ДРЕВЕСНО-ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПРОФИЛЬНО-ПОГОНАЖНЫХ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2014 года по МПК C08L97/02 C08L27/06 

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к древесно-полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения профильно-погонажных изделий.

Известна древесно-полимерная композиция, включающая в свой состав дисперсный древесно-растительный наполнитель, термопластичное полимерное связующее, полиэлектролит, сшивающий агент, органическую перекись, целевые добавки. В качестве термопластичного связующего в полимерной композиции используют поливинилхлорид. Для переработки известной древесно-полимерной композиции в изделия используют и метод экструзии. Недостатком известной композиции является низкий показатель ударной вязкости, относительно высокая степень водопоглощения, низкий предел прочности при изгибе [RU 2132347, опубл. 1999.06.27].

Известна наполненная композиция, содержащая термопластичный полимер, органический наполнитель и целевые добавки. В качестве термопластичного полимера она содержит полимер, выбранный из группы, включающей виниловые полимеры на основе винилхлорида, его сополимеров с винилацетатом на основе этилена, пропилена, их сополимеров на основе метилметакрилата или их смесей. В качестве органического наполнителя - целлюлозосодержащие отходы деревообрабатывающего, сельскохозяйственного и текстильного производства, имеющие фракционный состав 0,1-8,0 мм. Соотношение компонентов в известной полимерной композиции, мас.%:

указанный полимер 31,5-45,0 указанный органический наполнитель 50,0-65,0 целевые добавки 0,3-5,0

В качестве целевых добавок используют стеариновокислый кальций, стеариновокислый барий, стеарин и парафин технический [Патент РФ №2005752, кл. C08L 97/06, 1994 г.].

Недостатком данной композиции является невысокая ударная вязкость, относительно низкая термостабильность, текучесть расплава, высокое водопоглощение, кроме того, композиция не обеспечивает экологическую безопасность полимерного изделия из-за содержания токсичного стабилизатора - стеариновокислого бария.

Наиболее близкой к заявляемому техническому решению является полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, древесную муку, комплексный стабилизатор, акриловый модификатор ударопрочности, металлосодержащую смазку и полиэтиленовый воск [Патент РФ №2436816, опубл. 20.12.2011 г.], при следующем соотношении компонентов, масс.ч.:

Поливинилхлорид 30-60 Древесная мука 70-40 Комплексный стабилизатор 4-8 Акриловый модификатор ударной прочности 2-10 Полиэтиленовый воск 0,1-0,5 Металлосодержащая смазка 0,1-1,0

В полимерной композиции используют:

- ПВХ суспензионный марки С-5868 ПЖ, С-6359М по ГОСТ 14332-78Е, ПВХ С-6069Ж по ТУ 2212-241-00203312-2004, ПВХ С-6369Ж по ТУ 2212-235-00203312-2003, ПВХ С-6669Ж, ПВХ С-6459У по ТУ 2212-186-02203312-98;

- древесную муку по ГОСТ 16361 или любую другую древесную муку, удовлетворяющую качественным характеристикам заявляемой композиции;

- акриловый модификатор ударной прочности марок: МВ-87, DURASTRENGTH D320, DURASTRENGTH D300S, производство фирмы Arkema, Франция; Metablen P-5500S, производство фирмы Dangdong; Paraloid BTA 736H-S OS, производство фирмы Rohm &Haac; Kane АСЕ F50, производство фирмы Kaneka; Лакрис 95 по ТУ 2216-235-05757533-2000 или любой другой акриловый модификатор, предназначенный для переработки непластифицированного ПВХ;

- полиэтиленовый воск с температурой плавления не выше 100°C;

- металлосодержащую смазку, полученную взаимодействием высших монокарбоновых кислот с глицерином при 130-230°C при мольном соотношении 1:(1-2) в присутствии оксидов двухвалентных металлов Ca, Zn, Mg или их двухкомпонентных смесей в массовом соотношении 0,25-1:0,5-1 в количестве 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы, где в качестве высших монокарбоновых кислот используют: ВПК, олеиновую, стеариновую кислоты [Патент РФ №2348664, кл. C08L 27/06, 2009 г.; Патент РФ №2260020, кл. C08L 27/06, 2005 г.].

В качестве нетоксичного стабилизатора композиция содержит нетоксичные комплексные кальций-цинковые стабилизаторы марок: BAEROPAN R 9003 (производитель-«Baerlocher GmbH», Германия); Naftosafe РНХ 922 В (производитель - «Кемсон», Австрия), предназначенные для экструзии технических профилей из древесно-полимерных композиций.

Недостатком данной композиции является невысокий показатель термостабильности, невысокие значения ударной вязкости.

Задача изобретения - повышение перерабатываемости полимерного материала в профильно-погонажные изделия экструзионным способом за счет повышения ударной вязкости и термостабильности.

Технический результат при использовании изобретения выражается в повышении качества профильно-погонажных изделий, снижении энергопотребления экструзионного оборудования.

Вышеуказанный технический результат достигается особенностью древесно-полимерной композиции для профильно-погонажных изделий на основе поливинилхлорида, древесной муки, включающей комплексный стабилизатор, заключающейся в том, что полимерная композиция дополнительно содержит акриловый модификатор перерабатываемости, хлорированный полиэтилен и стеариновую кислоту, кроме того, может содержать акриловый модификатор ударной прочности и металлсодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы оксида цинка или оксида магния, или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1:0,25-1 при 130-160°C в течение 4-5 часов, и при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 30-60 Древесная мука 40-70 Комплексный стабилизатор 4-8 Хлорированный полиэтилен 0,5-10 Металлсодержащая смазка 0-1,0 Акриловый модификатор перерабатываемости 0,1-10 Акриловый модификатор ударопрочности 0-10 Стеариновая кислота 0,1-1,0

В полимерной композиции используют:

- ПВХ суспензионный марки С-5868 ПЖ, С-6359М по ГОСТ 14332-78Е, ПВХ С-6069Ж по ТУ 2212-241-00203312-2004, ПВХ С-6369Ж по ТУ 2212-235-00203312-2003, ПВХ С-6669Ж, ПВХ С-6459У по ТУ 2212-186-02203312-98;

- древесную муку по ГОСТ 16361 или любую другую древесную муку, удовлетворяющую качественным характеристикам заявляемой композиции;

- кальций-цинковые комплексные стабилизаторы марок: BAEROPAN R 9003 (производитель-« Baerlocher GmbH», Германия), Naftosafe PHX 922 В (производитель - «Кемсон», Австрия), предназначенные для экструзии технических профилей из древесно-полимерных композиций;

- хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 30-40%;

- металлосодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы оксида цинка или оксида магния, или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1:0,25-1 при 130-160°C в течение 4-5 часов. Процесс ведут до достижения кислотного числа реакционной массы не более 10 мг КОН/г [Патент RU №2348664];

- акриловый модификатор ударной прочности марок: МВ-87, DURASTRENGTH D320, DURASTRENGTH D300S производство фирмы Arkema Франция, Metablen P-550 производство фирмы Dangdong, Paraloid ВТА 736H-S OS производство фирмы Rohm &Haac, Каnе АСЕ F50 производство фирмы Kaneka, Лакрис 95 по ТУ 2216-235-05757533-2000 или любой другой акриловый модификатор, предназначенный для переработки непластифицированного ПВХ;

- в качестве модификатора перерабатываемости в композиции используют акриловые модификаторы марок LG Chem PA828, FINIMOD Р-700, AKDENIZ PRO-50, AKDENIZ PRO-45, Vinuran DS 2391, Vinuran DS 3833, Vinuran DS 2394 или другой аналогичный акриловый модификатор перерабатываемости для непластифицированных ПВХ-композиций;

- стеариновую кислоту по ГОСТ 6484-96.

Сущность изобретения поясняется следующими примерами.

В таблице приведены примеры древесно-полимерной композиции с указанием компонентного и количественного состава, а также результаты испытаний. Примеры 2-15 - по изобретению, пример 1 - по прототипу.

Пример 2

Древесно-полимерную композицию для профильно-погонажных изделий получают следующим образом.

Поливинилхлорид смешивают с комплексным кальций-цинковым стабилизатором, хлорированным полиэтиленом, акриловым модификатором ударной прочности, модификатором перерабатываемости и стеариновой кислотой в горячем смесителе при постепенном нагреве до 120°C, затем композицию выгружают в холодный смеситель и смешивают с древесной мукой. Охлажденную до 40-60°C композицию подают в приемный бункер, из которого непрерывно загружают в экструдер по мере ее переработки в гранулы. Гранулы используют для получения профильно-погонажных изделий.

Показатель термостабильности определяют из гранул по ГОСТ 14041-91 при 180°C.

Ударную вязкость по Шарпи - по ГОСТ 4647-80. Образцы для испытаний готовят методом вальцевания и прессования.

В таблице приведены примеры древесно-полимерной композиции с указанием компонентного и количественного состава, а также результаты испытаний. Примеры 2-15 - по изобретению, №1 - по прототипу.

В результате использования в древесно-полимерной композиции заявляемых компонентов в соответствующих количествах улучшаются эксплуатационные и технологические показатели, а именно показатели термостабильность, ударная вязкость, снижается температура переработки, увеличивается производительность экструзионного оборудования.

Компоненты Примеры по изобретению, состав, мас.ч.   По прототипу 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Поливинилхлорид ПВХ С-5868ПЖ 50 30 40 60 50 50 50 50 - - - - - - - Поливинилхлорид ПВХ С-6359М - - - - - - - - 30 40 50 60 40 45 35 Древесная мука 50 70 60 40 50 50 50 50 70 60 50 40 60 55 65 Baeropan R9003 Р/7 8,0 5,5 4 8 6 - - - 4 6,5 8 - - - 7 Naftosafe PHX 922 В - - - - - 5,5 6,5 8 - - - 4 7 8 - Полиэтиленовый воск 0,1 - - - - - - - - - - - - - - Стеариновая кислота - 0,1 0,15 0,25 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1 0,25 0,15 0,1 0,1 0,2 Хлорированный полиэтилен - 0,5 1 2 0,7 5 0,8 0,9 10 4 7 3 1 2 5 Металлосодержащая смазка 0,1 - 0,7 0,5 1 - 0,3 - 0,1 0,25 0,7 0,8 - 0,1 0,9 Акриловый модификатор ударной прочности:   Лакрис 95 - 2 - - 2 5 - - - - - - 10 - - DURASTRENGTH D320 2 - - - - - 7 8 - - - - - - - Metablen P-550 10 - 3 - - - - - 0,5 6 - - - - - Paraloid BTA 736H-S - - - - - - - - - - 0,1 5 - - - Акриловый модификатор перерабатываемости:   LG Chem PA828 - 0,5 - - - - - 8 - - - - 9 0,7 3 Vinuran DS 2391 - - 1 2 - - - - - 4 - - - - - AKDENIZ PRO-50 - - - - 2 5 - - - - 0,8 - - - - FINIMODP-700 - - - - - - 10 - 0,1 - - 5 - - - Свойства                               Термостабильность при 180°C, мин 88 97 91 107 91 97 101 120 89 98 108 82 104 99 95 Ударная вязкость по Шарпи, кДж/м² 16,9 15,1 17,3 18,2 18,5 19,3 19,3 19,5 17,5 17,1 17,4 18,2 20,5 15,7 17,8

Изобретение относится к химии полимеров, а именно к древесно-полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения профильно-погонажных изделий. Древесно-полимерная композиция для профильно-погонажных изделий на основе поливинилхлорида и древесной муки включает комплексный стабилизатор, акриловый модификатор перерабатываемости, хлорированный полиэтилен и стеариновую кислоту, а также может содержать металлсодержащую смазку и акриловый модификатор ударной прочности. Изобретение позволяет повысить качество профильно-погонажных изделий, перерабатываемость полимерного материала в профильно-погонажные изделия экструзионным способом за счет улучшения термостабильности и ударной вязкости, а также снизить энергопотребление экструзионного оборудования. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 пр.

1. Древесно-полимерная композиция для профильно-погонажных изделий на основе поливинилхлорида и древесной муки, включающая комплексный стабилизатор, отличающаяся тем, что полимерная композиция дополнительно содержит акриловый модификатор перерабатываемости, хлорированный полиэтилен и стеариновую кислоту, кроме того, может содержать акриловый модификатор ударной прочности и металлсодержащую смазку, полученную взаимодействием олеиновой или стеариновой кислоты с глицерином при мольном соотношении 1:1 в присутствии 0,5-2,0 мас.% от общей реакционной массы оксида цинка или оксида магния, или их двухкомпонентной смеси при их массовом соотношении 0,25-1:0,25-1 при 130-160°C в течение 4-5 часов, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Поливинилхлорид 30-60 Древесная мука 40-70 Комплексный стабилизатор 4-8 Хлорированный полиэтилен 0,5-10 Металлсодержащая смазка 0-1,0 Акриловый модификатор перерабатываемости 0,1-10 Акриловый модификатор ударопрочности 0-10 Стеариновая кислота 0,1-1,0

2. Древесно-полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что в композиции используют хлорированный полиэтилен с содержанием хлора 30-40%.