RU2741907C2 - Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида - Google Patents
Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741907C2 RU2741907C2 RU2019106034A RU2019106034A RU2741907C2 RU 2741907 C2 RU2741907 C2 RU 2741907C2 RU 2019106034 A RU2019106034 A RU 2019106034A RU 2019106034 A RU2019106034 A RU 2019106034A RU 2741907 C2 RU2741907 C2 RU 2741907C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glass
- polyphenylene sulfide
- composition
- ethylene
- copolymer
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/02—Organic and inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/14—Glass
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L81/04—Polysulfides
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
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. Предложена полимерная композиция содержит полифениленсульфид, стекловолокно, технологическую смазку, термостабилизатор и сополимер этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов (мас.%): полифениленсульфид (34,00-72,80), стекловолокно (25,00-55,00), технологическая смазка (0,10-1,00), термостабилизатор (0,10-2,00) и сополимер этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты (2,00-8,00). Технический результат - повышение термостабильности расплава композиции, улучшении ударной вязкости при обеспечении высокого уровня термических, прочностных и эксплуатационных характеристик стеклонаполненных композиций на основе полифениленсульфида. 1 табл., 4 пр.
Description
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 композиция, содержащая 100 м.ч. полифениленсульфида, от 0 до 400 м.ч. неорганического наполнителя и от 0,5 до 50,0 м.ч. привитого сополимера α-олефина и глицидилового эфира α-, β-ненасыщенной карбоновой кислоты (Европейский патент №ЕР 0327300, кл. C08K 3/00; C08L 81/02; C08L 51/06, опубл. 09.08.1989 г.). В качестве привитого сополимера предпочтительно используется сополимер, содержащий от 70 до 99 мас.% этилена и от 1,0 до 30 мас.% глицидилового эфира метакриловой кислоты. Применение в данной композиции сополимера олефина существенно повышает ударную вязкость полимерного материала, но приводит к снижению жесткости, а также прочности при разрыве и изгибе, что представляет существенный недостаток этой композиции.
Известна композиция, содержащая на 100 м.ч. полифениленсульфида от 1 до 100 м.ч. полиолефинового эластомера и от 0,01 до 10,0 м.ч. амида карбоновой кислоты, содержащего от 0,01 до 5 мас.% антиоксиданта (Патент США №9074096, кл. C08L 81/04, C08K 5/20, C08L 81/02, C08L 23/02, заявл. 22.07.2012 г., опубл. 07.07.2015 г.). Композиция дополнительно может содержать от 1 до 400 м.ч. неорганического наполнителя на 100 м.ч. полифениленсульфида. Указанная композиция характеризуется хорошим балансом свойств: высокой термической, химической и гидролитической стойкостью, эластичностью, низким газовыделением, что позволяет ее использовать в самых различных областях.
Недостатком данной композиции является ее относительно невысокий уровень прочностных свойств: прочность при разрыве даже высоконаполненных композиций составляет 141-152 МПа.
Известна композиция, содержащая полифениленсульфид, от 10 до 35 мас.% эпокси-функционализированного модификатора ударной вязкости и от 0,5 до 2,0 мас.% полифункционального сшивающего агента, содержащего дикарбоновую кислоту (Патент США №9718225, кл. В32В 27/32, B27N 3/18, В29С 45/0005, заявл. 25.08.2014 г., опубл. 01.08.2017 г.). Композиция может дополнительно содержать от 0,1 до 30,0 мас.% другого полимера, в частности, силоксановый полимер, например, полидиметилсилоксан, или термопластичный эластомер, в том числе содержащий полиамидные и полиэфирные фрагменты. В качестве модификатора ударной вязкости предпочтительно используется сополимер этилена с глицидилметакрилатом, выпускаемый под маркой LOTADER® АХ8840. В качестве сшивающего агента для модификатора ударной вязкости предпочтительно используют терефталевую кислоту. В композиции могут быть использованы и волокнистые наполнители.
Данная композиция, ввиду большого содержания модификатора ударной вязкости (10-35,0 мас.%) характеризуется высокой эластичностью (удлинение при разрыве 9,3-33,6%) и ударопрочностью (ударная вязкость равна 6,5-38,7 кДж/м2), что предопределяет ее использование для изготовления гибких, эластичных изделий. Однако данная композиция имеет низкий уровень прочностных свойств (даже при введении наполнителей): прочность при разрыве составляет 51,1-55,6 МПа, а модуль упругости - 2200-2300 МПа, что является недостатком композиции, который не позволяет использовать ее для изготовления изделий конструкционного назначения.
Известна полимерная композиция, содержащая 35,0-67,0 мас.% полифениленсульфида, от 30,0 до 50,0 мас.% стекловолокна и от 3,0 до 15,0 мас.% сополимера этилена с метилакрилатом и глицидилметакрилатом (Патент РФ №2660874, кл. C08L 81/04, C08K 7/14, заявл. 10.08.2016 г., опубл. 10.07.2018 г.)
Данная композиция имеет высокий уровень прочностных характеристик, но характеризуется следующими недостатками: низкая термостабильность расплава композиции, составляющая не более 10 мин при 320°С, что значительно ограничивает технологические возможности переработки в изделия, а также утилизации отходов производства, и относительно невысокая ударная вязкость.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому эффекту является полимерная композиция, содержащая полифениленсульфид, стекловолокно, технологическую смазку, в качестве которой используется полидиметилсилоксан, и термостабилизирующие добавки, в качестве которых используют стерически затрудненный фенол или аминофенол и стерически затрудненный фосфит (Патент РФ №2635136, кл. C08L 81/04, C08K 13/02, C08K 5/134, C08K 5/20, заявл. 30.08.2016 г., опубл. 09.11.2017 г.).
Данная композиция имеет высокий уровень прочностных и электроизоляционных свойств, жесткости, ударопрочности, деформационной теплостойкости и уже применяется в изготовлении деталей конструкционного и электротехнического назначений. Термостабильность расплава данной композиции, составляющая 20 минут при 320°С, обеспечивает ее устойчивую переработку методом литья под давлением в стационарных условиях, но оказывается недостаточной в случаях изготовления деталей сложных геометрических форм, требующих более высоких температур переработки до 340-350°С (см. ФОРТРОН. Полифениленсульфид /ПФС/. Проспект - Франкфурт на Майне: Тикона ГмбХ, 2000. - 55 с.), а также при вынужденных остановках технологического процесса переработки (замена прессформы, устранение неполадок, технологический перерыв и т.д.) на 10 и более минут, что является недостатком данного технического решения.
Технической задачей изобретения является повышение термостабильности расплава стеклонаполненной композиции на основе полифениленсульфида при обеспечении высокого уровня термических, технологических, прочностных и эксплуатационных характеристик.
Техническое решение указанной задачи достигается за счет того, что в стеклонаполненной композиции на основе полифениленсульфида, содержащей полифениленсульфид, стекловолокно, технологическую смазку и термостабилизатор, композиция дополнительно содержит сополимер этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
полифениленсульфид | 34,00-72,80 |
стекловолокно | 25,00-55,00 |
технологическая смазка | 0,10-1,00 |
термостабилизатор | 0,10-2,00 |
сополимер этилена с глицидиловым эфиром | |
ненасыщенной дикарбоновой кислоты | 2,00-8,00 |
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 316°С, т.е. обеспечивающий устойчивую 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. Предпочтительно использовать дозирующееся рубленное стекловолокно.
В качестве технологической смазки можно использовать термически устойчивые при температурах переработки полифениленсульфида смазки различного химического строения, предпочтительно использовать полидиметилсилоксан или полидиметилсилоксановый каучук высоко- или сверхвысокомолекулярных марок, а также полиэтилен высокой плотности марки СНОЛЕН.
В качестве термостабилизаторов допускается использование широкого круга стабилизаторов, например, перечисленных в патенте США №9074096, но предпочтительно использовать термостабилизаторы, выбранные из группы стерически затрудненных фенолов или аминофенолов и стерически затрудненных фосфитов, в частности: бис(2,4-ди-трет-бутилфенил)пентаэритритол дифосфит, бис(2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенил)пентаэритритол дифосфит, трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит, N,N'-гексаметилен-бис[3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионамид)], эфир 3,5 -ди-трет-бутил-4-гидроксифенил кислоты и пентаэритрита. Термостабилизаторы можно применять как отдельно, так и в различных сочетаниях (смесях).
В качестве сополимера этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты можно использовать широкую номенклатуру олефиновых эластомеров, подробно описанных в патенте США №9074096, но предпочтительно использовать сополимер этилена с 6-10 мас.% глицидилметакрилата и/или сополимер этилена с 6-10 мас.% глицидилметакрилата и 24-28 мас.% метилакрилата.
Стеклонаполненная композиция также может дополнительно содержать красители, пигменты, технологические, антикоррозионные и др. добавки, не приводящие к ухудшению свойств стеклонаполненных полифениленсульфидов.
Совмещение компонентов композиции осуществляют экструзионным способом по общеизвестной технологии. При этом возможна как подача смеси всех компонентов в экструдер, так и раздельная подача компонентов. Предпочтительной является технология совмещения, при которой непосредственно в расплав полифениленсульфида, сополимера этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты, технологической смазки и термостабилизатора/термостабилизаторов подается рубленное стекловолокно или стеклоровинг.
Предлагаемое соотношение компонентов 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 1-4.
Расчетные количества порошкообразного полифениленсульфида, сополимера этилена с глицидилметакрилатом и/или сополимера этилена с метакрилатом и глицидилметакрилатом, технологической смазки и термостабилизатора/термостабилизаторов из дозаторов подают в двухшнековый экструдер и экструдируют при 300-325°С и скорости вращения шнеков 50-200 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.
Физико-механические и электрофизические свойства стеклонаполненных композиций определяли 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 80-110 МПа; давление формования 70-80 МПа; давление пластикации 5-15 МПа; температура прессформы (145±5)°С; время выдержки под давлением 15-20 с; время выдержки при охлаждении 20-25 с.
Прочность при разрыве определяли на многоцелевых образцах тип А1 по ГОСТ 33693-2015. Изгибающее напряжение при максимальной нагрузке определяли на образцах размером 4-10-80 мм по ГОСТ 4648-71, ударную вязкость по Шарпи без надреза - 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 штук образцов. Температуру изгиба под нагрузкой 1,8 МПа определяли по ГОСТ 12021-84 на образцах 4⋅10⋅120 мм. Удельное объемное электрическое сопротивление определяли на дисках диаметром 50 и толщиной 2 мм по ГОСТ 6433.2-71, электрическую прочность - на пластинах 60⋅60⋅1 мм по ГОСТ 6433.3-71. Термостабильность расплава композиций определяли по времени, в течение которого показатель текучести расплава (ПТР) изменялся не более чем на 15%. ПТР определяли по ГОСТ 11645-73 при нагрузке 5 кГ.
*- композиция по патенту РФ №2635136 (пример №5)
Как видно из данных таблицы 1, предлагаемое техническое решение позволяет получать стеклонаполненные композиции на основе полифениленсульфида, имеющие в 2,2-2,6 раза более высокую термостабильность расплава и до 20% повышенное значение ударной вязкости при сохранении высокого уровня прочностных, теплофизических и электроизоляционных свойств. Данные преимущества по сравнению с известными техническими решениями обеспечивают предлагаемой композиции:
- устойчивую переработку методом литья под давлением в широком температурном диапазоне без снижения уровня эксплуатационных характеристик изделий, в том числе сложных геометрических форм, и возможность многократной повторной переработки отходов основного производства (литники, бракованные детали);
- расширение областей применения, в частности, для изготовления деталей, воспринимающих в процессе эксплуатации ударные нагрузки: шестерни, кулачки различных механизмов, корпусные детали бензо- и электроинструмента и т.д.
Несмотря на известность применения сополимеров этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты для повышения эластичности, водостойкости и ударной вязкости композиций на основе полифениленсульфида, приведенных в вышеизложенных источниках, в предложенном техническом решении найдено новое сочетание компонентов и их количественное соотношение, которые обеспечили получение априори не ожидаемого технического эффекта, а именно - повышение термостабильности расплава стеклонаполненных полифениленсульфидов, что обеспечило получение композиций с характеристиками, превосходящими лучшие аналоги. К существенным преимуществам следует также отнести высокую теплостойкость полученных композиций, которая в известных полифениленсульфидных композициях заметно снижается при введении указанных сополимеров этилена.
Практическое применение получаемых в соответствии с предлагаемым техническим решением стеклонаполненных композиций на основе полифениленсульфида повысит эксплуатационную устойчивость изделий конструкционного, электротехнического и общего назначений.
Claims (2)
- Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида для получения изделий конструкционного, электротехнического и общего назначений, содержащая полифениленсульфид, стекловолокно, технологическую смазку и термостабилизатор, которая дополнительно содержит сополимер этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.%:
-
полифениленсульфид 34,00-72,80 стекловолокно 25,00-55,00 технологическая смазка 0,10-1,00 термостабилизатор 0,10-2,00 сополимер этилена с глицидиловым эфиром ненасыщенной дикарбоновой кислоты 2,00-8,00
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106034A RU2741907C2 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019106034A RU2741907C2 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019106034A RU2019106034A (ru) | 2020-09-04 |
RU2019106034A3 RU2019106034A3 (ru) | 2020-10-14 |
RU2741907C2 true RU2741907C2 (ru) | 2021-01-29 |
Family
ID=73039714
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019106034A RU2741907C2 (ru) | 2019-03-04 | 2019-03-04 | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2741907C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767551C1 (ru) * | 2021-04-01 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с аппретированными стекловолокнами и способ их получения |
RU2814521C1 (ru) * | 2023-06-23 | 2024-02-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХПРОМ-Нефтегазовые Системы" (ООО "ТЕХПРОМ-НГС") | Полимерная композиция на основе полифениленсульфида |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0327300B1 (en) * | 1988-02-03 | 1996-04-03 | Polyplastics Co. Ltd. | Polyarylene sulfide resin composition |
RU2635136C1 (ru) * | 2016-08-30 | 2017-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Терморан" (ООО "Терморан") | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида |
RU2660874C2 (ru) * | 2016-08-10 | 2018-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро электроаппаратуры" (ООО "КБЭА") | Полимерная композиция |
-
2019
- 2019-03-04 RU RU2019106034A patent/RU2741907C2/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0327300B1 (en) * | 1988-02-03 | 1996-04-03 | Polyplastics Co. Ltd. | Polyarylene sulfide resin composition |
RU2660874C2 (ru) * | 2016-08-10 | 2018-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "Конструкторское бюро электроаппаратуры" (ООО "КБЭА") | Полимерная композиция |
RU2635136C1 (ru) * | 2016-08-30 | 2017-11-09 | Общество с ограниченной ответственностью "Терморан" (ООО "Терморан") | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2767551C1 (ru) * | 2021-04-01 | 2022-03-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» (КБГУ) | Полифениленсульфидные композиционные материалы с аппретированными стекловолокнами и способ их получения |
RU2814521C1 (ru) * | 2023-06-23 | 2024-02-29 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХПРОМ-Нефтегазовые Системы" (ООО "ТЕХПРОМ-НГС") | Полимерная композиция на основе полифениленсульфида |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2019106034A3 (ru) | 2020-10-14 |
RU2019106034A (ru) | 2020-09-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2635136C1 (ru) | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида | |
CN109666291B (zh) | 一种高刚性低吸水尼龙6复合材料 | |
CN107722448B (zh) | 利用天然纤维的汽车内饰材料用复合组合物 | |
KR20000070578A (ko) | 레올로지가 개질된 열가소성 탄성중합체 조성물 및 그로부터제조된 물품 | |
US10294366B2 (en) | Crystalline polyamide resin composition | |
JP2017082028A (ja) | ガラス長繊維強化ポリアミド樹脂組成物ペレットおよびその製造方法並びに構造体 | |
US20160347940A1 (en) | POLYPROPYLENE RESIN COMPOSITION WITH HIGH transparency AND HEAT-RESISTANCE | |
RU2741907C2 (ru) | Стеклонаполненная композиция на основе полифениленсульфида | |
CN114044966B (zh) | 一种抗雾化聚丙烯组合物及其制备方法和应用 | |
JP2018154821A (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物 | |
JP7071842B2 (ja) | 有機繊維強化樹脂組成物及びその製造方法 | |
US20080161488A1 (en) | Polyoxymethylene blends | |
US20040116560A1 (en) | Impact modified thermoplastic olefin compositions | |
WO1997024399A1 (fr) | Moulages de polyolefines renforcees par de longues fibres de verre presentant une meilleure resistance aux intemperies, et compositions utilisees comme matieres premieres | |
RU2816096C1 (ru) | Полимерная композиция на основе полифениленсульфида | |
CN113956653A (zh) | 芳纶纤维增强聚酰胺复合材料及其制备方法 | |
RU2737262C2 (ru) | Термопластичная полиэфиримидная композиция с базальтовым волокном | |
RU2660874C2 (ru) | Полимерная композиция | |
JP2006028327A (ja) | 精密部品用成形材料 | |
JP5703995B2 (ja) | 熱可塑性エラストマー組成物 | |
JPH07100761B2 (ja) | ポリアリーレンチオエーテル組成物 | |
JP7064130B2 (ja) | 透明性に優れるオレフィン系の熱可塑性エラストマー | |
JPH09111061A (ja) | 熱可塑性樹脂組成物 | |
RU2814521C1 (ru) | Полимерная композиция на основе полифениленсульфида | |
JP2014162904A (ja) | ポリエステル系樹脂とガラス長繊維との組成物・成形体 |