Древесно-полимерная композиция для профильно-погонажных изделий

Авторы патента:

Фаткуллин Раиль Наилевич (RU)

Асфандияров Радик Нурфаизович (RU)

Ан Ен Док (RU)

Афанасьев Федор Игнатьевич (RU)

Нафикова Райля Фаатовна (RU)

Федотова Ирина Николаевна (RU)

C08L97/02 - материалы, содержащие лигнин и целлюлозу, например древесина, смола, выжатый сахарный тростник

C08L27/06 - гомополимеры или сополимеры винилхлорида

Владельцы патента RU 2530356:

Открытое акционерное общество "Башкирская содовая компания" (RU)

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к древесно-полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения профильно-погонажных изделий. Древесно-полимерная композиция для профильно-погонажных изделий на основе поливинилхлорида и древесной муки включает комплексный стабилизатор, акриловый модификатор перерабатываемости, хлорированный полиэтилен и стеариновую кислоту, а также может содержать металлсодержащую смазку и акриловый модификатор ударной прочности. Изобретение позволяет повысить качество профильно-погонажных изделий, перерабатываемость полимерного материала в профильно-погонажные изделия экструзионным способом за счет улучшения термостабильности и ударной вязкости, а также снизить энергопотребление экструзионного оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

Известна древесно-полимерная композиция, включающая в свой состав дисперсный древесно-растительный наполнитель, термопластичное полимерное связующее, полиэлектролит, сшивающий агент, органическую перекись, целевые добавки. В качестве термопластичного связующего в полимерной композиции используют поливинилхлорид. Для переработки известной древесно-полимерной композиции в изделия используют и метод экструзии. Недостатком известной композиции является низкий показатель ударной вязкости, относительно высокая степень водопоглощения, низкий предел прочности при изгибе [RU 2132347, опубл. 1999.06.27].

Известна наполненная композиция, содержащая термопластичный полимер, органический наполнитель и целевые добавки. В качестве термопластичного полимера она содержит полимер, выбранный из группы, включающей виниловые полимеры на основе винилхлорида, его сополимеров с винилацетатом на основе этилена, пропилена, их сополимеров на основе метилметакрилата или их смесей. В качестве органического наполнителя - целлюлозосодержащие отходы деревообрабатывающего, сельскохозяйственного и текстильного производства, имеющие фракционный состав 0,1-8,0 мм. Соотношение компонентов в известной полимерной композиции, мас.%:

указанный полимер	31,5-45,0
указанный органический наполнитель	50,0-65,0
целевые добавки	0,3-5,0

В качестве целевых добавок используют стеариновокислый кальций, стеариновокислый барий, стеарин и парафин технический [Патент РФ №2005752, кл. C08L 97/06, 1994 г.].

Недостатком данной композиции является невысокая ударная вязкость, относительно низкая термостабильность, текучесть расплава, высокое водопоглощение, кроме того, композиция не обеспечивает экологическую безопасность полимерного изделия из-за содержания токсичного стабилизатора - стеариновокислого бария.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, древесную муку, комплексный стабилизатор, акриловый модификатор ударопрочности, металлосодержащую смазку и полиэтиленовый воск [Патент РФ №2436816, опубл. 20.12.2011 г.], при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:

Поливинилхлорид	30-60
Древесная мука	70-40
Комплексный стабилизатор	4-8
Акриловый модификатор ударной прочности	2-10
Полиэтиленовый воск	0,1-0,5
Металлосодержащая смазка	0,1-1,0

В полимерной композиции используют:

- ПВХ суспензионный марки С-5868 ПЖ, С-6359М по ГОСТ 14332-78Е, ПВХ С-6069Ж по ТУ 2212-241-00203312-2004, ПВХ С-6369Ж по ТУ 2212-235-00203312-2003, ПВХ С-6669Ж, ПВХ С-6459У по ТУ 2212-186-02203312-98;

- древесную муку по ГОСТ 16361 или любую другую древесную муку, удовлетворяющую качественным характеристикам заявляемой композиции;

- акриловый модификатор ударной прочности марок: МВ-87, DURASTRENGTH D320, DURASTRENGTH D300S, производство фирмы Arkema, Франция; Metablen P-5500S, производство фирмы Dangdong; Paraloid BTA 736H-S OS, производство фирмы Rohm &Haac; Kane АСЕ F50, производство фирмы Kaneka; Лакрис 95 по ТУ 2216-235-05757533-2000 или любой другой акриловый модификатор, предназначенный для переработки непластифицированного ПВХ;

- полиэтиленовый воск с температурой плавления не выше 100°C;

- металлосодержащую смазку, полученную взаимодействием высших монокарбоновых кислот с глицерином при 130-230°C при мольном соотношении 1:(1-2) в присутствии оксидов двухвалентных металлов Ca, Zn, Mg или их двухкомпонентных смесей в массовом соотношении 0,25-1:0,5-1 в количестве 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы, где в качестве высших монокарбоновых кислот используют: ВПК, олеиновую, стеариновую кислоты [Патент РФ №2348664, кл. C08L 27/06, 2009 г.; Патент РФ №2260020, кл. C08L 27/06, 2005 г.].

В качестве нетоксичного стабилизатора композиция содержит нетоксичные комплексные кальций-цинковые стабилизаторы марок: BAEROPAN R 9003 (производитель-«Baerlocher GmbH», Германия); Naftosafe РНХ 922 В (производитель - «Кемсон», Австрия), предназначенные для экструзии технических профилей из древесно-полимерных композиций.

Недостатком данной композиции является невысокий показатель термостабильности, невысокие значения ударной вязкости.

Задача изобретения - повышение перерабатываемости полимерного материала в профильно-погонажные изделия экструзионным способом за счет повышения ударной вязкости и термостабильности.

Технический результат при использовании изобретения выражается в повышении качества профильно-погонажных изделий, снижении энергопотребления экструзионного оборудования.

Вышеуказанный технический результат достигается особенностью древесно-полимерной композиции для профильно-погонажных изделий на основе поливинилхлорида, древесной муки, включающей комплексный стабилизатор, заключающейся в том, что полимерная композиция дополнительно содержит акриловый модификатор перерабатываемости, хлорированный полиэтилен и стеариновую кислоту, кроме того, может содержать акриловый модификатор ударной прочности и металлсодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы оксида цинка или оксида магния, или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1:0,25-1 при 130-160°C в течение 4-5 часов, и при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид	30-60
Древесная мука	40-70
Комплексный стабилизатор	4-8
Хлорированный полиэтилен	0,5-10
Металлсодержащая смазка	0-1,0
Акриловый модификатор перерабатываемости	0,1-10
Акриловый модификатор ударопрочности	0-10
Стеариновая кислота	0,1-1,0

В полимерной композиции используют:

- кальций-цинковые комплексные стабилизаторы марок: BAEROPAN R 9003 (производитель-« Baerlocher GmbH», Германия), Naftosafe PHX 922 В (производитель - «Кемсон», Австрия), предназначенные для экструзии технических профилей из древесно-полимерных композиций;

- хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 30-40%;

- металлосодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы оксида цинка или оксида магния, или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1:0,25-1 при 130-160°C в течение 4-5 часов. Процесс ведут до достижения кислотного числа реакционной массы не более 10 мг КОН/г [Патент RU №2348664];

- акриловый модификатор ударной прочности марок: МВ-87, DURASTRENGTH D320, DURASTRENGTH D300S производство фирмы Arkema Франция, Metablen P-550 производство фирмы Dangdong, Paraloid ВТА 736H-S OS производство фирмы Rohm &Haac, Каnе АСЕ F50 производство фирмы Kaneka, Лакрис 95 по ТУ 2216-235-05757533-2000 или любой другой акриловый модификатор, предназначенный для переработки непластифицированного ПВХ;

- в качестве модификатора перерабатываемости в композиции используют акриловые модификаторы марок LG Chem PA828, FINIMOD Р-700, AKDENIZ PRO-50, AKDENIZ PRO-45, Vinuran DS 2391, Vinuran DS 3833, Vinuran DS 2394 или другой аналогичный акриловый модификатор перерабатываемости для непластифицированных ПВХ-композиций;

- стеариновую кислоту по ГОСТ 6484-96.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

В таблице приведены примеры древесно-полимерной композиции с указанием компонентного и количественного состава, а также результаты испытаний. Примеры 2-15 - по изобретению, пример 1 - по прототипу.

Пример 2

Древесно-полимерную композицию для профильно-погонажных изделий получают следующим образом.

Поливинилхлорид смешивают с комплексным кальций-цинковым стабилизатором, хлорированным полиэтиленом, акриловым модификатором ударной прочности, модификатором перерабатываемости и стеариновой кислотой в горячем смесителе при постепенном нагреве до 120°C, затем композицию выгружают в холодный смеситель и смешивают с древесной мукой. Охлажденную до 40-60°C композицию подают в приемный бункер, из которого непрерывно загружают в экструдер по мере ее переработки в гранулы. Гранулы используют для получения профильно-погонажных изделий.

Показатель термостабильности определяют из гранул по ГОСТ 14041-91 при 180°C.

Ударную вязкость по Шарпи - по ГОСТ 4647-80. Образцы для испытаний готовят методом вальцевания и прессования.

В результате использования в древесно-полимерной композиции заявляемых компонентов в соответствующих количествах улучшаются эксплуатационные и технологические показатели, а именно показатели термостабильность, ударная вязкость, снижается температура переработки, увеличивается производительность экструзионного оборудования.

Компоненты	Примеры по изобретению, состав, мас.ч.
По прототипу	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
Поливинилхлорид ПВХ С-5868ПЖ	50	30	40	60	50	50	50	50	-	-	-	-	-	-	-
Поливинилхлорид ПВХ С-6359М	-	-	-	-	-	-	-	-	30	40	50	60	40	45	35
Древесная мука	50	70	60	40	50	50	50	50	70	60	50	40	60	55	65
Baeropan R9003 Р/7	8,0	5,5	4	8	6	-	-	-	4	6,5	8	-	-	-	7
Naftosafe PHX 922 В	-	-	-	-	-	5,5	6,5	8	-	-	-	4	7	8	-
Полиэтиленовый воск	0,1	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-
Стеариновая кислота	-	0,1	0,15	0,25	0,2	0,3	0,4	0,5	0,7	1	0,25	0,15	0,1	0,1	0,2
Хлорированный полиэтилен	-	0,5	1	2	0,7	5	0,8	0,9	10	4	7	3	1	2	5
Металлосодержащая смазка	0,1	-	0,7	0,5	1	-	0,3	-	0,1	0,25	0,7	0,8	-	0,1	0,9
Акриловый модификатор ударной прочности:
Лакрис 95	-	2	-	-	2	5	-	-	-	-	-	-	10	-	-
DURASTRENGTH D320	2	-	-	-	-	-	7	8	-	-	-	-	-	-	-
Metablen P-550	10	-	3	-	-	-	-	-	0,5	6	-	-	-	-	-
Paraloid BTA 736H-S	-	-	-	-	-	-	-	-	-	-	0,1	5	-	-	-
Акриловый модификатор перерабатываемости:
LG Chem PA828	-	0,5	-	-	-	-	-	8	-	-	-	-	9	0,7	3
Vinuran DS 2391	-	-	1	2	-	-	-	-	-	4	-	-	-	-	-
AKDENIZ PRO-50	-	-	-	-	2	5	-	-	-	-	0,8	-	-	-	-
FINIMODP-700	-	-	-	-	-	-	10	-	0,1	-	-	5	-	-	-
Свойства
Термостабильность при 180°C, мин	88	97	91	107	91	97	101	120	89	98	108	82	104	99	95
Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м²	16,9	15,1	17,3	18,2	18,5	19,3	19,3	19,5	17,5	17,1	17,4	18,2	20,5	15,7	17,8

1. Древесно-полимерная композиция для профильно-погонажных изделий на основе поливинилхлорида и древесной муки, включающая комплексный стабилизатор, отличающаяся тем, что полимерная композиция дополнительно содержит акриловый модификатор перерабатываемости, хлорированный полиэтилен и стеариновую кислоту, кроме того, может содержать акриловый модификатор ударной прочности и металлсодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы оксида цинка или оксида магния, или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1:0,25-1 при 130-160°C в течение 4-5 часов, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид	30-60
Древесная мука	40-70
Комплексный стабилизатор	4-8
Хлорированный полиэтилен	0,5-10
Металлсодержащая смазка	0-1,0
Акриловый модификатор перерабатываемости	0,1-10
Акриловый модификатор ударопрочности	0-10
Стеариновая кислота	0,1-1,0

2. Древесно-полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в композиции используют хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 30-40%.

Изобретение относится к технологии получения поливинилхлоридных (ПВХ) композиций с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.

Применение посредников в производстве древесноволокнистых плит // 2520456

Изобретение относится к древесным и/или композитным древесным материалам, в частности древесноволокнистым плитам, широко используемым в качестве исходного материала во многих перерабатывающих отраслях.

Композиция для производства древесностружечных плит // 2515839

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано при производстве древесностружечных плит. В составе композиции для внутреннего слоя используется 10-40% стружки из отходов гниющих заготовок и 20% стружки из отходов оцилиндровки круглых лесоматериалов, а также 40-70 мас.% стружки, полученной из технологической щепы марки ПС, с применением связующего на основе низкомольной карбамидоформальдегидной смолы и эмульсии.

Сырьевая смесь для изготовления теплоизоляционных изделий // 2508260

Изобретение относится к промышленности строительных материалов, а именно к составам сырьевых смесей для изготовления теплоизоляционных изделий, используемых в конструкциях стен, полов, перегородок.

Гидрофильный пластилин // 2500700

Изобретение относится к гидрофильному пластилину. Гидрофильный пластилин является продуктом глубокой утилизации концентрированных замочных вод крахмало-паточных производств, обладающий достаточными пластичными свойствами.

Древесно-наполненная пластмасса и способ ее получения // 2493184

Изобретение относится к технологии получения древесно-полимерных композиций и может быть использовано в промышленности строительных материалов, мебельной промышленности, машиностроении и других отраслях промышленности.

Багассовый композит, способ его приготовления и материал для внутреннего применения, использующий его // 2493180

Изобретение относится к технологии производства композитов, в частности багассового композита, имеющего натуральную структуру и рисунок, аналогичные натуральной древесине, который может быть использован для внутреннего применения вместо других различных материалов и обработанной древесины.

Композиция для изготовления материалов из древесины, содержащая олефины, применение олефинов для придания гидрофобности сырьевым древесным материалам и способ изготовления материалов из древесины // 2492196

Изобретение относится к композиции для изготовления материалов из древесины, содержащей олефины и сырьевые древесные материалы, применению олефинов для придания гидрофобности сырьевым древесным материалам и способу получения материалов из древесины из сырьевых древесных материалов.

Древесно-полимерная композиция // 2484110

Изобретение относится к композиции из измельченной древесины и полимеров, которая может быть использована в мебельной промышленности, машиностроении, для получения строительных и других материалов.

Способ изготовления биокомпозиционного материала // 2481945

Изобретение относится к производству строительных материалов, в частности к изготовлению прессованных древесных биокомпозиционных материалов. .

Стабилизирующая для галогенированных полимеров, не содержащая тяжелых металлов // 2528994

Изобретение относится к композиции стабилизатора галогенсодержащих полимеров, не содержащей тяжелых металлов, и может быть использовано для стабилизации галогенсодержащих полимеров, в частности - для предотвращения появления нежелательного розового оттенка, а также к формованным изделиям, содержащим эту композицию стабилизатора.

Способ получения высоконаполненной древесно-полимерной композиции на основе поливинилхлорида // 2527468

Способ получения экструзионной окрашенной поливинилхлоридной композиции и экструзионная окрашенная поливинилхлоридная композиция строительного назначения // 2524386

Изобретение относится к области переработки полимеров, а именно к области получения окрашенных композиций на основе поливинилхлорида, пригодных для изготовления изделий методом экструзии, в частности профильно-погонажных изделий строительного назначения, преимущественно сайдинга.

Полимерная композиция для кабельного пластика // 2520097

Изобретение относится к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката. Полимерная композиция для кабельного пластиката включает поливинилхлорид, диоктилфталат, дифенилолпропан, аэросил, трехосновной сульфат свинца, стабилизатор.

Способ изготовления профиля из пвх для оконных и дверных блоков с содержанием ионов серебра, обладающих антибактериальными свойствами // 2508988

Изобретение относится к области строительства и направлено на получение полимерного профиля для оконных и дверных блоков. Техническим результатом заявленного изобретения является обеспечение бактерицидных свойств всего профиля, сохраняющихся на протяжении всей эксплуатации профиля.

Способ изготовления профиля из пвх для оконных и дверных блоков с содержанием ионов серебра, обладающих антибактериальными свойствами // 2508197

Изобретение относится к области строительства и направлено на получение полимерного профиля для оконных и дверных блоков с устойчивыми антибактериальными свойствами.

Композиционный полимерный материал для палубных и напольных покрытий // 2507223

Изобретение относится к высокопрочным композиционным полимерным материалам для палубных и напольных покрытий. Композиционный полимерный материал, представляющий собой резиновую смесь, перерабатываемую по формовой технологии, включающую полимерную матрицу, вулканизующую систему, состоящую из тиурама, альтакса, оксида цинка и стеариновой кислоты, наполнитель и технологические добавки.

4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-(2,2-дицианоэтенил)азобензол, проявляющий свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида // 2502728

Изобретение относится к области химии, конкретно к новому соединению - 4-(2,3-эпоксипропокси)-4'-(2,2-дицианоэтенил)азобензолу, проявляющему свойства светотермостабилизатора поливинилхлорида.

Электроизоляционная полимерная композиция // 2501108

Изобретение относится к кабельной промышленности, а именно к полимерным композициям на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) с пониженной горючестью, выделением дыма в условиях горения и тления, предназначенных для изоляции внутренних и наружных оболочек проводов и кабелей, эксплуатирующихся в условиях повышенной пожаробезопасности.

Поливиниловый спирт в качестве состабилизатора пвх // 2500698

Изобретение относится к способу получения термопластичной способной к обработке смеси на основе поливинилхлорида, которая применима для получения оконных или дверных профилей, пленок, покрытий, листов, труб, кабелей, настилочных материалов, бутылок или покрытий для пола.

Пруток для декоративной сварки для поверхностных покрытий // 2531166

Группа изобретений относится к прутку для декоративной сварки и к способу изготовления прутка для декоративной сварки. Пруток содержит нерасплавленные и окрашенные частицы на основе ПВХ и гелеобразную композицию на основе пластизоля, содержащую поливинилхлоридную смолу в бензоатном пластификаторе и нерасплавленные частицы на основе ПВХ. Последние имеют размер и цвет, идентичные или соответствующие частицам, используемым в соединяемых элементах декоративной поверхности. Способ изготовления прутка для декоративной сварки включает операции: берут жидкую смесь ПВХ-смолы в бензоатном пластификаторе, примешивают частицы на основе ПВХ в композицию на основе пластизоля, размещают ее на ленточном конвейере и нагревают композицию до образования геля и образования листа. Затем выполняют тиснение листа, формируя несколько сварочных прутков. Технический результат, достигаемый при использовании способа для получения прутка по изобретению, заключается в обеспечении сварочному прутку повышения свойств гибкости, адгезии, легкости обрезания и повышения температуры расплава. 4 н. и 7 з.п. ф-лы, 7 ил., 1 пр.