Способ получения органо-минерального наполнителя для поливинилхлорида
СПОСОБ ОРГАКОЬШНЕРА .ПЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА путем прививки на мииеральньш наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасыщенной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и повышения прочности наполненного поливинилхлорида, 100 мае.ч. минерального наполнителя смешивают в водной или водно-органической фазе при 15-25 0 с 10-300 мае,ч винилхлорида и 0,5-15,0 мае.ч. ненаQ ;в сыщенной органической кислоты с последующим нагреванием полученной сме (Л си при 45-65°С.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (19> Ы (и!
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬП ИЙ (2i 3357926/23-05 (22) 01.12.81 (46) 15.04.84. Бюл. Ф 14 (72) В.В. Гузеев, В.A. Попов, Ю.A Зверева, А.Н. Гришин, Т.В. Палаева, В.А. Фомин, С.Н. Потепалова, Е,П. Шварев, А.П. Савельев, Б.Н. Груздев, В.А. Кабанов и В.П. Зубов (53) 678.764.22(088.8) (56) 1. Патент США Ф 3971753, кл. С 08 К 9/04, опублик. 1976.
2, Патент США Ф 3926873, кл. С 08 К 9/04, 1975.
3. Патент ЧССР У 159618, кл. С 08 g 51/04, опублик. 1975 (прототип).
3(5ц С 08 F; С 08 F 214/06//
С 08 L 27/06 (5- ) («, ) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОРГАНОГЫНЕРА!ЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасыщенной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, отличающийся тем, что, с целью упрощения технологии процесса и повышения прочности наполненного поливинилхлорида, 100 мас.ч. минерального наполнителя смешивают в водной или водно-органической фазе при l5-25 С с 10-300 мас.ч винилхлорида и 0,5-15,0 мас.ч. ненасыщенной органической кислоты с по- а
9 следующим нагреванием полученной смеси при 45-65 С.
1085987
Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения органоминерального наполнителя для поливинилхлорида, и может быть использовано для 5 производства высоконаполненных полимерных материалов.
Известен способ получения органоминерального наполнителя для поливинилхлорида путем прививки на мине- 10 ральный напалнитель, содержащий функциональные группы, ненасыщенной органической кислоты в присутствии инициатора. радикальной полимериэации при нагревании, в котором на- 15 полнитель пропитывают карбоксилсодержащим пероксидом Г 1 .
Недостаток этого способа заключается в сложности технологии процесса. 20
Известен способ получения органами» . неральнаго наполнителя для поливинилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасьнценной органи- 25 ческой кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, в котором мел обрабатывают в автоклаве или смесителе при
80-150 С акриловой кислотой и сме- ЗО шивают с поливинилхлоридам в присутствии перекиси лауроила при. 120300 С.
Недостатком указанного способа является низкий предел прочности
35 наполненного поливинилхлорида.
Наиболее близким к предлагаемому о технической сущности и достигаеа мым результатам является способ по- 4О лучения органоминерального наполнителя для поливинилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасьпценной органической кислоты в 45 присутствии инициатора радикальной полнмеризации при нагревании, согласно которому мел добавляют в концентрированную акриловую кислоту, нагревают дисперсию до кипения, вводят инициатор (персульфат аммония) и выдерживают до получения привитого сопалимера, который содержит приви, тое покрытие из полиакриловой кислоты, и смешивают с поливинилхлори- 55 дам (3).
Недостатками данного способа являются сложность технологии процесса и низкие прочностные характеристики наполненного поливинилхлорида.
Цель изобретения — упрощение технологии процесса и повышение предела, прочности наполненного поливинилхларида.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения органоминерального наполнителя для поливинилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасьпценной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, 100 мас.ч. минерального наполнителя смешивают в водной или водно-органической фазе при
15-25 С с 10-300 мас.ч. винилхлорида и 0,5-15,0 мас.ч. ненасьпценной органической кислоты с последующим нагреванием полученной смеси при
45-65 С, В качестве минерального наполнителя используют мел, перлит или кальцит, в качестве ненасыщенных органических кислот — метакриловую, малеиновую, итаконовую кислоты, инициаторами радикальной полимеризации могут служить перекись лауроила, перекись бенэоила, динитрил аэоизомасляной кислоты, персулъфата, нерэфира янтарной или глутаравой кислот. Получение органоминеральнога наполнителя проводят в воде или водно-органической среде (ацетон, спирт, гексан), получаемый наполнитель смешивают на вальцах с ненаполненным поливинилхлоридом для получения высоконапалненнога полимера.
Сочетание предварительной активации наполщителя ненасьпценной оргBHH ческой кислотой с последующей привитой полимеризацией винилхлорида дает возможность повышения прочностных характеристик наполненного ПВХ.
Концентрация ненасыщенной ;:рганической кислоты имеет оптимальные значения 0,5-15,0 мас.X эт наполните= ля, уменьшение концентрации кк ты ниже 0,5Х понижает прочностнь.с свойства наполненного ПВХ, - i -,-. v.— чение ее выше 15Х отрицатель:.-; с:=.— эывается на перерабатываемост., композиций.
Проведение сополимеризации г.р. о температуре ниже 45 С значителы:о уменьшает скорост-,» поли. ериза.",,ли, а увеличение температуры выше 65 С
1 существенно повышает давление и ре!
00,0
100 0 поливинилхлорид
Органоминеральный наполнитель
Трехосновной сульфат
1,5 свинца !!!вухосновной тгарат
Прочностные
ПБХ приведены
Пример проводят как в своиства наполненного в таблице.
ы 2-25. Все операции примере 1.
Таким образом, изобретение позволяет получать органоминеральный наголнитель для ПВХ простым и удобным способом и существенно повышать прочностные характеристики наполненного
З5 ПВХ став реакционной среды, мас.ч. на 100 мас.ч.. наполнителя
Иинеральный наполнитель
Пример
Инициатор
Органический растворитель
Вода
0,5 (ДАК) 0
400,0
Мел
О, 5 (ПСФК)
0,5 (АЦК)
О, 5 (ДАК)
О, 5 (ДАК) 3 10859 акционной системе и усложняет прове-. дение процесса.
Образование привитого сополимера, доказывается наличием нерастворимого полимера на поверхности частиц наполнителя после 60 ч экстракции кипящим растворителем (дихлорэтан) в аппарате
Сокслетта. Привитой сополимер идентифицирован методом ИК-спектроскопии и данными элементного анализа. f0
Иодифицированный по данному способу наполнитель содержит 20 мас.ч. полимерной "рубашки", равномерно покрывающей поверхность частиц порошкообразного наполнителя.
Смешением такого наполнителя с серийным суспензионным ПВХ можно получить широкий ассортимент высоконаполненных ПВХ-композиций, содержащих от 30-35 до 100-150 мас.ч. наполнителя на 100 мас.ч. ПВХ, имея одну технологическую линию производства модифицированного наполнителя. Указанные наполненные композиции обладают хорошей текучестью, перерабатываются экструзией с высокой производительностью экструдера и дают материал с высоким значением прочностных характеристик.
Пример 1. В реактор емкостью
20 л с мешалкой загружают 100 мас.ч. химически осажденного мела с удельной поверхностью (S>A) 3 м /г, 400 мас.ч. воды и 0,5 мас.ч. динитрила азоизомасляной кислоты. Дисперсию вакуу.-ъ руют и загружают реактор при
87 4 а
20 С 30 мас.ч. винилхлорида и 2 мас,ч. акриловой кислоты (2% от количества наполнителя). Через 20 мин температуру в реакторе поднимают до 65 С и проводят полимеризацию при этой температуре, в течение 3 ч получают
120 мас.ч. органоминерального наполнителя, содержащего 20 мас.ч. полимерного покрытия. Полученный наполнитель вводят в состав стандартной композиции состава, мас.ч.:
1-. енаполненный сэинца 2,5
Стеарин 0,5
Режим смешивания: 80 С, 30 мин, режим вальцевания . 165 С, 5 мин.
108598 7
Продо.лже ние таблицы
Дример
Состав реакционной среды, мас.ч, на 100 мас.ч. наполнителя
Минеральный наполнитель
Органический растворитель
Инициатор
Вода
1,0
1,0
400,0
Перлит
Мел
О
Кальцит
О
lб
l8 То же
0,5 (ДЛК) 400,0
0,5 (ПСФК) О
20 По прототипу (сравнительный) О, 05 (ПК) 900,0
5,0
По прототипу (сравнительный) 0,5 (ДЛК) 400, О
Сравнительный мел немодифицированный
Перлит немодиЬицированный
Кальцит немоди фицированный
25 ПВХ ненаполненный
17 По известному 31 )
1,сравнительный ) 19 По известному 2 ) (сравнительный) 400,0
400,0
400,0
400,0
400,0
400,0
1;О (Пл)
О, 5 (ПЯК)
0,5 (ДАК)
О, 02 (ПСФК)
0,05 (ПСФК)
0,5 (ПСФК)
0,5 (ПСФК)
0,5 (ПСФК) 30, О (гектан) О, 5 (ПЯК) 1085987
Температура,о смещение сополи» меризации реагентов
1 2,0 (АК)
2 1,0 (АК)
Э 0,5 (АК)
4 15,0 (АК)
5 2,0 (АК) 30,0
790
65
495
770
30,0
65
490
680
30,0
420
750
30,0
495
825
30,0
470
6 5 О (АК) 790
30,0
510
65
780
30,0
475
45
770
4!0
30,0
65
830
470
300,0
20
720
490
30,0
30,0
570
285
20
10,0
65
100,0
65
ЬЗО
420
30,0
65
230
420
30,0
65
750
430
20
30,0
10,0
520
320
17 О
330
18 О, 2 (АК)
19 250 (АК)
20 1,0 (АК) 65
30,0
530
330
140
f40
580
360
23
640
380
30,0
21 О
450
300
22
350
210
При Состав реакционной среды, мас.ч мер на 100 мас.ч. наполнителя
Ненасыщенная Винилхлорид органическая кислота
7 2,0 (АК)
8 2,0 (МАК)
9 2,0 (АК)
10,2, 0,(АК)
11 2,0 (АК)
12 1 0 (AK)
13 1,0 (АК)
14 2,0 (АК)
15 2,0 (МЛК)
16 2, О (ИТК) Продолжение таблицы
Разрушающее напряжение
6 кгс/см2 ри разры- при изгибе, Д
Продолжение таблицы
1085987
350
280
615
525
Составитель В.Чупов
Техред Ме Надь Корректор С.Некмар
Редактор Т.Веселова
Тираж 469 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5
Заказ 2 169!24
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
П р и и е ч а н и е. Д А К вЂ” динитрил азоизомасляной кислоты, ПСФК вЂ” персульфат аммония, АЦК -4-азобис-4-цианвалериановая кислота, ПК-перекись дикумила, ПЯК вЂ” перекись янтарной кислоты, ПЛ вЂ” перекись лауроила, МАК вЂ” метакриловая кислота, АК вЂ” акриловая кислота, МЛК вЂ” малеиновая кислота, ИТК вЂ” итаконовая кислота.
