Способ изготовления термопластичных вулканизатов - RU2006114387A

Реферат

1. Способ производства термопластичных вулканизатов, который включает в себя подготовку смеси полимерных материалов, включающих матрицу и компонент дисперсной фазы, и проведение динамической вулканизации компонента дисперсной фазы, причем упомянутая динамическая вулканизация содержит этапы прививки органического силана на упомянутый компонент дисперсной фазы, посредством чего производятся привитые цепи компонента дисперсной фазы, и сшивание упомянутых цепей компонента дисперсной фазы в присутствии сшивающего агента, содержащего кислоту, причем упомянутые прививка и сшивание осуществляются в расплавленном состоянии упомянутого компонента дисперсной фазы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что органическим силаном является алкоксисилан.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый сшивающий агент выбирается из группы, состоящей из неорганической кислоты, органической кислоты, ангидрида неорганической или органической кислоты и полифункционального соединения, имеющего кислотную функциональность, в сочетании с соединением амина.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что сшивающий агент выбирается из группы, состоящей из борной кислоты и адипиновой кислоты с амином.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что амином в композициях адипиновой кислоты и амина является триизопропаноламин или триэтаноламин.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что динамическая вулканизация осуществляется в периодическом режиме.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что динамическая вулканизация осуществляется в непрерывном режиме.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что матричным материалом является полукристаллический полимер.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что матричным материалом является аморфный полимер.

10. Способ по п.8, отличающийся тем, что полукристаллический полимер выбирается из группы, содержащей термопластичные полиэфиры, полиацетали, поливинилиденфторид (ПВДФ), поликарбонат, полистирол и сополимеры стирола, кристаллический полиэтилен, сополимеры этилена, гомополимер полипропилена, статистический сополимер пропилена и этилена, гетерофазный сополимер пропилена и этилена, полиамиды.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что матричный полимер в общей полимерной композиции составляет от 15 до 80 мас.%.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что компонент дисперсной фазы выбирается из группы, состоящей из полиэтилена, имеющего плотность в диапазоне 0,90-0,96 г/см³, сополимеров этилена и альфа-олефина, имеющих плотность в диапазоне 0,85-0,95 г/см³, сополимеров этилена с винилацетатом или винилакрилатом или другими полярными мономерами, хлорированного полиэтилена, блок-сополимеров стирола, натурального каучука, полибутадиена, нитрильного каучука, бутадиен-стирольного каучука, нитрильного каучука, хлоропреновых каучуков, бутилкаучука, гидрогенизированных каучуков, а также их смесей.

13. Способ по п.1, отличающийся тем, что компонент дисперсной фазы в общей полимерной композиции составляет 20-85 мас.%.

14. Способ по п.1, отличающийся тем, что сшивающий агент составляет от 0,05 до 5 частей на 100 частей общей полимерной композиции.

15. Способ по п.1, кроме того включающий в себя добавление к термопластичному вулканизату на любом удобном этапе его приготовления одного или нескольких дополнительных компонентов, выбираемых из группы, состоящей из антиоксидантов, пластификаторов, минеральных наполнителей и функциональных компонентов, и дополнительных полимерных компонентов, выбираемых из кристаллических или аморфных полимеров, эластомеров и привитых полимеров.

16. Способ по п.1, отличающийся тем, что матрица не является сшиваемой.

17. Способ по п.1, отличающийся тем, что компонент дисперсной фазы имеет температуру плавления ниже температуры плавления матрицы, и прививка осуществляется при температуре между температурой плавления матрицы и температурой плавления компонента дисперсной фазы.

18. Способ по п.1, отличающийся тем, что прививка осуществляется при температуре, при которой все полимерные компоненты находятся в расплаве.

19. Способ по п.1, кроме того включающий в себя удаление остатков летучих компонентов путем вентилирования или создания вакуума после окончания этапа прививки.

20. Способ по п.6, отличающийся тем, что прививка и сшивание осуществляются последовательно.

21. Способ по п.6, отличающийся тем, что прививка и сшивание осуществляются в разных зонах цилиндра экструдера.

22. Способ по п.6, содержащий этапы

a) смешивания компонента дисперсной фазы и по меньшей мере части матрицы с выбранным силаном, свободными радикалами, генераторами свободных радикалов и, по выбору, олово-органическими соединениями;

b) доведения смеси вышеупомянутых компонентов до температуры прививки.

c) осуществления прививки;

d) после прививки, подъема температуры смеси до, по меньшей мере, температуры плавления матрицы, сшивающего агента и антиоксиданта;

e) осуществления сшивания, посредством чего происходит инверсия фазы;

f) по выбору, удаления летучих компонентов из полученного продукта;

g) добавления требуемых дополнительных компонентов при перемешивании; и

h) выгрузки конечного продукта.

23. Способ по п.7, содержащий этапы

a) загрузки по меньшей мере части матрицы и всех остальных компонентов в загрузочный бункер экструдера;

b) загрузки силана и пероксида в зону загрузки экструдера при охлаждении упомянутой зоны;

c) нагрева зоны прививки экструдера до такой температуры, которая требуется для расплавления компонента дисперсной фазы без расплавления матрицы;

d) пластификации полученной смеси;

e) загрузки в зону дополнительного загрузчика экструдера добавок, необходимых для обеспечения сшивания, включая сшивающие агенты и антиоксиданты;

f) при необходимости, завершения загрузки матрицы;

g) перемешивания и пластификации смеси загруженных компонентов при нагреве;

h) удаления летучих компонентов;

i) по выбору, добавления экстендерного масла и перемешивания; и

k) экструдирования полученного продукта.

24. Термопластичные вулканизаты, приготовленные способом по любому одному из пп.1-23, содержащие матрицу и сшитую дисперсную фазу, которые термодинамически несовместимы, причем упомянутые вулканизаты имеют следующие свойства:

а) низкую жесткость;

b) высокую эластичность, измеренную по низкой твердости по Шору между 25А и 60D;

c) содержание дисперсной фазы не менее 50% по объему;

d) высокое содержание геля вулканизованного компонента дисперсной фазы, предпочтительно больше 95%;

e) высокую плотность поперечных связей вулканизованного компонента дисперсной фазы;

f) белый цвет;

g) не гигроскопичны;

h) отсутствие токсичных компонентов;

i) узкие зазоры (лигаменты) между частицами сшитой дисперсной фазы, обеспечивающие квазинепрерывность упомянутых частиц в матрице.

25. Термопластичные вулканизаты, приготовленные способом по любому из пп.1-23, содержащие матрицу и сшитую дисперсную фазу, которые термодинамически несовместимы, причем упомянутые вулканизаты имеют следующие свойства:

a) низкую или среднюю жесткость;

b) содержание дисперсной фазы не менее 50% по объему;

c) высокое содержание геля вулканизованного компонента дисперсной фазы, предпочтительно больше 95%;

d) высокую плотность поперечных связей вулканизованного компонента дисперсной фазы, превышающую 5·10^-5 моль/см³;

e) белый цвет;

f) не гигроскопичны;

g) отсутствие токсичных компонентов;

h) превосходную обрабатываемость способами, используемыми для обработки термопластов, включая экструзию, литье, термоформование, формование выдуванием, каландрование;

i) очень хорошую ударную вязкость при комнатной температуре и ниже 0°C; и

k) высокую упругость в расплаве и прочность в расплаве.

26. Термопластичные вулканизаты по пп.24 и 25, отличающиеся тем, что матрица состоит из полукристаллических полимеров или аморфных полимеров.

27. Термопластичные вулканизаты по пп.24 и 25, отличающиеся тем, что полукристаллические полимеры выбираются из группы, содержащей термопластичные полиэфиры, полиацетали, поливинилиденфторид (ПВДФ), поликарбонат, полистирол и сополимеры стирола, кристаллический полиэтилен, сополимеры этилена, гомополимер полипропилена, статистический сополимер пропилена и этилена, гетерофазный сополимер пропилена и этилена, полиамиды.

28. Термопластичные вулканизаты по пп.24 и 25, отличающиеся тем, что содержание матрицы составляет от 15 до 80 мас.% от общей массы вулканизата.

29. Термопластичные вулканизаты по пп.24 и 25, отличающиеся тем, что сшитая дисперсная фаза выбирается из группы, состоящей из полиэтилена, имеющего плотность в диапазоне 0,90-0,96 г/см³, сополимеров этилена и альфа-олефина, имеющих плотность в диапазоне 0,85-0,95 г/см³, сополимеров этилена с винилацетатом или винилакрилатом или другими полярными мономерами, хлорированного полиэтилена, блок-сополимеров стирола, натурального каучука, полибутадиена, нитрильного каучука, бутадиен-стирольного каучука, хлоропреновых каучуков, бутилкаучука, гидрогенизированных каучуков, а также их смесей.

30. Термопластичные вулканизаты по пп.24 и 25, отличающиеся тем, что содержание дисперсной фазы в общей массе вулканизата составляет 20-85 мас.%.

31. Продукты, изготовленные из термопластичных вулканизатов по любому из пп.24-30 путем известных способов обработки, включая экструзию, литье под давлением, термоформование, формование выдуванием и каландрование.

32. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутые прививка и сшивание не требуют добавления воды в упомянутую смесь поли мерных материалов.

33. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый компонент дисперсной фазы имеет содержание геля больше 95%.