Наполненная композиция на основе поливинилхлорида Советский патент 1983 года по МПК C08L27/06 C08K9/04 

Изобретение относится к составу наполненных полимерных композиций на основе поливинилхлорида (ПВХ), применяемых, например, для изготовления труб, профилей, конструкционных материалов, линолеума и других изделий.

Наполнение - один из основных способов создания пластмасс, резин, лакокрасочных материалов, синтетических клеев и других полимерных материалов с заданными технологичес-, ними и эксплуатационными свойствами. В последние годы вьщвигается задача не только целенаправленного изменения свойств полимерных композиций путем введения наполнителей, но и экономии полимерного сырья созданием высоконаполненных материалов.

Карбонат кальция (мел) является одним из наиболее широко используемых дешевых наполнителей, улучшающих перерабатываемость ПВХ и не повышающих вязкость расплава 1. Немодифицированный карбонат кальция имеет гидрофильный характер, поэтому введение больших количеств наполнителей в гидрофобные ПВХ полимеры вызывает трудности; Модифицирование наполнителей гидрофобизует их и позволяет вводить большие количества в ПВХ полимеры.

Изв.естна модификация мела путем обработки поверхности мела инициаторами с последующей полимеризацией в водной среде или в среде растворителей диацетонакриламида или сополимеризацией его с другими мономерами: стиролом, винилхлоридом, винилацета10том, малеиновой, метакриловой, акри-ловой кислотой и др. (второй мономер берут от 1 до 50%) . Образующееся на меле полимерное покрытие составляет 0,2-10 мае.%,причем,

15 уже 2% полимерного покрытия значительно изменяют свойства мела. Модифицированный мел в количестве 10 200 мас.% применяется в составе композиций на основе ПВХ,полиэфиров

20 и других полимеров для получения литьевых изделий.

У данных композиций недостаточно высокие физико-механические показатели, поскольку полимеризация моно25меров в присутствии наполнителя приводит к значительному количеству гомополимера, т.к. она проходит не только на поверхности наполнителя, но и в водной фазе, что приводит к

30 оголению поверхности мела. Наиболее близка к предлагаемой наполненная поливинилхлоридная композиция, включающая 15-90 мас.% поливинилхлорида и 10 - 85 мас.% модифицированного наполнителя, например мела, модифицированного С,5 20 мас.% акриловой кислоты. Компози ция тдкже содержит свинцовый термостабилизатор, смазку, пластификатор и другие добавки целевого назначения. Данная композиция применяется для получения литьевых, каландрированных и других изделий. Однако непластифицированные композиции с указанным наполнителем пл хо перерабатываются в изделия ( расплава не превышает 2,7 г/10 ми и характеризуются сравнительно низкими физико-механическими свойствами - предел текучести при растя жении 300-390 кгс/см2(см.таблицу, примеры 10-15). Целью изобретения является повышение перерабатываемости и повышени предела текучести при растяжении. Поставленная цель достигается тем, что наполненная поливинилхлори ная композиция, включающая свинцовы термостабилизатор, модифицированный наполнитель и смазку, в качестве ев цового термостабилизатора содержит смесь трехосновного сульфата свинца и двухосновного стеарата свинца, а в качестве модифицированного наполнителя - карбонат кальция, модифицированный 5-15 мас.% Сополимера винилхлорида и акриловой кислоты с содержанием последней 0,1-10,0 мас. при следующем соотношении компонентов , мае.ч.: Поливинилхлорид (ПВХ) 100 Модифицированный наполнитель1-100, Трехосновной сульфат. свинца (ТОСС)1,5-3,0 Двухосновной стеарат свинца (ДОСС) 2,5-3,0 Смазка 0,3-1,0 В качестве смазки композиция содержит, например, стеарин, стеариМодифицированный карбонат кальция получают следующим образом. Латекс или раствор сополимера смешивают с мелом в соотношении 5 15 мас.% сополимера - 95-85 мас.% мела при 60-80°С, со Скоростью перемешивания 200 об/мин в течение 2-8 ч, затем сушат.распылением водной суспензии в форсуночной сушке, или, в случае аппретирования раствором сополимера, отжимают суспензию и сушат ее в вакуум-шкафу при 50°С. Использование в составе полимерных композиций по изобретению такого модифицированного наполнителя позволяет увеличить индекс расплава композиций и предел текучести при растяжении (см.таблицу, примеры 1-9). Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. К 100 мае.ч. ПВХ К-64 добавляют 1,5 мае.ч. термостабилиЭатора ТОСС, 2,5 мае.ч., термостабилизатора ДОСС 0,3 мае.ч. стеарина, 1 мае.ч. карбоната кальция, модифицированного 5 мас.% сополимера ВХ-АК с содержанием АК в сополимере О,1 мае.%. Композицию перемешивают в емееи;Теле при 60-80 С в течение 25 мин. Затем вальцуют в пленку при в течение 10 мин. Толщина пленки 0,5 i 0,05 мм. Предел текучести при растяжении определяют по ГОСТ 11262-80 на образце типа 1 при скорости раздвижения захватов испытательной машины 50 ± 5,0 мм/мин. Индекс расплава композиции определяют по ГОСТ 11645-73 при и массе добавочного груза 21,6 кг. Свойства композиции приведены в таблице. Примеры 2-9. Составы композиций приведены в таблице. Режим изготовления и испытания образцов аналогичен примеру 1. В таблице приведены основные свойства композиций по изобретению и взятых для сравнения полимерных компо

По изобретению

100

1,5

ТОСС

1002324

Продолжение табл.110023248

Карбонат кальция - 30 (АК - 0,5%)

Продолжение табл.1

Карбонат кальция - 100 (сополимерВХ-АК - 16%, содержание АК - 1% )

Продолжение таблЛ100 3 3

ПВХ

тосс досс

1

Стеарин

Карбонат кальция - 100 i сополимер ВХ-АК - 16% содержание ЛК - 20%) Из приведенных в таблице данных видно следующее: Использование в составе композиций по изобретению карбоната кальци модифицированного 5-15 мас.% сополи мера ВХ-АК с содержанием АК 0,1 10 мас.%, при определенном соотношении остальных компонентов композиции , увеличивает перерабатываемость полимерных композиций. Так, индекс расплава возрастает до 3,9 8,3 к/10 мин. При этом наблюдается повышение предела текучести при рас тяжении (см. примеры 1-9 в сравнении с примерами 10-15 по прототипу ). ПВХ-композиции, содержащие в сополимер ВХ-АК в большем количестве i, см.пример 16 ) или с большим содержанием АК в сополимере (пример 17 ) не перерабатываются, а предел теку чести при растяжении - 300 и 360 кгс/см соответственно. При обработке карбоната кальция сополимером ВХ-АК в количестве 5 мас.% полимерное покрытие имеет несплошной характер, что приводи к оголению поверхности мела, к уменьшению физико-механических . . свойств, а при содержании )15 мас.% езко ухудшается перерабатываемость J Увеличение содержания модифициро ванного карбоната кальция 100 мае.ч в составе ПВХ-композиций также приводит к резкому ухудшению перерабатываемости. Одним из зарубежных аналогов является материал марки Trosiplast:1009 фирмы Dynamit Nobel AQi (ФРГ ) жесткие ПВХ-композиции для экструзии, содержащие наполнитель. Ниже представлены некоторые свой ства этого материала и аналогичные свойства образцов, полученных из композиций по изобретению.

Продолжение табл.1

i:::::i::z:i:

360 Таблица Предел текучести при растяжении, кгс/см2350-400440-550 Температура размягчения по Вику,Ос81-8281-82 Водопоглощение (100°С,24 чЬ%0,40,4 Из таблицы видно, что композиция по изобретению превосходит базовый аналог по прочностным свойствам. Формула изобретения Наполненная композиция-на основе поливинилхлорида, включающая свинцовый термостабилизатор, модифицированный наполнитель и смазку, отличающаяся тем, что, с целью улучшения перерабатываемости композиции и повышения предела текучести при ее растяжении, композиция в качестве свинцового термостабилизатора содержит смесь трехосновного сульфата свинца и двухосновного стеарата свинца, а в качестве модифицированного наполнитеаПя - карбонат кальция, модифицированный 5-15 мас.% сополимера винилхлорида и акриловой кислоты с содержанием последней 0,1-10,0 мас.% при следующем соот- ; ношении компонентов, мае.ч.:

Поливинилхлория 100 Модифицированный наполнитель 1-100 Указанный, выше трехосновной сульфат свинца1,5-3,0

Двухосновной стеарат свинца2,5-3,0

Смазка0,3-1,0

Источники информации, ринятые во внимание при экспертизе

кл. С 08 Q 51/04, опублик. 1974.

)

3. Патент США 3926873, кл. С 08 К 9/04, опублик. 1975- (про тотип) .