Термопластичная композиция

 

Использование: для изготовления различных деталей литьем под давлением и экструзией. Сущность: термопластичная композиция включает, мас.ч.: полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат 50 - 90; эпоксидиановая смола 0,6 - 2,5; алифатический полиамид 1 - 10; поливинилбутираль 0,05 - 2,5; неорганический наполнитель 10 - 30. Композиция может содержать 0,1 - 0,25 мас.ч. диангидрида пиромеллитовой кислоты. Предварительно высушенные ПЭТФ или ПБТ и ПА, другие компоненты загружают в экструдер и перерабатывают в изделия из расплава. Получают материалы с повышенными значениями ударной вязкости (10 - 63 кДж/м²) и прочности при изгибе и растяжении. 1 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к промышленности пластмасс и касается полимерных композиций на основе полиалкилентерефталатов (полибутилен- и полиэтилентерефталатов).

Такие композиции могут найти применение для изготовления различных деталей методами литья под давлением и экструзии, применяемых в машиностроении. Например, в автомобилестроении для деталей панели приборов и системы отопления, в приборостроении и т.д. Основные требования, предъявляемые к материалам, из которых эти детали изготавливают высокая ударная прочность, повышенная прочность при изгибе и растяжении.

Известны композиции на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ) с различными наполнителями [1] Использование наполнителей позволяет повысить жесткость и теплостойкость композиций, снизить их усадку. Однако при их введении значительно снижается ударная вязкость композиций. Повышение ударной вязкости наполненных композиций на основе полиалкилентерефталатов достигается введением в композицию эластомеров.

В заявке Японии [2] для повышения ударной вязкости композиции на основе полиалкилентерефталатов предлагается вводить поликарбонат, акриловый эластомер и сополимер этилена с алкилакрилатом; в патенте США [3] предложено вводить привитой модифицированный каучук.

Однако модификация эластомерами приводит к снижению таких прочностных характеристик как прочность и модуль упругости при растяжении. Повышение ударной вязкости наполненных композиций на основе полиалкилентерефталата может быть достигнута введением различных эпоксидных соединений [4] в комбинации с ароматической карбоновой кислотой или ее ангидридом. Основные недостатки этой композиции низкие физико-механические характеристики.

Наиболее близким техническим решением является термопластичная композиция, включающая полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат, эпоксидиановую смолу с эпоксидным числом 14-32, алифатический полиамид и неорганический наполнитель [5] Композиция имеет недостаточно высокие значения ударной вязкости и разрушающих напряжений при изгибе и растяжении. Технической задачей изобретения является повышение ударной вязкости и разрушающего напряжения при изгибе и растяжении. Данная техническая задача решается тем, что термопластичная композиция, включающая полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат, эпоксидиановую смолу с эпоксидным числом 14-32, алифатический полиамид и неорганический наполнитель, дополнительно содержит поливинилбутираль при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч. Полиэтилен- или по- либутилентерефта- лат (ПЭТФ или ПБТФ) 50-90 Эпоксидиановая смола 0,6-2,5 Алифатический полиа- мид 1-10 Поливинилбутираль 0,05-2,5 Неорганический напол- нитель 10-30 Композиция может дополнительно содержать 0,1-0,25 мас.ч. диангидрида пиромеллитовой кислоты.

В качестве алифатического полиамида (ПА) используют полиамиды марок ПА6 продукт гидролитической полимеризации Е-капролактама, ПА12 продукт гидролитической полимеризации додекалактама и ПА610 продукт поликонденсации себациновой кислоты и гексаметилендиамина.

Поливинилбутираль (ПВБ) продукт взаимодействия поливинилового спирта и масляного ангидрида ГОСТ 9439-85.

Основные характеристики поливинилбутираля: Массовая доля воды, не более 1,5-2,0 Массовая доля бутираль- ных групп в пересчете на сухой продукт, 45-48 Массовая доля хлориона, не более 0,002 Условная вязкость при 20^оС, с 8-30 Согласно изобретению используют поливинилбутираль марок: ПП пленочный поливочный для изготовления поливинилбутиральной клеящей пленки методом полива.

ПШ-1 и ПШ-2 пленочные шлицевые для изготовления поливинилбутиральной клеящей пленки методом экструзии.

В качестве неорганического наполнителя используют тальк марки МТ-ГШГ или МГ-КШС, мел тонкодисперсный, каолин марки Ш-1, Ш-2, стекловолокно.

П р и м е р 1. Состав композиции представлен в табл. 1.

Перед экструдированием ПЭТФ сушат в вакуумном сушильном шкафу при 1355^оС в слое толщиной не более 20 мм в течение 4-6 ч при остаточном давлении 1333-2666 Па или в сушильном шкафу при 1355^оС в течение 7-8 ч. Полиамид-6 сушат в вакуумном сушильном шкафу при 805^оС в слое толщиной 20 мм в течение 4-6 ч при остаточном давлении 1333-2666 Па или в сушильном шкафу при 805^оС в течение 7-8 ч. Высушенные гранулы полимеров ПЭТФ, ПА и ПВБ загружают в бункера, откуда они поступают в воронку дифференциальных весовых дозаторов и далее в зону загрузки двухшнекового экструдера ZSK-40. В зону загрузки экструдера подается также эпоксидная смола и диангидрид пиромеллитовой кислоты соответственно с помощью шестеренчатого насоса и весового дозатора. Наполнитель (в данном случае тальк) подается из отдельного бункера с помощью весового дозатора в зону экструдера, где полимер уже находится в расплавленном состоянии. В процессе экструзии проводится вакуум-отсос летучих продуктов из расплава композиции. Далее через фильерную головку расплав композиции выдавливается в виде стренг, которые охлаждаются в ванне с водой и затем направляются в гранулятор.

Параметры технологического режима получения композиционного материала на ПЭТФ: 1. Температура по зонам экструдера ZSK-40 I-II зоны 255-260^оС III-IV зоны 260-265^оС V-VI -"- 265-270^оС VII -"- 270-275^оС 2. Вакуум 0,75-1,00 бар 3. Температура воды в агрегате водяного охлаждения экструдера не выше 70^оС.

4. Давление на шнек не более 150 бар.

Перед переработкой гранулы композиционного материала сушат в вакуумном сушильном шкафу при 1355^оС в слое толщиной не более 20 мм в течение 4-6 ч или в сушильном шкафу при 1355^оС в течение 7-8 ч. Изготовление стандартных образцов проводилось методом литья под давлением на литьевой машине "Arburg 150-221" с объемом впрыска 64 см³.

Параметры режима переработки композиционного материала на основе ПЭТФ. Температура распла- ва 240-270^оС; Давление 85-110 МПа; Время цикла 40 с; Температура формы 1155^оС.

Свойства полученного композиционного материала представлены в табл. 2.

П р и м е р ы 2-4. Технология приготовления и переработки композиций аналогична описанной в примере 1.

П р и м е р ы 5-6. Технология приготовления композиции на основе ПБТ аналогична описанной в примере 1.

Режимы переработки при экструзии.

Температура по зонам экструдера, ^оС: I зона 225; II зона 225; III зона 230; IV зона 235; V зона 240; VI зона 245; VII зона 250.

Температура переработки при литье.

Т цилиндра 240 250^оС, Т формы 80^оС; _выд. под давлением 15 с; _выд. при охлаждении 80-90 МПа.

ПБТ перед экструдированием перед переработкой сушат в вакуумном шкафу при 905^оС в течение 4-6 ч или в сушильном шкафу при 905^оС 7-8 ч.

П р и м е р 7. Осуществляют аналогично примеру 4, но в качестве наполнителя используют стекловолокно.

П р и м е р ы 8-9. Технология приготовления композиции в аналогична описанной в примере 1 при составах композиции, выходящих за заявленные пределы.

Таким образом, введение в композицию на основе полиалкилентерефталата (ПЭТФ, ПБТФ), включающую эпоксидиановую смолу, алифатический полиамид, неорганический наполнитель, поливинилбутираля, позволило повысить ударную вязкость, разрушающее напряжение при изгибе и растяжении изделий на основе композиции.

Формула изобретения

1. ТЕРМОПЛАСТИЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат, эпоксидиановую смолу с эпоксидным числом 14 - 32, алифатический полиамид и неорганический наполнитель, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит поливинилбутираль при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:
Полиэтилентерефталат или полибутилентерефталат - 50 - 90
Эпоксидиановая смола - 0,6 - 2,5
Алифатический полиамид - 1 - 10
поливинилбутираль - 0,05 - 2,5
Неорганический наполнитель - 10 - 30
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит 0,1 - 0,25 мас.ч. диангидрида пиромеллитовой кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.12.2002

Номер и год публикации бюллетеня: 4-2004

Извещение опубликовано: 10.02.2004        

---