МОДИФИКАТОР УДАРНОЙ ПРОЧНОСТИ И КОМПОЗИЦИЯ УДАРОПРОЧНОГО ТЕРМОПЛАСТА Российский патент 2016 года по МПК C08L51/06 C08L67/04 C08F265/06 C08L33/08 C08J5/18 

Область, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к модификатору ударной прочности, включающему 2-октилакрилат.

Настоящее изобретение также относится к ударопрочным термопластичным смолам и, в частности, к ударопрочным композициям полимолочной кислоты.

Более конкретно, настоящее изобретение относится к ударопрочным термопластичным смолам, включающим полимерный модификатор ударной прочности со структурой ядро-оболочка, полученный многостадийным способом, который включает 2-октилакрилат.

Техническая задача

Модификаторы ударной прочности широко используются для улучшения ударной прочности термопластов и термореактопластов с целью компенсировать присущую им хрупкость или охрупчивание, которые имеют место при температуре окружающей среды, но также, и в особенности, при температурах ниже нуля, чувствительность к надрезу и развитие трещин. Поэтому, ударопрочный полимер представляет собой полимерный материал, ударопрочность и ударная вязкость которого были увеличены включением фазовых микродоменов каучукоподобного материала. Это обычно происходит благодаря введению микроскопических каучуковых частиц в полимерную матрицу, которые могут поглощать энергию удара или рассеивать ее и, посредством этого, улучшать ударную прочность полимерного материала. Одна возможность состоит во введении каучуковых частиц в форме частиц ядро-оболочка. Данные частицы ядро-оболочка, которые обычно имеют каучуковое ядро и полимерную оболочку, обладают преимуществом, состоящим в надлежащем размере частиц каучукового ядра для эффективного ударновязкого упрочнения и в привитой оболочке для того, чтобы иметь адгезию и совместимость с матрицей термопласта. Одним типом частиц ядро-оболочка являются акриловые частицы ядро-оболочка или акриловые модификаторы ударной прочности (AIM).

Эффективность модифицирования ударной прочности является функцией размера частицы, в особенности каучуковой части частицы, ее количества или отношения к оболочке, и термических характеристик. Существует оптимальный средний размер частиц, чтобы иметь наиболее высокую ударную прочность для данного количества добавленных частиц модификатора ударной прочности.

Кроме того, важными являются термические характеристики в случае, когда имеются каучуковые частицы; температура стеклования (Т_стекл.) каучука должна быть намного ниже температуры использования. Т_стекл. полимерных каучуковых частиц обычно ниже 0°C.

Цель настоящего изобретения состоит в предложении нового модификатора ударной прочности, который работает лучше, чем имеющиеся в настоящее время стандартные модификаторы ударной прочности.

Под лучшей эффективностью понимается, что модификатор ударной прочности либо функционирует лучше с точки зрения ударной прочности при использовании такого же количества имеющихся в настоящее время стандартных модификаторов ударной прочности, либо такую же ударную прочность получают при включении меньшего количества модификаторов ударной прочности по сравнению с имеющимися в настоящее время стандартными модификаторами ударной прочности в термопластичных смолах, в то же время, сохраняя другие характеристики.

Другая цель настоящего изобретения состоит в предложении модификатора ударной прочности, который имеет значительно лучшую характеристику ударной прочности, в то же время, сохраняя хороший компромисс способности к переработке при включении в термопластичную смолу и приемлемое визуальное качество конечного изделия.

Еще одна цель состоит в предложении ударопрочной композиции, которая включает, по меньшей мере, одну термопластичную смолу, которая имеет значительно лучшую ударопрочность.

Неожиданно было обнаружено, что использование 2-октилакрилата в качестве мономера в полимерном модификаторе ударной прочности значительно увеличивает ударную прочность термопластичной смолы, без ослабления других существенных характеристик, таких как способность к переработке, другие характеристики и конечные технологические свойства.

Уровень техники

Документ EP1061100 описывает многослойные частицы ядро-оболочка, в особенности, в примерах акриловых модификаторов ударной прочности типа ядро-оболочка, имеющих ядро на основе бутилакрилата и оболочку на основе метилметакрилата.

Документ WO2008/051443 описывает ударопрочные полилактидные смолы. Ударопрочность и низкую мутность получают, добавляя акриловый модификатор ударной прочности типа ядро-оболочка в форме более крупных частиц или агломератов, а также частиц и агломератов меньшего размера. Акриловыми мономерами, приданными для каучуковой фазы модификатора ударной прочности, являются бутилакрилат и 2-этилгексилакрилат.

Документ WO2009151977 описывает биоразлагаемые ударопрочные полимерные композиции. Композиции включают акриловые модификаторы ударной прочности типа ядро-оболочка, с каучуковым ядром, предпочтительно, на основе бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата и бутадиена.

Все документы предшествующего уровня техники полностью молчат относительно 2-октилакрилата в качестве акрилового мономера в акриловом полимерном модификаторе ударной прочности и композиций термопластичных смол, включающих такой модификатор ударной прочности.

Краткое описание изобретения

Неожиданно было обнаружено, что 2-октилакрилат в качестве мономера в полимерном модификаторе ударной прочности значительно увеличивает ударную прочность по сравнению с модификаторами ударной прочности, использующими стандартные акриловые мономеры или другие алкилакрилатные мономеры.

Также было обнаружено, что композиции, включающие, по меньшей мере, одну термопластичную смолу и полимерный модификатор ударной прочности, содержащий 2-октилакрилат, имеют лучшую ударопрочность по сравнению с такими же композициями со стандартными акриловыми модификаторами ударной прочности, в то же время другие свойства, такие как технологические свойства, сохраняются.

Изобретение будет более понятно при чтении следующего далее подробного описания и из неограничивающих примеров его вариантов осуществления.

Подробное описание

В первом аспекте, настоящее изобретение относится к модификатору ударной прочности, включающему в себя 2-октилакрилат, в котором массовое отношение 2-октилакрилата в модификаторе ударной прочности составляет, по меньшей мере, 10 масс. %, предпочтительно, по меньшей мере, 20 масс. %, более предпочтительно, по меньшей мере, 25 масс. %, преимущественно, по меньшей мере, 30 масс. % и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 35 масс. %.

Во втором аспекте, настоящее изобретение относится к модификатору ударной прочности, включающему в себя 2-октилакрилат, в котором массовое отношение 2-октилакрилата в модификаторе ударной прочности составляет от 10 масс. % до 95 масс. %, предпочтительно, от 20 масс. % до 90 масс. %, более предпочтительно, от 25 масс. % до 85 масс. %, преимущественно, от 30 масс. % до 80 масс. % и, наиболее предпочтительно, от 35 масс. % до 75 масс. %.

Другим аспектом изобретения является структура модификатора ударной прочности типа ядро-оболочка.

Дальнейший аспект изобретения представляет собой композицию ударопрочной термопластичной смолы, включающую модификатор ударной прочности, содержащий 2-октилакрилат.

Используемым здесь термином ″модификатор ударной прочности″ обозначается материал, который при введении в полимерный материал увеличивает ударную вязкость и прочность данного полимерного материала с помощью фазовых микродоменов каучукоподобного материала или каучукового полимера.

Используемым здесь термином ″полимер ядро/оболочка″ обозначается полимер, имеющий ядро, на которое привита, по меньшей мере, одна полимерная оболочка. Используемым здесь термином ″каучук″ обозначается термодинамическое состояние полимера выше его температуры стеклования.

Используемым здесь термином ″каучукоподобный полимер″ обозначается полимер, который имеет температуру стеклования (Т_стекл.) ниже 10°C.

Используемым здесь термином ″многостадийный полимер″ обозначается полимер, полученный в последовательной манере способом многостадийной эмульсионной полимеризации, по меньшей мере, с двумя стадиями, которые отличаются по составу. Предпочтительным является многостадийный способ эмульсионной полимеризации, в котором первый полимер является полимером первой стадии, а второй полимер является полимером второй стадии, т.е., второй полимер получается эмульсионной полимеризацией в присутствии первого эмульсионного полимера.

Используемым здесь термином ″алкилметакрилат″ обозначается как алкилакрилат, так и алкилметакрилат.

Термином ″стандартные акриловые мономеры″ обозначаются такие мономерные продукты, как метилакрилат, этилакрилат, н-бутилакрилат и 2-этилгексилакрилат.

Используемым здесь термином ″сополимер″ обозначается полимеры, состоящие, по меньшей мере, из двух различных мономеров.

Термин «имеющиеся современные стандартные модификаторы ударной прочности» обозначает метил-бутадиен-стирольные (МБС), акрилонитрил-бутадиен-стирольные (АБС) полимеры и акриловые модификаторы ударной прочности (AIM) в качестве модификаторов ударной прочности. Стандартные AIM обычно находятся в форме полимеров ядро-оболочка, содержащих каучуковое ядро и твердую оболочку, в которых каучукоподобное ядро обычно представляет собой гомо- или сополимер, такой как н-бутил-, этил-, изобутил- или 2-этилгексилакрилат. Гомополимеры и сополимеры таких акрилатов низших алкилов являются подходящими материалами каучукоподобного ядра.

Что касается модификатора ударной прочности согласно настоящему изобретению, он представляет собой акриловый полимер ядро-оболочка или акриловый модификатор ударной прочности (AIM), включающий 2-октилакрилат. Модификатор ударной прочности находится в форме мелкодисперсных частиц, имеющих эластомерное или каучуковое ядро и, по меньшей мере, одну термопластичную оболочку. Частица ядро-оболочка может иметь больше одной оболочки. По меньшей мере, внешняя оболочка, в контакте с термопластичной матрицей, имеет Т_стекл. больше чем 25°C, предпочтительно, больше чем 50°C. Средневесовой размер всех частиц, в общем, составляет менее чем 1 мкм и, преимущественно, от 50 до 500 нм, предпочтительно от 100 нм до 400 нм и, наиболее предпочтительно, от 150 нм до 350 нм, преимущественно от 200 нм до 350 нм. Размер каучукового ядра обычно слегка меньше (от 10 нм до 30 нм), в зависимости от отношения ядро-оболочка. Под этим понимают, что толщина оболочки или оболочек составляет от 10 нм до 30 нм. Средневесовой размер частиц каучукового ядра преимущественно составляет от 20 до 490 нм, предпочтительно, от 70 нм до 390 нм и, наиболее предпочтительно, от 120 нм до 340 нм, преимущественно от 170 нм до 340 нм.

Модификатор ударной прочности получают эмульсионной полимеризацией. Например, подходящим методом является методика двухстадийной полимеризации, в которой ядро и оболочку получают в двух последовательных стадиях эмульсионной полимеризации.

Отношение ядро-оболочка конкретно не ограничивается, но, предпочтительно, оно находится в диапазоне от 10/90 до 90/10, более предпочтительно, от 40/60 до 90/10, преимущественно от 60/40 до 90/10 и, наиболее предпочтительно, от 70/30 до 95/15.

Что касается ядра частицы типа ядро-оболочка согласно настоящему изобретению, ядро может состоять, например, из:

- гомополимера 2-октилакрилата; или

- сополимеров 2-октилакрилата с мономерами, выбранными из другого алкилметакрилатного и винильного мономера или их смесей.

В предпочтительном варианте осуществления эластомер ядра представляет собой акриловый сополимер. Под ″акриловым″ понимается, что первичный(е) мономер(ы), используемый(е) при формировании эластомерного полимера, представляет собой акриловые мономеры, включая 2-октилакрилат. Предпочтительно, акриловый сополимер содержит, по меньшей мере, 80 процентов по массе акриловых мономерных звеньев. Другой(ие) сомономер или сомономеры выбран(ы) из виниловых мономеров и алкилметакрилатных мономеров.

Примеры акриловых сомономеров, помимо 2-октилакрилата применимого в изобретении, включают, но не ограничиваются этим, алкилакрилаты, включая н-пропилакрилат, н-бутилакрилат, изобутилакрилат, амилакрилат, 2-метилбутилакрилат, 2-этилгексилакрилат, н-гексилакрилат, н-октилакрилат, изооктилакрилат, н-децилакрилат, н-додецилакрилат, 3,5,5-триметилгексилакрилат, пропилгептилакрилат. Особенно предпочтительные акриловые сомономеры, помимо 2-октилакрилата, включают н-бутилакрилат, н-пентилакрилат, н-гексилакрилат, н-гептилакрилат, 2-этилгексилакрилат и н-октилакрилат, и их смеси. Наиболее предпочтительными являются бутилакрилат, 2-этилгексилакрилат и н-октилакрилат.

Виниловый мономер может представлять собой стирол, алкилстирол, акрилонитрил, бутадиен или изопрен.

Алкилметакрилатные мономеры, предпочтительно, представляют собой C2-C12 алкилметакрилатные мономеры. Преимущественно алкилметакрилатный мономер выбран из метилметакрилата, этилметакрилата, н-пропилметакрилата, н-бутилметакрилата, н-гексилметакрилата, н-гептилметакрилата, 2-этилгексилметакрилата, н-октилметакрилата и их смесей.

Каучукоподобное ядро преимущественно полностью состоит из акрилового сополимера 2-октилакрилата с низшим алкилакрилатом, таким как н-бутил-, этил-, изобутил- или 2-этилгексилакрилат. Алкилакрилат предпочтительно представляет собой бутилакрилат или 2-этилгексилакрилат или их смеси. Согласно более предпочтительному варианту осуществления, сомономер 2-октилакрилата выбран из бутилакрилата и 2-этилгексилакрилата.

Предпочтительно, эластомерное ядро может быть полностью или частично сшитым. Достаточно добавить, по меньшей мере, один бифункциональный мономер в течение приготовления ядра. Данные мономеры можно выбрать из сложных полиметакриловых эфиров многоатомных спиртов, таких как бутилендиметакрилат и триметилолпропантриметакрилат. Другие бифункциональные мономеры могут представлять собой, например, дивинилбензол, тривинилбензол, винилакрилат, аллилметакрилат и винилметакрилат. Ядро также можно сшить, вводя в него, прививкой или в виде сомономера в ходе полимеризации, ненасыщенные функциональные мономеры, такие как ангидриды ненасыщенных карбоновых кислот, ненасыщенные карбоновые кислоты и ненасыщенные эпоксиды. Например, можно указать малеиновый ангидрид, метакриловую кислоту и глицидилметакрилат.

Температура стеклования (Т_стекл.) эластомерного ядра составляет менее 0°C, предпочтительно, менее -10°C, преимущественно, менее -20°C и, наиболее предпочтительно, менее -25°C.

Предпочтительно, эластомерное ядро имеет температуру стеклования от -120°C до -10°C и, более предпочтительно, от -90°C до -20°C.

Что касается оболочки, полимер оболочки, который необязательно химически привит или сшит с ядром каучуковой стадии, предпочтительно полимеризуют, по меньшей мере, из одного низшего алкилметакрилата, такого как метил-, этил- или трет-бутилметакрилата. Можно использовать гомополимеры таких метакрилатных мономеров. Кроме того, вплоть до 40 процентов по массе полимера оболочки можно сформировать из других моновинилиденовых мономеров, таких как стирол, винилацетат и винилхлорид, метилакрилата, этилакрилата, бутилакрилата и аналогичных.

Что касается термопластичной смолы согласно настоящему изобретению, ее можно выбрать, но не ограничиваться этим, из поливинилхлорида (ПВХ), сложных полиэфиров, таких как полиэтилентерефталат (ПЭТФ) или полибутилентерефталат (ПБТФ), или полимолочной кислоты (ПМК), полистирола (ПС), поликарбонатов (ПК), полиэтилена, полиметилметакрилатов, метакриловых сополимеров, термопластичных сополимеров метилметакрилата и этилакрилата, полиалкилентерефталатов, поливинилиденфторида, поливинилиденхлорида, полиоксиметилена (ПОМ), частично-кристаллических полиамидов, аморфных полиамидов, частично-кристаллических сополимеров полиамидов, аморфных сополимеров полиамидов, полиэфирамидов, полиамидоэфиров, сополимеров стирола и акрилонитрила (САН) и их соответствующих смесей. Смеси, например, могут представлять собой ПС/АБС, ПС/полиэфир или ПС/ПМК, просто в качестве примеров.

Согласно предпочтительному варианту осуществления, термопластичной смолой является полимолочная кислота (ПМК). Термины ″полимолочная кислота″ и ″ПМК″ используются взаимозаменяемо для обозначения полимеров, имеющих, по меньшей мере, 50 процентов по массе полимеризованных повторяющихся звеньев молочной кислоты (т.е., звеньев, имеющих структуру -OC(O)CH(CHs)-), независимо от того, как данные повторяющиеся звенья сформированы в полимер. Смола ПМК предпочтительно содержит, по меньшей мере, 80 процентов, по меньшей мере, 90 процентов, по меньшей мере, 95 процентов или, по меньшей мере, 98 процентов по массе данных повторяющихся звеньев. Смола ПМК может дополнительно содержать повторяющиеся звенья, полученные из других мономеров, которые могут сополимеризоваться с лактидом или молочной кислотой, таких как алкиленоксиды (включая этиленоксид, пропиленоксид, бутиленоксид, тетраметиленоксид и аналогичные) или циклические лактоны или карбонаты. Повторяющиеся звенья, полученные из данных других мономеров, могут присутствовать в блоке и/или в случайном порядке. Данные другие повторяющиеся звенья подходяще составляют вплоть до 10 процентов по массе от массы ПМК, предпочтительно, примерно от 0 до 5 процентов по массе, в особенности, примерно от 0 до 2 процентов по массе от массы ПМК.

Молекулярная масса и распределение молекулярной массы полимолочной кислоты конкретно не ограничиваются при условии, что полученная в результате смола является формующейся. Средневесовая молекулярная масса предпочтительно составляет не менее 50000 г/моль.

Количество модификатора ударной прочности согласно изобретению в термопластичной смоле составляет от 0,5 масс. % до 20 масс. %, предпочтительно, от 0,5 масс. % до 10 масс. %, по массе.

Композицию ударопрочной термопластичной смолы согласно настоящему изобретению можно использовать и привести в желаемую форму известными методами. Примеры таких методов включают вальцевание, каландрирование, экструдирование (экструзию или соэкструзию), литье под давлением или прядение, а также экструзию с выдувом. Композицию ударопрочной термопластичной смолы также можно переработать во вспененные материалы.

Композиция ударопрочной термопластичной смолы согласно изобретению подходит, например, для изготовления полых изделий (бутылок, флаконов и фляг), упаковочных пленок (термоформируемых или гнутых листов), пленок, полученных экструзией с выдувом, труб, вспененных материалов, тяжелых жестких профилей (оконных рам), профилей светопрозрачных стен, конструкционных профилей, сайдинга, фитингов, офисных пленок, и корпусов аппаратуры (компьютеров, домашних электроприборов).

Предпочтительно, композицию ударопрочной термопластичной смолы согласно изобретению используют при формировании экструдированных, полученных литьем с раздувом или каландрированных пленок или отлитых частей.

Настоящее изобретение также относится к изделиям, включающим в себя, по меньшей мере, одну термопластичную смолу и, по меньшей мере, один модификатор ударной прочности согласно настоящему изобретению и, необязательно, одну или несколько добавку(ок) и/или со-стабилизатор(ов).

Согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, изделие представляет собой жесткую или полужесткую или гибкую, непрозрачную или прозрачную пленку, в особенности пленки, выбранные из жестких или полужестких или гибких, непрозрачных или прозрачных пленок, термоусадочных пленок, клейких пленок; жестких или полужестких, непрозрачных или прозрачных листов, фитингов, профилей (оконных, дверных), кромочных лент.

Предпочтительно, изделие представляет собой непрозрачную или прозрачную, жесткую или полужесткую или прозрачную пленку, которую можно преимущественно использовать для термического формирования (или нет) и приготовления упаковки для пищевых продуктов, фармацевтических блистеров, пластиковых карт (таких как кредитные карты), пленок для мебели и технических упаковочных пленок и, как правило, всех видов непрозрачных или прозрачных пленок.

Используемым здесь термином ″прозрачный″ обозначают, что проходит, по меньшей мере, 80%, предпочтительно, 90% видимого света.

Используемые материалы

Сокращения

BA бутилакрилат MMA метилметакрилат 2-EHA 2-этилгексилакрилат PHA пропилгептилакрилат 2-OA 2-октилакрилат ALMA аллилметакрилат

ПМК - использовали полимолочную кислоту марок Ingeo® 2002D и NaturePlast PLI05 от NatureWorks.

МЕТОДЫ

Анализ размеров частиц

С использованием Zetasizer: Средневесовой размер частиц и распределение частиц по размеру измеряют с использованием прибора Zetasizer 5000, после разбавления латекса, чтобы отрегулировать концентрацию, необходимую в ячейке, используемой для измерения.

Температуру стеклования (Т_стекл.) ядра и ядра-оболочки измеряют с использованием оборудования, способного осуществить термомеханический анализ. Был использован RDAII ″RHEOMETRICS DYNAMIC ANALYSER″, поставляемый компанией Rheometrics. Термомеханический анализ точно измеряет вязкостно-упругие изменения образца в виде функции температуры, прилагаемой нагрузки или деформации. Прибор непрерывно записывает показания деформации образца, поддерживая постоянной нагрузку, в течение контролируемой программы изменения температуры.

Результаты получают, нанося на график, в виде функции температуры, модуль упругости (G'), модуль потерь и тангенс дельта. Т_стекл. представляет собой наиболее высокую температуру, считываемую на кривой тангенса дельта, когда полученный тангенс дельта равен нулю.

Прочность при ударе по методу Гарднера

Образцы представляли собой образцы с размерами 40×40 мм, которые разрезали, и пластмассовый образец ударяли посредством бойка, который ударяли падающим грузом (тестирование прочности при ударе по методу Гарднера), следуя стандарту ASTM D5420-04.

Характеристики груза, падающего на боек: диаметр 6,350 мм, 1,82 кг.

Измерение оптических свойств:

Листы толщиной 500 микрон затем характеризовали с помощью измерения светопропускания, мутности и прозрачности, используя Haze-Gard Plus (CIE-C).

Примеры

Синтез модификатора ударной прочности

Использовали следующую процедуру, чтобы синтезировать многостадийный модификатор ударной прочности типа ядро-оболочка, который имеет эластомерное или мягкое ядро (стадия 1) и твердую конечную оболочку (стадия 2)

Массовое отношение двух стадий равно 80//20

Составы 2 стадий

Стадия 1: 99,25/0,75 каучуковый мономер/ALMA

Стадия 2: 99,8/0,2 MMA/ALMA

где MMA = метилметакрилат

Каучуковый мономер = бутилакрилат (BA) или 2-октилакрилат (2-OA) или 2-этилгексилакрилат (2-EHA) или пропилгептилакрилат (PHA) или их смеси

ALMA = аллилметакрилат в качестве сшивающего агента

Чтобы отрегулировать конечный размер модификатора ударной прочности, требуется зародышеобразователь. Зародышеобразователь может иметь распределение частиц по размеру от 80 до 150 нм, причем размер зародышеобразователя регулируют количеством поверхностно-активного вещества. Зародышеобразователь использует такой же мономер, как стадия 1, и он будет полимеризоваться таким же образом. Распределение частиц по размерам итогового модификатора ударной прочности будет зависеть от количества зародышеобразователя.

Сначала зародышеобразователь вводят с некоторым количеством воды. Загрузку мономера стадии 1, эмульгированную в воде с использованием додецилбензолсульфоната натрия в качестве эмульгатора и с использованием карбоната калия для контроля pH, полимеризовали в течение 3 часов, используя окислительно-восстановительный инициатор на основе персульфата калия/метабисульфита натрия при температуре примерно 80°C. Мономеры стадии 2, эмульгированные в воде с использованием додецилбензолсульфоната натрия в качестве эмульгатора, контролируя количество добавленного мыла для предотвращения образования значительных количеств новых частиц, полимеризовали в течение 1 часа, используя окислительно-восстановительный инициатор на основе персульфата калия/метабисульфита натрия при температуре примерно 80°C.

Одну и ту же процедуру использовали для 5 образцов.

Таблица 1 описывает состав, размер частиц и Т_стекл. различных модификаторов ударной прочности типа ядро-оболочка:

Таблица 1   Образец 1 Образец 2 Образец 3 Образец 4 Образец 5 Аллилметакрилат (масс. %) 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 Соотношение ядро/оболочка

BA/MMA 80/20         2-EHA/MMA   80/20       2-OA/MMA     80/20     PHA/MMA       80/20   2-OA-BA/MMA         40-40/20 Размер частиц (нм) Zetasizer 300 294 341 347 334 Размер частиц (нм) CHDF     301   325 Размер частиц (нм) AFM 301       345 Т_{стеклов.} каучука (°C) -40 -53 -47 -51,7 -38,3

Образцы модификаторов ударной прочности из таблицы 1 оценивали в ПМК (листы и пленки)

Композиция ПМК пленки:

Гранулы ПМК смешивают с 3 масс. %, 5 масс. % и 7 масс. %, соответственно, модификатора ударной прочности (порошок). ПМК содержит смазывающее вещество и технологическую добавку, чтобы избежать адгезии или прилипания к горячим металлическим частям. Примером является смесь 2 масс. % Biostrenght®700 и 2 масс. % Biostrenght®900 от ARKEMA. Затем смесь добавляют в двухвалковые вальцы для приготовления листа.

Приготовление образца ПМК:

Образцы ПМК готовят в двухвалковых вальцах (Collin, диам. 150, L: 400) при 160°C, с 20% трением (передний валок при 20 об./мин., задний при 24 об./мин.), зазор валков 0,45 мм, следуя стадиям:

- 90 секунд при 8 об./мин. (передний валок, 20% трение), зазор валков: 0,3 мм

- 150 секунд при 20 об./мин. (передний валок, 20% трение), зазор валков: 0,55 мм

Затем лист удаляют из двухвалковых вальцов при 8 об./мин. (передний валок, 20% трение), зазор валков: 0,45 мм.

Затем точно измеряют толщину листа образца со средним значением приблизительно 500 микрон.

Результаты оценки 5 образцов подробно изложены в таблице 2:

Таблица 2   Пример 6
Модификатора нет Пример 1
С образцом 1 Пример 2
С образцом 2 Пример 3
С образцом 3 Пример 4
С образцом 4 Пример 5
С образцом 5 Качество обработки пленки ***** ***** ***** ***** ***** ***** Гомогенность запаса смеси ***** ***** ***** ***** ***** ***** Осаждение (остаток на вальцах) ***** **** * * * *** Визуальное качество пленки ***** **** * ** * **** От *: Плохо до *****: Превосходно

Данные таблицы 2 показывают, что ядро на основе только OA приводит к слегка более худшему качеству пленки, в то время как сополимер OA/BA показывает превосходное качество пленки, по сравнению с ядром на основе BA каучука, тогда как каучуковые ядра на основе 2-EHA и PHA приводят к плохому визуальному качеству пленки.

Таблица 3   Пример
1 Пример
2 Пример
3 Пример
4 Пример
5 Прочность при ударе по методу Гарднера при 3% загрузке (дюйм/фунт-сила) 7,8 8,4 8,62 5,74 13,6 Прочность при ударе по методу Гарднера при 5% загрузке (дюйм/фунт-сила) 9,0 9,44 15,92 8,3 29,53 Прочность при ударе по методу Гарднера при 7% загрузке (дюйм/фунт-сила) 18,84 22,43 26,84 12,95 34,80

Прочность при ударе по методу Гарднера для образца без модификатора ударной прочности составляет <1.

Данные из таблицы 3 показывают, что наилучшую прочность при ударе по методу Гарднера получают с 2-OA и 2-OA/BA каучуковыми ядрами, причем в данном случае она намного лучше, чем у образцов с каучуковыми ядрами на основе BA и 2-EHA.

Таблица 4 Светопропускание [%] при Пример
1 Пример
2 Пример
3 Пример
4 Пример
5 3% загрузке 91,3 92,6 93,4 92,2 93,8 5% загрузке 92,5 91,4 92,5 92,4 93,3 7% загрузке 92,4 91,4 93,1 91,9 92,7

Светопропускание для образца без модификатора ударной прочности составляет 92,5.

Данные таблицы 4 показывают, что светопропускание всех образцов является сравнимым.

Таблица 5 Прозрачность [%] при Пример
1 Пример
2 Пример
3 Пример
4 Пример
5 3% загрузке 96,6 95,4 94,4 56,5 94,7 5% загрузке 95,1 72,2 87,5 49,3 97,0 7% загрузке 94,8 58,8 82,2 46,8 96,5

Прозрачность для образца без модификатора ударной прочности составляет 95,4.

Данные таблицы 5 показывают, что прозрачность образцов, содержащих 2-октилакрилат, ближе к прозрачности образца без модификатора ударной прочности.

Таблица 6 Мутность [%] при Пример
1 Пример
2 Пример
3 Пример
4 Пример
5 3% загрузке 9,79 14,65 9,33 17,2 8,93 5% загрузке 10,5 16,7 9,67 22,1 9,65 7% загрузке 12,7 21,1 15,3 24,8 12,8

Мутность без модификатора ударной прочности составляет 6,48.

Образцы, содержащие модификаторы ударной прочности, включающие 2-октилакрилат, имеют более высокую ударную прочность по сравнению с образцами, содержащими модификатор ударной прочности без 2-октилакрилата при той же самой загрузке, в то же время они имеют величину мутности на том же самом уровне, как в образцах, содержащих модификатор ударной прочности на основе бутилакрилата.

Изобретение относится к модификатору ударной прочности, применяемому для улучшения ударной прочности термопластов и термореактопластов. Модификатор ударной прочности содержит, по меньшей мере, 10 мас.% 2-октилакрилата, и представляет собой полимерную частицу, имеющую структуру ядро-оболочка. Композиция ударопрочной термопластичной смолы и изделие содержат термопластичную смолу и вышеуказанный модификатор ударной прочности. Изобретение позволяет повысить ударную прочность полимерного материала, сохраняя при этом хорошую способность к переработке и конечные технологические свойства. 3 н. и 14 з.п.ф-лы, 6 табл.

1. Модификатор ударной прочности, включающий 2-октилакрилат, в котором массовое отношение 2-октилакрилата в модификаторе ударной прочности составляет, по меньшей мере, 10 масс. %, предпочтительно, по меньшей мере, 20 масс. %, более предпочтительно, по меньшей мере, 25 масс. %, преимущественно, по меньшей мере, 30 масс. % и, наиболее предпочтительно, по меньшей мере, 35 масс. %, где указанный модификатор ударной прочности представляет собой полимерную частицу, имеющую структуру ядро-оболочка.

2. Модификатор ударной прочности, включающий 2-октилакрилат, по п. 1, в котором массовое отношение 2-октилакрилата в модификаторе ударной прочности составляет от 10 масс. % до 95 масс. %, предпочтительно, от 20 масс. % до 90 масс. %, более предпочтительно, от 25 масс. % до 85 масс. %, преимущественно, от 30 масс. % до 80 масс. % и, наиболее предпочтительно, от 35 масс. % до 75 масс. %.

3. Модификатор ударной прочности по п. 1, в котором 2-октилакрилат находится в ядре.

4. Модификатор ударной прочности по любому из пп. 1-3, в котором ядро полимерной частицы имеет температуру стеклования менее чем 0°С.

5. Модификатор ударной прочности по любому из пп. 1-3, в котором 2-октилакрилат сополимеризуют с другим метакриловым мономером.

6. Модификатор ударной прочности по п. 4, в котором 2-октилакрилат сополимеризуют с другим метакриловым мономером.

7. Модификатор ударной прочности по п. 5, в котором другой метакриловый мономер выбран из н-бутилакрилата, н-пентилакрилата, н-гексилакрилата, н-гептилакрилата, 2-этилгексилакрилата и н-октилакрилата, и их смесей.

8. Модификатор ударной прочности по п. 5, в котором другой метакриловый мономер выбран из бутилакрилата, 2-этилгексилакрилата и их смесей.

9. Композиция ударопрочной термопластичной смолы, включающая, по меньшей мере, одну термопластичную смолу и, по меньшей мере, один модификатор ударной прочности по любому из пп. 1-8.

10. Композиция по п. 9, отличающаяся тем, что термопластичная смола выбрана из поливинилхлорида (ПВХ), полиэфиров, таких как полиэтилентерефталат (ПЭТФ) или полибутилентерефталат (ПБТФ), или полимолочных кислот (ПМК), полистирола (ПС), поликарбоната (ПК), полиэтилена, полиметилметакрилата, метакриловых сополимеров, термопластичных сополимеров метилметакрилата и этилакрилата, полиалкилентерефталатов, поливинилиденфторида, поливинилиденхлорида, полиоксиметилена (ПОМ), частично-кристаллических полиамидов, аморфных полиамидов, частично-кристаллических сополимеров полиамидов, аморфных сополимеров полиамидов, полиэфирамидов, полиамидоэфиров, сополимеров стирола и акрилонитрила (САН) и их смесей.

11. Композиция по п. 10, отличающаяся тем, что термопластичной смолой является полимолочная кислота.

12. Композиция по любому из пп. 9-11 для применения при формировании экструдированных, полученных литьем с раздувом или каландрированных пленок или отлитых частей.

13. Композиция по любому из пп. 9-11, отличающаяся тем, что термопластичная смола является прозрачной.

14. Композиция по п. 12, отличающаяся тем, что термопластичная смола является прозрачной.

15. Изделие, выполненное из, по меньшей мере, одной термопластичной смолы и, по меньшей мере, одного модификатора ударной прочности по любому из пп. 1-8.

16. Изделие по п. 15, отличающееся тем, что термопластичная смола выбрана из поливинилхлорида (ПВХ), полиэфиров, таких как полиэтилентерефталат (ПЭТФ) или полибутилентерефталат (ПБТФ), или полимолочных кислот (ГМК), полистирола (ПС), поликарбоната (ПК), полиэтилена, полиметилметакрилата, метакриловых сополимеров, термопластичных сополимеров метилметакрилата и этилакрилата, полиалкилентерефталатов, поливинилиденфторида, поливинилиденхлорида, полиоксиметилена (ПОМ), частично-кристаллических полиамидов, аморфных полиамидов, частично-кристаллических сополимеров полиамидов, аморфных сополимеров полиамидов, полиэфирамидов, полиамидоэфиров, сополимеров стирола и акрилонитрила (САН) и их смесей.

17. Изделие по любому из пп. 15 или 16 в форме непрозрачной или прозрачной пленки или отлитой под давлением части.