Композиция для соэкструзии с поливинилиденфторидом и композитный материал на ее основе
Использование: композиция для соэкструзии с поливинилиденфторидом и композитный материал на ее основе. Сущность изобретения: композиция, включающая полиалкилметакрилат и смесь 35-50 мас. ч. поливинилиденфторида и 65-50 мас. ч. (мет)акрилового эластомера с модулем эластичности при изгибе 800 МПа при комнатной температуре и удлинением в текучем состоянии выше 20%, выбранного из группы, включающей привитые (мет)акриловые эластомеры с температурой стеклования ниже -10oC и привитые эластомеры на основе сопряженного диена и (мет)акрилата при следующем соотношении, мас. ч.: 27-50 полиалкилметакрилата; 73-50 смеси поливинилиденфторида и (мет)акрилового эластомера. 2 с. и 7 з. п. ф-лы, 4 табл.
Изобретение относится к композиции для соэкструзии с поливинилиденфторидом на основе поливинилиденфторида (ПВДФ), полиалкилметакрилата и акрилового и/или метакрилового эластомера, обеспечивающей адгезию поливинилиденфторидного полимера с несовместимой с ней полимерной смолой.
Изобретение относится также к композитам, получаемым путем соэкструзии ПВДФ и несовместимой с ПВДФ, термопластичной смолы с использованием в качестве связующего соэкструдируемой композиции. Из документа Annual Tech. Conference (1976), т. 22, с. 89-90 известно, что два несовместимых полимера могут быть склеены друг с другом с помощью промежуточного сополимера, совместимого с каждым из них. Хотя в этом документе и предложена идея осуществления склеивания несовместимых между собой полимеров путем соэкструзии, в нем не определен тип полимера, позволяющий осуществить эту адгезию. Известно, что фторированные смолы, в частности ПВДФ, особенно несовместимы с другими термопластичными смолами, поэтому недостаточно написать, что соэкструзия фторированной смолы с третьей совместимой составляющей позволит осуществить соответствующую адгезию с этими термопластичными смолами. В патенте Франции N 2436676 описан способ получения композитного материала из ПВДФ и термопластичного полимера, несовместимого с ПВДФ, заключающийся в соэкструзии двух этих компонентов с полиалкилметакрилатом или со смесью не менее 75 мас. полиалкилметакрилата с другим полимером. Однако, в получаемом материале хотя и обеспечена хорошая защита поверхности пластин из термопластичных смол с помощью ПВДФ, ударная прочность и устойчивость во времени по отношению к влажности у получаемого материала посредственные. Например, пластина из акрилонитрилбутадиен-стирольной смолы, покрытая пленкой из ПВДФ, полученная согласно примеру 1 патента Франции N 2436676, с использованием в качестве связующего полиметилметакрилата, имеет высокую первоначальную адгезию между слоями: выше 2500 Н/м. Эта адгезия становится ниже: 480 Н/м после выдержки в течение 400 ч при 75oC в атмосфере, насыщенной водой. Кроме того, ударная прочность составляет только 300-380 кДж/м2. Хотя полиметилметакрилат известен своей совместимостью с ПВДФ и другими полимерами, оказывается, что совместимость этого ПММА недостаточна для его использования в качестве хорошего адгезивного средства. Поэтому цель изобретения увеличить прочность адгезии слоев в композитном материале на основе ПВДФ. Композиция согласно изобретению, позволяет решить эту задачу, поскольку она приводит к композитным материалам на основе полимерных смол, несовместимых с ПВДФ, обладающим высокой ударной прочностью и отличной устойчивостью к влажности. Кроме того, эта композиция во время соэкструзии хорошо распределяется и легко намазывается по всей поверхности ПВДФ, что хорошо сказывается на внешнем виде. Соэкструдируемая с ПВДФ композиция согласно изобретению на основе полиалкилметакрилата отличается тем, что она содержит: 27-50 мас. ч. полиалкилметакрилата и 73-50 мас. ч. смеси поливилиденфторида и (мет)акрилового эластомера, состоящей из 35-50 мас. ч. ПВДФ и 65-50 мас. ч. (мет)акрилового эластомера. Хотя наиболее простым, используемым в композиции полиалкилметакрилатом является полиметилметакрилат, пригодны все полиалкилметакрилаты, содержащие 1-22 C-атома. Под названием полиалкилметакрилат следует также понимать неэластомерные сополимеры, имеющие в полимерной цепи по крайней мере 30 мас. метакриловых остатков. С метакриловым мономером может быть также использован, по крайней мере, один этиленненасыщенный мономер, такой как стирол, альфа-метилстирол, акрилонитрил, метакрилонитрил, акриловая кислота или метакриловая кислота. Как известно, отличные результаты получают с полиалкилметакрилатами, кажущиеся вязкости которых предпочтительно находятся в интервале значений, приведенных для нижеуказанного градиента скорости и измеренных при 200oC. Эти величины, однако, не являются ограничительными, так как специалист располагает возможностями для модификации вязкостей в зависимости от температуры экструзии (см. табл.1). ПВДФ, входящий в композицию согласно изобретению, представляет собой обычно гомополимер, но под этим названием ПВДФ также понимают сополимеры, содержащие, по крайней мере, 70 мас. остатков молекул винилиденфторида. Обычно все ПВДФ дают удовлетворительные результаты. Однако, наилучшие результаты получаются с ПВДФ, находящимся предпочтительно в диапазоне кажущейся вязкости, измеренной при 200oC, в котором он имеет, по крайней мере, для двух градиентов скорости нижеуказанной таблицы кажущиеся вязкости, соответственно находящиеся между двумя указанными крайними значениями кажущейся вязкости (см. табл.2) Кажущиеся вязкости согласно изобретению измеряют известным образом с помощью капиллярного реометра, учитывая поправку Рабиновича, применяемую к неньютоновским жидкостям. Акриловый или метакриловый эластомер, третья составляющая композиции, представляет собой либо акриловый или метакриловый привитой эластомер, понимая под этим или их смесь, или акрило-метакриловые сополимеры, либо привитой эластомер на основе сопряженного диена и (мет)акрилата. Привитой акриловый или метакриловый эластомер характеризуется температурой стеклования ниже -10oC. Эластомер на основе сопряженного диена выбирается среди привитых сополимеров сопряженного диена с алкилметакрилатом и/или алкилакрилатом. Среди сопряженных диенов, входящих в состав эластомера, наиболее часто выбирают бутадиен. Диен наиболее часто находится в виде сополимера со стиролом, такого как сополимер бутадиена со стиролом. Из особенно рекомендуемых термопластичных эластомеров могут быть названы сложные эфиры алкилметакрилат-бутадиен-стирол (МБС) и алкилакрилат-бутадиен-стирол. Из сложных эфиров на основе алкилметакрилатов можно назвать, в особенности метилметакрилат-бутадиенстирол, этилметакрилатбутадиенстирол, бутилметакрилатбутадиенстирол, даурилметакрилат-бутадиенстирол. Касаясь сложных эфиров на основе алкилакрилатбутадиенстирола, можно назвать следующие: производные метил-, этил-, бутил- или 2-этилгексилакрилатов. Также могут быть названы в качестве термопластичных эластомеров, входящих в композицию, привитые сополимеры, включающие основную цепь, состоящую из статического сополимера сопряженного диена с алкилакрилатом, обычно содержащую C1-C12, к которой привиты цепи сополимера алкилметакрилата обычно с C1-C12 и алкилакрилатом с C1-C8, причем основная цепь сополимера может, кроме того, включать звенья, производные агента сшивки, включающего, по крайней мере, две группы:






опыты 11 и 12 показывают, что сополимерный эластомер не пригоден для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыт 13 показывает, что акриловые эластомеры не пригодны, если композиция не содержит ПВДФ;
опыт 14 показывает, что акриловый эластомер на основе этилена не пригоден для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыт 15 показывает, что эластомер метилметакрилат-бутилметакрилат не пригоден для приемлемой соэкструдируемой композиции, если композиция не содержит ПВДФ;
опыты 16-21 показывают, что акриловые или метакриловые эластомеры не пригодны, если композиция не содержит ПВДФ;
опыт 22 показывает, что ЭПДМ не пригоден для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыты 23-24-25-26 показывают, что полиуретановые эластомеры не пригодны для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыты 27-28-29-30 показывают, что эластомеры этиленвинилацетата не пригодны для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыт 31 показывает, что эластомеры этилен-СО-винилацетата не пригодны для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыт 32 показывает, что эластомеры на основе блок-сополимеров простых эфиров с амидами не пригодны для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыты 33-34-36-37 показывают, что смолы и эластомеры акрилонитрилбутадиенстирола (АБС) в сочетании или без ПВДФ, не пригодны для приемлемой соэкструдируемой композиции;
опыт 38 показывает, что термопластичные полиуретаны не пригодны: происходит гидролиз с потерей адгезии из-за влаги;
опыты 39 и 50 показывают, что МБС, используемый и композиции, пригоден;
опыт 40 показывает, что эластомер этилен-малеиновый ангидрид не пригоден, даже если его используют согласно условиям изобретения;
опыты 41 и 42 показывают, что в отсутствии эластомера в композиции нельзя получить хороших результатов: плохая ударостойкость;
опыты 43-46 дают приемлемые результаты и показывают преимущество акриловых эластомеров, отвечающих определенным характеристикам;
опыт 47, где использован только ПММА, показывает неприемлемые результаты;
опыт 48 показывает преимущество акрилового сополимера согласно изобретению;
опыт 49 показывает, что полиуретан не пригоден: происходит гидролиз и снижение адгезии;
опыты 51 и 52 согласно изобретению дают хорошие результаты;
опыты 53 и 56, не соответствующие интервалам композиции, дают плохие результаты. Заявитель сообщает для информации, что во всех опытах были использованы сополимеры с модулем эластичности при изгибе менее 800 МПа с удлинением при пороговом истечении выше 20% что позволяет отнести их к классу эластомеров. Ниже приведена химическая природа эластомеров, указанных в табл. 4 под торговыми наименованиями:
Pazaloid КМ 323В: бутадиенстирольный эластомер с привитыми метакрилатными звеньями; температура стеклования ниже -10oC. Metablen C 201 бутадиенстироловый эластомер с привитыми алкилметакрилатными звеньями. Pazaloid EXL 2300 эластомер с основной метакрилатной цепью и привитыми алкилакрилатными звеньями. Durastrenght D 200 эластомер с основной алкилметакрилаталкилакрилатной цепью и привитыми алкилакрилатными звеньями. Пример 2. Для изготовления композита поликарбонат-ПВДФ используют 3 экструдера: SAMAFOR одновинтовой на 120 мм для поликарбоната ( Maczolon

ANDOUARD B 30 для соэкструдируемой композиции;
FAIREX B 30 для ПВДВ ( Foraflon





А. ПВДФ ( FORAFLON


Б. ПВДФ ( FORAFLON

адгезионный слой следующего состава, в мас. ПММА ( ALTULITE



133 вес. ч. форполимера на основе дифенилдиизоцианата и дипропиленгликоля, содержащего 6,2 свободных NCO-функции на кг, и 138,05 вес. ч. смеси, содержащей:
100 вес. ч. оксиэтилированного полиоксипропилентриола с гидроксильным числом 28;
2 вес.ч. триметилпропана;
30 вес.ч. моноэтиленгликоля;
2 вес.ч. триэтилендиамина;
0,05 вес.ч. дибутилдилаурата олова;
4 вес.ч. метиленхлорида. Выливание этой смеси осуществляется в форму, доведенную до температуры 75oC, в которую помещена либо пленка А, либо пленка Б, ПВДФ стороной к стенке формы. Спустя 3 мин получают отлитое из пенополиуретана изделие, покрытое пленкой ПВДФ А или Б с высокой адгезией и прекрасного внешнего вида. Испытывают два изделия А и Б, которые покрыты соответственно пленкой А и пленкой Б, на прочность к удару; опыт заключается в падении с высоты 1 м изделия весом 1,5 кг. У изделия А обнаруживается отслаивание пленки и растрескивание пленки ПВДФ в месте удара. Изделие Б сохраняет свой внешний вид поверхности. Два образца А и Б испытывались в опыте, который заключается в том, что образцы оставляют на 400 ч в камере при 60oC и 100% влажности. По окончании опыта констатируют, что пленка ПВДФ образца А имеет сопротивление к отслаиванию только 400 Н/м, тогда как у образца Б сохранится очень высокая адгезия: выше 2500 Н/м.
Формула изобретения

Смесь поливинилиденфторида и (мет)акрилового эластомера 73 50
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что в качестве привитого эластомера на основе сопряженного диена она содержит привитой эластомер на основе бутадиена. 3. Композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что в качестве привитого эластомера на основе сопряженного диена она содержит привитой эластомер на основе сополимера бутадиена со стиролом. 4. Композиция по пп.1 3, отличающаяся тем, что привитой (мет)акриловый эластомер включает алкил(мет)акрилатбутадиенстирол, С1 - С4-алкилметакрилат и/или С1 С8-алкилакрилат, привитые на статистический сополимер сопряженного диена и С2 - С12-алкилакрилата. 5. Композиция по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что (мет)акриловый привитой эластомер является (со)полимером алкил(мет)акрилата, привитого на полиалкил(мет)акрилат. 6. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что прививаемый алкил(мет)акрилат отличается от мономерного звена полиалкил(мет)акрилата. 7. Композиционный материал, включающий поливинилиденфторид, термопластичный полимер, несовместимый с поливинилиденфторидом, и промежуточный слой связующего на основе полиалкил(мет)акрилата и термопластичного полимера, отличающийся тем, что в качестве связующего он содержит композицию по пп.1 6. 8. Материал по п. 7, отличающийся тем, что на термопластичный полимер наложен поливинилиденфторид, предварительно покрытый слоем связующей композиции по пп.1 6. 9. Материал по пп.7 и 8, отличающийся тем, что он получен путем соэкструзии поливинилиденфторида, термопластичного полимера и композиции по пп. 1-6.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5