Способ получения композиционного материала

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 1958433(61) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 120181 (21) 3262058/23-05 151М. Кп. з С 08 Х 3/20 с присоединением заявки МГосударственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявител инистерство мес 4) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕ Изобретение относится к производству композиционных материалов т па полимер-наполнителя, а именно к методу Формирования полимерной оболочки на поверхности частиц наполни теля, и может быть использовано в п изводсттве пластмассИзвестен способ получения композиционных материалов путем механического смешивания полимера с напал нителем в смесителях или экструдеРах 1 з,Недостатками этого способа являются малая степень наполнения полимера, неравномерное распределение наполнителя в объеме композиционног материала, что приводит к ухудшению механических свойств изделий из-за отсутствия адгезий,полимера к напол нителю, кроме того, метод является достаточно трудоемким.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предложенному является способ пол чения композиционного матЕриала пут Формирования полимерного покрытия на поверхности наполнителя, эаключа щийся в полимеризации о -олефинов присутствии комплексного металлоорг нического катализатора, состоящего из соединения переходных металлов и и- алюминий-органических соединений. Вданном способе наполнитель просушивают, затем помещают в реактор,котарый вакуумируют или продувают инертро- ным газом, пары соединения переходного металла вводят в реактор впрыскиванием или потоком инертного газа.Катализатор осаждают на поверхностинаполнителя. При высоких температурахпроисходит восстановление катализатора. В этих условиях выдерживаютнаполнитель в течение определенноговремени. Далее проводят процесс полимериэации с-олеФина из газовой или о жидкой Фазы. В зависимости от виданаполнителя и расчетной толщины полимерного покрытия процесс полимериэации пРекРащают путем понижения давления мономера (сС-олефина ), прекращением его подачи иЛи снижением температуры21.Недостатками этого способа у ю ся сложность проведения процес ем 25 пользование дорогостоящего катра, который в процессе полимер ю" может подвергаться травлению, в же повьааенные требования к наполни- а- телю, кроме того, способ являетсямало технологичны и по этой причиявляютса, ис- алиэатоиэации а так Ю.А.Микаелян, М.А;Зурабян, М.С.Вилесова и Р.С.Кане трудно осуществим в проььпалеццом производстве.Целью изобретения является упрощение процесса, обеспечение его регулируемости и улучшение механических свойств композиционного материала.Указанная цель достигается тем, что согласно способу получения композиционного материала, включающему формирование полимерного покрытия на наполнителе,.для формирования полимерного покрытия используют полиэтилен высокого давления., который растворяют в органическом растворителе при 70-75 С, вводят наполнитель, выбранный из группы, включающей отходы ту фа, перлита, пемзы, диатомита, и перемешивают 5-7 мин, затем добавляют осадитель в виде этилового или изобутилового спирта и после фильтрации дополнительно обрабатывают в этило- ЯО вом спирте 1-2 ч с последующей фильтрацией, промывкой и сушкой в потоке воздуха при. 30-35 С.Исходный полимер в виде гранул растворяют в реакторе растворителем, 25 например ксилолом, при 70-75 С, затем в растворе полимера эмульгируют наполнитель с размерами частиц 10 300 мкм, например отходы туфа, перлита, пемзы, диатомита и др., пос О ле чего вызывают жидкофазное разделение полимерного раствора путем добавления осадителя, например изобутилового, этилового спирта, заключающееся в том, что полимер из раствора выделяется в виде жидких. концентрированных микрокапель.с определенной концентрацией и вязкостью. Систему охлаждают до 30-35 С. При этом происходит обволакивание частиц 4 О наполнителя полимерной оболочкой определенной толщины, зависящей как от размеров частиц наполнителя, так и от степени осаждения полимера при постоянном соотношении полимернаполнителя. Полученный композиционный материал фильтруют, затем снова загружают в реактор и при интенсивном переме в . шивании обрабатывают осадителем 1 - 2 ч при комнатной температуре, после чего снова Фильтруют и просеивают водой. Полученный композиционный материал после проьывки сушат в потоке подогретого воздуха при 30-35 С. 55оПродукт представляет собой сыпучий порошок и при этом отслаивание полимера не наблюдается. Все применяемле реактивы после их разделения можно неоднократно использовать в 60 процессе получения композиционного материала.Описанный метод позволяет получить композиционный материал с различной задаццм степенью наполнителя. 5 Наиболее оптимальным соотношениЕмсостава полимер-наполцителя, обеспечивающим технологичность переработкикомпозиционного материала в изделие,является 50-75 наполцителя от общеговеса композиционного материала.П р и м е р . Эксперименты проводятв реакторе емкостью 50 л, оборудованным якорной мешалкой и жидкостнымобогревателем,Исследован полиэтилен высокого давления ( ПЭВД), в качестве наполцителяприменяют порошкообразный туф с размерами частиц 10-300 мкм, в качестверастворителя используют орто-ксилол,а в качестве осадителя-.техническийэтиловый спирт. Приготавливают раствор путем растворения 2,1 кг ПЭВДв 30 л ортоксилола при перемешивании2 ч при 70-75 С, затем в гомогенныйраствор полимера при той же температуре вводят 3 кг наполнителя с размерами частиц 10-300 мкм 5-7 мин,Жидкофазное разделение полимерного раствора в виде жидких концентрированных микрокапель вызывают добавлением этилового спирта в.количестве 3-х литров. При этом происходит обволакивание частиц наполнителя полимерными оболочками. Полученный продукт Фильтруют и при комнатной температуре обрабатывают в 10 л.этилового спирта 1-2 ч, затем сновафильтруют и промывают водой. Послепромывки композиционный материалфильтруют и сушат в потоке подогретого воздуха при 30-35 С.Выход композиционного материаласоставляет 93. Продукт представляетсобой частицы туфа покрытые полиэтиленовой оболочкой. Отслаивание полимера не наблюдается.Предлагаемый способ значительно упрощает технологический процесс и возможность промышленного использования,позволяет применяемые реактивы послеих раздЕления снова использовать впроцессе получения компОзиционногоматериала, что повышает экономичностьпроцесса, при этом понижается себестоимость изделий, полученный из композиционного материала за счет использования и утилизации отходов каменных карьеров.Полученный предложенным способомкомпозиционный материал легко подвергается переработке методами,применяемыми к термопластичным материалам:. экструзией, литьем под давлением, выдуваиием и др.Методом экструзии получают трубыразличных диаметров, а методом литьяпод давлением получают профильныеобразцы, обладающие улучшенным Физико-механическими характеристиками.Иэделия из данного композиционногоматериала типа труб находят широкое958433 Формула изобретения Составитель Л.Ягодкина Редактор Н.Горват Техред К.Мыцьо Корректор А. ГриценкоЗаказ 6974/33 Тираж 514 Подписное ВНИИПИ ГосударствЕнного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5филиал ПП 1 "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 применение в сельском хозяйстве, встроительстве,в химической промышленности для перевозки и транспор-тировки агрессивных жидкостей,а также для изготовления деталей технического назначения. Способ получения композиционного материала, включающий формирование . полимерного покрытия на наполнителе, о т л и ч а ю щ и й с я. тем,- что, с целью упрощения процесса, обеспечения его регулируемости .15 и улучшения механических свойств композиции, для формирования полимерного покрытия используют полиэтилен высокого давления, который раст йоряют в органическом растворителепри температуре 70-75 ф С, вводят .наполнитель, выбранный из группы, включающей отходы туфа, перлита, пемзы,диатомита, и перемешивают в. течение5-7 мин, затем добавляют осадительв виде этилового или изобутиловогоспирта и после фильтрации дополнительно обрабатывают в этиловом спиртев течение .1-2 ч с последующей фильтрацией, проьивкой и сушкой в потокевоздуха при 30-35 С.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Торнер Р.В. Основные процессыпереработки полимеров. М., "Химия",1972, с 164-196.2, Авторское свидетельство СССРВ 763379, кл, С 08 д 3/ОО, 1976