1

l»

Количество, мас.ч. Компоненты композиции

Пример

Свойства композиций

Индекс расплава, г/10 мин

Термостабильность, мин

Ударная вязкость с надрезом, 2 кгс см/см

Разрушающее напряже ние при растяжении, кгс/

Стеарин

3 8

0 5

100

320

2,4

Немодифицированный туф

31 ПВХ

100

1,5

TOCC

ДОСС

2,5

2,2

270

105

2,9

0,5

Стеарин

Немодифицированный туф

100

Свойства

Зарубежный аналог

Troslp

last 1009

Образцы из предлагаемых композиций

230-435

350

81-82

81-82

0,4

0,4

150-205

100

ВНИИПИ Заказ 5325/29 Тираж 494 Подписное

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

Иэ приведенных в таблице данных видно следующее.

Использование в составе ПВХ-ком- 30 позиций 20-100 мас.ч. модифицированного поливинилхлоридом наполнителя, содержащего на своей поверхности

6-25 мас.Ъ ПВХ, приводит к увеличению индекса расплава композиции и 35 термостабильности (примеры 1-15) .

Использование немодифицированного и модифицированного наполнителя

I в количествах, выходящих за пределы изобретения, не увеличивает индекса 40 расплава и термостабильности (примеры 16-18, 26-31, 19-20). Если в состав композиций вводить модифицированный наполнитель, содержащий менее 6 мас.% и более 25 Мас.Ъ ПВХ, то также не улучшается индекс расплава и термостабильность ПВХ-композиций (примеры 24 и 25) .

Использование в составе ПВХ-композиции модифицированного перлита, полученного в процессе суспензионной полимериэации ВХ, в количестве 20,50 и 100 мас.ч. при содержании 6,17 и

25 мас.В ПВХ приводит к снижению термостабильности и индекса распла- 55 ва ПВХ-композиции (примеры 21-23).

Одним из зарубежных аналогов является материал марки Trosiplast

1009 фирмы Dynamit Nobel AG (ФРГ) жесткие ПВХ-композиции для экстру- 60 эии, содержащие наполнитель.

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

Т а б л и ц а 2

Разрушающее напряжение при растяжении, кгс/см

Температура размягчения по Вика, С о

Водопоглощение (100 С, 24 ч),Ъ

Термостабильность при 185 С

Ъ

Из табл, 2 видно, что компоэиция, по изобретению превосходит зарубежный аналог по термостабильности.