Композиция на основе полипропилена Советский патент 1980 года по МПК C08L23/12 C08L23/06 

Изобретение относится к термопласти ческой морозостойкой композиции на основе полипропилена, содержащей окисленный (вторичный) полиэтилен в качестве пластификатора и щелочной сульфатный лигнин, как наполнитель, вводимые для улучшения сопротивления к ударным нагрузкам материала при низких температурах. Композиция может быть использована для переработки в изделия, в том числе в качестве тара-упаковочного материала литьем под давлением, экструзией, прессованием и другими методами. Полипропилен не является морозостойким полимером, что существенно ограничивает область его применения, эксплуатацию изделий из него при низких темпе ратурах. Известны морозостойкие композиции на основе полипропилена, содержащие в качестве пластификатора этиленпропиле- новые каучуки, бутилкаучуки, силоксано- вые каучуки, поликзобутилен, а также низкомолекулярные пластификаторы, в качестве которых выбираются сложные эфиры жирных кислот с высокой температурой плавления и низкой температурой замерзания l. У всех указанных композиций можно отметить, что введение низкомолекулярнык пластификаторов значительно увеличивает морозостойкость системы, низкомолекулярный пластификатор обладает повышенной склонностью к миграции, наблюдаемой в процессе эксплуатации, особенно при повышенных температурах, что ведет к ухудшению физико-механических свойств. Введение большинства пластификаторов снижает теплостойкость, а также твердость при одновременном увеличении способности к деформированию в условиях низких темпера тур. Известны композиции ПП с ПЭВД и ПЭнД. Совмещение полипропилена с высокомолекулярными добавками Ьозволяет существенно изменять свойства магериа-

ла в нужном направлении. Композиции с первичным ПЭ обладают лучшей совмесгимосгью и способностью получения композиций с пониженной температурой хрупкости и более высокой орозостойкостью по сравнению с ПП, повышенными ударной вязкостью и физико-механическими характеристиками, а также луч7711264

шей перерабатываемостью, т. к. индекс расплава смесей в широком интервале соотношений ПП и ПЭ выше, чем у ис- ходных полимеров l}.

Физико-механические свойства композиций ПП и его смесей с ПЭНД представлены в л-абл. 1

Таблица 1

Индекс расплава (при 230С и 21,2Н), г/10 мин

Изучение композиции ПП с 5-2Овес.% ПЭ показало, что введение этого полимера способствует некоторому снижению поверхностной твердости и теплостойкости материала, но в то же время приводит к понижению температуры морозостойкости на 10-20 С. Такое небольшое влияние ПЭ на морозостойкость объясняемся, очевидно, ограниченной совместимостью этих двух полимеров. Таким образом, ПЭ играет при введении его в ПП роль высокомолекулярного пластификатора полипропилена, ПП и ПЭ относятся к термодинамически несовместимым полимерам, но в то же время они совместимы эксплуатационно способны . перерабатываться в изделия. Ограниченная совместимсють является причиной их невысокой морозостойкости.

Известны также композиции первичного ПЭ с окисленным ПЭ з, которые

1,78 2,0 2,05 2,12 2,31

35,0 37,5 36,0 34,5 4О,0

69,0 64,5 62,6 6О,2 57,4

120,2 23,0 25,4 26,4 28,3

103 99939089

О-5-15-1О-5

характеризуются низкими физико-механическими показателями.

Наиболее близкой из числа известных является полимерная композиция, содержащая полипропилен, щелочной сульфатный лигнин и низкомолекулярный пластификатор - диэтилсебаценат 4 . Малое значение ударной вязкости при низких температурах ограничивает область применения изделий из данной композиции, а миграция и выпотевание в процессе эксплуатации низкомолекулярного пластификатора диэтилсебацената приводит к ухудшению свойств данного материала.

Целью предложения является повышение прочностных и эксплуатационных ха.рактеристик в условиях низких тeмпepa УР-..

Поставленная цель достигается тем,

что полимерная композиция на основе полипропилена, включающая щелочной сульS

фагный лиснин, дополнительно содержит окнг пениый полиэтилен с содержанием гель-фракции ЗО-4О% и степенью окисляемости по числу омыления 16-20 мг/ /г. моль при следующем соотношении ком поненгов, вес.%:

Полипропилен75-82

Окисленный полиэтилен16,5-22,5 Щелочной сульфат- ный лигнин 1,5-2,5 В качестве окисленного ПЭ используют пленочные отходы, отслужившие свой срок службы и вышедшие из употребления (вторичный полиэтилен).

Увеличение содержания вторичного Полиэтилена в композиции выше 22,5% приводит к резкому ухудшению физикомеханических характеристик и приводит

Используют щелочной сульфатный лигнин 4, cooтвeтcтвvющий ВТУ - 59

Требования ТУ на щелочной сульфатный лигнин для производства РТИ, шин и пластмасс

Кислотность (в пе- Не более ресчете на Н25О),% 0,3

266

к расслоению системы. Содержание вторичного полиэтилена менее 16,5% оказывается недостаточным.

Технологический процесс производства изделий из предлагаемой композиции на основе полипропилена с использованием вторичного псшиэтилена и щелочного сульфатного лигнина состоит из следующих операций: 1) сухого смешения всех компонентов в смесителе флюидного типа или типа Хеншель; 2) грануляции полученной порошкообразной композиции на -обычном одношнековом экструдере; 3) получении изделий методом литья под давлением, экструзии, прессования и т. д.

Готовят композиции состава, приведенного в табл. 2.

Таблица 2

или ВТУ - 68 в соответствии с данными, приведенными в табл. 3. Таблица 3

1,5

0,2

Не менее

8 О, О80,0

Не более

1,00,5 ВТУ-59 к ВТУ-68 регламентирует содержание в щелочном сульфатном лигнине общих гидроксилов не менее 10%, содержание метоксильных групп не менее 12%. Модифицирующее влияние лигнина при введении его в полипропилен проявляется в увеличении прочности, твердости, термоста бильности материала, также в значительном увеличении морозостойкости при введении пластифицирующего агента без ухудшения

Свойства вторичного полиэтилена

Показатель текучести расплава при 2/1О мин

Предел текучести при растяжении, мн/м

Относительное удлинение, %

Температура хрупкости,С

Насыпная плотность гранулята, г/см,

Насыпная плотность агломерата, г/см

Разрушающее напряжение, мн/м

Содержание гель-фракции,

Степень окисляемости по числу омьшения,

МГ/ГМОЛЬ.

7711268

Продолжение табл.3

Не менее ГОСТ 11645-73 0,3

Не менее ГОСТ 11262-76 8,5

Не менее ГОСТ 11262-76 60,0

ГОСТ 11782-71

ГОСТ 11035-64

ГОСТ 11035-64

1О,0ГОСТ 11262-76

30-40

16-2О физико -механических .свойств за счет стабилизации структуры, заключающейся в ограниченной подвижности линейных цепей базового полимера и его надмолекулярных образований при течении в процессе переработки. Используют вторичный полиэтилен соответствующий ТУ 6-О5-1798-76, в соответствии с данными, приведенными в табл. 4. Таблица 4

97

Композиции готовят следующим обрааом: все компоненты подают в смесителе флюидного типа, который представляет конусный аппарат с закрывающейся крышкой, обеспечивающий высокока- чественное смешение и перемешивают в течение 45 мин.

Полученную смесь подают в приемный бункер экструцера, который обеспечивает уплотнение, пластификацию, плавление,

гомогенизацию и выдавливанием через

Твердость по , МПа55

Теплостойкость по Вика при нагрузке 0,5н

0,45 НеНеНе

Показатель текучести расплава, г/10 мин0,7 1,0

Формула изобретения Композиция на основе полипропилена, включающая щелочной сульфатный лигнин, отличающаяся тем, что, с целью повышения прочностных и эксплуатационных характеристик в условиях низ2610

формующую головку жгутов, которые режутся на гранулы размером 3-5 мм.

Экструзию проводят на эксгруцере Car-Co Pcssc uette с отношением длины к диаметру червяка Ь-ТЭ-8 при температуре 4 73 К.

Образцы для испытания готовят на литьевой машине KuAS C 25/32 при температуре литья 4 73° К.

Свойства приведенных композиций сведены в табл. 5.

Табли.ца 5

467-67

53

55

15065-69

94

96

менее менее менее

11035-64 О,4ЬО,45 О,45

1,1 1,2

ких температур, она дополнительно содержит окисленный полиэтилен с содержанием гель-ч})ракции ЗО-40% и степенью окисляемости по числу опыления 1620 мг/г-моль при следующем соотношении, компонентов, вес.%: 11 Полипропилен 75-82 Окисленный полиэтилен 16,5-22,5 Щелочной сульфатный лигнин 1,5-2,5 Исгочники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Иванюков Д. В., Фридман М. Л., Полипропилен, М., Химия, 1974, с. 107-124. 26 12 2. Пеиская В. А. Исследование эксплуатационных свойств смесей полимеров. Автореф. дисс, на соискание учен, степе- ни кандид. техн. наук. Москва, 1972, с. 22. 3. МелкумоБ А. Н. и др. Исследование вторичного гголиэтилеиа, Пластические массы, 1977, с. 23-24. 4. Туль В. Е., Любешкина Е. Г. Новая морозостойкая модификация полипропилена. попролин, Пластические массы, 1966, N9 1, с. 68-69 (прототип).