Способ получения адгезионно-активной порошкообразной композиции на основе полиэтилена низкого давления

 

Изобретение касается переработки пластмасс, позволяет упростить технологию получения однородной порошкообразной композиции, а также повысить адгезионную прочность покрытия на ее основе до 5,1 кН/м и коррозионную стойкость покрытия в воде (после выдержки в течение 60 сут адгезионная прочность остается неизменной) путем получения адгезионно-активной порошкообразной композиции на основе полиэтилена низкого давления (ПЭНД) смешением адгезионно-активного агента с основной массой полиэтилена. Процесс осуществляют в две стадии: на первой приготовляют адгезионно-активный продукт последовательным смешением части ПЭНД с растворами в ацетоне малеинового ангидрида (4,5-7,0%) и метафенилендиамина (2,5-4,5% от массы адгезионно-активного продукта) с последующим удалением ацетона высушиванием, а на второй стадии полученный адгезионно-активный продукт смешивают с основной массой второй стадии полученный адгезионно-активный продукт смешивают с основной массой ПЭНД в массовом соотношении 1:4. 2 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1613451

Al (51) 5 С 08 .Т 3/11, С 08 L 23/06

С 09 D 1?3/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Г

i \;

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 43?0775/23-05 (23) 16.09.87 (46> 1 5 . 1 2 . 90 . }«вл . 4 (36 (71) Северный н"-.yu)fo-исслеловлтельский инстttòут It)tp()т< v)fttf(II и M(Jt)t<3 рации (72) С.И, Нл сок, 11 11.1(О)(лл!.чук, В.И. Шмурлк, h.A.(I>It!3!((п)((1 (< цн, I1. 3. уревич, 1«. г}..)!)(гтков, }>.A.IIóлин и 10.JI. 1(ур l y),nf( (53) 678 64?.?..02(088.8) (56) П;)т(нт С}!Л, " 435()797, кл. Г ()8 .1 3/24, 198;? .

Лвт<>рское гш(лете<(ьс гв<> СССР

412208, кл. Г 08,! 7/1 ., 1()74. (54) (;110(:О}> !!ОЛУ<1} .Ш!1! Л,}! Н «ИОН}!О-Л}<тИ}«}!О!1 11<)Р()! !! О<)!>! Л «!!011 }ГО}(!103И}!ИИ

НЛ ОС}}0},1: 1!О)1!1) И:11:IIË 1!11 «!(ОГО 11Л}1}!Е}!ИЯ (57) И.3o(>prlтеlllt(клглг гсл нерерлботК И П:1 Л Г Т Л(Л Г С, П < > 3 Ii >! I f! (3 Т y 1 t P О Г Т И Т Ь тЕХНОЛ >Г)ftr) ПОЛУ (Е)1(t>T <1)t)I<>pOJT)IOII ITOpoT())(oo(3p;3 л))ой Ko! Ilt(331! 1() tif л также

Изобретение oтносится к хил)ической технологии, преи (у()(ест))евно к обработке пллстмлсс, и может быть использовлно при полу IPft)fII различных полимер нл(х композиций, в которых необходимо равномерно рлспреПелит) малые лоб;3)3):и, л также обеспечить взаимод ейст вне между этими малыми добавками и основнои л(лссой полимера и взаимодействие их с подложкой при термическом контактировании с металлом.

Целью изобретения является упро(<(ение технологии получения адгезионног(о))ысить лдге31fo)II)+I(3 прочно(гl, и >кры— тия нл ее основе до 5, Нll/.л) и к 3!3— ро. 3ионную с f Ойкос гь !)О),рыт!!я ) 13< !,( (после выдержки в те !енн(60 (ут лл! е лион ил я ггр 0(t f(<(c тl> (>с т;1 i тг)), Ifi—

И )МЕННОй) ПУ(r !! П<>;)V(t())it(! Л;.Г<

ЛКЛ ИВ)IOlt It<)POt i! O(><>P;l:3!f()If 1< РЛ(((;()tf IT!(, :

НЛ ОСНОВ (! 1(ОЛI! 311 )! Г ll;i If!1 л К Р((((1 (( ш(я (1!01!Д) сл(()(1< н))гм л,(г(! 3;T(3)<»o-лктинного лгент;l с о< н(>(3)«,l л(лггoll

НОЛИЭтИЛЕНЛ . 11рО(П)(Г Огy«((Т го)я)((!

В Л НЕ (ТЛЛИI (: 31;1 Tti P 13Oi! (IPI Г(>)>r; (i >!

Л)I ГЕ ЗИ ОН (IO;3 3< f) t i< If(13! Г(Р < > I K 1(i i ((,)! r (, i)ë тvJT f>)t(lм с м(ttt(1(1! е (((л Г тll l!." 11 (. (:) стf)(>pOMt(li,л(1< то)н мл.i llllr (>< ) <: ричл (4 3-7, О",) lt л((тл<1)г) 31 t(f < .I:ö! o f 1 (Я нл (2,5-4,51 r т л(лсc) t л;(г< лио)(() л ктивного ltpo;(yf,тл ) < it i>i!.(г((у((> (() (л! у < (Д

((Г Г <>Г ll(>I(li(((! массой II. )l}> I в л(;)г(olio!i (or).-i<(>tir< li;tli

1:4. 2 тлбл., 1 (л.

Фее активной поро(((кообр<)зно(3 к(1(в(31f!(IIII нл основе TT()JT)fлт((леll<3 )I! I )кого л; г<н(— ния ()(Э1!Д), f)o)3)l)!e)ftte лчгеoit((ifii< ii прочности и корро 311(>itoil сто(()(>(гlt крытия нл ос flo)3(3 комп о )if lti! Tf

Нл чертеже и.)обрлжгнл нр((нни(if::.iti нля технологическая схемл и;3ii; (Гш)я адгезионно-акти)3)3()й по!3<31)к<3<>грл 3(и

КОМПОЗИ ((И И НЛ OC HOI3 Е ПО.)1! > Тll 1(i!,(> Н! I кого давления без размол,. Но нр< .)л,)— гаемому способу.

Способ осущег:твляется Гл< .(i . ii(i образом.

1613451

15

25

В расходную емкость 1 заливают ацетон. В аппарат 2 засыпают порошкообразный малеиновый ангидрид и через дозатор заливают ацетон, затем r. помощьк механической мешалки перемешивают до полного растворения малеинового ангирдрида (время растворения

20-33 мин). Одновременно в аппарат

3 засыпают порошкообразный метафенилендиамин и также через дозатор заливают ацетон. Затем с помощью механической мешалки перемешивают до полного растнорения метафенилендиамина (время растворения 10- 15 мин) .

За время растворения малеинового ангидрида и метафе »илендиамина в аппират 4, и((еющий тепловую водяную рубашку и вакуумотсос, загружают порошкообраэный ПЭНД. При непрерывном перемешивании полиэтилена в аппарат

4 поочередно заливают растворы малеинового ангидрида и зятем метафенилендиамина.

Перемешивание смеси в аппарате 4 ведут при 40-60 С до изменения цвета

s полиэтилена от белого до желтого или желто-зеленого и полного удаления ацетона. Отсос паров ацетона,» рекус перация их осуществляется с помошью узле, состоящего из насоса 5, холодильника 6 и центробежного сепаратора 7.

С помощью насоса 8 ацетон возвращается обратно в расходную емкость 1 °

Г отовый порошкообразный адгезионноактивный продукт, содержащий порошкообразный ПЭНД с нанесенным на него малеиновым ангидридом и метафенилендиамином, поступает из аппарата 4 в скоростной смеситель 9, например, типа пАнгер", где методом холодного смешения окончательно приготовляют композицию, которую затем подаюг в приемный бункер-накопитель 10 для ппдачи потребителю.

Адгезионную прочность покрытия определяют на образцах — прямоугольных пластинах из стали 3, размерами

25х100х4 мм с толщиной покрытий

0,8 мм, имеющих дефекты в виде оголенных (непокрытых) торцов. Покрытие формируют методом вихревого напыления, За величину адгезионной прочности принимают усилие нормального отрыва покрытия (пленки) на образцах, выдержанных после изготовления на Bcэлухе при нормальной температуре в течение суток. Испытания проводят на разрывной машине, для чего покрытие (пленку) на оголенном торце отгибают на о угол 90 и зажимают в захват машины.

Стабильность адгеэионной прочности покрытия определяют так же, как и адгеэионную прочность, но на образцах, выдержанных в воде в течение

60 сут, причем в течение каждых суо ток образцы 8 q находятся в кипящей воде, а остальное время суток остывают вместе с водяной ванной (баней).

По истечении 60 сут испытаний образцы вынимают из воды и выдерживают на воздухе при комнатной температуре в течение суток, после чего производят испытания на разрывной машине и определяют величину усилия нормального отрыва.

Прочность композиции при разрыве определяют на образцах †лопатк, вырубленных иэ пластин, и»готовленных из порошкообразHolt компоэ»»ции, полученной по предлагаемому способу, прессованием при 180 С и давлении

4 МПа, Прочность покрытия при изгибе оценивают tin шкале гибкости ПГ, представляющей собой набор иэ шести стальных стержней Jlttatteòðaìè 1, 3, 10 и 20 мм. Обра»ltf t для испытаний получают вихревым напылением порошкообразной компоэ»»пии на пластинки иэ отожженной жести ro.ïflt»ttîé 0,3 мм и размером ?Ox150 мм.

Прочность покрытия на удар на приборе У-1 оценивают работой, либо максимальной высотой с когорой груз весом в 1 кг, падая на покрытие, не вызывает его меха»»»»веского разруше-. ния.

Образцы для»»спыга»»иг» представляли собой пластины иэ стали 08 КП, толщиной 0,8 мм и размерами 100 х х 100 мм, на кот»рые методсм вихревого напыления наносят покрытие иэ порошкообраэной композиции толщиной

0,5 мм.

IT р и м е р 1 (прототип). В качестве исходных 1аlерпалов используют порошкообраэ»»» н» па (урал ьный ЛЭНД с размером час Tttlt ло 0,6 мм и сшивающий агент — парение ь дикумила.

В скоростном сме ите f . типа "Ангер" перемегп»»»ают пор" . »бра:» ный полиэтилен с пере» и, ьf fffl,óìènà в жидком сос» nt»tt,tf III I» ы- i0 С в течение

Реэул1 таты испытаний компс зиций и покрытий и1 них на стаг1и 3 по выбpaIIlIIIw критериям качества пр»дс rав11»вЂ”

30 И11 в табл.2.

Mart «HHn Ill«lH

5 161345

20 мин при скорости вращения мешалки 1400 об/мин.

Затем эту смесь выдерживают в аппарате при 50-70 С в течение 5-7 ч а

5 т. е. подвергают процессу вызревания.

Пример 2 (контрол ьный) . Готовят композицию, вводя растворы малеинового ангидрида и метаАенилендиамина сразу во всю массу порошкообразного полиэтилена.

В качестве исходных материалов используют порошкообразный натуральный

ЛЭНД с размером частиц не более

0,6 мм и растворы малеинового ангидрида и метафенилендиамина в ацетоне.

В скоростном смесителе, типа "АнII гер перемеп HBBKlT порошкообраэный ПЭ11Д с раствором малеинового ангидрида в ацетоне, а за гем с раствором мета111»-20 нилендиамина в ацетоне. Полученнук смесь перегружают в сушилку и сушат при 40-60 С в течение 18-20 ч.

Пример ы 3-5. Вначале при1nтовляют адге.зионно — активный продукт, 25 который затем смешивают со всей nc— тальной массой порошкообразного полиэтилена в соотношении 1:4. Содержание исходных компон»нтов, вес.7,; 1 4 5

Р 6 порошок ЛЭНД, составляющий 20К от массы композиции, перемешивают в скоростном смесителе типа "Ангер", затем полученный концентрат разбавляют порошкообразным ЛЭНД в соотношении

1:4 °

Концентрат содержит, вес.Е:

Метайениленбисмалеаминоная кислота 9,25

Порошкообразный

ЛЭНД 90, 75

Пример 10, Композицию готсвят согласно примеру 4, но вместо поочередного введения ЛЭНД растворов в ацетоне соответственно малеинового ангидрида и метаАенилендиамина предварительно смешивают растворы малеиновогo анг 1дрида и метафенилендиамина в ацетоне и полученную смесь вводят в порошок полиэтилена низкого давления.

Состав коптоз11ции по примерам 1 — 10 привед»н в табл. 1.

Малеиновый

4,0

8,0 ангидрид

Мета*»лил»ндиамин 7.,0

Пор ошкообра зный ЛЭНД 94 87,0

Пример 8. Готовят композицию, вводя готовую метаАениленбисмале,-.миновую кислоту сразу во всю массу порошкообразного полиэтилена.

В скоростном смесителе типа "Ангер" перемешивают порошкообразный полиэтилен низкого давления с порошком метаАенил»нбисмалеаминовой кис5,0 лоты.

Пример 9. Готовую метафениленбисмалеиновую кислоту вводят в ангидрид 4,5 7

МетаАенил ен— диамин 2,5 3 5 4,5

ЛЭНД 93 90,75 88,5

Пример ы 6 и 7. Способ осуществляют аналогично прим»рам 3, 4 и 5, но адгезионно-активный продукт содержит компоненты в количествах, выходящих за установленные пределы, вес.Х:

Ф о р м у л а и з о б р 1 т е н и я

Способ получения адгезпонно — активной порошк< обра зной кампо lHI(HH на основе полиэтилена низкого давления, включаюг1ий приготовление адгезионноактивного аг»HTR H cM»Iï»IIH» егn» ос

40 нов Ои массои порощкообразного пОли атил»на, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии, повышения адгезионной прочноСти и коррозионной стойкости покрытия

451на основе композиции в воде, процесс осуществляют в две стадии, причем на первой стадии готовят а11гезионно-активный продукт путем последовательного смешения части полиэтилена низкого давления с растворами в ацетоне малеинового ангирдрида — 4,5-7,07 и метайенилендиамина — 2,5-4,57 от массы адгезионно-активного продукта с последующим удалением ацетона высушиванием, а на второй стадии полу ченный адгезионно-активный продукт смешивают с основной массой порошкообразного полиэтилена низкого давления в массовом соотношении 1:4.

1613451 и л л л

Ю л л

СО

О1 л

СО л

СО

Ф л

Ю О! л л о ю ч

Ю л о л

00 ф\ О л

00 (T

o., л

Ф Ф

О Ю л л л о и л

СО

3 ф В о

1 g d!

1=2

I ф

Ж О, (U 1О о

hC

0) 9

1 I авэо

Г» Й Д, Р, о х ф

М !С m X

Ig!

0 ф

Йцum

1 ц)

cd

<ц, !0

1: . о

3 Х

Ж

С4 ф (Ц

Й Щ !

Су; X

I I I

О)

СО л

1 1 1

О Ю л л

1 I

О1

Ф Ф

1 1 - Ю

C) л

1 tV 1

Рж 1 ае ф1

Ц 9 Ц 1

Г» Е Й 1 и 0) Э 1 ф 3. !

1613451

1о

1 N

1 о

Э к

Е»

X ,Я х а

gj л а

Э 1

Ц»

» с(а

Х G

4О х х а х о

Y Д

1 о

И

А

1о о х

О а! С4 ! х

1! Ь»

Э

Э

Ц, Э с 4 аО

I а х о

Е

Д !

» о о х

У о

lD л

Г»

И х

tU! а а

L Y

1 с4

1 I>C

4 (Т

Д !

" о с х д

1 !

С

Щ

\ с! 1 .С

c m а

»Э !

CC

G G

X х о х

Х f"

m o э с х х

Е»

Э» ц о

m c

Э

QJ х х х

Ж Э а х

Э Э г 1- 4

О \

CO СО

О ОС

В В Л г с с! !

1,4

1 х х

G х

В

44 !

" о о х

Х

G-ах

1 1 С а э л И

V Э

G Ю х Z а

О (n а ь

C4, IIA Л 4Ч

Г»4 л л л

С»4

X х а и

С

И х у о

1, Г4 — m0C С4 4: O в в л в В в в л ! O

С4» — C»4

СЧ <Л О СО И O O 4Ч

C»!» — С»4» — в- N

СО W Л W О СО Л СО

ОО О О ЬОЛ.4Л

Л Л Л В ° Л Л Л Л В оооооооооо

44 И О O O CO Ch С A ОЭ

° В ° ° Л ° ° ° I ° с . и л л - -- т - -- С»4 О С 4 lh + + С»4 СО

ЛЛСiСiСЧЛ Л 44е л л л л л в л л л ооooooооос г K N С4 С4 С а

CG Ch Ch CC оосс о л л л в л ° ° о с с о ы <ч с.. — 4CG -<аО eгС л л Л л k л л в л л

С 4ГЧ Ю ЭС N

С!1 О С ЧСОС а, СС СО Cn CC О С ОО ooc cooooo

° л ° в в в ° в ° ° еосссоссос СО О - O eV V OO л В в л л ° л (4 С»4 Q О \ Фуад Q + cV С»4 С Ъ

4i Л О ОСОCO сч — л — сч — сч л л л л л л л

СП О e OO О â€” e Л СО О

° л л л в ° ° в в л

Ch Ch Ch O Ch O О СО 00 Ch

СЧ Ю О Л СО О О с 3

ы и о

Э Х !

44

4! о m ж х о х а !!

Я

РX

G 5

О Э

1й

m G

ВР

4 х х

1613451

Составитель M,Öàðüêîâà

Техред Л.Серд окова Корректор О.Ципле

Редактср Л.Веселовская .Заказ 3865 Тира ж 441 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

ПроизводсгBQHHo-èçäàòåëbãêèé ком I нат Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101