Полимерная композиция
Союз Советских
Социалистических
Реелу6лик
<щ74986 1
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВМДЕТИЗЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 300578 (21) 2643860/23-05
Р1 М 3
С 08 L 23/02
С 08 L 83/04 с присоединением заявки №
Государственный комитет
СССР. по делам изобретений и открытий (23) Приоритет
Опубликовано 23.0780. Бюллетень ¹ 27 (53) УДК 678. 742..04(088.8) Дата опубликования описания 230780.А ..Э. Чеботаревский, В,B Ерченков,,3 Г,Груздева, A.A,Селив анова, В.Ф.Петрова, И.М.Котов, tO.Н.Колесников, А.Г.Сирота, НВ ° Крупенин, А.П.Лосото и Л.К.Трубицина (72) Авторы изобретению
Московский ордена Трудового Красного Знамени институт нефтехимической и.газовой промышленности им. И.М.Губкина (71) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
Изобретение относится к производству и модицицированию полимерных материалов путем совмещения их с различными пластификаторами и может быть использовано при иэготовле- 5 нии различных технических иэделий,. в частности моноблоков аккумуляторов автомашин, тракторов, мотоциклов и деталей для автомашин.
Известно, что полипропилен (ПП), 1Р имея высокие эксплуатационные свойства, обладает вместе с тем значительными недостатками (низкой ударной прочностью и низкой мороэостойкостью),ограничивающими область 15 его применения (11 .
Повышение ударной прочности ПП до 30-40 кгс ° см/см при -50оС и морозостойкости до -60 C достигается совмещением его с синтетическими 2Р каучуками 12 .
Известны композиции на основе стабилизированного ПП с добавками
0,1- 30 вес.% силоксановых каучуков, эффективно снижающими температуру 25 хрупкости ПП до минус 60 С (3$ .
Однако указанные композиции не обладают необходимой ударной прочностью.. Так,, при минус 50оС ударная прочность композиции равна Зр
12 кгс см/смв, что недостаточно для ряда примен е ний.
Известны композиции на основе полипропилена, в которых повышение ударной вязкости и морозостойкости происходит при смещении ПП,с синтетическими каучуками (4) .
В табл. 1 приведены величины ударной вязкости при 20, 40 и минус 404С композиций ПП с содержанием 10 вес.% различных типов синтетических научу" ков (ПИБ — полиизобутиленом, БК— бутилкаучуком, СКД вЂ” бутадиеновым, ТЭП вЂ” термоэластопластом, СКЭП— этиленпропиленовым).
Из представленных в табл. 1 данных, видно, что введение в ПП синте- . тических каучуков повышает ударную вязкость композиций в 2-3 раза. Однако такое повышение ударной прочности в ряде случаев недостаточно.
Известны композиции ПП с полиэтиленом (ПЭ), взятых в соотношении, соответственно, 55-90:10-45 вес.%, которые имеют улучшенные свойства (ударную вязкость при минус 40 С
9,65-23,4 кгс ° см/см при ударной вязкости исходного ПП 1,58,6 кгс.см/см2) f5) .
749861
О, 5- 5
0, 2-2
Однако ударная прочность композиций при отрицательных температурах недостаточна.
Известны композиции полиэтилена с различнычи синтетическими каучуками, дойолнительно содержащие силоксановые каучуки, вводимые с целью повышения эластичности полиэтилена (6) .
Такие композиции также обладают недостаточной ударной вязкостью при отрицательных температурах. Так, при минус 50оС ударная прочность равна
29-40 кгс см/см>.
Значительное повышение ударной вязкости и морозостойкости роисходит при смешении ПН, ПЭ и синтетического каучука.
Наиболее близкая предлагаемой
" полимерная композиция включает ПП, 2-5 вес.Ъ ПЭ и 9,5-25 вес.Ъ полиизобутиленового каучука (ПИБ) или
СЭП. Ударная вязкость данной компог зиции составляет 20-46,3 кгс см/см при -40ОС «71 и 81.
Однако введение в ПП полиизобути"лена или других синтетических каучуков выше 10 вес.Ъ значительно снижает теплостойкость и прочностные свойства материала, и введение 2.5 вес.Ъ ПЭ недостаточно для получения необходимой ударной прочности.
Так, при содержании 5Ъ СЭП ударная прочность при положительных темпера турах увеличивается, однако при снижении температуры до ООС уменьшается в 3,5 раза. При содержании 10-15Ъ
СЭП ударная прочность при положи" тельных температурах увеличивается зйачительно, но, при отрицательных уменьшается в 2-8 раз, причем в этом случае имеется значительное снижение физико-механических свойств и модуля упругости. .Цель изобретения — повышение ударной прочности полимерной композиции при отрицательных температурах.
Указанйая цель достигается тем, "что- композиция, содержащая полипро" пилен, полиэтилен, синтетический каучук, выбранный из группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, полиизобутилен, бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенстирольный . каучук и стабилизатор, дополнительно содержит силоксановый каучук при. следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Полипропилен 29-83,3
Полиэтилен 10-55
Силоксановый каучук
Стабилизатор
Синтетический каучук, выбранный
-из группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, полиизоd0
Пример 1. После предварительного измельчения синтетических каучуков на дробилке смешивают 926,5 r
ПП, до 50 г ПЭНД, 5 r силоксанового каучука тица СКТЙ"А", 10 г этиленйропиленового каучука типа СКЭП-60 бутилен -бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенстирольный каучук Остальное
С целью повышения физико-механических свойств композиции, в нее можно вводить 5-30 вес.Ъ наполнителя (например, асбест, стекловолокно и др.).
В качестве силоксановых каучуков используют каучуки с молекулярным весом от 12000 до 1-2 миллионов типа СКТ вЂ” диметилсилоксановый каучук с м.в. 570 тыс.; СКТ — диметилвинилсилоксановый каучук с м.в. 460 тыс. 5 и содержанием винильных групп 0,1-.
2 мол.Ъ; СКТФВ-803 — диметилфенилсилоксановый каучук с м.в. 720 тыс. и содержанием винильных групп .0,3 мол.Ъ и фенильных групп до
20 8 мол.Ъ; СКТН"A" — низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук (м.в. 12000 — 75000); СКТНФ вЂ” низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук, содержащий 1,5 мол.Ъ фениль25,ных групп.
В качестве стабилизаторов полипропиЛена используют наиболее эффективную смесь, включающую топанол (Топ), тинувин (Тин), дилаурилдиЗО тиодипропионат (ДЛТДР), а для стабилизации полиэтилена — М,И -ди-,д—
-нафтил-п-фенилендиамин (Диафен НН).
В качестве светостабилиэатора в композиции используют сажу, например,ПМ35 100 илн ДГ-100 в количестве 02-05 весЪ с
В качестве исходного используют полиэтилен высокой плотности низкого давления (ПЭНД).
Композиция может содержать красители.
4О Технология подготовки смеси полимеров заключается в следующем.
Синтетический каучук, например этиленпропиленовый типа СКЭП-63, измельчают до 0,1-3 мм на роторной
45 или молотковой дробилке совместно с порошкообразным полимером (ПП йли
ПЭ) для предотвращения слипания кусочков каучука. Смешение предварительйо измельченного каучука и по5р рошкообразного стабилизированного
ПП и ПЭ C низкомолекулярным.силоксановым каучуком типа СКТН"A" проводят на лопастном смесителе при комнатной температуре (возможно повышение температуры в смесителе до
80 C) в течение 20 мин. Затем смесь гранулируют при 180-220 С на экструдере. Высокомолекулярные силоксановые каучуки тйпа СКТ, СКТФВ-803, CKTC-1 измельчают аналогично СКЭП. 749861
Т а б л и ц а 1
Ударная вязкость, кгс.см/см
Температура . OC (1 1 1 и„„, пп+пив пп+вк пп+скд пп+тэп пп+скэп
54 161 104 89 25 196
+40
12,6
8,1 7,2 7,5
2,6
+20
2,2
2,4 2,4 2,1 2,6
-40 1,5 с 2,0 r топанола, 2,5 r тинувина, 3 г дилаурилтиодипропнната и 1 г диафена НН в смесителе Бембери в течение 20 мин. Полученную смесь загружают в экструдер и при 180-200 С изготавливают гранулы, из которых 5 методом прессования или литья получают образцы для испытаний на ударную вязкость. Материал хорошо перерабатывается в смеси известными методами переработки (литьем, экстру- 10 зией, прессованием). Прочность композиции равна 300 кгс/см1, относительное удлинение 720%.
Пример 2-21. Композицию готовят и испытывают в условиях примера 1, но используют различные компоненты и варьируют их количественное содержание (см.табл.2).
Результаты испытаний на ударную вязкость материала приведены в табл.2.
Пример 22-30 (контрольные). 20
Композиции с различными компонентами и их содержанием готовят в условиях примера 1, но без применения предлагаемой синергетической смеси.
Результаты испытаний и литератур- 25 ные данные приведены в табл. 2.
Из данных, представленных в табл.2 видно, что композиции ПП+ПЭ+синтетический каучук+силоксановый каучук обладают синергетическим эффектом, . >Q ударной прочностью при низких температурах (-50ОC) в 5-8 раз выше, чем у известных. При этом композиции обладают высокими прочностными свойствами (250-310 кгс/см ). З5
Для повышения физико-механических, свойств композиций вводят наполнители (например, асбест, стекловолокно, двуокись титана, тальк).
К преимуществу предлагаемой композиции бтносится и высокий показатель. индекса расплава (1-2 г/10 мин по сравнению с 0,7 г/10 мин у исходного
ПП), что позволяет интенсифицировать процесс переработки, понизить температуру формования или повысить концентрацию наполнителей.
Кроме того, использование в композиции низкомолекулярного силоксанового каучука не требует дополнительного измельчения каучука, что снижает трудозатраты.
Высокие показатели ударной прочности композиций позволяют эксплуатировать изделия в диапазоне температур (-60)-(+80) С, а наполненные— до +120 С, что снижает толщину изделий до 1,5-2 мм против толщины эбонитовых моноблоков (9-10 мм) и моноблоков иэ наполненного ПЭ (5-8 мм). При этом вес моноблоков и комплектирующих деталей составляет 1,1-1,3 кг против 3-4,0 кг из ПЭ и 5,5 кг иэ эбонита. Таким образом, вес деталей сокращается в 3-5 раз и, следовательно, во столько же раз расширяется сырьевая база.
ОжидаеМай экономический эффект от применения предлагаемой композиции только для двух типов моноблоков для выпуска на одном заводе составляет около 800 т.р. в год.
749861
133
1Ж с
io e
1Э
10 (» м с
00 1 1
С«3 м
1 ! о
gI ГЧ
oi + . (1 о
Ic! а
1 1 (Ч с
Г Ъ а Ф
40 с (О (Ч м
«-4
1 C) Гс
lA с а Г ъ
С«4 м «у м
Ю 1 а
1 1 1
I Х Оъ II» L
I I6
I I» е
4»3
Ch (Ч
CO с (с м с д
Е о
О
С0
I I м с, Ф
«Ф о
1 Х
1 (О ! М
1 ((3
1 сР
3 м
1 10
CO с (с 4(Э
3- О 00
C0 Ch 3 аО Оъ с °, an а
L0 («4
«(Г в о («"4
«» ( с
«3 «О (0 (C0 сУ с с (Ч IO
Ch 00
О с
lO
Ю м с (3Ъ
Cl
М44 1 (Ч ((3 Я1 +
Х О( асГ= «
I0 Xi
Ц О(Ь
0«»»1 ГЧ (.31
Ы I»l
М 4,0 с с а (3Ъ 00
Ch IA с с
00 0Ъ
«-4 с с
О 00
«-4 Ch
Г Ъ с
Ю (Ч
00 «.4
О с
«»
Ch ((3 Х
Х 1 .
М (Э О
Ц а
4-4 Е с м ( о о
«-4 «-4 (Ч с
О
«
Г Ъ с в о о ч
«-4 «-4
° Ф с а с
O aO
° 00
«3 с М
00 (Ч
Ch г»
ГЧ
«-(1! 1 1 а с
i о
1 ((3 «-4! 1 ! !
С4 о
Е О х а о т» (Ч- - —.
4 о
Е-4
«-4 «- 4 с о о (Ч «х» с с о о (Ч (Ч с о о
4 с
О м с с с о о о (Ч ь (Ч с
ГЧ
1 1 I I
ГЧ с ь (Ч с
ГЧ с о
I 1 1 а (Ч с
lA lA ,(Ч ГЧ с с о о
IA (Ч с, C) а (Ч с ь
М Г«3 с с о о м м с с о о м о м м с с о о
an а а с с о" о о а а с о о а а
ГЧ с с о о
an (Ч с
О а (Ч с
lA (Ч с о а а а ih а с с с с с
О О О О О
М Г Ъ с. с о о м с о
Г Ъ М с с о о м м с с о о (Ч с ь (Ч (Ч (Ч с с с о о о
IA (Ч (Ч с с о о (Ч (Ч с с о о
М М М М "Г"Ъ
IA а
ГЧ (Ч (Ч с с с о о
ГЧ с
C) с с с С с
o""о о о о
1 !
1
1.
1 ! !
1 (33 о
И
40 и ! х
I Е»
1:4
i v а о с с
«-4 . Г Ъ
lA lA с с т-4 «-4
"IA lA с
«4 «(а а с с
«.4 « а с
Г Ъ «-4
lA с
«(а м
«.4
О
О (Ч
00 !
34 ((3
Ш Ж
L м м
1 1
I 1
I В и1
Q 1
i v
1 1 — 3
О с
Ch а а с с
«Ф «4
IA IA с с
«.4 « а с
«4 и
IA Ch
I 1
I 333 ! t» 1
I 1
° » о o
lA «Y о ь «3 а о о
«Р м о о
«Ф «Ф о о (Ч о о
«Ф сФ
0Ъ «» с а а
Г"Ъ а IA
«Ф «3 с
«Ф «Ф а an
an
«Ф Ю с с
ГЧ М а е аА с с (Ч (Ч
° 3 IA
I
I М
in а an а с с
an а an а (с М IA «Ф
an а с . с Ф Ф а «»
lO с
° Ф
i ольха
O (0 n (II (УСЕ!
1 . I 1 4 I
1 I Ц Ц (ОЭ ба 1 (I» 1
° 1 ((3 Х 1
Х 1ХГ т Х (О i ХХ хех i
I 1Ц&Ж I I х, v
Д 1 Н 1 х
1D I 04 1 о
Ц I Е» 1
Э I И х ! (б Х 1
1 K Х
1 Р4 Е» 1
1 х
1 Ц I - 1
О 3 ИО.
И (ОХ
1 Е»-" 1
4 I
1
1
1
1
1 03 о
1 0
1 Э
1 Ж ! о 1 И
1 М
1 Х
Ф М - «34 1 - (0 с с с с \ (Ч (Ч М in 3 а
Ch 0O W 40, М
«У «У «Ф CI «Ф «3 аЧ «-» ГЧ IO C0 (33
О 3 Ф 433 " В а (Ч (Ч О O(Ch
«" Ф «-Ф «" 4 «" 4, с
1 - I " I I «Ф! I I 1 1
«.» (Ч с
00 W «3 I 1
c3 lA lD
Щ CO 4 О с с с с с (Ч" (Ф м" "бЪ 3
«У «Р IA (с ((! 1 1 1 1 1 1 1 (Ч (Ч («4 (Ч «-4 с с с с с
О О О О О О! 1 1 .! 1 I 1..:. »!» 749861 с
О М О. C»I О «!
«!» «!» . м
° 0»
О
«»
«3»
О О !
» «0»
ОЪ ОЪ
1 !!
1 !
00 О
О О I
»-! «1 !
1
I . I
1 ! !
1 I I
1 !
«1 «0» «0» с с \
»О О»О е» «-4, lO
Ю с
N !
CV с
00
В
СЧ! с
О О г4 О
«-!
I г« с
«! О цр»,О
«-! 00 с с
0O I» (Ч СЧ
Я с с с
09 1 «0 о
Ю.
Ю с
О
»D
«!»
° 0» Ч » с с О
СЧ (Ч C»I
».О с м
Ю
«-»
Ch C»l с с
lA «-1
C»I C»l
00 с
«! (Ч м м
СЧ с
« (Ч f с с
«й ! I»
»d О
1 IC I О !
»04-» ! ОС !
11
1 1
1 Й I
I О Ф
1 ИЕ»
00 . 1»0 Х
1ЖХ! о
Е !»ОХ ф 1ХЕХ
1 !
I !
1 I !
»A lA с с
О О
1 !
«»»1%»«» с
О О О О
СЧ с
»«» с с
О О
»-» с
1
1
СЧ (Ч (Ч с с с
О О О
О
Д
1 I !
lA lA»!Ъ
<Ч СЧ (Ч с с с
О О О о
»Г) О» (Ч с
Е< О
»А с
О м с
Ю м м с
О О м с
lA Ю
<Ч (Ч с с
О О
0Ч с
»А (Ч
О
Ю
Ф0
1 !
I !
lA с
О м с
»D м Г ъ с с
О О м с
»D Ч СЧ СЧ с с с
О О О м м с с
О О м с
<Ч с
»D м с
<Ч с
О м
»D !
«О е а -» Е»
М
О U м
»D
«О е
Е-»
М
«-»
М
О0
М М
М
О. О
00 CO
«»»-»
%«х»
I !!
О 1О
Ж 0О
»!Ъ»»Ъ м»«l 1
Ch О\ с
° Ф
»О lO
О ю м м
И
Р3
»А
О м
Е»
О
О О
I I lA с
<Ч
»Л M М < Ъ
Ch Ch с с
«-1»О
00 Г»
CD (с
Сч
1=! O
Х м х
О О
«! «0
I ! ! !
О I
< ) «««-1»О с с \
О\ Ch 1с
00 00 00
C с м Ch
Ch с
Ch м
»-»
»ч
Ъ !
»А»А
lA 0Ъ
Ch О
«.1 СЧ
1 !»б ! аха оеае
I a3@3 м (Ч
° О!
Ч Сч
»"»
» еЧ IC 1
1 1
« О
Ц !0О0«Ч
1Е Х»-1 + 1 х »х»о!
I« Х !0 ««! 1 !
Р Хи!CD
Е !Е I »A
1!» ! ж Iu
1 О
1, 1»0 <О
О 1! 1+ х»v
1 О
8,!х1ь
1 ф»О
1 Ы + х
1 О
eo i
I Х 1+
0K! хог — — »
1 Ц
>O IcD
<Ч
М
I 0I х
I »О
1 ! Ф
1 О
1 1 с
1 U «
I О
63
l0 1 Q I
1 Е 5 х х
»О IХ !
0 Х а 1р !
»! — — — —
1 =
О 1ИД, I ! !
+- !
»0, 1 ф
О I W а I Ц I
Е О 1 х х
1 О
I
g I
И 1
« gI х и
I C0 I О . о
1 о в
М I Р
1 1 ! — — — !
1 И
1 I ! I I ! !
I I 1 ! !
1 . 1 I I !
I I I ! !
749861
Формула изобретения
Составитель A.Êóëàêoâà
Редактор A.Ìàêîâñêàÿ Техред T.Ëåâàäñêàÿ Корректор М Пожо
Заказ 4423/7 " Тираж 549 Подписное
ЦНЙИПИ Госуфарствейного комитета СССР пе делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Филила ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Полимерная композиция, содержа " щая полипропилен, полиэтилен, синтетический каучук, выбранный иэ группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, полиизобутилен, бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенсти-. рольный каучук и стабилизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения ее ударной проч-йостй прй отрйцательных температурах, ойа дополнительно содержит силоксановый каучук при .следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:
Полипропилен 29-83,3
Полиэтилен 10- 55
Силоксановый каучук 0,5-5
Стабилизатор О, 2-2
Синтетический каучук, выбранный из группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, полиизобутилен, бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластоПласт, бутадиенстирбльный каучук Остальное
Источники информации. прйнятые во внимание при экспертизе 1. Иванюков Д.В., Фридман М.Л.
Полипропилен. М., "Химия", 1974, 10 с,107.
2. Амброж А. и др. Полипропилен. М., "Химия", 1967, с.196.
3. Авторское свидетельство СССР
9 455124, кл. С 08 L 23/02, 16.06.72.
4. Сибирякова Н.A. и др. Морозо15 стойкий полипропилен и его применение. Л., ЛДНТП, 1976, с.7., 5. Иванюков Д.В.,Фридман M.A. Пол пропилен. M., "Химия", 1974, с ° 109.
6. Авторское свидетельство СССР
20 по заявке Ф 25591441/23-05, кл. С,08 L 23/06, 23. 12. 77.
7. патент США Р 3192288, кл. 260-897, 29.06.65.
8. Патент CtdA 9 3256367, 25 кл. 260-897, 29.03.68 -(прототип).
