ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C08L27/06 C08L51/06 

Изобретение относится к составу полимерной композиции на основе непластифицированного поливинилхлорида /ПВХ/, перерабатываемой, например, в профильно-погонажные изделия /оконные и дверные блоки/ с повышенной белизной.

В процессе эксплуатации изделий из ПВХ, особенно в условиях светового воздействия, происходит интенсивное изменение их окраски, связанное с деструкцией ПВХ. Поэтому сохранение белизны /светостойкости/ образца является необходимым условием для длительной и надежной эксплуатации изделий. Светостойкость удобно характеризовать степенью изменения белизны, полученной отношением белизны образца после и до светостарения в везерометре.

Известно большое число светостабилизаторов, улучшающих в той или иной мере светостойкость ПВХ композиций.

Известен способ увеличения светостойкости ПВХ материалов путем нанесения на их поверхность дисперсий из акриловых сополимеров или смесей со светостабилизаторами.

Известна полимерная композиция, применяемая для получения профилей плит, включающая, мас.ч. 100 ПВХ, 2 6 металлосодержащего термостабилизатора, 0,3 1 смазки и 10 50 вискозы [1]
Известна также полимерная композиция для получения профилей, листов, включающая, мас. ч. 100 суспензионного ПВХ, 2 6 термостабилизатора, 30 60 карбоната кальция, 0,3 2 смазки и 0,5 10 оксида цинка или диоксида кремния [2]
Для получения конструкционных изделий и листов используется полимерная композиция, включающая, мас.ч. 100 суспензионного ПВХ, 2 4 термостабилизатора, 0,3 1 смазки и 30 100 карбоната кальция, модифицированного 8,5 21,5 мас. сополимера, состоящего из 0,5 1,5 мас. акриловой кислоты, 5 10 мас. бутилакрилата и 3 10 мас. винилхлорида /ВХ/ [3]
Для получения профилей может быть использована также полимерная композиция, включающая, мас. ч. 20 80 суспензионного ПВХ, 20 80 микросуспензионного ПВХ с размером частиц порошка 0,8 9 мкм и удельной поверхностью 2 10 м²/г, 1 4,5 термостабилизатора и 0,1 2 смазки [4]
Для полимерных композиций [1 4] степень изменения белизны после светового старения в везерометре в течение 1500 ч составляет 0,30 0,62.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является ПВХ композиции, применяемая для получения жестких материалов [5-прототип] Полимерная композиция включает, мас.ч. 100 ПВХ, 0,5 3 термостабилизатора и 10 20 модификатора привитого сополимера, состоящего из /в мас. / 55 60 ядра, содержащего 70 75 бутадиена и 25 30 стирола, и 40 45 оболочки, содержащей 45 54 стирола, 46 55 метилметакрилата и 1 2 метакриловой кислоты. Степень изменения белизны образцов 0,60 0,72 после светостарения в везерометре в течение 75 ч экспозиции /0,40 0,52 после 1500-часовой экспозиции/.

Техническим результатом изобретения является увеличение светостойкости /степени изменения белизны/ полимерной композиции.

Для этого полимерная композиция, включающая ПВХ, термостабилизатор и модификатор, содержит в качестве модификатора привитой сополимер ВХ с этилен /Э/-винилацетатом /ВА/ с содержанием, мас. 10 40 ВХ, 8 72 Э и 12 18 ВА при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

ПВХ 100
Термостабилизатор 1,1 6,0
Указанный привитой сополимер ВХ с ЭВА 8 15.

В качестве ПВХ полимерная композиция содержит, например, ПВХ блочной марки М-6479У по ТУ 6-01-678-86, ПВХ суспензионный марок С-6358М, С-6388Ж, С-7058М по ГОСТ 14332-78; термостабилизатор, например смесь стеарата бария /СтВа, Ту 6-09-281-75/ и стеарата кадмия /СтС, ТУ 6-09-7-76/, СтВа, СтС и трехосновного сульфата свинца /ТОСС, ТУ 6-09-4098-75/, СтВа, СтС и двухосновного стеарата свинца ДОСС, ТУ 6-09-3928-75/.

Модификатор получен сотрудниками НИИ полимеров следующим образом.

В реактор-полимеризатор емкостью 20 л, снабженный термостатирующей рубашкой, импеллерной мешалкой и универсальным регулятором скорости, загружают 2,5 кг сополимера ЭВА, содержащего 21 24% ВА, полученного в виде порошка дроблением гранул ЭВА на измельчителе "Кондуксе" или путем растворения в избытке ВХ. Затем загружают 15 кг обессоленной воды, содержащей 0,1 0,04% /от воды/ поливинилацетата, омыленного для содержания ВА звеньев 27,5% Реактор продувают азотом, вакуумируют при перемешивании 20 мин, загружают инициатор-перекись лауроила /0,3 0,75% от ВХ/, растворяя его в ВН, первую порцию которого загружают в реактор в количестве 200 1200 г, или в четыреххлористом углероде /5% от ВХ регулятор молекулярной массы/. Содержание реактора перемешивают при 250 об./мин 1 ч при комнатной температуре, загружают дополнительно 200 800 г ВХ, устанавливают температуру 60^oC и проводят процесс до заданного состава привитого сополимера, который контролируют снижением давления в реакторе. Сдувают остаточный ВХ, проводят отгон летучих при температуре полимеризации.

Сополимер отделяют на фильтре, сушат при 45^oC и анализируют на содержанием массовой доли хлора /ГОСТ 25303-82/.

Сополимер может быть получен и с инициатором 2-этилгексилпероксидикарбонатом, синтезированным.

Получают привитые сополимеры, содержащие ВХ 10 40 мас. 3 72-48 мас. ВА 18-12 мас. содержание ЭВА соответствует ТУ 6-05-16-36-78.

В составе полимерных композиций указанный привитой сополимер ВХ с ЭВА ранее не использовался.

Сопоставительный анализ предлагаемого технического решения с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемая полимерная композиция отличается от известной использованием в ее составе нового компонента модификатора - привитого сополимер ВХ с ЭВА с определенным содержанием ВХ с ЭВА с определенным содержанием ВХ, Э и ВА. Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию "новизна". Анализ других известных полимерных композиций показал, что признак, отличающий заявляемое техническое решение, не выявлен и в этих изобретениях, а такое свойство, проявляемое предлагаемой полимерной композицией, как светостойкость /степень изменения белизны/, превышает аналогичное свойство у известных технических решений. Это позволяет, по мнению авторов, сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "изобретательский уровень".

Использование в составе предлагаемой полимерной композиции 8 15 мас.ч. модификатора привитого сополимера ВХ с ЭВА увеличивает светостойкость: степень изменения белизны составляет 0,88 0,91 после светостарения в везерометре в течение 1500 ч /см. таблицу, примеры 1 18/.

Сущность изобретению иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 100 мас.ч. ПВХ марки М-6479У, 0,3 мас. ч. СтВа, 0,8 мас. ч. СтСо и 8 мас. ч. привитого сополимера ВХ /10 мас./ с 3 /72 мас./ ВА /18 мас. / загружают в турбосмеситель и перемешивают в течение 20 25 мин при температуре горячей воды в термостате 85^oC. Смесь вальцуют на микровальцах при 180^oC в течение 6 мин.

Из вальцованных пленок прессуют квадраты 140•140•1 мм при 180^oC в течение 3 5 мин. Световое старение полученных образцов проводят в соответствии с ГОСТ 9.708-83. Степень изменения белизны определяют как отношение значений белизны после и до светового старения в везерометре в течение 1500 ч. Белизну образцов измеряют на блескомере ФБ-2.

Примеры 2 18 по предлагаемому изобретению, пример 19 для сравнения.

Составы и свойства полимерных композиций приведены в таблице.

Способ приготовления композиций и метод их испытания аналогичны приведенным в примере 1.

Из приведенных в таблице данных видно, что использование в составе предлагаемой полимерной композиции 8 15 мас.ч. привитого сополимера ВХ /10 - 40 мас. / с Э /72 48 мас./ ВА /18 12 мас./ увеличивает светостойкость: степень изменения белизны образцов составляет 0,88 0,91 /см. примеры 1 18/. Уменьшение содержания указанного сополимера резко снижает светостойкость образцов, увеличение содержания сополимера приводит к несовместимости компонентов композиции.

Физико-механические свойства полимерной композиции следующие: предел текучести при растяжении 48 50 МПа, температура размягчения по Вика 75 - 78^oC.

Использование: композиции на основе непластифицированного поливинилхлорида /ПВХ/. Сущность: композиция включает, мас.ч.: ПВХ-100, термостабилизатор -1,1 - 3,0, модификатор 8 - 15. Модификатор получают суспензионной полимеризацией BX с сополимером этилена с винилацетатом /ВА/ в присутствии стабилизатора суспензии и раствора инициатора, синтезированного перед введением BX непосредственно в зоне полимеризации взаимодействием хлорформиата с перекисью водорода в водно-щелочной среде при молярном соотношении хлорформиата и щелочи 1:2. Модификатор включает звенья, мас. %: 10 - 40 BX, 48 - 72 этилена и 12 - 18 BA. 1 табл.

Полимерная композиция, включающая поливинилхлорид, термостабилизатор и модификатор, отличающаяся тем, что в качестве модификатора она содержит привитой сополимер винилхлорида с сополимером этилена с винилацетатом с содержанием, мас. 10 40 винилхлорида, 48 72 этилена и 12 18 винилацетата, полученный суспензионной полимеризацией винилхлорида с сополимером этилена с винилацетатом в присутствии стабилизатора суспензии и раствора инициатора, синтезированного перед введением винилхлорида непосредственно в зоне полимеризации путем взаимодействия хлорформиата с перекисью водорода в водно-щелочной среде при молярном соотношении хлорформиата и щелочи 1 2 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.

Поливинилхлорид 100
Термостабилизатор 1,1 6,0
Указанный привитой сополимер винилхлорида с этиленвинилацетатом 8 15т