Композиция на основе полиэтилена Советский патент 1980 года по МПК C08L23/06 C08K9/04 

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ ПОЛИЭТИЛЕНА

. Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилена, применяемым в народном хозяй-стве в качестве конструкционного материала в области машиностроения, автомобилестроения и других областях. Известны Заполненные композиции на основе полиэтилена низкой плотности , содержащие наполнитель (алюмосиликат, рубленое стекловолокно) и силановое соединение формулы RSi(OR)3 или ROSi(OR)3. причем силановое соединение предлагается вводить непосредственно в расплав полиэтилена с наполнителем 1. Модификация поверхности алюмосиликатного наполнителя происходит непосредственно в процессе смешения. Несколько лучшие результаты получены при предварительном нанесении силанового аппрета на поверхность алюмосиликатного наполнителя, который затем вводят в расплав полиэтилена 2 Однако таким способом модификации дости гается незначительное улучшение полимерофильности наполгаттеля, который химически не связывается с полимером. Кроме того, свойства композиций не удовлетворяют требованиям на конструкционный материал. Для улучшения цолимерофильности предложены композиции, в которых содержится полиэтилен низкой плотности, наполнитель и блоксополимер 3. В блоксополимере один из блоков обладает хорошей совместимостью с полиэтиленом, а второй блок - xSpoHfflN™ поверхностноактивными свойствами, за счет чего достигается улучшение связи блоксополимера с наполнителем. Прототипом изобретения является наполненная композиция на основе полиэтилена низкой плотности, содержащая наполнитель, силан и рганическое соединение. Наполнитель модифиирован силановым аппретом, у которого в углеводородном радикале имеется функциональная груши, способная взаимоде1ктвовать с функциональной группой органического соединения, добавляемого к полимеру 14). В качестве силанового аппрета применяется, например, у-аминопропшттриэтоксисилан, а в качестве органического соединения - органические киЪготы. 373 Однако и в данном случае полиэтилен слабо связан с наполнителем, а прочностные свойства кЪмпозицнн остаются низкими. Так, например, для композиции с модифицированным каолином разрушающее напряжение при растяжении равно 95 кгс/см и с каолином связано около 30% полиэтилена, а в случае применения в KaiecTse наполнителя рубленого стекловолокна разрушающее напряжение при растяжении равно 170 кгс/см, а со стекловолокном связано 10% полиэтилена. Для улучшения физико-механических свойств компрзищсй и уве)шчеггил количества привитого полимера На поверхности наполнителя, полимерная композиция на основе полиэтилена низкой плотности, содержащая алюмосиликатный наполшттелб, алшноалкилсилан и органическое соединение с функциональной группой, способной образовьгеать химические связи с аминогруппой аминоалкилсилана в качестве органического соединения содержит соединения, содержащие также перекисную группу с периодом полураспада при температуре получения или переработки компози ции не более тридцати минут при следующем соотношении компонентов, вес.ч.: Полиэтилен низкой ппотности7930 - 56,00 J-АминопропилтриЭтоксисидан035 - 2,00 Алюмосиликатный наполнитель20,00 - 40,00 Органическая перекись с функциональной группой, образующей химические связи с аминогруппой аминоалкилсилана035 - 2,00 Возможное молярное отношение аминоалкилсилана к органической перекиси составляет от 0,9:1 до 1,5:1, предпочтительное молярное отношение 1:1. .: Модификацию наполнителя проводят в УСЛОВИЯХ, предотвращающих преждевременное разложение перекисных групп. В качестве шполштеля можно применить аэросил, стекловолокно, каолин, асбест, тальк и другие алюмосиликаты, содержащие на поверхности гидроксильные группы... В качестве органических соединений, содержащих перекисную труппу, можно применять трет.бутилпероксипропионовую кислоту, монотрет .бутил пероксисукцинат, монотрет.бзтшгПёроксифталат, 1-трет.бутилперокси-23-эпойсициклопентан и др. Пример (контрольный). В 30 см бензола растворяют } см -у-аминопропилтриэтоксйсщтана и 1 г стреариновой кислоты. В полученный раствор при комнатной температуре, вносят 30гвысушенного каолина. После перемешивания в течение 10 мин бензол оггоняют. Каолин сущат при комнатной температуре до постоянного веса под небольщим вакуумом. Наполненную композицию получают смешением модифицированного каолина с 120 г полиэтилена низкой плотности (,9I8 г/см) на микровальцах при температуре 110-115С и . вальцеванием при зазоре валков 0,5 мм в течение 10 мин. Количество связанного полиэтилена с наполнителем в композиции из расчета на наполнитель определяют по разности веса до и после прокаливания в муфельной печи каолина, полученного после растворения полиэтилена , не связанного с наполнителем в п-ксилоле и высушивания. Ниже приведены характеристики наполненной полиэтиленовой композиции. Разруйиющее напряжение при растяжении 95 кгс/см ; относительное удлинение 100%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 36%. Пример 2. Каолин обрабатьшают аналогично примеру 1, но вместо стеариновой кислоты применяют монотрет.бутилпероксйсукцинат. Композиция имеет следующие характеристики: разрушающее нагфяжение при растяжении 125 кгс/см ; относительное удлинеш е 110%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 78%. Пример 3. На каолин наносят 0,5 см у-аминогропилтриэтоксисилана и 0,5 г монотрет.бутштпероксисукцината. Наполненную композицию получают аналогично примеру 1. Ниже приведены характеристики компо:зиции. Разрушающее напряжение при растяжении 115 кгс/см ; относительное удлинение 120%; количество связанного полигэтштена с наполнителем 60%. Пример 4. Обрботка каолина и условия получения, композиции аналогичны примеру 1, но вместо стеариновой кислрты применяют моно-трет.бутилперокси-|3-пропш1еноксисукцинат. Композиция Имеет.Следующие характеристики: разрушайшее М яжение при растяжении 120 кг/см ; относительное удпинениеМО%; количество связанного полизтилена с наполнителем 57%. Пример 5. Обработку кйолина проводят в условиях, аналогичных примеру 1, но вместо стеариновой кислоты применяют 1-трет. бутилперокси-23-эпоксициклопентан. Композиция имеет следующие характеристики: разрушающее напряжение при растяжении 120 кгс/см ; относите1;ьное удлинение 120%; количество связанного полиэтилена с наполнителем 87%. П р и м е р 6 (контрольный). Композицию на основе полиэтилена низкой плотности получают в условиях, аналогичных примеру 1, но в качестве наполнителя применяют 30 г рубленого на отрезки длиной 4 мм стекловолокна.

Модификацию поверхности стекловолокщ проводят бензольным раствором 0,5 см -аминопропилтриэтоксисилана и 0,5 г стеариновой кислоты. Композиция имеет следующие характеристики; разрушающее напряжение при рас- 5 тяжении 170 кгс/см ; количество связанного полиэти;1ена со стекловолокном 10%.

Пример 7. Композицию получают аналогично примеру 6, но для модификации стек- ю ловолокна вместо стеариновой кислоты применяют монотрет .бутш1перокси-/3 - пропиледоксисукцинат. Композиция имеет следующие характеристики: разрушающее напряжение при растяжении 250 кгс/см ; количество связанного лолиэтяле- 15 на со стекловолокном 40%.

Пример 8. Композицию получают аналогично примеру 6, но модификацию 60 г стекловолокна проводят 3 см У -аминопропилтризтоксисилана и 3. г монотрет.бутилпероксисукцината Наполненная композиция получена смешением на микровальцах 60 г модифицированного стекловолокна с 90 г полиэтилена.

Композиция имеет следующие характеристики: разрущающе,е напряжение при растяжений25

305 кгс/см ; количество связанного полиэтилена со стекловолокном 53%;

Таким образом, применение напопнителя, модифицированного jp -аминопропилтриэтоксисиланом и органической перекисью с функциональной 30 группой, реагирующей с аминогруппой силанового аппрета, для наполнения полиэтилена позволяет в 1,2-3,2 ра:за увеличить прочностные свойства композиции, а также срок службы изделий, изготовленных из наполненной композиции. 5

При планируемом производстве наполненных полиолефинов около 6 тыс. теши в год экономический эффект по предварительным расчетам состарит около 312 тыс. {туб/год.

Формула изобретения

Полимерная компози1щя на основе полиэтилена низкой плотности, содаржащая апюмосиликаткый наполнитель, аминоалкилсилан и оргшпсческое соединение с функциональной группой, способной образовьшать химические связи с аминогруппой аминоалкилскпана, о тличающаяся тем, что с целью улучшения физико-механических свойств композиции и увеличения количества оривигото полимера наnoBepxHOCTH наполнителя, в качестве органического соединения она содержит соединение, содержащее также перекжяую группу с периодом полураспада при температуре получения н переработки композиции не более , тридцати минут, прич&м композиция содержит, вес.ч.:

Полиэтипен низкой

7930 - 56,00 плотности

Алюмосилшсзтш 1й наполни20,00 - 40,00 тель

Лминопропилтриэтокси0,3S - 2,00 силан

Органическую перекись с функциональной грушюй, образуймцей химические связи с аминогруппой

035 - 2,00 аминоалкилсилана

Источники информации, принятые во внимание щда экспертизе

4.Авторское свидетельство Японии по заявке N 49-49029, 25 (1) С, опублик. 1974.