Полимерная композиция

 

396721

ОПИСАНИЕ

ИЗОЬРЕТЕ Н ИЯ

Н ПАТЕНТУ

Союз Советских

Соцналнстнческих

Республнк

Зависимый от патента №вЂ”

М.Кл, С 08f 29(24

Заявлено 18.ЧП.1968 (№ 1258784/23-5) Приоритет 28ХП.1967, № 48571/67, Япония

Гас/дарственный комитет

Совета Министров СССР

lla делам изооретений и открытий

УДК 678.743.22(088.8) Опубликовано 11.VI I.1973, Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 21.1.1974.

Авторы изобретения

Иностранцы

Фумио Иде и Сейджи Дегучи, (Япония) Иностранная фирма

«Митсубиси Рейон Ко, Лтд» (Япония) Заявитель

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к области получения композиций на основе поливинилхлорида или его сополимеров.

Известна полимерная композиция на основе поливинилхлорида или его сополимера и привитого полимера, состоящего из сополиме ра, СОдЕржащЕГО 40 — 80 /о ВЕС. СтИрОЛа, 10 — 50 "/о вес. метилметакрилата и 10 — 40 /о вес. агорилонитрила и сополимера 1,3-бутадиена со стиролом. Однако известная композиция обладает недостаточной прозрачностью и низкой ударной прочностью.

Целью настоящего изобретения является получение па.чивинилхлоридных композиций, обладающих лучшей прозрачгностью и высоким ударным сопротивлением.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сополимера 1,3-бутадиена применяют эластомер, состоящий из 30 — 70 всс.

1,3-бутадиена, 5 — 30 /о вес. н-бутилакрплата и

20 — 50 /о вес. стирола. Указанный эласто lep берут в количестве 20 — 70 вес. ч. от веса привитого полимера.

Привитый полимер (смолистая присадка) получают путем полимеризации 30 — 80,вес. ч. моиомерной смеси в присутствии 20 — 70 вес.ч. заранее приготовленного эластомера. Это приводит к получению композиций с большим ударным сопротивлением.

Композиции с хорошим ударным сопротив2 лением мотут быть получены также в следующих случаях:

1) при изготовлении части (например до

70 о вес.) сополимера в отсутствие эластомеs ра, а остаток — в присутствии эластомера;

2) эластомер и сополимер изготавливают раздельно с последующим смешением. При изготовлении эластомера и сополимера путем эмульсионной полимеризации могут быть

i0 использованы любые известные эмульгаторы, иниц.,вторы — передаю цие цепи агенты и другие !1рпсадки гем спосооом и В тех количествах, которые были известны ранее. Например, в,качестве инициа "oра полимеризаlS ции могут быть использованы персульфат аммония, персульфат I:.2 ill I, перекись B0$0poда, гидрсперекись кумола, гидроперекись гексагидропарацимола и подобные соедIIIIcllillI.

Зму.чьгатором может быть любое анионогеию ное поверхностно-активное вещество, такое как соль алифатической кислоты, алки,чсульфат, алкилсульфонат и подобные им или же неисногеьные поверхнОстнО-акти вные вещества, такlle как моиоглицерид алифатпческой кислоты, простой à". êliëîâûé эфир пол1 этипенгликоля и другие подобные им в п,ества. Возможно также использование мссей таких поверхностно-активных ве1честв.

Независимо от того, как они изготовляют30 ся, смолистые присадки должны содержать

390721

20 — 70% вес. эластомера. В противном случае, если эластомер входит в количестве менее

20% вес., тогда поливинилхлоридные композиции будут обладать неудовлетворительной жесткостью и плохими поверхностными свойствами. Оптимальное содержание эластомера составляет 40 — 60 вес. ч. в обоих случаях.

По предлагаемому способу поливинилхлорид может быть изготовлен путем конвекционной эмульсионной полимеризации, полимеризации в суспензии или полимеризации в массе. Предпочтительно, чтобы показатель преломления (а ") составлял 1,525 — 1,550.

Примеры 1 — 3.

Синтез эластомера (E-1)

1,3-Бутади ен н-Бутилакрилат

Стирол

Олеат калия

Персульфат калия вес. ч.

57

33

0,3

Композиции поливинилхлорида по этому способу изготовляют путем смешения около

3 — 40 вес. ч. смолистых присадок и

97 — 60 вес. ч. поливинилхлорида.

Если используется менее 3 вес. ч. смолистой присадки, то ее добавление почти не дает эффекта, если же используется более 40 вес. ч., то ухудшаются другие положительные свой ства поливинилхлорида (не обязательно прозрачность). Кроме того, добавка такого большого количества неэкономична.

Смолистые присадки смешивают с поливинилхлоридной смолой обычным образом. Например, они могут быть смешаны в твердом состоянии в роликовой мельнице, в мельнице

Banbury, иластикаторе, ком пау ндирующем эыструдере и тому подобных устройствах. Если необходимо, то производится предварительное смешение при помощи ленточного смесителя или Hensheb-миксера. Кроме того, смолистая присадка может быть перемешана с поливинилхлоридом в латексной форме. Более того, при смешении перечисленных выше компонентов могут добавляться такие компоненты, как стабилизаторы, пластикаторы, смазочные масла, пигменты, наполнители и т. п.

Использование н-бутилакрилата в эласто,мере является обязательным, поскольку если используются другие акриловые эфиры в этой ча сти смо.тистой присадки, то будет невозможно .получить смолистые композиции хорошей прозрачности и с высоким ударным сопротивлением путем их перемешивания с поливинилхлоридом. Мономеры, полимеры и другие материалы (не те, которые специально упомянуты здесь и в приложенных пунктах изобретения) могут быть включены в поливи, нилхлорид, смолистую присадку, эластомер и сополи мер в такой степени, чтобы серьезно не уменьшить сопротивление к удару и прозрач ность результирующей ком позиции. В этом смысле з1десь п ри меняепся термин «по существч состоит из».

4 н-Лаурилмеркаптан 0,4

Деионизированная вода 200

Описанную смесь загружают в автоклав, в котором происходит полимеризация в течение

15 час при температуре 55 С при перемешивании. Выход готового эластомера Е-1 составляет 98% от загруженных мономеров.

Изготовление привитого

10 полимера (С-1) вес, ч.".

Эластомер F-1 40

Стирол 36

Акрилонитрил 12

Метилметакрилат 12

15 Персульфат калия 0,18 н-Лаурилмеркаптан 0,1

Деионизированная вода 200

В твердом состоянии

20 табличи 1

Свойства ПВХ-композиции о са

Р (Ю

45 П>и д к .о"

Clj с

col

О>

>о

Х ,е о

Ж Й5 мер

82,0

78,3

74,0

90/10

80/20

70/30

13,7

28,3

62,5

453

392

4,6

5,1

5,9

5> а) Измерено ударным тестом Американского общества по испытанию материалов (ASTM D 256 — 56). Испытуемый образец (15Х90Х5 мм, у — обрезная метка глубиной 5 мм.

60 б) Измерено в соответствии с ASTM

D 638 — 58. в) Коэффициент пропускання света измерен в соответствии с А$ТМ D 1003 — 61. г) Величина помутнения измерена в соответст;вии с ASTM D 1003 — 61.

65 Пример ы 4 — 9. Мономерная смесь, соУказанная смесь реагирует в течение

4 час. при 60 для создания привитого полимера в латексе (конверсия 98%). Полученный в результате латекс коагулирует с 0,2% водным

25 раствором серной кислоты, промывается горячей водой и высушивается до получения белого порошкообразного привитого полимера (С вЂ” 1). Используемые соотношения смесей привитого полимера и поли|винилхлорида (Со)

30 приведены в табл, 1. Весовые части привитого полимера были смешаны с 2 вес. ч. дибутилмалеата, 0,5 вес. ч. дибутиллаурата и

0,5 вес. ч. бутилстеарата на 100 вес. ч. поливинилхлорида; затем каждая из результирую35 щих смесей перемешивается в течение 5 мин при 160 С в роликовой мелнн ице и отли вается в листовой материал. После этого лист плавится под прессом в течение 10 мин при

180 С и давлении 200 кг/см в целях проверки .10 образцов. Свойства образцов показаны в табл. 1.

39072

Таблица 2

Свойства ПВХ-композиции

Композиция эластомера, 0/о

Bd BA St

Коэффициент пропускания света

Композиция

ПВХ/привитой полимер

Ударная вязкость кг . сл/слгг

Пример

80,3

74,1

78,3

71,5

79,4

73,0

85/15

70/30

85/15

70/30

85/15

70/30

33

33

43

43

12

12

57

57

23,6

62,5

21,6

54 8

20,5

53,1

Таблица 3

Средний диаметр частиц эластомсра (u) Коэффициент пропускания света, /о

Используемый эласто мер, вес. /о

Пример

78,4

Bd/ÂÀ/St

57/10/33 — »вЂ” — »вЂ” — »вЂ”

0,05

76,3

75,3

73,6

0,10

0,16

0,20

11

12

Таблица 4

Свойства ПВХ-композиции

Привитые мономеры, вес. о/О

Ударная вяз- Коэффициент кость пропускания кг с.гг/слг2 I света, о/>

Пример с1исло помутнений, /о

St ММА I AN

78,3

78,0

762

79,0

78,2

77,7

78,9

3,1

4,2

6,7

G,5

5,0

6,1

3,0

38,4

31,6

30,7

36,2

35,2

46,0

36,4

14

16

17

18

19

5 стоящая из 36 вес. ч. метилметакрилата и

12 вес, ч. акрилонитрила, была привита к эластомерам, имеющим композиции, приведенные в табл. 2. Для изготовления смоляных композиций каждый привитый полимер, 5 полученный таким способом, был перемешан с поливинилхлоридом в соотношениях, приведенных в табл. 2, причем были измерены ударное сопротивление и коэффициент пропускания света. Результаты измерений приведены в табл. 2.

Пример ы 10 — 13. Эластомеры, каждый пз которых имеет различный средний диамепр частиц, были изготовлены путем смешивания

57 /о вес. 1,3-бутадиена, 10 /о вес. н-бутилакри- 15 лата и 33 /О вес. стирола. В присутствии

40 вес. ч. каждого из этих эластомеров мономерная смесь, содержащая 39 вес. ч. стирола, 9 вес, ч. метилакрилата и 12 вес. ч. акрилонитрила, была полимеризована для создания нескольких привитых полимеров. Смолистые композиции были приготовлены из 20 вес. ч. каждого привитого полимера и 80 вес. ч.,поливинилхлорида. Их коэффициенты пропускания света приведены в табл. 3. 25

Пример ы 14 — 19. Несколько привитых полимеров было изготовлено прививкой на

6

40 вес. ч. эластомера (57 /о вес. 1,3-бутадиена, 10% вес. н-бутилакрилата и 33% вес. стирола), 60 вес. ч. различных мономерных смесей, имеющих ком позиции, показанные в табл. 4.

Из 20 вес. ч. каждого результирующего привитого поли мера и 80 вес. ч. поли винилхлорида были изготовлены различные смолистые композиции, свойства которых приведены в табл. 4. Условия изготовления привитых полпмеров были теми же, что и в примере 1.

Пример 21. Привитый полимер был изготовлен путем при нивки 40 вес. ч. эластомера (53% вес. 1,3-бутадиена, 15 /о вес. н-бутилакрилата и 32 /о вес. стирола) с мономерной смесью 30 вес. ч. стирола, 15 вес. ч. метилметакрилата и 15 вес. ч. акрилонитрила. Из

10 вес. ч. привитого полимера, полученного таким образом и 90 вес. ч. сополимера, состоящего из 90 /о вес. хлористого винила и

10% вес. винилацетата, была получена смолистая композиция. Ударная нагрузка и общий коэффициент пропускания света были

14,2 кг/слг2 и 77,8 /о соответственно.

Пример ы 22 — 25. Некоторые привитые полимеры были изготовлены путем прививки на 55 вес. ч. эластомера (60% вес. 1,3-бутадиена, 10 /О вес. н-бутилакрилата, 30% вес. сти39072

Предмет изо бр ете|ни я

Коэффициент пропускания света, % 20

Ударная вязкость кг см/см

Пример

22 45/О

23 35/10

24 22,5/22,5

25 31,5/13,5

27,1

25,6

23,2

14,8

78,4

77,6

77,0

76,3

Составитель Л. Чижова

Техред Л. Грачева Корректор В. Жолудева

Редактор Л. Емельянова

Заказ ¹ 6028 Изд. ¹ 1868 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Загорская типография

7 рола) Х (переменная) вес. ч. сополимера (60% вес. стирола, 20% вес. метилметакрилата и 20% вес. акрилонитрила). Они были перемешаны с У (переменная) вес. ч. сополимера (собственная вязкость (qj измерялась в диме- 5 тилформамиде при 25 С и составляла 0,94) и изготовлены путем полимеризации в эмульсионной системе мономерных смесей, имеющей композицию 60% вес. стпрола, 20% вес. метилметакрилата и 20% вес. акрилонитрила, так 10 что всех частей (Х+ У) сополимера было 45.

Из 12 вес. ч .каждой смеси и 88 вес. ч, поливинилхлорида (степень полимеризации 750) были приготовлены раз.тичные смолистые

Таблица б

8 композиции, свойства которых приведены в табл. 5.

Полимерная композиция, состоящая из поливинилхлорида или его сополимера и прывитого полимера, состоящего из сополимера

40 — 80% вес. стиморола, 10 — 50% вес. метилметакрилата и 10 — 40% вес. акрилонитрила и сополимера 1,3-бутадиена, от гичающаяся тем, что, с целью улучшения прозрачности готовых изделий, в качестве привитого полимера применен указа н ный выше полимер, в кото ро м в качестве сополимера 1,3-бутадивна использован эластомер, состоящий из 30 — 70% вес, 1,3-бутадиена, 5 — 30% вес. н-бутилакрилата и

20 — 50% вес. стиморола, в количестве

20 — 70% вес. от веса привитого полимера, причем поливин илхлорид или его сополимеры и привитый поли мер взяты в следующем соот ношении (вес. ч.):

ПОЛИВ1ГНИЛХЛОРНД ИЛИ ЕГО сополи мер 60 — 97 привитый полимер 3 — 40