Полимерная формовочная масса



Полимерная формовочная масса
Полимерная формовочная масса
Полимерная формовочная масса
Полимерная формовочная масса
Полимерная формовочная масса

 


Владельцы патента RU 2516420:

Эвоник Дегусса ГмбХ (DE)

Изобретения относится к полимерной формовочной массе для изготовления конструктивных изделий. Полимерная формовочная масса содержит от 75 до 99,9 мас.ч полиариленэфиркетона и от 0,1 до 25 мас.ч полиалкенилена, содержащего от 5 до 12 атомов углерода в повторяющемся звене, причем сумма компонентов составляет 100 мас.ч. Изобретение позволяет получить полимерные формовочные массы с высокой ударной вязкостью образца с надрезом. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области полимерных формовочных масс, в особенности, к формовочной массе, содержащей полиариленэфиркетон.

Известна полимерная формовочная масса, содержащая полиариленэфиркетон, с наименованием VESTA KEEP® 4000 G (изготовитель Evonik Degussa GmbH, Германия). Частично кристаллические полиарилен-эфиркетоны, как правило, характеризуются высокой температурой плавления и высокой температурой стеклования. Кроме того, они обладают высокой механической прочностью, высокой ударопрочностью, а также высокой устойчивостью к различным средам.

Однако во многих случаях сравнительно низкая ударная вязкость образца с надрезом из полиариленэфиркетонов является недостатком при их использовании. В определенных случаях использования или в конструктивных изделиях поверхностное повреждение или конструктивно обусловленная неблагоприятная форма изделия может в результате привести к образованию трещины или разрушению.

Задачей настоящего изобретения изыскание полимерной формовочной массы, содержащей полиариленэфиркетон, которая обладает улучшенной ударной вязкостью образца с надрезом.

Эта задача решена полимерной формовочной массой, содержащей полиариленэфиркетон, которая дополнительно содержит полиалкенилен с 5-12 атомами углерода в повторяющемся звене при следующем количественном соотношении ее компонентов (в мас.ч.):

полиариленэфиркетон 75-99,9
полиалкенилен с 5-12 атомами углерода
в повторяющемся звене 0,1-25,

причем сумма компонентов составляет 100 мас.ч.

Содержание полиариленэфиркетона, предпочтительно, составляет от 80 до 99 мас.ч. и, особенно, от 85 до 98 мас.ч., а содержание полиалкенилена с 5-12 атомами углерода в повторяющемся звене составляет, предпочтительно, от 1 до 20 мас.ч. и, наиболее предпочтительно, от 2 до 15 мас.ч.

Предпочтительно, формовочная масса по изобретению содержит оба компонента вместе в количестве от 30 до 100 мас.%, особенно предпочтительно, от 40 до 98 мас.%, наиболее предпочтительно, от 50 до 95 мас.% и, особенно, от 60 до 90 мас.%. Остальное составляют обычно употребляемые вспомогательные вещества и добавки, а также другие полимеры.

Полиариленэфиркетон (PAEK) содержит звенья формул:

(-Ar-X-) и (-Ar′-Y-),

при этом Ar и Ar′ являются двухвалентными ароматическими радикалами, предпочтительно, 1,4-фениленом, 4,4-бифениленом, а также 1,4-, 1,5- или 2,6-нафтиленом. X является электрононесущей группой, предпочтительно, карбонилом или сульфонилом, в то время как Y представляет собой другую группу, такую как O, S, CH2, изопропилиден или тому подобное. При этом, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 70% и, особенно предпочтительно, по меньшей мере, 80% групп X должны представлять собой карбонильную группу, в то время как, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 70% и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 80% групп X должны состоять из кислорода.

В особенно предпочтительном варианте 100% групп X состоят из карбонильных групп и 100% групп Y состоят из кислорода. В этом варианте полиариленэфиркетон (PAEK) может являться, например, полиэфирэфиркетоном (PEEK; формула I), полиэфиркетоном (PEK; формула II), полиэфиркетонкетоном (PEKK; формула III) или полиэфирэфиркетонкетоном (PEEKK; формула IV), однако возможны, конечно, также и другие последовательности карбонильных и кислородных групп.

В общем случае, полиариленэфиркетон (PAEK) является частично кристаллическим, что обнаруживается, например, при анализе методом дифференциальной сканирующей калориметрии (DSK) нахождением точки плавления кристаллита Tm, которая в большинстве случаев находится при 300°C или выше. Однако сущность изобретения применима также и к аморфным полиариленэфиркетонам. В общем случае имеет значение то, что сульфонильные группы, группы бифенилена, нафтиленовые группы или объемистые группы Y, такие, например, как группы изопропилидена, уменьшают кристалличность.

В предпочтительном варианте коэффициент вязкости, измеренный согласно DIN EN ISO 307 для раствора 250 мг полиариленэфиркетона (PAEK) в 50 мл 96%-ой серной кислоты при 25°C, составляет, приблизительно, от 20 до 150 см3/г и, предпочтительно, от 50 до 120 см3/г.

Полиариленэфиркетон может быть получен согласно, так называемому, нуклеофильному способу поликонденсацией бисфенолов и органических дигалогенсоединений и/или галогенфенолов в соответствующем растворителе в присутствии вспомогательного основания. Этот способ описан, например, в европейских заявках на патент EP-A-0001879, EP-A-0182648 и EP-A-0244167. Однако полиариленэфиркетон может также быть получен, так называемым, электрофильным способом в сильно кислой среде или в среде кислот Льюиса. Этот способ описан, например, в европейской заявке на патент EP-A-1170318, а также в цитируемой там литературе.

Полиалкенилен состоит из повторяющихся звеньев формулы:

n равняется от 3 до 10. Его получают полимеризацией циклоолефинов с раскрытием цикла в присутствии катализатора метатеза (реакции обмена). Как правило, степень полимеризации находится между 6 и 2000, предпочтительно, между 15 и 1500 и, особенно предпочтительно, между 25 и 1200. Пригодными полимерами являются, например, полипентенилен, полигексенилен, полигептенилен, полиоктенилен, полиноненилен, полидеценилен, поли(3-метилоктенилен), поли(3-метилдеценилен), полиундеценилен или полидодеценилен. Иногда полиалкенилены называют также полиалкенамерами, а относящиеся к ним полимеры называют полипентенамер, полигексенамер, полигептенамер, полиоктенамер и т.д.

Получение полипентенилена описано, например, в патенте США US 3607853. Полигексенилен получают чередующейся сополимеризацией бутадиена и этена. Получение полигептенилена осуществляют метатезом циклогептена (например, патент США US 4334048), а получение полиоктенилена осуществляют метатезом циклооктена (A. Draxler, Kautschuk + Gummi, Kunststoff, 1981, Seiten 185-190). Более высокие полиалкенилены получают соответственно этому. В рамках изобретения могут также использоваться смешанные полиалкенилены, то есть сополимеры (патент США US 3974092, патент США US 3974094) или смеси различных полиалкениленов.

Обычными вспомогательными веществами и добавками, которые могут содержаться в формовочной массе, являются, например, вспомогательные средства для переработки, стабилизаторы, пигменты, наполнители, нанонаполнители, волокнистые армирующие добавки и электропроводящие добавки, такие как сажа или углеродные нанотрубочки (CNT). Другими полимерами, которые могут являться компонентами формовочной массы, являются, например, фторполимеры, такие как политетрафторэтилен, полисульфон, полиэфирсульфон, полифениленсульфон, полибензимидазол, полифениленсульфид, частично ароматические полиамиды (PPA), жидкокристаллические полимеры (LCP), полиимид или полиэфиримид.

Формовочные массы получают смешением отдельных компонентов в расплаве.

Формованные изделия с использованием формовочной массы по изобретению получают, например, посредством обычно употребляемых для полиариленэфиркетонов (PAEK) способов формования, например, литьем под давлением, экструзией или термопрессованием в формах. В последнем случае речь идет о многослойных композиционных изделиях, содержащих помимо компонента из формовочной массы по изобретению, по меньшей мере, один другой компонент, состоящий, например, из другой полимерной формовочной массы, керамики или металла. Получение многокомпонентных формовочных изделий известно в технике. Например, можно назвать многослойные трубы, многослойные пленки, а также многослойные композиционные изделия, полученные шприцеванием или заформовыванием.

В нижеследующем изобретение должно иллюстрироваться примерами.

В примерах компаундировали VESTAKEEP® 4000 G, полиэфирэфиркетон (PEEK) от Evonik Degussa GmbH на Coperion Werner & Pfleiderer ZSK25 WLE совместно с полиоктениленом VESTENAMER® 8012, Evonik Degussa GmbH). Оба вещества дозировали в виде смеси гранулята в первый питатель и плавили с производительностью 10 кг/ч, скоростью вращения шнеков 140 об/мин и при температуре цилиндра 370°C. Процесс проводили с вакуумной дегазацией при давлении от 100 до 200 мбар. Гомогенный расплав охлаждали после выхода из сопла (мундштука) и измельчали в гранулят. Таким образом было получено три разных компаунда:

Пример 1: 95 мас.% полиэфирэфиркетона (PEEK);
5 мас.% полиоктенилена
Пример 2: 90 мас.% полиэфирэфиркетона (PEEK);
10 мас.% полиоктенилена
Пример 3: 85 мас.% полиэфирэфиркетона (PEEK);
15 мас.% полиоктенилена.

Контрольным образцом являлся чистый VESTAKEEP® 4000 G.

Гранулированные компаунды, а также контрольное вещество перерабатывали в испытуемые образцы на машине для литья под давлением Arburg при температуре массы 380°C и температуре формы 180°C. Результаты механических и термических испытаний представлены в Таблице 1.

Таблица 1:
Результаты испытаний.
Свойства Стандарт на метод испытания Единица измерения Эталон z Пример 1 Пример 2 Пример 3
Объемная скорость течения (MVR) 400°C/5 кг ISO 1133 см3/10 мин 14,5 9,6 9,5 4,7
Испытание на растяжение 50 мм/мин ISO 527-1/2
Напряжение при растяжении MPa 96 80 71 -
Удлинение при натяжении % 5 5,1 7 -
Удлинение при разрыве % 30 78 96 93
Модуль растяжения MPa 3500 3080 2750 2320
CHARPY-ударная вязкость 23 C ISO 179/1eU КДж/м2 N N N N
-30 C КДж/м2 N N N N
CHARPY-сопротивление разрыву 23°C ISO 179/1eA КДж/м2 7 C 24 C 35 C 30 H
-30°C КДж/м2 6 C 17 C 18 C 17 C
Температура теплостойкости Метод A DIN EN ISO 75 °C 155 154 152 150
Метод B °C 205 196 173 174
Температура размягчения по Вику Метод A50 DIN EN ISO 306 °C 335 336 336 337
Метод B50 °C 305 280 266 252
N = разрыва нет / C = полный разрыв / H = шарнирный разрыв

Из данных таблицы следует, что согласно изобретению уже при небольшом содержании полиоктенилена ударная вязкость образца с надрезом может быть значительно повышена. Изменения обычно употребляемых показателей согласуются с изменениями, которые можно ожидать при модификации каучука. Неожиданным является тот факт, что указанные в брошюре VESTENAME® - Produktbroschure предельные значения термостабильности (275°C при термогравиметрическом анализе (TGA), которые также являются правдоподобными для такого алифатического соединения, даже при значительно более высоких температурах, требуемых для компаундирования с полиариленэфиркетоном (здесь 370°C), достигается воздействие каучука, модифицированного для повышения ударной прочности. Это является тем более неожиданным, что использованный полиалкенилен по своим свойствам (кристалличность при комнатной температуре, низкая вязкость расплава) не характеризуется каучукоподобными свойствами.

1. Полимерная формовочная масса, содержащая полиариленэфиркетон, отличающаяся тем, что она содержит дополнительно полиалкенилен, содержащий от 5 до 12 атомов углерода в повторяющемся звене, при следующем количественном соотношении компонентов (мас.ч.):

полиариленэфиркетон 75-99,9
полиалкенилен, содержащий от 5 до 12 атомов
углерода в повторяющемся звене 0,1-25

причем сумма компонентов составляет 100 мас.ч.

2. Полимерная формовочная масса по п.1, отличающаяся тем, что она содержит оба компонента вместе, по меньшей мере, в количестве 30 мас.%, причем остальное составляют обычные вспомогательные вещества и добавки и другие полимеры.

3. Полимерная формовочная масса по п.1 или 2, отличающаяся тем, что полиариленэфиркетоном является полиэфирэфиркетон, полиэфиркетон, полиэфиркетонкетон или полиэфирэфиркетонкетон.

4. Формованное изделие, изготовленное с использованием формовочной массы по одному из пп.1-3.

5. Формованное изделие по п.4, отличающееся тем, что оно полностью состоит из формовочной массы по одному из пп.1-3.

6. Формованное изделие по п.4, отличающееся тем, что оно представляет собой многослойное композиционное изделие.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано при производстве прокладок скреплений для рельсов. .

Изобретение относится к водной дисперсии ассоциативного загустителя, применяемой для регулирования реологических характеристик при нанесении самых различных водных систем.

Изобретение относится к фторполиэфирному соединению, применяемому, например, в качестве модификатора поверхности или другого средства для покрытия поверхности. .
Изобретение относится к полимерным добавкам, используемым для быстрого приготовления гидродинамически активных растворов, снижающих гидродинамическое сопротивление при транспортировке водных смесей по трубопроводам.

Изобретение относится к термопластичной полимерной композиции, содержащей, по меньшей мере, один ароматический полимер или их смесь и, по меньшей мере, один сшивающий компонент.

Изобретение относится к химии полимеров, конкретно к стабилизированным композициям, содержащим органические полимеры, например акрилонитрилбутадиенстирольный сополимер и 2,4-диметил-6-алкилфенолы, также к способу их получения.

Изобретение относится к термостойкому проводу или кабелю с высокими рабочими характеристиками, предназначенному для использования в требующихся или экстремальных условиях, например при бурении скважин или разработке месторождений, в промышленных, военных аэрокосмических, морских областях, а также автомобильном, железнодорожном и общественном транспорте. Такие кабели могут подвергаться воздействию экстремальных температур, разъедающих веществ или атмосфер или огня. Провод или кабель содержит жилу и полимерную оболочку, состоящую из внутренного и внешнего слоев. Один слой представляет собой ленту, выполненную из полиэфирэфиркетона (PEEK), и имеет толщину 5-150 мкм. Второй слой является огнестойким и выполнен из силоксанового полимера или полимера на основе диоксида кремния в качестве полимерной матрицы. Лента из полиэфирэфиркетона может быть скомбинирована со слоем слюды, либо со слоем, представляющим собой полимерную ленту с частицами слюды. Изобретение позволяет повысть огнестойкость оболочки, ее гибкость и сопротивление механическим напряжениям, получить провод или кабель с уменьшенной массой и уменьшенным диаметром. 11 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к сшиваемой фторкаучуковой композиции, которая может давать сшитое каучуковое изделие, например герметизирующий материал. Композицию, содержащую фторкаучук и соединение, выраженное формулой: (Х-)х(Z-)zY, сшивают, образуя сшитое каучуковое изделие. В данной формуле Х обозначает группу: U-(CF2)аО(CF2CF2O)b-, Z обозначает группу: RFO(CF2CF2O)с-, Y обозначает (х+z) валентную перфторнасыщенную углеводородную группу или такую группу, имеющую эфирный атом кислорода, внедренный между ее атомами углерода, х равно целому числу, по меньшей мере 3, z равно целому числу, по меньшей мере 0, и х+z равно целому числу, по меньшей мере 3, U обозначает одновалентную группу, имеющую, по меньшей мере, один элемент, выбранный из группы, состоящей из ненасыщенного углеводорода, атома брома и атома йода, RF обозначает С1-20 линейную перфторалкильную группу или такую группу, имеющую эфирный атом кислорода, внедренный между ее атомами углерода, а равно целому числу от 0 до 20, b равно целому числу от 1 до 200 и с равно целому числу от 3 до 200. Сшитое каучуковое изделие обладает отличной гибкостью при низкой температуре. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.

Настоящее изобретение относится к трафарету для высверливания отверстий. Описан трафарет для высверливания отверстий для применения при обработке многослойного материала, плакированного медью, и многослойной печатной платы, который включает слой, содержащий полимерную композицию, образованный на по меньшей мере одной поверхности металлической несущей фольги, в котором: полимерная композиция содержит от 3 до 30 масс. частей блок-сополимера (А) полиэтиленгликоля (ПЭГ) и полипропиленгликоля (ППГ), представленного формулой (1), и от 70 до 97 масс. частей водорастворимого полимера (В), содержащего от 5 до 50 масс. частей полиэтиленоксида (ПЭО), имеющего среднечисловую молекулярную массу, составляющую от не менее 50000 до не более 1000000, и от 20 до 92 масс. частей полиэтиленгликоля, имеющего среднечисловую молекулярную массу, составляющую не более 20000; суммарное содержание блок-сополимера (А) полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля и водорастворимого полимера (В) составляет 100 масс. частей; блок-сополимер (А) полиэтиленгликоля и полипропиленгликоля имеет массовое отношение ПЭГ/ППГ в формуле (1), среднее значение которого составляет от 0,1 до 1, среднечисловая молекулярная масса составляет от 1800 до 4000, и толщина слоя полимерной композиции находится в пределах диапазона от 0,02 до 0,2 мм; в формуле (1) l, m и n являются повторяющимися числами, и представляют собой целые числа не менее 1, причем (l+n) представляет собой целое число от 5 до 44, а m представляет собой целое число от 16 до 61. Также описан способ изготовления указанного выше трафарета для высверливания отверстий для применения при обработке многослойного материала, плакированного медью, и многослойной печатной платы. Технический результат - получение трафарета для высверливания отверстий, обеспечивающего высокий смазывающий эффект при высверливании, пониженную шероховатость стенок отверстий, и высокую точность расположения отверстий. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 2 табл., 12 пр.
Настоящее изобретение относится к составам, применяемым для нанесения покрытия на различные емкости, такие как емкости для пищи и напитков. Описан состав для покрытия, содержащий А) простой полиэфир полиола, имеющий от 3 до 8 гидроксильных функциональных групп, содержащий продукты взаимодействия сахарида с алкиленоксидом, и Б) продукт взаимодействия: i) фосфорсодержащей кислоты, и ii) полиэпоксида и/или сложного полиэфирного полиола. Также описано изделие с покрытием, содержащее: а) подложку, и б) осажденное, по меньшей мере, на часть подложки покрытие из состава для покрытия указанного выше. Технический результат - получение состава для покрытия, по существу не содержащего бисфенола А и бисфенола Ф, обладающего хорошим сцеплением с подложкой. 2 н. и 25 з.п. ф-лы, 4 пр.

Изобретение относится к усовершенствованной балансировочной композиции, в частности к усовершенствованному тиксотропному балансировочному веществу для балансировки вращательной системы, такой как система механической тяги транспортного средства, воздушного или морского судна или механической системы привода машины обработки вещей, а также для уменьшения вибраций во вращательной системе, а также к способу обработки и системе. Композиция для балансировки вращательной системы содержит некоторое количество тиксотропного балансировочного вещества, характеризующаяся распределением некоторого количества гидрофобных частиц в указанном количестве указанного тиксотропного балансировочного вещества. Поверхности указанных гидрофобных частиц содержат фторуглерод, например фторполимер, такой как политетрафторполиэтилен сополимер фторированного этилен-пропилена, в частности сополимер тетрафторэтилена, гексафторпропилена, перфторалкокси или сополимер этилен-тетрафторэтилена, или кремний или их комбинацию. Тиксотропное балансировочное вещество может представлять собой балансировочный гель, содержащий два компонента, а именно основу в виде жидкости и загуститель. Изобретение позволяет получить композицию, обладающую улучшенными характеристиками, которые заключаются, например, в текучести по сравнению с обычными тиксотропными балансировочными веществами. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.
Наверх