Полимерная композиция для изготовления труб

Полимерная композиция для изготовления труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

О П И С А Н И Е (939484

ИЗОБРЕТЕН Ия

Союз Советские

Социалмстнческмк

Реслублмя

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 04.07.80 (21) 2952390/23 05 ,с присоединением заявки .% (23) Приоритет (51)M. Кл.

С 08 L 23/06

С 08 К 9/08

1ееудерстееяый кемитет

СССР ав далем язо4ретений в етерытяЯ

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24 (53) уДК 678.742. .2.04 (088.8) Дата опубликования описания 30,06.82

Н. С. Еннколопов, Ф. С. Дьячковскии, Л. А Новокшонбца,.

М. А. Геворгян, В. Л. Попов, М. Л. Фридман(3. И.:.Николайчик, Ю. М. Сивергин, Х.— М. А,Брикенштейн и М.:П: красина

) (72) Авторы изобретения

Ордена Ленина институт химической физики АН"ТИ. -Р (71) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ТРУБ

Изобретение относится к полимерным композициям на основе высокомолекулярного связующего и минерального наполнителя, а точнее к композициям на основе полиолефинов и дисперсных наполнителей, и может быть

5 использовано в сельском хозяйстве и строительстве.

Известна полимерная композиция на основе вспученного перлитового песка (ВПП) с полиэтиленовым покрытием, представляющая собой гомогенную смесь частиц вспученного перлитового песка широкого гранулометрического состава с равномерным и сплошным полиэтиленовым покрытием на каждой частице наполнителя — вспученного перлитового песка (11.

Недостатком указанной полимерной композиции является невысокая прочность. Так, например, композиции, содержащие 20, 30 и гп

50 мас. ВЛП имеют прочности на разрыв, сжатие и изгиб соответственно 310, 340, 460;

450, 480, 510 и 417, 475, 430 кгс/см (контрольные примеры 17-19 в таблице). В тс же время объемная плотность указанной полимерной композиции составляет 1,03 — 1,19 г/ем .

Наиболее близкой по техгмческой сущности к предлагаемой является полимернач композищы для изготовления различных изделий, в том числе и труб на основе полиэтилена, минерального наполнителл — ВПП и целевых доба?4 вок: пигментов, стабилизаторов и т. п. Композиция представляет собой механическую смесь полиэтилена низкой или высокой плотности (ПЭНЛ, ПЭВП), ВПП и целевых добавок, причем композицию готовят механическим смешиванием и переработкой исходнь|х компонентов на известном технологическом оборудовании (прессы. шприц — машины, экструдеры, вальцы и т. и.) (2J

Известная композиция имеет низкие прочностные характеристики, Так, например, механические смеси на основе ПЭНП и ВПП при соотношении масс 80:20 и на основе ПЭВП и

ВПП при соотношении масс 80:20 имеют прочность на разрыв, сжатие и изгиб 120, 312, 158 и 275, 386, 343 кгс/см соответственно (контрольные примеры 20-25 в таблице). Кроме

939484

3S того, механическим смешиванием даже с использованием дорогостоящих аппретов невозможно достичь степень наполнения композиции выше

3№ по массе. Объемггая плотность композиции составляет 1,1 — 1,8 г/ем .

Цель изобретения — повышение прочности прн сохранении низкой объемной массы.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция дпя изготовления труб на основе цолиэтнлена, включающая на- 1п полнитель — вспученный нерлитовый песок, в качестве наполнителя содержит вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при соотношении масс вспученного перлитового песка и полиэтиленового покрытия

88 — 55:12--45 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

Полиэтилен 32-89

Наполнитель 11-68

В качестве наполнителя используют вспучен- зо ный перлитовый песок широкого гранулометри:еского состава (от 3 мкм до 3 мм диаметром), имеющий сплошное и равномерное полиэтиленовое покрытие. Соотношение масс scny re»»oro перлитового песка и полиэтиленового д покрытг.г составляет от 88:12 до 55:45. Материалом покрытия является полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) с молекулярной массой от 300 тыс. до 1 млн. Полиэтиленовое покрытие форыируит последовательным осаждением на поверхность частиц сухого вспученного перлитового песка в инертной атмосфере нлн вакууме соединения переходного металла и металларганического соединения и полимеризацией мономера (этилена) из газовой или жидкой фазы.

В качестве связующего полимерног. композиции используют промышленный полиэтилен высокой (ПЭВП) или низкой плотности (ПЭНП) с молекулярной массой 10 — 10, 4ф индекс расплава 3,1 г/10 мин (прочностные характеристики ПЭВП и ПЭНП.приведены в таблице, примеры 26 и 27).

Предлагаемую полимерную композицию готовят н перерабатывают известными приемами: механическим смешиванием исходггъг. компонентов — вспученного церлитового ческа с полиэтиленовым покрытием и ПЭВП или ПЭНП— с последующей переработкой в экструдерах. шприц-машинах и др. известном оборудовании.

Необходимо отметить, что использование вспученного перлитового песка с полиэтиленовым покрытием существенно снижает абразивный износ перерабатываннцего оборудования.

Полимерная композиция пригодна для изготовления труб, санитарно-технического обору- 53 довання и арматуры, легковесной тары и т. v.

Пример 1. Готовят полимернуго композицию иэ 20 мас.-ьвспученного перлитового

4 песка с полиэтиленовым покрытием (соотношение масс ВПП и полиэтиленового покрытия составляет 88:12) и 80 мгс.% ПЭВП. Компоненты совмещают в смесителе типа "Ангер" в течение 10 мин при комнатной температуре и далее смесь экструдириот, гранулируют и загружают в литьевую машину типа "Камилл", условия литья:. давление 100 атм, 190—

200 С, время выдержки под давлением 10—

15 с, температура формы 50 — 60 С. Прочностные характеристики труб, полученных иа основе полимерной композиции указанного состава: прочность".на разрыв 300 кгс/см, на изгиб 324 кгс/см, на сжатие 305 кгс/ем .

Удельная плотность 1,02 г/см .

Пример 2. Полимерную композицнвг готовят и перерабатывают как в примере 3 за исключением того, что смешивают 11 мас.% наполнителя (ВПП: полиэтиленовое покрытие

88:12) с 89 мас.% ПЭВП.

П гг и м е р 3. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 1.

Смешивают 22,73 мас.% наполннтеля и

77,27 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП и ПЭ в наполнителе составляет 88:12.

Пример 4. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 1.

Смешивают 34,09 мас.% наполнителя и

65,91 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП и

ПЭ в наполнителе составляет 88:12.

Пример 5. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 4.

Смешивают 4545 мас.% наполнителя и

54,55 мас.% ПЭВП.

Пример 6. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 4, за исключениегл того, что смешивают

22,73 мас.% наполнителя и 77,27 мас.% ПЭНП.

Пример 7. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 1.

Смешивают 42,86 мас.% наполнителя и

57,14 мас,% ПЭВП. Соотношение масс ВПП и

ПЭ в наполнителе составляет 70:30.

Пример 8. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 7, состав композиции тот же. В качестве связующего используют ПЭНП.

Н р и м е тг 9. Полимерную композицию готовят и перербатывают как в примере 1.

Смешивают 36,36 мас.% наполнителя и

63,64 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП и ПЭ в наполнителе 70:30.

Пример 10. Полимерную композиции готовят и перерабатывают как в примере 9, с теми же компонентами. Смешивают

54,55 мас.% иаполнителя и 45,45 мас.% ПЭВП.

Пример 11. Полимернчто композицию готовят и перерабатывают как в примере 10

939484

ВЭИП, мас.%

Пример Композиция

ПЭВН, мас%

ВПП с покрытием или без, мас.% отостав комПрочисть кг см ость; зиции, масф

/смз поли- вспути- че пленн ный пе- покры,сок тие о1 Предлагаемая 80

88 12

2 То же

89,0

88 12

90 10

3 Предлагаемая

77,27

88 12

65 91

54,55

4 То же

88 12

88 12

77,27 8S 12

57,14

70 3А

57,14 70 30

63,64

45,45

55 45

55 45

70 30

45,45 55 45

50 50

13

32,0 50 50

27,7

50 50

5 с тем же соотношением компонентов. В качестве связуаицего используют ПЭНП.

П р и м с р 12. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 1.

Смешивают 60 мас.% наполнителя и 40 мас.%

ПЭВП. Соотношение масс ВПП и ПЭ в наполнителе составляет 50:50, Пример 13. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в лримере 12. 1ф

Смешивают 68,0 мас.% наполнителя и 32 мас.%

ПЗНП.

Пример 14. Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 12. 1а

Смешивают 72,3 мас.%,паполнителя и 27,7 масЯ

ПЗНП.

Пример 15 (контрольный). Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 1. Смешивают 31,58 мас.% наполнителя и 68,42 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП:ПЭ в наполннтеле составляет 95:5.

Пример 16 (контрольный). Полимерную композицию готовят и перерабатывают как в примере 1. Смешивают 42,7 мас% наполнителя и 57„ 4 мас.% ПЭНП. Соотношение

ВНП:ПЭ в наполнителе составляет 90:10.

Физико-механические характеристики композиций приведены в таблице.

Соержание

ПН с

824 176 20 310 320 356 1,02

l1 275 410 398 1 03

80 20 22,.73 310 424 398 !,06

34,09 350 435 543 1,11

45 45 235 440 469 1,12

22,73 172 235 154 1,02

70 30 42,86 535 6 5 626 1 06

70 30 42,86 362 528 387 1 05

80 20 36З6 540 610 595 1,04

54,55 635 690 719 1 08

70 30 54,55 435 490 456 1,07

70 30 60,0 630 683 702 .,07

63,6 37,4 68,0 430 495 445 1,06

72,3 420 505 410 1,10

Продолжение таблицы

939484

ПлотПЭВП, мас,%

ВЭНП, мас.%

ВПП с поСостав комСоКомпозиция

Пример ность, r/cM3 позиции, мас,% держакрытием или бц, мас.% ние

ВП с полиэтивспученный покрытие пенок сок лен тие перлитовый мас песок

Контрольные примеры

70 30

95 5

68,42

70 30

68,42 95 5

17 ВПП с полиэтиленовкм покрытием

80 20 100 310 340 460 1,09

70 30 100 450 480 510 1,16

50 50 100 417 475 430 1,19

20 80

30 70

50 50!

8 То же

20 Механичес90 10

80 20 — 120 312 158 1,19

100 !

22

То же

70 — 137 335 162 1,28 — 240 375 380 1,16

90

24

275 386 343 1,18

280 400 404 1,22

70

100

26 Чистый полимер 100

100 — — 180 250 245 0,95

100 — — 110 140 130 0,93

27 То же наполнитель — вспученный перлитовый пе сок, отличающаяся тем, что. с целью повышения прочности при сохранении низкой объемной массы, в качестве наполнителя она содержит вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при соотношении масс вспученного перлитового песка и полиэтиленового покрытия 88-55:12-45 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: кая смесь - 90 100

Как видно из приведенных в таблице сравнительных физико-механических характеристйк предлагаемой и известных композиций, использование в качестве наполнителя вспученного перлигового песка с полиэтиленовым покрытием позволяет существенно (на 10-30 o) улучшить прочностные характеристики изделий при сохранении низкой объемной массы материала.

Формула изобретения, Полимерная композиция для изготовления труб на основе полиэтилена, включающая

70 30

90 10

80 20

70 30

31 58 300 415 421 1,10

31,58 165 234 180 1,09 — 105 203 132 1,17

939484

1олиэтилен

Наполнитель

32 — 89

11 — 68

Составитель А. Кулакова

Техред Е. Харитоичик

Корректор В. Бутяга

Редактор В. Нетраш

Заказ 4591/37 Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5 фищиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР М 763379, кл. С 08 1 3/00, 1977.

2, Ч орнер P. В. Теоретические основы переработки полимеров. М., "Химия", 1977, 5 с. 202 (прототип).