Пигментный концентрат для полиэтиленовых изделий и способ его получения

Пигментный концентрат для полиэтиленовых изделий и способ его получения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. Пигментный концентрат для полиэтиленовых изделий на основе полиэтилена высокого давления, содержащий алюминиавуй пудру и поверхностно-активное вещество, отличающийся тем, что, с целью улучшения декоративно-эксплуатационных свойств изделий за счет повышения гомогенности пигментного концентрата , в качестве поверхностно-активного вещества используют стеарат цинка при следующем соотношении компонентов , мас.%: 30-40 Алюминиевая пудра Стеарат цинка 5г10 Полиэтилен высокоОстальное го давления 2. Способ получения пигментного концентрата для полиэтиленовых изделий путем механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена, с последующим охлаждением и гранулированием, отли (Л чающийся тем, что, с целью улучшения декоративно-эксплуатационных свойств изделий за счет повышения гомогенности пигментного концентрата , перед механическим диспергированием в расплаве полиэтилена алюминиевую пудру и стеарат цинка сов местно диспергируют, а смесь компо нентов в расплаве подвергают термообработке при 300-350°С в течение 35 00 4 15-20 мин.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ШИЧИЛИ

РЕСПУБЛИК

g(5g С 09 С-3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И QfHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ДВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Алюминиевая пудра

Стеарат цинка

Полиэтилен высокого давления

50-40

5.-10

Остальное (21) 3484997/23-26 (22) 03.08.82 (46) 15.06.84, Бюл. Ф 22 (72) А.Д.Агеев, P.Т.Владимиров, С.В.Власов, А.Б.Андреев, Н.А.Каримов, B.Н.Кулезнев, А.В,Марков и Н.С.Рома-, нов (53) 678.047.678.023 (088.8} (56) 1. Авторское свидетельство СССР

В 333767, кл. С 09 С 3/00, 1977.

2. Кращение пластмасс. Под ред.

T.Â.IIàðàìîHoèîé, Л., "Химия", 1980, с. 276-283.

3. Тисаку Т. Пленки из полимеров.

Л., "Химия", 1971, с. 101-102.

4. Авторское свидетельство СССР

Р 314781, кл. С 09 С 1/62, 1969. (54) ПИГЬБНТНЫЙ КОНЦЕНТРАТ ДЛЯ ПОЛИЭТИЛЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ И СПОСОБ ЕГО

ПОЛУЧЕНИЯ, (57) 1. Пигментный концентрат для полиэтиленовых изделий на основе полиэтилена высокого давления, содержащий алюминиевую пудру и поверхностно-активное вещество, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью улучшения декоративно-эксплуатационных свойств изделий за счет повышения гомогенности пигментного концентрата, в качестве поверхностно-активного вещества используют стеарат цинка при следующем соотношении компонентов, мас.Ж:

2. Способ получения пигментного концентрата для полиэтиленовых изделий путем механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена, с последующим охлаждением и гранулированием, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью улучшения декоративно-эксплуатационных свойств изделий за счет повышения гомогенности пигментного концентрата, перед механическим диспергированием в расплаве полиэтилена алюминиевую пудру и стеарат цинка совместно диспергируют, а смесь компонентов в расплаве подвергают термообработке при 300-350 С в течение о

f5-20 мин.

1097634

Изобретение относится к техноло гии получения пигментных концентратов для окраски полиэтилена в металлический цвет н может быть использовано в полимерной промьппленности для изготовления декоративных изделий и предметов бытового назначения из полиэтилена.

Известен пигментный концентрат, содержащий полиэтилен и мелкодисперсный алюминий, распределенный в полиэтилене. Благодаря наличию алюминия пигмент приобретает металлическую окраску. Добавка этого пигментного концентрата в экструдер в процессе переработки полиэтилена поз воляет придать изделиям или пленкам декоративный блеск. (2) .

Однако этот пигмент недостаточно гомогенен, что вызывает неоправденнс высокий расход пигмента в процессе окраски полиэтилена и приводит к ухудшению декоративных и механических свойств изделий.

Наиболее близким к предлагаемому является пигментный концентрат на основе полиэтилена высокого давления, содержащий алюминиевую пудру и поверхностно-активное вещество.

В качестве материала-носителя ис30 пользуется полиэтилен в виде порошка или гранул, в качестве пигмента. — алюминиевая пудра, состоящая иэ первичных частиц, агрегатов и агломератов, а в качестве поверхност. M но-активного вещества (ПАВ) используют стеариновую кислоту.

Наличие ПАВ улучшает гомогенность пигмента за счет интенсификацви 40 смешения ингредиентов, поскольку стеариновая кислота выполняет .функции диспергирующего агента (2j .

Недостатком данного вещества является низкий уровень декоративноэксплуатационных свойств окрашиваемых им изделий, обусловленный как его неудовлетворительной однородностью, так и увеличением твердости . 0 гранул пигмента выше твердости исходного полиэтилена, что в дальнейшем затрудняет получение равномерной окраски смеси в процессе изготовления изделий и обеспечение требуемых механических и других их эксплуатационных свойств.

Известен также ряд способов изготовления концентратов.

Алюминиевая пудра

Стеарат цинка

Полиэтилен высокого давления

S0-40

5-10

Остальное

Причем перед диспергированием компонентов смеси в расплаве полиэтилена алюминиевую пудру и стеарат цинка совместно диснергируют, а смесь компонентов в расплаве полиэтилена подвергают термообработке при 300-350 С в течение 15-20 мин.

Стеарат цинка имеет хорошее химическое сродство к полиэтилену и его применение позволяет получить на определенной стадии процесса устойчивые (в отношении разложения на исНапример известен способ изготовления пигментных концентратов путем окраски гранул полиэтилена в металлический цвет конденсацией в вакууме на холодной поверхности полимера паров алюминия.

Для этого алюминий нагревают выше температуры плавления в вакууме, испаряют и рассеивают на несколько десятков сантиметров, осаждают на поверхности полиэтилена мономолекуляр ным слоем f3) .

Но, так как пары металла имеют высокую температуру, а полиэтилен низкую температуру размягчения, обеспечить сохранность гранул без использования сложных дополнительных методов и средств практически невозможно, поэтому этот способ не может быть использован в производственной практике.

Наиболее близким к предлагаемому является способ получения пигментного концентрата для полиэтиленовых изделий путем механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена высокого давления Я .

Недостатком этого способа является низкий уровень декоративно-эксплуатационных свойств окрашиваемых пигментом изделий, обусловленный наличием агломератов частиц алюминия.

Цель изобретения — улучшение декоративно»эксплуатационных свойств за счет повышения гомогенности пигментного концентрата.

Поставленная цель достигается тем, что в пигментном концентрате в качестве поверхностно-активного вещества используют стеарат нднка при сле дующем соотношении компонентов, мас.Ж:

3 109 ходные вещества) соединения. Кроме того, стеарат цинка взаимодействует с алюминием с образованием прочных адгезионных связей и препятствует агломерированию его частиц. 5

Поскольку процесс механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена идет при низкой температуре, увеличивается эффективность диспергирования смеси, 10 а нагрев после смешения до температуры разложения полиэтилена В Д до

300-350 С в течение 15-20 мин сниО. жает вязкость маесы эа счет деструкции полиэтилена, создавая благоприят-15 ные условия для дальнейшего окрашивания изделий за сМет оптимизации соотношения вязкости пигмента и обрабатываемого материалв.

В процессе совместного диспергирования стеарат цинка обволакивает частицы алюминия, припятствуя его агломерированию. Благодаря химическому сродству стеарат цинка с полиэтиленом в процессе его смешения с обработанным стеаратом цинка алюминием, образует устойчивые соединения, а смесь приобретает высокую степень гомогенности. Нагрев до указанных температур приводит к разложениюстеарата цинка на окиси цинка и низкомолекулярных фракций углеводородов, что предотвращает в дальнейшем отрицательное влияние стеарата цинка на механическую прочность, сваривае- 35 мость и красковосприимчивость окрашенных изделий.

Пример 1. Для получения

100 кг пигментного концентрата (состав 1) берут 50 кг алюминиевой пудры 40 и 5 кг стеарата цинка и совместно диспергируют 30 мин, затем готовят смесь путем механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена, взятого в количестве 45

45 кг, с последующим нагреванием смеси до 300 С в течение 20 мин, 0 после чего полученную массу охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,3 кг с/см . 50

П р и,м е р 2. Для получения

1 0 кг пигментного концентрата (сос00 тав, 2) берут 40 кг алюминиевой пуд ры и 10 кг стеарата цинка и совместно диспергируют 30 мин, затем гото- 55 вят смесь путем механического диспергирования компонентов в расплаве полиэтилена, взятого в количестве

7634 4

50 кг, с последующим нагреванием до 350 С в течение 15 мин, после чео го полученную массу охлаждают н гранулируют. Вязкость пигмента

0,3 кг с/см .

Пример 3. Для получения

100 кг пигментного концентрата (состав За) берут 45 кг алюминиевой пудры и 7 кг стеарата цинка и совместно диспергируют 30 мин, затем готовят смесь в расплаве полиэтилена

ВД, взятого в количестве 48 кг, с последующим нагреванием смеси до о

325 С в течение 17 мнн, после чего полученную массу охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента

0,2 кг с/см .

Пример 4. Для получения

100 кг пигментного концентрата (состав 4) берут 35 кг алюминиевой пудры и 12 кг стеарата цинка, и совместно диспергнруют 30 мин, затем готовят смесь в расплаве полиэтилена ВД, взятого в количестве 53 кг, с последующим нагреванием смеси до 280 С в течение 23 мин, после чего полученную массу охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,8 кг c/см .

Пример 5. Для получения

1 0 кг пигментного концентрата (сос100 тав 5) берут 55 кг алюминиевой пудры и 3 кг стеарата цинка и совместно диспергируют 30 мин, затем готовят смесь в расплаве полиэтилена ВД, взятого в количестве 42 кг, с последующим нагреванием смеси до 380 С в течение 12 мин, после чего полученную массу охлаждают и гранулируют.

Полученный пигмент имеет черную окраску и не может быть использован.

Пример 6. Для получения

100 кг предлагаемого пигментного концентрата по известному способу (состав Зб) берут 45 кг алюминиевой пудры, 7 кг стеарата цинка и 48 KI полиэтилена ВД и готовят смесь в расплаве полиэтилена ВД при 140 С, после чего смесь охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,9 хг с/см .

П р и и е р 7. Для получения

100 кг пигментного концентрата известного состава (состав ба) предлагаемым способом берут 45 кг алюминиевой пудры и 10 кг стеариновой кислоты и совместно диспергируют 30 мин, затем готовят смесь в расплаве полиэтилена ВД, взятого в качестве 45 кг, с последующим нагреванием смеси до

1097634

Показатели

Состав

4 Зб ба бб

Коэффициент вариации оптической плотности пленки

012 005 005 002

0,35 0,4 0,42

Прочность .сварного шва, Н/м

1400 1400 1400 1200 800 800 800

Прочность пленки вдоль направления экструзии, кг/см

200 200 200 190

180 180 190

500 300

200

200 200

Оптическая плотность, 1

15

10

ВИИИПИ Заказ 4 143/22 Тираж 634 Подписное

Филиал ШШ Патевт, г.Ужгород, улЯроектная, 4

3250С в течение 17 мин, после чего полученную массу охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,2 кг с/см .

Пример 8. Для получения

100 кг известногд пигментного концент 5 рата известным способов (состав бб) берут 45 кг алюминиевой пудры 10 кг стеариновой кислоты и 45 кг полиэтилена ВД и готовят смесь в расплаве полиэтилена при 140 С, после чего !

О смесь охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,9 кг с/см .

Результаты испытаний изделий, окрашенных с использованием полученных пигментных концентратов, пред15 ставлены в таблице..В качестве объекта испытаний взяты пленки из поли. этилена ВД.

Коэффициент (К ) вариации оптической плотности окрашенной пленки измеряют оптическим фотометров в де" сяти точках на площади 1 м и оценивают по формуле

1 к где D — среднеарифметическое значение оптической плотности, Относительное удлинение при разрыве, Ж 500 500

0 — измеренное значение оптиt ческой плотности, n — число измерений.

Оптическую плотность П оценивают по формуле и = - — —, I 6 где Т вЂ” световой поток (ЛМ) падаюо щий на пленку, I — световой поток проходящий сквозь пленку, — толщина пленки.

Результаты прочностных испытаний получены на разрывной лабораторной машине и представлены в таблице в усредненных значениях.

Из таблицы видно, что использование предлагаемого состава н способа изготовления пигментного концентрата (составы 1, 2 и За) обеспечивают улучшение декоративно-эксплуатационных характеристик окрашиваемых изделий: увеличивается в 1,5 раза оптическая плотность пленки, более чем в пять раз возрастает ее оптическая однородность, на 20-30Х улучшаются прочностные характеристики.