Гетерофазная полиолефиновая композиция

Изобретение относится к промышленности пластмасс и касается разработки гетерофазной полиолефиновой композиции для получения изделий формированием из расплава. Композиция включает кристаллический полипропилен, модифицированный сополимерами олефинов и функциональными добавками. Функциональная добавка представляет собой смесь структурообразователя и полидиэтилсилоксановой жидкости в соотношении 1,0:0,04-8,0. Предлагаемая композиция обеспечивает стабильность свойств изделий при многократной переработке композиции при повышенных температурах. 4 табл.

 

Предлагаемое изобретение относится к промышленности пластмасс и касается разработки гетерофазной полиолефиновой (ПО) композиции для получения изделий формированием из расплава, включающей кристаллический полипропилен (ПП), модифицированный двойными и/или тройными сополимерами полиолефинов и функциональными добавками.

Известны средства и цели структурной модификации полимеров, обеспечивающие получение изделий из расплавов полимеров с заданными свойствами (Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, т.1, с.843, т.2, с.265, т.3, с.556).

Известна гетерофазная полиолефиновая композиция, включающая кристаллический ПП с индексом изотактичности более 90, модифицированный сополимером, содержащим преимущественно этилен и сополимером этилена и пропилена, при содержании компонентов композиции соответственно, мас.%: 36,8-46,0:15,0-20,0:37,2-44,2 (Патент РФ №2085560).

Известны также гетерофазные полиолефиновые композиции, включающие кристаллический ПП, модифицированный двойными и/или тройными сополимерами полиолефинов и согласно приведенным в описании патентов примерам модифицирующими функциональными добавками, в том числе и структурообразователями (Патенты РФ №2097391 и №2174526), и направленные на структурную модификацию полиолефиновых композиций на основе гомополимера ПП (Патенты РФ №2174526 и №2206583) и гетерофазных смесей на основе сополимеров полиолефинов (Патент РФ №2167897), обеспечивающих оптимизацию технологических процессов литья и свойств готовых изделий.

Вышеперечисленные технические решения используют гетерофазные полиолефиновые композиции, отличительной особенностью которых является высокая степень кристалличности ПП фазы (более 80), а степень кристалличности аморфной фазы составляет 20-60 и более и совместно с предлагаемыми модификаторами на основе двойных или тройных сополимеров обеспечивают наличие в изделиях, получаемых из расплавов, необходимого комплекса свойств.

Перечисленные технические решения, обладая рядом преимуществ при получении изделий из расплавов полимеров с необходимым комплексом свойств имеют основной недостаток, обусловленный тем, что указанные композиции не обеспечивают стабильности свойств изделий при их многократной переработке при повышенных температурах, т.к. "равномерное распределение структурообразователей связано со значительными трудностями ввиду их малого содержания" (Энциклопедия полимеров. М.: Советская энциклопедия, т.1, с.843).

Варьирование соотношением степеней кристалличности ПП в аморфной и кристаллической фазах композиций в диапазонах известных технических решений в присутствии функциональных добавок структурной модификации позволяет получать "разовые" изделия из расплавов гетерофазных композиций в широком диапазоне потребительских свойств.

Наиболее близким техническим решением является композиция на основе изотактического (кристаллического) ПП, модифицированного сополимерами пропилена с диеном или тройным сополимером на основе пропилена, диена и этилена при соотношении компонентов композиции соответственно, мас.%: 75,0-85,0:15,0-25,0 и 20,0-80,0:0,5-9,0:19,5-79,5 при количестве модификатора 20,0-65,0% от общей массы полимерной композиции и 5% функциональных добавок (патент РФ №2190636).

Однако данная композиция также не обеспечивает стабильность свойств изделий при многократной переработке при повышенных температурах.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка гетерофазной полиолефиновой композиции для получения изделий формованием из расплава и обеспечивающей стабильность свойств изделий при многократной переработке композиции при повышенных температурах.

Поставленная задача решается тем, что гетерофазная полиолефиновая композиция для получения изделий формованием из расплава, включающая кристаллический полипропилен, модифицированный двойным и/или тройным сополимерами олефинов и функциональными добавками, в качестве последней содержит смесь структурообразователя и полидиэтилсилоксановой жидкости в соотношении 1,0:0,04-8,0 соответственно при следующем содержании компонентов композиции, мас.%:

Кристаллический полипропилен 34,32-90,0
Двойной и/или тройной сополимер олефинов 9,88-64,38
Указанная функциональная добавка 0,12-1,3

По предлагаемому изобретению используют:

A) Структурообразователи с температурой плавления выше 100°С.

Например, 2 хлор-4-этиламино-6-изопропиламино-(1,3,5)-триазин (атразин), 2 хлор-4,6-бис(этиламино)-1,3,5-триазин (симазин), дибензолиденсорбиты, нафтенат кобальта и др.

B) Полидиэтилсилоксановая жидкость (ПЭС-5)

с плотностью 0,99-1,02 г/см2

С) Сополимеры:

- двойной сополимер этилена и α-олефина CH2=CHR, где R - С4-6 неразветвленный или разветвленный алкил. Сополимер может быть высокого и низкого давления, например, высокого давления - линейный сополимер этилена и 1-октена с плотностью 0,89-0,927 г/см3;

- тройной сополимер на основе пропилена (93,2-99%), этилена (0,5-1,9%) и α-олефина С410 (0,5-4,9%) или (14,5-60%) пропилена, (30,0-85,0%) этилена и (0,5-10,0%) диена.

Диен: 1,4 гексадиен, дициклопентадиен, 2-этилдиен 5-норборнен;

- эластомерные сополимеры этилена, пропилена и диена;

- DOW Lex - 2045 - линейный полиэтилен низкой плотности, содержащий сомономер октен-1, плотность 0,92 г/см3;

- Статические сополимеры пропилена и этилена Pzo-fax 861, Hastalen PPU 5736 S2G, Hastalen PPW 1780 S2A;

- Кристаллический полипропилен "Каплей".

Изобретение иллюстрируют примеры.

Пример 1

Смешивают смесь атразина и ПЭС-5 в соотношении 1,0:0,04 с кристаллическим ПП в интенсивном герметическом смесителе флюидного типа с полированной внутренней поверхностью. Приготовленный в смесителе концентрат и основная порция полиолефиновой композиции подается в горячий блок основного смешения двухкамерного смесителя типа Хеншель, где происходит интенсивное смешение в течение 5-7 минут полиолефиновой композиции следующего состава, мас.%:

Кристаллический полипропилен 34,32
Сополимер
пропилена и этилена
(с содержанием этилена 3,0%) 64,38
Указанная функциональная добавка 1,3

Используемые по предлагаемому изобретению полимеры содержат стабилизирующие добавки, вводимые в полимеры на заключительных стадиях выпуска товарной продукции. После горячего смешения композиция подается в смеситель с охлаждением. Охлажденный до 70°С материал с насыпной массой 0,4-0,5 кг/л подается на двушнековый экструдер-гранулятор ZSK фирмы Werner und Pfleiderer с диаметром шнека 28 мм, интенсивность процесса смешения в котором особенно велика, т.к. материал вследствие небольшой глубины нарезки пребывает только в виде тонких пленочных слоев.

Температура по зонам экструдера, °С: 140 (вход), 200, 260, 280 и 260 (фильера). Получали гранулят и отбирали пробы для дальнейших исследований после 1, 3 и 10-кратного гранулирования композиции вышеприведенного состава.

О сохранении свойств после многократного гранулирования судили по данным ПТР, г/10 мин, измеренных при 230°С/2,16 кг. Свойства гранулятов представлены в табл.1, в которой приведены и примеры сравнения.

Таблица 1
Компоненты смесиПримеры
1СравнительноеПрототип

Пат. РФ 2190636
1a1b
мас.%
Кристаллический ПП34,3234,3234,3235,0
Сополимер пропилена и этилена64,3864,3864,3865,0
Функциональная добавка1,3---
Атразин*--0,144-
ПЭС-5**-1,156--
Кратность гранулированияПТР, г/10 мин
13,43,53,831,56
23,45,46,62,9
33,618,0Частичная деструкцияДеструкция
* Эффективное содержание структурообразователей находится в диапазоне 0,1-1,0 мас.% (см., например, пат. РФ №2081132, Энциклопедия полимеров, т.1, с.843).

** Эффективное содержание микродобавок находится в диапазоне 0,02-1,0 мас.% (см., например, Андрианова Г.П., Каргин В.А. ДАН СССР, 183, 587, 1968; ВМС, А13, №7, 1564, 1971.

Пример 2

Аналогично примеру 1 гранулировали гетерофазную композицию состава, мас.%:

Кристаллический полипропилен 90,0
Тройной сополимер
пропилена (50%), этилена (48%) и диена (2%) 9,88
Функциональная добавка на основе
диметилдибензолиденсорбитола и ПЭС-5
в соотношении соответственно 1:5 0,12

Получены следующие данные о изменении показателя текучести расплава:

Кратность пропускаПТР, г/10 мин
12,6
32,6
102,9

Из гранулированных композиций по примеру 2 с вышеуказанными ПТР, г/10 мин формовали листы через щелевую головку экструдера марки "OMV" толщиной 1,5 мм и шириной 585 мм. Температурный режим экструзии представлен в табл.2.

Таблица 2
ЗонаIIIIIIIVVФильераГоловка
Т, °С220230235240240240245

На трехвалковом каландре листы в свободном состоянии подвергались вытяжке со скоростью 3,7 м/мин и после прохождения 3-го охлаждающего вала из листов формуют изделия. Формование осуществляют на термоформовочной машине "OMV F 25 RIO" со скоростью 16 циклов в минуту при средней температуре 11-зонного верхнего нагрева формующего гнеда 439°С и нижнего 10-зонного 380°С. Толщина изделий 0,2 мм. Свойства изделий представлены в табл.3.

Таблица 3
Кратность гранулированияПредел текучести при растяжении, МПа ГОСТ 11262-80Относительное удлинение, %

ГОСТ 11262-80
Коэффициент светопропускания ГОСТ 15875-80
128,6-29,052090
328,6-29,052090
1028,0-28,351590
Прототип
127,550065-70
3Частичная деструкция

Пример 3

По примеру 1 готовили гетерофазную полиолефиновую композицию состава, мас.%:

Кристаллический полипропилен 40,0
Статический сополимер
полипропилена (2,3% этилена) 50,0
Тройной сополимер по примеру 2 9,0
Функциональная добавка

Симазин (2хлор-4,6-бис(этиламино)-1,3,5триазин):

ПЭС-5 в соотношении 1:8 1,0

Получены следующие данные о изменении ПТР, г/10 мин (230°С/2,16)

Кратность экструдированияПТР, г/10 мин
120
320
1021

Прототип - частичная деструкция после трехкратного гранулирования.

Пример 4-5

Готовили гетерофазные композиции, составы которых приведены в таблице 4.

Таблица 4
Компоненты смеси, мас.%Пример 4Пример 5
Кристаллический полипропилен34,090,0
Сополимер олефина на основе пропилена и этилена с содержанием последнего 3%64,09,9
2,00,1
Функциональная добавка примера 2при соотношении структурообразователь: ПЭС-5 1:0,02при соотношении структурообразователь: ПЭС-5 1:9

Экспериментальные данные примеров 4 и 5 показали, что при соотношении компонентов композиции примера 4 не достигается стабильность свойств изделий при многократной переработке, а при переработке композиции примера 5 в предложенной технологической последовательности не удается реализовать положительный эффект предложенного технического решения (максимальная деструкция после трехкратного гранулирования).

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет:

- осуществлять переработку вторичного полимерного сырья из изделий, полученных из предложенной гетерофазной полиолефиновой композиции с различной длительностью и условиями эксплуатации в полноценные изделия с необходимыми потребительскими свойствами;

- снизить стоимость изделий за счет исключения из рецептуры композиции исходного (первичного) полимерного сырья.

Гетерофазная полиолефиновая композиция для получения изделий формованием из расплава, включающая кристаллический полипропилен, модифицированный двойным и/или тройным сополимерами олефинов и функциональными добавками, отличающаяся тем, что в качестве функциональной добавки композиция содержит смесь структурообразователя и полидиэтилсилоксановой жидкости в соотношении 1,0:0,04-8,0 соответственно при следующем содержании компонентов композиции, мас.%:

кристаллический полипропилен34,32-90,0
двойной и/или тройной сополимер олефинов9,88-64,38
указанная функциональная добавка0,12-1,3



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к изготовлению крупногабаритных толстостенных деталей диаметром до 1500 мм толщиной до 500 мм из композиции на основе порошковых вольфрама, железа и полипропилена и предназначено для защиты от радиоактивных излучений при эксплуатации атомных энергетических установок.
Изобретение относится к получению ударопрочных морозостойких композиций полипропилена и может быть использовано в автомобильной, строительной, легкой областях промышленности для производства изделий технического назначения, эксплуатируемых при пониженных температурах.
Изобретение относится к конструкционным материалам на основе наполненных стекловолокном полиолефинов и может быть использовано в автомобилестроении, строительстве железных дорог, в мебельной промышленности.

Изобретение относится к составам полипропиленовых композиций, обладающих бактерицидными свойствами и предназначенных для производства любых изделий методом литья и экструзии, и может быть использовано для получения полипропиленовых волокон для водяных и воздушных фильтров, используемых в различных отраслях промышленности и медицины.
Изобретение относится к способу получения термопластичных резин с повышенной масло-бензостойкостью, которые могут быть использованы для изготовления шлангов, прокладок, втулок и других резинотехнических изделий, работающих в условиях контакта с нефтепродуктами, методами экструзии и литья под давлением.

Изобретение относится к полипропиленовой композиции и к ее применению. .
Изобретение относится к области материаловедения полимерных композитов и может быть использовано для изготовления изделий конструкционного назначения, применяемых в строительстве и машиностроении.
Изобретение относится к области переработки полимерных композиций на основе порошковых вольфрама, железа и полипропилена, которые используются для защиты от радиоактивных излучений при эксплуатации атомных энергетических установок.

Изобретение относится к машиностроению, в частности, к области композиционных материалов на основе полимерных матриц для изготовления изделий различного функционального назначения.

Изобретение относится к полиолефиновой композиции, содержащей кристаллический пропиленовый гомополимер с высокой скоростью течения расплава и олефиновую полимерную композицию, а также к волокну и нетканому материалу, получаемому из него.
Изобретение относится к области машиностроения, а именно к созданию композиционных полимерных материалов и инструментов на их основе, предназначенных для шлифования поверхностей твердых поверхностей металлов и сплавов.
Изобретение относится к изготовлению крупногабаритных толстостенных деталей диаметром до 1500 мм толщиной до 500 мм из композиции на основе порошковых вольфрама, железа и полипропилена и предназначено для защиты от радиоактивных излучений при эксплуатации атомных энергетических установок.
Изобретение относится к изготовлению крупногабаритных толстостенных деталей диаметром до 1500 мм толщиной до 500 мм из композиции на основе порошковых вольфрама, железа и полипропилена и предназначено для защиты от радиоактивных излучений при эксплуатации атомных энергетических установок.

Изобретение относится к способу получения нанокомпозита из олефиновой полимерной матрицы и смектитовой глины. .

Изобретение относится к способу получения нанокомпозита из олефиновой полимерной матрицы и смектитовой глины. .

Изобретение относится к способу регулирования размера дисперсных частиц в термопластичной эластомерной композиции. .
Изобретение относится к резиновой промышленности, в частности к составу невулканизуемой резиновой смеси на основе полиизобутилена, и может быть использовано для изготовления прокладочных материалов с высокой стойкостью к действию кислот, щелочей и окислителей, а также листовых антикоррозионных и гидроизоляционных материалов для химического оборудования и строительных сооружений.

Изобретение относится к термопластичной эластомерной композиции. .
Изобретение относится к получению ударопрочных морозостойких композиций полипропилена и может быть использовано в автомобильной, строительной, легкой областях промышленности для производства изделий технического назначения, эксплуатируемых при пониженных температурах.
Изобретение относится к получению ударопрочных морозостойких композиций полипропилена и может быть использовано в автомобильной, строительной, легкой областях промышленности для производства изделий технического назначения, эксплуатируемых при пониженных температурах.

Изобретение относится к способу получения нанокомпозита из олефиновой полимерной матрицы и смектитовой глины. .
Наверх