ПОЛИМЕРНЫЙ СМАЗОЧНЫЙ МАТЕРИАЛ, ИМЕЮЩИЙ МНОГОСЛОЙНУЮ СТРУКТУРУ Российский патент 2009 года по МПК C08L83/04 C10M107/50 

Область технического применения

Настоящее изобретение относится к полимерному смазочному материалу, имеющему многослойную структуру, и способу его получения. В частности, настоящее изобретение относится к полимерному смазочному материалу, имеющему многослойную структуру, относящемуся к полимерному смазочному материалу, имеющему многослойную структуру, который готовится в виде полимерного порошка посредством коагуляции, дегидратации и процессов высушивания после того, как кремнийсодержащий полимер используется в качестве затравки для изготовления латекса, имеющего структуру типа ядро-оболочка, посредством эмульсионной полимеризации в преобладающем количестве акриловых мономеров и ароматических виниловых мономеров и небольшого количества кремнийсодержащей полимерной смеси, а также способ его получения.

Уровень техники

Полимерный смазочный материал, имеющий многослойную структуру в соответствии с настоящим изобретением, не изменяет физические свойства, присущие поливинилхлоридному полимеру, и также сводит к минимуму адгезию к поверхности обрабатывающей машины в процессе его обработки. Он готовится в виде порошка и добавляется к поливинилхлоридному полимеру. Также полимерный смазочный материал в соответствии с настоящим изобретением имеет свойства порошка, такие как легкость массового производства, поскольку он имеет отличную текучесть при высокой температуре. Также полимерный смазочный материал, имеющий многослойную структуру в соответствии с настоящим изобретением, обладает отличной способностью предотвращать адгезию поливинилхлоридного полимера к металлической поверхности при его обработке, так что это обеспечивает долгосрочную пригодность к прессованию, календрованию, пневмоформованию, литью под давлением и так далее, если небольшое количество порошка настоящего изобретения смешивается с поливинилхлоридным полимером.

Поливинилхлоридный полимер широко используется в различных областях, поскольку он дает литые изделия, обладающие отличными физическими и химическими свойствами. Однако поливинилхлоридный полимер имеет различные проблемы, связанные с его обработкой, так он имеет узкий температурный диапазон формования, высокую температуру плавления и медленное течение в расплавленном состоянии, поскольку температура его обработки близка к температуре его термического разложения, а также часто образуются отстои, и, таким образом, ухудшается качество конечных продуктов, поскольку он имеют свойство прилипать к металлической поверхности обрабатывающей машины, когда он обрабатывается при высокой температуре.

Известны различные технические приемы для решения вышеупомянутых проблем, особенно адгезию к металлической поверхности обрабатывающей машины. Репрезентативным техническим приемом является, например, применение полимерного смазочного материала, полученного сополимеризацией, включающего алкил(мета)акрилатный мономер и ароматический виниловый мономер как основные компоненты поливинилхлоридного полимера. Патент США № 4086296 предлагает полимер, изготовленный из композиций полимерного латекса с низкой молекулярной массой и полимера с высокой молекулярной массой, где полимерный латекс с низкой молекулярной массой получают путем полимеризации в одну или несколько стадий алкилакрилата, другого акрилового мономера и сополимеризуемой смеси виниловых мономеров, и затем полимер с высокой молекулярной массой получают путем дополнительной полимеризации в одну или несколько стадий метилметакрилата, акрилата, другого акрилового мономера, стирола и других сополимеризуемых смесей виниловых мономеров. Акриловый композиционный полимер, полученный таким образом, обладал значительно лучшей, но неудовлетворительной способностью предотвращать адгезию к металлической поверхности, и также обладал недостатком при его массовом производстве, поскольку текучесть его порошка ухудшалась при высокой температуре в процессе сушки.

Патент США № 5371149 раскрывает смазочный материал для термопластического полимера, который представляет собой полимер, получаемый в три стадии, в котором метилметакрилат вводится как основной мономер на стадиях 1 и 3, и сополимер, состоящий из алкилакрилата и ароматического винилового мономера, вводится как основной мономер на промежуточной стадии (стадии 2), но данный полимер не удовлетворяет по текучести в порошкообразном состоянии при высокой температуре в процессе сушки наряду с предотвращением адгезии к металлической поверхности.

Патент США № 5942581 предлагает способ применения алкилметакрилатного полимера с алкильной группой, имеющей от 6 до 24 атомов углерода, но способ имеет тот недостаток, что также представляется трудным удовлетворить свойству предотвращения адгезии и свойству текучести в порошкообразном состоянии при высокой температуре.

Патент США № 1209203 А1 раскрывает технологическую добавку для обработки термопластического полимера, в которой ее длительный срок активности, такой как адгезия к металлической поверхности может быть улучшен при использовании органического пероксида, включающего трет-бутилперокси группу, в качестве инициатора полимеризации для сополимеризации (мет)акрилата, включающего атом кислорода в дополнение к простой эфирной связи, с алкилакрилатом и другой сополимеризуемой смеси виниловых мономеров. Однако технологическая добавка для обработки, получаемая таким образом, обладает недостаточной текучестью в порошкообразном состоянии при высокой температуре.

Раскрытие изобретения

Техническая проблема

Для того чтобы решить данные проблемы, цель настоящего изобретения заключается именно в том, чтобы обеспечить полимерный смазочный материал, имеющий многослойную структуру, обладающий отличной текучестью в порошкообразном состоянии и также обеспечивающий отличную долгосрочную пригодность к формованию, календрованию, пневмоформованию, литью под давлением и так далее, путем сведения к минимуму адгезии к металлической поверхности обрабатывающей машины при обработке поливинилхлоридного полимера и способ его получения.

Техническое решение

Вышеупомянутые и иные аспекты настоящего изобретения достигаются обеспечением полимерного смазочного материала, имеющего мультислойную структуру, содержащего кремнийсодержащие затравки.

Предпочтительно полимерный смазочный материал включает:

а) кремнийсодержащие затравки, содержащие от 3 до 10 весовых частей затравочного полимерного латекса, полученного путем полимеризации совместно с латексом смеси, содержащей от 6 до 25 весовых % силана, имеющего виниловую группу, и остальное - циклосилоксан;

b) ядра, содержащие от 40 до 77 весовых частей полимерного ядра для покрытия затравок, причем полимерное ядро содержит от 30 до 60 весовых % ароматического винилового мономера, от 5 до 15 весовых % винилового сомономера и остальное - алкилакрилат, полученные при эмульсионной полимеризации в присутствии затравок; и

с) от 13 до 57 весовых частей полимерной оболочки для покрытия полимерного ядра, причем полимерная оболочка содержит от 1 до 37 весовых % ароматического винилового мономера, от 1 до 3 весовых % кремнийсодержащего полимера, от 60 до 98 весовых % метилметакрилата и остальное - виниловый сомономер, получаенной при эмульсионной полимеризации в присутствии полимерного ядра.

Наилучший способ осуществления изобретения

Здесь и далее настоящее изобретение будет детально описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления.

Полимерный смазочный материал настоящего изобретения включает кремнийсодержащие затравки и предпочтительно включает: кремнийсодержащие затравки, содержащие от 3 до 10 весовых частей затравочного полимерного латекса, полученного путем полимеризации совместно с латексом смеси, содержащей от 6 до 25 весовых % силана, имеющего виниловую группу, и остальное - циклосилоксан; ядра, содержащие от 40 до 77 весовых частей полимерного ядра для покрытия затравок, причем полимерное ядро содержит от 30 до 60 весовых % ароматического винилового мономера, от 5 до 15 весовых % винилового сомономера и остальное - алкилакрилат, полученные при эмульсионной полимеризации в присутствии затравок; и от 13 до 57 весовых частей полимерной оболочки для покрытия полимерного ядра, причем полимерная оболочка содержит от 1 до 37 весовых % ароматического винилового мономера, от 1 до 3 весовых % кремнийсодержащего полимера, от 60 до 98 весовых % метилметакрилата и остальное - виниловый сомономер, полученная при эмульсионной полимеризации в присутствии полимерного ядра.

Кремнийсодержащий полимер настоящего изобретения может быть изготовлен из веществ, выбираемых из группы, состоящей из циклосилоксана и силана, содержащих виниловую группу.

Циклосилоксан может выбираться из группы, состоящей из гексаметилциклотрисилоксана, октаметилциклотетрасилоксана, додекаметилциклогексасилоксана или их смеси.

В качестве циклосилоксана более предпочтительно может быть использован октаметилциклотетрасилоксан. Силан, содержащий виниловую группу, может выбираться из группы, состоящей из триэтоксивинилсилана, 3-(триметоксисилил)пропилакрилата, 3-(триметоксисилил)пропилметакрилата или их смеси.

Силан, содержащий виниловую группу, может быть использован в кремнийсодержащем полимере в диапазоне от 6 до 25 весовых %. Кремнийсодержащий полимер может иметь проблему, связанную с недостаточным эффектом предотвращения адгезии к металлической поверхности, если силан, содержащий виниловую группу, используется в количестве 6 весовых % или меньше, наряду с этим кремнийсодержащий полимер может иметь проблему, связанную с тем, что он не обладает достаточной технологичностью из-за снижения плавкости поливинилхлоридного полимера, если его количество превышает 25 весовых %.

Полимерное ядро настоящего изобретения может быть изготовлено из веществ, выбираемых из группы, состоящей из ароматического винилового мономера, винилового сомономера и алкилакрилатов, и оно может быть изготовлено путем полимеризации в присутствии кремнийсодержащего полимера.

Ароматический виниловый мономер может быть стиролом, α-метилстиролом или их смесью.

Виниловый сомономер может представлять собой обычные виниловые мономеры, способные к сополимеризации с ароматическим виниловым мономером и/или вышеупомянутым алкилакрилатом, и примеры виниловых сомономеров включают метилметакрилат, этилметакрилат, н-бутилметакрилат, лаурилметакрилат, стеарилметакрилат, тридецилметакрилат, изобутилметакрилат, трет-бутилметакрилат, 2-этилгексилметакрилат, акрилонитрил и так далее, но настоящее изобретение не ограничивается ими, и обычные коммерчески доступные виниловые мономеры, имеющие, по меньшей мере, одну двойную связь в своей молекуле, могут быть выбраны и использованы.

Алкилакрилат может выбираться из группы, состоящей из алкилакрилатов с алкильной группой, имеющей от 2 до 8 атомов углерода, таких как этилакрилат, пропилакрилат, изопропилакрилат, бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, октилакрилат или их смеси. Алкилакрилат может предпочтительно выбираться из группы, состоящей из бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата и этилакрилата, которые имеют относительно низкие температуры стеклования.

В полимерном ядре ароматический виниловый мономер может использоваться в количестве от 30 до 60 весовых %. Полимерное ядро может иметь проблему, связанную с ухудшенным отставанием от металлической поверхности, если ароматический виниловый мономер используется в количестве 30 весовых % или меньше, наряду с этим он может иметь проблему, связанную с пониженной совместимостью с поливинилхлоридом, если его содержание превышает 60 весовых %. Виниловый сомономер может быть использован в количестве от 5 до 15 весовых %. Полимерное ядро может иметь проблему, связанную с пониженной совместимостью с поливинилхлоридом, если виниловый сомономер используется в количестве 5 весовых % или меньше, наряду с этим он может иметь проблему, связанную с ухудшением его свойств как смазочного материала при обработке, если его содержание превышает 15 весовых %. Вышеупомянутый алкилакрилат может использоваться как оставшаяся часть при используемом количестве ароматического винилового мономера и винилового сомономера.

Полимерная оболочка настоящего изобретения может быть изготовлена из веществ, выбираемых из группы, состоящей из ароматического винилового мономера, кремнийсодержащего полимера, метилметакрилата и виниловых сомономеров в качестве оставшейся части, и она может быть изготовлена полимеризацией в присутствии полимерного латексного ядра.

Ароматический виниловый мономер может быть идентичен или аналогичен веществам, используемым для изготовления полимерного латексного ядра.

Кремнийсодержащий полимер может быть идентичен или аналогичен веществам, используемым для изготовления затравки.

Виниловый сомономер может быть также идентичен или аналогичен веществам, используемым для изготовления полимерного ядра.

В полимерной оболочке ароматический виниловый мономер может быть использован в количестве от 1 до 37 весовых %. Полимерная оболочка может иметь проблему, связанную со сниженной способностью предотвращения адгезии к металлической поверхности, если ароматический виниловый мономер используется в количестве 1 весовой % или меньше, наряду с этим он может иметь проблему, связанную с ухудшенным поверхностным свойством из-за совместимости с поливинилхлоридом, если его содержание превышает 37 весовых %. Кремнийсодержащий полимер может быть использован в количестве от 1 до 3 весовых %. Полимерная оболочка может иметь проблему, связанную с отсутствием улучшения свойств порошка при высокой температуре, если кремнийсодержащий полимер используется в количестве 1 весовой % или меньше, наряду с этим он может иметь проблему, связанную с сильным уменьшением текучести в расплавленном состоянии при обработке, если его содержание превышает 3 весовых %. Виниловые сомономеры могут использоваться как оставшаяся часть при используемом количестве ароматического винилового мономера и винилового сомономера.

Полимерная латексная затравка может использоваться в количестве от 3 до 10 весовых частей и предпочтительно от 5 до 8 весовых частей, основанных на общем количестве полимерного смазочного материала. Если полимерная латексная затравка используется в количестве 3 весовые части или меньше, тогда возникает проблема, связанная с тем, что сильно уменьшается способность предотвращать адгезию к металлической поверхности, наряду с этим течение в расплавленном состоянии может быть снижено при его добавлении к поливинилхлоридному полимеру, если полимерная латексная затравка используется в количестве 10 весовых частей или больше.

Полимерное ядро может использоваться в количестве от 40 до 77 весовых частей, основанных на общем количестве полимерного смазочного материала. Если полимерное ядро используется в количестве 40 весовых частей или меньше, тогда возникает проблема, связанная с тем, что сильно уменьшается способность предотвращать адгезию к металлической поверхности, наряду с этим свойства порошка могут ухудшиться при высокой температуре в процессе сушки, если полимерное ядро используется в количестве 77 весовых частей или больше.

Полимерная оболочка может использоваться в количестве от 13 до 57 весовых частей, основанных на общем количестве полимерного смазочного материала. Если полимерная оболочка используется в количестве 13 весовых частей или меньше, тогда возникает проблема, связанная с тем, что текучесть порошка при высокой температуре может снизиться, наряду с этим свойства полимерного смазочного материала могут ухудшиться, если полимерная оболочка используется в количестве 57 весовых частей или больше.

Средневесовая молекулярная масса полимерного ядра может задаваться в диапазоне от 5000 до 300000, более предпочтительно от 10000 до 200000. Если полимерное ядро имеет средневесовую молекулярную массу 5000 или меньше, тогда возникает проблема, связанная с тем, что текучесть порошка может быть снижена, наряду с этим способность предотвращать адгезию к металлической поверхности сильно ухудшается, если полимерное ядро имеет средневесовую молекулярную массу 300000 или больше.

Средневесовая молекулярная масса полимерной оболочки может задаваться в диапазоне от 10000 до 1000000. Если полимерная оболочка имеет средневесовую молекулярную массу 10000 или меньше, тогда возникает проблема, связанная с тем, что текучесть порошка может быть снижена, наряду с этим способность предотвращать адгезию к металлической поверхности может сильно ухудшиться, и поверхностное свойство, такое как характеристика течения, может ухудшиться, если полимерная оболочка имеет средневесовую молекулярную массу 1000000 или больше. Главным образом, полимерная оболочка предпочтительно может иметь средневесовую молекулярную массу, по меньшей мере, 10000 и также иметь более высокую средневесовую молекулярную массу, чем у полимерного ядра, и иметь средневесовую молекулярную массу 1000000 или меньше. Если средневесовая молекулярная масса, получающаяся в смеси в реакции образования оболочки, является меньшей, чем у полимерного ядра, тогда возникает проблема, связанная с тем, что уменьшается эффективность сушки и возникает трудность массового производства, поскольку в ходе конденсации, дегидратации и последующего процесса сушки может образоваться спеченный брикет порошка.

Полимерный смазочный материал, имеющий многослойную структуру в соответствии с настоящим изобретением, обладает отличной текучестью в порошкообразном состоянии при высокой температуре и отличным эффектом предотвращения адгезии к металлической поверхности в обрабатывающей машине при обработке поливинилхлоридного полимера, поскольку в качестве затравок используется кремнийсодержащий полимер, а также ядро и оболочка заданы подходящим образом, и в оболочке используется небольшое количество кремнийсодержащего полимера.

Полимерный смазочный материал изготавливают путем использования кремнийсодержащего полимера и мономера, имеющего низкую совместимость с металлической поверхностью, и путем задания текучести порошка. Текучесть полимерного смазочного материала гарантируется заданием температуры стеклования ядер и оболочек и молекулярной массой. Такой полимерный смазочный материал трудно выделить в форме порошка, поскольку он имеет низкую температуру стеклования.

Кремнийсодержащий полимер, имеющий отличные свойства в порошкообразном состоянии, может быть разработан для решения этой проблемы путем использования небольшого количества мономера, обладающего высокой температурой стеклования, и небольшого количества кремнийсодержащего полимера при полимеризации оболочки в структуре ядро-оболочка. Таким образом, может быть получен полимерный порошок, обладающий отличной текучестью в порошкообразном состоянии и отличным эффектом предотвращения адгезии к металлической поверхности, при помощи процесса коагуляции и затем в процессе сушки путем полимеризации оболочки, состоящей из мономера, обладающего высокой температурой стеклования, и количества кремнийорганического полимера с полимерным смазочным материалом (ядром), полученным задаванием температуры стеклования на низком уровне, используя кремнийорганический полимер и мономер, имеющий низкую совместимость с металлической поверхностью.

Полимерный смазочный материал (ядро) настоящего изобретения уменьшает адгезию к металлической поверхности обрабатывающей машины путем снижения афинности расплавленного полимера к металлической поверхности. И он увеличивает скольжение между частицами, взаимодействуя с частицами поливинилхлоридного полимера. Это выполняет функции снижения силы трения и приостановки застывания. Эта функция также уменьшает термическое расширение, возникающее при обработке, и приостанавливает застывание поливинилхлоридного полимера. Эта функция появляется в начале процесса, перед тем как застывание полностью завершено и поливинилхлоридный полимер расплавляется из-за нагревания и трения при обработке. То есть полимерный смазочный материал функционирует как внешний смазочный материал при обработке. Соответственно полимерный смазочный материал в соответствии с настоящим изобретением получают в одном и том же реакторе из многослойного полимерного латекса, имеющего структуру ядро-оболочка, путем последовательного проведения стадии изготовления полимерного смазочного материала (ядра), так чтобы улучшить эффект предотвращения адгезии к металлической поверхности, и стадии изготовления полимера (оболочки), так чтобы содействовать получению полимерного смазочного материала при его коммерческом производстве.

Полимерный смазочный материал настоящего изобретения предоставляется в форме порошка посредством коагуляции, дегидратации и процессов сушки, после того как он изготавливается в форме латекса при эмульсионной полимеризации.

Полимерный смазочный материал настоящего изобретения, имеющий многослойную структуру, может быть полезен в массовом производстве из-за его отличной текучести при высокой температуре. Также полимерный смазочный материал настоящего изобретения имеющий многослойную структуру, обладает превосходным эффектом предотвращения адгезии к металлической поверхности обрабатывающей машины без ухудшения физических и химических свойств, присущих поливинилхлоридной полимерной композиции, так как его добавляют в количестве от 0,1 до 5 весовых частей, основанных на 100 весовых частях поливинилхлоридного полимера.

Также способ изготовления полимерного смазочного материала настоящего изобретения, имеющего многослойную структуру, как описано выше, детально характеризуется следующим образом.

Способ изготовления полимерного смазочного материала настоящего изобретения, имеющего многослойную структуру, включает:

а) стадию получения затравочного латекса путем полимеризации образующей затравки смеси, содержащей от 6 до 25 весовых % силана, имеющего виниловую группу и в оставшейся части - циклосилоксан;

b) стадию получения полимерного ядра для покрытия полимерной затравки путем полимеризации образующей ядро смеси, содержащей от 30 до 60 весовых % ароматического винилового мономера, от 5 до 15 весовых % винилового сомономера и в оставшейся части - алкилакрилата в присутствии затравочного латекса, включающего от 3 до 10 весовых частей кремнийсодержащего полимера, полученного на предыдущей стадии, и

с) стадии получения полимерной оболочки для покрытия полимерного ядра путем полимеризации образующей оболочку смеси, содержащей от 1 до 37 весовых % ароматического винилового мономера, от 1 до 3 весовых % кремнийсодержащего сополимера, от 60 до 98 весовых % метилметакрилата и в оставщейся части - винилового сомономера в присутствии полимерного ядра, включающего от 3 до 10 весовых частей полимера затравки и от 40 до 77 весовых частей полимерного ядра, полученного на предыдущей стадии.

Следует понимать, что каждый из компонентов, составляющих полимерный смазочный материал, идентичен компонентам, используемым для описания компонентов, составляющих вышеупомянутый полимерный смазочный материал.

На стадии изготовления затравочного латекса на стадии а) может добавляться эмульгатор в дополнение к вышеупомянутым компонентам для превращения в эмульсию компонентов, мономер в эмульсии может быть измельчен до размера мелких частиц с использованием гомогенизатора со скоростью вращения 10000 оборотов в минуту, для проведения полимеризации получающаяся в результате смесь может быть добавлена к горячему водному раствору кислоты, охлаждена и затем нейтрализована водным раствором щелочи для изготовления кремнийсодержащего полимерного латекса.

На стадии изготовления кремнийсодержащей полимерной затравки на стадии а) также могут добавляться катализатор и эмульгатор.

Катализатор представляет собой предпочтительно додецилбензолсульфоновую кислоту, которая является бензолсульфоновой кислотой с алифатическими заместителями, и натрий додецилбензолсульфоновая кислота, в которой кислота замещена на натрий и т.д., может использоваться в качестве эмульгатора. После окончания полимеризации карбонат натрия может использоваться для нейтрализации кислого латекса до рН от 7 до 8.

На стадии изготовления полимерного латексного ядра на стадии b) в дополнение к вышеупомянутым компонентам могут быть добавлены последовательно, или последовательно или одновременно в форме пре-эмульсии агент-переносчик цепи, инициатор полимеризации, эмульгатор и вода, обработанная с помощью ионного обмена, для изготовления сополимерного латекса.

На стадии изготовления полимерного латекса оболочки на стадии с) в дополнение к вышеупомянутым компонентам агент-переносчик цепи, инициатор полимеризации, эмульгатор и вода, обработанная с помощью ионного обмена, каждый могут быть добавлены одновременно, или одновременно или последовательно в форме пре-эмульсии для изготовления сополимерного латекса.

Известные эмульгаторы используются в качестве эмульгатора, который может быть использован для реакции, как описано выше, но который не ограничивается. Например, эмульгатор включает анионные эмульгаторы, такие как соли жирных кислот, соли сложных эфиров алкилсульфоновых кислот, соли алкилбензолсульфоновых кислот, соли диэфира сульфосукциновой кислоты, или неионные эмульгаторы, такие как простой алкиловый эфир полиоксиэтилена, сложный эфир полиоксиэтилена и жирной кислоты и так далее, и они могут использоваться по отдельности или в комбинации.

Водорастворимые или жирорастворимые инициаторы, окислительно-восстановительные инициаторы и так далее могут использоваться в качестве инициатора, который может использоваться для реакции. Пример органических пероксидов включает т-бутилгидропероксид, гидропероксид кумена, пероксид бензоила, пероксид лаурила и так далее. И водорастворимый инициатор включает персульфат калия, персульфат аммония, персульфат натрия и так далее.

Агент-переносчик цепи, который используется для реакции, не ограничивается. Например, может использоваться т-додецилмеркаптан, н-додецилмеркаптан и так далее.

Как описано выше, полимерный латекс, имеющий многослойную структуру, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, имеет свойств порошка такие, что он может быть удобным для массового производства, поскольку он имеет отличную текучесть в порошкообразном состоянии, когда суспензию дегидратируют и высушивают, причем суспензию получают коагуляцией полимерного латекса с хлоридом кальция. И полимерный смазочный материал настоящего изобретения в форме порошка, имеющий многослойную структуру, обладает отличным эффектом предотвращения адгезии к металлической поверхности обрабатывающей машины при календровании, прессовании, пневмоформовании, литье под давлением и так далее, и, таким образом, производительность процесса обработки может быть улучшена, так как его добавляют к поливинилхлоридному полимеру.

Здесь и далее при обозначении предпочтительных вариантов осуществления изобретения детальное описание и специфические примеры приведены в виде иллюстраций только для их лучшего понимания, без ограничения сущности и границ изобретения в отношении следующих вариантов осуществления.

(Получение порошка)

4 весовые части раствора хлорида кальция (с концентрацией 10 весовых %) добавляли к твердому компоненту полимерного латекса, конденсировали до образования суспензии и остатки, такие как ионы металлов и тому подобное, удаляли промыванием суспензии 2-3 раза водой, очищенной при помощи ионного обмена, и проводили дегидратацию, и затем дегидратированную суспензию сушили при помощи маленького аппарата для сушки в псевдоожиженном слое, используемом для лабораторного применения, при 50°С в течение 4 часов для получения порошкообразного образца.

(Средневесовая молекулярная масса)

Образец, полученный по способу получения порошка, растворяли в ТГФ и затем растворившуюся фракцию измеряли на ГПХ. Образец стандарта полистирола использовали для калибровочной кривой.

(Текучесть порошка)

Образец, полученный по способу получения порошка, прокручивали в маленьком аппарате для сушки в псевдоожиженном слое, используемом для лабораторного применения, при 75°С в течение 30 минут и затем измеряли уровень спекшегося брикета. Оценку проводили, используя метод 5-бальной шкалы со следующими стандартами.

5: Образец порошка не спекается вообще.

4: Образец порошка почти не спекается.

3: Спекается 1/4 образца порошка.

2: Спекается 1/2 образца порошка.

1: Спекается, по меньшей мере, 3/4 образца порошка.

(Адгезионность)

Для измерения адгезии 100 весовых частей поливинилхлорида (степень полимеризации = 800, LS-080, производства LG Chemical CO., Ltd.), 3,0 весовых части оловосодержащего стабилизатора и 0,9 весовых частей стеарата кальция (Ca-St) добавляли в месильную машину (Henshel Mixer) при температуре окружающей среды, смешивали при 1000 оборотах в минуту, во время чего повышали температуру до 115°С и затем охлаждали до 40°С для завершения изготовления маточной смеси.

По 3 весовых части каждого из образцов добавляли к маточной смеси, опять перемешивали при температуре окружающей среды, 100 весовых частей порошкообразной смеси прокатывали в течение 4 минут в условиях температуры смешивания 200°С, при числе вращений вальцов 14×15 оборотов в минуту и зазоре между вальцами в 0,3 мм, используя 6-дюймовый 2-вальцовый прокатный стан, и затем измеряли адгезионность на поверхности вальцов. Оценку проводили, используя метод 5-бальной шкалы со следующими стандартами.

5: Образец порошка вообще не тянется при счищании.

4: Образец порошка почти не тянется при счищании.

3: Образец порошка немного тянется при счищании.

2: Образец порошка значительно тянется при счищании.

1: Образец порошка вообще не счищается.

(Время застывания)

60 весовых частей композиции поливинилхлоридного полимера, идентичной той, что использовали для оценки адгезионности, перемешивали в условиях 180°С при 30 оборотах в минуту, используя Haake Rheometer, и затем измеряли период времени между минимальной нагрузкой и максимальной нагрузкой.

(Оптическое свойство)

Композицию поливинилхлоридного полимера, идентичную той, что использовали для измерения адгезионности, прессовали при 200°С в течение 4 минут, используя 2-вальцовый прокатный стан для получения 0,4 мм листов. Листы нарезали до размера 150 мм × 200 мм и ламинировали до размера 3 мм × 170 мм × 220 мм в литейной форме в том же самом направлении проката. Ламинированные листы прессовали 8 минут, используя пресс, нагретый до 195°С, для получения образцов с толщиной 3 мм, на которых измеряли прозрачность и матовость.

Способы осуществления изобретения

Обычный кремнийсодержащий полимерный затравочный латекс использовали в следующих примерах и сравнительных примерах. Способ получения затравки был следующим.

(Получение кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса)

235 г воды, очищенной при помощи ионного обмена, 1 г додецилбензолсульфоновой кислоты (раствора с концентрацией 70 весовых %), 5 г додецилбензолсульфоната натрия (раствора с концентрацией 9,5 весовых %), 71,5 г октаметилциклотетрасилоксана, 3,5 г триэтоксиметилсилана и 6,5 г триметоксисилилпропилметакрилата добавляли в сосуд для эмульгирования и перемалывали в течение 30 секунд до размера мелких частиц, используя гомогенизатор с высокой скоростью вращения 10000 оборотов в минуту. Эмульгированный мономер добавляли в реактор в атмосфере азота и проводили реакцию в течение 5 часов при нагревании до температуры до 85°С. По окончании реакции мономер охлаждали до температуры окружающей среды и выдерживали в течение 24 часов и затем затравочный латекс получали при нейтрализации рН до 7,5 карбонатом натрия (раствором с концентрацией 2 весовых %). Полимеризованный латекс имел размер частиц приблизительно 1500 Å и выход 85%.

Пример 1

1) Реакционная стадия 1: полимеризация ядра

139,66 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса добавляли в 4-горловой реактор с объемом 3 л, снабженный термометром, инжектором для подачи азота, холодильником и мешалкой и затем к нему добавляли 261,3 г воды, очищенной при помощи ионного обмена. В другой сосуд добавляли 200 г воды, очищенной при помощи ионного обмена, 15,6 г раствора натриевой соли лаурилсульфоновой кислоты с концентрацией 3 весовых % (лаурилсульфат натрия, SLS), 150,0 г стирола, 126,0 г бутилакрилата, 30,0 г метилметакрилата, 0,1 г т-додецилмеркаптана и перемешивали до получения стабильной пре-эмульсии. Эмульгированный мономер (пре-эмульсию) непрерывно добавляли в реактор при температуре 75°С в атмосфере азота в течение 3 часов. В это время 0,42 г 3% раствора персульфата калия и 10 г раствора активатора непрерывно добавляли туда же в течение того же промежутка времени при поддержании температуры внутри реактора 75°С. После протекания реакции в течение 3 часов получающуюся в результате смесь перемешивали при 75°С в течение 1 часа для получения полимерного латекса, который имел средневесовую молекулярную массу 50000.

2) Реакционная стадия 2: полимеризация оболочки

461,3 г воды, очищенной при помощи ионного обмена, 15,6 г натриевой соли лаурилсульфоновой кислоты с концентрацией 3 весовых % (лаурилсульфат натрия, SLS), 183,36 г метилметакрилата,75,36 г стирола, 0,1 г т-додецилмеркаптана перемешивали до получения стабильной пре-эмульсии. После приготовления стабилизированной пре-эмульсии пре-эмульсионную смесь и 24,58 г кремнийорганического полимерного латекса одновременно добавляли к полимеризованному латексу, полученному по реакционной стадии 1), и 3,25 г 3% раствора персульфата калия и 10 г раствора активатора одновременно добавляли туда же, затем реакция шла при 75°С. Получающуюся в результате смесь перемешивали в течение 1 часа для получения полимерного латекса, который имел средневесовую молекулярную массу 150000.

Используемый здесь раствор активатора представлял собой раствор, состоящий из 0,015 весовых частей натрийэтилендиаминтетраазотной кислоты, 0,02 весовых частей натрийформальдегидгидросульфита, 0,001 весовой части сульфата железа гептагидрата, 1,165 весовых частей воды, очищенной при помощи ионного обмена.

Основные компоненты перечислены в таблице 1 на стадии получения сополимера примера 1, как описано выше, и каждая реакционная стадия изготовления сополимеров примеров 2-6 и сравнительных примеров 1-4 описана ниже.

Пример 2

223,46 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Пример 3

83,80 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Пример 4

279,32 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Пример 5

139,66 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса и 36,87 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса, используемого в оболочке, использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Пример 6

139,66 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса и 12,29 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса, используемого в оболочке, использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Сравнительный пример 1

27,93 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Сравнительный пример 2

418,98 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Сравнительный пример 3

139,66 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса использовали на первой стадии и кремнийсодержащий полимерный затравочный латекс, используемый для оболочки, не использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Сравнительный пример 4

139,66 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса и 73,74 весовых частей кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса, используемого для оболочки, использовали на первой стадии, и потом способ полимеризации был идентичен примеру 1.

Таблица 1 Пример Композиция Молекулярная масса
(M_w, 10000) Затравка Ядро Оболочка Кремний-
содержащий полимер MMA/ST/BA MMA/ST/Кремний-
содержащий полимер Пример 1 5 5/25/21 30,56/12,56/0,88 15 Пример 2 8 5/23/20 30,56/12,56/0,88 14 Пример 3 3 5/26/22 30,56/12,56/0,88 15 Пример 4 10 5/22/19 30,56/12,56/0,88 13 Пример 5 5 5/25/21 30,34/12,34/1,32 15 Пример 6 5 5/25/21 30,78/12,78/0,44 15 Сравнительный пример 1 1 5/27/23 30,56/12,56/0,88 16 Сравнительный пример 2 15 5/20/16 30,56/12,56/0,88 10 Сравнительный пример 3 5 5/25/21 31/12/0 16 Сравнительный пример 4 5 5/25/21 29,68/11,68/2,64 10

В таблице 1 аббревиатуры означают следующее:

ST: стирол, BA: н-бутилакрилат, MMA: метилметакрилат.

Образцы из примеров и сравнительных примеров, перечисленные в таблице 1, сравнивали в оценочных тестах, результаты приведены в таблице 2.

Таблица 2 Пример Адгезионность Текучесть порошка Время застывания (сек) Оптическое свойство Прозрачность Матовость Пример 1 5 4 130 73 26 Пример 2 5 4 125 73 24 Пример 3 5 5 123 75 25 Пример 4 5 4 122 73 27 Пример 5 5 4 135 72 30 Сравнительный пример 1 3 4 130 72 27 Сравнительный пример 2 5 4 118 66 38 Сравнительный пример 3 5 2 120 73 25 Сравнительный пример 4 5 5 140 69 35

В отношении свойств примеров было обнаружено, что способность отставать от металлической поверхности и свойство противоспекания являются отличными. В случае сравнительного примера 1 адгезионность была плохой из-за недостаточного содержания кремнийсодержащего полимера, используемого для затравок, и в случае сравнительного примера 2 и сравнительного примера 4 оптические свойства ухудшились, поскольку содержание кремнийсодержащего полимерного затравочного латекса, используемого в затравке, и кремнийсодержащего полимера, используемого в оболочке, выходили за диапазон настоящего изобретения. В случае сравнительного примера 3 спекание порошка увеличивалось, если кремнийсодержащий полимер не добавляли к оболочке. Как описано в примерах 1-6, было обнаружено, что адгезионнось и свойство спекания улучшились без ухудшения оптических свойств, если количество кремнийсодержащего полимера в качестве затравки и количество кремнийсодержащего полимера, вводимого в оболочку, находилось в диапазоне настоящего изобретения.

Промышленное применение

Полимерный смазочный материал, имеющий многослойную структуру, в соответствии с настоящим изобретением может улучшать долговременную пригодность к прессованию, календрованию, пневмоформованию, литью под давлением и так далее, поскольку он имеет отличное свойство счищаться с металлической поверхности. Также возможно провести высокоскоростной процесс благодаря его превосходному свойству счищаться. Также настоящее изобретение может обеспечить полимерный порошок, обладающий хорошими свойствами в порошкообразном состоянии, который может быть высушен при высокой температуре и удобен для массового производства, поскольку кремнийсодержащий полимерный латекс вводится в оболочку при изготовлении полимерного смазочного материала по способу настоящего изобретения.

Хотя несколько вариантов осуществления настоящего изобретения были показаны и описаны, специалистам в данной области следует принять во внимание, что разнообразные модификации и изменения могут быть сделаны в этом варианте осуществления без отступления от принципов и сущности изобретения, границы которого определяются в формулах изобретения и их эквивалентах.

Изобретение относится к полимерным смазочным материалам, имеющим многослойную структуру. Техническая задача - разработка полимерного смазочного материала, имеющего многослойную структуру, обладающего отличной текучестью в порошкообразном состоянии и отличной способностью предотвращать адгезию к металлической поверхности при обработке. Предложен полимерный смазочный материал, имеющий многослойную структуру, включающий а) кремнийсодержащие затравки, включающие от 3 до 10 весовых частей затравочного полимерного латекса, получаемого путем полимеризации совместно с латексом, смеси, содержащей от 6 до 25 весовых % силана, имеющего виниловую группу, и в оставшейся части - циклосилоксан; b) ядро, содержащие от 40 до 77 весовых частей полимерного ядра для покрытия затравок, причем полимерное ядро содержит от 30 до 60 весовых % ароматического винилового мономера, от 5 до 15 весовых % винилового сомономера и в оставшейся части - алкилакрилат, полученные путем эмульсионной полимеризации в присутствии затравок; и с) от 13 до 57 весовых частей полимерной оболочки для покрытия полимерного ядра, причем полимерная оболочка содержит от 1 до 37 весовых % ароматического винилового мономера, от 1 до 3 весовых % кремнийсодержащего полимера, от 60 до 98 весовых % метилметакрилата и в оставшейся части - виниловый сомономер, полученной путем эмульсионной полимеризации в присутствии полимерного ядра. 7 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Полимерный смазочный материал, имеющий многослойную структуру, включающий
a) кремнийсодержащие затравки, включающие от 3 до 10 вес.ч. затравочного полимерного латекса, получаемого путем полимеризации совместно с латексом, смеси, содержащей от 6 до 25 вес.% силана, имеющего виниловую группу, и в оставшейся части - циклосилоксан;
b) ядро, содержащие от 40 до 77 вес.ч. полимерного ядра для покрытия затравок, причем полимерное ядро содержит от 30 до 60 вес.% ароматического винилового мономера, от 5 до 15 вес.% винилового сомономера и в оставшейся части - алкилакрилат, полученные путем эмульсионной полимеризации в присутствии затравок; и
c) от 13 до 57 вес.ч. полимерной оболочки для покрытия полимерного ядра, причем полимерная оболочка содержит от 1 до 37 вес.% ароматического винилового мономера, от 1 до 3 вес.% кремнийсодержащего полимера, от 60 до 98 вес.% метилметакрилата и в оставшейся части - виниловый сомономер, полученной путем эмульсионной полимеризации в присутствии полимерного ядра.

2. Полимерный смазочный материал по п.1, в котором вышеупомянутый циклосилоксан выбирают из группы, состоящей из гексаметилциклотрисилоксана, октаметилциклотетрасилоксана и додекаметилциклогексасилоксана.

3. Полимерный смазочный материал по п.1, в котором вышеупомянутый силан, имеющий виниловую группу, выбирают из группы, состоящей из триэтоксивинилсилана, 3-(триметоксисилил)пропилакрилата, 3-(триметоксисилил)пропилметакрилата и их смеси.

4. Полимерный смазочный материал по п.1, в котором ароматический виниловый мономер выбирают из группы, состоящей из стирола, α-метилстирола и их смеси.

5. Полимерный смазочный материал по п.1, в котором вышеупомянутый алкилакрилат выбирают из группы, состоящей из низшего алкилакрилата с алкильной группой, имеющей от 2 до 8 атомов углерода, выбираемый из группы, состоящей из этилакрилата, пропилакрилата, изопропилакрилата, бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата и октилакрилата.

6. Полимерный смазочный материал по п.1, в котором полимерное ядро имеет средневесовую молекулярную массу от 5000 до 300000.

7. Полимерный смазочный материал по п.1, в котором полимерная оболочка имеет средневесовую молекулярную массу от 10000 до 1000000.

8. Полимерный смазочный материал по п.7, в котором полимерная оболочка имеет средневесовую молекулярную массу, по меньшей мере, 10000, и имеет более высокую средневесовую молекулярную массу, чем латекс полимерного ядра, и имеет средневесовую молекулярную массу 1000000 или меньше.