Композиция на основе полиэтилена Советский патент 1980 года по МПК C08L23/06 C08K5/19 C09D3/733 

1

Изобретение относится к полиэтиленовым композициям, применяемым для нанесения защитных облицовок с антистатическими свойствами на изделия из металлических и неметаллических материалов, в частности на стеклянные трубы, используемые для транспортировки агрессивных жидкостей.

Известны антистатические и электропроводящие полимерные композиции, содержащие как металлические, так и углеродные наполнители. Последиие предпочтительнее, так как при меньщей концентрации позволяют получить более высокую проводимость, а также в меньшей стеиени ухудшают физико-механические свойства и перерабатываемость материала. Для иовышения электропроводимости и улучшения нерерабатываемости в композиции на основе полиэтилена с сажей вводят поверхностно-активные вещества 1.

Однако в известной композиции применяются большие концентрации сажи, что затрудняет переработку композиции методом экструзии и литья под давлением.

Наиболее близким из описанных в литературе по технической сущности и положительному эффекту является композиция на основе полиэтилена, содержащая газовую сажу и меламии 2.

Вследствие высокого содержания сажи (25-30 вес. %) композиция обладает хорошими антистатическими свойствами, однако технология получения этого материала 5 сложна. Кроме того, добавляемый в качестве модификатора меламин имеет температуру плавления (354°С) значнтельно выше температуры переработки, что препятствует полному совмещению компонентов. 10 Цель предлагаемого нзобретення заключается в повышении электропроводности и индекса расплава комнозиции.

Для достижения поставленной цели композиция на основе иолиэтилена содерлчпт 15 газовзю сажу, в качестве азот содержащего вещества содержит е-канролактама и четвертичное аммониевое соединение при следующем соотношении компонентов, вес. %:

Полиэтнлен81,5-96,98

20Газовая сажа2-15

8-Капролактам1-3

Четвертичное аммониевое

соединение0,02-0,5

Последнее, являясь катионактивным 25 ПАВ, например алкамон ГН, способствует лучшему диспергнроваиию сажи в иолимере: е-капролактам, иереходящий в расплавленное состояние в процессе переработки (т. ил. 70°С), служит для той же цели и

облегчает переработку. (Индекс расплава ГОСТ 11645-73) композиции, содержащей 10% сажи, 2% е-капролактама и 0,5% алкамопа ГН, составляет 0,61 г/10 мип, в то время как композиция, содержащая 10% сажи и 5,2% меламина, имеет индекс расплава 0,49 г/10 мпп). Кроме того, вещеетва.

взятые вместе, уменьшают здельиое объемпое электрическое сопротивление р композиции ПЭ и 10 раз, Б то время, как отдельио, они в пределах исследованных коицентраций практически не снижают (алкамои ГН) или незиачительио сии:кают (е-канролактам) (см. таблицу).

Технология приготовления композиции проста. Компонепты перемешивают механически (в шаровой мельнице) с гранулированным или порошкообразным полиэтиленом, материал может перерабатыватьея экструзией, литьем под давлением или иорошковым напылением.

Ниже даны примеры получения композиционных материалов, компонеиты взяты в вес. %.

Пример 1. 96,98% гранулированного полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) марки 10612-020 смешивают с 2% газовой сажи, 1% е-капролактама и 0,02% алкамона ГН. Из полученной композрщии экетрузией при 250°С наносят облицовку на стеклянные трубы, применяемые для изготовления трубопроводов на химических предприятиях. Из композиции аналогичного состава, приготовленной из порошкообразного полиэтилена, виброБихревым и электростатическим напылением получены покрытия иа образцах из стали (ст. 3).

Пример 2. 87,8% гранулированного ПЭНП марки 10612-020 смешивают с 10% газовой сажи, 2% е-капролактама и 0,2% алкамона ГН. Из полученной композиции экструзией при 250°С наносят облицовку толш,иной 2,5-3 мм на стеклянные трубы.

Пример 3. 81,5% порошкообразного 11ЭНП смешивали в зерновой мельнице е 15% газовой сажи, 3% е-капролактама и 0,5% алкамона ГН. Из полученной композиции вибровихревым споеобом формируют покрытия на стальных образцах (ст. 3) размером 50X50X4 мм при .

Пример 4. (Без алкамоиа ГН). 87% порошкообразного ПЭНП смешивают с 10% газовой сажи иЗ% е-капролактама. Из полученного материала вибровихревым способом формируют покрытия на образцах из стали (Ст. 3) при .

Пример 5. (Без е-капролактама). 89,5% порошкообразного ПЭНП смешивают с 10% газовой сажи и 0,5% алкамона ГН. При 250°С с вибровнхревым снособом формируют покрытия на стальных образцах размером 50X50X4 мм.

Пример 6. (Прототип). 69,8% порошкообразного ПЭНП смешивают в зерновой мельнице с 257о сажи и 5,2% меламина. Из полученной композицни методом горячего нрессоваиия при 150°С формируют пленки толщиной 250-20 мкм для измерения электрических и механичееких свойств.

Механические свойства полученных согласно иримерам комиознций (предел прочности при растяжеиии а и относительное удлинение при разрыве е) определяют иа разрывной машине ZD-4, удельное объемное электрическое сонротивленне р-а измеряют с помощью моста Р-4053. Получеиные данные приведены в таблице.

Проанализировав таблич11ые данные, можно сделать вывод - о том, что хорошие антистатические свойства в сочетании с достаточной прочностью и простой технологией приготовления являются преимуществами предлагаемой композиции по сравнению с известной и позволяет ей найтн применение для получения изделий и покрытий с помижеииой статической электризацией.

Формула изобретения

Композиция иа основе полиэтилена, включающая газовую сажу и азотсодержащее вещество, отличающаяся тем, что, с целью повыщеиия электропроводности и индекса расплава, она содержит в качестве азотсодержащего вещества е-капролактам и четвертичное аммониевое соединение при следующем соотнощении компонентов, вес. %:

Полиэтилен81,5-96,98

Газовая сажа2- 15

s-Капролактам1-3

Четвертичное аммониевое

соединение0,02-0,5

Источники информации, принятые во внимаиие при экспертизе

2.Авторское свидетельство СССР 376400, кл. С 08L 23/06, 1971 (прототип).