Экструзионная полимерная композиция

(12) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Шаповалов Виктор Михайлович Лапшина Елена Михайловна Кудин Сергей Владимирович Савицкий Василий Николаевич(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт механики металлополимерных систем имени В.А.Белого Национальной академии наук Беларуси(57) Экструзионная полимерная композиция, содержащая порошкообразный поливинилхлорид, диоктилфталат, стеарат цинка, целевую добавку и древесные частицы, отличающаяся тем, что в качестве целевой добавки содержит триэтаноламин и дополнительно мел и шлифовальную пыль, представляющую собой отход деревообрабатывающего производства, при следующем соотношении компонентов, мас.поливинилхлорид 40-60 диоктилфталат 6-3 стеарат цинка 2,5-1,5 триэтаноламин 1,5-0,5 древесные частицы 25-20 мел 15-5 шлифовальная пыль 15-5.(56)1705317 1, 1992.2133255 1, 1999.2048491 1, 1995.2021308 1, 1994.08253646 , 1996. Изобретение относится к области создания композиционных материалов на основе наполненных полимеров и может быть использовано в деревообрабатывающей промышленности, машиностроении, например, для изготовления опор скольжения транспортирующих устройств. Известна экструзионная композиция, содержащая, мас.порошкообразный поливинилхлорид 40-50 цинк стеариновокислый 0,5-2,0 диоктилфталата 2,0-6,0 измельченная 5808 1 древесина 41,75-57,49 полисилоксановая жидкость 0,01-0,25 1. Существенным недостатком композиции является высокое влагопоглощение и низкие физико-механические свойства. Прототипом изобретения является экструзионная композиция, содержащая, мас.поливинилхлорид 40-55 стабилизатор - 0,5, пластификатор 2-5 целевую добавку (полисилоксановую жидкость) 0,1-0,5 комплексный наполнитель 22,5-72,4, древесные частицы 12,5-47,4 -фосфополугидрат сульфата кальция 10-25 2. Композиция хорошо перерабатывается методом червячной экструзии, однако использование в составе комплексного наполнителя -фосфополугидрата сульфата кальция, нежелательно, потому что он выделяет вредные пары кислот и фтористых соединений. Кроме того, композиция имеет недостаточно высокие физико-механические свойства. Задача изобретения - повышение физико-механических свойств и водостойкости композиции. Задача решается тем, что экструзионная полимерная композиция, содержащая порошкообразный поливинилхлорид, диоктилфталат, стеарат цинка, целевую добавку и древесные частицы, в качестве целевой добавки содержит триэтаноламин и дополнительно - мел и шлифовальную пыль, представляющую собой отход деревообрабатывающего производства, при следующем соотношении компонентов, мас.поливинилхлорид 40-60 диоктилфталат 6-3 стеарат цинка 2,5-1,5 триэтаноламин 1,5-0,5 древесные частицы 25-20 мел 15-5 шлифовальная пыль 15-5. В промышленности триэтаноламин применяется при производстве мыла и моющих средств. Сущность изобретения поясняется следующим 1. Введение триэтаноламина приводит к образованию частичной поперечной сшивки химической природы между молекулами ПВХ вызывает ограничение подвижности сегментов макромолекул и таким образом, фиксирует их структуру, что способствует не только повышению влагостойкости, но и стойкости к абразивному износу, а так же приводит к резкому уменьшению времени релаксации поливинилхлорида при выходе композита из формующей головки экструдера. 2. Триэтаноламин, благодаря наличию в его молекуле атома азота с неподеленной электронной парой, является стабилизатором поливинилхлорида, эффективно связывающим элиминированный при термодеструкции хлористый водород. В результате это приводит к улучшению перерабатываемости композита и, как следствие, уменьшению возможности образования различных дефектов в материале, способствующих снижению его физикомеханических свойств 3. Введение полидисперсного наполнителя (древесной муки и крупнодисперсных опилок) в ПВХ матрицу приводит к стабилизации вязкостных характеристик расплава композита, а также его физико-механических свойств. 2 5808 1 При введении древесного наполнителя в расплав ПВХ происходит его равномерное распределение в пустотах полимерной матрицы. Затем каждая частица древесного наполнителя обволакивается пластификатором, образуя области, способные к самостоятельной миграции внутри полимерной матрицы. Это способствует сохранению армирующего эффекта при экструзионной переработке композиций. Одновременно при гомогенизации такого наполнителя с термопластичными связующими снижается вязкость композиции на 15-25 , что существенно сказывается при последующей переработке. Введение мела способствует организации жесткого структурного каркаса экструзионного полимерного композита. Равномерно распределяясь, в процессе переработки, в объеме расплава мел адсорбирует избыточную влагу, содержащуюся в древесном наполнителе. Отжимаясь к поверхности в процессе экструзии мел образует слой, обладающий более высокими прочностными характеристиками, чем внутренние слои. Таким образом, предложенная композиция по предлагаемому изобретению имеет высокую прочность и низкую водостойкость. Изобретение осуществляется следующим образом Для изготовления экструзионной полимерной композиции использовали следующие материалы порошкообразный поливинилхлорид марки ПВХ-ЕП 6602 (ГОСТ 1409-78) пластификатор (диоктилфталат) ГОСТ 8728-77 стабилизатор (стеарат цинка) ТУ 609-3567-74 триэталоноламин древесные частицы (опилки хвойных и лиственных пород с размером 0,2-2,5 мм) мел шлифовальная пыль - отходы Гомельского деревообрабатывающего комбината. Древесные частицы, мел, шлифовальную пыль смешивали с пластификатором (диоктилфталатом), триэтаноламином, поливинилхлоридом, стабилизатором (стеаратом цинка) при комнатной температуре. Полученную смесь перерабатывали в червячном экструдере при температуре 100-160 С. Соотношение компонентов представлено в таблице 1, физико-механические свойства композиций в табл. 2. Как видно из табл. 2, разрушающее напряжение образцов по заявляемому способу на 15-20 выше, чем у прототипа, водопоглощение на 13-27 ниже, чем у прототипа. Свойства образцов в запредельном примере 7 находятся на одном уровне с заявляемыми примерами. Однако при этом имеют повышенный расход компонентов материала, что нецелесообразно. Разрушающее напряжение при статическом изгибе определяли по ГОСТ 4648-71. Водопоглощение в соответствии с ГОСТ 4650-80. Получение полимерной композиции и испытание образцов проводили в лабораторных условиях в ГНУ ИММС НАН Беларуси. Таблица 1 Физико-механические характеристики Показатели Водопоглощение за 24 часа,Разрушающее напряжение при статическом изгибе, МПа 5808 1 Таблица 2 Показатели Порошкообразный поливинилхлорид Пластификатор диоктилфталат Стабилизатор стеарат цинка Полисилоксановая жидкость ПЭС-5 а - фосфополугидрат сульфата кальция Древесные частицы Мел Шлифовальная пыль Триэтаноламин Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.