МАТЕРИАЛ НЕОРГАНИЧЕСКОЙ РАЗЛАГАЕМОЙ ПЛАСТИКОВОЙ МАТОЧНОЙ СМЕСИ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ Российский патент 2023 года по МПК C08L101/16 C08J3/22 

[0001] ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к материалу неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси и способу его получения, которые применяются для получения различных экологически чистых разлагаемых продуктов.

[0003] ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0004] В зарубежных странах все большее распространение получает применение разлагаемой пластиковой маточной смеси для литья под давлением и выдувного формования. Зарубежные маточные смеси часто являются дорогими и недоступными для отечественных производителей. Из-за внутренних технологических и экономических ограничений развитие относительно отстает. В частности, при крупномасштабном литье под давлением плохие или недостаточно хорошие дисперсионные характеристики приводят к низкому качеству продукта или к легкому выцветанию и просачиванию и т.д. в случаях добавления цветной маточной смеси, но отечественные цветные маточные смеси обычно содержат тяжелые металлы, превышающие стандарт из-за сырья, пигментов и добавок, что не применимо к продуктам с высокими экологическими требованиями. Также существуют проблемы загрязнения окружающей среды в процессе производства. Кроме того, скорость разложения разлагаемых пластиковых маточных смесей в существующем процессе обычно не высока. В настоящее время широко применяемые разлагаемые пластики включают фоторазлагаемые пластики, биоразлагаемые пластики, фото/биоразлагаемые пластики и полностью разлагаемые пластики. Среди них фоторазлагаемые пластики в основном подвергаются воздействию ультрафиолетового света и другого света, и при этом электроны полимерных молекулярных цепей в этих пластиках возбуждаются, и происходят фотохимические реакции, затем с помощью кислорода воздуха, участвующего в химических реакциях, изменяется природа пластика, и, наконец, осуществляется фотоокислительное разложение. Под воздействием света фоторазлагаемые пластики становятся хрупкими, а под воздействием природных факторов, таких как ветер и дождь, материал становится еще более хрупким и в конечном итоге превращается в порошок, который попадает в почву и участвует в новом биологическом цикле. Биоразложение относится к способу разложения с помощью микробной эрозии и распада. Биоразлагаемые материалы становятся биоразлагаемыми благодаря добавлению пластификаторов, антиоксидантов и других добавок к полимерам для изменения их свойств и снижения их устойчивости к биологической эрозии. В настоящее время биоразлагаемые пластики очень распространены, например, разлагаемые пластики на основе крахмала и разлагаемые пластики на основе целлюлозы. Фото/биоразлагаемые пластики сочетают в себе преимущества обоих видов, однако их стоимость высока, продукт неконтролируем, и он может вызвать вторичное загрязнение из-за неполного разложения. Полностью разлагаемые пластики представлены пластиками из крахмала с содержанием крахмала более 90%, но их характеристики имеют определенные недостатки, особенно в части механических свойств и стабильности, а цена более чем в 3-8 раз выше, чем у обычных пластиков. Поэтому существует потребность в разлагаемой пластиковой маточной смеси с высокой скоростью разложения, полным разложением, низкой токсичностью, хорошими механическими свойствами и низкой стоимостью.

[0005] ТЕХНИЧЕСКИЕ ЗАДАЧИ

[0006] В патенте США US 2003002672 предложена ламинатная структура, которая улучшает теплопередачу и прочность сцепления термоплавкого клея с ламинатной подложкой при более низкой температуре, чем у только одного полиолефина, с помощью добавления неорганического наполнителя к полиолефиновому материалу, тем самым улучшая сварной шов структуры с термоплавким клеем, что приводит к улучшенным свойствам сцепления по сравнению с обычными материалами при применении термоплавких клеев. Однако такая клеевая структура не способствует достаточному контакту и реакции разлагаемого материала с окружающей средой, что приводит к снижению скорости разложения материала. В китайском патенте с заявкой № 2009102374677 предложен способ получения разлагаемой мульчи с помощью повторного применения остатков органических отходов биомассы, путем обработки отходов щелочью низкой концентрации, нейтрализации материала азотной кислотой, соляной кислотой, серной кислотой, сульфатом аммония, фосфатом аммония, хлоридом аммония и гуминовой кислотой, и добавления N, P и K, необходимых для роста растений, а затем добавления пленкообразующих агентов и пластификаторов для получения материала мульчи. Цикл разложения этого материала небольшой, он почти полностью разлагается примерно за 8 месяцев, но его механическая прочность низкая и способ получения зависит от окружающей среды, поэтому он не подходит для других продуктов, таких как игрушки и посуда, а продукты разложения еще более загрязняющими для окружающей среды. В китайский патентной заявке № 2011104431987 раскрывается композитный материал из наночастиц/полиамида, получение полимерной маточной смеси с уникальными свойствами наноматериалов и механическими свойствами полимерной матрицы с помощью способа гидролизной полимеризации или способа анионной гомогенизации. Благодаря низкой себестоимости и простому производственному оборудованию этот материал подходит для крупномасштабного промышленного производства, но скорость разложения материала и конечная разлагаемость нуждаются в улучшении.

[0007] ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ

[0008] Целью настоящего изобретения является создание материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси таким образом, чтобы полученный продукт соответствовал требованиям, предъявляемым к разложению, и имел более высокую механическую прочность и более высокую скорость разложения, чем обычные пластиковые продукты.

[0009] Техническое решение настоящего изобретения описывается следующим образом.

[0010] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, применяемый для получения различных экологически чистых разлагаемых продуктов, содержит следующие компоненты:

[0011] минеральный порошок карбоната кальция с массовой долей 56-72%;

[0012] полиэтилен с массовой долей 3-10%;

[0013] полипропилен с массовой долей 18-30%;

[0014] стекловолокна с массовой долей 2-5% и

[0015] добавки с массовой долей 2-5%;

[0016] при этом соотношения минерального порошка карбоната кальция с различными размерами частиц в вышеуказанном минеральном порошке карбоната кальция с массовой долей 56-72% составляют:

[0017] 5-15% для 230 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 65-60 мкм;

[0018] 5-15% для 250 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 60-55 мкм;

[0019] 5-15% для 300 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 55-50 мкм;

[0020] 20-40% для 400 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 50-35 мкм;

[0021] 10-45% для 800 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 20-10 мкм;

[0022] 10-45% для 1200 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 10-5 мкм;

[0023] причем средний размер частиц минерального порошка карбоната кальция в целом должен находиться в диапазоне 20-45 мкм.

[0024] Предпочтительно стекловолокна с массовой долей 2-5% представляет собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок.

[0025] Предпочтительно массовое соотношение очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок составляет 10 : 0,5-2 : 2-5 : 1-2,5.

[0026] Предпочтительно стекловолокна имеют диаметр 8-9 мкм и длину 0, 6-1,2 мм.

[0027] Предпочтительно добавки включают один или смесь нескольких из следующих: модификатор поверхности PN-827, термостабилизатор BASF25, смазка стеарат цинка L-608, смазка ПП (полипропиленовый) воск, модификатор поверхности стеариновая кислота 180, синергист и антиоксидант.

[0028] Предпочтительно синергист содержит компонент I и компонент II, массовое соотношение компонента I к компоненту II составляет 10-15 : 1-3; причем указанный компонент I представляет собой один или более из цирконатного связующего агента, алюминатного связующего агента, титанатного связующего агента, силанового связующего агента; указанный компонент II представляет собой один или более из полипропилена с привитым малеиновым ангидридом, стирола с привитым малеиновым ангидридом, сополимера этилен-этилакриловая кислота с привитым малеиновым ангидридом, терполимера винил-этилен-ацетат-монооксид углерода с привитым малеиновым ангидридом, блок-сополимера стирол-бутадиен-стирол с привитым малеиновым ангидридом.

[0029] Предпочтительно антиоксидант выбран из одного или смеси из 2,6-трет-бутил-4-метилфенола и бис(3,5-трет-бутил-4-гидроксифенил)сульфида.

[0030] Предпочтительно массовое соотношение добавок удовлетворяет следующему: массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 0,5-2 : 0,3-1 : 0,3-1 : 0,3-1 : 0,5-1,2 : 3-5 : 0,5-1.

[0031] Предпочтительно алюминатный связующий агент выбран из одного или более из DL-411, DL-411AF, ASA, DL-411D, DL-411DF. Цирконатным связующим агентом является тетра-н-пропилцирконат. Титанатный связующий агент представляет собой триизостеарилизопропилкарбонат, три(4-додецилбензолсульфонил)изопропилтитанат, три(диоктилпирофосфорил)изопропилтитанат, ди(диоктилфосфорил)этилентитанат, ди(диоктилпирофосфорил)этилентитанат, ди(додецилфосфит)тетраизопропилтитанат, три(дифенилпропил)изопропилтитанат, ди(метакрилоил)изостеарилтитанат. Силановый связующий агент представляет собой один или более из хлорпропилсиланового связующего агента, эпоксисиланового связующего агента, силанового связующего агента на основе метакрилата, винилтриэтоксисилана, силилированного полибутадиенового соединения, N-2(аминоэтил)-3-аминопропилтриметоксисилана, N-2(аминоэтил)-3-аминопропилдиэтоксисилана, 3-аминопропилдиметоксисилана, 3-аминопропилдиэтоксисилана, 3-глицидопропилтриметоксисилана.

[0032] Кроме того, настоящее изобретение относится к способу получения материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, включающему следующие стадии: стадия 1: взвешивание и получение смешанного порошка карбоната кальция, соответствующего требованию, предъявляемому к соотношению; стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель минерального порошка карбоната кальция с массовой долей 56-72%, стекловолокон с массовой долей 2-5% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 3-10%, полипропилена с массовой долей 18-30% и добавок с массовой долей 2-5% для перемешивания в течение 15-20 мин с получением смеси исходного материала, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию; стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[0033] В указанном способе предпочтительная скорость смесителя составляет 100-130 об./мин, частота ультразвуковой вибрации составляет 1800-2100 Гц и дополнительно частота ультразвуковой вибрации составляет 2000 Гц.

[0034] В указанном способе на стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере предпочтительно составляет 180-280°С.

[0035] Кроме того, настоящее изобретение обеспечивает применение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, который может быть применен во многих обычных пластиковых процессах, таких как выдувное формование, формование блистерной упаковки, литье под давлением, вытяжка труб, каландрирование, формование пленки экструзией с раздувкой и т.д., а продукты, полученные с помощью указанных процессов, соответствуют требованиям, предъявляемым к разложению, и имеют более высокую механическую прочность и более высокую скорость разложения, чем обычные пластиковые продукты.

[0036] БЛАГОПРИЯТНЫЕ ЭФФЕКТЫ

[0037] Настоящее изобретение имеет следующие исключительные преимущества.

[0038] (1) размер частиц карбоната кальция: соотношения минерального порошка карбоната кальция с различными размерами частиц в вышеуказанном минеральном порошке карбоната кальция с массовой долей 56-72% составляют: 5-15% для 230 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 65-60 мкм;

[0039] 5-15% для 250 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 60-55 мкм;

[0040] 5-15% для 300 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 55-50 мкм;

[0041] 20-40% для 400 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 50-35 мкм;

[0042] 10-45% для 800 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 20-10 мкм;

[0043] 10-45% для 1200 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 10-5 мкм;

[0044] причем средний размер частиц минерального порошка карбоната кальция в целом должен находиться в диапазоне 20-45 мкм.

[0045] С одной стороны, частицы карбоната кальция в диапазоне среднего размера частиц могут сохранять прочность при сохранении при этом наилучшей дисперсии стекловолокон и высокомолекулярных полимеров, что способствует последовательной реакции разложения; с другой стороны, когда соотношения карбоната кальция с различными размерами частиц в минеральном порошке карбоната кальция удовлетворяют вышеупомянутому соотношению, может быть получена структура распределения твердых частиц, значительно улучшающая механическую прочность материала и обеспечивающая оптимальный баланс скорости разложения и стабильности. Когда размер частиц карбоната кальция не соответствует вышеуказанным требованиям, предъявляемым к соотношениям, или когда диаметр частиц минерального порошка больше или меньше, разлагаемость материала и механические свойства будут снижены.

[0046] (2) Композитные стекловолокна представляет собой композитные стекловолокна, полученные смешиванием очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок в массовом соотношении 10 : 0,5-2 : 2-5 : 1-2,5. Добавление углеродных нанотрубок, жидкого стекла и джутовых волокон в виде коротких волокон имеет синергический эффект. В рамках вышеуказанных ограничений композиции композитных стекловолоконных наполнителей оказывают синергетический эффект друг на друга, что значительно способствует межфазному взаимодействию между неорганическим наполнителем и полимерным материалом, увеличивает плотность непереплетения полимерных цепей в материале маточной смеси и значительно увеличивает модуль потерь и модуль упругости материала. Вышеупомянутые композиции с указанными соотношениями обладают как высокой механической прочностью, так и значительно увеличенной скоростью разложения, что, в свою очередь, улучшает механическую прочность и скорость разложения материала маточной смеси в целом. Когда углеродные нанотрубки, жидкое стекло и джутовые волокна добавляют в количествах вне этого диапазона, материал становится либо недостаточно прочным, либо снижается скорость разложения. Например, при дальнейшем увеличении содержания углеродных нанотрубок в стекловолокнах или дальнейшем уменьшении содержания джутовых волокон в стекловолокнах возникнут эффекты частичной агломерации, приводящие к более низким динамическим механическим свойствам; в противном случае волокна не изменят морфологию и поведение полимерной цепи, что приводит к более низким свойствам разложения материала.

[0047] (3) Стекловолокна имеют диаметр 8-9 мкм и длину 0,6-1,2 мм, достигая наилучшего эффекта распределения и эффекта наполнения.

[0048] (4) Синергист: компонент I и компонент II синергиста в массовом соотношении 10-15 : 1-3 будут действовать синергетически для увеличения скорости разложения карбоната кальция и способствования разложению полиэтилена и полипропилена в маточной смеси, улучшая при этом дисперсионную однородность и межфазное сцепление частиц карбоната кальция и стекловолокон. Дальнейшее увеличение компонента I или компонента II в вышеуказанном диапазоне скорость разложения и уменьшать эффект межфазного сцепления частиц, что повлияет на механические свойства материала.

[0049] (5) Стеарат цинка и т.п. в добавках ускоряют растрескивание и старение полипропилена в смешанной маточной смеси, что приводит к полному раздроблению и разрушению и к контакту участка с воздухом на большой площади; особенно, когда он контактирует в воздухе и дождевой воде с сернистой кислотой и другими веществами, состоящими из сульфида, мелкие частицы карбоната кальция будут разрушаться быстрее и становиться более мелкими кусочками под воздействием дождевой воды. Синергист и другие композиции добавок еще больше увеличивают площадь контакта карбоната кальция и полимерных материалов с воздухом и скорость разложения карбоната кальция, что в конечном итоге приводит к разложению материала. После разложения в почву возвращается большое количество остаточного порошка карбоната кальция, который безвреден и не загрязняет окружающую среду.

[0050] ОПТИМАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0051] Вариант осуществления 1

[0052] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[0053] стадия 1: взвешивание 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 40% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 10% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[0054] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 56%, стекловолокон с массовой долей 5% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 5%, полипропилена с массовой долей 30% и добавок с массовой долей 4% для перемешивания в течение 20 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 130 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 2100 Гц;

[0055] стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[0056] На стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 280 °С.

[0057] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 0,5 : 0,3 : 0,3 : 0,3 : 1 : 5 : 0,5; синергист включает силановый связующий агент и терполимер винил-этилен-ацетат-монооксид углерода с привитым малеиновым ангидридом с массовым соотношением 10 : 1. Силановым связующим агентом является 3-аминопропилтриметоксисилан.

[0058] Антиоксидант выбран из 2,6-трет-бутил-4-метилфенола.

[0059] Стекловолокна представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 8 мкм и длину 1,2 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 0,5 : 2 : 2,5.

[0060] ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ НАСТОЯЩЕГО ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0061] Вариант осуществления 2

[0062] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[0063] стадия 1: взвешивание 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 40% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 10% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[0064] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 58%, стекловолокон с массовой долей 5% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 3%, полипропилена с массовой долей 30% и добавок с массовой долей 4% для перемешивания в течение 20 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 130 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 1800 Гц;

[0065] стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[0066] На вышеуказанной стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 270°С.

[0067] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 1 : 0,5 : 0,5 : 1 : 0,5 : 3 : 0,5; синергист включает силановый связующий агент и терполимер винил-этилен-ацетат-монооксид углерода с привитым малеиновым ангидридом с массовым соотношением 15 : 1. Силановым связующим агентом является 3-аминопропилтриэтоксисилан.

[0068] Антиоксидантом является бис(3,5-трет-бутил-4-гидроксифенил)сульфид.

[0069] Стекловолокна представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 9 мкм и длину 1,2 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 2 : 2 : 2,5.

[0070] Вариант осуществления 3

[0071] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[0072] стадия 1: взвешивание 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 20% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 20% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[0073] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель вышеуказанных смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 57%, стекловолокон с массовой долей 3% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 5%, полипропилена с массовой долей 30% и добавок с массовой долей 5% для перемешивания в течение 20 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 120 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 1900 Гц;

[0074] стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[0075] На вышеуказанной стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 230°С.

[0076] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 2 : 1 : 1 : 1 : 1 : 3 : 0,5; синергист включает силановый связующий агент и блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол с привитым малеиновым ангидридом с массовым соотношением 15 : 3. Силановым связующим агентом является 3-аминопропилтриэтоксисилан.

[0077] Антиоксидантом является бис(3,5-трет-бутил-4-гидроксифенил)сульфид.

[0078] Стекловолокна представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 9 мкм и длину 0,6 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 0,5 : 5 : 1.

[0079] Вариант осуществления 4

[0080] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[0081] стадия 1: взвешивание 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 20% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 45% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 10% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[0082] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 57%, стекловолокон с массовой долей 2% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 8%, полипропилена с массовой долей 30% и добавок с массовой долей 3% для перемешивания в течение 20 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 110 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 2000 Гц;

[0083] стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[0084] На вышеуказанной стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 200°С.

[0085] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 2 : 1 : 0,5 : 1 : 1,2 : 3 : 1; синергист включает силановый связующий агент и блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол с привитым малеиновым ангидридом с массовым соотношением 15 : 1. Цирконатным связующим агентом является тетра-н-пропилцирконат.

[0086] Антиоксидантом является бис(3,5-трет-бутил-4-гидроксифенил)сульфид.

[0087] Стекловолокна представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 8 мкм и длину 0,6 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 1 : 3 : 1,5.

[0088] Вариант осуществления 5

[0089] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[0090] стадия 1: взвешивание 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 20% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 20% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 45% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[0091] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 72%, стекловолокон с массовой долей 2% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 3%, полипропилена с массовой долей 18% и добавок с массовой долей 5% для перемешивания в течение 20 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 110 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 2100 Гц;

[0092] стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание её через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[0093] На вышеуказанной стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 180°С.

[0094] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 1,5 : 1 : 0,5 : 1 : 1 : 4 : 1; синергист включает титанатный связующий агент и блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол с привитым малеиновым ангидридом. Титанатным связующим агентом является три(4-додецилбензолсульфонил)изопропилтитанат, и массовое соотношение составляет 12 : 3.

[0095] Антиоксидантом является 2,6-трет-бутил-4-метилфенол.

[0096] Стекловолокна представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 8,5 мкм и длину 1 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 0,5 : 3 : 2,5.

[0097] Вариант осуществления 6

[0098] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[0099] стадия 1: взвешивание 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 40% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 12% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 13% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[00100] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 60%, стекловолокон с массовой долей 5% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 10%, полипропилена с массовой долей 20% и добавок с массовой долей 5% для перемешивания в течение 15 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 100 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 2000 Гц;

[00101] стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[00102] На вышеуказанной стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 240°С.

[00103] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 1 : 0,5 : 0,5 : 1 : 1 : 5 : 0,8; синергист включает силановый связующий агент и сополимер этилен-этилакриловая кислота с привитым малеиновым ангидридом с массовым соотношением 15 : 2. Силановый связующий агент представляет собой N-2(аминоэтил)-3-аминопропилдиэтоксисилан.

[00104] Антиоксидантом является 2,6-трет-бутил-4-метилфенол.

[00105] Стекловолокна представляет собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 8 мкм и длину 1,1 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 2 : 3 : 2,5.

[00106] Вариант осуществления 7

[00107] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[00108] стадия 1: взвешивание 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 30% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 20% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[00109] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 65%, стекловолокон с массовой долей 4% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 6%, полипропилена с массовой долей 20% и добавок с массовой долей 5% для перемешивания в течение 15 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 100 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 2100 Гц;

[00110] стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[00111] На вышеуказанной стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 260°С.

[00112] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 1 : 0,5 : 0,5 : 0,8 : 1 : 5 : 1; синергист включает компонент I и компонент II в массовом соотношении 10 : 3, причем указанный компонент I представляет собой алюминатный связующий агент; указанный компонент II представляет собой смесь сополимера этилен-этилакриловая кислота с привитым малеиновым ангидридом и полипропилена с привитым малеиновым ангидридом. Алюминатный связующий агент представляет собой DL-411AF.

[00113] Антиоксидантом является 2,6-трет-бутил-4-метилфенол.

[00114] Стекловолокна представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 9 мкм и длину 0,8 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 1 : 3 : 1.

[00115] Вариант осуществления 8

[00116] получение материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси:

[00117] стадия 1: взвешивание 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 65-60 мкм; 5% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 60-55 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 55-50 мкм; 30% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 50-35 мкм; 15% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 20-10 мкм; 20% порошка карбоната кальция с диаметром частиц 10-5 мкм для получения смешанных частиц карбоната кальция;

[00118] стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель смешанных частиц карбоната кальция, полученных на стадии 1, с массовой долей 70%, стекловолокна с массовой долей 2% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 5%, полипропилена с массовой долей 20% и добавок с массовой долей 3% для перемешивания в течение 20 мин с получением смеси исходного материала, скорость смесителя составляет 120 об./мин, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию, частота ультразвуковой вибрации составляет 2100 Гц; стадия B: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

[00119] На вышеуказанной стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 220°С.

[00120] Массовое соотношение модификатора поверхности PN-827, термостабилизатора BASF25, смазки стеарата цинка L-608, смазки ПП воска, модификатора поверхности стеариновой кислоты 180, синергиста и антиоксиданта составляет 1 : 0,5 : 0,5 : 1 : 1 : 3 : 0,8; синергист включает компонент I и компонент II в массовом соотношении 11 : 2, причем указанный компонент I является силановым связующим агентом; указанный компонент II представляет собой смесь блок-сополимера стирол-бутадиен-стирол с привитым малеиновым ангидридом и стирола с привитым малеиновым ангидридом. Силановый связующий агент представляет собой силановый связующий агент на основе метакрилата.

[00121] Антиоксидант получают путем смешивания 2,6-трет-бутил-4-метилфенола и бис(3,5-трет-бутил-4-гидроксифенил)сульфида в массовом соотношении 1 : 1.

[00122] Стекловолокна представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок; стекловолокна имеют диаметр 8,5 мкм и длину 0,9 мм; очень тонкие стекловолокна, жидкое стекло, джутовое волокно и углеродные нанотрубки имеют массовое соотношение 10 : 0,5 : 5 : 1,5.

[00123] ПРОМЫШЛЕННОЕ ПРИМЕНЕНИЕ

[00124] Сравнительный пример 1

[00125] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный с помощью способа, описанного в варианте осуществления 1, с той разницей, что стекловолокно не добавляли.

[00126] Сравнительный пример 2

[00127] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный с помощью способа, описанного в варианте осуществления 1, с той разницей, что вспомогательный синергист содержит только один компонент, т.е. силановый связующий агент.

[00128] Сравнительный пример 3

[00129] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 2, с той разницей, что вспомогательный синергист представляет собой цирконатный связующий агент и полипропилен с привитым малеиновым ангидридом с массовым соотношением 1 : 1.

[00130] Сравнительный пример 4

[00131] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 3, с той разницей, что композиции вспомогательного синергиста представляют собой алюминатный связующий агент и стирол с привитым малеиновым ангидридом в массовом соотношении 1 : 3.

[00132] Сравнительный пример 5

[00133] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 4, с той разницей, что композиции вспомогательного синергиста представляют собой титанатный связующий агент и блок-сополимер стирол-бутадиен-стирол с привитым малеиновым ангидридом в массовом соотношении 3 : 1.

[00134] Сравнительный пример 6

[00135] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 5, с той разницей, что композиции вспомогательного синергиста представляют собой силановый связующий агент и полипропилен с привитым малеиновым ангидридом в массовом соотношении 7 : 3.

[00136] Сравнительный пример 7

[00137] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 6, с той разницей, что синергист в маточной смеси состоит только из стирола с привитым малеиновым ангидридом.

[00138] Сравнительный пример 8

[00139] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 7, с той разницей, что стекловолокна представляют собой обычные стекловолокна.

[00140] Сравнительный пример 9

[00141] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 2, с той разницей, что к стекловолокнам не добавляли углеродные нанотрубки.

[00142] Сравнительный пример 10

[00143] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 3, с той разницей, что к стекловолокнам не добавляли джутовые волокна.

[00144] Сравнительный пример 11

[00145] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 3, с той разницей, что к стекловолокнам не добавляли жидкое стекло.

[00146] Сравнительный пример 12

[00147] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 6, с той разницей, что композитные стекловолокна имеют диаметр 7 мкм и длину 1 мм.

[00148] Сравнительный пример 13

[00149] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 6, с той разницей, что композитные стекловолокна имеют диаметр 8 мкм и длину 3 мм.

[00150] Сравнительный пример 14

[00151] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 1, с той разницей, что композитные стекловолокна имеют диаметр 10 мкм и длину 0,2 мм.

[00152] Сравнительный пример 15

[00153] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 2, с той разницей, что композитные стекловолокна имеют диаметр 12 мкм и длину 1 мм.

[00154] Сравнительный пример 16

[00155] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 3, с той разницей, что массовое соотношение очень тонких стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок в композитных стекловолокнах составляет 10 : 0,5 : 1 : 5.

[00156] Сравнительный пример 17

[00157] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 4, с той разницей, что средний размер частиц минерального порошка карбоната кальция составляет 15 мкм.

[00158] Сравнительный пример 18

[00159] Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, полученный способом, описанным в варианте осуществления 7, с той разницей, что средний размер частиц минерального порошка карбоната кальция составляет 50 мкм.

[00160] В таблице 1 и таблице 2 приведены прочность на разрыв, прочность на изгиб, модуль упругости при изгибе для вариантов осуществления и сравнительных примеров, измеренные со ссылкой на соответствующие стандарты, и данные спустя 6 месяцев, спустя 8 месяцев и спустя 1 год (спустя 12 месяцев) в разлагаемой среде.

[00161] Таблица 1. Прочность на разрыв, прочность на изгиб, модуль упругости при изгибе

Предмет исследования Прочность на разрыв 23 °С
Стандарт ASTMD638
Единица измерения МПа Прочность на разрыв 23 °С
Стандарт ASTMD790
Единица измерения МПа Прочность на разрыв 23 °С
Стандарт ASTMD790
Единица измерения МПа Вариант осуществления 1 38 49,5 2560 Вариант осуществления 2 38,2 49,2 2607 Вариант осуществления 3 39 47,8 2705 Вариант осуществления 4 36,9 47,2 2716 Вариант осуществления 5 37,5 45,2 2800 Вариант осуществления 6 36 46,8 2612 Вариант осуществления 7 38,7 45,7 2693 Вариант осуществления 8 37 50,2 2579 Сравнительный пример 1 28,3 39,5 1807 Сравнительный пример 2 29 38,8 1864 Сравнительный пример 3 26,7 39,1 1973 Сравнительный пример 4 25 38,5 2013 Сравнительный пример 5 26,3 35 1789 Сравнительный пример 6 27,2 34 1695 Сравнительный пример 7 27,1 36,2 1974 Сравнительный пример 8 25,4 38,9 1887 Сравнительный пример 9 23,7 32,1 2109 Сравнительный пример 10 25 33,4 1567 Сравнительный пример 11 26,7 28,1 1742 Сравнительный пример 12 25,8 28,9 1836 Сравнительный пример 13 23,2 32,7 1903 Сравнительный пример 14 24,8 32,9 1879 Сравнительный пример 15 26 33,1 2002 Сравнительный пример 16 25,6 33,6 1740 Сравнительный пример 17 27,1 37,5 1509 Сравнительный пример 18 26,4 31 1976

[00162] Таблица 2. Спустя 6 месяцев, спустя 8 месяцев и спустя 1 год (спустя 12 месяцев) в разлагаемой среде

Предмет исследования Скорость разложения спустя 6 месяцев Скорость разложения спустя 8 месяцев Скорость разложения спустя 1 год Вариант осуществления 1 69 97,9 99,1 Вариант осуществления 2 65 95,6 97,2 Вариант осуществления 3 62,3 93,8 96,8 Вариант осуществления 4 59,8 92,7 95,7 Вариант осуществления 5 62 94,2 96,1 Вариант осуществления 6 64,1 89,9 94,8 Вариант осуществления 7 63,9 91,7 96,2 Вариант осуществления 8 62,1 95,4 98,1 Сравнительный пример 1 34 60,5 69,1 Сравнительный пример 2 40,3 46,9 60,9 Сравнительный пример 3 36 47,8 56,2 Сравнительный пример 4 37,2 42,3 52,8 Сравнительный пример 5 36,9 46,9 56,9 Сравнительный пример 6 25,6 39,6 49,7 Сравнительный пример 7 28,7 49 60,1 Сравнительный пример 8 25,4 48,5 61,2 Сравнительный пример 9 27,7 45,2 55,2 Сравнительный пример 10 28 28,1 38,2 Сравнительный пример 11 26,9 40,5 52,5 Сравнительный пример 12 25,6 40,9 48,9 Сравнительный пример 13 24,2 37,9 57,2 Сравнительный пример 14 23,9 49,2 59,1 Сравнительный пример 15 30,7 49 60,2 Сравнительный пример 16 33,8 58,3 70,5 Сравнительный пример 17 36,1 54,1 69,5 Сравнительный пример 18 27,9 40,7 59,4

[00163] Результаты определения токсичности продуктов разложения после разложения материалов маточной смеси приведены в таблице 3.

[00164] Примечания:

[00165] (1) 1 мг/кг = 0,0001%

[00166] (2) ПЧС = Предел чувствительности способа

[00167] (3) НО = Не обнаружено (меньше чем ПЧС)

[00168] (4) "-" = не указано

[00169] Способ исследования: определение со ссылкой на способ USEPA5021A:2014, анализ с применением ГС-ГХ-МС (парофазная газовая хромато-масс-спектрометрия).

[00170] Таблица 3. Результаты определения токсичности продуктов разложения

Предмет исследования № CAS Единица измерения ПЧС Результат испытания 1,1-Дихлорэтилен 75-35-4 мкг/г 1 НО Дихлорметан 75-09-2 мкг/г 1 НО Цис/транс-1,2-дихлорэтилен 156-59-2/156-60-5 мкг/г 2 НО 1,1-Дихлорэтан 75-34-3 мкг/г 1 НО 2,2-Дихлорпропан 594-20-7 мкг/г 1 НО Бромхлорметан 74-97-5 мкг/г 1 НО Хлороформ 67-66-3 мкг/г 1 НО 1,1,1-Трихлорэтан 71-55-6 мкг/г 1 НО 1,1-Дихлорпропен 563-58-6 мкг/г 1 НО Четыреххлористый углерод 56-23-5 мкг/г 1 НО Бензол 71-43-2 мкг/г 1 НО 1,2-Дихлорэтан 107-06-2 мкг/г 1 НО Трихлороэтилен 79-01-6 мкг/г 1 НО 1,2-Дихлорпропан 78-87-5 мкг/г 1 НО Дибромметан 74-95-3 мкг/г 1 НО Монобромдихлорметан 75-27-4 мкг/г 1 НО Цис/транс-1,3-дихлорпропен 10061-01-5/10061-02-6 мкг/г 1 НО Толуол 108-88-3 мкг/г 2 НО 1,1,2-Трихлорэтан 79-00-5 мкг/г 1 НО Тетрахлорэтилен 127-18-4 мкг/г 1 НО 1,3-Дихлорпропан 142-28-9 мкг/г 1 НО

[00171] Видно, что продукты, полученные с помощью материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по настоящему изобретению, соответствуют требованиям, предъявляемым к разложению, и имеют более высокую механическую прочность и более высокую скорость разложения, чем обычные пластиковые продукты.

Изобретение относится к материалу неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, применяемой для получения различных экологически чистых разлагаемых продуктов и способу его получения. Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси содержит следующие компоненты: минеральный порошок карбоната кальция в количестве 56-72 мас.%, полиэтилен в количестве 3-10 мас.%, полипропилен в количестве 18-30 мас.%, стекловолокна в количестве 2-5 мас.% и добавки в количестве 2-5 мас.%, причем соотношения минерального порошка карбоната кальция с различными размерами частиц в вышеуказанном минеральном порошке карбоната кальция с массовой долей 56-72% составляют: 5-15% для 230 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 65-60 мкм; 5-15% для 250 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 60-55 мкм; 5-15% для 300 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 55-50 мкм; 20-40% для 400 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 50-35 мкм; 10-45% для 800 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 20-10 мкм; 10-45% для 1200 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 10-5 мкм и средний размер частиц минерального порошка карбоната кальция находится в диапазоне 20-45 мкм. Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по изобретению соответствует требованиям, предъявляемым к разложению, имеет более высокую механическую прочность и более высокую скорость разложения, чем обычные пластиковые продукты, что позволяет применять его для получения различных экологически чистых разлагаемых продуктов. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 3 табл., 8 пр.

1. Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси, применяемый для получения различных экологически чистых разлагаемых продуктов, содержащий следующие компоненты:

минеральный порошок карбоната кальция с массовой долей 56-72%;

полиэтилен с массовой долей 3-10%;

полипропилен с массовой долей 18-30%;

стекловолокна с массовой долей 2-5% и

добавки с массовой долей 2-5%;

при этом соотношения минерального порошка карбоната кальция с различными размерами частиц в вышеуказанном минеральном порошке карбоната кальция с массовой долей 56-72% составляют:

5-15% для 230 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 65-60 мкм;

5-15% для 250 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 60-55 мкм;

5-15% для 300 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 55-50 мкм;

20-40% для 400 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 50-35 мкм;

10-45% для 800 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 20-10 мкм;

10-45% для 1200 меш с диаметром частиц, контролируемым на уровне 10-5 мкм;

причем средний размер частиц минерального порошка карбоната кальция в целом должен находиться в диапазоне 20-45 мкм.

2. Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по п. 1, в котором стекловолокна с массовой долей 2-5% представляют собой композитные стекловолокна, полученные составлением композита из стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок.

3. Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по п. 2, в котором массовое соотношение стекловолокон, жидкого стекла, джутовых волокон и углеродных нанотрубок составляет 10 : 0,5-2 : 2-5 : 1-2,5.

4. Материал неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по п. 3, в котором стекловолокна имеют диаметр 8-9 мкм и длину 0,6-1,2 мм.

5. Способ получения материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по п. 1, включающий следующие стадии:

стадия 1: взвешивание и получение смешанного порошка карбоната кальция, соответствующего требованию, предъявляемому к соотношению;

стадия 2: взвешивание и последовательное добавление в смеситель минерального порошка карбоната кальция с массовой долей 56-72%, стекловолокон с массовой долей 2-5% для перемешивания в течение 5 мин, затем добавление в смеситель полиэтилена с массовой долей 3-10%, полипропилена с массовой долей 18-30% и добавок с массовой долей 2-5% для перемешивания в течение 15-20 мин с получением смеси исходного материала, при этом для уплотнения отходящих газов применяют ультразвуковую вибрацию;

стадия 3: плавление и перемешивание в экструдере смеси исходного материала, поступившей из смесителя, при этом смесь исходного материала плавится и экструдируется в виде полос по мере последовательного повышения температуры от входа к выходу, затем погружение в ледяную воду для быстрого охлаждения сразу после экструзии и пропускание ее через резак для подводной высокоскоростной нарезки на куски, затем обезвоживание и сушка с получением гранулированного материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси.

6. Способ получения материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по п. 5, в котором скорость смесителя составляет 110-130 об./мин, частота ультразвуковой вибрации составляет 1800-2100 Гц.

7. Способ получения материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по любому из пп. 5, 6, в котором частота ультразвуковой вибрации составляет 2000 Гц.

8. Способ получения материала неорганической разлагаемой пластиковой маточной смеси по любому из пп. 5, 6, в котором на стадии 3 температура плавления и перемешивания смеси исходного материала в экструдере составляет 180-280°С.