Способ модификации полиэтилена Советский патент 1980 года по МПК C08J7/12 

1

Изобретение относится к модификации полиэтилена.

Известен способ получения высокомолекулярных соединений (ВМС) с изо- g цианатньми группами реакций ВМС, содержащих двойные или тройные связи, с сульфенгалогендиизоцианатами или с соединениями, отщепляющими их.Модифицирование в этом случае осуществляет- Q ся за счет взаимодействия сульфенгалогёновой группы иэоцианата с непредельными связями 1J.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является ., способ модификации полиизоцианатами окисленного полиэтилена или привитого сополимера полиэтилен-малеиновый ангидрид. В данном случае требуется предварительная обработка полиэтиле- на с целью его окисления.

Модификация полиэтилена, заключается в том, что полиэтилен окисляют азоном или кислородом, а затем обрабатывают в расплаве или растворе в 25 ароматическом растворителе полиизоцианатами, содержащими более двух С-О групп. В результате модификации окисленного полиэтилена изоцианатом содержание геля в сшитом продукте составляет 31%, стойкость к растрескиванию увеличивается с 35 .до 500 ч, адгезия увеличивается примерно в 10 раз 2.

Однако показатель текучести расплава снижается с 1,7 г (Ю мин) до О, т.е, модифицированный продукт теряет способность перерабатываться. Одновременно наблюдается резкое снижение относительного удлинения (от 560% до 80% и разрывной прочности

(с 113,5 кг/см до98,7 кг/см) .

Цель изобретения - упрощение технологии и улучшение физико-механических характеристик получаемого продукта.

Поставленная цель достигается тем, что используют расплав или раствор неокисленного полиэтилена в хлорированном углеводороде и обработку проводят в присутствии третичного амина

(катализатора), взятого в количестве 1-2 вес.% в растворе полиэтилена при 70-110 С в течение 2,5-3 ч, и в расплаве при 125-170с в течение 1030 мин.

В качестве модификатора полиэтилена используют диизоцианаты алифатического, ароматического илижирноароматического рядов и их fliiMepH. Количество используемого иэоцианата зависит от способа проведения модификации. В случае осуществления процесса в растворе количество используемого изоцианата составляет 2-25 вес. при этом содержание азота в модифи. цированном полиэтилене достигает 0,63%, при проведении же модификации полиэтилеиа в расплаве количество изоцианата составляет 0,1-15 вес.% от полиэтилена.

Модификация обеспечивает повьлиение прочности полиэтилена при разрыве на 10-25%, относительного удлинения- на 10-15%. Модифицированный полиэтилен стоек к большинству кислот и оснований, маслам, обладает хорошей окрашиваемостью. Термостойкосг-ь полученного полиэтилена по сравнению с исходным увеличивается с 200-210°С до 2бО-280С. Исследование прочности крепления модифицированного полиэтилена к металлам при нормальном отрыве показывает, что величина ее возрастает в 3-4 раза по сравнению и исходным полиэтиленом. При этом отрыв носит когезионный характер и обуславливается разрывной, прочностью полимера.

Реализацию предлагаемого способа модификации можно осуществить на существующих технологических линиях получения и переработки полиэтилена.

Пример 1.5г полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) растворяют в 40,9 мл очищенного хлорбензола при интенсивном перемешивании и нагревании. После полного растворения добавляют 0,005 г катализатора триэтилендиамина. Затем вводят 0,25 г 2,4-толуилендиизоцианата {2,4-ТДИ). Реакцию проводят в течение; 2,5-3 ч при 105-110 С. Продукт выпеляют и очищают переосаждением, ацетоном из раствора в хлорбензоле с последующей сушкой 0 в вакуу е до постоянного веса.

Результаты испытания некоторых свойств модифицированного полиэтилена приведены в табл. 1.

Таблица 1

Испытания физико-механических свойств материалов проводят согласно ГОСТ 16336-70. Прочность крепления к стали определяют по ГОСТ 209-62.

Как видно из табл. 1, наилучшими физико-механическими свойствами и адгезионной прочности, обладает полиэтилен,, модифицированный 5-10 весо% 2,4-толуилендиизоцианата.

Пример 2, 5г полиэтилена низкой плотности растворяют в 28,9 мл осушенного четьгреххлористого углерода при перемешивании и нагревании. 5 После полного растворения добавляют 0,0025 г катализатора триэтиламина. Затем вводят 0,25 г 1,6-гексаметилендиизоцианата (1,6-ГМДИ). Реакцию пропри 70-75 С.

водят в течение 2,5-3 ч Полученный продукт очищают трехкратным переосаждением и сушат в вакууме при. 50°С,

Некоторые свойства полученного полимера представлены в табл. 2.

Пример 3, Полиэтилен низкой плотности с 5 вес.% диизоцианата жирно-ароматического ряда, в частности 4,4-дифенилметандиизоцианата (МДИ), и с 2 вес.% катализатора триэтилендиамина (в расчете на диизоцианат) смешивают на вальцах при в течение 10 мин до получения гомогенной массы матового цвета. Образцы Пример 4. Модифицирование полиэтилена низкой плотности осуществ-45 ляют аналогично примеру 3 десмодуром ТТ (димером 2,4-толуилендиизоцианата). Одновременно проводят контТ а б

лица

получают прессованием при 170°С и удельном давлении 5 кг/см в течение ,30 мин. Охлаждение производят под давлением со скоростью 20-25° в млн до 50-60° С.

Образцы модифицированного полиэтилена с применением различных количеств МДИ подвергают комплексу испы таний, которые представлены в табл. 3, Таблица 3 рольный опыт предварительно окисляя полиэтилен. Результать испытаний свойств модифицированного полиэтилена приведены в табл. 4.

в

а

S

ч

о

ю н Таким образом, способ модификации неокисленного полиэтилена, позволяет по более простой технологии получать материал, обладающий высокой адгезией, достаточно высокими деформационно-прочностными свойст;эами и способностью к переработке в изделия обычными методами. Формула изобретения Способ модификации полиэтилена пу тем обработки его в растворе или рас плаве полииэоцианатами, о т л и ч а ад и и с я тем, что, с целью упрощения технологии и улучшения физикомеханических характеристик получаемого продукта, используют расплав или раствор неокисленного полиэтилена в хлорированном углеводороде и обработку проводят в присутствии третичного амина, взятого в количестве 1-2 вес.%, в растворе полиэтилена при IQ-llCPC в течение 2,5-3 ч, и в расплаве при 125-170С в течение 1030 мин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент ФРГ 1219681, кл. 39 С 25/01, опублик. 1966. 2.Патент США ( 3350362, кл. 260-775, опублик. 1967 (прототип) .