Пигментный концентрат для полиэтиленовых изделий и способ его получения

(21) 3484 (22) 03.0 (46) 15.0 997/23-28.826.84, ВюлАгеев, Рв, А.Б.А за счет повышен оиств издел омоген и пигментно концентра- но-активноеарат цинВ 22 Т. Владимиро дреев, Н.А Марков и Н та, в каче го веществ ка при след ве поверхнос используют с(72) А.Д С.В.Влас В.Н.Куле нов (53) 678 (56) 1. В 333767 рим Ром В в,нтов, ма 50-40 5;10 Алюмин теара вая пудрацинкаен высокония 3 (088.8)видетельствС 3/00, 197тмасс. Под. Полиэт го давл Остальное ед 98 ки из полимеро 101-102.етельство СССР 1/62, 1969. РАТ СПОС нтрат дл а основе вления, содер и поверхност тличаюелью улуч тационных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 01 КРЫТИИ(54) ПИГМЕНТНЫЙ КОНЦЕНТЛИЭТИЛЕНОВЫХ ИЗДЕЛИЙ ИПОЛУЧЕНИЯ,(57) 1. Пигментный концполиэтиленовых изделийполиэтилена высокого дажащий апюминиевую пудруно-активное вещество, ощ и й с я тем, что, с цния декоративно-эксплуа цем соотношении компо 2. Способ получения пигментного концентрата для полиэтиленовых изделий путем механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена, с последующим охлаждением и гранулированием, о т л н ч а ю щ и й с я тем, что, с целью улучшения декоративно-эксплуатационных свойств изделий за счет повышения гомогенности пигментного концент рата, перед механическим диспергированием в расплаве полиэтилена алюминиевую пудру и стеарат цинка совместно диспергируют, а смесь компонентов в расплаве подвергают термообработке при 300-350 С в течениео15-20 мин.Изобретение относится к техноло гии получения пигментных концентратов для окраски полиэтилена в металлический цвет н может быть использовано в полимерной промышленности для изготовления декоративных изделий и предметов бытового назначения из полиэтилена.Известен пигментный концентрат, содержащий полиэтилен и мелкодисперсный алюминий, распределенный в полиэтилене, Благодаря наличию алюминия пигмент приобретает металлическую окраску. Добавка этого пигментного концентрата в экструдер в процессе переработки полиэтилена поз воляет придать изделиям или пленкам декоративный блеск 2 .Однако этот пигмент недостаточно гомогенен, что вызывает неоправденнс высокий расход пигмента в процессе окраски полиэтилена и приводит к ухудшению декоративных и механических свойств изделий.Наиболее близким к предлагаемому является пигментный концентрат на основе полиэтилена высокого давления, содержащий алюминиевую пудру и поверхностно-активное вещество.В качестве материала-носителя ис 30 пользуется полиэтилен в виде порошка или гранул, в качестве пигмента, - алюминиевая пудра, состоящая иэ первичных частиц, агрегатов и агломератов, а в качестве поверхност Ы но-активного вещества (ПАВ) использу. ют стеариновую кислоту. Наличие ПАВ улучшает гомогенность пигмента за счет интенсификацви 40 смешения ингредиентов, поскольку стеариновая кислота выполняет .Функции диспергирующего агента 2 .Недостатком данного вещества явля ется низкий уровень декоративно- эксплуатационных свойств окрашиваемых им изделий, обусловленный как его неудовлетворительной однородностью, так и увеличением твердости гранул пигмента выше твердости исходного полиэтилена, что в дальнейшем затрудняет получение равномерной окраски смеси в процессе изготовления изделий и обеспечение требуемых механических и других их эксплуатационных свойств.Известен также ряд способов изготовления концентратов.Алюминиевая пудра Стеарат цинкаПсаиэтилен высокого давления 50-40 5-10 Остальное Причем перед диспергированием компонентов смеси в расплаве полиэтилена алюминиевую пудру и стеарат цинка совместно диснергируют, а смесь компонентов в расплаве полиэтилена подвергают термообработке при 300-350 С в течение 15-20 мин. Стеарат цинка имеет хорошее химическое сродство к полиэтилену и его применение позволяет получить на определенной стадии процесса устойчивые (в отношении разложения на исНапример известен способ изготовления пигментных концентратов путем окраски гранул полиэтилена в металлический цвет конденсацией в вакууме на холодной поверхности полимера паров алюминия.Для этого алюминий нагревают выше температуры плавления в вакууме, испаряют и рассеивают на несколько десятков сантиметров, осаждают на поверхности полиэтилена мономолекуляр ным слоем 3.Но, так как пары металла имеют высокую температуру, а полиэтилен низкую температуру размягчения, обеспечить сохранность гранул без использования сложных дополнительных методов и средств практически невозможно, поэтому этот способ не может быть использован в производственной практике,Наиболее близким к предлагаемому является способ получения пигментного концентрата для полиэтиленовых изделий путем механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена высокого давления Я .Недостатком этого способа является низкий уровень декоративно-эксплуатационных свойств окрашиваемых пигментом изделий, обусловленный наличием агломератов частиц алюминия.Цель изобретения - улучшение декоративно-эксплуатационных свойств за счет повышения гомогенности пигментного концентрата.Поставленная цель достигается тем, что в пигментном концентрате в качестве поверхностно-активного вещества используют стеарат адика при сле дующем соотношении компонентов, мас.Е:3 109 ходные вещества) соединения. Кроме того, стеарат цинка взаимодействует с алюминием с образованием прочных адгезионных связей и препятствует агломерированию его частиц. 5Поскольку процесс механического диспергирования компонентов смеси в расплаве полиэтилена идет при низкой температуре, увеличивается эффективность диспергирования смеси, 10 а нагрев после смешения до температуры разложения полиэтилена В Д до 300-350 С в течение 15-20 мин сниОжает вязкость маесы эа счет деструкции полиэтилена, создавая благоприятные условия для дальнейшего окрашивания изделий за сМет оптимизации соотношения вязкости пигмента и обрабатываемого материала. В процессе совместного диспергирования стеарат цинка обволакивает частицы алюминия, припятствуя егоагломерированию, Благодаря химическому сродству стеарат цинка с полиэтиленом в процессе его смешения с обработанным стеаратом цинка алюминием, образует устойчивые соединения,а смесь приобретает высокую степеньгомогенности. Нагрев до указанныхтемператур приводит к разложению.стеарата цинка на окиси цинка и низкомолекулярных фракций углеводородов,что предотвращает в дальнейшем отрицательное влияние стеарата цинкана механическую прочность, свариваемость и красковосприимчивость окрашенных изделий.П р и м е р 1, Для получения100 кг пигментного концентрата (состав 1) берут 50 кг алюминиевой пудры 40и 5 кг стеарата цинка и совместнодиспергируют 30 мин, затем готовятсмесь путем механического диспергирования компонентов смеси в расплавеполиэтилена, взятого в количестве 4545 кг, с последующим нагреваниемсмеси до 300 С в течение 20 мин,0после чего полученную массу охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,3 кг с/см. 50П р и,м е р 2. Для получения1 0 кг пигментного концентрата (сос 00тав, 2) берут 40 кг алюминиевой пудры и 10 кг стеарата цинка и совмест"но диспергируют 30 мин, затем готовят смесь путем механического диспергирования компонентов в расплавеполиэтилена, взятого в количестве 7634 450 кг, с последующим нагреваниемдо 350 С в течение 15 мин, после чеого полученную массу охлаждают н гранулируют. Вязкость пигмента0,3 кг с/см 2,П р и м е р 3. Для получения100 кг пигментного концентрата (состав За) берут 45 кг алюминиевой пудры и 7 кг стеарата цинка и совместно диспергируют 30 мин, затем готовят смесь в расплаве полиэтиленаВД, взятого в количестве 48 кг, споследующим нагреванием смеси доо325 С в течение 17 мнн, после чегополученную массу охлаждают и гранулируют, Вязкость пигмента0,2 кг с/см.П р и м е р 4. Для получения100 кг пигментного концентрата (состав 4) берут 35 кг алюминиевой пудрыи 12 кг стеарата цинка, и совместнодиспергнруют 30 мин, затем готовятсмесь в расплаве полиэтилена ВД, взятого в количестве 53 кг, с последующим нагреванием смеси до 280 С втечение 23 мин, после чего полученнуюмассу охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,8 кг с/см.П р и м е р 5. Для получения1 0 кг пигментного концентрата (сос 100тав 5) берут 55 кг алюминиевой пудрыи 3 кг стеарата цинка и совместнодиспергируют 30 мин, затем готовятсмесь в расплаве полиэтилена ВД,взятого в количестве 42 кг, с последующим нагреванием смеси до 380 Св течение 12 мин, после чего полученную массу охлаждают и гранулируют.Полученный пигмент имеет черную окраску и не может быть использован,П р и м е р 6, Для получения100 кг предлагаемого пигментногоконцентрата по известному способу(состав Зб) берут 45 кг алюминиевойпудры, 7 кг стеарата цинка и 48 кгполиэтилена ВД и готовят смесь врасплаве полиэтилена ВД при 140 С,после чего смесь охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,9 хг с/см .П р и и е р 7. Для получения100 кг пигментного концентрата известного состава (состав ба) предлагаемым способом берут 45 кг алюминиевой пудры и 10 кг стеариновой кислоты и совместно диспергируют 30 мин,затем готовят смесь в расплаве полиэтилена ВД, взятого в качестве 45 кг,с последующим нагреванием смеси до,42 Прочность .сварношва, Н/м 14 140 200 00 О О Прочность пленки вдоль направлени экструзии, кг/см 20 0 20 180 тносите ие при льнов удлинразрыве, Хая плотност е 500 0 20 Оптичес 15 ПИ Заказ 4143/22 Типаж 634 Полписное ал ШШ Патев 7, г.Ужгород, улЯроектная, 4 325 С в течение 17 мин, после чего полученную массу охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,7 кгфс/см.П р и м е р 8. Для получения 100 кг известногд пигментного концент 5 рата известным способов (состав 66) берут 45 кг алюминиевой пудры 10 кг стеариновой кислоты и 45 кг полиэтилена ВД и готовят смесь в расплаве полиэтилена при 140 6, после чегоО смесь охлаждают и гранулируют. Вязкость пигмента 0,9 кг с/см .Результаты испытаний изделий, окрашенных с использованием полученных пигментных концентратов, пред 15 ставлены в таблицеВ качестве объекта испытаний взяты пленки из полиэтилена ВД.Коэффициент (К ) вариации оптической плотности окрашенной пленки измеряют оптическим фотометров в де сяти точках на площади 1 м и оценивают по формуле- среднеарифметическое чение оптической пло Коэффициент вариацииоптической плотностипленки О,12 0,05 0 - измеренное значение оптической плотности,и - число измерений.Оптическую плотность П оценивают по формуле п=Д -- ,1 бгде 1 - световой поток (ЛМ) падаюощий на пленку,1 - световой поток проходящийсквозь пленку,- толщина пленки,Результаты прочностных испытанийполучены на разрывной лабораторноймашине и представлены в таблице вусредненных значениях.Из таблицы видно, что использование предлагаемого состава н способаизготовления пигментного концентрата(составы 1, 2 и За) обеспечиваютулучшение декоративно-эксплуатационных характеристик окрашиваемых изделий: увеличивается в 1,5 раза оптическая плотность пленки, более чемв пять раз возрастает ее оптическаяоднородность, на 20-ЗОХ улучшаютсяпрочностные характеристики.