Полимерная композиция

 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полипропилена и может быть использовано в производстве пластин, конструкций, деталей и других формованных изделий. Полимерная композиция содержит полипропилен и химическую добавку, включающую изоцианат и ε-капролактам при следующем соотношении компонентов композиции: ε-капролактам 0,3-2,0 мас.%, изоцианат 0,3-2,0 мас.%, полипропилен остальное. Полимерная композиция обладает высоким разрушающим напряжением, что позволяет расширить область применения композиции в качестве конструкционного материала. 1 табл.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полипропилена и может быть использовано в производстве пластин, конструкций, деталей и других формованных изделий.

Известна полимерная композиция, содержащая полипропилен, минеральный наполнитель и фенольное соединение, в качестве минерального наполнителя она содержит титано-кальциевый продукт, а в качестве фенольного соединения 2,2’-диэтилиденгликоль-бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенилпропионат) (фенозан-28) или пентаэритритил-тетра-бис-(3,5-ди-третбутил-4-оксифенилпропионат) (Ирганокс-1010, фенозан-23) при следующем соотношении компонентов, вес. ч:

полипропилен 100

титано-кальциевый продукт 0,2-5,0

указанное фенольное соединение 0,1-0,5

см. авторское свидетельство SU 992538, МПК С 08 L 23/02, С 08 L 27/06, С 08 К 3/24, 1983.

Известная композиция обладает недостаточными физико-механическими свойствами и термостабильностью.

Известна полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку - неорганический оксид и фенольное соединение, в качестве неорганического оксида она содержит соединение, выбранное из группы: оксид магния, диоксид титана, оксид ниобия, оксид молибдена или их смесь, а в качестве фенольного соединения - 2,2’-диэтилиденгликоль-бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенилпропионат) (фенозан-28) или пента-эритритил-тетра-бис-(3,5-ди-третбутил-4-оксифенилпропионат) (Ирганокс-1010, фенозан-23) при следующем соотношении компонентов, мас.%:

оксид 0,01-60,0

или

смесь оксидов, выбранных из указанной

группы фенольный антиоксидант 0,005-10,0

полипропилен Остальное

см. авторское свидетельство SU 1565856, МПК С 08 J 3/22, С 08 L 23/00, 1990.

Недостатком данной композиции является то, что она обладает недостаточной термостабильностью и физико-механическими свойствами.

Известна полимерная композиция, включающая полипропилен, гексабромциклододекан, трехокись сурьмы и термостабилизатор, в качестве термостабилизатора она содержит эпоксидиановую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:

гексабромциклододекан 4,0-12,0

трехокись сурьмы 2,0-6,0

эпоксидиановая смола 1,7-3,5

полипропилен Остальное

см. RU 2103285, МПК С 08 L 23/12, С 08 К 13/02, 1998.

Недостатками данной композиции являются сравнительно низкие стойкость к термоокислительному старению (30-36 сут) и прочность при разрыве (24-32 МПа).

Наиболее близкой по технической сущности является полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку, в качестве химической добавки она содержит изоцианат и эпоксисоединение, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

эпоксисоединение 0,005-5,0

изоцианат 0,005-5,0

полипропилен Остальное

см. RU 2177012, МПК 7 С 08 L 23/12, С 08 К 5/04, 5/16, 2001.

Недостатками данной композиции является то, что она обладает недостаточным разрушающим напряжением.

Задачей изобретения является создание полимерной композиции, обладающей высоким разрушающим напряжением.

Техническая задача решается тем, что полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку, включающую изоцианат, химическая добавка дополнительно содержит ε-капролактам при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

ε-капролактам 0,3-2,0

изоцианат 0,3-2,0

полипропилен Остальное

Решение технической задачи позволяет увеличить разрушающее напряжение полимерной композиции до 17%.

Вещества, используемые в составе композиции:

ε-капролактам общей формулы:

изоцианат общей формулы:

В качестве изоцианата в составе композиции можно использовать:

2,4-толуилендиизоцианат, ТУ 113-38-95-90;

4,4’-дифенилметандиизоцианат, ТУ 113-38-176-96;

1,6-гексаметилендиизоцианат, ТУ 113-03-332-79;

форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-65 с массовой долей изоцианатных групп 4,9-5,6%, ТУ 38-103-137-78;

форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-74 с массовой долей изоцианатных групп 3,9-4,3%, ТУ 38-103-137-78;

форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-100 с массовой долей изоцианатных групп 5,3-6,4%, ТУ 38-103-137-78;

полиизоцианат с массовой долей изоцианатных групп не менее 29%, ТУ 113-03-38-106-90.

В качестве лактама:

ε-капролактам, ТУ 7850-86.

Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения.

Пример 1. Гранулированный промышленный полипропилен марки "Каплен" подвергают вальцеванию при температуре 200°С в течение 15 мин, затем прессуют. Температура прессования 210°С, удельное давление - 7-10 МПа, время разогрева 10 мин, время выдержки под давлением 5 мин на каждый миллиметр толщины, время охлаждения 10-15 мин. Далее полученный образец выдерживают 24 часа при комнатной температуре для снятия внутренних напряжений в системе, после чего определяют физико-механические характеристики и термостойкость.

Пример 2. В условиях примера 1 получают полимерную композицию из полипропилена марки "Каплен" и химической добавки, состоящей из лактама - ε-капролактама 0,3 мас.% и изоцианата - 2,4-толуилендиизоцианат в количестве 0,3 мас.%.

Примеры 3-12. Аналогично примеру 2, состав композиции см. в таблице.

Физико-механические испытания (разрушающее напряжение σ_р, МПа и относительное удлинение ε, %) проводят по ГОСТ 11262-80.

Стойкость композиции к термоокислительному старению определяют по ГОСТ 26996-86. Сущность метода заключается в определении времени от момента помещения стандартного образца из исследуемого материала в термошкаф, нагретый до 150°С, до момента разрушения образца под воздействием температуры и кислорода воздуха.

Компоненты химической добавки доступны, s-капролактам кристаллическое сыпучее вещество, более технологичное по сравнению с эпоксидной смолой (по прототипу) и дешевле на 60-70%.

Как видно из примеров конкретного выполнения, заявляемая композиция по сравнению с прототипом позволяет увеличить разрушающее напряжение до 17%, что значительно позволяет расширить область применения заявляемой полимерной композиции в качестве конструкционного пластика.

Формула изобретения

Полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку, включающую изоцианат, отличающаяся тем, что химическая добавка дополнительно содержит ε-капролактам, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:

ε-Капролактам 0,3-2,0

Изоцианат 0,3-2,0

Полипропилен Остальное