Термопластичная эластомерная композиция "квартопрен" и способ ее получения

Изобретение относится к химической, резиновой, пластмассовой и другим отраслям промышленности, перерабатывающим и применяющим каучуки и пластмассы. Может быть использовано для изоляции гибких кабелей взамен резиновых, для изготовления строительной продукции: уплотнителей окон и дверей, кровельных материалов, для изготовления товаров народного потребления. Термопластичная эластомерная композиция для изделий, на основе ненасыщенного этиленпропиленового каучука СКЭПТ и полипропилена включает алкилфенолформальдегидную смолу, окись цинка, галогеносодержащий компонент, наполнитель, пластификатор и специальную добавку, улучшающую технологические свойства композиции при переработке, которая содержит калиевые или натриевые соли жирных кислот, содержащих от 10 до 20 атомов углерода. Способ получения динамической термопластичной эластомерной композиции осуществляют в две стадии. На первой стадии в резиносмесителе готовят маточную смесь, смешивают ненасыщенный этиленпропиленовый каучук СКЭПТ, окись цинка, наполнитель, пластификатор и специальную добавку, содержащую калиевые или натриевые соли жирных кислот, содержащих от 10 до 20 атомов углерода. На второй стадии проводят смешение в двушнековом экструдере маточной смеси в расплаве полипропилена при 140-200°С с одновременной вулканизацией СКЭПТ в присутствии алкилфенолформальдегидной смолы и галогеносодержащего компонента. Технический результат состоит в том, что получают термопластичную эластомерную композицию «КВАРТОПРЕН» с улучшенными технологическими свойствами. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к химической, резиновой, пластмассовой и др. отраслей промышленности, перерабатывающим и применяющим каучуки и пластмассы. Может быть использовано для изоляции гибких кабелей взамен резиновых, для изготовления строительной продукции (уплотнителей окон и дверей, кровельных материалов и др.), для изготовления товаров народного потребления

Наиболее перспективным направлением получения новых видов термоэластопластов является высокоскоростное смешение эластомеров с термопластами с одновременной вулканизацией эластомерной фазы. Этот способ был назван динамической вулканизацией, а получаемые термоэластопласты динамическими термоэластопластами (ДТЭП.) [3, стр.10].

В настоящее время в мировой практике из всех известных и применяемых динамических термоэластопластов широко примененяются ДТЭП под марками «Сарлинг» - Голландия, «Сантопрен» - США, «Дутрален» - Германия, «Юнипрен» - Англия и другие. [3, стр.11, 8], в которых в качестве эластомера используются ненасыщенные этиленпропиленовые каучуки (СКЭПТ), а в качестве термопласта полиолефины, например полипропилен (ПП), блок сополимер пропилена с этиленом. Смешение компонентов с одновременной сшивкой каучука проводят при повышенных температурах (150-200 С ) с добавлением сшивающих агентов, как правило органических пероксидов.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и совокупности существенных признаков является композиция на основе СКЭПТ (сополимер этилена, пропилена и этилиденнорборнена) и полипропилена, включающая в качестве вулканизующего агента бромированную метилолфенольную смолу в сочетании с окисью цинка, газовую сажу (наполнитель), стеариновую кислоту, парафиновое масло (пластификатор) и противостаритель.

Способ получения данной композиции включает стадии:

маточную смесь, в состав которой входят: каучук СКЭПТ, парафиновое масло, газовая сажа, стеариновая кислота и противостаритель смешивают при 180 С с расплавленным полипропиленом в смесителе Брабендера, затем при перемешивании добавляют бромированную метилфенольную смолу.

Такие композиции могут быть переработаны в изделия методами экструзии и литья под давлением. Однако композиции, полученные по приведенной выше рецептуре с использованием отечественного сырья, обладают недостаточной текучестью при температурах переработки.

Отсутствие оптимальных технологических свойств композиции приводит к ухудшению качества поверхности получаемого изделия и снижению его эксплутационных характеристик.

Целью предлагаемого изобретения является создание производства по выпуску динамического термоэластопласта - «КВАРТОПРЕНа» с использованием отечественного сырья, который по своим прочностным и эксплутационным характеристикам не уступает импортным аналогам. Для производства Квартопрена используются этиленпропиленовый каучук,получаемый сополимеризацией этилена, пропилена и этилиденнорборнена (ЭНБ), марок СКЭПТ-70 с ЭНБ или СКЭПТ 7505 или СКЭПТ 6305 производства ОАО «Нижнекамскнефтехим» и полипропилена марок 01003, 01030 производства ОАО «Московский НПЗ».

Поставленная цель достигается тем, что предложенная. термопластичная композиция для изделий, на основе ненасыщенного этиленпропиленового каучука (СКЭПТ с ЭНБ) и полипропилена, включающая алкилфенолформальдегидную смолу, окись цинка, галогеносодержащий компонент, наполнитель, пластификатор содержит специальную добавку, улучшающую технологические свойства при переработке, которая содержит калиевые или натриевые соли жирных кислот, содержащих от 10 до 20 атомов углерода при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

СКЭПТ	60-90
Полипропилен	10-40
Алкилфенолформальдегидная смола	4-10
Окись цинка	2-5
Галогеносодержащий компонент	1-15
Наполнитель	10-120
Пластификатор	20-120
Указанная специальная добавка	0,2-5,0

- первая стадия: в резиносмесителе готовят маточную смесь, состоящую из каучука, наполнителя, окиси цинка, специальной добавки и пластификатора, последний вводят частями.

- вторая стадия: в двушнековом смесительном экструдере при температуре 140-200°С проводят смешение маточной смеси в расплаве полипропилена с одновременной вулканизацией каучука за счет введенных алкилфенолоформальдегидной смолы и галогеносодержащего компонента.

Указанное отличие позволяет получить термопластичные композиции, так называемые динамические термоэластопласты, с улучшенными технологическими свойствами при переработке, о чем свидетельствуют приведенные в таблице примеры 2, 5 и 6.

Термопластичные композиции готовили в две стадии путем смешения компонентов в определенных соотношениях в две стадии (в резиносмесителе и в двушнековом экструдере). Указанное отличие позволяет получить термопластичный эластомер - Квартопрен, который по прочностным характеристикам аналогичен импортному аналогу, при опытных работах использовались отечественные компоненты.

Свойства термопластичных композиций на основе СКЭПТ и полипропилена.

Компоненты мас.ч., и показатель	Значение показателя в смеси состава
Зарубежный аналог	1	2	3	4	5	6
СКЭПТ		80	75	70	60	50	80
Полипропилен		20	25	30	40	50	20
Алкилфенолформальдегид-ная смола		5	10	4,5	5	5	5
Оксид цинка		5	5	3	3	5	5
Галогеносодержащий компонент		1	1,2	1,5	1,2	1,5	1,0
Наполнитель		100	30	40	50	30	30
Пластификатор		40	70	60	40	80	80
Калиевые соли или натриевые соли жирных кислот		0,2	4	5	0,2	5	5
Наименование показателя	Зарубежный аналог
1	2	3	4	5	6
Твердость по ШОРуА	65	74	80	67	65	70	80	60
Условная прочность, МПа	6,5	7,3	5,4	5,8	6,1	7,7	8,1	6,4
Относительное удл., %	450	430	280	420	310	350	460	570
Остаточное удлин., %	40	30	18	52	40	20	60	34
ПТР г/10 мин при 190°С	0,39	0,4	0,16	0,31	0,21	0,13	0,55	0,41
Качество экструдата х)	+	+	---	+	+	-	+	+
Примечание:
+ поверхность гладкая;
- поверхность шероховатая.

Литература

1. SU 1531860 A3 от 23.12.1989.

2. Патент №2067103.

3. С.И.Вальфсон «Динамические вулканизованные термоэластопласты (получение, переработка, свойства. Наука 2004 год).

1. Термопластичная эластомерная композиция для изделий на основе ненасыщенного этиленпропиленового каучука СКЭПТ и полипропилена, включающая алкилфенолформальдегидную смолу, окись цинка, галогеносодержащий компонент, наполнитель, пластификатор, отличающаяся тем, что содержит специальную добавку, улучшающую технологические свойства композиции при переработке, которая содержит калиевые или натриевые соли жирных кислот, содержащих от 10 до 20 атомов углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

СКЭПТ	60-90
полипропилен	10-40
алкилфенолформальдегидная смола	4-10
окись цинка	2-5
галогеносодержащий компонент	1-15
наполнитель	10-120
пластификатор	20-120
указанная специальная добавка	0,2-5,0

2. Способ получения динамической термопластичной эластомерной композиции, осуществляемый в две стадии, на первой стадии в резиносмесителе готовят маточную смесь, смешивают ненасыщенный этиленпропиленовый каучук СКЭПТ, окись цинка, наполнитель, пластификатор и специальную добавку, содержащую калиевые или натриевые соли жирных кислот, содержащих от 10 до 20 атомов углерода, на второй стадии проводят смешение в двушнековом экструдере маточной смеси в расплаве полипропилена при 140-200°С с одновременной вулканизацией СКЭПТ в присутствии алкилфенолформальдегидной смолы и галогеносодержащего компонента.