Полимерная композиция
Владельцы патента RU 2716152:
Федеральное государственное унитарное предприятие "Комбинат "Электрохимприбор" (ФГУП "Комбинат "Электрохимприбор") (RU)
Изобретение относится к полимерной композиции для изготовления конструкционных изделий, имеющая состав, мас.%: порошковый неорганический наполнитель суммарной плотности от 11,3 до 19,3 г/см3 40,0-85,0; каучук синтетический термостойкий низкомолекулярный по ГОСТ 13835-73 0,5-1,0; сополимер пропилена с этиленом остальное. Технический результат: новый состав композиции позволяет получить конструкционные изделия без дефектов (трещин, расслоений, раковин). 1 табл., 10 пр.
Изобретение относится к производству полимерных композиций на основе порошковых наполнителей и гранулированного полипропилена, которые могут применяться для изготовления конструкционных изделий.
Одним из основных требований, которым должны соответствовать полимерные композиции, предназначенные для изготовления конструкционных изделий, является обеспечение их структуры без внутренних дефектов - трещин, расслоений.
Известна композиция на основе серы (связующего) и минеральных наполнителей (патент РФ №2153714, МПК7 С04В 28/36, публикация 27.07.2000). Недостатком ее является невысокая прочность.
Известен полимер - раствор, содержащий эпоксидную смолу ЭД-16, полиэтиленполиамин (связующее), пластификатор и наполнитель из оптического стекла определенного гранулометрического состава (патент РФ №2142439, МПК7 С04В 26/14, публикация 10.12.1999). Существенным недостатком полимера является его склонность к трещинообразованию.
Известен также материал, содержащий резиновую основу и порошкообразный наполнитель с определенным гранулометрическим составом, обеспечивающий максимальную упаковку частиц в единице объема композиции (патент РФ №2111559, МПК7 G21F 1/10, публикация 20.05.1998). Недостаток материала заключается в его хрупкости и невысокой механической прочности.
В соответствии с теорией Графита, увеличение вероятности возникновения микротрещин обусловлено движением в объеме композиции крупных частиц твердого наполнителя.
Сравнительно высокими механическими свойствами обладают композиции на основе полиолефинов, например, на основе полипропилена («Энциклопедия полимеров» - М.: «Советская энциклопедия», 1974 г., т. 3, стр. 210).
Ближайшим по технической сущности к заявляемому техническому решению является полимерная композиция следующего состава, мас.%:
порошковый вольфрам 49÷73;
порошковое железо 6,0÷11;
полипропилен остальное
по патенту РФ №2325998 10.01.2006, В29С 45/16, C08L 23/12, публикация 10.06.2008. Компоненты указанной композиции смешивают и экструдируют при температуре плавления полипропилена в пресс-форму. Изделие прессуют при температуре 100-140°С и охлаждают до комнатной температуры при удельном давлении прессования 700-1000 кг/см2.
Недостатком композиции, используемой при изготовлении деталей указанным способом, является появление трещин и расслоений в них. Для некоторых конструкционных изделий необходимы полимерные композиции, позволяющие получать их без трещин и других дефектов. Недостатком, композиции-прототипа, используемой при изготовлении деталей указанным способом, является появление трещин и расслоений в них.
Технической проблемой, решение которой обеспечивается при осуществлении заявляемого изобретения, является разработка полимерной композиции для изготовления конструкционных изделий без дефектов.
Техническая проблема решается путем использования в составе композиции каучука синтетического термостойкого низкомолекулярного (СКТН) по ГОСТ 13835-73 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
| порошковый неорганический наполнитель | |
| с равномерно распределяемой суммарной | |
| плотностью от 11,3 г/см3 до 19,3 г/см3 | 40-85 |
| каучук СКТН по отношению к | |
| сополимеру пропилена с этиленом | 0,5-1,0 |
| сополимер пропилена с этиленом | остальное |
Композицию на основе порошкового неорганического наполнителя, сополимера пропилена с этиленом и каучука СКТН готовят известным образом: смешивают и экструдируют при температуре 210÷230°С, затем прессуют при температуре 100-140°С и охлаждают до комнатной температуры при удельном давлении 700-1000 кг/см2.
Ниже приводятся примеры, поясняющие сущность предлагаемого изобретения. Данные сведены в таблицу. Примеры 9-10 контрольные (согласно прототипу).
Анализ примеров в таблице показывает, что введение в состав композиции на основе порошкового неорганического наполнителя с равномерно распределяемой суммарной плотностью от 11,3 до 19,3 г/см3 и сополимера пропилена с этиленом каучука СКТН в количестве 0,5÷1,0 мас.% ликвидирует образование дефектов в структуре материала изделия. Введение каучука СКТН в состав композиции в оптимальном соотношении способствует образованию адсорбционных слоев, играющих роль граничной смазки, облегчающих взаимное перемещение надмолекулярных структур. Увеличивающаяся подвижность структурных образований способствует их взаимной ориентации, что приводит к улучшению структуры композиционного материала.
Введение в состав композиции каучука СКТН более 1,0 мас.% не приводит к дальнейшему росту качества структуры материала и прессуемых из него деталей, поэтому увеличение СКТН в мас.% нецелесообразно.
Наружные и внутренние дефекты контролировались на срезах детали визуально.
Полимерная композиция для изготовления конструкционных изделий, имеющая состав, мас.%:
| порошковый неорганический наполнитель | |
| суммарной плотности от 11,3 до 19,3 г/см3 | 40,0-85,0 |
| каучук синтетический термостойкий | |
| низкомолекулярный по ГОСТ 13835-73 | 0,5-1,0 |
| сополимер пропилена с этиленом | остальное |
