Полимерная композиция

)аяу м л ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ АВТОРСИОИУ СВИСВТТОЪСТ,(21)34720 (22)14,07 (46)1512 (72) Н,Д.В,Е. Стар (71) Инсти мерных си (53)678.7 (56)1. Ав В 749861,2. Пат кл. С 08 (прототип (54) (57 П держащ каучук 83, Вюл. 46олосмак,ВЪД. Федоров,жинский и С.С. Слуцкий,ут механики металлополитем АН БССР2.3. 046. 34(088.8)тарское свидетельство СССРкл. С 08 .Ь 23/02, 1978.нт США В 4211690,53/00, опублик. 1980КОМПОЗИЦИЯ, соен, синтетический,наполнитель, о тя тем, что, с целью повышения прочности получаемого иэ композиции материала при работе его в кислых и солевых водных растворах в условиях высоких температур и ударных нагрузок, она содержит в качест ве синтетического каучука этиленпропиленовый или иэопреновый каучук, а в качестве минерального наполнителя- сернокислый барий и гидроксид бария при следувицем соотношении компонентов, мас.ч.: Полипропилен 100 Этиленпропиленовый или иэопреновый каучук 2,5-40 Сернокислый барий 2,5-20 Гидроксид бария О, 5-10 ЕИзобретение относится к получениюкомпозиций на основе полипропилена,каучуков и наполнителей, которые могут быть использованы для работыв условиях совместного действия ударных,нагрузок, высоких температур, кис5лых и солевых водных растворов.Известны композиции, которые, сцелью повышения ударной прочности,содержат полипропилен (ПП) и синтетические каучуки 0,5-5 мас.Ъ из группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, поЛиизобутилен, бу-.тадиеновый каучук, дивинилстирольныйтермоэластопласт, бутадиенстирольныйкаучук и силоксановый каучук 1 .Однако эти композиции характери"эуются резким понижением ударной прбчности при работе деталей .в водных .кислых средах, так как силоксановыйкаучук недостаточно стоек в водных 20кислых средах и образует дефектнуюграницу между ПП и каучуком, чтоускоряет процесс проникновения ионов:среды и образования трещин,Наиболее близкой по техническойсущности и достигаемому результатук прерйагаемои является полимернаякомпозиция, содержащая, мас.ч.: полипропилен 100, синтетический каучук40-150,(сополимер этилена с пропиленом), а также минеральный наполнитель - карбонат кальция или талька5-120 с диаметром частиц 0,8-0,11 мкм.Композиция имеет высокую ударную прочность и модуль упругости 2 . 35Недостатком данной композиции являет ся значительное уменьшение ударнойпрочности в растворе серной кислотыи хлористого цинка при температурахдо 80 С вследствие растворения наполнителя, его последующего вымывания ироста микротрещин.Цель изобретения - повышение прочности получаемого из композиции материала при работе его в кислых и 45солевых водных растворах в условияхвысоких температур и ударных нагрузок.Поставленная цель достигается тем,что полимерная композиция, содержащаяполипропилен, синтетический каучук,минеральный наполнитель, содержит вкачестве синтетического каучука этилен пропиленовый или изопреновый каучук, в качестве наполнителя - сернокислый барий и гидроксид бария, приследующем соотношении компонентов,мас,ч.;Полипропилен 100Синтетический каучук 2,5-40Сернокислый барий 2, 5-20 60Гидроксид бария 0,5-10Для полипропилена и сополимера эти.лена с полипропиленом многокомпонентнаясреда - раствора серной кислоты и соли хлористого цинка, явля ется физически активной средой, вкоторой они практически не набухаютдаже при высоких температурах, происходит адсорбция среды на поверхности и диффузия в объеме по механизму объемного заполнителя микропор.Полагают, что для таких сред адсорбционный эффект играет превалирующуюроль в понижении прочности полимерав результате процесса растрескиванияи роста микротрещин. Разрушение полимеров в физически активных средахпри действии ударных нагрузок и растягивающих напряжений идет по известным механизмам, но только ускоряетсяадсорбцией и диффуэией среды. Применение в предлагаемой композиции наполнителя - смеси сернокислого бария и гидроксида бария, позволяетзначительно уменьшить адсорбцию идиффузию среды и в результате нейтрализации грдроксидом бария, проникшихионов 804 залечивать поверхностныемикропоры, образовавшимся сернокисльм барием и приостановить разрушение материала.Композиционный материал получают на основе полипропиленаМРТУ 6-05-1105-67 марки 04 П 10/010и 05 П 10/020, каучуков - СКЭП - Сополимер этилена с пропиленом и СКИизопреновый.П р и м е р 1. Сернокислый барийсмешивают с гидроксидом бария и затем на экструдере при 100 С смешивают их с сополимером этилена спропиленом и с полипрбпиленом. Композицию экструдируют при 190-220 С.,Состав композиции приведен в табл.1,а свойства полученного материалав табл. 2.П р и м е р 2. Приготавливают40-ный раствор изопренового каучукав бензине и смешивают его с сернокислвк барием и гидроксидом бария.Эту смесь наносят на .,гранулированныйполипропилен, композицию сушат при80 С и эксурудируют при 190-220 С.Состав композиции приведен втабл, 3, а свойства полученного ма.териала - в табл. 4,В табл. 2 и 4 приведены Физикомеханические свойства композицийобразцов (соответственно по табл. 1и 3), не подвергнутых воздействиюагрессивной среды, и образцов послевыдержки в среде -.водный растворсерной кислоты к хлористого цинкапри Т = 80 ОС ф 15 в течение 100 сут.Стандартные образцы выдерживаютв растворе: 20-ной серной кислотыи 25-ного хлористого цинка при80 ВС в течение 100 сут по ГОСТУ 12020" 72,.После этого опредечяют механичесжиесвойства образцов предел прочности .при сжатии (ГОСТ 112 б 2-68/ и растяжении ГОСТ 4651-68), а также мо1060647 Компоненты Прототип Содержание компонентов,мас,ч.Свойства Предлагаемые композиции 23 4 5 1б Предел прочностипри растяжении,кгс/см, 80 С,исходный 260 280 300 280 260 380 240 200 260 275 265 250 295 215 после 100 сут Ударная вязкостьс надрезоы,кгссм/см 5,1 61,9 4,5 4,9 исходнаяпосле 100 сут 2,9 2,1,4,7 4,8 135 140 130 Модуль упругостипри растяжении,.кгс/мм,исходныйпосле ХОО сут 123 110 .118 108 122115 108 92 102 110 98 2,1 2,7 2,7 Набухание,Ъ 4,1 1,9 2,2 2,0 дуль упругости при растяжении (ГОСТ 9550-71) и ударную вязкость (ГОСТ 4647-69) .Как видно иэ табл. 2 и 4, механические,свойства материалов иэ предлагаемых композиций выше чем у прототипа.Предлагаемые композиции характеризуются повышением механических свойств композиции при работе в агрессивных средах и ударных нагрузках, увеличением срока .службы деталей в 2 раза.Разработанный композиционный материал планируется использовать для изготовления звездочек цепных передач и корпусных деталей, работающих в агрессивных средах.Т а б л и ц а 1 1 2 3 4 5 6 100 100100 100 - 100 1,5 2,0 10 20 12 25 5 ф 5 5,3 5,3 3,55,11060647 Таблица 3 Прототип Предлагаемые композиции, мас.ч.Компоненты 1 . 2 3 4 5 Полип ропиленмарка 04 П 10/010 100 100 100 100 100 100 Изопреновый каучукСКИ 40 50 2,0 2,5 20 1,5 10 20 25 2,0 Сернекислый барий 10 15 0,3 0,5 15 Сополимер этиленас пропиленам Таблица 4 Свойства Прототип Предлагаемое композиции23 4 Предел прочностипри растяжении от времени пребывания всреде при 80 фС.исходный 240 305 280 70 5 осле 100 сут 20 2 80 26 2 22 5,1 5,6,5,8 4,Модуль упругостикгс/ммф 35130 14 сходныйосле 1 110 10 118 5 с ание,В 1,2 0,а Составитель В. БалгинТехред Т,Маточка Корректор А.Ильин кто Товти Заказ 996 7 Тираж 494 ВНИИПИ Государственногпо делам изобретений 113035, Москва, Ж, Ра филиал ППП "Патент", г, ужгород, ул. Проектная, 4 Гидроксид барияТальк дарная вязкость с адрезом, кгсфсм/сисходнаяпосле 100 сут Подписноеомитета СССРоткрытийкая наб., д. 4/5