SU749862A1

SU749862A1 - Polymeric composition

Info

Publication number: SU749862A1
Application number: SU782671735A
Authority: SU
Inventors: Александр Эдуардович Чеботаревский; Георгий Митрофанович Панченков; Зинаида Григорьевна Груздева; Валентина Федоровна Петрова; Антонина Андреевна Селиванова; Иван Михайлович Котов; Юрий Николаевич Колесников; Анатолий Георгиевич Сирота; Николай Владимирович Крупенин; Елена Васильевна Жиганова; Антонина Ивановна Симонова
Priority date: 1978-05-30
Filing date: 1978-05-30
Publication date: 1980-07-23

Description

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ(54) POLYMER COMPOSITION

Изобретение относитс к производству и модифицированию полимерных материалов путем совмещени их с различными пластификаторами. Указанные материалы используют дл технических изделий, в частности дл моно блоков аккумул торов (автомашин, тракторов, мотоциклов) и деталей дл автомашин. Известно, что полипропилен ;(ПП), име высокие эксплуатационные свойст ва (прочностные, диэлектрические, теплостойкость), обладает вместе с тем значительными недостатками - низ кой ударной прочностью и низкой морозостойкостью (-5)-(-10)с, ограничивающими область его применени Т Известны композиции на основе ста билизированного ПП с добавками 0,130 вес.% силоксановых каучуков 2. Эти добавки эффективно снижают температуру хрупкости ПП до минус . Однако композиции ПП с силоксановыми каучуками; не обладают высо кой ударной прочностью. Так, при ударна прочность композиции равна 12 кгссм/см, что недостаточно дл р да применений. Известны композиции на основе полипропилена , у которых повышение уда ной в зкости и морозостойкости происходит при смешении ПП с пластификаторами , например синтетическими каучуками 3 . В табл. 1 приведены величины ударной в зкости (кгССм/см) при температурах 20, 40 и минус композиций ПП с содержанием 10 вес..% различных типов синтетических каучуков (ПИБ - полиизобутиленом, БК бутилкаучуком , СКД - бутадиеновым, ТЭП - термоэластопластом, СКЭП - этиленпропиленовым ). Из представленных в табл. 1 данHbix видно, что введение в ПП синтетических каучуков повышает ударную в зкость композиций в 2-3 раза. Однако такое повьпиёние ударной прочное-, ти вр де случаев недостаточно. Известны композиции ПП (55-90вес.% с полиэтиленом ПЭВП (10-45 вес.%), которые имеют улучшенные свойства. Ударна в зкость композиции при минус равна 9,65-23,4 кгccм/cм при ударной в зкости исходного ПП 1,5-8,6 кгССМ/см I Однако ударна прочность указанных композиций при отрицательных температурах недостаточна. Значительное повышение ударной в экости и морозостойкости происходит при смешении ПП с ПЭ и пластификаторами . Известна композици s , включаю ща ПП, 2-5 вес.% ПЭ и 9,5-25 вес.% полиизобутиленового каучука - ПИВ или СЭП Ударна в зкость компо зиции достигает 20-46,3 кгс-см/см -40°С. Однако введение в ПП полиизобути лена или других синтетических каучу ков вьдие 10 вес.% значительно снижает теплостойкость, прочностные свойства материала, а введение 25 вес.% ПЭ недостаточно дл получени необходимой ударной прочности Указанна композици вл етс наиболее близкой предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту. Цель изобретени - повышение уда ной прочности при отрицательных тем пературах полимерных композиций, пр мен емых дл изготовлени изделий, например, аккумул торных моноблоков работающих в широком диапазоне температур (от -50 до ). Указанна цель достигаетс тем, что композици , состо ща из полипропилена , полиэтилена, стабилизато ра и синтетического каучука, в качестве последнего содержит силоксановый каучук при следующем соотноше нии компонентов, вес. %: Полипропилен 36-74,3 Полиэтилен25-55 Силоксановый каучук0,5-7 : Стабилизатор 0,2-2 . С целью повышени физико-механических свойств, в композицию можно вводить 5-30 вес.% наполнител (например, асбест, тальк, стекловолокно и др.). В качестве силоксановых каучков используют каучуки с молекул рным весом от 12000 до 1-2 миллионов типа СКТ - диметилсилокс новый каучук с молекул рным весом 570 тыс., СКТВ диметилвинилсршоксановый каучук с молекул рным весом 460 тыс, с содер жанием винильных групп от 0,1 до 2 мол.%, СКТФВ-803 - диметилфенилсилоксановый каучук см.в. 720 тыс. и содержанием винильных групп 0,3 мол.% и фенильных групп до 8 мол.%, СКТНА - низкомолекул р ный диметилсилоксановый каучук (мол от 12О0(3 до 75000К СКТНФ - низкомо лекул рный диметилсилоксановый каучук содержащий 1,5 мол.% фенильных групп. В качестве стабилизаторов полипр пилена использована наиболее эффективна смесь, включающа Топанол КА (Топ), Тинувин (Тин).дилаури тиодипропионат (ДЛТДР), а дл стабилизации полиэтилена используют N,N-ди-А-нафтил-п-фенилендиамин (Диафен НН). В качестве светостабилизатора в композиции используют сажу, например ПМ-100 или ДГ-100, в количестве 0,2-0,5 вес.% или Вензон ОА. В качестве полиэтилена используют полиэтилен высокой плотности (низкого давлени ) - ПЭВП. Композици может также содержат) красители. Технологи подготовки смеси полимеров заключаетс в следующем. Силоксановый каучук, например СКТ, измельчают до 0,1-3 мм механическим способом совместно с порошкообразным ПП или ПЭ дл предотвращени слипани кусочков каучука. Смешение предварительно измельченного каучука и порошкообразного стабилизированного ПП и ПЭ провот д т на лопастном смесителе при ком- натной температуре (возможно повышение температуры в смесителе до 80°С) в течение 20 мин. Затем смесь гранулируют при 180-220°С на экструдере . Эффективность вводимых добавок определ ют после изготовлени пластин путем определени ударной в зкости, температуры хрупкости, прочностных свойств, а также самих изделий - аккумул торных моноблоков, деталей дл автомобилей. Пример 1. Смешивают 736 г ПП, 250 г ПЭВП и 5 г низкомолекул рного диметилсилоксанового каучука и 2,0 г Топанола КА, 2,5 г Тинувина, 2,5 г ДЛТДП, 2 г стеарата кальци , 1 г.Диафена НН в смесителе Вембери в течение 20 мин. Полученную смесь загружают в экструдер и при 180-200- С изготавливают гранулы . Из гранул методом прессовани или лить получают образцы дл испытаний на ударную в зкость. Материал хорошо перерабатываетс всеми известными методами переработки - литьем, экструзией, прессованием. Пример 2-17. Композицию готов т и испытывают в услови х примера 1, но используют различные компоненты и варьируют их количественное содержание. Результаты испытаний на ударную в зкость материала приведены в табл.2. Пример 18-26 (контрольные). Композиции с различными компонентами и их содержанием готов т и испытывают в услови х примера 1, но не примен ют Силоксановый каучук., Результаты-испытаний и литературные данные приведены в табл. 2. Из представленных в табл. 2 данных видно, что композиции ПП+ПЭ силоксановые каучуками обладают синергетическим эффектом - ударной прочностью при низких температурах () в 3-6 раз выше, чем у известных композиций.. При этом композиции обладают высокими прочностными свойствами (240-320 кгс/см) . Выбор указанных в рецептуре.соотношей компонентов обусловлен тем, что при снижении содержани ПП в ком позиции и увеличении содержани ПЭВП например 60 вес,%, уменьшаетс величина разрушающего напр жени при раст жении до прочности исходного ПЭВП, т.е. до 200 кгс/см с 310кгс/с у ис;х,П11. При введении силоксанового каучука более 7 вес.%, например 10%, снижаютс физико-механические свойства композиций, теплостойкость, а также модуль упругости. Таким образом , оптимальное содержание силоксанового каучука в композиции находитс в пределах 0,5-7 вес.%. К преимуществу предлагаемой композиции относитс и высокий индекс расплава (1,2-2 г/10 мин по сравнению с 0,7 у исходного ПП), что позво л ет интенсифицировать процесс переработки , понизить температуру формировани или повысить концентрацию наполнителей (например, асбеста, .стекловолокна и др.).The invention relates to the production and modification of polymeric materials by combining them with various plasticizers. These materials are used for technical products, in particular for mono blocks of batteries (cars, tractors, motorcycles) and parts for cars. It is known that polypropylene; (PP), having high performance properties (strength, dielectric, heat resistance), has, however, significant drawbacks - low impact strength and low frost resistance (-5) - (- 10), which limit its area applications of T The compositions based on stabilized PP with additives of 0.130 wt.% of siloxane rubbers 2 are known. These additives effectively reduce the fragility temperature of PP to minus. However, the composition of PP with siloxane rubbers; do not have high impact strength. Thus, with the impact strength of the composition, it is equal to 12 kg / cm / cm, which is insufficient for a number of applications. Polypropylene-based compositions are known in which an increase in viscosity and frost resistance occurs when PP is mixed with plasticizers, for example, synthetic rubbers 3. In tab. 1 shows the values of toughness (kgSSm / cm) at temperatures of 20, 40 and minus PP compositions with a content of 10 weight ..% of various types of synthetic rubbers (PIB - polyisobutylene, BK butyl rubber, SKD - butadiene, TEC - thermoplastic elastomer, SKEP - ethylene propylene ). Presented in table. 1 dan Hbix shows that the introduction of synthetic rubbers into PP increases the impact strength of the compositions by 2-3 times. However, such behavior of shock strength is not enough. Compositions PP (55-90 wt.% With polyethylene HDPE (10-45 wt.%), Which have improved properties are known. The impact strength of the composition at minus is 9.65-23.4 kgccm / cm with the impact strength of the original PP 1 , 5-8.6 kgSSM / cm I However, the impact strength of these compositions at negative temperatures is insufficient. A significant increase in impact strength and frost resistance occurs when PP is mixed with PE and plasticizers. Composition s is known, including PP, 2-5 wt.% PE and 9.5–25 wt.% Polyisobutylene rubber — TIA or BOT. Impact strength of the composition to It sags 20-46.3 kgf-cm / cm -40 ° C. However, the introduction of polyisobutylene or other synthetic rubber into PP, which weighs 10 wt.%, significantly reduces the heat resistance and strength properties of the material, and the introduction of 25 wt.% PE is not enough to obtain required impact strength The indicated composition is the closest offered by the technical essence and the achieved effect. The purpose of the invention is to increase the successful strength at negative temperatures of polymer compositions used for the manufacture of products, for example, battery mono units operating in a wide range of temperatures (from -50 to). This goal is achieved by the fact that the composition consisting of polypropylene, polyethylene, stabilizer and synthetic rubber, as the latter contains siloxane rubber at the following ratio of components, weight. %: Polypropylene 36-74.3 Polyethylene25-55 Siloxane rubber 0.5-7: Stabilizer 0.2-2. In order to improve the physicomechanical properties, 5-30 wt.% Of a filler (for example, asbestos, talc, fiberglass, etc.) can be added to the composition. As siloxane rubbers, rubbers with a molecular weight from 12000 to 1-2 million of type SKT - dimethylsilox, new rubber with a molecular weight of 570 thousand, SKTV with dimethylvinylshoxane rubber with a molecular weight of 460 thousand, containing vinyl groups from 0.1, are used. up to 2 mol.%, SKTFV-803 - dimethylphenylsiloxane rubber, see in. 720 thousand and a vinyl group content of 0.3 mol.% And phenyl groups up to 8 mol.%, SKTNA - low molecular weight dimethylsiloxane rubber (mol from 12O0 (3 to 75000K SKTNF - low-molecular dimethylsiloxane rubber containing 1.5 mol. % of phenyl groups. The most effective mixture is used as stabilizers of polypylene pylene, including Topanol KA (Top), Tinuvin (Tin). Dilauri thiodipropionate (DLTDR), and N, N-di-A-naphthyl-p-phenylenediamine to stabilize polyethylene (Diafen NN). Soot is used as a light stabilizer in the composition, for example ep PM-100 or DG-100, in an amount of 0.2-0.5 wt.% or Venzone OA. Polyethylene is a high-density polyethylene (low pressure) - HDPE. The composition may also contain dyes. Siloxane rubber, for example, CKT, is crushed to 0.1–3 mm by mechanical means together with powdered PP or PE to prevent the rubber pieces from sticking together. Mixing pre-crushed rubber and powdered stabilized PP and PE is carried out on a paddle mix e at room temperature (possibly increasing the temperature in the mixer to 80 ° C) for 20 min. The mixture is then granulated at 180-220 ° C on an extruder. The effectiveness of the added additives is determined after the manufacture of the plates by determining the impact strength, temperature of brittleness, strength properties, as well as the products themselves - battery monoblocks, parts for automobiles. Example 1. 736 g of PP, 250 g of HDPE and 5 g of low molecular weight dimethylsiloxane rubber and 2.0 g of Topanol KA, 2.5 g of Tinuvin, 2.5 g of DLTDP, 2 g of calcium stearate, 1 g of Diafen HH in a mixer are mixed Vembery for 20 min. The resulting mixture is loaded into an extruder and granules are made at 180-200-C. Extrusion or impact specimens are obtained from pellets by pressing or casting. The material is well processed by all known processing methods — casting, extrusion, pressing. Example 2-17. The composition is prepared and tested under the conditions of Example 1, but different components are used and their quantitative content varies. The test results for the impact strength of the material are given in Table 2. Example 18-26 (control). Compositions with various components and their content are prepared and tested under the conditions of Example 1, but Siloxane rubber is not used. The test results and literature data are given in Table. 2. From presented in tab. 2 data shows that the compositions of PP + PE siloxane rubbers have a synergistic effect - impact strength at low temperatures () is 3-6 times higher than that of the known compositions .. At the same time, the compositions have high strength properties (240-320 kgf / cm) . The choice of the components indicated in the recipe is due to the fact that with a decrease in the content of PP in the composition and an increase in the content of HDPE, for example 60 wt.%, The magnitude of the breaking stress under stretching to the strength of the original HDPE, up to 200 kgf / cm with 310kgs / s y is; x, P11. With the introduction of siloxane rubber more than 7 wt.%, For example 10%, the physico-mechanical properties of the compositions, the heat resistance, and the modulus of elasticity are reduced. Thus, the optimum content of the siloxane rubber in the composition is in the range of 0.5-7% by weight. The advantage of the proposed composition is a high melt index (1.2-2 g / 10 min compared to 0.7 for the original PP), which allows to intensify the processing process, lower the formation temperature or increase the concentration of fillers (for example, asbestos, glass fiber, etc.).

+405,.416,1 10,4 8,92519,6+ 405, .416.1 10.4 8.92519.6

+202,68,17,2 7,5-12,6+202,68,17,2 7,5-12,6

-40 ,52,42,4 2,12,62,2-40, 52,42,4 2,12,62,2

Таблица Кроме того, использование в композиции низкомолекул рного силоксановрго каучука не требует дополнительного измельчени каучука, что снижает трудозатраты на изготовление материала. Высокие показатели ударной прочности компози 1ий позвол ют эксплуатировать издели в широком диапазоне температур от -50 до +80°С, что значительно снижает толщину изделий до 1,5-2 мм против толщины эбонитовых моноблоков (9-10 мм) и моноблоков из наполненного ПЭ (5-8), При этом вес моноблоков и комплектукмцих цеталей составл ет 1,1-1,3 кг против 3-4,02 ПЭ и 5,5 кг из эбонита. Таким образом,вес деталей сокращаетс в 3-5 раз и, следовательно, во столько же раз расшир етс сырьева база. Ожидаемый экономический эффект от применени композиции только дл типов моноблоков дл выпуска на одном заводе составл ет около 800 т.р. в год.Table In addition, the use of low molecular weight siloxane rubber in the composition does not require additional grinding of rubber, which reduces labor costs for the manufacture of the material. The high impact strength characteristics of the composition allow the products to be operated in a wide temperature range from -50 to + 80 ° С, which significantly reduces the thickness of the products to 1.5-2 mm against the thickness of ebonite monoblocks (9-10 mm) and monoblocks made of PE filled (5-8), At the same time, the weight of monoblocks and sets of cetals is 1.1-1.3 kg versus 3-4.02 PE and 5.5 kg of ebonite. Thus, the weight of parts is reduced by a factor of 3-5, and, consequently, the raw material base expands by the same amount. The expected economic effect from the use of the composition only for the types of monoblocks for release in one plant is about 800 m. in year.

w 3 аз л R о d вw 3 az l R about d in

XX

о «about "

Claims

Invention Formula

Field composition containing polypropylene, synthetic rubber, polyethylene and a stabilizer, in order to increase its impact properties at temperatures as such a natural rubber, it has a deformed silicone rubber, and you will be able to do it. , weight.%:

Polypropylene 36-74,5, Polyethylene25-55

Siloxane-rubber0, 5-7

Stabilizer 0.2-2

Sources of information, Shvniyamyo GG1

1.Ivanyukov D.V., Fridman M.L. Polypropylene. M., Himi, 1974, p.107.

2. USSR author's certificate

445214, cl. C 08 L 23/02, 16.06.

Z. Sibir kova N.A. and others. Frost polypropylene and its application. L., LDTP, 1976, p.7.

4.Ivanyukov D.V., Fridman M.A. Polypropylene, M., Himi, 1974, pp. 108-110.

5. US patent 3192288, kl.260-897, 29.06.65.

6. US patent 3256367,

cl. 260-897, 03/29/68 (prototype)