Способ получения органо-минерального наполнителя для поливинилхлорида

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 1)С 081 С 08 Е ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ АВТОРСКОМУ ЕТЕЛЬС(54) ( 7) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОГЫНЕРАЧЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРТДА путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасыщенной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью упрощения технологии процесса и повышения прочности наполненного поливинилхлорида, 100 мас.ч. минерального наполнителя смешивают в водной или водно-органической фазе при 15-25 С с 10-300 мас.ч винилхлорида и 0,5-15,0 мас.ч, ненасьпценной органической кислоты с по- аЖ следующим нагреванием полученной смеси при 45-65 С. П ов,Гришин,Фомин,А.П.Кабанов Н. П ельев 8) В 397175 публик, 1 0 3926873, 1975, В 159 опубл618,ик. 1 С: ОСУДАРСТВЕННЫИКОМИТЕТ СССР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬ)ТИИзобретение относится к химиии технологии полимеров, а именнок способу получения органоминерального наполнителя для поливинилхлорида, и может быть использовано для 5производства высоконаполненных полимерных материалов,Известен способ получения органоминерального наполнителя для поливинилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащийфункциональные группы, ненасыщенной органической кислоты вдрисутствии инициатора. радикальной полимериэации при нагревании, в котором наполнитель пропитывают карбоксилсодержащим пероксидом Г 13,Недостаток этого способа заключается в сложности технологии процесса. 20Известен способ получения органоми. нерального наполнителя для поливинилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасьнценной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации принагревании, в котором мел обрабатывают в автоклаве или смесителе при80-150 С акриловой кислотой и смешивают с поливинилхлоридом в присутствии перекиси лауроила при, 120300 С,Недостатком указанного способаявляется низкий предел прочности35наполненного поливинилхлорида,Наиболее близким к предлагаемому но технической сущности и достигаеамым результатам является способ по О лучения органоминерального наполнителя для поливинилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель,содержащий функциональные группы, ненасьпценной органической кислоты в 45 присутствии инициатора радикальной полнмеризации при нагревании, согласно которому мел добавляют в концентрированную акриловую кислоту, нагревают дисперсию до кипения, вводят инициатор (персульфат аммония) и выдерживают до получения привитого сополимера, который содержит приви, тое покрытие из полиакриловой кислоты, и смешивают с поливинилхлоридом3;)аНедостатками данного способа являются сложность технологии процесса и низкие прочностные характеристикинаполненного поливинилхлорида,Цель изобретения - упрощениетехнологии процесса и повышение предела, прочности наполненного поливинилхлорида.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу полученияорганоминерального наполнителя дляполивинилхлорида путем прививки наминеральный наполнитель, содержащийфункциональные группы, ненасьпценнойорганической кислоты в присутствииинициатора радикальной полимеризациипри нагревании, 100 мас,ч, минерального наполнителя смешивают в воднойили водно-органической фазе при15-25 оС с 10-300 мас.ч. винилхлоридаи 0,5-15,0 мас.ч. ненасьпценной органической кислоты с последующимнагреванием полученной смеси при45-65 ОС,В качестве минерального наполнителя используют мел, перлит или кальцит, в качестве ненасыщенных органических кислот - метакриловую, малеиновую, итаконовую кислоты, инициаторами радикальной полимеризациимогут служить перекись лауроила,перекись бенэоила, динитрил аэоизомасляной кислоты, персулъфата,нерэфира янтарной или глутаровойкислот. Получение органоминеральногонаполнителя проводят в воде или водно-органической среде (ацетон, спирт.гексан), получаемый наполнительсмешивают на вальцах с ненаполненнымполивинилхлоридом для получения высоконаполненного полимера.Сочетание предварительной активации наполщителя ненасьпценной органической кислотой с последующей привитой полимеризацией винилхлсрида дает возможность повышения прочностныххарактеристик наполненного ПВХ.Концентрация ненасыщенной ;.рганической кислоты имеет оптимальныезначения 0,5-15,0 мас,7 эч наполните=ля, уменьшение концентрации ккты ниже 0,53 понижает прочностнь.ссвойства наполненного ПВХ, а у:;: ичение ее выше 153 отрицатель.:., с,- -эывается на перерабатываемост.:, композиций.Проведение сополимеризацииотемпературе ниже 45 С значителыюуменьшает скорость поли.ериза."ли,а увеличение температуры выше 65 Ссущественно повышает давление о ре87 4а20 С 30 мас.ч. винилхлорида и 2 мас,ч. акриловой кислоты (2% от количества наполнителя). Через 20 мин температуру в реакторе поднимают до 65 С и проводят полимеризацию при этой температуре, в течение 3 ч получают 120 мас.ч. органоминерального наполнителя, содержащего 20 мас.ч. полимерного покрытия. Полученный наполнитель вводят в состав стандартной композиции состава, мас.ч,:1 енаполненный 00,0 100,0 поливинилхлоридОрганоминеральныйнаполнительТрехосновнойсульфат свинцаДвухосновной стгарат сэинца 2,5 Стеарин 0,5 Режим смешивания: 80 С, 30 мин, режим вальцевания: 165 С, 5 мин,Прочностные ПБХ приведеныПример проводят как в Таким образом. изобретение позволяет получать органоминеральный наголнитель для ПВХ простым и удобным способом и существенно повышать прочностные характеристики наполненного З 5 ПВХ с.ч. на 100 мас.ч став реакционной среды,наполнителИинеральньй наполнитель ПриИнициат Вода рганический астворитель 0,5 (ДАК 00,0 е 0,5 (ПСФК 0,5 (АЦК) 0,5 (ДАК) 0,5 (ДАК)3 10859акционной системе и усложняет проведение процесса.Образование привитого сополимера,доказывается наличием нерастворимогополимера на поверхности частиц наполнителя после 60 ч экстракции кипящимрастворителем (дихлорэтан) в аппаратеСокслетта. Привитой сополимер идентифицирован методом ИК-спектроскопиии данными элементного анализа. 10Иодифицированный по данному способу наполнитель содержит 20 мас.ч.полимерной "рубашки", равномерно покрывающей поверхность частиц порошкообразного наполнителя,15Смешением такого наполнителя с серийным суспензионным ПВХ можно получить широкий ассортимент высоконаполненных ПВХ-композиций, содержащихот 30-35 до 100-150 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. ПВХ, имея одну технологическую линию производства модифицированного наполнителя, Указанные наполненные композиции обладаютхорошей текучестью, перерабатываютсяэкструзией с вьсокой производительностью экструдера и дают материал свысоким значением прочностных характеристик.П р и м е р 1. В реактор емкостью20 л с мешалкой загружают 100 мас.ч.химически осажденного мела с удельной поверхностью (ЯА) 3 м /г,400 мас,ч. воды и О 5 мас.ч. динитрила азоизомасляной кислоты. Дисперсиювакууюруют и загружают реактор при своиства наполненногов таблице. ы 2-25. Все операциипримере 1.108598 1 Продо.лже ние таблицы Дример Состав реакционной среды, мас.ч, на 100 мас.ч. наполнителяМинеральный наполнитель Органический растворитель Инициатор Вода 1,0 ф 1,0 400,0 10 0 Перлит Мел 0 0 14 Кальцит 15 0 1 б 18 То же О, 5 (ДАК) 400,0 0,5 (ПСФК) 0 20 По прототипу (сравнительный) 0,05 (ПК) 900,0 21 По прототипу(сравнительный) 0,5 (ДАК) 400,0 Сравнительный мел немодийицированный Перлит немоди- Ьицированный Кальцит немодифицированный 25 ПВХ ненаполненный1085987 пература сополимеризации ещеНенасыщенна органическа инилхлорид кислот ов 30,0 30,90 65 30,20 95 2,0 АК 0,0 20 6 5,0 (АК) 90 0,0 65 780 7 2,0 (А 475 30,2,0 (МАК) 65 0 (АК 70 300 19 720 90 30,20 30,0 570 20 13 1,0 (АК)14 2,0 (АК) 20 30,0 20 23 420 15 2,0 (МЛК) 16 2,0 (ИТК) О,22 430 20 20 320 52 30 30,14 40 60 640 65 О,300 2 23 При Состав реакционной среды, мас.мер на 100 мас.ч. наполнителя 1 2,0 (АК) 2 1,0 (АК) Э 0,5 (АК) 4 15,0 (АК 10,2,0 .(АК) 11 2,0 (АК) 12 1,0 (АК) 18 0,2 (АК 19 250 (АК 20 1,0 (АК Продолжение таблицы зрушающее напряжени 6 кгс/см 2 азры- при изгибе,Д10Продолжение таблицы 1085987 350 280 б 15 525 25 Составитель В.ЧуповТехред Ме Надь Корректор С.Некмар Редактор Т.Веселова Тираж 469 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Заказ 2169/24 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород ул, Проектная, 4 П р и и е ч а н и е. Д А К - динитрил азоизомасляной кислоты, ПСФК - персульфат аммония, АЦК -4-азобис-цианвалериановая кислота, ПК-перекись дикумила, ПЯК - перекись янтарнойкислоты, ПЛ - перекись лауроила, МАК - метакриловаякислота, АК - акриловая кислота, МЛК - малеиноваякислота, ИТК - итаконовая кислота.