Способ получения ударопрочных атмосферостойких привитых сополимеров стирола

Способ получения ударопрочных атмосферостойких привитых сополимеров стирола

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскии

Социалистически к

Республик (11) 614118 (6l) ДОПОЛНитЕЛЬНоЕ К аВт. СВИЛ-Ву (22) Заявлено 24.0576(21) 2збз900/23-05 с прнсоединениеие заявки Ю (23) Приоритет (43) Опубликовано050778. Бюллетень М 25 (45) Дата опубликования описания 060678

{51) М. Кл.

С 08 Г 279/00

Геердеретееииый иевитет йееете тйиииитреи CCCP ие еееив еиееретеиий е етирытий (53) УДК 67з. 746. 2-!39 (088.81

P2) Авторы Г.Д.Баллова, E.È. Егорова, О.Н.Романцова, В.Г.Карманова, Л.В.Прохорова, В.A.Çèí÷åíêî, Ю.Д.Емелин и Л.Ф.Маладэянова

Pl) Заявитель (54 ) спОсОБ пОлучения удАРОп РОчных АтиОсфе РОстОтт ки х

ПРИВИТЫХ СОПОЛИМЕРОВ CTHPOJIA

Иэобретение касается получения ударопрочных атмосферостойких привитых сополимеров, в частности сополимера стирола с этиленпропиленовыт каучуком.

Эти сополимеры находят широкое приме- 5 нение для изготовления изделий, подвергающихся атмосферным воздействиям, например оконных рам, жалюзи, емкостей, строительных деталей и т.д.

Известно,что для достижения высо- lp ких физико-механических свойств удара прочного полистирола необходимо, чтобы обе фазы (жесткая полистирольная матрица и дисперсия в ней частиц каучука) были химически связаны на границе т5 раздела фаэ эа счет прививки полистирольных ветвей к каучуку.

В случае модификации полистирола бутадиеновым каучуком двойные связи последнего становятся при атмосфер- 39 ном воздействии центрами окисления сополимера. Поэтому ударопрочный полистирол, модифицированный бутадиеновым каучуком, быстро теряет высокие физико-механические свойства под влиянием 25 окружающей среды. С целью получения атмосферостойких ударопрочных сополимеров полистирол модифицируют предельными (насыщенн "«) каучуками, например этнленвнннлацетатными, этиленпро- ЭО пнленовычи и др. Однако вследствие низкой реакционной способности этих каучуков для получения высоких фиэикомеханических показателей сополнмера требуется дополнительная обработка этих каучуков.

Известен способ получения атмосферостойкого ударопрочного сополимера стирола с этиленвинилацетатным каучуком. Для увеличения процента прививки и, следовательно, повьиаення ударноя вязкости привитого сополимера к этиленвинилацетатному эластомеру предварительно присоединяют группы СН -C(CH )3

COO-, которые впоследствии становятся центрами прививки. Введение групп, содержащих двойные связи, снижает атмосферостойкость сополимера т кроме того, присоединение функциональных групп требует дополнительной технологической операции обработки каучука (1),(2) .

Известен способ получения привитого сополимера стирола с этиленпропиле новым каучуком, моднфицированныч несопряженными диенами, такими, как пентадиены, гексадиены, производные норборнена или нонена. Согласно этому способу раствор каучука в стироле форполимериэуют в массе, полученный форполимер суспендируют в водной фазе, 6) 4) )8

134,6

3,1

Hç,C (.

С)) 3 Atз

4)) 35

101

1-30 содержащея стабилизатор сус>пс нзии, > заканчивают и< ли». 1 изацию в сусиенэии

С целью иов>а>ени я процента прививки и, следовательно, улучшения удароироч ности сопочимера в иолимеризующукк я систему вводят функциональное соедине,ние общей формулы >

)(-(CIf (.Í -)„- X

1Н СН

2 где X — водород, С,Н„ОН или СООН, а n — - число от 10 до 100. . предпочти- - 10 тельно 20. Это соединение вводят в количестве 5-50 вес.ч. на 100 вес.ч, стирала. Полимериэацию осуществляют в присутствии радикалобраэующих инициаторов, таких, как перекиси диалкила, переки>-и диацила и эфиры надкислот L3J

Ударная вязкость получаемого при этом атмосферостойкого соиолимера невысокая - не превы>иает 37 кгс ° cM/см (на образцах беэ надреза).

Цель изобретения — улучшение физикомеханических свойств полимера и упрощение технологии.

Эта цель достигается тем, что в качестве радикалобраэующего инициатора применяют перекись дигидроизофорона формулы

ЛЗС или 1,3-бис(третбутилпероксииэопропил) бензол формулы

Перекисные инициаторы применяют в количестве 0,05-0,5% от веса полимериэующейся массы.

В качестве стабилизатора суспенэии целесообразно испольэовать систему, 45 состоящую из свежеприготовленного трикальцийфосфата совместно с добавками вторичного алкилсульфата натрия и углекислого кальция.

Пример 1. В автоклав емкостью 50

50 л, снабженный лопастной мешалкой, загружают при постоянном перемешивании стирал и 10% этиленпропиленового каучука, содержащего 2,3 моль.% этилиденнорборнена (рецептура загрузки укаэа55 на ниже) и проводят растворение каучука при температуре 80 С в течение

2-3 ч.

После окончания растворения в автоклав добавляют пластификатор — медицин-. ское ваэелиновое масло и перекись 1,3бис(третбутилпероксиизопропил)бензола.

Форполимеризацию проводят в течение

6 ч при температуре 100 С до конверсии

29,8%, Вязкость форполимера по Фордуик составляет 265. С>5

Пс>лученный форио >имер охлаждают Ло

30-4>) C и вводят в него перекись 1,3— бис(третбутилпероксиизопропил) бензола, растворенную в стироле. Через 10-15 мин реакционную смесь перекачивают при работающей мешалке в другой реактор, в котором предварительно приготовляют водную фазу, содержащую фосфорнокислый кальций, полученный сливанием растворов фосфорнокислого и хлористого кальция. За 5 мин до перепуска форполимера в водную фазу загружают вторичный алкилсульфат натрия и углекислый кальций, Соотношение форполимера и водной фазы 5:3 (по объему) .

Рецептура загрузки, вес.ч,: а) Масляная фаза

Стирал

Этиленпропилендиеновый каучук 15 3

Медицинское вазелиновое масло

1 с 3-Бис (третбутилпероксииэопропил) бензол: на I стадии 0 155 на If стадии 0,232 б) ВаднаЯ фаза

Вада 99,5

Трикальций фосфат 0 5

Вторичный алкилсульфат натрия 0,005

Углекислый кальций 0,15

После загрузки форполимера содержимое реактора продувают азотом и в течение 2 ч температуру суспензии повышают до 100 С.

При 100 С реакционную массу выдерживают 6 ч, затем температуру повышают до 140 С (в течение 2 ч) и выдерживают при згой температуре 3 ч.

Процесс отличается стабильностью, незначительным налипанием на стенки аппарата. После окончания процесса бисер-маточник подкисляют до рН 2-4, Затем бисер промывают водой, отжимают на центрифуге и высушивают в сушилке.

Полученный продукт обладает следующими физико-механическими свойствами:

Ударная вязкость (на образцах без надреза),кгс см/см .48

Относительное удлинение при разрыве,%

Индекс расплава, г/10 мин 4,9

Теплостойкость по

ВИКА, С

Содержание остаточного мономера, % 0,02

Степень прививки 1,47

Размер дксперсной каучуковой фазы (на образцах, полученных литьем под давлением), мкм

6(4)18

2, 7

Суспенэионную полимеризацию осуществляют в присутствии перекиси дигидроизофорона в количестве 0,465 в.ч. при сгедующем температурном режиме: подъем „ до 100 С 2 ч,при 100 С 5 ч,подъем дс

140 С 3 ч,прн 140 С 2 ч.

Полученный продукт имеет следующие физико-механические свойства:

Ударная вязкость на образцах без надреза, кг ° см/см 49

Относительное удлинение при разрыве, % 29

Индекс расплава, г/10 мин 20

Степень прививки

Размер дисперсной каучуковой фазы (на образцах, полученных литьем под 2г дале нием), мкм 1-2

Пример 3. Этот пример отличается от примера 2 тем, что суспензионную полимеризацию проводят в присутствии перекиси 1,3-бис(третбутилпероксиизопропил)бензола в количестве 0,465 вес.ч ° при следующем температурном режиме: подъем до 100 С 2 ч, выдержка при 100 С б ч, подъем до 140 С 2 ч, при 140 С 3 ч.

1,5

Полученный полимер имеет следующие физико-механические свойства:

Ударная вязкость на образцах без надреза, K C CM/CM 55

Относительное удлинение при разрыве,% 35

Индекс расплава, r/10 мин 4,9

Остаточный мономер,% 0,025

Степень прививки 1,95

Размер дисперсной каучуковой фазы

45 (на образцах, полученных литьем под давлением), мкм 1-2

Пример 4. (контрольный) .Рецептура загрузки аналогична рецептуре в "> примере 1, за исключением того, что используют 15% этиленпропилендиенового каучука и на стадии форполимеризации вводят 0,11 вес.ч. перекиси бенэоила, а на стадии суспензионной полимериза- . > ции — 0,23 вес.ч. перекиси бензоила и 0,3 вес.ч. третбутилпербензоата.

Режим суспензионной полимеризации: подъем до 90 С в течение 1,5 ч, выдержка при 90 C 4 ч, подъем до 140 C 2 ч, 60 выдержка при 140 C 2 ч.

11НИИПИ Заказ 3642/24 Тираж 641 илиал ПП атент, г.ужгород, ул.Проектная, 4

3,5

1,87

0,07

),07

Формула изобретения!

1о ис ное

Пример .. Процесс проводят в условиях, анаяогичных примеру 1, но используют на стадии форполимеризации перекись бенэоила в колличестве 0,11 вес.ч. Форполимериэацию ведут 6 ч при температуре 90 C до конверсии 27%

Вязкость форполимера по Фордуик

720 С.

ПОЛр ЧЕН НЫй П1)ОДУМ Т ОбЛЛ Пас т С i ni щими физико-механическими св йс д<

Ударная вязкость на образцах без надреза, кгс .см/см 3

Относительное удлинение при разрыве,% 20

Индекс расплава, г/10 мин

Содержание остаточчого мономера, % 0 05

Коэффициент прививки ),0

Размер дисперсной каучуковой фазы (на образцах, полученных литьем под давлением), мкм 1

Пример 5. (контрольный).,Этс т пример отличается от примера 4 тем, что используют 10% э тиле нпропине ндиенового каучука.

Полученный продукт обладает следующими физико-механическими свойствами:

Ударная вязкость на образцах без надреза, кгс см/см 32

Относительное удлинение при разрыве, % 17

Индекс расплава г/10 мин 2, 6

Содержание остаточного мономера, %

Коэффициент прививки

Размер дисперсной каучуковой фазы (на образцах, полученных литьем под давлением), мкм 1

Предлагаемый способ обеспечивает высокие физико-механические свойства полученного сополимера. При :- том не требуется введения добавок,антиннрующих каучук.

Способ получения ударопрочных атмосферостойких привитых сополимеров стирола путем форполи;1еризации в массе раствора этиленпропилендиенового каучука в стироле с последующей полимериэацией форполимера в суспензии в присутствии радикалобразующего инициатора, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-механических свойств сополимеров и упрощения технологии, в качестве радикалобраэующего инициатора применяют перекись дигидроиэофорона или 1,3-бис(третбутилпероксиизопропил)бензол.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент Франции 9 200&144, кл. С 08 37/00, 1970.

2. Патент Франции ж 2027260, кл. С 08 1 1/00, 1970.

3. Патент СССР 9 404266, кл. С 08 d 7/00, 1972.