Полимерная композиция Советский патент 1974 года по МПК C08F29/04 

1

Изобретение относится к композициям на основе полиэтилена, в частности к полиэтиленовым композициям, усиленным стекловолокном. Такие композиции могут быть использованы в различных отраслях народного хозяйства, где применяют материалы с хорошими диэлектрическими свойствами при повышенных механических нагрузках.

Известные композиции усиленного полиэтилена, в состав которых входят полиэтилен, рубленое стекловолокно, силан и антиоксидант, характеризуются слабой адгезией полиэтилена к стекловолокну и вытекаюш,ими в связи с этим низкими механическими характеристиками,

Композиция усиленного полиэтилена, состояш,ая из полиэтилена низкого давления (60 вес. ч.), стекловолокна (40 вес. ч.), аппрета АГМ-9 (у-аминопропилтриэтоксисилан 0,5 вес. ч.) и антиоксиданта (0,2 вес. ч.) имеет предел прочности при растял ении 560 кгс/см, что выше прочности исходного полиэтилена (250 кгс/см) лишь в 2,2 раза.

Цель предлагаемого изобретения состоит в разработке композиции усиленного полиэтилена, которая благодаря увеличению адгезии стекловолокна к полиэтилену обеспечит более высокие механические свойства полиэтилена, усиленного стекловолокном.

Для этого в композицию, представляюшую

собой смесь на основе полиэтилена, стекловолокна, аппретированного силаном, и антиоксиданта, вводят сополимер этилена с винилацетатом. Раствор сополимера в ксилоле наносят на стекловолокно, после испарения растворителя на поверхности стеклянных волокон образуется тонкая пленка, имеюш,ая высокую адгезию к нолнэтилену.

Ниже приводится содержание компонентов композиции, вес. ч.:

Полиэтилен90-60

Стекловолокно10-40

Силан (например,

АГМ-9, ВТЭС)0,3-1,0

Аитпоксидант

(например, диафен ФФ, нонокс VSP, сантонокс) 0,1-0,5 Сополимер, этилена с винилацетатом 29-15% винилацетата) 0,5-1,5.

По предлагаемому изобретению использован полиэтилен низкого (предел прочности при растяжении 250 кгс/см) или высокого давления (предел прочности при растяжении 120 кгс/см).

Композиции получены на основе указанных выше марок полиэтилена, рубленого стекловолокна (диаметр элементарного волокна 7 мк. длина 5-8 мм), силана АГМ-9, антиоксиданта и сополимера этилена с винилацетатом в смесителе типа Бенбери. Вначале полиэтилен смешивают со стекловолокном, предварительно обработанным АГМ-9 и сополимером этилена с винилацетатом на шаровой мельнице; смесь выгружают в нагретый смеситель Бенбери, перемешивают прч 180 и 210°С (соответственно для полиэтилена высокого и низкого давления) в течение 1 мин и гранулируют. Гранулы смешивают с антиоксидантом и повторно экструдируют. Длял1спытания свойств полученных композиций применяют прессованные и литьевые образцы.

Пример 1 (контрольный). Композиция, состоящая из, вес. ч.: полиэтилен низкого давления 70, стекловолокно 30, силан АГМ-9 1,0 и диафен 0,2, получена вышеописанным способом. Основные физико-механические и диэлектрические показатели приведены ниже. Предел прочности, кгс/см :

при растяжении500

при сжатии320

при изгибе680

Теплостойкость по Вика

при 5 кг, °С92

Относительное удлинение

при растяжении, %5

Ударная вязкость, кгс/см 19

Плотность, ,2

Тангенс угла диэлектрических потерь при 106 ГЦ0,0008

Удельное объемное электрическое

сопротивление, ом-см1-10

Диэлектрическая

проницаемость2,5

Водопоглощение, ,01.

Пример 2 (контрольный). Композицию, состоящую из вес. ч.: полиэтилен высокого давления 70, стекловолокно 30, силан АГМ-9 0,5, диафен 0,3, получают вышеописанным способом. Основные физико-механические и диэлектрические показатели приведены .

Предел прочности, кгс/см :

при растяжении250

при сжатии180

при изгибе280

Теплостойкость по Вика

при 1 кг,°С98

Относительное удлинение

при растяжении, %30

Ударная вязкость, кгс/см 35

Плотность, ,16

Тангенс угла диэлектрических потерь при 10 ГЦ0,0009

Удельное объемное электрическое

сопротивление, ом-см6-10

Диэлектрическая

проницаемость2,5

Водопоглощение, ,01.

Пример 3. Аналогичен контрольно1у1у примеру 1, но в композицию дополнительно введен сополимер этилена с винилацетатом (содержание винилацетата 19%) в количестве 1 вес. %. Физико-механические и диэлектрические показатели приведены ниже. Предел прочности, кгс/см :

при растяжении610

при сжатии340

при изгибе750

Теплостойкость по Вика

при 5 кг, °С92

Относительное удлинение

при растяжении, %7

Ударная вязкость, кгс/см 19

Плотность, ,20

Тангенс угла диэлектрических потерь при 10« ГЦ0,0009

Удельное объемное

электрическое

сопротивление, ом-см1-10

Диэлектрическая

проницаемость2,5

Водопоглощение, ,01

Теплостойкость по Мартенсу, °С50.

Приведенные данные показывают, что прочность при растяжении композиции усиленного-полиэтилена с сополимером в 2,44 раза выше прочности исходного полиэтилена, в то время как прочность композиции без сополимера превышает прочность исходного полиэтилена в два раза, что составляет 22%.

Пример 4. Аналогичен контрольному примеру 2, но в композицию дополнительно введен сополимер этилена с винилацетатом (содержание винилацетата 15%) в количестве 1,5 вес. %. Физико-механические и диэлектрические показатели композиции приведены ниже.

Предел прочности, кгс/см :

при растяжении310

при сжатии200

при изгибе350

Теплостойкость по Вика

при 1 кг, °С98

Относительное удлинение при растяжении, %40

Ударная вязкость, кгс/см 35

Плотность, ,16

Тангенс угла

диэлектрических потерь

при 10 ГЦ0,0009

Удельное объемное электрическое

сопротивление, ом-см7-10

Диэлектрическая

проницаемость2,5

Водопоглощение, ,01.

Приведенные данные показывают, что прочостные характеристики композиции с сопоимером выше, чем у контрольной композиции. Так, предел прочности при растяжеиии на 24% выше. Прочие показатели изменяются незначительно.

Пример 5. Композиция, состоящая нз, вес; ч.: полиэтилен низкого давления 60, стекловолокно 40, силан 1 и диафен 0,2, получена вышеописанным методом и имеет предел прочности при растяжении 540 кгс/см. Диэлектрические показатели аналогичны композиции, приведенной в примере 1. При введении в эту композицию 0,5 вес. ч. сополимера этилена с винилацетатом (содержание винил ацетата 29%) предел прочности при растяжении увеличивается до 660 кгс/см что на 22% выше.

Пример 6. Композиция, состояш,ая из, вес. ч.: полиэтилен низкого давления 90, стекловолокно 10, силан 0,5 и саптонокс 0,1, получена вышеописанным методом и имеет предел прочности при растяжении 280 кгс/см. При введении в эту композицию 0,5 в. ч. сополимера этилена с винилацетатом (содержание винилацетата 19,5%) прочность при растяжении повышается до 300 кгс/см, что несколько выше прочности композиции без сополимера.

Следует отметить, что предел прочности при растяжении сополимера этилена с винилацетатом в несколько раз ниже предела прочности полиэтилена. Нельзя было заранее предвидеть, что добавление этого сополимера в усиленную полиэтиленовую композицию будет способствовать улучшению ее механических свойств.

Предмет изобретения

Полимерная композиция, содержаш,ая полиэтилен, стекловолокно, силан и антиоксидант, отличающаяся тем, что, с целью повышения адгезии стекловолокна к полиэтилену и улучшения ме.ханических свойств, в нее дополнительно введен сополимер этилена с винилацетатом, с содержанием 15-29% винилацетата и компоненты взяты в следующих соотношениях, вес. ч.: Полиэтилен 60-90 Стекловолокно 10-40 Силан 0,3-1,0 Антиоксидант 0,1-0,5 Сополимер этилена с винилацетатом 0,5-1,5.