Полимерная композиция Советский патент 1983 года по МПК C08L23/12 C08K3/24 

о

4

Изобретение относится к получению композиций на основе полипропилена, каучуков и наполнителей, которые могут быть использованы для работы в условиях совместного действия ударных,нагрузок, высоких температур, кислых и солевых водных растворов.

Известны композиции, которые, с целью повышения ударной прочности, содержат полипропилен (пп) и синтетические каучуки 0,5-5 мас.% из группы, включающей этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, поЛиизобутилен, бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, бутадиенстирольный каучук и силоксановый каучук ij .

Однако эти композиции характеризуются резким понижением ударной: прочности при работе деталей в водных . кислых средах, так как силоксановый каучук недостаточно стоек в водных кислых средах и образует дефектную границу между ПП и каучуком, что ускоряет процесс проникновения ионов: среды и образования трещин.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к Пред51агаемои является полимерная композиция, содержащая, мае.ч.: полипропилен 100, синтетический каучук 40-150,(сополимер этилена с пропиленом, а также минеральный наполнитель - карбонат кальция или талька 5-120 с диаметром частиц 0,8-0,11 мкм Композиция имеет высокую ударную прочность и модуль упругости {YI . .

Недостатком данной композиции является значительное уменьшение ударной прочности в растворе серной кислоты и хлористого цинка при температурах до вследствие растворения наполнителя, его последующего вымывания и роста микротрещин.

Цель изобретения - повышение прочности получаемого из композиции материала при работе его в кислых и солевых водных растворах в условиях высоких температур и ударных нагру.зок.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция,содержащая полипропилен, синтетический каучук, минеральный наполнитель, содержит в качестве синтетического каучука этилен пропиленовый или изопреновый каучук, в качестве наполнителя - сернокислый барий и гидроксид бария, при следующем соотношении компонентов, мае.ч.:

Полипропилен . 100 Синтетический каучук 2,5-40 Сернокислый барий 2,5-20 Гидроксид бария 0,5-10 Для полипропилена и сополимера этилена с полипропиленом многокомпонентная среда - раствора серной кислоты и соли хлористого цинка, является физически активной средой, в которой они практически не набухают даже при высоких температурах, происходит адсорбция среды на поверхности и диффузия в объеме по механизму объемного заполнителя Микропбр Полагают, что для таких сред адсорбционный эффект играет превалирующую роль в понижении прочности полимера в результате процесса растрескивания и роста микротрещин. Разрушение полимеров в физически активных средах при действии ударных нагрузок и растягивающих напряжений идет по известным механизмам, но только ускоряется адсорбцией и диффузией среды. Применение в предлагаемой композиции наполнителя - смеси сернокислого бария и гидроксида бария, позволяет значительно уменьшить адсорбцию и диффузию среды и в результате нейтрализации г дроксидом бария, проникших ионов 80 залечивать поверхностные микропоры, образовавшимся сернокисльм барием и приостановить разрушение материала.

Композиционный материал получают на основе полипропилена МРТУ 6-05-1105-67 марки 04П10/010 и 05П10/020, каучуков - СКЭП - сополимер этилена с пропиленом и ОКИ - изопреновйй.

Пример. Сернокислый барий смешивают с гидроксидом бария и затем на экструдере при смешивают их с сополимером этилена с , пропиленом и с полипропиленом. Композицию экструдируют при 19р-220 С. /

Состав композиции приведен в табл. 1 а свойства полученного материала в табл. 2.

Пример 2. Приготавливают 40%-ный раствор изопренового каучука в бензине и смешивают его с сернокислвм барием и гидроксидом бария. Эту смесь наносит на .гранулированный полипропилен, композицию сушат при и эксурудируют при 190-220с.

Состав композиции приведен в табл. 3, а свойства полученного материала - в табл. 4.

В табл. 2 и 4 приведены физикомеханические свойства композиций образцов (соответственно по табл. 1 и 3), не подвергнутых воздействию агрессивной среды, и образцов после выдержки в среде -водный раствор серной кислоты и хлористого цинка при Т ± 15 в течение 100 суг.

Стандартные образцы выдерживают в растворе: 20%-ной серной кислоты и 25%-ного хлористого цинка при 80®С в течение 100 сут по ГОСТу 12020-72, После этого опредёпяют механические свойства Образцов предел прочности при сжатии (гост 11262-68/ и растяжении troCT 4651-68), а также модуль упругости при растяжении (гост 9550-71) и ударную вязкость (гост 4647-69) .

Как видно из табл. 2 и 4, механические .свойства материалов из предлагаемых композиций выше чем у прототипа.

Предлагаемые композиции характеризуются повышением механических

свойств ксякпозиции при работе в агрессивных средах и ударных нагрузках, увеличением срока -службы деталей в 2 раза.Разработанный композиционный материал планируется использовать для изготовления звездочек цепных перед и корпусных деталей, работающих в агрессивных средах.

Таблица

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая полипропилен, синтетический каучук, минеральный наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью ювышения прочности получаемого из композиции материала при работе его в кислых и солевых водных растворах в условиях высоких температур и ударных нагрузок, она содержит в качест-ве синтетического каучука этиленпропиленовый или иэопреновый каучук, а в качестве минерального наполнителясернокислый барий и гидроксид бария при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Полипропилен100 ЭтиленпрОпиленовый или изопреновый каучук2,5-40 Сернокислый барий 2,5-20 Гидроксид бария 0,5-10 @

Полипропилен марка 04П10/010

Полипропилен марка 05П10/020

Сополимер этилена о пропиленом

(скэп)

Сернокислый барий Гидроксид бария Тальк Ударная вязкость с надрезом, кгс см/см 5,1 б 5,5 исходная после 100 су т 1,9 4,54,7 .--. Модуль упругости 135 140130 при растяжении, кгс/мм,исходный после ГоО сут 92 122115 Набухание,% 4,1 1,92,2

100

100 100 100 100

1002;0 2,5 25 40 3050

1,5 2,0 10 20 1225

0,3 0,5 5 10 815 5,35,33,55,1 4,84,92,92,1 123110-118108 10810211098 2,02,12,72,7

Полипропилен

100 марка 04П10/010

Иэопреновый каучук СКИ

Сернокислый барий Гидроксид бария Тальк

Сополимер этилена

25 с пропиленом

Предел прочности при растяжении от времени пребывания в

Таблица 3

100 100 100