КОМПОЗИЦИЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНОГО ПЛАСТИЗОЛЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ПОКРЫТИЙ Российский патент 1998 года по МПК C08L27/06 C08K5/00 C08K5/00 C08K5/02 C08K5/06 C08K5/12 

Предлагаемое изобретение относится к смесям на основе поливинилхлорида, которые могут использоваться в химической технологии, машиностроении, для нанесения высокопрочных защитных пленочных покрытий, в частности для защиты стеклянных аэрозольных баллончиков.

Известна композиция на основе поливинилхлорида, включающая соединения, содержащие несколько винильных групп и полиамид с реакционноспособной аминогруппой, диаллилфталат, диоктилфталат (заявка Японии N 59-131668. Заявлена 17.07.83 N 58-6258, опубликована 28.07.84 МКИ C 09 D 3/74), которая применяется в качестве покрытий, клеев, герметика. Недостатком данной композиции является невозможность ее применения для высокопрочных покрытий.

Известна также поливинилхлоридная композиция, состоящая из поливинилхлорида, сополимеризуемого мономера, оксиэтилированного алкилфенилсульфоната, пластификатора, стабилизатора (заявка Японии N 61-44939. Заявл. 10.08.84 N 59-167331, опубл. 04.03.86 МКИ C 08 L 27/06, C 08 K 542), которая применяется для формования изделий с хорошей термостабильностью, но она непригодна для получения прочных эластичных покрытий.

Кроме того, известна композиция, содержащая эмульсионный поливинилхлорид, пластификаторы первого рода (дибутилфталат, диоктилфталат, бутилбензилфталат или их смесь), пластификаторы второго рода (хлорпарафин, эпоксидированное соевое масло), пигменты, разбавители (уайт-спирит) (А.Ф. Николаев. Синтетические полимеры и пластмассы на их основе. М.-Л.: Химия, 1966, 768 с. ), выбранная в качестве прототипа. Недостатком данной композиции является то, что покрытие, получаемое при ее желатинизации, имеет недостаточную прочность при разрыве и относительное удлинение.

Целью предлагаемого изобретения является повышение прочности при разрыве и относительного удлинения пленочного покрытия. Поставленная цель достигается тем, что композиция, состоящая из поливинилхлорида, дибутилфтала и (или) диоктилфталата, и (или) бутилбензилфталата, хлорпарафина, уайт-спирита, красящего пигмента, дополнительно содержит простые олигоэфиры с молекулярной массой 200 - 1600 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливинилхлорид эмульсионный - 61,0 - 63,0
Дибутилфталат - 6,6 - 8,0
Диоктилфталат - 10,0 - 12,0
Уайт-спирит - 13,1 - 4,0
Хлорпарафин - 6,29 - 11,98
Пигмент - 0,01 - 0,02
Простой олигоэфир - 3,0 - 1,0
Выбор интервалов варьирования концентрации поливинилхлорида (ПВХ) обусловлен необходимостью получения суспензии с вязкостью 1000 - 1600 мПа•с. Варьирование интервалов дибутилфталата (ДБФ) и диоктилфталата (ДОФ) обусловлен необходимостью получения пленочных покрытий с заданными прочностью при разрыве и относительным удлинением. Превышение содержания пластификаторов приводит к резкому уменьшению прочности и росту относительного удлинения. Снижение - увеличивает прочность, но резко снижает относительное удлинение. Уайт-спирит вводится в качестве разбавителя системы с целью создания вязкости, необходимой для переработки суспензии. Интервалы варьирования хлорпарафина обусловлены стабилизацией прочностных характеристик при длительной эксплуатации изделий. Концентрация пигмента необходима для создания окраски заданного цвета,
Введение простого олигоэфира (ПОЭ) приводит к тому, что система ДОФ+ДБФ+ПОЭ ведет себя как латентный растворитель, т.е. растворяющий поливинилхлорид при повышенных температурах 130 - 138^oC, тогда как при нормальных температурах ПВХ в этой системе не набухает. При температурах желатинизации и времени, определяемом технологическими режимами, происходит растворение ПВХ в системе ДОФ+ДБФ+ПОЭ. При охлаждении покрытия ниже температуры распада на фазы системы ПВХ+ДОФ+ДБФ+ПОЭ фиксируется, по-видимому, надмолекулярная структура с малыми образованиями - процесс формирования пленки протекает по механизму термической фазовой инверсии. Это приводит к одновременному повышению прочности и относительного удлинения. Увеличение содержания ПОЭ в композиции выше заданного предела приводит к тому, что формируется пористое покрытие. В пленке образуются поры, определяемые визуально, что не допускается требованиями к данному типу покрытия.

Для проведения сравнительного анализа качественных характеристик получаемых покрытий из композиций известного решения и предлагаемого изобретения были приготовлены ПВХ-пластизоли по следующей технологии:
- в реактор при температуре 16 - 30^oC загружались жидкие ингредиенты и красящий пигмент и перемешивались в течение 10 мин;
- при вращающейся мешалке добавлялся порошок поливинилхлорида и суспензия перемешивалась в течение 20 мин;
- слой суспензии толщиной 0,8 мм фильерой наносился на стеклянную подложку;
- подложка помещалась в термошкаф и подвергалась желатинизации при 250^oC в течение 3 мин 30 с. Увеличение времени желатинизации приводило к частичной поверхностной деструкции - нарушение равномерности окрашивания;
- пленка снималась с подложки, из нее вырубались стандартные образцы и по стандартной методике на разрывной машине проводились испытания прочности при разрыве и относительное удлинение. Эксплуатационные характеристики покрытия должны обеспечить его прочность при разрыве не менее 10,0 МПа и относительное удлинение не менее 170%.

В пластизоле были использованы: поливинилхлорид (ПВХ) ЕП6602-С, ЕП 6202-С ГОСТ 14039-79, диоктилфталат (ДОФ) ГОСТ 8728-77, дибутилфталат (ДБФ) ГОСТ 8728-77, уайт-спирит (УС) ГОСТ 3134-78, хлорпарафин - 470 ТУ 6-01-568-76, простой олигоэфир с молекулярной массой 200 - 1600 у.е. (ПОЭ) ТУ 6-05-221-826-86, пигмент голубой (ПГ) ГОСТ 6220-76.

Результаты испытаний представлены примерами:
1. Известное решение по прототипу
Пример 1: Композиция, мас.%: ПВХ - 62; ДБФ - 7,6; ДОФ - 11,0; УС - 13,1; ХП - 7,89; ПГ - 0,01.

Прочность при разрыве - 8,6 МПа, относительное удлинение - 156%.

Пример 2. Композиция, мас.%: ПВХ - 62; ДБФ - 11,35; ДОФ - 11,35; УС - 7,0; ХП - 8,29; ПГ - 0,01.

Прочность при разрыве - 8,3 МПа, относительное удлинение - 179%.

2. Предлагаемое решение
Пример 3. Композиция, мас.%: ПВХ - 61; ДОФ - 10; ДБФ - 6,6; УС - 13,1; ХП - 6,29; ПГ - 0,01; ПОЭ - 3,0.

Прочность при разрыве - 11,7 МПа, относительное удлинение - 246%.

Пример 4. Композиция, мас.%: ПВХ - 63; ДОФ - 12,0; ДБФ - 8; УС - 4; ХП - 11,98; ПГ - 0,02; ПОЭ - 1,0.

Прочность при разрыве - 10,3 МПа, относительное удлинение - 323%.

Пример 5. Композиция, мас.%: ПВХ - 62; ДОФ - 12; ДБФ - 8; УС - 7,0; ХП - 8,99; ПГ - 0,01; ПОЭ - 2,0.

Прочность при разрыве - 11,2 МПа, относительное удлинение - 247%.

Пример 6. Композиция, мас.%: ПВХ - 62; ДОФ - 20; ДБФ - 6,6; УС - 13,1; ХП - 6,29; ПГ - 0,01; ПОЭ - 2,0.

Прочность при разрыве - 10,4 МПа, относительное удлинение - 205%.

Как видно из приведенных примеров, известное решение по прототипу позволяет получать покрытия с прочностью при разрыве 8,3 - 8,6 МПа и относительном удлинении 156 - 179%. Тогда как предлагаемое решение позволяет получить покрытие с прочностью от 10,3 до 11,7 МПа, относительным удлинением от 205 до 323%, т. е. предлагаемое решение позволяет повысить физико-механические характеристики полимерного покрытия: прочность при разрыве на 19,8 - 40,1%, а относительное удлинение на 26 - 167%.

Композиция содержит, мас.% поливинилхлорид 61,0 - 63,0; диоктилфталат 10,0 - 12,0; дибутилфталат 6,6 - 8,0; уайт-спирит 13,1 - 4,0; хлорпарафин 6,29 - 11,98; пигмент 0,01 - 0,02; лапрол марки Л-202-3-100 3,0 - 1,0. Композиция позволяет получать покрытия с прочностью при разрыве 10,3 - 11,7 МПа и относительным удлинением 205 - 323%.

Композиция поливинилхлоридного пластизоля для получения пленочных покрытий, содержащая поливинилхлорид, диоктилфталат, дибутилфталат, уайт-спирит, хлорпарафин, пигмент, отличающаяся тем, что дополнительно содержит простой олигоэфир - лапрол марки Л-202-3-100 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Поливинилхлорид - 61,0 - 63,0
Диоктилфталат - 10,0 - 12,0
Дибутилфталат - 6,6 - 8,0
Уайт-спирит - 13,1 - 4,0
Хлорпарафин - 6,29 - 11,98
Пигмент - 0,01 - 0,02
Лапрол - 3,0 - 1,0