Способ получения полимерной композиции Российский патент 2018 года по МПК C08K5/5317 C08L23/06 

Описание патента на изобретение RU2650965C2

Изобретение относится к области получения композиций полиэтилена, стабилизированного фосфорорганическим соединением.

Известны композиции полиэтилена, стабилизированные фосфорорганическими соединениями:

1. Исследование физико-механических свойств фосфорилированного полиэтилена высокой плотности. Шаов А.Х., Бесланеева А.Н., Кармоков A.M., Шетов Р.А., Маршенкулов М.А. Известия Кабардино-Балкарского госуниверситета. Том 3, №5. Нальчик 2013. УДК 541.64:661.634. с. 41-46.

2. Физико-механические свойства полиэтилена высокой плотности, фосфорилированного циклогексилфосфонатом. Бесланеева А.Н., Балкизова Л.Х., Шаов А.Х. Новые полимерные композиционные материалы (7 международная научно-практическая конференция). Нальчик, 2011. УДК 678.01:53.017:048.66.094.38. с. 36-41.

3. Study of physical and mechanical properties of compositions based on high-density polyethylene and organophosphorus compounds. A.Kh. Shaov, A.N. Beslaneeva, A.K. Mikitaev, R.A. Shetov, L.Kh. Balkizova. Materialovedenie, 2014, №9, pp. 14-19.

Также известны композиции на основе гомо- и сополимеров этилена, стабилизированные фосфорилированными производными пиразолинила [А.с. СССР 870414, 07.10.81; C08L 23/04, C08K 5/53].

Композиции по известному способу предназначены для расширения ассортимента эффективных стабилизаторов гомо- и сополимеров этилена.

Недостатками известного способа являются то, что используемые стабилизаторы не технологичны в получении и высокотоксичные; не приведены результаты термогравиметрического анализа на воздухе и в инертной среде; не приведена молекулярная масса исходного полимера и ее изменение в процессе стабилизации и испытаний.

Задачей изобретения является получение полимерной композиции на основе полиэтилена высокой плотности, стабилизированной фосфорорганическим соединением с высокими термо- и термоокислительной стойкостью, деформационно-прочностными характеристиками, а также с сохранением или повышением исходной молекулярной массы полимера.

Поставленная задача решена следующим образом.

Для получения стабилизированных композиционных материалов на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) и магниевой соли циклогексилфосфоновой кислоты (циклогексилфосфонат магния) предварительно механически смешивают порошкообразные исходные компоненты. Затем полученную смесь экструдируют трижды (для равномерного распределения стабилизатора в полимере) на лабораторном одношнековом экструдере при температуре 220-230°C.

Пример 1

Порошкообразные ПЭВП и циклогексилфосфоновую кислоту 1,0 мас. % смешивают механически. Затем полученную смесь засыпают в бункер одношнекового экструдера и проводят экструдирование при температуре 220°C (см. табл. 4).

Полученную композицию в виде прутка гранулируют с помощью электромеханического ножа. Процедуру экструдирования повторяют еще дважды при тех же режимах с целью максимально равномерного распределения циклогексилфосфоновой кислоты в полимере.

Полученную таким образом гранулированную массу направляют на исследование физико-механических свойств.

Пример 2

Порошкообразные ПЭВП и циклогексилфосфоновую кислоту 2,0 мас. % смешивают механически. Затем полученную смесь засыпают в бункер одношнекового экструдера и проводят экструдирование при температуре 225°C (см. табл. 4).

Полученную композицию в виде прутка гранулируют с помощью электромеханического ножа. Процедуру экструдирования повторяют еще дважды при тех же режимах с целью максимально равномерного распределения циклогексилфосфоновой кислоты в полимере.

Полученную таким образом гранулированную массу направляют на исследование физико-механических свойств.

Пример 3

Порошкообразные ПЭВП и циклогексилфосфоновую кислоту 4,0 мас. % смешивают механически. Затем полученную смесь засыпают в бункер одношнекового экструдера и проводят экструдирование при температуре 230°C.

Полученную композицию в виде прутка гранулируют с помощью электромеханического ножа. Процедуру экструдирования повторяют еще дважды при тех же режимах с целью максимально равномерного распределения циклогексилфосфоновой кислоты в полимере.

Полученную таким образом гранулированную массу направляют на исследование физико-механических свойств (см. табл. 4).

Полученные образцы полимера с различным содержанием циклогексилфосфоната магния (0,1-4,0%) исследуют на определение: деформационно-прочностных свойств; термоокислительной стойкости; термостойкости; термостабильности.

Экструдированные образцы ПЭВП с содержанием циклогексилфосфоната магния в количествах 0,1; 0,3; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 и 4,0 массовых процентов гранулируют с помощью электромеханического ножа и из них отливают стандартные лопатки на малой инжекционно-литьевой машине RR/TSMP 2 при 220-230°C (ГОСТ 12423-66).

Затем исследуют деформационно-прочностные характеристики лопаток на разрывной машине (скорость движения зажима 10 мм/мин).

Полученные результаты приведены в таблице 1.

Примечание: Е - модуль упругости; σт - предел текучести; εт - вынужденная эластичность;

σp - разрушающее напряжение; εp - относительное удлинение при разрыве.

Из таблицы 1 видно, что наиболее оптимальной концентрацией фосфорорганического соединения в плане повышения механических свойств (прочности на разрыв и относительного удлинения при разрыве) полиэтилена является 0,1 массового процента.

Стабилизированные образцы полиэтилена высокой плотности подвергают термогравиметрическому анализу на воздухе.

Полученные результаты приведены в таблице 2.

Результаты, приведенные в таблице 2, свидетельствуют о высокой термоокислительной стойкости композиций во всем концентрационном интервале фосфорорганического соединения.

Составы на основе полиэтилена высокой плотности и циклогексилфосфоната магния подвергают термогравиметрическому анализу в среде азота (табл. 3).

Из таблицы 3 видно заметное повышение термостойкости полимерных композиций на всем концентрационном интервале циклогексилфосфоната магния.

Термостабильность полиэтилена высокой плотности и композиций на его основе изучают их выдержкой в канале вискозиметра типа ИИРТ-А при стандартной температуре для полиэтилена (190°C) с периодическим определением (через 5, 20, 40, 60, 80, 100 и 120 минут) показателя текучести расплава (ПТР) с последующим расчетом изменения среднемассовой молекулярной массы (Mw) по известным в литературе формулам: ПТР=(mcp×τ0)/τ, где τ0=600 с - стандартное время испытаний для полиэтилена; τ - время истечения расплава в эксперименте; mcp - средняя масса из трех измерений.

, где - значение показателя текучести расплава (индекса расплава) при температуре 190°C и нагрузке 2,16 кг (ГОСТ 16338-85).

Полученные результаты приведены в таблице 4.

Как видно из таблицы 4, молекулярная масса полиэтилена высокой плотности, рассчитанная по показателям текучести расплава представленных композиций, не претерпевает значительных изменений, что говорит об отсутствии заметных деструктивных процессов.

Техническим результатом является повышение: разрывной прочности полиэтилена высокой плотности на 18-33%, относительного удлинения при разрыве на 53%, предела текучести на 24-43%, термоокислительной стойкости на 6-12%, термостойкости на 2,1-3,5%.

Изобретение позволяет получить полимерные композиции на основе полиэтилена высокой плотности с высокими термическими и механическими характеристиками.

Похожие патенты RU2650965C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С ПОВЫШЕННОЙ СТОЙКОСТЬЮ К РАСТРЕСКИВАНИЮ 2011
  • Баулин Александр Алексеевич
  • Баулин Александр Александрович
  • Каландин Андрей Владимирович
  • Кудрявцева Надежда Анатольевна
RU2471821C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕСЕВОЙ ПОЛИАМИДНОЙ КОМПОЗИЦИИ 2009
  • Песецкий Степан Степанович
RU2408630C2
Автомобильная композиция 2021
  • Ван Цзинбо
  • Галайтнер Маркус
  • Бернрайтнер Клаус
  • Браун Херман
  • Рёслер-Кцермак Андреас
RU2818757C1
АДГЕЗИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА С УЛУЧШЕННОЙ ДОЛГОВРЕМЕННОЙ СТАБИЛЬНОСТЬЮ, СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЕ 2018
  • Волков Алексей Михайлович
  • Рыжикова Ирина Геннадьевна
  • Бауман Николай Александрович
RU2768173C1
Полимерная композиция 1981
  • Вальц Вальтер Эдуардович
  • Василенко Валерий Степанович
  • Габутдинов Малик Салихович
  • Гольдберг Владимир Михайлович
  • Дикерман Далий Натанович
  • Кузнецова Екатерина Пантелеймоновна
  • Луценко Георгий Иванович
  • Паверман Наталия Григорьевна
  • Сирота Анатолий Георгиевич
  • Финкель Эдуард Эммануилович
  • Хохлова Лариса Леонидовна
  • Чеботаревский Александр Эдуардович
  • Рысин Леонид Григорьевич
  • Миляшкевич Владимир Петрович
SU1008218A1
СИЛАНОСШИВАЕМАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ВТОРИЧНОГО ПОЛИЭТИЛЕНА И СПОСОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНИЯ 2023
  • Коровкин Роман Сергеевич
RU2806977C1
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ 2000
  • Борукаев Т.А.
  • Машуков Н.И.
  • Микитаев А.К.
  • Китиева Л.И.
RU2202573C2
СШИВАЕМАЯ КОМПОЗИЦИЯ, СОДЕРЖАЩАЯ ПОЛИЭТИЛЕН, И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ РОТАЦИОННОГО ФОРМОВАНИЯ 2015
  • Марьяни Паоло
  • Бальдуччи Даниеле
RU2684098C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВТОРИЧНОГО СЫРЬЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА, ПРЕДНАЗНАЧЕННОГО ДЛЯ НАЛОЖЕНИЯ ИЗОЛЯЦИИ, ОБОЛОЧЕК И ЗАЩИТНЫХ ПОКРОВОВ КАБЕЛЕЙ, И ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, ПОЛУЧАЕМАЯ ТАКИМ СПОСОБОМ 2021
  • Коровкин Роман Сергеевич
RU2787125C1
КОМПОЗИЦИОННЫЙ ГРАНУЛЯТ ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНЫХ ВОЛОКОН АЭРОДИНАМИЧЕСКИМ МЕТОДОМ 2005
  • Кравцов Александр Геннадьевич
  • Зотов Сергей Валентинович
RU2285758C1

Реферат патента 2018 года Способ получения полимерной композиции

Изобретение относится к области получения полимерных композиций с высокими механическими и термическими характеристиками. Полимерную композицию на основе полиэтилена высокой плотности стабилизируют циклогексилфосфонатом магния в количестве 0,1-4,0 мас.% путем механического смешения их. Далее полученную смесь экструдируют трижды на одношнековом экструдере при температуре 220-230°C. Изобретение позволяет получить полимерные композиции на основе полиэтилена высокой плотности с высокими термическими и механическими свойствами. 4 табл., 3 пр.

Формула изобретения RU 2 650 965 C2

Способ получения полимерной композиции на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП), стабилизированной фосфорорганическим соединением - магниевой солью циклогексилфосфоновой кислоты в количестве от 0,1 до 4,0 мас.%, в котором исходные копоненты механически смешивают, а затем полученную смесь экструдируют трижды на одношнековом экструдере при температуре 220-230°C.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2018 года RU2650965C2

Полимерная композиция 1972
  • Кирпичников Петр Анатольевич
  • Мукменева Наталья Александровна
  • Кадырова Венера Хузиахметовна
  • Колюбакина Наталья Сергеевна
  • Грен Галина Павловна
  • Жаркова Валентина Михайловна
  • Ахмадуллина Альфия Гариповна
SU493485A1
Стабилизатор термоокислительной деструкции гомо-или сополимеров этилена 1980
  • Дианов Михаил Петрович
  • Кокорев Геннадий Иванович
  • Павлий Василий Григорьевич
  • Харитонов Евгений Александрович
SU870414A1
КОМБИНАЦИЯ СТАБИЛИЗАТОРОВ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В СПОСОБЕ ЦЕНТРОБЕЖНОГО ФОРМОВАНИЯ 2000
  • Стадлер Урс Лео
RU2242364C2
US 4539355 A1, 03.09.1985.

RU 2 650 965 C2

Авторы

Шаов Абубекир Хасанович

Бесланеева Асият Николаевна

Хараев Арсен Мухамедович

Микитаев Абдулах Касбулатович

Машуков Нурали Иналович

Даты

2018-04-18Публикация

2015-12-18Подача