Полимерная композиция

(5)5 БРЕТЕН К ПАТЕНТ к рным а, ис- ционении, онной ти маоикоелях,о соСФ) , из конс дели трук ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(73) Н ауч но-исследовательский институтпластических масс им, Г.С.Петрова с Московским опытньм заводом пластмасс(56) Милицкова Е.А. Смеси и сплавы на основе ароматических полисульфонов и ихприменение. Серия "Производство и переработкапластических масс и синтетическихсмол", 1989, с.54.Заявка Ф Р Г М. 2735144,л. С 08 1 81/06, 1979.Заявка ФРГ )ч. 3842552,кл. С 08 Е 81/06, 1990. Патент США М 4369136524-371, 1983. Изобретение относится к полиме омпозициям на основе полисульфон ользуемым для получения конструк ых материалов в машиностро лектротехнике, электронике, авиаци ромышленности, бытовой технике. Э ериалы должны обладать высокой ст тью к растрескиванию в раствори егко перерабатываться и максималь ранять показатели полисульфона Известно, что полисульфон (П ткий конструкционный полимер э которого (особенно сложной(57) Использование; конструкционные материалы в машиностроении, электротехнике, электронике. авиационной промышленности, бытовой технике, Сущность: композиция включает, мас,ч.: ароматический полисульфон на основе 4,4-дихлордифенилсульфона и дифенилолпропана 85,0 - 90,0;разветвленный поликарбонат с показателем текучести расплава 50-60 г/10 мин (при 280 С, 2,16 кг) 5,0-10,0; полиалкилентерефталат 5,0 - 10.0; борная кислота 0,2-0.3 и/или окисленный полиэтилен 0,3 - 0.5 и технологические добавки (тетрастеарат пентаэритрита, стекловолокно, органические фосфиты) 0,1-30.0, Показатель текучести расплава (300 С, 2,16 кг) 5,8-23,8 г/1 О мин, С снижение разрушающего напряжения после контакта с растворителем 2-16 О, усилие съема изделия с формы 4,5-8,0 кг/см .1 з.п. ф-лы, 1 табл,ции) часто растрескиваются уже при выталкивании иэ форм. Растрескивание изделий из полисульфона обуславливается напряжениями, "замороженными" при впрыске в литьевую форму вязкого расплава, К тому же полисульфоны обладают достаточной адгезией к металлической форме, вследствие чего изделия с трудом выталкиваются из нее. растрескиваясь при этом. Так же известно, что с целью снижения охрупчивания иэделий из полисульфона при проведении испытаний под нагрузкой и в смеси толуол-изопропанол (1:3) и растворах нена 17889585 10 20 25 30 35 40 50 сыщенных полиэфиров используют компо. зицию из полисульфона и поликарбоната смолекулярной массой более 60000. Однако,при смешении большого количества высо-комолекулярного поликарбоната (10-40мас,ч.) с полисул ьфоном остается проблематичным повышение текучести расплава, сохранение на уровне полисульфонатеплостойкости и гидролизостойкости (гидролизостойкость значительно снизится засчет гидролиза (разрушения) карбонатныхгрупп - О - С - О -).У,0Известна полимерная композиция,включающая ароматический полисульфон(5-90 мас,ч.), полиал килентерефталат (1-90мас.ч.) и привитой эластомер, состоящий из800 полибутадиена и 200 привитой смесиметилметакрилата с н-бутилакрилатом (1-60ма с.ч.).Однако, хотя материал на основе этойкомпозиции и обладает в 13 раз йовышенной по сравнению с материалом на основекомпозиции, состоящей из полисульфона иполиалкилентерефталата, ударной вязкостьи улучшенной прочностью линий спая, нопри этом снижается его теплостойковть игидролизостойкость.Наиболее близкой к композиции по изобретению по технической сущности и достигаемому результату является известнаякомпозиция, включающая ароматическийполисульфон на основе 4,4-дйхлордифенилсульфона и дифенилолпропана, линейныйполикарбонат с показателем текучести расплава при 280 С и нагрузке 2,16 кг, равнь 1 м8 г/10 мин, полиалкилентерефталат и технологические добавки,Однако из таблицы известно, что композиции по примерам 1-3 имеют (по сравнению с исходным полисульфоном)пониженный модуль упругости при растяжении, пониженную прочность при растяжении и низкую теплостойкость. Дляповышенйя ударной вязкости по Изоду иударной вязкости при растяжении в компо-зицию вводят эластомер на основе бутадиен-стирола-акрилата. Однако, при этомухудшаются модуль упругости, прочностьпри растяжении (до 500 кг/см ) и теплоСтойкость. В примерах 4-17 приводятся композиции, содержащие 32-420 полисульфона,22-26,2 ф 6 полиалкилентерефталата, 5-205поликарбоната, 22 стекловолокна и 4декабромдифенилоксида(для снижения горючести электротехнических деталей). Такие композиции обладают совсем инымисвойствами, чем стеклонаполненный полисульфон; пониженным модулем упругости(7000 МПа вместо 8000-8500 МПа), пониженной на 20 - 25 С теплостойкостью, Но композиционные материалы разработаны для конкретной цели (катушки электротехнического назначения) и данные показатели соответствуют предъявляемым требованиям. Применяемый поликарбонат линейной структура типа " ехап 101", "Мег оп" с показателем текучести расплава при температуре 280 С и нагрузке 2,16 кг, равным 8,0 г/10 мин, не изменяет текучести расплава полисульфона, а введение большого количества полиалкилентерефталата (26%) ухудшает гидролизостойкость композиции, т.к, поли 15,алкилентерефталаты легко гидролизуются по сложным эфирным связям. Еще следует отметить, что между. полиалкилентерефталатами и поликарбонатами протекает межцепной обмен при температуре переработки 280-300 С с выделением газа - СО 2, что приводит к вспениванию расплава (это нежелательное явление при переработке приводит к пробуксовыванию шнека при заборе очередной дозы для впрыска и, как следствие, неполному заполнению формы). Все описанные композиции не обладают стойкостью к растрескиванию в растворителях и требуют больших усилийвыталкивания изделий из форм. Цель изобретения - улучшение перерабатываемости композиции, повышение стойкости к растрескиванию в растворителе изделий на ее основе и облегчение их выемки из форм. Указанная цель достигается тем, что полимерная композиция, включающая ароматический полисульфон на основе 4,4-дих-. лордифенилсульфона и дифенилолпропана, поликарбонат, полиалкилентерефталат и технологические добавки, в качестве поликарбоната содержит разветвленный поликарбонат с показателем текучести расплава 50-60 г/10 мин (при 280 С; 2,16 кг) и дополнительно содержит барную кислоту и/или окисленный полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас.ч,;Ароматический полисульфон 85,0-90,0Указанный поликарбонат 5,0-10,0 Полиалкилентерефталат 5,0-10,0 Борная кислота 0.2-0,3 и/или окисленный поли-.этилен 0,3-0,5Технологические добавки 0,1 - 30,0 В качестве технологических добавок используют тетрастеарат пентаэритрита, стекловолокно, органические фосфиты,Полисульфон выпускается по ТУ 6-06-688-продукт поликонденсации дифенилолп1788958 5ропана и 4,4-дихлордифецилсульфоца (полисул ьфоц-А).Разветвленный поликарбонат (зарубежные марки" Уасгооп СО - 2000" (ФРГ)и "РапИ 1 е АО - 5503" (Япония) применяют о 5основном для изготовления компакт-дискондля лазерных проигрывателей.В композиции используют такой бесцветный, прозрачный поликарбонат о нидедробленых бракованных компакт-дискоо и 10литников, имеющий показатель текучестирасплава при температуре 280 С и нагрузке,2,16 кг, равный 50-60 г/10 мин, что в 10 развыше, чем у линейного поликарбоната, Прииспользовании разветвленного поликарбоната с показателем текучести расплдоа ниже 50 г/10 мин нельзя получитькомпозицию с текучесть 1 о более 5 г/10 мици материал со стойкостью к растрескиоанию ниже 10%, а при использовании рдзветоленцого поликарбоната с показателемтекучести расплава более 60 г/10 миц получают материал с низкими физико-механическими показателями.Борная кислота - слабая кислота используется как реактив с основаниями о медицине и др,Окисленный полиэтилен получается кдкпобочный продукт о производстве полиэтилена (Нооополоцкий завод), Молекулярная 30масса 1050, содержание СО- и СООН -групп около 10%,Полиалкилецтсрефтдлдты - продуктыреакции терафталеной кислоты с этилецили бутилецгликолем. Полиэтилацтерафтдлат выпускается по ТУ-13-1-88, полибутилснтерефталэт выпускается поТУ-06-21-88.Тетрдстедрат пецтаэритритд - продуктреакции стеариновой кислоты с пецтдэрцтритам,Стекловолокна рубленое ТУ-1115266-84 (длинд нолокцд 6,2 мм, диаметроолокнд 13-20 мкм, насыпной оес 0,411г/см ),45Органические фосфиты:г 9 дрЬов(импортный) или стдфор- циклическийфосфит отечественного производства.Композицию получают механическимсмешением всех компоцецтоо, экструдиродан ием (после и редон ритсльцой суш ки при130-135 С в вакуума 10-15 ч при температуре 280 - 300 С и последующей грацуляцией.Или предварительно получают коццецтрат осех добавок, содержащий 25 или 50%полисульфоца, также сплавленный о экструдере и гранулирооацный. Такой грднулированный концентрат (МдыегЬассп) затемдобавляют в промышленный полисульфоц в количестве 13,4 или 200 и отливают изделия, Концентрат может быть окрашен, например, в чарный цвет.П р и л е р 1 (мас,ч): 90 полисульфона (на основе дифенилолпропана - бисфенола-А и 4,4-дихлордифецилсульфона) с показателем текучести расплава при температуре 300 С и нагрузке 2,16 кг, равным 3,04 г/10 мин, смешивают с 5,0 полиэтилентерефталата с показателем текучести расплава при температуре 265 С и нагрузке 2,16 кг, равным 38 г/10 миц (марки "В"), 5,0 разветвленного поликарбоната с показателем текучести расплава при температуре 250 С и нагрузке 2,16 кг, равным 55 г/10 миц (марки Рапйе АО" в виде дробленых литников и бракованцых компакт-дискон); 0,2 (н расчете ца сухое) борной кислоты в виде 30-50% растоора в дистиллированной воде (для лучшего набрызгивдния ца гранулы), 2,2 тетрастедратд пецтаэритрита в оиде порошка. Полученую смесь сушат и ри температуре 120 С под вакуумом в течение 24 ч, экструдируют при температуре 280-300 С и гранулируют. Из полученных гранул отливают стандартные образцы при температуре 300-310 С.П р и м е р 2 (мдс.ч,): получают концентрдт следующим образом. Смешивают меха-. нически 50 полисульфоца, 25 полидиэтилентерсфталата, 25 поликарбоната и 1,0 борной кислоты, 2,0 окисленного полиэтилена, 1,0 тетрастеардтд пентаэритрита, возможно 2,5 сажи. Смесь пропускают через одношнекооый экструдер при температуре 270-290 С и гранулируют, Затем к 80 полисульфона (как о примера 1) добавляют 20 полученного коццецтрдта, тщательно перемешиоа от, сушат и отливают образцы,П р и м е р 3, Кдк по примеру 1, цо полиэтилецтерефталатд взято 10 мас.ч,П р и м с р 4. Кдк по примеру 1, цо олесто полиэтилентерефтдлата взят полибутилентарсфтдлдт с показателем текучести расплднд при температуре 250 С и нагрузке 2,16 кг, равным 19,8 г/10 мин.П р ц м е р 5, Как по примердм 1,3, но в композицию вводят 30 мас.ч, рубленного стекловолокна и 0,5 л 1 дс,ч. окисленного полиэтилена.П р и л 1 с р ы 6-8, Как по примеру 1, по с разными количествами полисульфоца, полиалкилецтсрсфтдлата и разветвленного поликарбоната (см.таблицу).П р и м с р 9. Кдк по примеру 1, цо взят поликдрбоцдт с показателем текучести расплава (ПТР) 50 г/10 миц.Композиция имеет ПТР = 6,2 г/10 мин, П р и м е р 10, Кдк по примеру 1, цо взят поликарбонат с ПТР=60 г/10 миц.Композиция имеет ПТР = 6,5 г/10 мин.Композиции по примерам 9 и 10 имеют физико-механические показатели, идентичные показателям композиции по примеру 1.П р и м е р 11, Как по примеру 8, но окисленного полиэтилена взято 0,5 мас.ч. Свойства композиции остаются на уровне примера 8,П р и м е р 12, Как по примеру 4, но тетрастеарата пентаэритрита взято 0,1 мас,ч. Свойства композиции остаются на уровне примера 4,В таблице приведены составы композиций, их свойства и свойства материалов на их основе,Стойкость к растрескиванию и усилие съема изделий с формы определялись по следующим методикам.Стойкость к растрескиванию,Данная методика позволяет оценить качество испытываемых литьевых изделий. В основе методики лежит способность различных химических веществ вызывать видимые дефекты в изделиях из пластмасс, имеющих соответственно внутренние напряжения. В качестве образца используют лопатку тип 2 (длиной 150 мм и толщиной 4 мм). Лопатку вставляют в шаблон. Шаблон изготовлен из нержавеющей стали и имеет определенную стрелу прогиба, Шаблон с лопаткой в напряженном состоянии погружают в цилиндр с растворителем, состоящим их н-гептана и этилацетата (1:1) на 15 с, Затем образец вынимают из шаблона, вытирают и выдерживают в течение 5 мин на воздухе, На разрывной машине лопатки исйытывают на растяжение и определяют разрушающее напряжение. Стойкость к растрескиванию характеризуют относительным изменением разрушающего напряжения. Усилие съема изделий с формы.Усилие съема изделий определяют по . давлению, создаваемому в гидравлическомцилиндре литьевой машины при выталкива нии изделия - цилиндрического стакана свнешним диаметром 70 мм, высотой 70 мм, .толщиной стенки 4 мм, открытым дном иперекрещивающимися литниковыми каналами.10Формула изобретения 1. Полимерная композиция, включающая ароматический полисульфон на основе15 4,4-дихлордифенилсульфона и дифенилолпропана, поликарбонат, полиалкилентерефталат и технологические добавки, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью улучшенияперерабатываемости композиции, повыше 20 ния стойкости к растрескиванию в растворителе изделий на ее основе и облегченияих выемки из форм, в качестве поликарбоната композиция содержит разветвленныйполикарбонат с показателем текучести раС 25 плава 50 - 60 г/10 мин (при 280 С, 2,16 кг) идополнительно содержит борную кислотуи/или окисленный полиэтилен при следующем соотношении компонентов, мас,ч.:Ароматический поли 30 сул ьфон 85,0-90,0Укаэанный поликарбонат 5,0-10,0Полиалкилентерефталат 5,0-10,0,Барная кислота 0,2-0,3И/или окисленный поли 35 этилен 0,3-0,5Технологические добавки 0,1-30,0,2. Композиция по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что в качестве технологических добавок она содержит тетрастеарат пентаэ 40 ритрита, стекловолокно, органическиефосфиты,10 1788958 Полисульфон (ПСФ) те аее ааа еевеевв Конюненти, иас.ч,изеестние г д85 86 90 90 1 ОО Полисульфои (ПСФ) 5 80 42,8 Полизтилентерефталат (ПЭТФ) нарки иВн 1 О 75 25 5 5 26 2 5 5 1 О 15 5 5 8 5 5 10 25 5 5 0,3 0,25 0,2 . 0,4 О, 1 борная к-та 0,3 Окисленнььз поли- зтилен 0,3 0,4 О,б 0,2 0,5 Тетрастезрат пентаритрита 0,2 0, 0,2 О,5 0,20 0,05 0,3 0,3 фзсфит и 1 гозрпоз" 0,122 0,235 - 30 0,1 0,1 0,1 С теклозолокно 30 Поликарбонат линейны 15 15 5 ПолнбутипентереФталат 40 5 Показатель текучести рагллаза (300 С/2,16 кг/, г/10 нин 304 9,5 э,г 17,о 6,3 5,8 гэ,а 8,1 19,0 эо з,а 1 а,5 з,г 22 1 г 5,2 э,о 5 э 9 125,3 80 79 70 70 125,9 68 79 65 58 20 63 В 68 4 49 г 9 ц,7 15,о 1 О 16 г,о 20 36 г г 5 49 52 12 33 40-52 Усилие съема стаканас форин, кг/снз 18 20 25 4,8 8,0 5,6 7,0 4,5 9,8 8,1 8,3 6 16 8,5 0 18 15 7,7 5,4 6,7 15 6,8безреза 4,6 5,8 6,0 7,8 ,8,1 6,7 6,5 6,3 6,1 7,7 Теплзстойкость поВйка, С 171-183 156 160 172 187 180 178 179 197 172 183 197 181 156 185 180 175 2700-2900 2338 2500 6923 2700 2730 2590 2700 8590 2420 2800 8400 2700 ВООО 7500 2700 2700 Составитель Н.ПростороваТехред М,Моргентал Корректор С.Пекарь Редактор Заказ 82 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва. Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 101 Поликарбонат раззеталенннй (еторичиий) Разруааюзее напрякение исходщст образцое, 6 а Снииение разрязающего наполнения после контакта с растеорнтелеи, г Ударная вязкость