ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Советский патент 1973 года по МПК C08L27/06 C08L25/10 

1

Изобретение относится к области получения композиций на основе поливинилхлорида или его сополимеров.

Извест на полимерная композиция на основе поливинилхлорида или его сополимера и привитого полимера, состоящего из сополимера, содержащего 40-80% вес. -стирола, 10-50% вес. метилметакрилата и 10-40% вес. акрилонитрила и сополимера 1,3-бутадибна со стиролом. Однако известная композиция обладает недостаточной прозрачностью и низкой ударной прочностью.

Целью настоящего изобретения является получение шэливннилхлоридных ко.мпозиций, обладающих лучщей прозрачя-юстью и высокиМ ударным сопротивлением.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве сополимера 1,3-бутадиена применяют эластомер, состоящий из 30-70/о вес. 1,3-бутадиена, 5-30% вес. н-бутилакрилата и 20-50% вес. стирола. Указанный эластомер берут в количестве 20-70 вес. ч. от веса привитого полимера.

Привитый полимер (смолистая присадка) получают путем полимеризации 30-80 вес. ч. мономерной смеси в присутствии 20-70 вес. ч. заранее приготовленного эластомера. Это приводит к получению композиций с больщим ударным сопротивлением.

1чомпозиции с хорощим ударным сопротивлением могут быть получены также в следующих случаях:

1)при изготовлении части (например до 70% вес.) сополимера в отсутствие эластомера, а остаток - в присзтствни эластомера;

2)эластомер и сополимер изготавливают раздельно с последующим смешением. изготовлении эластомера и сополимера путем эмульсионной полимеризации могут быть использованы любые известные эмульгаторы, и1И1ц.;аторы - передающие цепи агенты и другие присадки тем способом и в тех количествах, которые были известны ранее. Например, в качестве инициатора полимеризации могут быть использованы персульфат аммония, персульфат калия, перекись водорода, гидроперекись кумола, гидроперекись гексагидропарацимола и подобные соединении. Э.мульгатором может быть любое анионогеиное поверхностно-активное вещество, такое как соль алифатической кислоты, алкилсульфат, алкилсульфонат и подобные им или же неионогеаные поверхностно-активные вещества, такие как моноглицерид алифатической кислоты, простой а.ткиловый эфир полиэтиленгликоля и другие подобные им вещества. Возможно также использование смесей таких поверхностно-активных веществ.

Независимо от того, как они изготовляются, смолистые присадки должны содержать

20-70% вес. эластомера. В противном случае, если эластомер входит в количестве менее 20% вес., тогда поливинилхлоридные композиции будут обладать неудовлетворительной жесткостью и плохими поверх1ностными свойствами. Оптимальное содержание эластомера составляет 40-60 вес. ч. в обоих случаях.

По предлагаемому способу поливинилхлорид может быть изготовлен путем конвекционной эмульсионной полимеризации, полимеризации в суспензии или полимеризации в массе. Предпочтительно, чтобы показатель преломления (га, ) составлял 1,525-1,550.

Композиции поливинилхлорида по этому способу изготовляют путем смешения около 3-40 вес. ч. смолистых присадок и 97-60 вес. ч. поливинилхлорида.

Бели используется менее 3 вес. ч. смолистой присадки, то ее добавление почти не дает эффекта, если же используется более 40 вес. ч., то ухудшаются другие пололсительные свойства поливинилхлорида (не обязательно прозрачность). КрОМе того, добавка такого большого количества неэкономична.

Смолистые присадки смешивают с поливинилхлоридной смолой обычным образом. Напри-мер, они могут быть смешаны в твердом состоянии в роликовой мельнице, в мельнице Banbury, лластикаторе, ко,мпау1ндирующем экструдере и тому подобных зстройствах. Если необходимо, то производится предварительное смешение при помоши ленточного смесителя или ПепзЬеЬ-миксера. Кроме того, смолистая присадка может быть перемешана с поливинилхлоридом в латексной форме. Более того, при смешении перечисленных выше компонентов могут добавляться такие компоненты, как стабилизаторы, пластикаторы, смазочные масла, пигменты, наполнители и т. п.

Использование н-бутилакрилата в эластомере является обязательным, поскольку если используются другие акриловые эфиры в этой части смолистой присадки, то будет невозможно получить смолистые композиции хорошей прозрачности и с высоким ударным сопротивлением путем их перемешивания с иоливинилхлоридом. Мономеры, полимеры и другие материалы (не те, которые специально упомянуты здесь и в приложенных пунктах изобретения) могут быть Включены в поливи-, нилхлорид, смолистую присадку, эластомер и сополимер в такой степени, чтобы серьезно не уменьшить сопротивление к удару и прозрачность результируюш.ей композиции. В этом смысле здесь применяется термин «по сушеству состоит из.

Примеры 1-3.

Синтез эластомера (Е-1)вес. ч.

1,3-Бутадиен57

н-Бутилакрилат10

Стирол33

Олеат калия2

Персульфат калия0,3

н-Лаурилмеркаптан0,4

Деионизированная вода200

Описанную смесь загружают в автоклав, в котором происходит полимеризация в течение 15 час при температуре 55°С при перемешивании. Выход готового эласто-мера Е-1 составляет 98% от загруженных мономеров. Изготовление привитого полимера (С-1)вес. ч.

Эластомер Е-1,40

Стирол36

Акрилонитрил12

Метилметакрилат .12

Персульфат калия0,18

н-Лаурилмеркаптан0,1

Деионизированная вода200

В твердом 1состоянии

Указанная смесь реагирует в течение 4 час. при 60° для создания привитого полимера в латексе (конверсия 98%). Полученный в результате латекс коагулирует с 0,2% водным

paiCTBOpOM серной кислоты, промывается горячей водой и высушивается до получения белого порошкообраЗ|НОго привитого полимера (С-1). Используемые соотношения смесей привитого полимера и поливинилхлорида (Со)

приведены в табл. 1. Весовые части привитого полимера были смешаны с 2 вес. ч. дибутилмалеата, 0,5 вес. ч. дибутиллаурата и 0,5 вес. ч. бутилстеарата на 100 вес. ч. поливинилхлорида; затем каждая из результируюших смесей перемешивается в течение 5 мин при 160°С в роликовой мельнице и отливается в листовой материал. После этого лист плавится под прессом в течение 10 мин при 180°С и давлении 200 кг/см в целях проверки

образцов. Свойства образцов показаны в

табл. 1.

Таблица 1

а) Измерено ударным тестом Американского общества по испытанию материалов (ASTM. D 256-56). Испытуемый образец (15X90X5 мм, у - обрезная метка глубиной 5 мм.

б) Измерено в соответствии с ASTM D 638-58.

в)Коэффициент пропускания света измерен в соответствии с ASTM D, 1003-61.

г)Величина помутнения Измерена в соответствии с ASTM D 1003-61.

Примеры 4-9. Мономерная смесь, состоящая из 36 вес. ч. метилметакрилата и 12 вес. ч. акрилонитрила, была привита к эластомерам, имеющи-м ко1мпозиции, приведенные в табл. 2. Для изготовления смоляных композиций каждый привитый полимер, полученный таким способом, был перемешан с поливинилхлоридом в соотношениях, приведенных в табл. 2, причем были измерены ударное сопротивление и коэффициент пропускания света. Результаты измерений приведены В табл. 2.

Примеры 10-13. Эластомеры, каждый из которых имеет различный средний диаметр частиц, были изготовлены путем смешивания 57% вес. 1,3-бутадиена, 10% вес. н-бутилакрилата и 33% вес. стирола. В присутствии 40 вес. ч. каждого из этих эластомеров мономерная смесь, содержащая 39 вес. ч. стирола, 9 вес. ч. метилакрилата и 12 вес. ч. акрилонитрила, была полимеризована для создания нескольких привитых полимеров. Смоли-стые композиции были приготовлены из 20 вес. ч. каждого привитого полимера и 80 вес. ч. поливинилхлорида. Их коэффициенты пропускания овета, приведены в табл. 3.

Примеры 14--19. Несколько привитых полимеров было изготовлено прививкой на

40 вес. ч. эластомера (57% вес. 1,3-бутадиена, 10% вес. н-бутилакрилата и 33% вес. стирола), 60 вес. ч. различных мономерных смесей, имеющих композиции, показанные в табл. 4.

Из 20 вес. ч. каждого результирующего привитого полимера и 80 вес. ч. поливинилхлорида были изготовлены различные смолистые композиции, свойства которых приведепы в табл. 4. Условия изготовления привитых полимеров были теми же, что и в примере 1.

Пример 21. Привитый полимер был изготовлен путем Прививки 40 вес. ч. эластомера (53% вес. 1,3-бутадиена, 15% вес. н-бутилакрилата и 32% вес. стирола) с мономерной

смесью 30 вес. ч. стирола, 15 вес. ч. метилметакрилата и 15 вес. ч. акрилонитрила. Из 10 вес. ч. привитого полимера, полученного таким образом и 90 вес. ч. сополимера, состоящего из 90% вес. хлористого винила и

10% вес. винилацетата, была получена смолистая композиция. Ударная нагрузка и общий коэффициент пропускания света были 14,2 кг/см и 77,8% соответственно.

Примеры 22-25. Некоторые привитые

полимеры были изготовлены путем прививки на 55 вес. ч. эластомера (60% вес. 1,3-бутадиена, 10% вес. н-бутилакрилата, 30% вес. стиТаблица 2

Таблица 3

Таблица 4

рола) X (перемениая) вес. ч. сополимера (60% вес. стирола, 20% вес. метилметакрилата и 20% вес. акрилонитрила). Они были перемешаны с У {переменная) вес. ч. сополимера (собственная вязкость ц измерялась в диметилформа миде при 25°С и составляла 0,94) и изготовлены путем полимеризации в эмульсионной системе мономерных смесей, имеющей композицию 60% вес. стирола, 20% вес. метилметакрилата и 20% вес. акрилонитрила, так что всех частей (X + У) сополимера было 45. Из 12 вес. ч .каждой смеси и 88 вес. ч. поливинилхлорида (степень полимеризации 750) были приготовлены различные смолистые

Таблица 5

приведены в

КОМПОЗИЦИИ, свойства которых табл. 5.

Предмет изобретения

Полимерная комиозидия, состоящая из поливииилхлорида или его сополимера и привитого, пОлиМера, состоящего из сополимера 40-80% вес. стирола, 10-50% вес. метилметажрилата и 10-40% вес. акрилонитрила и сополимера 1,3-бутадиена, отличающаяся тем, что, с целью улучшения прозрачности готовых изделий, в качестве привитого полимера применен указанный выще полимер, в котором в качестве сополимера 1,3-бутадибна использован эластомер, состоящий из 30-70% вес. 1,3-бутадие,на, 5-30% вес. н-бутилакрилата и 20-50% вес. стирола, в количе стве 20-70% вес. от веса привитого полимера, причем поливииилхлорид или его сополимеры и привитый полимер взяты в следующем соотношении (вес. ч.):

поливинилхлорид или его сополимер60-97

привитый полимер3-40