Полимерная композиция

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВМДЕТИЗЬСУВУ Союз Советских Социалистических Республик(51)М3С 0823/02 С 08 (. 83/04 с присоединением заювки Ио Государственный комитет СССР. по делам изобретений и открытиИ(53) УДК 678.742. .04(088.8) Дата опубликования описания 230780(72) Авторы изобретению Московский ордена Трудового Красного Знамениинститут нефтехимической и газовой промышленностиим. И,М,Губкина(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Изобретение относится к производству и модицицированию полимерных материалов путем совмещения ихс различными пластификаторами и может быть использовано при иэготовлении различных технических иэделий,в частности моноблоков аккумуляторов автомашин, тракторов, мотоциклов и деталей для автомашин.Известно, что полипропилен (ПП), 1 Оимея высокие эксплуатационные свойства, обладает вместе с тем значительными недостатками (низкой ударной прочностью и низкой мороэостойкостью),ограничивающими область 15его применения 11 .Повышение ударной прочности ППдо 30-40 кгс см/см при -50 оС и морозостойкости до -60 оС достигаетсясовмещением его с синтетическими 20каучуками 12,Известны композиции на основестабилизированного ПП с добавками0,1- 30 вес.% силоксановых каучуков,эффективно снижающими температуру 25хрупкости ПП до минус 60 С 3 .Однако указанные композиции необладают необходимой ударной прочностью Так приминус 50 оС ударнаяпрочность композиции равна 30 212 кгс см/смв , что недостаточнодля ряда примене"ний,Известны композиции на основеполипропилена, в которых повышение ударной вязкости и морозостойкости происходит при смещении ПП,ссинтетическими каучуками (4 .В табл. 1 приведены величины ударной вязкости при 20, 40 и минус 40 оСкомпозиций ПП с содержанием 10 вес,"5различных типов синтетических научу"ков (ПИБ - полиизобутиленом, БК -бутилкаучуком, СКД - бутадиеновым,ТЭП - термоэластопластом, СКЭП -этиленпропиленовым),Из представленных в табл. 1 данных, видно, что введение в ПП синте- . тических каучуков повышает ударную вязкость композиций в 2-3 раза. Однако такое повышение ударной прочности в ряде случаев недостаточно.Известны композиции ПП с полиэтиленом (ПЭ), взятых в соотношении, соответственно, 55-90:10-45 вес.%, которые имеют улучшенные свойства (ударную вязкость при минус 40 оС 9,65-23,4 кгссм/см при ударной вязкости исходного ПП 1,5- 8, б кгс . см/см 2) 5 .О, 5-5 0, 2-2 Однако ударная прочность композиций при отрицательных температурахнедостаточна,Известны композиции полиэтилена" С различными синтетическими каучуками, дойолнительно содержащие силоксановые каучуки, вводимые сцелью повышения эластичности.полиэтилена 6,Такие композиции также обладаютнедостаточной ударной вязкостью приотрицательных температурах, Так, приминус 50 ОС ударная прочность равна29-40 кгс см/см,Значительное повышение ударнойвязкости и морозостойкости происходит при смешении ПН, ПЭ и синтетического каучука.Наиболее близкая предлагаемой"полимерная композиция включает ПП,2-5 вес.Ъ ПЭ и 9,5-25 вес.Ъ полиизобутиленового каучука (ПИБ) илиСЭП. Ударная вязкость данной компогзиции составляет 20-46,3 кгс см/смпри -40 С 71 и 181.Однако введение в ПП полиизобути"лена или других синтетических каучуков выше 10 вес.В значительно сни"жает теплостойкость и прочностныесвойства материала, и введение 25 вес.Ъ ПЭ недостаточно для получения необходимой ударной прочности.Так, при содержании 5 СЭП ударнаяпрочность при положительных температурах увеличивается, однако при снижении температуры до ООС уменьшается в 3,5 раза. При содержании 10-15%СЭП ударная прочность при положи"тельных температурах увеличиваетсязйачительно, но, при отрицательныхуменьшается в 2-8 раз,.причем в этомслучае имеется значительное снижение Физико-механических свойств имодуля упругости.Цель изобретения - повышение ударной прочности полимерной композициипри-отрицательных температурах.Указанйая цель достигается тем,"что композиция, содержащая полипро"пилей; полиэтилен, синтетическийкаучук, выбранный из группы, включающей этиленпропиленовый каучук,бутилкаучук, полиизобутилен, бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенстирольный .каучук и стабилизатор, дополнительно содержит силоксановый каучук при.следующем соотношении компонентов,вес.Ъ:Полипропилен 29-83, 3Полиэтилен 10-55СилоксановыйкаучукСтабилизаторСинтетическийкаучук, выбранный" "-из группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, полиизо 60 65 П р и м е р 1, После предварительного измельчения синтетических каучуков на дробилке смешивают 926,5 г ПП, до 50 г ПЭНД, 5 г силоксанового каучука типа СКТЙ"А", 10 г этиленпропиленовогокаучука типа СКЭПбутилен, -бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенстирольный каучук ОстальноеС целью повышения физико-механических свОйств композиции, в нее можно вводить 5-30 вес.% наполнителя(например, асбест, стекловолокнои др)В качестве силоксановых каучуковиспользуют каучуки с молекулярнымвесом от 12000 до 1-2 миллионов типа СКТ - диметилсилоксановый каучукс м.в. 570 тыс.; СКТВ - диметилвинилсилоксановый каучук с м.в. 460 тыс.5 и содержанием винильных групп 0,1-.2 мол.%; СКТФВ- диметилфенилсилоксановый каучук с м.в, 720 тыс.и содержанием винильных групп.0,3 мол,% и Фенильных групп до 20 8 мол.Ъ; СКТН"А" - низкомолекулярный диметилсилоксановый каучук(м.в. 12000 - 75000); СКТНФ - низкомолекулярный диметилсилоксановыйкаучук, содержащий 1,5 мол.Ъ фениль 25,ных групп.В качестве стабилизаторов полипропилена используют наиболее эффективную смесь, включающую топанол(Топ), тинувин (Тин), дилаурилди- ЗО тиодипропионат (ДЛТДР), а для стабилизации полиэтилена - М,Иф-ди-,0 --нафтил-п-фенилендиамин (Диафен НН),В качестве светостабилиэатора в композиции используют сажу, например,ПМ 100 или ДГв количестве 02-05 вес%В качестве исходного используютполиэтилен высокой плотности низкого давления (ПЭНД).Композиция может содержать красители.4 ОТехнология подготовки смеси полимеров заключается в следующем.Синтетический каучук, напримерэтиленпропиленовый типа СКЭП,измельчают до 0,1-3 мм на роторной 45 или молотковой дробилке совместно спорошкообразным полимером (ПП йлиПЭ) для предотвращения слипания кусочков каучука. Смешение предварительйо измельченного каучука и по О рошкообразного стабилизированногоПП и ПЭ С Иизкомолекулярным.силоксановым каучуком типа СКТН"Аф проводят на лопастном смесителе прикомнатной температуре (возможно повышение температуры в смесителе до80 дС) в течение 20 мии. Затем смесьгранулируют при 180-220 фС на экструдере, Высокомолекулярные силоксаиовыекаучуки тйпа СКТ, СКТФВ, СКТС измельчают аналогично СКЭП.-40 1,5 с 2,0 г топанола, 2,5 г тинувина, 3 г дилаурилтиодипропнната и 1 г диафена НН в смесителе Бембери в течение 20 мин. Полученную смесь загружают в экструдер и при 180-200 фс изготавливают гранулы, из которых 5 методом прессования или литья получают образцы для испытаний на ударную вязкость. Материал хорошо перерабатывается в смеси известными методами переработки (литьем, экстру зией, прессованием). Прочность композиции равна 300 кгс/см 1, относительное удлинение 720.П р и м е р 2-21. Композицию готовят и испытывают в условиях примера 1, но используют различные компоненты и варьируют их количественное содержание (см.табл.2).Результаты испытаний на ударную вязкость материала приведены в табл.2.П р и м е р 22-30 (контрольные), 20 Композиции с различными компонентами и их содержанием готовят в условиях примера 1, но без применения предлагаемой синергетической смеси,Результаты испытаний и литератур ные данные приведены в табл. 2.Из данных, представленных в табл.2 видно, что композиции ПП+ПЭ+синтетический каучук+силоксановый каучук обладают синергетическим эффектом, . 30 ударной прочностью при низких температурах (-50 ОС) в 5-8 раз выше, чем у известных. При этом композиции обладают высокими прочностнымисвойствами (250-310 кгс/см). З 5 Для повышения физико-механическихсвойств композиций вводят наполнители(например, асбест, стекловолокно,двуокись титана, тальк).К преимуществу предлагаемой композиции бтносится и высокий показатель.индекса расплава (1-2 г/10 мин посравнению с 0,7 г/10 мин у исходногоПП), что позволяет интенсифицироватьпроцесс переработки, понизить температуру формования или повысить концентрацию наполнителей.Кроме того, использование в композиции низкомолекулярного силоксанового каучука не требует дополнительного измельчения каучука, чтоснижает трудозатраты,Высокие показатели ударной прочности композиций позволяют эксплуатировать изделия в диапазоне темпе-ратур (-60)-(+80)вс, а наполненные -до +120 фс, что снижает толщину изделий до 1,5-2 ммпротив толщины эбонитовых моноблоков (9-10 мм) и моноблоков иэ наполненного ПЭ (5-8 мм). Приэтом вес моноблоков и комплектирующих деталей составляет 1,1-1,3 кгпротив 3-4,0 кг из ПЭ и 5,5 кг иээбонита. Таким образом, вес деталейсокращается в 3-5 раз и, следовательно, во столько же раз расширяетсясырьевая база.Ожидаейьй экономический эффектот применения предлагаемой"компози"ции только для двух типов монобло"ков для выпуска на одном заводе составляет около 800 т.р. в год.1 ЮсО МсО МсО М МсО О МсО СЧ СЧ СЧ с с с О О О749861 12 Формула изобретения Составитель А,КулаковаРедактор А.Маковская Техред Т.Левадская Корректор М.Пожо Заказ 4423/7 ." Тираж 549 Подписное ЦНЙИПИ Госуфарствейного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филила ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4а Полимерная композиция, содержащая полипропилен, полиэтилен, синтетический каучук, выбранный иэ группы, включающей этиленпропиленовыйкаучук, бутилкаучук, полиизобутилен,бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенсти-.рольный каучук и стабилизатор,о т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью повышения ее ударной йрочйостй-прй отрйцательныхтемпературах,ойадополнительно содержит силоксановый каучук при .следующем соотношении компонентов, вес.Ъ:Полипропилен 29-83,3Полиэтилен 10- 55Силоксановыйкаучук 0,5-5Стабилизатор О, 2-2Синтетическийкаучук, выбранныйиз группы, включающей этиленпропиленовый каучук,бутилкаучук, полиизобутилен, бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластоПласт, бутадиенстирбльный каучук ОстальноеИсточники информации.прйнятые во внимание при экспертизе1. Иванюков Д.В., Фридман М.Л.Полипропилен. М., "Химия", 1974,10с,107.2. Амброж А. и др. Полипропилен.М., "Химия", 1967, с.196.3. Авторское свидетельство СССР9 455124, кл. С 08 Е 23/02, 16.06.72.4. Сибирякова Н.А. и др. Морозо 15 стойкий полипропилен и его применение. Л., ЛДНТП, 1976, с.7.,5. Иванюков Д.В.,фридман М.А. Полпропилен. М., "Химия", 1974, с109.6. Авторское свидетельство СССР20 по заявке Ф 25591441/23-05,кл. С,08 Е 23/06, 23. 12. 77,7. патент США Р 3192288,кл. 260-897, 29.06,65.8. Патент США Р 3256367,25 кл. 260-897, 29.03.68 (прототип),