Полипропиленовая композиция
Владельцы патента RU 2550210:
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ "МАКПОЛ НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ" (RU)
Изобретение относится к полипропиленовым композициям, используемым для получения изделий литьем под давлением. Композиция содержит гомополимер полипропилена, блок-сополимер пропилена и этилена, сополимер этилена и винилацетата и минеральный наполнитель. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает создание полипропиленовой композиции, характеризующейся повышенными значениями физико-механических характеристик и используемой для получения изделий, эксплуатирующихся в широком диапазоне рабочих температур. 2 табл., 5 пр.
Изобретение относится к полимерным композициям, в частности к полипропиленовым композициям, используемым для получения изделий, например, литьем под давлением, экструзией, эксплуатирующихся в широком диапазоне рабочих температур.
Методом литья под давлением производится более трети от общего объема изделий из полимерных материалов. В настоящее время актуальным является создание материала на основе полипропилена с повышенными эксплуатационными характеристиками для изготовления ящиков и контейнеров, предназначенных для овощей, крупно- и малогабаритной тары.
Существующие марки гомополимеров и блоксополимеров полипропилена имеют свои недостатки: дороговизна, низкая ударная вязкость в случае гомополимеров и низкий модуль упругости в случае блоксополимеров. Поэтому создание композиционного материала, на основе отечественного полипропилена с повышенными эксплуатационными свойствами и доступной стоимостью является весьма актуальным и востребованным, как промышленностью производства ПП, так и отраслью производства композиционных материалов и промышленностью товаров народного потребления.
Многочисленные работы посвящены созданию композиционных материалов на основе полипропилена, обладающих повышенными эксплуатационными характеристиками, используемых при литье под давлением для различных отраслей промышленности. Так, известна полипропиленовая композиция по патенту ЕР 2141197 от 06.10.2010 г., имеющая в своем составе:
Гетерофазный сополимер пропилена
Тальк
Органический антиоксидант
Органический дезактиватор металла
Недостатком данной композиции является введение антиоксиданта на ранних стадиях смешения, из-за чего к концу процесса композиции антиоксидант практически уже израсходуется и при высоких температурах на последних стадиях технологического процесса композиция подвержена значительному воздействию кислорода воздуха. Указанное явление обуславливает невысокую устойчивость получаемой композиции к внешним воздействиям.
Так же известен патент РФ №23536345 «Полипропиленовая композиция» от 27.04.2009 г., имеющая в своем составе изотактический полипропилен или его сополимеры с этиленом и полипропилен, модифицированный синтетическим каучуком, марки «Армлен», при их массовом соотношении, равном 1-10:1. Изделия из указанной композиции обладают повышенными физико-механическими свойствами в широком диапазоне температур от -120°С до +170°С, что позволяет использовать их в условиях крайнего Севера и вечной мерзлоты. Однако данная полимерная композиция имеет достаточно высокую стоимость.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является заявка на патент WO 2006114358, включающая смеси пропилена и сополимера этилена с пропиленом с различной динамической вязкостью и минерального наполнителя, выбранного из группы карбонат кальция, тальк, волластонит или их смеси, при следующем соотношении компонентов масс.%:
| Смесь пропилена и сополимера этилена с пропиленом | 65-90 |
| Минеральный наполнитель | 10-35 |
Однако недостатком известной полипропиленовой композиции является снижение физико-механических свойств при пониженных
температурах, что не позволяет их использование в изделиях, эксплуатируемых при отрицательных температурах.
Задача изобретения состоит в разработке композиционного материала, включающего не более трех компонентов, приводящего не только к экономической эффективности его создания, но и характеризуется повышенными значениями физико-механических характеристик, пригодных для производства экструзионных и литьевых изделий.
Технический результат достигается тем, что полимерная композиция, имеющая в своем составе гомополимер полипропилена, блок-сополимер пропилена и этилена, содержит дополнительно сэвилен и минеральные наполнители на основе талька и карбоната кальция, при следующем соотношении компонентов, масс. %:
| Гомополимер полипропилена | 48-52,5 |
| Блок-сополимер пропилена и этилена | 21-32 |
| Сэвилен | 5-10 |
| Минеральный наполнитель | 0-20 |
В данной полипропиленовой композиции используются следующие химические продукты, соответствующие техническим требованиям на них, в частности: гомополимер полипропилена марки 1035-08 по ТУ 2211-008-50236110-2006, производства ООО «Ставролен»; блок-сополимер пропилена и этилена марки PP8300N, производства ОАО ″Нижнекамскнефтехим″; сэвилен марки по ТУ 6-05-1636-97; тальк; карбонат кальция марки М90-Т, а так же тальк марки А7С.
Предложенную полимерную композицию получают смешением исходных компонентов в указанном интервале массовых процентов с последующим получением из нее изделий известным методом переработки, таким как литье под давлением, например на литьевой машине типа термопластавтомата, или экструзия, прессование.
Нижеследующие примеры поясняют, но не ограничивают настоящее изобретение.
Пример:
В работающий турбосмеситель загружают последовательно, в количествах, предусмотренных рецептурой (таблица 1), гомополимер полипропилена, блоксополимер пропилена и этилена, сэвилен, а так же наполнители. После того как температура в турбосмесителе достигнет 100°C, смесь выгружают в охладитель, где она охлаждается до комнатной температуры, после чего производят экструдирование и гранулирование смеси на экструдере при температуре 240-260°C.
Образцы для испытаний готовятся путем литья под давлением. Определяют ударную вязкость по Изоду по ГОСТ 19109-84, модуль упругости при изгибе и при растяжении по ГОСТ 9550-81, предел текучести по ГОСТ 11 262-80 ISO 527/1А, относительное удлинение в соответствии с ГОСТ 14236
Состав композиции по примерам указан в таблице 1, свойства показаны в таблице 2.
| Таблица 2 | |||||
| Свойства полипропиленовых композиций (примеры 1-4 по изобретению, 5 - по прототипу) | |||||
| Наименование | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| Ударная вязкость по | не | не | не | не | 42 |
| Изоду, кДж/м2 | разруш. | разруш. | разруш. | разруш. | |
| Модуль упругости | 1035 | 1110 | 1250 | 1000 | 1651 |
| при изгибе, МПа | |||||
| Модуль упругости | 1100/1220 | 1150/1270 | 1310/1450 | 1060/1200 | 1604 |
| при растяжении, | |||||
| МПа, | |||||
| (1/10) мм/мин | |||||
| Предел текучести, | 21,5 | 22,5 | 25 | 24 | 22,5 |
| МПа | |||||
| Удлинение, % | 600 | 600 | 30 | 500 | 108 |
Таким образом, предложенная полимерная композиция обеспечивает повышенные физико-механические свойства полученных из нее изделий в широком диапазоне температур.
Полипропиленовая композиция для получения изделий литьем под давлением, содержащая гомополимер полипропилена, блок-сополимер пропилена и этилена, а также минеральные наполнители на основе талька и карбоната кальция, отличающаяся тем, что дополнительно содержит сэвилен, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| Гомополимер полипропилена | 48-52,5 |
| Блок-сополимер пропилена и этилена | 21-32 |
| Сэвилен | 5-10 |
| Минеральный наполнитель | 0-20 |
