способ получения композиционного материала на основе полимерной смеси

Классы МПК:C08K3/32 фосфорсодержащие соединения
Автор(ы):, ,
Патентообладатель(и):Малое научно-исследовательское предприятие "Технология"
Приоритеты:
подача заявки:
1992-02-14
публикация патента:

Использование: в качестве конструкционного материала в технике и медицине. Сущность изобретения: в экструдер загружают 0,1 0,9 мас.ч. на 1 мас.ч. смеси ультрафосфата и органический полимер и смешивают при 180 300°С. Затем расплав подвергают экструдированию или прессуют. 1 табл.
Рисунок 1

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА НА ОСНОВЕ ПОЛИМЕРНОЙ СМЕСИ, включающий смешение органического и неорганического полимера и последующее формование изделия из смеси, отличающийся тем, что в качестве неорганического полимера используют ультрафосфаты в количестве 0,1 0,9 мас.ч. на 1 мас. ч. смеси, которую подвергают термообработке при 180 300oС с последующим ее экструдированием или прессованием.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области композитов и может быть использовано в качестве конструкционного материала в технике и медицине.

Известен способ получения композиционных материалов на основе смеси органических полимеров. Данные компози- ционные материалы обладают невысокими упругими характеристиками и горючестью [1]

Наиболее близким к заявляемому способу получения композиционных материалов является способ изготовления смесей, содержащих полимерное связующее и жесткий дисперсный наполнитель [2]

Использование для переработки таких смесей наиболее производительного экструзионного метода не позволяет получить высоконаполненные композиции из-за сильного увеличения вязкости перерабатываемой смеси при небольших степенях наполнения (вязкость >>105 П).

Технической задачей изобретения является получение смеси в любых соотношениях полимеров, что позволяет варьировать их упругие механические характеристики.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения композиционного материала на основе полимерной смеси, включающем смешение органического и неорганического полимера и последующее формование изделия из смеси, в качестве неорганического полимера используют ультрафосфаты в количестве 0,1-0,9 мас.ч. на 1 мас.ч. смеси, которую подвергают термообработке при 180-300оС с последующим ее экструдированием или прессованием.

Процесс смешения в экструдере проводят при температуре размягчения наиболее высокоплавкой компоненты при 180-300оС.

Выбранный диапазон температур объясняется тем, что при t<180С не происходит размягчения ультрафосфата, а при t>300оС наблюдается разложение органической компоненты. Далее смесь подвергают литью.

Смесь органических и неорганических полимеров может быть переработана и другим способом. А именно нанесением смеси порошкообразных компонентов на матрицу с последующим нагревом до температуры размягчения наиболее высокоплавкой компоненты и прессованием.

Преимуществом способа является лишь незначительное увеличение вязкости экструдируемой смеси при смешении органического и неорганического полимеров с близкими температурами размягчения, что позволяет получить их смеси в любом соотношении.

В данном способе могут быть применены в качестве исходных слагаемых органические полимеры полиэтилен высокой плотности, сверхвысокомолекулярный полиэтилен, полипропилен, которые обладают общим свойством (температура их переработки около 180-220оС), а также поликарбонат, полистирол, полиамид.

В качестве второй основной компоненты полимер-полимерной смеси в изобретении используются ультрафосфаты, обладающие следующими характеристиками:

низкой температурой размягчения 200-300оС;

высокой термостойкостью при температурах переработки. Начало потери веса при нагреве используемых ультрафосфатов более 650оС;

вязкостью, близкой к вязкости органического полимера (полиэтилена). Р= 21,6 кг.

Эти преимущества ультрафосфатов позволяют получать смесевые композиции при любых соотношениях ее составляющих с использованием высокотермостойкой и стабильной к окислению компонентой.

В качестве неорганических полимеров использованы оксидные и оксифторидные ультрафосфаты со следующими основными компонентами химического состава:

1) Р2О5В2О3Ме2О (Li2O K2O Na2O) MeO (MgO BaO ZnO CaO)

2) P2O5B2O3MeF (LiF NaF KF) MeF2 (MgF2 CaF2)

Ультафосфаты получают выпариванием соответствующих водных растворов неорганических оксидов при 150-350оС с последующей термообработкой при t способ получения композиционного материала на основе   полимерной смеси, патент № 2048488 800оС.

П р и м е р 1. В экструдер загружают 50 г порошкообразного ультрафосфата следующего химического состава, 70 Р2О5; 5 В2О3; 10 Li2O; 10 Na2O; 5 MgО. Температура стеклования ультрафосфата Тg=165оС. Добавляют 50 г гранулированного полиэтилена высокой плотности с температурой плавления Тпл.=132оС и смешивают при температуре t= 190оС. Массовое соотношение неорганической и органической компоненты 0,5:0,5. Затем расплав подвергают экстpудированию. Вязкость расплава составляет 550 П.

Композиционный материал можно получить прессованием: смесь порошкообразного ультрафосфата того же химического состава с температурой стеклования Тg= 165оС в количестве 50 г и гранулированного полиэтилена высокой плотности с температурой плавления Тпл. 132оС в количестве 50 г после тщательного перемешивания распределяют на матрице и затем нагревают до 190оС, после чего смесь прессуют.

П р и м е р 2. В экструдер загружают 25 г порошкообразного ультрафосфата следующего химического состава, 70 Р2О5; 5 В2О3; 10 Li2O; 10 NaF; 5 MgF2. Температура стеклования ультрафосфата Тg=176оС. Добавляют 75 г гранулированного сверхвысокомолекулярного полиэтилена с температурой плавления Тпл.= 136оС и перемешивают при t=210оС 5 мин. Массовое соотношение неорганического и органического полимеров 0,25:0,75. Затем расплав подвергают литью. Вязкость расплава составляет 450 П. Этот же композит можно получить прессованием, распределив предварительно смесь порошкообразного ультрафосфата того же химического состава и гранулированного сверхвысокомолекулярного полиэтилена в массовом соотношении неорганического и органического полимеров, равном 1:3, на матрице, которую затем нагревают до 210оС, после чего прессуют.

П р и м е р 3. В экструдер загружают 75 г порошкообразного ультрафосфата следующего химического состава, 70 Р2О5; 5 В2О3; 10 Li2O; 10 Na2О; 5 ВаО. Температура стеклования ультрафосфата Тg=170оС. Добавляют 25 г гранулированного полипропилена с температурой плавления Тпл.=180оС и перемешивают при t= 230оС 5 мин. Затем расплав подвергают литью. Вязкость расплава составляет 350 П.

Прессование композита такого же состава производят следующим образом: смесь порошкообразного ультрафосфата того же химического состава с температурой стеклования Тg=170оС и гранулированного полипропилена с температурой плавления Тпл.= 180оС в массовом соотношении 3:1 тщательно перемешивают и наносят на матрицу, которую нагревают до 230оС, после чего смесь прессуют.

Механические свойства композитов на основе смесей ультрафосфатов и органических полимеров приведены в таблице.

Класс C08K3/32 фосфорсодержащие соединения

композиция для получения гидрофобных огне- и водостойких пленок на основе поливинилового спирта (варианты) -  патент 2520489 (27.06.2014)
огнестойкий полимерный материал -  патент 2490287 (20.08.2013)
светопреобразующий биостимулирующий материал и композиция для его получения -  патент 2488621 (27.07.2013)
безгалогеновый антипирен -  патент 2487902 (20.07.2013)
полиуретановая композиция для покрытий пониженной горючести -  патент 2476470 (27.02.2013)
многослойный ползун и направляющая зубчатой рейки реечного рулевого механизма автомобиля, в котором он применяется -  патент 2476343 (27.02.2013)
полиэфиры, содержащие алюминий/щелочной металл или щелочь/титан, которые обладают лучшей способностью к повторному нагреву, лучшим цветом и прозрачностью -  патент 2434900 (27.11.2011)
огнезащитная химическая композиция -  патент 2428452 (10.09.2011)
газоплотная модифицированная перфторсульфокатионитовая мембрана и способ ее получения -  патент 2426750 (20.08.2011)
огнезащитная вспучивающая композиция -  патент 2425078 (27.07.2011)
Наверх