СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ Советский патент 1995 года по МПК C08J3/20 

Изобретение относится к изготовлению композиций на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ) и может использоваться в производстве кабельного пластиката, труб, листовых строительных материалов и т.д.

Известен способ получения высокопластифицированной композиции на основе гомо- и сополимеров винилхлорида (ВХ), включающий смешение гомо- и сополимеров ВХ с сухими компонентами, введение первой части пластификатора при перемешивании, повышение температуры смеси до 80-85^оС, введение остальной части пластификатора при перемешивании и охлаждение смеси с последующей обработкой порошкообразным наполнителем, в котором первую часть пластификатора вводят в количестве 70-72% от общей массы пластификатора и вторую часть пластификатора вводят при скорости перемешивания смеси 950-1000 об/мин. Композиция, содержащая на 100 мас.ч. ПВХ 50-120 мас.ч. пластификатора (диалкилфталата ДФА₇₈₉, тетраоктилпиромеллитата ТОПМ, хлорпарафина ХП-300), 50-150 мас.ч. наполнителя (мела тонкодисперсного мела т/д, каолина, гидроокиси алюминия Al(OH)₃), 1-5 мас. ч. стабилизатора (трехосновного сульфата свинца-ТОСС, стеарата кальция СтСа, двухосновного фталата свинца ДОФТС), полученная по этому способу, имеет невысокие свойства: пористость 10,0-1,6% количество агломератов наполнителя 17-25 шт. производительность экструдирования 250-310 г/мин, термостабильность 165-230 мин, потери в массе 2,4-4,0 температуру хрупкости (0) (-50)^оС, относительноe удлинение до и после старения при 100^оС в течение 7 сут 180-310 и 155-300% соответственно.

Известен также способ получения композиции на основе гомо- или сополимеров ВХ, включающий смешение гомо- и сополимеров ВХ с добавками (стабилизаторами, смазками, пластификаторами, наполнителями, пигментами) при интенсивном механическом перемешивании и нагревании, в котором смесь нагревают до конечной температуры не ниже 70^оС и до достижения конечной температуры добавляют воду в количестве 0,2-20 мас. от полимера. Композиция, содержащая на 100 мас.ч. ПВХ 50-120 мас.ч. пластификатора (ДАФ_789, ТОПМ, ХП-300), 50-150 мас.ч. наполнителя (мел т/д,каолин, Al(OH)₃), 1-5 мас.ч. стабилизатора (ТОСС, СтСа, ДОФТС), полученная по этому способу, имеет невысокие свойства: пористость 7,8-13,2% количество агломератов наполнителя 14-20 шт. производительность экструдирования 260-320 г/мин, термостабильность 200-300 мин, потери в массе 2,0-3,3% температуру хрупкости (-5)-(-50)^оС, относительное удлинение до и после старения 200-330 и 175-310% соответственно.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ получения композиции на основе пластифицированного ПВХ, включающий перемешивание сухих компонентов (ПВХ и наполнителя) в смесителе, нагретом до 80-100^оС, в течение 8-10 мин, введение в течение 8-10 мин предварительно подогретой до 70^оС суспензии стабилизатора в пластификаторе и перемешивание смеси при нагревании до 100-120^оС в течение 10-30 мин. Композиция, содержащая на 100 мас.ч. ПВХ 50-120 мас.ч. пластификатора (ДАФ₇₈₉, ТОПМ, ХП-300), 50-150 мас. ч. наполнителя (мел т/д, каолин, Al(OH)₃), 1-5 мас.ч. стабилизатора (ТОСС, СтСа, ДОФТС), полученная по данному способу, имеет термостабильность 190-280 мин, потери в массе 2,0-3,0% температуру хрупкости (-10)-(-50)^оС, относительное удлинение при разрыве до и после старения 200-340 и 180-320% соответственно. Однако пористость, количество агломератов наполнителя и производительность экструдирования имеют низкие показатели и составляют соответственно 6,3-9,0% 7-12 шт. 280-330 г/мин.

Целью изобретения является уменьшение количества агломератов наполнителя и пористости композиции и увеличение производительности экструдирования при сохранении физико-механических свойств.

Поставленная цель достигается тем, что в способе получения полимерной композиции на основе суспензионного поливинилхлорида, включающем смешение его с минеральным наполнителем и суспензией стабилизатора в пластификаторе, нагревание смеси при перемешивании до 80-120^оС и последующее охлаждение, смешение поливинилхлорида с минеральным наполнителем при нагревании осуществляют до 20-65^оС, а перед смешением вводят воду в количестве 2-8% от массы полимера.

В предлагаемом способе используют: ПВХ суспензионный марок ПВХ С-7058М, ПВХ С-7059М (ГОСТ 14332-78); пластификаторы ДАФ₇₈₉ (ГОСТ 8728-77 с изм. N 1), ТОПМ (ТУ 6-05-11-1-256-80), хлоропласт ХП-300 (ТУ 6-01-13-1384-88); стабилизаторы СтСа (ТУ 6-14-722-76), ДОФТС (ТУ 6-09-600-76 с изм. 1-4), ТОСС (ТУ 6-09-4098-75 с изм. 1-5); наполнители мел т/д (ТУ 6-18-38-81 с изм. N 3), каолин марки КД-10 (ТУ 21-25-243-86), Al(OH)₃ (ТУ 6-47-107-88); оборудование высокоскоростной смеситель "Папенмайер" (объем горячего смесителя V_г 30 л, частота вращения мешалки горячего смесителя n_г 600-2000 об/мин), "Трузиома" (V_г 780 л, n_г 450-900 об/мин), "Хеншель" (V_г 10 л, n_г 800-1500 об/мин), экструдер "Бусс" (смесительный шнек диаметром 46,5 мм и отношением длины к диаметру 6, экструдирующий шнек диаметром 41 мм и отношением длины к диаметру 4).

Сущность изобретения иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1 (по изобретению). В смеситель при 15^оС загружают 100 мас. ч. ПВХ марки ПВХ С-70, в который предварительно добавили воду в количестве 2% от массы ПВХ, 100 мас.ч. мела т/д, перемешивают до 20^оС, вводят предварительно приготовленную суспензию 3 мас.ч. СтСа в 85 мас.ч. ДАФ₇₈₉ и перемешивают все компоненты смеси при нагревании до 100^оС, затем смесь охлаждают и гранулируют при температуре расплава 150-170^оС.

Образцы для испытаний готовят вальцево-прессовым способом.

Пористость пластиката и количество агломератов наполнителя на наружной поверхности жгута длиной 1 м определяют по известным методикам, термостабильность при 190^оС в соответствии с ГОСТ 14041-68, потери в массе, температуру хрупкости и относительное удлинение при разрыве до и после старения в течение 7 сут при 100^оС в соответствии с ГОСТ 5960-72, производительность экструдирования как массу (в граммах) расплава, вышедшего из головки экструдера за 1 мин при постоянных скоростях вращения шнеков смесителя и гранулятора.

Режимы получения композиции, состав и свойства приведены в таблице (примеры 2-10- по изобретению, пример 11 по прототипу).

Режимы получения композиций, составы и свойства приведены в таблице. Режимы испытаний композиций аналогичны примеру 1.

Использование: в производстве кабельного пластиката, а также труб, листовых строительных материалов. Сущность: смешение ПВХ с минеральным наполнителем осуществляют до 20 - 65°С, а перед смешением вводят воду в количестве 2 8% от массы наполнителя. Затем вводят суспензию стабилизатора в пластификаторе и смесь перемешивают при нагревании до 80 120°С. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ на основе суспензионного поливинилхлорида, включающий смешение его с минеральным наполнителем и суспензией стабилизатора в пластификаторе, нагревание смеси при перемешивании до 80-120^oС и последующее охлаждение, отличающийся тем, что, с целью уменьшения количества агломератов наполнителя и пористости композиции и увеличения производительности экструдирования при сохранении физико-механических свойств, смешение поливинилхлорида с минеральным наполнителем при нагревании осуществляют до 20-65^oС, а перед смешением вводят воду в количестве 2-8% от массы полимера.