Полимерная композиция

 

Изобретение относится к термопластичным полимерным композициям, включающим поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор, дисперсный наполнитель, пигмент и силан, предназначенным для использования в электротехнической, автомобильной промышленности, в авиастроении и т.п. преимущественно в качестве электроизоляционных материалов, для применения в технических целях (упаковка, основа липкой ленты), а также для получения товаров народного потребления. Полимерная композиция, включающая, мас.%: поливинилхлорид 49,5 - 59,5; пластификатор 26,7 - 37,2; пигмент 0,1 - 1,6; стабилизатор 1,2 - 3,4; силансодержащие технологические отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов с содержанием силана от 0,010 до 0,024 мас.% 5,4 - 16,5, обладает высокими эксплуатационными свойствами (теплостойкость, диэлектрические характеристики, прочность при разрыве сварного шва, низкая усадка) при сохранении уровня высоких физико-механических и реологических свойств, позволяет упростить ведение технологического процесса и снизить загрязнение окружающей среды.

Изобретение относится к термопластичным полимерным композициям на основе поливинилхлорида (ПВХ), предназначенным для использования в электротехнической, автомобильной промышленности, в авиастроении и т.п. преимущественно в качестве электроизоляционных материалов, для применения в технических целях (упаковка, основа липкой ленты), а также для получения товаров народного потребления.

Известна поливинилхлоридная композиция, включающая наполнитель в виде тонкого порошка со средним диаметром 1-50 мкм или короткого волокна длиной 20-200 мкм сульфата кальция [1] Недостатком ее являются низкие технологические, реологические и эксплуатационные свойства.

Известна полимерная композиция, включающая полимерную составляющую и наполнитель измельченный полиэфирмалеинатный стеклопластик с размером частиц 5-600 мкм [2] предназначенная для получения быстроотверждающих материалов.

Недостатком ее являются низкие эксплуатационные свойства, невозможность получения сварного шва.

Известна полимербетонная смесь, включающая полимерную составляющую и измельченный стеклопластик [3] Эта полимербетонная смесь характеризуется низким временем затвердевания и предназначена для получения дорожных покрытий. Эта композиция имеет низкую термо- и теплостойкость, низкие диэлектрические характеристики.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является полимерная композиция на основе ПВХ, включающая пластификатор, стабилизатор, пигмент, дисперсный наполнитель [4] Эта полимерная композиция характеризуется сравнительно высокими физико-механическими свойствами. Однако она имеет недостаточно высокие показатели диэлектрических свойств, теплостойкости, высокую усадку, недостаточную прочность сварного шва.

Изобретение заключается в получении полимерной композиции, включающей поливинихлорид, пластификатор, стабилизатор, дисперсный наполнитель, пигмент и силан, причем в качестве дисперсного наполнителя и силана полимерная композиция содержит измельченные силансодержащие технологические отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов с содержанием в них силана от 0,10 до 0,024 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.

Поливинилхлорид 49,5 59,5 Пластификатор 26,7 37,2 Пигмент 0,1 1,6 Стабилизатор 1,2 3,4 Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов с содержанием силана от 0,010 до 0,024 мас. 5,4 16,5 Техническим результатом использования предлагаемой полимерной композиции являются ее высокие эксплуатационные свойства (теплостойкость, диэлектрические характеристики, низкая усадка при сохранении уровня высоких физико-механических и реологических свойств; высокая прочность при разрыве сварного шва, которая примерно в 1,5 раза превышает величину этого показателя по сравнению с прототипом.

Получение предлагаемой полимерной композиции позволяет упростить ведение технологического процесса, исключающего вредную стадию подготовки и введения силана, а также реализовать экологический эффект, заключающийся в снижении загрязненности окружающей среды за счет использования бионеразлагаемых силансодержащих технологических отходов стеклонаполненных отвержденных реактопластов (с содержанием силана от 0,010 до 0,024 мас.) в качестве вторичных материальных ресурсов (ВМР).

Технологические отходы производства стеклонаполненных отвержденных реактопластов в виде облоя, кромок, срезов некондиционной продукции разрезаются с помощью алмазного круга и подаются для грубого измельчения с помощью специального оборудования, основанного на роторно-ножевом измельчении, затем направляются на струйную мельницу для получения дисперсного порошка с размером частиц не более 100 мкм. Указанный порошок является эффективным силикатно-полимерным наполнителем для различных композиционных материалов. Технологические отходы производства стеклонаполненных отвержденных реактопластов представляют собой как самостоятельные отходы производства полиэфирных, эпоксидных, фенольных стеклопластиков, так и их смеси.

Около 70% всех технологических отходов стеклопластиков как композитов о\ содержат в качестве армирующего материала стеклянное волокно алюмоборосиликатного состава, обработанное силанами.

Таким образом, в нашем изобретении силан выступает не в качестве самостоятельного компонента в составе полимерной композиции, а в качестве важной составляющей дисперсного наполнителя.

Пример 1. Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненного отвержденного реактопласта с содержанием силана 0,024 мас. и размером частиц 20-40 мкм, как тонкодисперсный наполнитель, на основе высокомодульного стекловолокна марки ВМПС 10-40-76 на замасливателе N 76 и эпоксидного связующего на базе смолы ЭД или УП (ГОСТ 10587-84) в количестве 0,2 кг (5,4 мас.) поступает в смеситель типа "Хеншель". Затем туда же загружают суспензионный ПВХ марки С-7959М в количестве 1 кг (53,2 мас.), пластификатор в количестве 0,58 кг (37,2 мас.), представляющий смесь диоктилсебацината и диоктилфталата (ГОСТ 8728-77), взятых в соотношении в мас. 7,2 30; и стабилизатор, состоящий из смеси стабилизатора марки СКС-К-17 (ТУ 6-09-4346-78) и смолы эпоксидиановой ЭД-16 (ГОСТ 10587-84) в количестве 0,015 кг (2,0 мас.) и 0,005 кг (0,6 мас.) соответственно.

Пигмент в виде диоксида титана (ГОСТ 98-08-84) подается в смеситель в количестве 0,02 кг (1,6 мас.). Смешение осуществляется при температуре 100^oC в течение 15 мин Затем смесь обрабатывается в интенсивном смесителе 3 мин при 160+2^oC и поступает на вальцевание при температуре вальцевания 130-142^oC с последующим каландрированием при температуре 130-135^oC. Полученная пленка наматывается и маркируется.

Полимерная композиция имеет следующее соотношение компонентов, мас.

Поливинилхлорид 53,2 Пластификатор
дибутилфталат 30,0
диоктилсебацинат 7,2
Пигмент
диоксид титана пигментный 1,6
Стабилизатор
смола эпоксидиановая 0,6
СКС-К-17 2,0
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненного отвержденного реактопласта с содержанием силана 0,024 мас. 5,4
Пример 2. Осуществляли аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.

Поливинилхлорид 59,5
Пластификатор
диоктилфталат 29,8
Пигмент
диоксид титана пигментный 1,4
Стабилизатор
стеарат кальция (ТУ 6-14-722-76) 0,8
смола эпоксидиановая ЭД-20 (ГОСТ 10587-84) 2,6
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненного отвержденного реактопласта с содержанием силана 0,010 мас. 5,9
В качестве наполнителя взяты измельченные технологические отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов на основе кремнеземной ткани КТ-11 и полиэфирного связующего на базе смолы ПН-1 (ТУ 6-05-1082-76). Ткань КТ-11 обработана составом на основе винилтриэтоксисилана (ГВС-9).

Пример 3. Осуществляется аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.

Поливинилхлорид 49,5
Пластификатор
диоктилфталат 30,2
диоктиладипинат 4,4
Пигмент
углерод технический П-324 (ТУ 7885-5) 0,1
Стабилизатор
стеарат кальция 0,8
стеарат кадмия 0,4
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненного отвержденного реактопласта с содержанием силана 0,012 мас. 14,6
В качестве наполнителя взяты измельченные отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов, полученных на основе ровинговой стеклоткани Т-23Р-76 (ТУ 6-11-551-82) на замасливателе N 76 и бакелитового лака ЛВС-20 (ГОСТ 901-78).

Пример 4. Осуществляли аналогично примеру 1 при следующем соотношении компонентов, мас.

Поливинилхлорид 55,0
Пластификатор
дибутилфталат 3,6
диоктилфталат 23,1
Пигмент
голубой фталоцианиновый (ТУ 6-14-516-80) 0,1
Стабилизатор
стеарат кальция 0,6
барий-кадмий стеариновокислый С-17 (ТУ 6-09-4803-81) 1,1
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненного отвержденного реактопласта с содержанием силана 0,024 мас. 16,5
В качестве наполнителя взяты измельченные отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов, полученных на основе стеклоровинга РБР-13-2640-9 на замасливателе N 9 и полиэфирного связующего на базе смолы ПН-1 (ТУ 6-05-1082-76).

Пример 5. Осуществляли аналогично примеру 1 при соотношении компонентов композиции, мас.

Поливинилхлорид 53,8
Пластификатор
диоктилфталат 32,3
Пигмент
диоксид титана пигментный 0,8
Стабилизатор
СКС-К-17 1,4
стеарат кальция 0,8
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов с содержанием силана 0,013 мас. 10,9
В качестве наполнителя взяты измельченные отходы стеклонаполненных реактопластов, полученных на основе стеклоровинга РБН-13-1260-4П (ГОСТ 17139-79) на замасливателе N 4П и полиэфирного связующего на базе смолы ПН-1 (ТУ 6-05-1082-76).

Пример 6. Осуществляли аналогично примеру 1 при соотношении компонентов композиции, мас.

Поливинилхлорид 55,8
Пластификатор
трикрезилфосфат 28,0
хлорпарафин 7,8
Пигмент
диоксид титана пигментный 0,6
Стабилизатор
стеарат кальция 1,0
смола эпоксидиановая 1,2
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненного отвержденного реактопласта с содержанием силана 0,024 мас. 5,6
В качестве наполнителя взяты измельченные отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов, полученных на основе стеклоровинга РБР-13-2640-9 (ГОСТ 17139-79) на замасливателе N 9 и эпоксидного связующего на базе эпоксидиановой смолы ЭД-20 (ГОСТ 10587-84).

Пример 7. Осуществляли аналогично примеру 1 при соотношении компонентов композиции, мас.

Поливинилхлорид 50,1
Пластификатор
дибутилфталат 10,0
трикрезилфосфат 20,0
хлорпарафин 5,0
масло индустриальное 1,5
Пигмент
зеленый фталоцианистый 0,1
Стабилизатор
стеарат кальция 0,5
бензон ОА 0,3
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненного отвержденного реактопласта с содержанием силана 0,013 мас. 12,5
В качестве наполнителя взяты измельченные отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов, полученных на основе стеклоровинговой ткани Т-23Р-76 (ТУ 6-11-551-82) на замасливателе N 76 и полиэфирного связующего на базе смолы ПН-1 (ТУ 6-05-1082-76).

Состав полимерной композиции на основе ПВХ по прототипу был воспроизведен по условиям, аналогичным заявленному составу. Свойства композиции по примеру прототипа приведены в таблице.

Как видно из таблицы, показатель теплостойкости предлагаемой композиции по сравнению с прототипом увеличился на 30% показатель удельного объемного электрического сопротивления увеличился на три порядка, электрическая прочность возросла в 1,5 раза, прочность при разрыве сварного шва увеличилась примерно в 1,5 раза, а усадка снизилась примерно в 3 раза. Одновременно сохранился высокий уровень реологических свойств (индекс расплава) и физико-механических свойств (прочность при разрыве полимерной композиции и относительное удлинение при разрыве). При этом исключается стадия приготовления и введения силана, появляется возможность использования вторичных материалов, снижается, таким образом, загрязненность окружающей среды.

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор, дисперсный наполнитель, пигмент и силан, отличающаяся тем, что в качестве дисперсного наполнителя и силана она содержит силансодержащие технологические отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов с содержанием силана 0,010 0,024 мас. при следующем соотношении компонентов, мас.

Поливинилхлорид 49,5 59,5
Пластификатор 26,7 37,2
Пигмент 0,1 1,6
Стабилизатор 1,2 3,4
Силансодержащие технологические отходы стеклонаполненных отвержденных реактопластов с содержанием силана 0,010 0,024 мас. 5,4 16,5л

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5