ТЕРМОПЛАСТИЧНАЯ ЭЛАСТОМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
THERMOPLASTIC ELASTOMERIC COMPOSITION

Изобретение относится к области полимерных термопластичных композиций на основе полиуретанов и фторполимеров, предназначенных для изготовления изделий с повышенным уровнем морозостойкости и огнестойкости - уплотнителей, фиксаторов электропроводов, манжет, деталей пневмо-, вакуум- и гидросистем, используемых в различных отраслях промышленности.
Известна термопластичная композиция, включающая (А) - термопластичный полиуретан с температурой размягчения 50-170°С и (В) - полиэфирный эластомер с температурой размягчения на 5-50°С выше, чем у полимера (А), включающий блоксополимер как твердый сегмент и алифатический полиэфир или аморфный сложный полиэфир как мягкий сегмент при соотношении А:В=(3-100):100 (патент Японии №3672404).
Недостатками известной композиции являются горючесть и невысокая морозостойкость.
Известна термопластичная эластомерная композиция, включающая полиуретановый эластомер, термопласт с полярными группами и термопластичный эластомер (патент ЕР №1362893).
Недостатком указанной композиции является горючесть.
Известна полиуретановая эластомерная композиция, включающая термопластичный полиуретановый эластомер и поливинилиденфторид (патент Великобритании №1293814).
Недостатками известной композиции являются повышенная жесткость (невысокая эластичность) и повышенная горючесть.
Известна малодымящая композиция с повышенной огнестойкостью для оболочек кабелей на основе фторированного полимера (патент США №4804702).
Недостатком известной композиции является то, что она не может перерабатываться в изделия методами литья под давлением и экструзии.
Наиболее близкой к заявляемой композиции, принятой за прототип, является композиция с улучшенной огнестойкостью, используемая для производства изоляции кабелей, включающая, мас.%:
Фторированный полимер
60-90
Полиэфир
0,1-5,0
Неорганический наполнитель
остальное
В качестве неорганического наполнителя композиция содержит каолин, тальк или слюду.
(Патент Франции №2825712.)
Недостатком композиции-прототипа является невысокая эластичность, особенно при низких температурах.
Технической задачей заявляемого изобретения является повышение технологических и эластических свойств композиции на основе фторполимера.
Для решения поставленной задачи предложена термопластичная эластомерная композиция, включающая фторполимер на основе винилиденфторида, отличающаяся тем, что в качестве фторполимера она содержит сополимер или смесь сополимеров с содержанием фтора 50-70% и дополнительно содержит термопластичный полиуретан на основе сложного полиэфира, 4,4'-дифенилметандиизо-цианата и 1,4-бутандиола и сополимер винилацетата с полиэтиленом при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Указанный фторполимер
57-70
Указанный полиуретан
24-35
Сополимер винилацетата с полиэтиленом
остальное
С целью улучшения перерабатываемости композиции она дополнительно может содержать целевые добавки в количестве 1-5 мас.%. В качестве целевых добавок могут быть использованы, например, волластонит и тетрафторэтилен, повышающие технологичность и огнестойкость.
Установлено, что фторполимеры обладают высокой огнестойкостью, но, вследствие наличия в их составе большого количества гелевой фазы, они пригодны к переработке только вальцевым и прессовым способами. Возможно создание термоэластопласта на основе тетрафторэтилена, но температура его переработки превышает 300°С. Полиуретаны обладают эластичностью, химстойкостью и перерабатываются методами литья под давлением и экструзией, но имеют высокую горючесть. Термопласты на основе полиолефинов хорошо перерабатываются, но имеют невысокую масло- и топливостойкость. Использование в составе заявляемой термопластичной эластомерной композиции фторполимера на основе винилиденфторида с содержанием фтора 50-70% и термопластичного полиуретана на основе сложного полиэфира в заявляемых соотношениях позволяет получить термоэластопласт, в котором сочетаются деформационные свойства резин и технологичность пластмасс. Изделия, изготовленные из заявляемой композиции методами литья под давлением и экструзии, обладают масло-, бензо- и атмосферостойкостью и сохраняют высокие эластические свойства в широком интервале температур. Кроме того, широкий спектр водородных связей применяемых полимеров определяет широкую область вибродемпфирования, поэтому указанные изделия могут применяться в условиях вибрационного воздействия, например, в качестве амортизаторов и прокладок, в частности, в агрегатах для нефтяной промышленности, где одновременно требуется и химстойкость. Применение заявляемой композиции взамен резин позволит сократить продолжительность производственного цикла - время изготовления одного изделия при прессовом или вальцевом методах составляет 30-60 мин, при методах литья под давлением и экструзии - 1-3 мин.
В качестве термопластичного полиуретана могут быть использованы различные полиуретаны, но наилучший технический результат заявляемого изобретения достигается при использовании полиуретанов типа ВИТУР ТМ, получаемых на основе сложного полиэфира ПБА (полибутиленгликольадипината), 4,4'-дифенилметандиизоцианата и 1,4-бутандиола по ТУ 6-55-221-1057-2003.
В качестве фторполимера могут быть использованы сополимеры трифторхлорэтилена и винилиденфторида марки СКФ-32 с содержанием фтора 66-67% по ГОСТ 18376, сополимеры винилиденфторида и гексафторпропилена марок СКФ-26 с содержанием фтора 54-55%, СКФ-26НМ - 50-55%, СКФ-26 ВМ - 66-67% по ТУ 6-05-1652-88, СКФ-264НМ - 68-70% по ТУ 2294-018-13693708-2004.
В заявляемом изобретении также использован сополимер винилацетата и полиэтилена марки Сэвилен 12508-150 по ТУ 6-05-1636-97.
В качестве целевых добавок могут быть использованы волластонит, тетрафторэтилен.
Примеры осуществления
Пример 1
62 мас.% термопластичного полиуретана ВИТУР ТМ подсушивали в термошкафу и гранулировали. Предварительно пластицированный на вальцах фторполимер СКФ-32 в количестве 28 мас.% пропускали через гранулятор с получением гранул размером 3-8 мм. Затем гранулы засыпали в смеситель, добавляли 10 мас.% сополимера винилацетата и полиэтилена и перемешивали в течение 15-20 мин. Затем полученную смесь загружали в двухчервячный экструдер (температура 180°С, скорость вращения шнеков - 30 об/мин), где происходило плавление и гомогенизация полученной смеси с получением термоэластопласта в виде стренг. Полученные стренги дробили для получения гранул, из которых затем литьем под давлением получали амортизатор.
Технология получения заявляемой композиции по примерам 1-5 аналогична примеру 1. Составы заявляемой композиции приведены в таблице 1, свойства - в таблице 2.
Получение термопластичной эластомерной композиции может производиться также в смесителях типа «Брабендер».
Таблица 1
Наименование компонентов
Состав по примерам, масс.%
Прототип
1
2
3
4
5
СКФ-32
-
-
60
-
-
-
СКФ-26
62
-
-
-
-
-
СКФ-26НМ
-
5
-
-
-
СКФ-26ВМ
-
2
10
-
5
-
СКФ-264НМ
-
50
-
70
45
-
ВИТУР ТМ
28
35
25
24
32
-
СЭВ
10
8
5
5
10
-
Фторированный полимер
-
-
-
-
-
75
Полиэфир
-
-
-
-
-
5
Неорганический наполнитель
-
-
-
-
3
20
Волластонит
-
-
-
1
-
-
Тетрафторэтилен
-
-
-
-
5
-
Таблица 2
Наименование свойств
Примеры по изобретению
Прототип
1
2
3
4
5
Прочность при растяжении, МПа
12
14
11,5
12
13,5
12
Относительное удлинение, %
400
480
380
370
450
200
Твердость по Шору А, усл. ед.
65
75
63
60
70
83-85
Время остаточного горения, сек
5
8
4
3
5
10-12
Морозостойкость, °С
-40
-50
-25
-30
-50
-20
Как следует из данных таблицы 2, заявляемая композиция по сравнению с прототипом имеет более высокую эластичность - относительное удлинение в 1,5-2 раза выше при том же уровне прочностных свойств, более высокую морозостойкость, более высокую огнестойкость - время остаточного горения в 2-3 раза меньше. Изделия из заявляемой композиции имеют высокие вибродемпфирующие свойства (tg δ=0,1-0,2) и хорошую перерабатываемость - показатель текучести расплава составляет 2,5-4,5 г/10 мин. Применение заявляемой композиции позволит повысить надежность и срок эксплуатации изделий и снизить трудоемкость изготовления изделий, уменьшить энергоемкость производства за счет отсутствия стадии вулканизации.