Состав для получения материала для пластиковых карточек

Изобретение относится К области технологии полимерных КОМПОЗИЦИОННЫХ материалов на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и предназначается для применения на предприятиях, получающих и перерабатывающих полимерные материалы.Полиэтилентерефталат (ПЭТФ) и сополиэфиры на его основе относятся К числу многотоннажных полимеров, предназначенных, главным образом, для переработки в волокна,а также тару для пищевых полуфабрикатов, пищевых продуктов и напитков. Переработка этих материалов методами литья под давлением или экструзии для получения блочных деталей затруднительна, а качество готовой продукции, как правило, неудовлетворительное в связи с повышенной хрупкостью материала. В частности, упомянутый недостаток в полной мере относится к пластиковым карточкам, получаемым из ПЭТФ методом литья под давлением.Известен ряд композиционных материалов на основе ПЭТФ, обладающих улучшенными технологическими и эксплуатационными свойствами по сравнению с базовым полиэфиром.Так, согласно патенту США 4593077, МПК С 08 Ь 67/02, 1986, полиэфирный материал получают смешением 1 мас. ч. ПЭТФ с 4 мас. ч. разветвленного полибутилентерефталата. Последний получают при добавлении в состав реакционной смеси 0,21 мол. разветвляющего агента - пентаэритрита. Вязкость расплава указанного полиэфирного материала дополнительно может быть повышена за счет твердофазной дополиконденсации в токе жидкого азота. Основным недостатком данного материала является его низкая ударная вязкость и необходимость использования дополнительной операции дополиконденсации,что приводит к увеличению его стоимости.Известны материалы на основе ПЭТФ с повышенной ударопрочностью.Согласно заявке Японии 299558, МПК С 08 Ь 67/02, 1990, сложнополиэфирную композицию получают путем введения в сложный полиэфир 0,2-7 блок сополимера,содержащего блоки полиорганосилоксана с молекулярной массой 1-100 и блоки сложного полиэфира формул -(-СаН 2 а-)-ОТ, -(-СаН 2 а-)-О--СН(К 3)СН 2 О--Т-СаН 2 а-)-5 Т,(СаН 2 а)С(О)ОСН(К 3)СН 2 ОеТ ИЛИ -(-СаН 2 а-)-1 Т(К 4)Т 0 Т--С(О)-(-СН 2-)-1 СН(К)О-1-рК 2 где К Н, алкил См 112 Н, алк(ен)-ил Сиз В 2, ацил Сиз КЗ Н или Ме 114 Н,алкил С 14, а 1-6, Ь 1-10, к 1-6, Р 1-400, взятые в соотношении 20 80- 8020. Недостатком данного технического решения является сложный состав используемого блок-сополимера, что требует организации специализированного производства и отрицательно влияет на экономические показатели.В заявке Японии 63-41528, МПК С 08 Ь 63/22, 1988, описан материал, состоящий из ПЭТФ, синтезированного в среде силиконового масла, при использовании в качестве стабилизатора дисперсии продукта прививки на 20-80 полисилоксана с молекулярной массой 500 и концевыми винильными, метакрилокси- или меркаптогруппами в присутствии радикальных инициаторов 80-20 , винильных мономеров (винилацетат, винилхлорид, алкил(мет)акрилать 1, винилароматические мономеры (мет)акрилонитрил). Недостатком данного материала является нетрадиционная и сложная технология его получения и плохая свариваемость потоков расплава при переработке литьем под давлением. В связи с этим материал имеет ограниченную область применения.Полиэфирную композицию с улучшенной атмосферостойкостью заявка Японии 50-152950, МПК С 08 Ь 67/02, С 08 К 5/15, 1984 получают смешением сополиэфира ПЭТФ с молекулярной массой более 5000 с лактоном, например 6-капролактоном, с 0,2-10 эпоксидного соединения с функциональностью 21 и эпоксидным числом 0,9-14 экв/кг и 0,05-5 агента, улучшающего атмосферостойкость, например бензтриазо В 012005 С 12000.12.30лом. Основными недостатками данного технического решения являются недостаточный уровень показателей механических свойств материала, а также усложнение технологии его получения в связи с необходимостью синтеза сополиэфира нетрадиционным методом.Наиболее близким к заявляемому техническим решением является материал на основе полиэтилентерефталата и модифицирующей добавки, причем в качестве последней использован поликарбонат, который описан в статье Резегзкй 5.5., 11 г 1 ош 511 В., Коуа 1 УМ. Ро 1 усагЬопаге/ро 1 уа 11 у 1 епгегер 11 г 11 а 1 аге Ыепбз йшегрпазе шгегасгйоп апб йшрасг зггепгп 1. Арр 11 е 1 Ро 1 ушег 501. - 2002. - У. 84. - Но. 6. - Р. 1277-1285. Концентрация ПЭТФ в материале составляет 10-90 . Материал характеризуется упрощенной технологией его получения,сравнительно низкой стоимостью. Однако ударная вязкость этого материала низка. Лишь в интервале температур между температурами стеклования ПЭТФ ( 80 С) и поликарбоната ( 150 С) он ведет себя как ударопрочнь 1 й композит. Кроме того, в связи с повь 1 шенной вязкостью расплава материал обладает неудовлетворительной формуемостью при переработке литьем под давлением в изделия с тонкими стенками, например пластиковые карточки.Задачей предполагаемого изобретения является улучшение формуемости материала при переработке его под давлением при получении тонкостенных изделий типа пластиковой карточки при одновременном повышении ударной вязкости.Решение поставленной задачи достигается тем, что в состав материала на основе полиэтилентерефталата или его сополимеров и модифицирующей добавки в качестве модифицирующей добавки используется полиметакрилат и дополнительно полярный воск,имеющий в своем составе функциональные группы, реакционноспособные по отношению к концевым функциональным группам полиэтилентерефталата, при следующем соотношении компонентов, мас.полиэтилентерефталат или сополимер на его основе до 100 полиметакрилат 1-50 полярный воск 0,05-1,5.Положительный эффект усиливается при дополнительном введении в состав материала олефинового полимера или сополимера, выбранного из группы полиэтилен, сополимер этилена с пропиленом, сополимер этилена с высшим олефином, в количестве 0,5-7 мас. .Дополнительное усиление положительного эффекта достигается при введении в состав материала функционализированного олефинового полимера или сополимера, имеющего в своем составе функциональные группы, реакционноспособные по отношению к концевым функциональным группам полиэтилентерефталата, в количестве 3-30 мас. от массы олефинового полимера или сополимера, а также стабилизатора термической и термоокислительной деструкции полимерных компонентов в количестве 0,1-1 мас. и окрашивающей добавки в количестве 0,01-6,0 мас. .Для подтверждения эффективности предполагаемого изобретения проводят серию экспериментов. При этом используют следующие материалы полиэтилентерефталат (ПЭТФ),ТУ РБ 6-05-С 199-86, и сополиэфир на основе полиэтилентерефталата (СПЭТ) 7 мас. изофталевой кислоты (плотность 1,36 г/см 3, температура плавления 245 С) производства ОАО Могилевхимволокно полиметакрилат - сополимер метилметакрилата (98 ) с метилакрилатом (2 ) марки диакрил-2 М (ТУ 6-01-707-72), а также сополимер метилметакрилата (96 ) с бутилакрилатом (4 ) марки дакрил-4 Б (ТУ 6-01-742-72) полярный воск эфирный (Ысошах Е), амидный (Ысошах С) и полиэтиленовый (Ысо 111 Ь Н 222) производства фирмы С 1 агйапг (ФРГ) олефиновый полимер или сополимер - полиэтилен низкой плотности марки 15803-020 (ГОСТ 16337-77), сополимер этилена с пропиленом марки СО038 РЬ (концентрация звеньев пропилена 60 , производство фирмы Эникем, Италия),сополимер этилена с октеном марки Епдае 8254 (производство фирмы ВОШ США) функционализированный олефиновь 1 й полимер или сополимер, имеющий в своем составе функциональные группы, реакционноспособные по отношению К концевым функциональным группам ПЭТФ - полиэтилен функционализированный марки ПФ-1 (ТУ РБ 03535279.015-97), содержащий привитые карбоксильнь 1 е группы, сополимер этилена с пропиленом СО 038 РЬ, функционализированный прививкой 1 мас. глицидилметакрилата (плотность 0,93 г/смз, показатель текучести расплава 12 г/ 10 мин при температуре 190 С и нагрузке 21,6 Н) и сополимер этилена с октеном Епае 8254, функционализированный прививкой 1 мас. глицидилметакрилата (плотность 0,92 г/смз, показатель текучести расплава 11 г/10 мин при температуре 200 С и нагрузке 21,6 Н) стабилизатор термической и термоокислительной деструкции полимеров - ирганокс В-561 и ирганокс В-225 производства фирмы СйЬа (Швейцария) окрашивающая добавка - оксид титана марки Стопос 2020 и оптический отбеливатель марки Увитекс производства фирмы СйЬа.В соответствии с прототипом материал для пластиковых карточек (МПК) получают следующим образом. Гранулированные ПЭТФ или сополиэфир на его основе смешивают в двухлопастном смесителе. Затем эту смесь высушивают и экструдируют через одношнековь 1 й пластикатор (диаметр шнека 45 мм 1313 25), снабженный статическим смесителем при температуре 265 С. Далее экструдат в виде прутка (стренги) охлаждают в воде и гранулируют. Полученный гранулят используют для получения экспериментальных образцов литьем под давлением, а также определения значений показателя текучести расплава. Во всех экспериментах используют гранулят, высушенный до остаточной влажности не более 0,03 .Литье образцов осуществляют на термопластавтомате ДГ 3121-16 П. Изготавливают образцы в виде лопаток типа 2 (ГОСТ 11622-80) для испытаний методом растяжения, бруски 80104 мм для определения ударной вязкости по Шарпи в соответствии с ГОСТ 4647-80(используют образцы с острым надрезом). Текучесть материала при переработке литьем под давлением оценивают по длине затекания расплава в оформляющую полость, вь 1 полненную в виде спирали Архимеда с сечением в виде полукруга диаметром 5 мм.Определение показателей механических свойств осуществляют через сутки после изготовления образцов. Показатели свойств приведены в таблице.Примеры 3 -0 характеризуют составы и свойства МПК, полученных в соответствии с п. 1 формулы изобретения. Технология получения материалов такая же, как и в примерах 1-2, за исключением того, что вместо поликарбоната в качестве модифицирующей добавки используют полиметакрилат и полярный воск. Получение и испытания экспериментальных образцов осуществляется так же, как и в примерах 1-2.Примеры 0 -0 0 характеризуют составы и свойства МПК, полученных в соответствии с п. 2 формулы изобретения. Отличие в составах по сравнению с примерами 3-8 заключается в дополнительном введении в них олефинового полимера или сополимера.Примеры 0 2 -0 5 характеризуют составы МПК по п. 3 формулы изобретения и отличаются от примеров 9-11 дополнительным введением функционализированного олефинового полимера или сополимера.Примеры 0 0 -0 0 характеризуют составы МПК по п. 4 формулы изобретения и отличаются от примеров 12-15 дополнительным введением стабилизирующей и окрашивающей добавок.Примеры 2 0 -2 0 характеризуют свойства МПК запредельных составов и отличаются от примеров 16-19 запредельными значениями концентраций компонентов.ИССЛЕДОВЗННЪПЕ СОСТЗВЬП И ПОКЗЗЗТЕЛИ СВОЙСТВ МЗТЕРИЗЛОВ ДЛЯ ПЛЗСТИКОВЪПХ КЗРТОЧЕКПорядковый номер эксперимента Компоненты, их концентрация Запремас . и показатели свойств поли- Предлагаемый состав дельные эфирных композиций составы М 1792 1193 .ТГ 94 1795 Лаб 1197 1198 .ТГ 99 .ТГ 91 О 17911 111212 1 Ч 913 1 Ч 914 111215 17916 111217 17918 111219 1 Ч 920 .ТГ 9211. Полиэтилентерефталат 70 - 98,95 74,7 48,5 - 74,7 74,7 98,45 65,2 33,5 67,95 67,7 66,5 66,5 67,59 67,09 60,7 - 99,118 27,73 2. Сополиэфир ПЭТ - 70 - - - 74,7 - - - - - - - - - - - - - - 3. Поликарбонат 30 30 - - - - - - - - - . - - - - - - - - 4. Полиаметакрилат Дакрил 2 М - - 1 25 50 - 25 25 1 25 50 25 25 25 25 25 25 25 25 0,4 25 Дакрил 4 Б - - - - - 25 - - - - - - - - - - - 25 0,4 25 5. Полярный воск амидный - - 0,05 0,3 1,5 0,3 - - 0,05 0,3 1,5 0,05 0,3 1,5 1,5 0,3 0,3 0,3 0,3 0,03 1,7 эфирный - - - - - - 0,3 - - - - - - - - - - - 0,15 - полиэтиленовый - - - - - - - 0,3 - - - - - - - - - - 0,15 - 6. Олефиновый полимер или сополимер полиэтилен низкой плотности - - - - - - - - 0,5 7 15 6,65 5,5 3,5 5,5 5,5 5,5 5,5 - - сополимер этилена с пропиленом - - - - - - - - - - - 7 - - - - - - - 0,3 17 сополимер этилена с октеном - - - - - - - - - - - 7 - - - - 5,5 - 7. Функционализированный олефиновый полимер или сополимер полиэтилен функционали 3 иро ванный ПФ 1 - 0,35 1,5 3,5 - - этилен-пропиленовый сополимер сополимер этилена с октеном - - - - - - - - - - - - - - 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 0,1 30,0