Полимерная композиция и способ ее получения Советский патент 1992 года по МПК C08L1/18 

Изобретение относится к полимерной композиции на основе нитроцеллюлозы, применяемой для изготовления методом проходного прессования товаров народного потребления различного назначения (погонах, отделочная рейка, тонкосводные цветные трубки для декоративных штор и т.д.).

Известна полимерная композиция для производства нитролинолеума, которая для повышения прочности линолеума дополнительно содержит бутадиеннитрильный каучук (авт.св. № 979406).

Известна также наиболее сложная полимерная композиция для изготовления нитролинолеума, в которую для улучшения реологических свойств и эксплуатационных характеристик введены политетрафторэтилен и 2-этилгексилдихлорпропилфосфат или 2-этилгексилдихлорэтилфосфат (авт.св. № 1484812).

Существенным недостатком указанных композиций являются их низкие реологические характеристики и, в частности, низкий

коэффициент технологичности, что позволяет вести их переработку только по достаточно сложной и громоздкой валь- цево-каландровой технологии и делает технически невозможной их переработку методом проходного прессования из-за недопустимо высоких давлений (Р 400 кгс/с) возникающих при этом.

Таким образом, неудовлетворительные реологические характеристики не позволяют получать из известных композиций методом проходного прессования таких товаров народного потребления, как погонаж, отделочная рейка, тонкосводные цветные трубки для декоративных штор и т.д.

Наиболее близкой по рецептуре к предлагаемому техническому решению является полимерная композиция на основе нитроцеллюлозы для получения линолеума (ОСТ 84-370-70 Нитролинолеум НЛГ), вклкнаю- щая нитроцеллюлозу, дибутилфталат, трих- лорэтилфосфат, диметилдифенилмочевину, пигмент, технологическую добавку (вазелиновое или индустриальное масло) и налолсл

с

XI

XJ

Сл) Ю

ho О

нитель при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Нитроцеллюлоза20,0

Дибутилфталат 10,0

Трихлорэтилфосфат 8,5

Диметилдифенилмочевина1,0

Пигмент (краситель) 3,0

Технологическая добавка

(вазелиновое или индустри-

альное масло)1,0

Наполнитель (мел,

асбест)Остальное до 100

Недостатком данной композиции являются также низкие реологические характе- ристики, низкая технологичность состава, что также не позволяет получать из нее целый ряд товаров народного потребления методом проходного прессования.

Способ получения известной компози- ции состоит в том, что все компоненты од- новременно загружают в смеситель, снабженный мешалкой. Смесь в течение 60 мин перемешивают при комнатной температуре и далее многократно вальцуют на вальцево-каландровой линии. При данном сухом способе получения известной композиции качественная (глубокая и равномерная) пластификация нитроцеллюлозы не обеспечивается из-за наличия в смеси боль- шого количества твердых добавок (60% и более), препятствующих диффузии дибутил- фталата и трихлорэтилфосфзтэ в нмтромас- су. Гомогенность композиции даже при длительном перемешивании компонентов невозможна. Поэтому данный способ получения композиции не обеспечивает повышения реологических характеристик и возможности переработки ее методом проходного прессования.

Цель изобретения - создания простой полимерной композиции на основе нитроцеллюлозы с более высокими реологическими характеристиками, которые позволяют производить переработку состава в различ- ные товары народного потребления методом проходного прессования пои давлении прессования не более 250 кгс/см2.

Поставленная цель достигается тем, что:

В полимерную композицию, предназначенную для получения изделий народного потребления методом проходного прессования, включающую: нитроцеллю- лозу, дибутилфталат, трихлорэтилфосфат, диметилдифенилмочевину, пигмент, наполнитель, технологическую добавку (индустриальное или вазелиновое масло) вводят вторую технологическую добавку - стеарат

кальция при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Коллоксилин12,0-20,0

Дибутилфталат8,0-10,0

Трихлорэтилфосфат4,0-6,0

Диметилдифенилмо- чевина0,5-1,0

Технологическая добавка (индустриальное или вазелиновое масло)1,0-2,0 Технологическая добавка (стеарат кальция) 0,5-1,5 Пигмент (краситель) 0,2-5,0 Наполнитель (мел, асбест) До 100 Кроме того, поставленная цель достигается тем, что получение композиции с необходимыми реологическими характеристиками производят следующим образом.

В смесителе-пластификаторе предварительно проводят пластификацию нитроцеллюлозы в течение 60 мин при температуре 30°С в подном растворе пластификаторов (дибутилфталата и трихлорэтилфосфата), стабилизатора (диметилдифенилмочевины) и жидкой технологической добавки (индустриального или вазелинового масла) при заданном соотношении компонентов.

Отжим полученной массы до влажности 12-20% на отжимном аппарате.

Дозирование и смешение в смесителе сухого смешения отжатой массы с наполнителем, пигментом и второй технологической добавкой - стеаратом кальция при заданном соотношении компонентов в течение 40 мин.

За счет предварительной пластификации нитроцеллюлозы в водной среде обеспечивается более полная (глубокая и равномерная) диффузия дибутилфталата и трихлорзтилфосфзта в нитроцеллюлозу. Качество смешения отжатой запластифициро- ванной нитромассы с наполнителем, пигментом и стеаратом кальция улучшается. Данный технологический прием позволил повысить гомогенность состава, снизить внешнее трение и, как следствие, увеличить коэффициент технологичности состава.

В предлагаемой композиции применяют следующее сырье: нитроцеллюлозу с содержанием азота 11,8-12,1 мас.% (коллоксилин); наполнители - асбест, мел; стабилизирующая добавка - диме- тилдифенилмочевина; пластификаторы - дибутилфталат, трихлорэтилфосфат; технологические добавки - индустриальное (вазелиновое) масло и стеарат кальция; пигменты - органические голубой или зеленый

(фталционановый, милори) или неорганические (сурик зеленый, крон свинцовый, белила цинковые и титановые), количество и цвет которого выбирают в зависимости от требуемой окраски материала.

Примеры известных и предполагаемых композиций м их основные физико-механические характеристики приведены в табл. 1 /

В качестве примера рассмотрим получение композиции состава № 1 по табл. 1.

На первой фазе технологического процесса производит пластификацию нитроцеллюлозы в водном растворе пластификаторов (дибутилфталата и трихло- рэтилфосфата), стабилизатора (диметилди- фенилмочевины) и жидкой технологической добавки (индустриального или вазелинового масла). Для чего в смеситель - пластификатор вначале - заливается вода 60 мас.%. И далее в смеситель последовательно загружаются следующие компоненты:

1.Нитроцеллюлоза- 12 мас.% (на сухой вес).

2.10 мас.% дибутилфталзта с предварительно расплавленным в нем 1,0 мас.% диметилдифенил мочевины.

3.6,0 мас.% трихлорэтилфосфата.

4.1,0 мас.% вазелинового масла.

Причем, массовое соотношение нитроцеллюлоза-вода 1:5 (12 мас.% : GO мас.%) является оптимальным с точки зрения обеспечения безопасности ведения процесса и обеспечения качества пластификации. Это соотношение установлено давно и не несет элемента новизны. Пластификация проводится при температуре 30°С в течение 60 мин.

Усредненную и пластифицированную нитроцеллюлозу отжимают на отжимном прессе до влажности 12-20%, величина которой колеблется в .зависимости от производительности (нагрузки) отжимного аппарата.

Далее на 2-й фазе - фазе сухого смешения - отжатая масса смешивается с наполнителем, пигментом и второй технологической добавкой (стеаратом кальция). Суммарный мас.% указанных сухих добавок (компонентов) составляет 54,4- 73,8 мас.%. За счет ввода сухих добавок (компонентов) влажность полимерной смеси снижается до 6-10%. При этом применения каких-то дополнительных средста удаления воды не требуется,

Аналогичным образом готовятся образцы №Мз 2-7 предлагаемой композиции.

Как следует из представленных данных, использование второй технологической добавки (стеарата кальция) на фазе сухого смешения с отжатой массой, наполнителем и

пигментом при указанном соотношении всех компонентов в полимерной композиции позволяет существенно повысить реологические характеристики состава, и в

частности, коэффициент его технологичности.

Выбранное содержание технологических добавок и способа изготовления смеси обусловлено обнаруженным неаддитивным

0 эффектом увеличения коэффициента технологичности композиции с 1,5-4,2 до 7,6-10,1. Это позволило вести переработку предлагаемой композиции на высвободившихся в результате конверсии основного произ5 водства шнек-прессах непрерывного действия методом проходного прессования при давлениях, не превышающих 250 кгс/см2, не приводящих к разрушению шнек-пресса, и обеспечить достаточно высокие для дан0 ного класса изделий физико-механические характеристики. Для данного класса товаров народного потребления, таких, как погонаж, рейка отделочная, тонкосводные цветные трубки для декоративных штор,

5 прочность более 10-13 кгс/см2 не требуется.

Технологический процесс переработки

композиции упрощается за счет исключения

из производства вальцево-каландрового

оборудования. Кроме того, использование

0 данного технического решения позволило также снизить в рецептуре по сравнению с прототипом содержания экологически вредного компонента - трихлорэтилфосфата на 25-40% (с 8,0% до 4,0-6,0%).

5

Формула изобретения 1. Полимерная композиция, включающая нитроцеллюлозу, пластификаторы - дибутилфталат и трихлорэтилфосфат,

0 стабилизатор - диметилдифенилмочеви- ну, минеральное масло, пигмент и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью повышения реологических свойств композиции, обеспечивающих ее переработку

5 методом проходного прессования, композиция дополнительно содержит стеарат кальция при следующем соотношении компонентов, мас.% на сухое вещество: нитроцеллюлоза - 12-20; дибутилфталат 0 8,0-10,0; трихлорэтилфосфат -4,0-6,0; диме- тилдифенилмочевина - 0,5-1,1; пигмент - 0,2-5,0; минеральное масло - 1,0-2,0, стеарат кальция - 0,5-1,5; наполнитель - остальное.

5 2. Способ получения полимерной композиции смешением нитроцеллюлозы с пластификаторами - дибутилфталатом и трихлорэтилфосфатом стабилизатором - диметилдифенилмочевиной, минеральным маслом, пигментом и наполнителем, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения реологических свойств композиции, обеспечивающих ее переработку методом проходного прессования, в указанную смесь компонентов дополнительно вводят стеарат кальция, при этом сначала смешивают нитроцеллюлозу в водном растворе с пластификаторами, затем со стабилизатором и минеральным маслом при 30°С, полученную массу отжимают до влажности 12-20%. вводят в нее наполнитель, пигмент и стеарат кальция и массу перемешивают 30 мин, причем компоненты используют в следующих количествах, мас.% на сухое вещество: нитроцеллюлоза 12-20, дибутилфталат - 8,0- 10,0; трихлорэтилфосфат - 4,0-6,0; диметилдифенилмочевина - 0,5-1,1; пигмент - 0,2-5,0; минеральное масло - 1,0-2,0; стеарат кальция - 0,5-1,5; наполнитель остальное.

Использование: для изготовления товаров народного потребления (погонаж, отделочная рейка, тонкосводные цветные трубки для декоративных штор и т.д.). Сущность изобретения: состав композиции (мас.% на сухое вещество): нитроцеллюлоза 12-20, дибутилфталат 8-10, трихлорэтилфос- фат 4-6, диметилдифенилмочевина 0,5-1,1,- пигмент 0,2-5,0, минеральное масло 1-2, сте- арат кальция 0,5-1,5, наполнитель - остальное до 100. Нитроцеллюлозу сначала смешивают с пластификаторами - дибутил- фтэлатом и трихлорэтилфосфатом в водной среде, затем с диметилдифенилмочевиной и минеральным маслом при 30°С. Полученную массу отжимают до влажности 12-20%, вводят в нее наполнитель, пигмент и стеа- рат кальция и массу перемешивают 30 мин. 2 с.п. ф-лы, 1 табл.

бутадиеннитрильный

каучук4,0-6,0

пигмент0,2-5,0

политетрафторэтилен (фторопласт 4) 1,0-2,0

наполнитель

Порядок ввода компонентов при смешении композиции:

одновременный одновр,

предлагаемый по заявке

Разрушающее напряжение : при растяжении, кгс/сн 75

Коэффициент технологичности ( Сд, ) при -t - 804 . 2,7-4,2

Давление прессования, кгс/см v

более 400 не прес- 300 200 суется

3,0 3,0 3,0 0,2 5,0

2,0

3,0

остальное до 100 %

однорв.

предл. предл.предл. предл. 14,1 16,2 И,8 13,5

5,2 7,6 8,2 9,3

300 200

180

предл. 13,4

10,1 150

предл. 7,5

12,5 120