Дата опубликования списания 25.05.80 (53) УДК 678.742. . 2.04 (088.8),В. И. Кузнецов, Ф. Г. Гилимьянов, И. В. Коновал, А. И. Муэыкантова, С. С. Иванчев и А. Е. Батог (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА. Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилена, применяемым в народном хозяГгстве в качестве конструкционного материала в области машиностроения, автомобилестроения и других областях.

Известны наполненные композиции на основе полиэтилена низкой плотности, содержащие наполнитель (алюмосиликат, рубленое стекловалокно) и силановое соединение формулы

RSi(OR ) 3 или ROSi(OR ) э, причем силановое зо соединение предлагается вводить непосредственно в расплав полиэтилена с наполнителем (1).

Модификация поверхности алюмосиликатного наполнителя происходит непосредственно в процессе смешейия.

Несколько лучшие результаты цолучены при предварительном нанесении силанового аппрета на поверхность алюмосиликатного наполнителя, который затем вводят в расплав полиэтилена(2120

Однако таким способом модификации дости. гается незначительное улучшение полимерофильности наполнителя, который химически не связывается с полимером, Кроме того, свойства

2 композиций не удовлетворяют требованиям на конструкционный материал.

Для улучшения полимерофильности предложены композиции, в которых содержится полиэтилен низкой плотности, наполнитель и блоксополимер (3) . В блоксополимере один из блоков обладает хорошей совместимостью с полиэтиленом, а второй блок вЂ” хорошими поверхностноактивными свойствами, за счет чего достигается улучшение связи блоксополимера с наполнителем.

Прототипом изобретения является наполненная композиция на основе полиэтилена низкой плотности, содержащая наполнитель, силан и органическое соединение. Наполнитель модифицирован силановым аппретом, у которого в углеводородном радикале имеется функциональная группа, способная взаимодействовать с функциональной группой органического соединения, добавляемого к полимеру (4), В качестве силанового аппрета применяется, например, -аминопропилтриэтоксисилан, а в качестве органического соединения вЂ” органические кислоты.

735613

79,30 вЂ” 56,00

0,35 вЂ” 2,00

ЗО

20,00 вЂ” 40,00

Однако и в данном случае полиэтилен слабо связан с наполнителем, а прочностные свойства композиции остаются низкими. Так, например, для композиции с модифицированным каолйном разрушающее напряжение при растяжении равно 95 кгс/см и с каолином связано около 30% полиэтилена, а в случае применения в качестве наполнителя рубленого стекловолокна разрушающее напряжение нри растяжении равно 170 кгс/см, а со стекло- 10 волокном связано 10% полиэтилена, Для улучшения физико-механических свойств композиции и увеличенйя количества привитого полимера на поверхности наполнителя, полимерная композиция на основе полиэтилена низкой плотности, содержащая алюмосиликатный напол " нитель, аминоалкилсилан и органическое соединение с функциональной группой, способной образовывать химические связи " аминогруппой аминоалкилсилана в качестве органического сое- 2о динения содержит соединения, содержащие также перекисную группу с периодом полураспада при температуре получения или переработки композиции не более тридцати минут при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: 25

Полиэтилен низкой плотности 1г- Аминопропилтриэтоксисилан

Алюмосиликатный наполнитель

Органическая перекись с

Ч функциональной группой, образующей химические связи с аминогруппой 35 аминоалкилсилана 0,35 вЂ” 2,00

Возможное молярное отношение аминоалкилсилана к органической перекиси составляет от 0,9:1 до 1,5:1, предпочтительное молярйое отношение 1:1. 40

Модификацию наполнителя провбдят в 1 словиях, предотвращающих преждевременное разложение перекисных групп. В качестве наполнителя можно применить аэросил, стекловолокно, каолин, асбест, тальк и другие алюмосиликаты, 45 содержащие на поверхности гидроксильные группы.

В качестве органических соединений, содержащих перекисную группу, можно применять трет.бутилпероксипропионовую кислоту, монотрет 5о .бутил пероксисукцннат, монотрет.бутилпероксифталат, 1-трет.бутилперокси-2,3-эпоксициклопен- тан и др.

Пример 1 (контрольный), В 30 см бензола растворяют 1 см у-аминопропилтри- 55 этокЪсилана н 1 r стреариновой кислоты. В полученный раствор нри комнатной температуре. вносят 30 г высушенного каолина. После пере. мешивания в течение 10 мин бензол отгоняют.

Каолин сушат при комнатной температуре до постоянного веса под небольшим вакуумом.

Наполненную композицию получают смешением модифицированного каолина с 120 г полиэтилена низкой плотности (0=0,918 г/см ) на микровалъцах при температуре 110-115 С и вальцеванием при зазоре валков 0,5 мм в течение 10 мин.

Количество связанного полиэтилена с наполнителем в композиции из расчета на наполнитель определяют по разности веса до и после прокаливания в муфельной печи каолина, полученного после растворения полиэтилена, не связанного с наполнителем в и-ксилоле и высушивания. Ниже приведены характеристики наполненной полиэтиленовой композиции.

РазруШающее напряжение при растяжении

95 кгс/см; относительное удлинение 100%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 36%.

Пример 2. Каолин обрабатывают аналогично примеру 1, но вместо стеариновой кислоты применяют монотрет.бутилпероксисукцинат. Композиция имеет следующие характеристики: разрушающее напряжение при растяжении 125 кгс/см; относительное удлинен2 е 110%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 78%, Пример 3. На каолин наносят 0,5 см з

g-аминопропилтриэтоксисилана и 0,5 r монотрет.бутилпероксисукцината. Наполненную композицию получают аналогично примеру 1. Ниже приведены характеристики композиции.

Разрушающее напряжение при растяжении

115 кгс/см; относительное удлинение 120%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 60%;

Пример 4: Обработка каолина и условия получения композиции аналогичны примеру

1, но вместо стеариновой кислоты применяют моно-трет.бутилперокси р -пропиленоксисукцинат.

Композиция ймеет следующие характеристики: разрушающее напряжение при растяжении

120 кг/см ; относительное удлинение 110%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 57%.

Пример 5. Обработку каолина проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но вместо стеариновой кислоты применяют 1-трет. бутилперокси-2,3-эпоксициклопентан. Композиция имеет следующие характеристики: разрушающее напряжение при растяжении 10 кгс/см; ! 2, относите21ьное удлинение 120%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 87%.

Пример 6 (контрольный). Композицию на основе полиэтилена низкои плотности получают в условиях, аналогичных примеру 1, но в качестве наполнителя применяют 30 г рубленого на отрезки длиной 4 мм стекловолокна.

5 735613

Модификацию поверхности стекловолокна проводят бензольным раствором 0,5 см -аминопропил риэтокснснлана и 0,5 г стеариновой кислоты. Композиция имеет следующие характеристики. разрушающее напряжение при растяжении 170 кгс/см; количество связанного полиэтилена со стекловолокном 10%.

Полимерная композиция на основе полиэтилена низкок плотности, содержащая алямаснликатный наполнктель, аминоалкилсилан и органическое соединение с функциональной группой, способной образовывать химкческие связи с аминогруппой аминоалкилсилана, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что с целью улучшения физико-механических свойств композици и увеличения количества прквигого полимера на поверхности иапаянителя, 8 качестве органического соединения она содержит соединение, содержащее также перекксную группу с периодом полураспада прн температуре получения и переработки композкцик не более, тридцати минут, причем композиция содержит, вес.ч.:

Полиэтилен низкой плотности 79,30 вЂ” 56,00

Алюмосиликатный напалнитель =:Ъмннопропклтриэтоксисилан О,М вЂ” 2,00

Органическую перекись с функциональной группой, образующей химические связи с ам ногруппой аминоалкклсилана 0,35 вЂ” 2,00

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. Заявка Японии 11О 49-43375, кл. 25 (1) А, опублнк. 1974.

2, Заявка Франции К 2275252, кл. С 08 F, опублик. 1976.

3. Патент ФРГ Н 2435513, 39 8 22/06, опублнк. 1975.

4. Авторское свидетельство Японии по заявке 1 49-49029, 25 (1) С, опублик. 1974.

20,,00 вЂ” 40,00

Составитель A. Кулакова

Техред М;Кузьма Корректср В. Бутяга

Редактор P. Антонова

Заказ 2356/18 Тираж 549

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4

П р н м е р 7. Композицию получают аналогично примеру 6, но для модификации стек- <о ловолокна вместо стеариновой кислоты применяют монотрет,бутилперокси-Р-пропиленоксисукцинат. Композиция имеет следующие характеристики: разрушающее напряжение при растяжении

250 кгс/см ; количество связанного полиэтиле- < s на со стекловолокном 40%.

Пример 8. Композицию получают аналогично примеру 6, но модификацию 60 г стекловолокна проводят 3 см .аминопропилтрнэтоксисилана и 3. г монотрет.бутилпероксисукцината

Наполненная композиция получена смешением на микровальцах 60 r модифицированного стекловолокна с 90 г полиэтилена.

Композиция имеет следующие характеристики: разрушающее напряжение при растяжении 25

305 кгс/GM ; количество связанного полиэтилена со стекловолокном 53%:

Таким образом, применение наполнителя, модифицированного -аминопропилтриэтоксисиланом и органической перекисью с функциональной 30 группой, реагирующей с аминогруппой силанового. аппрета, для наполнения полиэтилена позволяет в 1,2-3,2 раза увеличить прочностные свойства композиции, а также срок службы иэделий, изготовленных из наполненной композиции, 3s

При планируемом производстве наполненных полиолефинов около 6 тыс. тонн в год экономический эффект по предварительным расчетам составит около 312 тыс. руб/год.

Формула из îбpeтекия

Похожие патенты: