Полимерная композиция

 

1. ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИВДМ, включающая смесь двух поливиннлхлоридов , одним из которых является . суспензионный поливинилхлорид, термостабилизатор и смазку, о т л и а ю щ а я с я тем, что, с целью увеличения относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости, в ка. честве другого поливинилхлорида она содержит микросуспензионный поливинилхлорид с размером частиц 0,89 ,0 мкм и удельной поверхностью 2-10 vfl-lT при следующем соотношении компонентов, мае.ч.: Суспензионный поливинилхлорид20-80 Микросуспензионный поливинилхлорид с разг мером частиц 0,8-9,0 мкм и удельной поверхностью 2-10 м2/г 20-80 Тервюстабили (Л 1,0-4,5 затор 0,1-2,0 смазка 2. Полимерная кса тозиция по п; 1, о тли ч а ю щ а я с я тем, что дополнительно содержит 5-20 мае.ч. модификатора ударопрочности, выбранного из группы, включающей сополимер метилметакрилата бутадиена и стиО . рола, хлорированный полиэтилен и со полимер этилена с винилацетатом. 00 Э

ае (и) СОЮЗ СОВЕТСНИХ

Ф

РЕСПУБЛИК

3ЦР С 08 L 27 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1,0-4,5

0,1-2i0

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

Г)0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3478221/23-05

:: (22) 26 ..07. 82 (46) 15.02.84. Бюл. В б (72) В.В. Гузеев, T.Á. Заварова, Т.Г. Монахова, A.Ï. Савельев, К.Н. Смирнова, Д.Й. Бррт,.

Н.A. Карташова, A.È. Кириллов и Л.И. Батуева (53) 678.743.22.046(088.8 ) (56) 1. Заявка Японии Р 55-69643, кл.. С 08 L 27/06, опублик. 1980

2. Авторское свидетельство НРБ

:9 13586 кл. С 08 F 27/08, опублик °

1975.

3. Авторское свидетельство СССР

9 328115, кл. С 08 Ь 27/06, 1982 (прототип).

4. Патент гдР 9 133096, кл. С 08 F 14/06, опублик. 1978. (54) (57) 1. ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯМИ включающая смесь двух поливинилхлоридов, одним нз которых является суспенэионный поливинилхлорид, термо» стабилизатор .и смазку, о т л к »

-ч а ю щ а я с я тем, что, с целью ,увеличения относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости, в ка-, честве другого поливинилхлорида она содержит микросуспензионный цоливинилхлорид с размером частиц 0,89,0 мкм и удельной поверхностью

2-10 м /г при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Суспензионный поливннилхлорид 20-80

Микросуспензионный поливинилхлорид с раз-, .мером частиц

0,8.-9,0 мкм . и удельной поверхностью

2 -10.м /г 20-80

Термостабилизатор

Смазка

2. Полимерная композиция по п; 1, отличающаяся тем, что с дополнительно содержит 5-20 мас.ч. модификатора ударопрочности, выбранного из группы, включающей сополимер метнлметакрилата бутадиена и стирана, хлорированный полиэтилен и сополимер этилена с винилацетатом.

1073260

25

Изобретение относится к соетаву полимерной композиции на основе поливинилхлорида (ПВХ ), которая может быть применена для получения труб, профилей, экструзионно-выдувной хары, винипласта, пленки, литьевых 5 изделий. Перечисленные материалы могут эксплуатироваться в условиях различных скоростных (вплоть до ударных) и температурных режимов. При этом для сохранения целостности изделий из названных материалов необходимо, чтобы они обладали высокими физико-механическими свойствами и прежде всего относительньэе удлинением при разрыве, которое в основном и определяет величину удельной энергии разрушения материалов при сравнительно небольших скоростях нагружения (у=1002000 мм/мин) ° ... 20

При повышении скоростей. иаГРУжения до ударных способность сохранения целостности материала зависит от удельной работы разрушения, характеризуемой ударной вязкостью. материала. Снижение температуры эксплуатации еще более ужесточает условия при ударном нагружении.

Сохранение высоких значений перечисленных эксплуатационных характеристик (относительного удлинения при разрыве при сравнительно невысоких скоростях нагружения и ударной вязкости при комнатной и пони-: жеиной темпеРатуРах) является, таким образом, главным требованием к.материалам.

Для модификации ПВХ в процессе переработки используется широкий ассортимент (со)полимерных.добавок, которые придают ему разлйчные свой- 40 ства.

Известна полимерная композиция на основе ПВХ, содержащая модифицирующую добавку - сополимер этиле- на с винилацетатом,и сополимер бутил-45 акрилата, этилакрилата и метилметакрилата. (11 .

Эта композиция имеет хорошую пере рабатываемость и удлинение, однако ударная вязкость составляет лишь 50

2,4 кгсм/см при 20 С (ГОСТ 4647-80 ,тип - И)

Известна. также полимерная композиция на основе ПВХ, включающая

0,3-25% нитрованного каучука с со- 55 держанием азота 0,56-3,7% в виде

40-50%-ного латекса 21.

Образцы, содержащие 1% указанного .модификатора, имеют ударную вяз

KocTh (по Шарпы) 65-70 кгсм/м . Од- 60 нако относительное удлинение таких образцов не превышает 80-90%, что ухудшает возможность сохранения целостности изделий при сравнительно небольших скоростях испытания.

20-80, Наиболее близкой к изобретению по технической сущности является по» лимерная композиция на основе двух поливинилхлоридовг суспенэионного и латексного, взятых в весовом соотношении 100г(10-20), а также содержащая пластификатор, термостабилизатор, например соли свинца, смазку, пигменты 3 .

Если, из полимерной композиции, содержащей 100 вес.ч. суопензионного

ПВХ С7059М, 10-20 вес.ч. латексного

ПВХ Е66, 2 вес.ч. двухосновной стеарат .свинца (ДОСС), 3 наес.ч. трехосновной сульфат свинца (ТОСС) и

0,2. вес.ч. стеариновой кислоты, изготовить пластины толщиной 1 и 4 мм и определить относительное удлинение при разрыве при У = 100 мм/мин и ударную вязкость с надрезом при

+20 C то измеренные показатели составят 40-55% и 2,7-2.,9 кгсм/см соответственно.

Целью изобрегения.является увеличение относительного удлинения при разрыве и ударной вязкости.

Поставленная цель достигается тем, что. полимерная композиция, включающая смесь двух полимеров винилхлорида, одним из которых является суспензионный поливинилхлорид термостабилизатор и смазку, содержит в качестве другого поливинилхлорида микросуспензионный поливинил: хлорид с размером частиц 0,8-9,0 мкм и удельной поверхностью 2«10 м2/г при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч,:

Суспензионный поливинилхлорид 20-80

Иикросуспензионный поливинил» хлорид с размером частиц

0,8-9,0 мкм и удельной поверхностью

2-10 м /г

Термостабилизатор . 1,0-4, 5

Смазка 0,1-2,0

Кроме того, полимерная композиция дополнительно содержит 5—

20 мас.ч. модификатора ударопрочности выбранного из группы, включающей сополимер метилметакрилата . бутадиена и стирола, хлорированный полиэтилен и сополкмер этилена с винилацетатом.

IIBX с указанной характеристикой является микросуспензионнык, может быть получен одним из иэвестных способов например (4), и применяется для получения пластиэолей.

IIBX с размером частиц 60-200 мкм и удельной поверхностью а2 м /r

1073260. является суспензионным. Эмульсион" ный ПВХ имеет размер частиц 1

60 мкм и удельную поверхность порошка 20-50 M 2/г.

В качестве термостабилизатора композиция содержит стеараты.бария и кадмия, кальция и цинка, ТОСС и

ДОСС, оловоорганические соединения.

Смазка — стеариновая кислота, глицерин, моноолеат глицерина, полиэтиленовый воск и др.

Полимерная композиция может также содержать модификаторы ударопрочности, выбранные из группы, включающей сополимер метилметакрилата, бу:тадиена и стирола, хлорированный полиэтилен (ХПЭ) и сополимер этиленвинилацетат (ЭВА) .

Использование в составе предлагае мой,композиции смеси ПВХ суспензионного и полимера винилхлорида с размером частиц 0,8-9 мкм и удельной поверхностью порошка 2-10 м /г при определенном соотношении компонентов позволяет увеличить относительное удлинение при разрыве и ударную вязкость образцов (таблица, примеры 1-28) .

Пример 1. 80 мас.ч. суспензионного ПВХ С 5860ПЖ, 20 мас.ч.

ПВХ МС 7002 (c размером частиц порошка 0 6 мкм и удельной поверхностью Бу 5 м /г), 3 мас.ч. ТОСС, 1,5 мас.ч. ДОСС и 0,2 мас.ч. стеариновой кислоты перемешивают при

80-90©С в течение 25-30 мин. Композицию перерабатывают на вальцах при

165-170ОC в течение 8-10 мин и иэ вальцовок прессуют пластины толщиной 1 и 4 мм при давлении 270330 кгс/см и температуре 170-175оС.

Из пластин толщиной 1 мм вырезают лопатки для определения относительного удлинения при разрыве по ГОСТ

11262-80. Из образцов толщиной 4 мм фреэеруют, бруски с надрезом для определения ударной вязкости по

ГОСТ 4647-80.

Свойства образцов приведены в таблице.

Пример ы 2-28.. Составы композиций и их свойства приведены в таблице. Композиции готовят и испытывают, как указано в примере 1 °

Композиции на основе микросуспен10 зионного непластифицированного ПВХ имеют относительное удлинение порядка 100%, суспензионного — 10%.

Из приведенных s таблице данных

15 следует, что использование в составе композиций смеси ПВХ суспенэиоиного и полимера винилхлорида с размером частиц порошка 0,8-9,0 мкм и удель.ной -поверхностью 2-10 м /г при опре20 деленном соотношении компонентов увеличивает относительное удлинение при разрыве образцов .(при у

100 мм/мин) до 120-165 izpk этом возрастает и ударная вязкость образцов

25 (примеры 1-28) . Если в составе предлагаемых композиций использовать смесь .двух полимеров винилхлорида в количествах, выходящих за пределы предлагаемого,то снижается относительное удлинение при разрыве и ударная вязкость образцов -(примеры 3033). Замена в составе композиций суспензионного полимера винилклорида на эмульсионной ПВХ также снижает основные показатели образцов (примеры 34-37). Уменьшение содержания термостабилизаторов и смазки при переработке композиции приводит к ускоренной термодеструкции ПВХ, к ухудшению его цвета и свойств

40 материала, при увеличении содержания этих компонентов происходит их выпотевание из материала при переработке, появляется налет на перерабатывающем оборудовании, ухудшается поверхность изделий.

1073260

Предлагаемые

5„= 5м /r

80

Ф

1,7

2,2

120

5 0

3,0

1,5

ДОСС

0,2

70, 30

ТОСС

1,5

125

5 5. 2,5

2,0

ДОСС

0,2

50

3,0 140

6,5

3,5

2,5

1,5

ДОСС

0,2

6 5

14 8

2,0

3,0

ПВХ С-5860ПЖ

1,5

0,2

ПВХ МС 7002

ПВЗ С-5860ПЖ

2,7

2,0 142

2,0

6,0

TOCC

1,0, ДОСС

1 ПВХ МС 7002/Х) = 6 мкм, ПВХ С-5860ПЖ с

TOCC

Стеариновая кислота

ПВХ МС 7002

IIBX С-5860ПЖ

Стеариновая кислота

ПВХ МС 7002

ПВХ С-5860ПЖ

Стеариновая кислота

ПВХ ИС 6602С-D =

9 мкм, 5 р, =

2 М /Г

Стеариновая кислота

3,0

1073260

Пример

Стеаринов ая кислота

0,2

ПВХ С-5860ПЖ

Стеарат бария

0,2

1 0 145

2,7

6,5

1,9

Стеариновая кислота

0,2

50

ПВХ С-5860ПЖ

2,1

3,0

6 5

Стеариновая кислота

0,2

ПВХ С-5860ПЖ

1,7

2,9

0,2 140

6,0

1,8

0,1

Глицерин

50

ПВХ С-.5860ПЖ

1,8

2,8

6,5

Стеариновая кислота

0,2

10

1,7

2,2

6,5

0,5 143

0,5

Состав композиции, мас.ч.

6 ПВХ MC 7002

Стеарат кадмия

7 ПВХ МС 7002

Стеарат бария

Стеарат кадмия

8 ПВХ МС 7002

Стеарат бария

Стеарат кадмия

9 ПВХ МС 7002

Стеарат бария

Стеарат кадмия

IIBX MC КФ 62/D

9 мкм, б д

3 м /г

ПВХ С-5860ПЖ

Стеарат кальция

Стеарат цинка

Моноолеат глицерина

Относительное удлинение при раз рыве, Ф

У=100 мм/мин

0,5

1., 3 150

1,0

1,8 140

Продолжение таблицы

Ударная вязкость с надрезом, кгсм/см, при, С

+20 -20 -30

1073260

Пример

-30

-20

+20

50

1,0

6,5

145

0,5

2,7

1,6

Стеариновая кислота

0,5

148

2,8

6,0

1 8

Ь „= 10 м /г

1,5

1,8

HBX С-5860ПЖ

140

6,0 2,7

2,0

0,1

ПВХ ИС 7002

f1BX .С-5860ЕК

TOCC

2,8

150

ДОСС 6,5

2,1

Стеариновая кислота

0,2

20

142

TOCC

З,о

6,0

2,5

2,0

1,5

Стеариновая кислота

Состав коьпозиции, мас.ч.

11 ПВХ МС КФ 62

ПВХ С-5860ПЖ

: Стеарат кальция

Стеарат цинка

12 ПВХ МС КФ 70

9 4 мкм

ПВХ С-5860ПЖ

BBX С-5860ПЖ

Тиогликолятдибутилололова

Полиэтиленовый воск

13 .. tIBX MC 7002

Тиогликоаятдибутилолова

Полиэтиленовый воск

OBX ИС 7002

ПЭХ С-5860ЕК

Относительное удлинение лри разрыве, %

У 100 мм/миЦ

Продолиение таблицы

Ударная вязкость с надрЕзом, кгсм/см, прн, С

1073260

При-. мер

-20 «30

+20

80

3,0

TOCC

3,5 2,1

140

1,5

ДОСС

Стеариновая кислота

70

0,5 . 155

1,3

Стеариновая кислота

0,2

МБС

ПВХ МС 7002

15

145

3,0 нр

TOCC

ДОСС

1 5

0,2

Стеариновая кислота

30

165

70

3,.0

TOCC

ДОСС

1. 5. Стеариновая киспота

0,2

МБС

50

3,0 . 150

7 7 2 5

TOCC

1,5

ТОСС

Состав композиции, мас.ч.

16 ПВХ МС 7002

ПВХ С- 5860ПЖ

17 ПВХ МС 7002

ПВХ С-5 860ПЖ

Стеарат бария

Стеарат кадмия

ПВХ С-5860ПЖ

ПВХ МС 7002

ПВХ С-5860ПЖ

20 ПВХ МС 7002

ПВХ С-5860ПЖ

Относительное удлинение при разрыве, Ъ

У=100 мм/мин

Продолвение таблицы

Ударная вязкость с надрезом, кгсм/смк, при, С

1073260

Пример

+20

Ф Ь Ю

ЮЮ )фЮ

Стеариновая кислота.0,2

50

19,5

162

9,1

3,0 нр

1с5

Стеариновая кислота

0,2

70

2 2

16

160 нр

3,0

TOCC

1,5

ДОСС

Стеариновая кислота

0,2

МБС

20

3,0

ДОСС

1,5 150

6,5 нр

Стеариновая кислота ю

0i2

МБС

TOCC

140

3,0

4,7

12,5

1,5

Стеариновая кислота

0,2

Состав комнозиции, мас л.

21 ПВХ МС 6602 С

ПВХ С-5860ПЖ

TOCC

ПВХ МС 7002

ПВХ С-5860ПЖ ПВХ МС 7002

ПВХ С-5 860 ПЖ

TOCC

ПВХ МС 7002

ПВХ С-5860ПЖ

Хпэ (40% Сez) 1

Относительное удлинение нрн разрапе, В

У 100 мм/мнн

Продолжение таблицы

Ударная вязкость с надрезом, кгсм/см,прн,сС

1073260

«««

Пример

«««««

-.30

«20

+20

1«««

50

146

6,5

1,8

Стеариновая кислота

0,2

5 0

50

1,8 160

12 нр

Стеариновая кислота.

0,2

50

50

3,0

TOCC

1,5

ДОСС

Стеариновая кислота

1,9

3,8

0 2 . 145

5,0

28

160

50 нр

3,0

TOCC

1,5.

ДОСС

Известные (прототип1

Состав композиции, мас.ч.

ПВХ МС 7002

ПВХ С-.5860ПЖ

Стеарат бария

Стеарат кадмия

ХПЭ (40% Cg)

ПВХ МС 7002

ПВХ С-5 860 ПЖ

Стеарат бария

Стеарат кадмия

ХПЭ (40% СО )

ПВХ ИС 7002

ПВХ С-586 0ПЖ

Сополимер ЭВА. (45% BA)

ПВХ ИС 7002

ПВХ С-5860ПЖ

Стеариновая ,кислота

Сополимер Э-BA (45 ВА) Относительное удлинение при раэрыве, Ф.

У* 100 мм/мин

16

Продолжение таблицы

Ударная вяэкоср с HL%реэом, месм/см,при, С

1073260

17

ПриNeP

+га

-20 -30

° ФЮ ° ВЮЮЮ

° Ъ ч»«04 енЬ

100

10-20 40-45

TOCC

ДОСС

Стеариновая кислота

0,2

30

3,0

1,7

ДОСС

1 ° 5

Стеариновая кислота

0,2

ПВХ МС 7002

lIBX С-7059М

31

10:

2,1

1,5

3,0

TOCC

1,5

ДОСС

Стеариновая кислота

0,2

32

TOCC

3,0

2,3

4,5

1,5

ДОСС

Стеариновая кислота

0,2

90

10

TOCC

2,1

3,9

1,5

0,2

Состав комиов иди», мас л.

ПВХ С 7059. M

ПВХ Ебб

ПВХ МС 7002

ПВХ С-7059М

ТОСС

ПВХ МС 7002

ПВХ С-5860ПЖ

ХПЭ (40% С()

ПВХ ИС 6602

l! BX -5860llE

ДОСС

Стеариновая кислота а мюевюю ю ю в

Ф

Отиосительиое удлинение ири раэрмэв, Ф

У 100 мм/мии

Продолжение талицы

Ударная вязкость с надрезом, кгсм/cM,ïðì; C

2,7-2у9 1у9-2,0 1,6-1,8

1073260

19! Продолжение таблици

Ударная вязкость с надрезом, кгсм/см,при, С

Относительное удлинение при разрыве, 8 У=100 мм/мин

Состав композиции, мас.ч.

Пример

-30

+20

"20

34 ПВХ МС 7002

80

ПВХ Е66

TOCC

2,7

45

1,5

ДОСС

Стеариновая кислота

0,2

МБС

35 ПВХ МС 7002

70

ПВХ Е66

TOCC

2,6

1,5

ДОСС

Стеариновая кислота

0,2

МБС

36 ПВХ МС 7002

50

ПВХ Е66

Стеарат бария

1,8

Стеарат кадмия

4.

2,1

Стеариновая кислота

0,2 (408 C8,)

НВХ МС 7002

50

ПВХ Е66

TOCC

ДОСС

1,5

Стеариновая кислота

2 °

3,8

Сополимер Э-BA (458 BA) 20

MBC — сополимер, содержащий 18-20 мас.ч. NMA, 48-50 мас.8 бутадиена и 32-34 мас.8 стирола.

+» Не разрушается.".

ВНИИПИ Заказ 267/22 Тирах 469 - Подписное

Ю

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул. Проектная, 4,