Полимерная композиция для изготовления труб

Полимерная композиция для изготовления труб

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Рес ублнк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (»)939485 (61) Дополнительное к авт. свнд-ву (22) Заявлено 04.07.80 (21) 2953744/23 — 05 с присоединением заявки М (23) Приоритет (51) М. Кл, С 08 1 23/06

С 08 К 9/08

9вударстееп ык какнтет

СССР па далем нзобретеник и открыт й

Опубликовано 30.06.82. Бюллетень № 24

Дата опубликования описания 30.06.82 (53) УДК 678.742. .2.04 (088.8) (72) Авторы

Н, С. Еннколопов, Ф. С. Дьячковский, Л. А. Новокшонова (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ТРУБ

Изобретение относится к полимерным композициям на основе высокомолекулярного связующего н минерального наполннтеля, а точнее к композициям на основе полиолефинов и дисперсных наполнителей и может быть использовано в сельском хозяйстве и строительстве.

Известна полимерная композиция на основе вспученного перлнтового песка с полиэтилеt0 новым покрытием, представляющая собой гомогенную смесь частиц вспученного перлитового песка (ВПП) широкого гранулометрического состава с равномерным и сплошным полиэтиленовым покрытием на каждой частице наполнителя (1) .

Недостатком укаэанной полимерной композиции является невысокая прочность. Так, например, композиции, содержащие 20, ЗО и

50 мас.% ВПП имеют прочности на разрыв, сжа.2о тие и иэгнб соответственно.310, 340 и 460;

450, 480 и 510 и 417, 475 и 430 кгс/см2.

Объемная масса таких композиций составляет

1 03 — 1,19 г/см .

Наиболее близкои по техническои сущности к предлагаемой является полимерная композиция для изготовления различных изделий, в том числе труб, на основе полиэтилена, неорганического наполнителя — ВПП н целевых до— банок, предстаелкющЫ собой гомогенную смесь полиэтилена высокой нли низкой плотности, дисперсного минерального наполнителя (ВПП, каолина, сажи, мела и т. п.), а также пигментов, стабилизаторов и т. и. Обычно указанную композицию получают механическим смешиванием исходных компонентов и перерабатывают на известном технологическом оборудовании (прессы, шприц-машины, экструдсры, вальцы н т. и. ) (2) .

Однако степень наполнения известной композиции не превышает 10 — 20 мас.% (в случае использования аппретов 20 — 30 мас.%). Целевые изделия, полученные на ее основе, имеют низкие прочносп ые характеристики. Например, в полимерной композиции на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и ВПП при содержании ВПП 10 мас% прочность на раз. рыв составляет 240 кгс/см, на сжатие—

Таблица 1

Прочность кгс/см

Содержание компонентов, мас.®

i ПЭНП Сверхвысокомолекулярный

ПЭ

Всего перли та

Наполнитель ПЭПВ

34,09

65,41

480

367

0,5

556

572

64,91

1,0

517

34,09

568

63,91

62,91

387

2,0

515

384

34,09

3,0

574

520

64,41 1,5

235

34,09

387

215

3 939485

33i кгс/см, на изгиб — 875 кгс/см . Объем ная масса композиции составляет 1,18 г/см .

Цель изобретения — повышение прочности при сохранении низкой объемной массы.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция для изготовления труб на основе полиэтилена, включающая наполнитель — вспученный перлитовый песок, в качестве наполнителя содержит вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при 10 соотношении масс вспученного перлитового песка и полиэтиленового покрытия 88 — 55:

:12 — 45 и дополнительно сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярной массой

1,7 — 3,5 млн. при следующем соотношении 15 компонентов, мас.%: °

Полиэтилен 31,5 — 87,5

Нанолнитель 11 — 68

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен 05 — 1,S уо

В качестве связующего используют промышленный полиэтилен высокой (ПЭВП) или низкой плотности (ПЭНП) с молекулярной массой 10 — 10 (индекс расплава 3,1 г/10 мин)

В качестве сверхвысокомолекулярного по- уу лиэтилена используют полиэтилен с молекулярной массой (!,7 — 3,5) -106 (индекс расплава при нагрузке 25 кг 0,023 г/10 мин).

Вспученный перлитовый песок используют широкого гранулометрического состава (от

3 мкм до 3 мм диаметром) с полиэтиленовым покрытием равномерно и сплошно распределенным по поверхности гранул наполнителя.

Соотношение масс вспученного перлитового песка и полиэтиленового поркытия составляет от

88:12 до 55:45, Материалом покрытия являетОбъемная масса композиции составляет

1,06 — 1,11 г/см .

4 ся ПЭВП с молекулярной массой от 300 тыс. до 1 млн. Полиэтиленовое покрытие на поверхность гранул вспученного перлитового песка наносят последовательным осаждением на ней соединения переходного металла, металлорганического соединения и полимериэации мономера. Процесс проводят преимущественно в газовой фазе, Предлагаемую полимерную композицию готовят, перерабатывают и формуют известными приемами на известном технологическом оборудовании: механическим смешиванием исходных компонентов (ПЭВП или ПЭНП, вспученный песок с полиэтиленовым покрытием, сверхвысокомолекулярный полиэтилен) .

Необходимо отметить, что использование наполнителя с полимерным покрытием существенно снижает абразивный износ перерабатывающего оборудования.

Пример 1. В качестве наполнителя используют вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при соотношении масс перлнтового песка и покрытия 88:12. Компоненты смеси (наполнитель, ПЭВП и сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярной массой 1,7 млн.) совмещают в смесителе тина "Ангер" в течение 10 мин при комнатной температуре и далее полученную смесь экструдируют, гранулируют, и загружают в питьевую машину типа "Камилл". Условия ли- тья: давление 100 атм, температура 180 — 200 С, время выдержки под давлением 10 — 15 с, теьь пература формы S0 — 60 С.

Составы композиции и прочностные характеристики изделий приведены в табл. 1.

Пример 2. В качестве наполнителя используют вспученный перлитовый лесок с

6 полиэтилен с молекулярной массой 3,5 млн.

Составы композиции и материала (образцов), приготовленного из указанной. смеси, а также механические характеристики материала приведены в табл. 2.

939485

Таблица 2

— У вЂ”-Прочность, кгс/см

Содержание компонентов, мас.%

Наполнитель ПЭВП ПЭНП

Сверхвысокомолекулявный

ПЭ

Всего перлита

56,14

42,86

1,0

30 584

675 682

42,86

55,64

590

682

686

42,86

54,14

3,0

580

680

667

42,86

56,14

1,0

410

580

42,86

55,14 2,0

415

577

42,86

54,14

3,0

570 примере 1 из следующих компонентов: напол30 нитель, ЙЭВП или ПЭНП и сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярной массой

2,2 млн.

Составы композиции и прочностные харак

М теристикн приведены в табл. 3.

Таблица 3

Прочность, кгс/см

Содержание компонентов, мас.%

Наполнитель ПЭВП ПЭНП Всего перлитэ

60,0

39,0

527

68,0

30,5

1,5

37,4 540 .

38,5 530

29,0

70,0

1,0

1,0 39,76 357 510 394

72,3

26,7

26,2

72,3

I,5

39,76

373 517 390

25,7 2,0 39,76 . 390 522 392

72,3 полиэтиленовым покрытием при соотношении масс перлита и покрытия 70:30. Смесь готовят, перерабатывают и формуют как в примере 1 иэ следующих компонентов: наполнитель, ПЭВП или ПЭНП r сверхвысокомолекулярный

Объемная масса композиции составляет.

1,10 1,12 г!смэ.

Пример 3. В качестве наполнителя используют вспученный перлитовый песок с ,полиэтиленовым покрытием при соотношении масс ВНП:ПЭ 55:45. Полимерную композицию готовят, перерабатывают и формуют как в

Сверхвысокомолекулярный

ПЭ

635 640

643 639

632 641

939485

Таблица 4

Прочность, кгс/см

Содержание компонентов, мас.%

ПЭНП Сверхвы- Перлит сокомолекулярный ПЭ (1,7 млн.)

ПЭВП

Наполнитель

6 6„

629

637

530

1,0

39,0

514

398

352

390 10

Нанолни- СоотноПример

ПЭВП мас.%

ПЭНП мас.%

ПЭ

Прочность компози кг)ем

ММ

Плотность, г/смз тель, мас.% . шение сверхвысокосверхвысокомолекулярного ПЭ, млн. масс наполнителя молекул лярный, мас.%

ВПП:ПЭ

1 34,09 88:12 65,41 — 0,5 367 480 556

1,7

64,91 — 1,0 390 517 572

63,91

2,0

387 515 568

384 520 574 1,06-1,11 — — 62,91 — 30

64,41 1,5

235 387 215

350 435 543 1,14

200 364 197 1,12

65,91

65 91

Объемная масса композиции составляет

) 12 q/cM3

Пример 4. В качестве наполнителя используют вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при соотношении

Объемная масса композиции составляет

1 09 — 1 08 г/смз

Пример 5. В качестве наполнигеля используют вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при соотношении 2S масс ВПП:ПЭ 95.5. Полимерную композицию готовят, перерабатывают и формуют как в примере 1.

Прочностные характеристики композиции и состав приведены в табл. 5. 30

Пример 6. В качестве наполнителя используют вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при соотношении масс ВНП:ПЭ 90:10. Комн готовят, перерабатывают и формуют как в примере 1.

Прочностные характеристики композиции и состав приведены в табл. 5.

I масс ВПП:ПЭ 50:50. Полимерную композицию готовят, перерабатывают и формуют как в примере 1.

Составы композиции и прочностные характеристики приведены в табл. 4.

Пример 7. В качестве наполнителя используют вспученный перлитовый песок с гюлиэтиленовым покрытием при соотношении масс ВПП:ПЭ 70:30. Полимерную композицию готовят, перерабатывают и формуют как в примере 1. В качестве связующего используют

ПЭВП или ПЭНП. Прочностные характеристики и состав композиции приведены в табл. 5.

Пример 8. Смешивают, :нерерабатывают и формуют композицию на основе ПЭВП или ПЭНП и сверхвысокомолекулярного поли- этилена. Технологические параметры приготовления композиции как в примере 1. Молекулярная масса сверхвысокомолекулярного полиэтилена 1,7 млн.

Прочностные характеристики и состав композиции приведены в табл. 5.

Таблица 5

939485!

Продолжение табл 5

НаполниПЭВП мас.%

ПЭНП мас.%

Пример

ПЭ

Соотношение масс

Прочность композиции, кг/сма тель, мас.% сверхвысоконаполнителя

ВПП:ПЭ молекулярный, мас.%

1,0

3,5

2 42,86 70:30 — 56,14

2,0

55,14

54,14

3,0

1,0

590 682 686

580 667 680

1,5

3,0

2,2

50:45

3 60

39,0

1,5

30,5

1,0

29,0

72,3

1,0

2,2

26,7

50:45

1 с

72,3

26,2

72,3

2,0

25,7 — ч--+ — ——

1 0 530 637 629 1,09 1,7

39,0

50:50

1,0

39,0

95:5

445 425 1,12

1,0 327

2,0

5 . 31 58

67,42

2,0

67,42

) °

68,42

68 42 193 310 182 1,09

11,0

87,5

2,0

1,0 359 470 542 1,10 2,5 б 3205

90: 10

66,95

66,95 1 0 217 385 207 1 09

° ) ! 1,p

° 1

87,5

1 5 298 442 439 1,08 3,0

7 42,86

70:30 57,14

S 7.14 —, 362 528 387

56,14

55,64

54,14

410 580 406

415 577 402

405 570 404

584 675 682 1,10 — 1,12

1,0 527 635 640

540 643 639 1,10 — 1,12

530 632 641

357 510 394

373 517 390 1,10-1,12

390 522 392

352 514 398 1,08

1,р 2 I 7 321 190 1,10

292 412 957 1,10

1,5 260 420 410 1 р5 — 535 605 626 1,14

ММ сверхвысокомолекулярного ПЭ, млн.

939485

12

Продолжение табл. 5

Прочность композиции, кгс/см

ПЭВП мас.%

ПЭНП мас.%

ПЭ

Пример

НаполниСоотно шение

Плотность г/см

ММ сверхвысокотель, мас.% сверхвысокомоле масс. наполнителя

ВПП:ПЭ молекулярный, мас.%, кулярного

ПЭ, млн

99,0 — 1,0 182 255 245 0,95

99,0

1,0

70:30

99,0

1,0

1,0

55:45

1,0

98,0

2,0

Чистый перлит 69,50

0,5

То же

69,0

1,0

68,0

2,0

297 414 408 1,12

300 425 410 1,12

67,0

3,0

Составитель А. Кулакова

Техред Е. Харитончик

Редактор В. Пстраш

Корректор В Бутяга

Заказ 4591/37

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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

Как видно из приведенных примеров и сравнения характеристик предлагаемой полимерной композиции с известными, использование в качестве наполнителя вспученного. перлитового песка с полиэтиленовым покрытием и сверхмолекулярного полиэтилена в качестве добавки к связующему повышает прочностные характеристики на 10 — 30%.

Ф ормула изобретения

Полимерная композиция для изготовления труб на основе полиэтилена, включающая наполнитель — вспученный перлитовый песок, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочности при сохранении низкой объемной массы, в качестве наполнителя она содержит вспученный перлитовый лесок с по1

112 143 131 0,94

Не перерабатывается

Не перерабатывается

460 505 431 1,10

458 503 432 1,09

290 415 408 1,12

305 422 409 1,12 лиэтиленовым покрытием при соотношении масс вспученного перлитового песка и полиэтиленового покрытия 88 — 55:12 — 45 и дополнительно сверхвысокомолекулярный полиэтилен с молекулярной массой 1,7 — 3,5 млн. при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

Полиэтилен 31,5-87,5

Наполнитель 11,0 — 68,0

Сверхвысокомолекулярный полиэтилен 0,5-1,5

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 11 763379, кл. С 08 J 3/00, 1977.

2. Торнер P. В. Теоретические основы пере-. работки полимеров. M., "Химия", 1977, с.202 (прототип).