ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
POLYMER COMPOSITION

Изобретение относится к полимерным композиционным материалам на основе полифениленсульфида, которые могут быть использованы для изготовления деталей конструкционного, электротехнического и общего назначений изделий электротехнической, автомобильной, авиационной, специальной, машиностроительной, бытовой и других видов техники.
Известна стеклонаполненная полифениленсульфидная композиция, содержащая в качестве модификатора органосилан, выбранный из группы, включающей 3-N-(триметоксисилилпропил)поли(этиленимин), диэтиламино-3-триметоксисилилпропилдисульфид и 3-(диэтиламино)пропилтриметоксисилан (Патент США №4528310, кл. С08К 5/54; НПК 524/86; заявл. 27.09.1982 г., опубл. 09.07.1985 г.). Композиция характеризуется высокой гидролитической устойчивостью, но имеет относительно невысокий уровень прочностных свойств, что является ее недостатком.
Известна композиция, содержащая полифениленсульфид (100 м.ч.), полиолефиновый эластомер (1-100 м.ч.) и смесь амида карбоновой кислоты с антиоксидантом (0,01-10,0 м.ч.), которая дополнительно может содержать от 1 до 400 м.ч. неорганического наполнителя (Патент США №9074096, кл. C08L 81/04, С08К 5/20, C08L 81/02, C08L 23/02, (НПК 523/435, заявл. 22.07.2012 г., опубл. 07.07.2015 г.). Композиция имеет исключительную жесткость, низкое газовыделение и хорошую текучесть. Недостатком данной композиции является ее недостаточно высокая стойкость к воздействию ударных нагрузок.
3
Известна композиция, содержащая полифениленсульфид, усиливающий наполнитель, например, углеродное или стеклянное волокно, и от 0,1 до 10 мас.% от массы композиии полиэтилена, имеющего плотность от 0,910 до 0,940 г/см и показатель текучести расплава больше 100 г/10 мин (Патент США №4544700, кл. C08L 27/21; НПК 524/543, заявл. 16.04.1984 г., опубл. 01.10.1985 г.). Композиция имеет высокую трекингостойкость. В качестве недостатка данной композиции следует указать недостаточно высокий уровень прочностных свойств.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является стеклонаполненная полимерная композиция, содержащая полифениленсульфид (100 м.ч.), неорганический наполнитель (от 0 до 400 м.ч.) и привитой сополимер олефина с глицидиловым эфиром ненасыщенной карбоновой кислоты, в качестве которого предпочтительно используется сополимер, содержащий от 70 до 99 мас.% этилена и от 30 до 1,0 мас.% глицидилового эфира метакриловой кислоты /глицидилметакрилат/ (Европейский патент №0327300, кл. С08K 3/00; C08L 81/02; C08L 51/06, опубл. 09.08.1989 г.). Композиция по данному патенту имеет высокую ударную вязкость, но недостаточную жесткость, а также прочность при разрыве и изгибе, что представляет недостаток этой композиции.
Технической задачей изобретения является существенное повышение уровня прочностных свойств полимерной композиции на основе полифениленсульфида при сохранении высокой стойкости к ударным нагрузкам.
Техническое решение указанной задачи достигается за счет того, что в полимерной композиции, содержащей полифениленсульфид, стекловолокно и привитой олефиновый сополимер, в качестве привитого олефинового сополимера используют сополимер этилена с метилакрилатом и глицидилметакрилатом, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полифениленсульфид
35,0-67,0
стекловолокно
30,0-50,0
сополимер этилена с метилакрилатом
и глицидилметакрилатом
3,0-15,0
Для реализации предлагаемого технического решения используют следующие компоненты и вещества.
В качестве полимерной матрицы используют полифениленсульфид линейного и/или сшитого строения, имеющий показатель текучести расплава в пределах 50-800 г/10 мин, при температуре 310°С, т.е. обеспечивающий технологичную переработку композиции методами экструзии и литья под давлением.
В качестве наполнителя используют стекловолокно диаметром от 5 до 15 мкм, выработанное на термически устойчивых при 320-350°С прямых замасливателях, пригодных для получения стеклонаполненных композиций на основе полифениленсульфида. Стеклонаполнитель может быть использован как в виде ровинга, так и рубленного стекловолокна.
Используемый привитой этиленовый сополимер, получаемый привитой сополимеризацией, содержит 24-28 мас.% метилакрилатных и 6-10 мас.% глицидилметакрилатных фрагментов.
Полимерная композиция может дополнительно содержать термостабилизаторы, предназначенные для полифениленсульфидов, а также красители и пигменты, пригодные для окрашивания высокотермостойких термопластов.
Предлагаемое соотношение компонентов в получаемых полимерных композициях является оптимальным и обеспечивает достижение технического эффекта. При уменьшении или увеличении содержания компонентов от предлагаемого, свойства получаемых композиционных материалов ухудшаются.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Примеры 1-3.
Порошкообразный полифениленсульфид и сополимер этилена с метилакрилатом и глицидилметакрилатом из дозаторов подают в двухшнековый лабораторный экструдер Collin (диаметр шнеков 50 мм) и экструдируют при 310-325°С и скорости вращения шнеков 50-80 об/мин. Непосредственно в расплав компонентов через вторую зону загрузки дозируют рубленное стекловолокно (или подают стеклоровинг) и на выходе из формующей головки экструдера получают пруток стеклонаполненного материала, который охлаждается и гранулируется. Составы и свойства полученных композиций приведены в таблице 1.
Исследования прочностных свойств композиций проводили на стандартных образцах, которые изготавливали методом литья под давлением на термопластавтомате модели Ergotech Viva 50-270 фирмы Demag по следующим режимам: температура литья 310-330°С; давление литья 90-110 МПа; температура пресс-формы 130-140°С; время выдержки под давлением 15-20 с; время выдержки при охлаждении 20-25 с.
Прочность при разрыве определяли на лопатках тип 2 по ГОСТ 11262-80. Изгибающее напряжение при максимальной нагрузке определяли на образцах размером 4×10×80 мм по ГОСТ 4648-71, ударную вязкость - по ГОСТ 4647-80 на образцах размером 4×10×80 мм. Результаты испытаний обработаны статистически по ГОСТ 14359-69. На определение каждого показателя прочностных свойств испытывалось по 10 шт. образцов.
Пример 4 - для сравнения.
Композицию получают по методике примера 1, но используют сополимер этилена с глицидилметакрилатом. Состав и свойства полученной композиции приведены в таблице 1.
Как видно из данных таблицы 1, предлагаемое техническое решение позволяет получать стеклонаполненные композиции на основе полифениленсульфида, имеющие по сравнению с прототипом более высокие прочностные характеристики.
Практическое применение получаемых в соответствии с предлагаемым техническим решением стеклонаполненных композиций на основе полифениленсульфида повысит эксплуатационную устойчивость и сроки эксплуатации изделий конструкционного и электротехнического назначений.