Композиция для получения эластичных открытопористых листовых материалов из поливинилхлоридного пластизоля

 

Описывается композиция для получения эластичного листового открытопористого материала из пластизоля, содержащего поливинилхлорид и фосфатный пластификатор (дифенилкрезилфосфат), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит триэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: поливинилхлорид 43,3 - 29,3; дифенилкрезилфосфат 15,1 - 34,2; триэтиленгликоль 32,5 - 48,0. Технический результат - повышение газопроницаемости материала.

Изобретение относится к смесям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы в технологии производства пористых декоративно-отделочных строительных материалов.

Известна композиция для получения эластичного пористого декоративно-отделочного пеноматериала, включающего поливинилхлорид (45,2-55,2 мас.%), сложноэфирный пластификатор (диоктилфталат, диоктилсебацинат, дидодецилфталат, диоктиладипинат: 44,2 - 54,2 мас.%), термостабилизатор (стеараты кальция, бария, кадмия, цинка: 0,2 - 0,4 мас.%) и порообразователь (азодикарбонамид, модифицированный полиэтил- или полиметилсилоксановой жидкостью - 0,2 - 2,0 мас.%) [а.с. СССР 1696441, МКИ C 08 L 27/06, C 08 K 6/06 // C 08 J 9/10, опубл. 1991, бюл. N 45]. Недостатком данной композиции является то, что из нее при желатинизации формируется закрытопористый материал. Этот материал газо- и паронепроницаем, не обеспечивает равновесного газо- и парообмена между стеной и атмосферой помещения, что приводит к появлению плесени, ощущению "затхлого воздуха", снижению комфортности помещений, особенно в условиях повышенной влажности. Равновесный газо- и парообмен могут обеспечить только открытопористые материалы.

Известна также композиция для получения эластичного пенопласта на основе поливинилхлоридных пластизолей, включающая поливинилхлорид (100 вес.ч), пластификатор (50 - 70 вес.ч.), натриевые соли алкиларилсульфокислот (0,25 - 1,00 вес.ч.), полиэтиленгликолевые эфиры жирных кислот (0,25 - 1,00 вес.ч.). Из этой композиции формируются открытопористые материалы с объемным весом 62 - 87 кг/м³ [а. с. СССР 509625, МКИ C 08 L 7/06, C 08 J 9/08, опубл. 1977, бюл. N 13] . Недостатком этого материала является то, что из-за большого размера пор (средний диаметр пор более 2400 · 10^-6 м) он может быть использован только в качестве мягкой подкладки под обивочный материал и не может быть применен в качестве декоративно-отделочного.

Кроме того, известна композиция для получения микропористого материала, состоящая из поливинилхлорида (100 мас.ч.), пластификаторов (бутилбензилфталата, диоктилфталата, дибутилфталата, полиэфирного пластификатора: 80 - 100 мас.ч), стабилизаторов (5 мас.ч) и органического порообразователя (порофоров: азоизобутиронитрила, N,N'-динитрозо-N,N'-диметилтерефталимида в количестве 5 - 10 мас.ч.) [Берлин А.А. Шутов Ф.А. Химия и технология газонаполненных высокополимеров. М. : Наука, 1980. - 504 с.] Недостатком указанной композиции является то, что полученное из нее покрытие имеет долю открытых пор от 15,7 до 18,4%. Этот материал не обеспечивает эффективного паро- и газообмена.

Также известно, что для получения эластичных листовых и пленочных материалов на основе поливинилхлорида используются композиции, содержащие поливинилхлорид и пластификаторы на основе эфиров фосфорной кислоты и спиртов или фенолов (три-н-бутилфосфат, три-(2-этилгексил)-фосфат, ди-(2-этилгексил)фенилфосфат), трифенилфосфат и др. ) [Барштейн Р.С., Кирилович В.И., Носовский Ю. Е. Пластификаторы для полимеров. - М.: Химия, 1982, - 200 с.], которая выбрана в качестве прототипа. Недостатком композиции является то, что получаемые из них листовые и пленочные материалы не имеют открытых пор, они не обеспечивают равновесного газообмена между стеной и атмосферой помещения.

Целью предлагаемого изобретения является получение пористого материала с открытой пористостью 35 - 40%, что обеспечит достаточную газопроницаемость материала, и средним диаметром пор не более 4 · 10^-6 м, что сделает его пригодным для использования в качестве отделочного при отделке внутренних поверхностей жилых и промышленных зданий.

Поставленная цель достигается тем, что композиция, состоящая из поливинилхлорида и фосфатного пластификатора дополнительно содержит триэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%: Поливинилхлорид - 43,3 - 29,3 Дифенилкрезилфосфат - 15,1 - 34,2 Триэтиленгликоль - 32,5 - 48,0 Концентрация поливинилхлорида (ПВХ), дифенилкрезилфосфата (ДФКФ) и триэтиленгликоля (ТЭГ) выбрана из условий обеспечения необходимой открытой пористости пленочного материала при обеспечении максимального диаметра открытых пор не более 4 · 10^-6 м.

Открытопористый материал получают следующим образом.

Композицию, состоящую из поливинилхлорида, дифенилкрезилфосфата и триэтиленгликоля, перемешивают в смесителе при комнатной температуре в течение 15 - 30 мин, дегазируют в течение 0,5 - 2 часов, разливают в металлические формы размером 350 х 400 мм и подвергают желатинизации при температуре 160 - 180^oC. Извлечение из термошкафа формы охлаждают до 30 - 50^oC, извлекают лист, который промывают водой и высушивают при температуре 40 - 60^oC. Свойства материала: открытая пористость (W, %), - весовым методом по разности влажного и сухого образца; средний диаметр пор (d_ср, м · 10^-6) - по количеству прошедшего через лист воздуха при заданном давлении с использованием уравнения Пуазейля. Физическая сущность формирования открытопористого материала состоит в том, что при его получении реализуется фазоинверсионный термический процесс с использованием латентного растворителя, каковым является для ПВХ смесь ДФКФ и ТЭГ. При охлаждении раствора полимера ниже некоторого критического значения температуры происходит распад полимерного раствора на фазы с образованием сплошного полимерного каркаса, в котором равномерно по всему объему распределен жидкий наполнитель - триэтиленгликоль (ТЭГ), выделившийся из латентного растворителя. ТЭГ образует сплошные каналы, соединяющиеся между собой. После вымывания ТЭГ водой и высушивании в материале остаются сквозные поры.

В композиции были использованы: поливинилхлорид (ПВХ) марки ЕП 6202-С (ГОСТ 14039-79), дифенилкрезилфосфат (ДФКФ) (ТУ 6-06-241-92), триэтиленгликоль (ТЭГ) (ТУ 6-01-5-88).

Результаты испытаний представлены примерами: Известное решение по прототипу: Пример 1. Композиция, мас.%: ПВХ - 43,3 Фосфатный пластификатор (дифенилкрезилфосфат) - 56,7 Открытая пористость (W) = 0%. Средний диаметр пор (d_ср) = 0.

2. Пример 2. Композиция, мас.%:
ПВХ - 29,3
Фосфатный пластификатор (дифенилкрезилфосфат) - 70,7
Открытая пористость (W) = 0%. Средний диаметр пор (d_ср) = 0.

Пример 3. Композиция, мас.%:
Предлагаемое решение:
ПВХ - 43,3
ДФКФ - 16,5
ТЭГ - 40,2
Открытая пористость (W) = 41,7%. Средний диаметр пор (d_ср) = 2,2 · 10^-6 м.

Пример 4. Композиция, мас.%:
ПВХ - 29,3
ДФКФ - 31,7
ТЭГ - 39,0
Открытая пористость (W) = 46,1%. Средний диаметр пор (d_ср) = 1,9 · 10^-6 м.

Пример 5. Композиция, мас.%:
ПВХ - 31,6
ДФКФ - 34,2
ТЭГ - 34,2
Открытая пористость (W) = 44,1%. Средний диаметр пор (d_ср) = 1,6 · 10^-6 м.

Пример 6. Композиция, мас.%:
ПВХ - 39,6
ДФКФ - 15,1
ТЭГ - 45,3
Открытая пористость (W) = 44%. Средний диаметр пор (d_ср) = 1,4 · 10^-6 м.

Пример 7. Композиция мас.%:
ПВХ - 36,0
ДФКФ - 16,0
ТЭГ - 48,0
Открытая пористость (W) = 49,0%. Средний диаметр пор (d_ср) = 2,2 · 10^-6 м.

Пример 8. Композиция, мас.%:
ПВХ - 35,0
ДФКФ - 32,5
ТЭГ - 32,5
Открытая пористость (W) = 39,0%. Средний диаметр пор (d_ср) = 2,6 · 10^-6 м.

За пределами заявленной композиции
Пример 9. Композиция, мас.%:
ПВХ - 43,5
ДФКФ - 15,0
ТЭГ - 41,5
Материал после желатинизации хрупко разрушается при нагрузке менее 0,01 МПа.

Пример 10. Композиция, мас.%:
ПВХ - 29,0
ДФКФ - 39,0
ТЭГ - 32,0
Открытая пористость (W) = 26%. Средний диаметр пор (d_ср) = 6,9 · 10^-6 м.

Как видно из представленных данных, предлагаемых примерами 3 - 8, композиция позволяет получать открытопористые листовые материалы с открытой пористостью 39 - 49%, средний диаметр пор (0,9 - 2,4) · 10^-6 м. Композиции, находящиеся за пределами предложенного решения, не позволяют получать материал с требуемыми открытой пористостью и средним диаметром пор, либо хрупко разрушаются при незначительной нагрузке.

Формула изобретения

Композиция для получения эластичного листового открытопористого материала из пластизоля, содержащего поливинилхлорид и фосфатный пластификатор (дифенилкрезилфосфат), отличающаяся тем, что она дополнительно содержит триэтиленгликоль при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливинилхлорид - 43,3 - 29,3
Дифенилкрезилфосфат - 15,1 - 34,2
Триэтиленгликоль - 32,5 - 48,0