Базальтонаполненная полиамидная композиция


 


Владельцы патента RU 2467032:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет" (RU)

Изобретение относится к области наполненных полимерных композиций на основе полиамидов и может быть использовано для изготовления литьем под давлением различных деталей конструкционного, электротехнического и общего назначения, обладающих высокой теплостойкостью и повышенными механическими свойствами. Композиция содержит полиамид и наполнитель - измельченные отходы базальтовой ваты. В качестве полиамида она содержит полиамид ПА 6 в количестве 100 мас.ч., а в качестве наполнителя - измельченные отходы базальтовой ваты с размером частиц 40-63 мкм в количестве 15 мас.ч. Использование изобретения обеспечивает возрастание разрушающего напряжения композиции при изгибе на 42%, разрушающего напряжения при разрыве - на 33%, ударной вязкости - на 66% и модуля упругости - в 3,3 раза. Использование отходов базальтовой ваты в качестве наполнителя позволяет исключить ее утилизацию, что важно как с экономической, так и с экологической точек зрения. 1 табл., 5 пр.

 

Изобретение относится к области наполненных полимерных композиций на основе полиамидов, предназначенных для изготовления литьем под давлением различных деталей конструкционного и общего назначения, обладающих повышенными механическими свойствами.

Известна минералонаполненная полиамидная композиция, которая содержит, мас.ч., алифатический полиамид (100), силикатный наполнитель (10-65), фторорганическая модифицирующая добавка, выбранная из групп: H(CF2CF2)nCH2OH, где n=5-8; (H(CF2CF2)nCH2-O-C(O))pR, где n=1-5, р=1, 2, R=алкил, алкилен, арил, арилен, замещенный арилен, или их смеси (0,1-1,0). Изобретение позволяет получать наполненные силикатными наполнителями композиции алифатических полиамидов с улучшенным комплексом физико-механических свойств (ударная вязкость и деформационная теплостойкость), при этом величина ударной вязкости по Шарпи увеличивается в 1,3-1,4 раза, а деформационная теплостойкость на 8-10°С. [Патент RU 2082732, МПК C08L 177/00 С08К 003/34, опубл. 27.06.1997].

Недостатком этой полиамидной композиции является то, что введение наполнителя и модификатора не приводит к увеличению таких физико-механических характеристик, как разрушающее напряжение при растяжении и изгибе.

Известна минералонаполненная полиамидная композиция, которая в качестве наполнителя содержит микротальк, в состав которого входят SiO2 (35-50%), MgO (28-35%), Al2O3 (18-26%) в количестве 25 мас.ч. на 100 мас.ч. полиамида. Данная композиция характеризуется стабильностью размеров литьевых изделий, повышенной деформационной теплостойкостью, низким короблением и усадкой /ТУ РБ 500048054.024-2002/.

Недостатком композиции являются невысокие физико-механические характеристики - разрушающее напряжение при растяжении и изгибе, ударная вязкость.

Известна минералонаполненная полиамидная композиция, которая в качестве наполнителя содержит микрокаолин, в состав которого входят SiO2 (47-78%), MgO (0,2-0,9%), Al2O3 (14-36%) в количестве 25 мас.ч. на 100 мас.ч. полиамида. Изделия из этих композиций характеризуются изотропностью механических свойств по всем направлениям, повышенной деформационной теплостойкостью, стабильностью размеров литьевых изделий, низким короблением и усадкой, декоративным внешним видом /ТУ РБ 500048054.024-2002/.

Недостатком этой композиции являются невысокие физико-механические характеристики.

Наиболее близким решением к заявляемой композиции по технической сущности (взятой нами за прототип) является базальтонаполненная полиамидная композиция на основе вторичного полиамида, содержащая в своем составе в качестве наполнителя измельченный до размеров частиц 200-600 мкм отход базальтовой ваты, в состав которой входят SiO2 (44-55%), Fe+Fe2O3 (10-18%), MgO (4-12%), Al2O3 (10-19%) в количестве 15 мас.ч. на 100 мас.ч. вторичного полиамида. Недостатком этой композиции являются невысокие физико-механические характеристики: разрушающее напряжение при разрыве - 56,4 МПа, разрушающее напряжение при изгибе - 133,9 МПа, ударная вязкость - 5,5 кДж/м2 / Базальтонаполненный композиционный материал на основе вторичного полиамида / Павлов В.В., Арзамасцев С.В., Артеменко С.Е., Голяхова А.А. // Перспективные полимерные композиционные материалы. Альтернативные технологии. Переработка. Применение. Экология: доклады Международной конференции "Композит-2010". - Саратов: Сарат. гос. техн. ун-т, 2010. - С.455-457. - ISBN 978-5-7433-2275-6/.

Задачей заявляемого изобретения является разработка новой полимерной композиции на основе полиамида, позволяющей повысить ее прочностные характеристики, улучшить комплекс физико-механических свойств конечных изделий.

Технический результат достигается тем, что в базальтонаполненной полиамидной композиции, включающей полиамид и наполнитель - измельченные отходы базальтовой ваты, в качестве полиамида содержится полиамид ПА 6, а в качестве наполнителя измельченные отходы базальтовой ваты с размером частиц 40-63 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полиамид ПА 6 100
Указанный отход
базальтовой ваты 15

Использование в базальтонаполненной полиамидной композиции измельченных отходов базальтовой ваты с размером частиц 40-63 мкм обеспечивает технический эффект, заключающийся в существенном повышении таких свойств, как разрушающее напряжение при растяжении, разрушающее напряжение при изгибе, ударная прочность, модуль упругости.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание базальтонаполненной полиамидной композиции, которая характеризуется повышенными разрушающим напряжением при растяжении, разрушающим напряжением при изгибе, ударной вязкостью, модулем упругости.

Изобретение реализуется следующим образом: гранулят первичного полиамида ПА 6 смешивают с измельченными в шаровой мельнице и затем просеянными через сито отходами базальтовой ваты, после чего из приготовленной таким образом смеси на литьевой машине изготавливают стандартные образцы по ГОСТ 12019-66 и определяют разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 11262-80, разрушающее напряжение при изгибе по ГОСТ 4648-71, ударную вязкость по ГОСТ 4647-80, модуль упругости по ГОСТ 9550-81.

Примеры наполненной измельченными отходами базальтовой ваты полиамидной композиции и результаты ее испытаний приведены в таблице 1.

Состав и свойства композиций
Наименование компонентов и показателей Прототип 1 2 3 4 5
Вторичный полиамид ПА 6 (ТУ 6-13-3-88) 100
ПА 6 100 100 100 100 100
Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 200-600 мкм 15
Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 40-135 мкм 15
Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 63-90 мкм 15
Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 50-63 мкм 15
Измельченный отход базальтовой ваты с размерами частиц 40-50 мкм 15
Разрушающее напряжение при изгибе, МПа 80,5 96,2 103,0 105,0 107,1 108,2
Разрушающее напряжение при разрыве, МПа 56,4 39,5 74,9 75,0 75,0 76,7
Удлинение при разрыве, % 2,6 27,1 4,6 5,2 4,7 4,7
Ударная вязкость, кДж/м2 24,0 16,8 23,4 20,6 40,0 32,0
Модуль упругости. МПа 976 2396 3012 3132 3235 3221

Из приведенных в табл.1 данных следует, что разрушающее напряжение при изгибе возрастает на 42% по сравнению с прототипом, разрушающее напряжение при разрыве - на 33%, ударная вязкость - на 66%, модуль упругости - в 3,3 раза. Существенное повышение прочностных характеристик происходит при использовании в качестве наполнителя измельченной базальтовой ваты с размерами частиц 40-63 мкм. Дальнейшее снижение размеров частиц ниже 40 мкм существенно увеличивает время и энергозатраты на измельчение, что экономически нецелесообразно.

Следует отметить, что базальтовая вата является отходом производства, и использование в качестве наполнителя позволяет исключить ее утилизацию, что важно как с экономической, так и с экологической точек зрения.

Базальтонаполненная полиамидная композиция, включающая полиамид и наполнитель - измельченные отходы базальтовой ваты, отличающаяся тем, что в качестве полиамида содержит полиамид ПА 6, а в качестве наполнителя измельченные отходы базальтовой ваты с размером частиц 40-63 мкм при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Полиамид ПА 6 100
Указанный отход
базальтовой ваты 15


 

Похожие патенты:

Изобретение относится к антифрикционным композитным материалам на основе термопластичных полимеров и может использоваться при изготовлении высоконапряженных узлов трения, в частности элементов уплотнений шаровой судовой запорной арматуры.
Изобретение относится к способу производства пены из полимеров. .

Изобретение относится к способу растворения арамидного полимера в серной кислоте с использованием пластикатора с двумя направляющими. .
Изобретение относится к антифрикционным полимерным композициям на основе полиамидов. .

Изобретение относится к способам получения термопластичных эластомерных композиций, используемых в покрышках и других резинотехнических изделиях, в частности, во внутренних герметизирующих слоях покрышек и непроницаемых пленках или слоях.

Изобретение относится к процессам получения нановолокон методом электроформования, в частности нановолокон с диаметром d=50-4500 нм из алифатических сополиамидов. .

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к формованным изделиям, изготовленным из полимерной композиции, содержащей акриловую сополимерную матрицу и частицы, содержащие неорганический оксид со средневесовым размером частиц, меньшим или равным 400 нм.

Изобретение относится к области мембранной техники и может найти применение для тонкой фильтрации и концентрирования различного рода жидкостей в пищевой, фармацевтической промышленности и медицине.

Изобретение относится к резиновой смеси, пригодной для изготовления протектора шины. .

Изобретение относится к производству магнитодиэлектрических материалов, в частности к изготовлению стыковых прокладок рельсовых цепей. .

Изобретение относится к высокопрочным композициям, которые могут использоваться при изготовлении изделий из армированных пластиков, имеющих поверхности, подвергающиеся при эксплуатации интенсивному износу, например, при изготовлении формованных резьбовых соединений стеклопластиковых труб.

Изобретение относится к способу оценки влияния нанокомпонентов на санитарно-химические свойства полимерных материалов заключается в газохроматографическом анализе летучих органических соединений из газовых проб, отобранных из камеры при тестировании образцов полимерных материалов с модифицирующими минеральными добавками.

Изобретение относится к области создания полимерных композиций на основе эпоксидных смол. .

Изобретение относится к каучуковым композициям (резиновым смесям), предназначенным для получения шин, в частности нешипованных шин. .
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к производству озоностойких резиновых смесей, предназначенных для цветных или белых боковин легковых и велошин, а также для защитных и декоративных элементов боковины шин грузового и легкогрузового ассортимента шин.

Изобретение относится к огнезащитным поликарбонатным композициям с модифицированной ударной вязкостью, использованным для получения формованных изделий. .

Изобретение относится к огнезащитным поликарбонатным композициям с модифицированной ударной вязкостью, использованным для получения формованных изделий. .
Изобретение относится к способам получения композиционных материалов на основе химических волокон и ионообменных смол. .
Наверх