Полимерная композиция на основе вторичного поликарбоната Российский патент 2018 года по МПК C08L69/00 C08L67/03 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе вторичного поликарбоната и полиэтилентерефталата, которые могут применяться при производстве изделий, применяемых в строительстве, приборостроении. Полимерная композиция на основе вторичного поликарбоната содержит 10-20 вес. % вторичного полиэтилентерефталата. Сочетание компонентов в определенном соотношении обеспечивает получение полимерной композиции с улучшенными физико-механическими свойствами и показателем текучести расплава, пригодной для дальнейшей многократной переработки методом литья под давлением на обычном производственном литьевом оборудовании.

Известны ударопрочные композиции на основе смесей ПК и АБС (патент ФРГ N 2329548, кл. C08L 69/00, 1982, акц. заявка Японии N61-29982, кл. C08L. 69/00, публикация 1986). Введение АБС в ПК способствует улучшению технологических свойств композиций: наблюдается увеличение показателя текучести расплава. Однако, увеличение содержания АБС приводит к снижению термостабильности. Зависимость ударной вязкости по Шарпи от состава смеси проходит через максимум при 20 мас. % АБС; следует отметить, что ударная вязкость для композиций с содержанием АБС больше 20 мас. % меньше, чем у ПК.

Указанные композиции не обеспечивают готовым изделиям конструкционного назначения одновременно необходимой термостабильности и ударопрочностных свойств в широком диапазоне соотношении основных компонентов.

Известны также конструкционные композиции на основе смеси ПК и АБС, включающие в качестве термостабилизаторов эфиры фосфористой кислоты или производных орто- и пара-замещенных фенолов или бисфенолов (патент ФРГ N 3021726, кл. C08L, 69/00, 1981, заявка Японии N 63-1 12655, кл. C08L, 69/00, 1985).

Однако, указанные составы композиций, обеспечивая определенный уровень термостабильности при литье под давлением, не обеспечивают требуемый уровень ударопрочных свойств в литьевых деталях.

Известно, что переработка полиэтилентерефталата [Керницкий В.И., Микитаев А.К. Краткие основы получения и переработки полиэтилентерефталата (ПЭТ). - М.; - РХТУ им. Д.И. Менделеева. - 2012. - 208 с.] методом экструзии осуществляется при 280-300°С, что является температурной границей, близкой к температуре разложения полиэтилентерефталата (290-350°С) [Т.И. Баскакова, Л.Е. Волкова, Ю.В. Глазковский. Аналитический контроль в производстве синтетических волокон. Справочное пособие. Под ред. А.С. Чеголи, Н.М. Кваша - М.: Химия. - 1982 г. - 254 с.], что может при переработке приводить к частичной деструкции полимера.

Известна термопластичная композиция на основе полиэтилентерефталата [Чанг Дж.Й.Дж., Мейсон Дж.П., Ли К. Термопластичная композиция и изделия, имеющие высокую ударную прочность и хороший вид. Пат. РФ №243902. Опубл. 27.11.2011.], содержащая 9,9-99,8 поликарбонатной смолы на основе бисфенола А; 0,1-30 привитого каучука, а также 0,1 мас. ч. термостабилизатора, 1 мас. ч. красителя и 0,7 мас. ч. УФ-абсорбера. Привитую фазу получают сополимеризацией мономера из первой группы, состоящей из стирола, о-метилстирола, галогенированного в кольце стирола и алкилированного в кольце стирола и мономера, содержащего (мет)акрилонитрил и малеиновый ангидрид. Недостатком такой композиции является ее многокомпонентность, что может привести к снижению совместимости, а следовательно, к ухудшению ряда свойств исходного полиэтилентерефталата.

Так, известна термопластичная полимерная композиция, содержащая поликарбонат, на основе бисфенола А, полиалкиллентерефталат, жидкокристаллический сополимер этилентерефталата и п-оксибензойной кислоты и акрилонитрил - бутадиенстирольный сополимер ("Термопластичная полимерная композиция". Андреева Т.И., Юдакова Т.Н., Колеров А.С. и др. Пат. России 2057152, кл. C08L 69/00 // (C08L 69/00, 9: 06, 67: 02), Заявл. 09.04.92 50336671/04, опубл. 27.03.96 Бюл. 9).

Введение указанных выше добавок позволяет повысить текучесть расплава при сохранении высокого уровня физико-механических, теплофизических свойств и химической стойкости.

Недостатком данной композиции является ее многокомпонентность, а также неудовлетворительная термостабильность при повторном формовании.

В патентной заявке США US-A 4677162 раскрыты термопластичные составы, которые содержат ароматический поликарбонат, привитой сополимер из акрилонитрил/бутадиен/стирола- (ABC) и модификатора ударопрочности. АБС-привитой сополимер, получаемый по методу полимеризации в массе, имеет содержание полибутадиена от 1 до 18 мас. % и средний размер каучуковых частиц больше, чем 0,75 мкм. В качестве модификатора ударопрочности раскрывается базирующийся на эластомере привитой сополимер, предпочтительно полученный по методу эмульсионной полимеризации, содержание эластомера в котором лежит между 15 и 98 мас. %, и средний размер его каучуковых частиц составляет менее, чем 0,75 мкм. Влияние молекулярного веса САН, содержащегося в АБС, не обсуждается.

Введение указанных выше добавок позволяет повысить ударопрочность композиции.

Недостатком данной композиции является ее многокомпонентность, а также неудовлетворительная термостабильность при повторном формовании.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является полимерная композиция на основе ароматического поликарбоната для получения формованных изделий формованием из расплава, например литьевым формованием (патент РФ 2 471 831, C08L 69/00, C08L 33/00, C08L 33/10, C08L 51/00, C08L 51/04, публикация 20.07.2011). Композиция включает смесь: ароматического поликарбоната, графт-сополимера, включающего полиакрилонитрил, и несшитого акрилового полимера.

Недостатком данной композиции является ее многокомпонентность, а также повышенные требования к сырьевым компонентам и процессу сшивания, что существенно усложняет процесс изготовления композиции.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение показателя текучести расплава и физико-механических показателей и получение полимерных композиций, пригодных для повторного применения за счет своей термопластичности.

Поставленная задача решается введением во вторичный поликарбонат отходов в виде дробленки полиэтилентерефталата в качестве термопластичной добавки при следующем соотношении компонентов, вес. %:

вторичный поликарбонат - 80-90

вторичный полиэтилентерефталат - 10-20

Термопластичную композицию на основе вторичного поликарбоната готовят смешиванием расчетных количеств исходных полимеров в бункерах смешения. Показатель текучести расплава полученных образцов определяли на пластометре ИИРТ-АМ по ГОСТ 111645. Исследования показали, что введение 10-20 вес. % вторичного полиэтилентерефталата во вторичный поликарбонат позволяет в 1-2 раза повысить вязкость расплава, при этом композиция остается термопластичной, что делает возможным вторичную переработку отработанного материала. Физико-механические показатели определяли на универсальной разрывной машине по ГОСТ 11262. Исследования показали, что введение 10-20 вес. % вторичного полиэтилентерефталата позволяет повысить прочностные характеристики при сохранении относительного удлинения при разрыве. Полученный положительный эффект объясняется добавлением вторичного полиэтилентерефталата обладающего повышенной вязкостью.

Состав и свойства композиционного материала приведены в таблицах 1 и 2.

Полученные результаты, такие как предел текучести расплава, физико-механические характеристики модифицированного сырья не хуже, или заметно выше, чем у аналогичных композиций. Таким образом, композиции (пример 1, 2) пригодны для изготовления изделий методом литья под давлением. Предлагаемый состав обеспечивает возможность получения недорогого материала с частичной утилизацией поликарбоната и полиэтилентерефталата.

Настоящее изобретение относится к полимерным композициям на основе вторичного термопластичного сырья, предназначенным для дальнейшей переработки методом литья под давлением, на основе вторичного поликарбоната, содержащего 10-20 вес.% вторичного полиэтилентерефталата, при следующем соотношении компонентов: вторичный поликарбонат 80-90 мас.%, вторичный полиэтилентерефталат 10-20 мас.%. Технический результат - полимерная композиция с улучшенными физико-механическими свойствами и показателем текучести расплава, пригодная для дальнейшей многократной переработки методом литья под давлением на обычном производственном литьевом оборудовании. 2 табл., 2 пр.

Полимерная композиция на основе вторичного термопластичного сырья, предназначенная для дальнейшей переработки методом литья под давлением, на основе вторичного поликарбоната, содержащего 10-20 вес.% вторичного полиэтилентерефталата, при следующем соотношении компонентов, мас.%: