СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕР-МОНОМЕРНЫХ КОМПОЗИЦИЙ НА ОСНОВЕ ПОЛИХЛОРВИНИЛА Советский патент 1968 года по МПК C08L27/06 

Известен способ получения полимер-мономерных композиций на основе полихлорвинила путем переработки любым известным способом смеси, состоящей из полихлорвинила, винильных мономеров, сополимеров хлорвинила, нитрилбутадиенового каучука, наполнителей, красителей и инициаторов полимеризации.

Описываемый способ предусматривает введение в известную композицию триаллилизоцианурата в количестве до 8% от веса полихлорвинила с целью улучшения морозо- и теплостойкости этих композиций.

Для получения модифицированного полихлорвинилакрилата смесь мономера метилметакрилата, полихлорвинильных смол, нитрильного каучука, сшивающих агентов с добавками других компонентов и красителей обрабатывают механохимическим путем на вальцах (фрикционных) или экструдере при температуре не ниже 60°С. Таким образам, масса подвергается некоторому механохимическому воздействию с участием сшивающего агента.

Поливинилхлоридные смолы придают материалу самозатухаемость (масса практически не горюча) и хорошую химстойкость. Содержание их в композиции от 30 до 50%.

Присутствие в композиции метилметакрилата резко повышает стойкость изделий к старению, облегчает совмещение массы на смесителях; как реакционноспособный виниловый мономер метилметакрилат активирует механосинтез, уменьшает вязкость форполимерной пасты. Кроме того, метилметакрилат является растворителем нитрилбутадиенового каучука и других ингредиентов, во много раз облегчает совмещение с красителями и поливинилхлоридными смолами. В композиции обычно добавляют 20-40% метилметакрилата.

Применение в качестве полимерного пластификатора нитробутадиенового каучука придает материалу значительную прочность, теплостойкость и морозостойкость по сравнению с низкомолекулярными пластификаторами. В зависимости от требуемой эластичности материала изменяется процент нитрилбутадиенового каучука в композиции. Для жестких изделий он составляет 5-10%, для эластичных 12-20%.

Применение в качестве сшивающего агента триаллилизоцианурата (ТАИЦ) улучшает ряд свойств материала: удельную ударную вязкость, теплостойкость, термостабильность и морозостойкость. Процент сшивателя в композиции 1-5%.

В качестве загустителей используют некоторые сополимеры хлорвинила, обладающие при комнатной температуре растворимостью или достаточной набухаемостью в метилметакрилате (например, смола А-15, некоторые игелиты и др.). Процент загустителя может составлять до 50 вес. % от всей вводимой в композицию полихлорвиниловой смолы.

Для активного инициирования полимеризации полимер-мономерной композиции применяют 0,1-0,3% новинита от веса метилметакрилата.

В качестве красителей можно использовать любые светостойкие пигменты и растворимые в мономере органические красители (за исключением тех, которые являются ингибиторами полимеризации метилметакрилата). Для деталей можно применять обычные масляные художественные краски до 2% от веса массы. Одновременно они могут заменить смазки, вводимые в массу для снижения адгезии к формам. Краски растворяют, до растворения каучука, в метилметакрилате. В качестве наполнителей используют окись цинка, титановые белила, сажу, каолин, цемент.

В табл. 1 приведены примерные рецептуры композиций для получения модифицированного полихлорвинилакрилата, в табл. 2 сравнены физико-механические свойства полихлорвинилакрилатов, содержащих и несодержащих сшивающих агентов.

При диспергировании и силовом совмещении на вальцах или смесителях типа Бенбери и др. (холодном зкструдировании) полимер-мономерной смеси в присутствии инициатора, а также сшивающих агентов (например, триаллилизоцианурата) получают гомогенную пасту. По консистенции она напоминает пластилин или замазку, но более подвижна, чем резина. Обычно после совмещения массу прокатывают на вальцах в листы заданной толщины, из пакета которых или просто из куска массы прессуют в дюралюминиевых формах при малых давлениях детали любого размера путем нагревания при температуре 150-170°С с последующим охлаждением изделий в формах до 60°С. Время нагревания 15-25 мин, охлаждения 3-5 мин в зависимости от толщины и веса изделия.

Технология в общем напоминает технологию формования резин, но включает охлаждение и проводится при более низком давлении, время при этом сокращается почти в два раза. Из этих масс можно изготовлять изделия методами холодного шприцевания, центробежным формованием, вакуумированием, экструзией с. полимеризацией в зоне мундштука, пневмоформованием при обязательном условии: отверждение полимеризацией в форме.

При высоких температурах полимеризат можно перерабатывать на термопластавтомате и применять другие методы переработки термопластов. Сырой форполимеризат (массу) можно длительное время хранить в полиэтиленовых мешках или в герметических емкостях в темном и прохладном помещении до нескольких месяцев. Если же вязкость массы немного увеличится, то рулон или лист можно снова увлажнить метилметакрилатом и прессовать как свежую массу. При хранении в рулонах сырой массы между листами или пленкой необходимо проложить разделитель - пленку полиэтилена, иначе рулон (слипнется из-за присутствия мономера.

Пример.

а) Приготовление I компоненты (геля).

В 30 вес. ч. метилметакрилата растворяют 0,1-0,2 вес ч. новинита, затем 2-6 вес. ч. пигмента нужного цвета, 2-5 вес. ч. триаллилизоцианурата. В мономерную смесь загружают 8-15 вес. ч. нарезанного нитрилбутадиенового каучука, который набухает 2-4 час в мономере. Набухание и желатинизацию ведут в эмалированной или нержавеющей емкости. Вызревание геля длится не более 6 час и проводится в темноте.

б) Приготовление II компоненты (сыпучей).

30 вес. ч. суспензионного поливинилхлорида ПФ-4 смешивают с 20 вес. ч. порошка смолы А-15 и с 2-5 вес. ч. фенолформальдегидной смолы Пульвербакелита.

Приготовленную смесь сыпучих полимеров с гелем перемешивают вручную или на смесителях любого типа и в виде рассыпчатой массы консистенции теста засыпают на вальцы, где подвергают механосинтезу в течение 25-30 мин и вальцуют в листы любой толщины, которые сразу прокладывают полиэтиленовой пленкой.

Были отпрессованы армированные металлической арматурой изделия среднего и крупного размера, облицовка поручня и штурвала. Образцы выдержали испытания 50 циклов замораживания до -60°С и размораживания. При этом трещины не обнаружены. На изделиях из других материалов (этролы, полиамиды, полиэтилен и массы) при размораживании обнаружены трещины. Следовательно, предлагаемая композиция имеет хорошую морозостойкость, теплостойкость и другие свойства.

Способ получения полимер-мономерных композиций на основе полихлорвинила, винильных мономеров, сополимеров хлорвинила, нитрилбутадиенового каучука, наполнителей, красителей и инициаторов полимеризации путем смешения взятых компонентов, отличающийся тем, что, с целью улучшения физико-химических свойств композиции, в смесь вводят триаллилизоцианурат в количестве до 8% от веса полихлорвинила.