Термопластичная формовочная композиция
(11, 584798
Союз Советскик
Социалистических
Республик (61) Дополнительный к патенту (22) ЗаявлЕно 190473 (21) 1917889/05 (23) Приоритет — (32) 21. 04,72 (3l) 246444 (33) C(t)A (43) Опубликовано 15,1277. Бюллетень И 46 (45) Дата опубликования описания 100178 (g1) P,q Кл.
С 08 1 59/00
С 08 К 3/34
Гасудврстввнный намитвт
Саввтв Увиннстрав СССР на нвнвит иваарвтвинй н атирытий (53) V jlK 678.644 048.36 (088.8) (72) Автор изобретения
Иностранец
Дэвид Майкл Бранштейн (США) Иностранная фирма Силаниз Корпорейшн (США) (71) Заявитель (54) ТЕРМОПЛАСТИЧНАЯ ФОРМОВОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
Изобретение относится к термопластичным формовочным композициям на основе ацетальных смол, в частности, на основе оксиметиленовых сополимеров, и может быть использовано в промышленности пластмасс.
Известны термопластичные формовочные композиции на основе гомополимеров или сополимеров оксиметилена и различнйх наполнителей типа металлов, их окислов, солей, стекла, минеральных или искусственных волок н, модифицированного стекловолокна111, (2), f3) .
Наиболее близкой к описываемому 15 изобретению по технической сущности и достигаемому результату является композиция(41, состоящая из сополимера оксиметилена с циклическими эфирами, содержащего 85-99,9 вес.Ъ окси- 9i)
MBTHJIeHoBhlx звеньев, и силикатного наполнителя — талька.
Однако эта композиция плохо перерабатывается, что вызывает деформацию изготовленных из нее изделий, а 25 также имеет недостаточно высокую термостабильность.
Цель изобретения — улучшение перерабатываемости композиции и увеличение ее термостабильности. 30
Эта цель достигается применением в качестве силикатного наполнителя в композиции игольчатого метасиликата кальция при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Наполнитель 2-40
Сополимер оксиметилена Остальное
В качестве полимерного компонента композиции предпочтительны сополимеры формальдегида или триоксана с циклическими эфирами типа окиси этилена, .диоксолана, окиси пропилена, окиси
1,3-бутилена или окиси 2,2-ди(хлор" метил)-1.,3-пропилена. Возможно даже применение тройных сополимеров оксиметилена с двумя различными циклическими эфирами, например сополимера триоксана с окисью этилена и винилциклогексеноксидом.
Предлагаемую композицию можно готовить любым известным способом до образования гомогенной смеси. Например игольчатый метасиликат кальция можно вводить в пластичный полимер при разминании последнего, например на нагретых вальцах или при пронускании его через смеситель — экструдер шнекового или другого типа, а также можно смешивать с тонкоиэмель
584798
9,1 17,0
0 (Контрольный) 17,2
16,8
16,2
15 0
8,0
7,3
6,4
5,3
Мундштук
Фронт
Центр
Эадний край
Расплав
Пресс-форма
Давление, кг/см впрыскивания удерживающее обратное
73,8
63,2
0 ченным полимером, а затем смесь экструдировать до образования гомогенной композиции.
Предлагаемая композиция на основе полимера оксиметилена может содержать пластификаторы, наполнители, пигменты, термостабилизаторы, антиокислители или другие стабилизаторы, предотвращающие деградацию,при воздействии ультрафиолетового света.
Пример 1. Полимер оксиметилена (ПОМ) — сополимер триоксана и оксиэтилена, содержащий примерно
2 вес.% звеньев сомономера, образованных из окиси этилена, получают в
Как видно из этих примеров, при добавлении 30 вес.% MCK к смоле ПОМ без наполнителя вязкость композиции увеличивается примерно на 40% по сравнению с вязкостью контрОльного образца, однако при переработке этой композиции в экструдере чувствительность к сдвигу остается примерно на том же уровне.
Ь р и м е р 7-9. Хлопьевидную смолу ПОМ по примеру 1 перерабатывают в 2,5-дюймовом экструдере Продекс при температуре в цилиндре и мундштуке около 215 С. При постоянной скорости шнека 95 об/мин через экструдер проходит примерно 0,8 кг продукта в минуту.
10% МСК смешивают с хлопьеобразной ПОМ и перерабатывают в экструдере Продекс. Скорость прохождения продукта 1,27 кг в минуту.
Пример ы 10-11. Применяют
ПОМ вЂ” сополимер триоксана и окиси этилена, содержащий примерно 2 вес.% звеньев сомономера, образовавшихся из окиси этилена ° Полимер в виде хлопьев проходит через сито 40 меш; индекс текучести около 27.
Сс)полимер оксиметилена. и композицию, содержащую 1 этот сополимер в количестве 10% по весу, перерабатывают на восьмиунцовой литьевой машиНр с одночервячным пластикатором, совершающим возвратно-поступательное движение, и наполняют восьмигнездную пресс-форму для получения дисков диавиде хлопьев или гранул. Около 70% его проходит через сито 40 меш (диаметр отверстий 0,42 мм) . Характеристическая вязкость полимера примерно 1,2 (в 0,1%-ном РаствоРе z-хлорфенола, содержащего 2 вес.% а -пинена).
Пример 2-6. ПОМ по примеру 1 смешивают с игольчатым метасиликатом кальция (МСК), взятым в количествах 5,10, 20 и 30 вес.%. Отношение 1Х индекса текучести к 10Х индексу текучести, т.е. отношение низкого сдвига к высокому сдвигу, указано в табл.1 (Аппарат и метод определения индекса теку. чести даны в ASTM Q — 1238-57Т) °
Таблица метром 92 мм. Температура и давление при переработке в обоих опытах были следующими:
Температура, t
226,7
215,6
210,0
204,4
212,8
26,7-29,4
Продолжительность впрыскивания и охлаждения.при добавлении 0% МСК (контрольный опыт) 4,0 и 8,0 с, а при введении 10% MCK — 3,5 и 7,5 с соответственно. Скорость впрыскивания и количество оборотов в минуту мальные.
Продолжительность цикла контрольного сополимера примерно 12 с, сополимера с 10% МСК вЂ” менее 11 с. Минимальная продолжительность цикла формовочной машины 11 с.
При использовании талька MCK в количестве 10 и 20 вес.% общая продолжительность цикла не уменьшалась, Пример ы 12-19. С помощью восьмигнездной пресс-формы по примерам 10 и ll получают диски диаметром 92 мм из одного сополимера оксиметилена и из композиции, содержащей
10 вес.% игольчатого метасиликата
584798
Т а б л и ц а 2
Общее изменение образца
23
12
10
24
Т а б л и ц а 3
20
20
25
10
Файбекс — торговая марка фирмы Дюпон; кристаллы титана калия. кальция. В табл.2 приведены данные общего изменения или отклонеКак видно из примеров 10 и 11, добавление MCK сокращает цикл и одновременно улучшает стабильность размеров.
Р !
1 р и м е р ы 20-26. Сополимер по примеру 1 смешивают с разными неоргаНиже приведена степень коробления стержней
1 сильное
2 сильное
3 сильное
4 среднее
5 сильное ния от сферичности н тысячных долях дюйма: ническими наполнителями и формуют стержни длиной 210 мм для определения степени коробления, связанного с
80 наполнителями в предлагаемых сополимерах.
Результаты опытов приведены в табл. 3.
6 небольшое
7 небольшое
Как видно из этих примеров, при добавлении талька или Файбекса к наполненному стеклом сополимеру оксиметилена коробление уменьшается незначительно. Волокнистый материал
584798 сом текучести 9,0; композиций, состоящих из этого полимера и разных количеств МСК гомополимера полиэтиленового эфира с охваченным концом и с индексом текучести. около 10 (Дерлин 500-NC10 торговое наименование смолы фирмы Дюпон) и композиции, состоящей из этого гомополимера и 10
МСК изготавливают стержни, физические
10 свойства которых приведены в табл 4.
Т а б л и ц а 4
Сополимер (контрольный) 3, 35 105
576,5
569,5
569,5
18
5 МСК
10 МСК
0,6
0,8
4,25-10
10 ) -аминопропилтриэток" сисилан
4,66 10
569 р 5
576,5
548,4
0,6
20 МСК
30 МСК
0,6
0,6
Гомополимер (контрольный) 4,23-10
5,09 10
684,1
618,7
10 МСК
0,6
Ю аминосилан - агент, улучшающий адгеэию.
Как видно из этих примеров, прочность на разрыв остается постоянной при наполнении сополимеров оксиметилена, содержащих большие количества МСУ., При использовании гомополимера происходит незначительное уменьшение прочности на разрыв; при использовании силанового реагента совместно с МСК увеличивается жесткость, Пример ы 34-38. Сополимер, стабилизированный антиокислителем и формальдегидной противонагарной присадкой, в открытом сосуде помещают. во вращающуюся воздушную печь при температуре 230 С т.е. Кд, 230 С; определяют процент потери веса полимера в одну минуту. Полученные реэуль. таты приведены в табл. 5.
Т а б л и ц а 5
Сополимер (контрольный) 10 МСК
30 МСК
Гомополимер (контрольный)
10 МСК
Файбекс совместно со смолами ПОМ способствует короблению.
Однако МСК при смешении со смолами ПОМ, содержащими большое количество наполнителя, не только не вызыва ет коробления, но фактически полно" стью устраняет его в композициях смол ПОМ, наполненных стеклом, Пример ы 27-33. Из сополимера оксиметилена по примеру 1 с индек0,015
0,011
07011
0,022
0,032
584798
Формула изобретения
Составитель 9. Филимонов
Редактор Н. Потапова Техред Н.Андрейчук Корректор Е. Папп
Заказ 4626/721. Тираж 610 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент., г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Эти примеры показывают улучшение перерабатываемости, стабильности размеров и теплового старения при смешении армированного или неармированного полимера оксиметилена с МСУ.
Несмотря на увеличение первоначальной вязкости смеси сохраняется большая чувствительность к срезу и может быть достигнуто увеличение производительности экструдера более,, чем на 50t.
При добавлении метасиликата кальция значительно уменьшается продолжительность цикла формования и одновременно улучшается пространственная стабильность.
Метасиликат кальция, даже обладающий игольчатой структурой и в больших количествах при смешении с оксиметиленовыми смолами резко уменьшает, а в некоторых случаях полностью устраняет коробление в композициях полиоксиметилена, наполненных стеклом.
Прочность на разрыв сохраняется .при добавлении больших количеств игольчатого метасиликата кальция, а при совместном применении его с силановым агентом, улучшающим адгезию, изменяются физические свойства смолы, в частности возникает жесткость
° В противоположность смесям гомополимера, при добавлении игольчатого метасиликата кальция значительно улучшается тепловое старение (К 230 С) полимера оксиметилена.
Термопластичная формофочная композиция, состоящая иэ сополимера оксиметилена с циклическими эфирами, содержащего 85-99,9 вес.% оксиметиленовых звеньев, и силикатного наполнителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения термостабильности и улучшения перерабатываемости композиции, она содержит в качестве наполнителя игольчатый метасиликат кальция при следующем соотношении компонентов, вес.В:
Наполнитель 2-40
Сополимер оксиметилена Остальное.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Патент Англии 723744, кл. 2/6/P, 1958.
2. Патент Англии 999422, кл. С 3 P
1965.
3. Патент Англии 1067940, кл. С 03 Р, 1967.
4. Патент Англии 1133490, кл.CЗ Р, 1968.
