Гранулированный наполнитель для полиолефина и полистирола

Авторы патента:

ЗАЛЬЯНЦ ГЕОРГИЙ АРТАШЕСОВИЧ

МАКАРОВА НАТАЛЬЯ АЛЕКСЕЕВНА

МНАЦАКАНОВ СУРЕН САРКИСОВИЧ

КОВАЛЕНЯ АРКАДИЙ НИКОЛАЕВИЧ

МАРКАЗЕН ЗАЛМАН ХАЙМОВИЧ

ЛИВШИЦ МАРК МИХАЙЛОВИЧ

РУХМАН БОРИС ЕВЕЛЕВИЧ

БАССИН БОРИС АБРАМОВИЧ

СЫРКИН ЛЕВ НИКОЛАЕВИЧ

C08L25/04 - гомополимеры или сополимерыв стирола

C08L23/02 - не модифицированных путем последующей химической обработки

C08K9/08 - компоненты, агломерированные обработкой связующим средством

C08K3/24 - кислоты или их соли

ГРАНУЛИРОВАННЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ ДЛЯ ПОЛИОЛЕФИНА И ПОЛИСТИРОЛА, включающий минеральную основу и органическое связующее, отличающи ис я тем, что, с целью улучшения диспергируемости и физико-механических свойств наполненных полимерных композиций , он содержит в качестве минеральной основы смесь фторида кальция ,фосфата кальция и карбоната кальция, взятых при массовом соотношении

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ HOMHTET СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ...;

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3485890/23-05 (22) 25.08.82 (46) 23.07.85. Бюп. В 27 (72) Г.А.Запьянц, Н. А.Макарова, С.С.Мнацаканов, А.Н.Коваленя, З.Х.Марказен, М.М.Лившиц, Б.Е.Рухман, Б.А.Бассин и Л.Н.Сыркин (53) 678.742.046(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Р 2538276, кл. B 01.J 2/28, опублик. 1977, 2. Авторское свидетельство СССР

9 939495, кл. С 08 Ь 23/06, 1980.

3. Патент ФРГ В 2528563, кл. С 08 К 9/04, опублик. 1976 (прототип).

„„SU„„1168572 А (54) (57) ГРАНУЛИРОВАННЫЙ НАПОЛНИТЕЛЬ

ДЛЯ ПОЛИОЛЕФИНА И ПОЛИСТИРОЛА, включающий минеральную основу и органическое связующее, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью улучшения диспергируемости и физико-механических свойств наполненных полимерньм композиций, он содершит в качестве мине« ральной основы смесь фторида кальция,,фосфата кальция и карбоната кальция, взятых при массовом соотношении (20-40):(10-25):(20-35), а в качестве органического связующего - углеводород, выбранный из группы, включающей парафин, атактический полипропилен и полиэтиленовый воск, при следующем 4 соотношении компонентов, мас.Х:

Минеральная основа 70-99

Органическое свя- С: зующее 1-30 168572

Изобретение относится к материалам р предназначенным для наполнения полимеров, и может быть использовано в производстве пластических масс и изделий иэ них, полимерных строительных материалов и в других отраслях народного хозяйства.

Известен гранулированный порошок, включающий, например, красители или металлические мыла, или наполнители такие как смеси двухосновного стеара) та свинца, двухосновного фосфита свинца, нейтрального стеарата свинца и мела в количестве 90 вес.% и органическое связующее, плавящееся в процессе перемешивания, например воски, эАиры, спирты в количестве 10 вес.% .

Такой материал может быть использован как наполкитель в производСтве пластических масс (11 .

Однако изделия, получаемые с его использованием, обладают низкими физико-механическими свойствами, что ограничивает области их изготовления 5 только номенклатурой неответственно- го назначения.

Известен гранулированный каполнитель» содержащий гидролизный лигнин или продукт его обработки и полимерное связующее вЂ” низкомолекулярный З0 полиолеАин и/или парафин в количествах 40,0-98,0 и 60,0-2,0 мас.%. соответственно, Он обладает удовлетворительной диспергируемостью в полимерных средах и обеспечивает достаточно высокий уровень физико-механических свойств иэделий (2) .

Однако области использования известного наполнителя ограничены, 40 поскольку гидролизный лигнин является продуктом темно-коричневого цвета и может" использоваться для изготовления ряда изделий только технического назначения. 45

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является гранулировак.ный наполнитель» включающий минеральную основу и 10-25 вес.% низкомоле- 50 кулярного полиолефина (органическое связующее). В каполнителе используют различные полидискерсные минеральные вещества: силикаты, карбонаты, алюминаты, тальк или органичес- 55 кие полидисперсные напалнители. Эти гранулы, вводимые в полимер, обес. печивают достаточный уровень физикомеханических свойств изделий, работающих без динамических нагрузок t31 .

Однако полученные гранулы недостаточно равномерно диспергируются в полимерной матрице, адгеэия наполнителя к полимеру ослабевает с увеличением его процентного содержания.

Предел прочности при растяжении и относительное удлинение при раэрыве уменьшаются с 330 до 200 кг/см и с 30 до 15% соответственно при изменении содержания минеральной основыталька 25-52%.

Цель изобретения-улучшение диспергируемости ифиэико вЂ” механических свойств наполнекныхполимерных композиций.

Указанная цель достигается тем, что гранулированный наполнитель для полиолеАика и полистирола, включающий минеральную основу и органическое связующее, содержит в качестве минеральной основы смесь фторида кальция, фосфата кальция и карбоната кальция, взятых при массовом соотношении (20-40):(10-25):(20-35), а в качестве органического связующего углеводород, выбранный из группы, включающей параАин, атактический полипропилен и полиэтиленовый воск, при следующем соотношении компонентов, мас.%:

Чинеральная основа 70-99

Органическое связующее 1-30

Гранулируют наполнитель известными способами, например методом окатывания в штыревом грануляторе, Время смешения компонентов 3-5 мин, В качестве наполнителя, содержащего смесь фторида кальция, фосфата кальция и карбоната кальция, могут быть использованы, например, продукты очистки дымовых газов производства обесфторенных фосфатов.

Пример 1. Используют наполнитель» содержащий, мас.%:

Смесь фторид Са фосАат Са . карбокат Са при массовом соотношении 20:10:20 99,0

Парафин 1,0

Пример 2. Используют наполнитель» copE pæÿùèé» мас ° %;

Смесь фторид Са фосфат Са карбонат Са при массовом соотношении 20:10:35 80,0

Атактический полипропиле н 20, 0

1168572

70,0

85,0 45

70,0

Пример 3. Используют наполни. тель, содержащий, мас.Х:

Смесь фторид Са : фосфат Са : карбонат Са при массовом соотноше- 5 нии 20:25:35 70,0

Полиэтиленовый воск 30,0

Пример 4. Используют напол- . нитель, содержащий, мас.%:

Смесь фторид Са : фос- . фат Са : карбонат Са при массовом соотношении 40:25:35 70,0

Полиэтиленовый воск 30,0

Пример 5. Используют наполнитель, содержащий, мас.Х:

Смесь фторид Са : фосфат Са карбонат Са при массовом соотношении 40:10:20

Полиэтиленовый воск 30,0

Пример 6. Используют наполнитель, содержащий, мас.Х:

Смесь фторид Са : фосфат Са ; карбонат Са при массовом соотношении 40: 10:35 70,0

Полиэтиленовый 30 воск 30i0

Пример 7.. Используют наполнитель, содержащий, мас.Xt

Смесь фторид Са : Аосфат Са : карбонат Са при массовом соотношении 20:25:20 70,0

Полиэтиленовый воск 30,0

Пример 8. Используют напол- 40 нитель, содеркащий, мас.Х:

Смесь фторид. Са: фосфат Са: карбонат Са при массовом соотношении 40:25:20

Полиэтиленовый воск 15,0

Пример 9. Используют напопнитель, содержащий, мас.Х:

Смесь фторид Са : фос- 50 фат Са : карбонат Са при массовом соотношении 30:15:25

Полиэтиленовый воск 30 О 55

Пример 10 (контрольный).

Используют наполнитель, содержащий, мас.Х:

Тальк 80,0

Аморфный полипропилен 20,0

Пример ы 11-18 (контрольные), В данных примерах применяют предлагаемые соли в гранупированном материале индивидульно ипи попарно или же в смеси при разных соотношениях.

В табл. 1 и 4 приведены сравнительные характеристики материалов по предлагаемому и известному и контрольным составам.

Разрушаемость гранул определяют по методике, основанной на определении качества разрушенных гранул (Х) под воздействием нагрузки в течение определенного времени. Диспергируемость материала в полимерных средах оценивают количеством частиц более

40 мкм в пленке поп микроскопом при увеличении 100

Физико-механические показатели наполненных полимеров предлагаемым составом приведены в табл. 2.

Как видно из табл. 1, гранупы предлагаемого состава обладают лучшей диспергируемостью, чем гранулы известного

В предлагаемый гранулированный наполнитель вводят полиолефины в количествах 10-90 мас.X что подтверждается предлагаемыми даннымидля случая .10 и 90Х наполнения (табл. 3) °

Физико-механические свойства полиэтилена низкой плотности, содержащего

50Х гранулированного иаполвителя, приведены в табл. 5.

Из приведенной табл. 5 видно, что при использовании смесей только двух или одной соли физико-механические свойства композиций находятся ниже уровня свойств, достигаемых при использовании предлагаемого наполнителя. То же можно сказать и о фиэикомеханических свойствах составов, где используется смесь трех солей в количествах меньше нижнего значения и больше верхнего.(примеры 17 и 18).

Полиэтилен низкой плотности и полипропилен, наполненные 50Х гранулированным карбонатом кальция, йопученные по известной технологии, имеют показатель текучести расплава 2 ° 8 и

1,3 г/10 мин,. разрушающее напряжение при растякении 102 и 200 кгс/см1, относительное удлинение 24 и 18Х соответственно, что нике свойств

1168572

Содержание комРазрушаемость гранул, 7

Диспергируемость в полимерных средах, усл.ед.

Компоненты

Пример понентов, мас.Ж

99,0

5 0

4,0

1,0

Парафин

80,0

3,0

4,0

20,0

70,0

2,5

3,0

30,0

Полиэтиленовый воск

3,0

70,0

3,0

30,0

Полиэтиленовый воск

3,0

70,0

30,0

Полиэтиленовый воск

3,0

2,5

70,0

30,0

Полиэтиленовый воск тех же составов, наполненных предлагаемым наполнителем. Разрушаемость гранул 14Х, диспергируемость в полимерных средах 15 усл.ед.

Таким образом, физико-механические характеристики материалов (табл. 2), наполненных предлагаемыми составами, Смесь фторид кальция: фосфат кальция: карбонат кальция при массовом соотношении

20:10:20

2 Смесь фторид кальция : фосфат кальция : карбонат кальция при массовом соотношении

20: 10:35

Атактический полипропнлен

3 Смесь фторид кальция : фосфат кальция : карбонат кальция при массовом соотношении

20:25:35

4 Смесь фторид кальция ; фосфат кальция : карбонат кальция при массовом соотношении

40:25:35

5 Смесь фторид кальция: фосфат кальция: карбонат кальция при массовом соотношении

40: 10: 20

6 Смесь фторнд кальция: фосфат кальция: карбонат кальция нри массовом соотношении

40: 10$35 выше свойств наполненных материалов, полученных с использованием извест-. ного состава. Кроме того, диспергиру емость предлагаемого наполнителя лучше и он существенно улучшает перерабатываемость композиции за счет улучшения ее текучести.

Таблица 1

1168572

Продолжение табл. Г

1 I

70,0

3,0

30,0

Полиэтиленовый воск

4,0

2,5

85 0

15,0

Полиэтиленовый воск

70,0

3,0

Полиэтиленовый воск

30,0

Тальк

80,0

Аморфный полипропилен

20,0

Таблица 2

Полипропилен Ударопрочный полистирол

Показатели

А ) В

Показатель текучести расплава (ГОСТ 11645-73), г/10 мин

2,0 6,2 4,2

7,9 3,4 7,6

Разрушающее напряжение при растяжении ГОСТ 11262-68, кгс/см

250 230 200

200 125 330

Относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 11262-68), Х

35 20

30 50

П р и м е ч а н и е. А вЂ” наполненный полимер, содержащий 50Х наполнителя (по предлагаемому составу); В вЂ” наполненный полимер, содержащий 50Х налолнителя (по известному); минеральная основа тальк.!

О (известный) 9

Смесь фторид кальция: фосфат кальция : карбонат кальция при массовом соотношении

20:25:20

Смесь фторид кальция : фосфат кальция : карбонат кальция при массовом соотношении

40:25:20

Смесь фторид кальция : фосфат кальция : карбонат кальция при массовом соотношении

30:15:25

Полиэтилен низкой плотности

А (В

1168572

Наполнение ПЭНП, 7

Показатели