Полимерная композиция

 

Изобретение относится к смесям на основе ароматического поликарбоната и винилового ароматического сополимера с высокой изотропией, которые находят применение для получения формованных изделий с высокой прочностью в области стыков течений, перерабатываемых литьем под давлением и штамповкой. Композицию готовят смешением при 200 - 300°С 20 - 70 мас.% ароматического поликарбоната, 25 - 70 мас.% ударопрочного винилового сополимера и 5 - 10 мас.% агента совместимости. Ударопрочный виниловый сополимер содержит 30 - 70 мас. % стирола, 10 - 35 мас.% акрилонитрила и 20 - 40 мас.% этиленпропиленового несопряженного диена. Агент совместимости представляет собой сополимер стирола и метилметакрилата, привитой на эластомерное ядро на основе бутадиена, с температурой стеклования -80°С и степенью сшивки 94%. 1 ил., 3 табл.

Изобретение относится к смесям на основе ароматического поликарбоната и винилового ароматического сополимера с высокой изотропией, которые находят применение для получения формованных изделий с высокой прочностью в области стыков течений, перерабатываемых литьем под давлением и штамповкой.

Ударопрочные сополимеры стирола, содержащие этиленненасыщенный нитрил и получаемые на основе двойного этиленпропиленового каучука (ЕРМ) и тройного этиленпропиленового каучука (ЕРМ), которые известны как сополимеры AES, получают в виде концентратов с высоким содержанием каучука, используемых отдельно или в смесях с другими полимерами с целью получения продуктов, пригодных для литья под давлением, экструзии и штамповки в достижением необходимых свойств.

Сополимер AES обладает великолепной прочностью при ударе, но его низкая теплостойкость и жесткость делают его неприемлемым для определенных целей. Для устранения этого недостатка сополимера AES готовят в смеси с другими полимерами, обладающими вышеуказанными свойствами.

Известна композиция, включающая поликарбонат, сополимер стирола, этиленненасыщенного мономера и олефинового эластомера и сополимера с эластомерным ядром [1].

Композиция обладает высокими физико-механическими свойствами, однако совместимость сополимера стирола (AES) с поликарбонатом неудовлетворительна, сополимер с эластомерным ядром используется для усиления ударной прочности.

Наиболее близкой по технической сущности является полимерная композиция, включающая ароматический поликарбонат и ударопрочный виниловый сополимер [2]. Массовое соотношение компонентов составляет (10-90):(10-90). Композиция характеризуется высокими ударной прочностью, теплостойкостью, химической стойкостью и стойкостью к обесцвечиванию. Недостатком ее является низкая совместимость сополимера стирола AES с поликарбонатом, смесь характеризуется сильной анизотропией характеристик упругости и недостаточной механической прочностью на стыках течений.

Технической задачей изобретения является повышение прочности на участках соединения инжектируемых потоков при получении смеси компонентов композиции.

Поставленная задача решается тем, что полимерная композиция, включающая ароматический поликарбонат и ударопрочный виниловый сополимер, в качестве ударопрочного винилового сополимера содержит сополимер 30-70 мас.% стирола, 10-35 мас.% акрилонитрила и 20-40 мас.% этиленпропиленового несопряженного диена и дополнительно - агент совместимости, представляющий собой сополимер стирола и метилметакрилата, привитой на эластомерное ядро на основе бутадиена, с температурой стеклования - 80^оС и степенью сшивки 94%, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: Ароматический поли- карбонат 20-70 Ударопрочный вини- ловый сополимер 25-70 Агент совместимости 5-10 Агент совместимости или графт-полимер представляет собой полимер с оболочкой вокруг эластомерного ядра, который включает привитые цепи винилового мономера, эластомерное ядро представляет собой полибутадиен с температурой стеклования ниже 10^оС.

Композицию по изобретению получают смешением компонентов в расплаве в любом смесителе при 200-300^оС. В композицию могут быть введены различные добавки - пластификаторы, антипирены, смазки, красители, пигменты.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р ы 1-5. С помощью двухшнекового экструдера "ВЕРНЕР ZSK 53" в условиях дегазации и при температуре 220-290^оС экструдируют смесь, которая содержит: а) ударопрочный сополимер стирола, включающий 57 мас.% стирола, 18 мас. % акрилонитрила и 25 мас.% тройного этиленпропиленового каучука, имеющего вязкость по вискозиметру МУНИ 62-72 ML-4 при температуре 100^оС и иодное число, равное 18; б) поликарбонат, продаваемый фирмой "Прокигель" под торговой маркой "Дуролон" со средней мол.мас. 22000; в) бутадиеновый каучук, включающий графт-сополимер бутадиена, стирола, метилметакрилата со степенью сшивания (содержание геля), равной 94 мас.% и температурой стеклования (Tg) = -80^оС, изготовляемый фирмой "Ром и Хаасс" под торговой маркой "Паралоид ЕХL 2607".

Массовое соотношение компонентов композиции указано в табл. 1. Путем резки нитей, выходящих из экструдера, получают гранулы, которые высушивают в течение 2-4 ч при температуре 80-90^оС. Состав композиций и свойства изделий на их основе приведены в табл. 1.

П р и м е р ы 6-9. Примеры осуществляют аналогично примеру 2, композиция имеет состав, идентичный этому примеру, но используют сополимер стирола, состав которого приведен в табл. 2.

Физико-механические свойства композиций аналогичны свойствам композиций по изобретению - примеры 2-5, показатель прочности приведен в табл. 3.

Для оценки прочности на стыке течений гранулы отливают под давлением в прессе "NEGRI & BOSSIV 15-23 FA" с использованием таблеточной формы. Формуют прямоугольную таблетку (см. чертеж) с размерами 250х150х2 мм и с 6 отверстиями: из них два - квадратные, два - круглые и два - треугольные. Два круглых отверстия имеют диаметр, равный 20 мм и располагаются на равном расстоянии от центра таблетки вдоль одной вертикальной линии, проходящей через центр А таблетки и через центры этих двух отверстий. Расстояние между этими двумя отверстиями равняется 80 мм. Два квадратных отверстия со сторонами, равными 13 мм, располагаются с правой стороны таблетки, они симметричны горизонтальной центральной линии таблетки, при этом расстояние между центрами двух квадратов 160 мм. Два треугольных отверстия разносторонние и имеют стороны, равные 15 мм, при этом они располагаются с левой стороны таблетки, симметричны горизонтальной центральной линии таблетки и расстояние между двумя центрами треугольников 160 мм.

На чертеже изображен вид таблетки спереди.

У сформованной таким образом таблетки прочность измеряют в точке А, соответствующей центру таблетки, и в точке В, соответствующей точке пересечения горизонтальной линии, проходящей через центр А таблетки, и вертикальной линии, соединяющей центры двух квадратов.

Прочность измеряют методом падающего шарика в соответствии со стандартом DIN 53443.

Для определения других характеристик гранулы отливают под давлением при температуре 210^оС в прессе "NEGRI & BOOSSI V - 17-110 FA", в результате чего получают образцы для испытания, имеющие размеры, соответствующие этим стандартам.

Ниже приведены методы, по которым испытывают композицию.

1. Механические свойства.

Предел прочности при растяжении и модуль упругости в соответствии со стандартом ASTM D368 и упругость по IZOD, измеряемую с помощью бруска для испытания на удар с надрезом при температуре 23^оС в соответствии со стандартом ASTM D256, определяют с использованием образцов для испытания, имеющих толщину 3,2 и 12,7 мм.

2. Термические свойства.

Теплостойкость по Вику (5 кг в масле) определяют в соответствии со стандартом ISO 306.

3. Реологические свойства.

Индекс расплава определяют в соответствии со стандартом ASTM D 1238 при температуре 260^оС и количестве 5 кг.

Таким образом, введение в композицию на основе ароматического поликарбоната и ударопрочного винилового сополимера агента совместимости, представляющего собой сополимер стирола и метилметакрилата, привитой на эластомерное ядро на основе бутадиена, позволяет улучшить совместимость поликарбоната и винилового сополимера и повысить прочность на участках соединения инжектируемых потоков при смешении компонентов композиции.

Формула изобретения

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая ароматический поликарбонат и ударопрочный виниловый сополимер, отличающаяся тем, что в качестве ударопрочного винилового сополимера она содержит сополимер 30-70 мас.% стирола, 10-35 мас. % акрилонитрила и 20-40 мас.% этиленпропиленового несопряженного диена и дополнительно - агент совместимости, представляющий собой сополимер стирола и метилметакрилата, привитой на эластомерное ядро на основе бутадиена с температурой стеклования -80^oС и степенью сшивки 95%, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: Ароматический поликарбонат - 20 - 70 Ударопрочный виниловый сополимер - 25 - 70 Агент совместимости - 5 - 10

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3