SU1085987A1

SU1085987A1 - Process for producing organomineral filler for polyvinyl chloride

Info

Publication number: SU1085987A1
Application number: SU813357926A
Authority: SU
Inventors: Валентин Васильевич Гузеев; Вячеслав Алексеевич Попов; Юлия Александровна Зверева; Александр Николаевич Гришин; Тамара Владимировна Палаева; Валерий Анатольевич Фомин; Светлана Николаевна Потепалова; Евгений Павлович Шварев; Анатолий Павлович Савельев; Борис Николаевич Груздев; Виктор Александрович Кабанов; Виталий Павлович Зубов
Original assignee: Предприятие П/Я М-5927
Priority date: 1981-12-01
Filing date: 1981-12-01
Publication date: 1984-04-15

Abstract

СПОСОБ ОРГАКОЬШНЕРА .ПЬНОГО НАПОЛНИТЕЛЯ ДЛЯ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА путем прививки на мииеральньш наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасыщенной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, отличающийс тем, что, с целью упрощени технологии процесса и повышени прочности наполненного поливинилхлорида, 100 мае.ч. минерального наполнител смешивают в водной или водно-органической фазе при 15-25 0 с 10-300 мае,ч винилхлорида и 0,5-15,0 мае.ч. ненаQ ;в сыщенной органической кислоты с последующим нагреванием полученной сме (Л си при 45-65&deg;С.METHOD OF ORGACKANTER. PUNCH FILLER FOR POLYVINYL CHLORIDE by means of grafting on the mineral filler containing functional groups of unsaturated organic acid in the presence of a radical polymerization initiator when heated, characterized in that, in order to simplify the process technology and increase the strength of the filled polyvinyl chloride, 100% polyvinyl chloride, 100% polymerized chloride. the mineral filler is mixed in the aqueous or aqueous-organic phase at 15-25 0 from 10-300 May, h of vinyl chloride and 0.5-15.0 wt.h. not Q; in a saturated organic acid, followed by heating the resulting mixture (L si at 45-65 ° C.

Description

f Изобретение относитс к химии и технологии полимеров, а именно к способу получени органоминерального наполнител дл поливинилхлори да, и может быть использовано дл производства высоконаполненных поли мерных материалов. Известен способ получени органо минерального наполнител дл поливи нилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасыщенной органической кислоты вЧфисутствии инициатора радикальной полиме зации при нагревании, в котором наполнитель пропитывают карбоксилсодержащим пероксидом С 1J. Недостаток этого способа заключаетс в сложности технологии процесса . Известен способ получени органо . нерального наполнител дл поливини хлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функцио нальные группы, ненасьщенной органи ческой кислоты в присутствии инициа тора радикальной полимеризации при нагревании, в котором мел обрабатывают в автоклаве или смесителе при 80-150 С акриловой кислотой и смешивают с поливинилхлоридом в присут ствии перекиси лауроила при.120ЗОО С . Недостатком указанного способа вл етс низкий предел прочности наполненного поливинилхлорида. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемым результатам вл етс способ получени органоминерального наполнител дл поливинилхлорида путем при вивки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасьнценной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, согла но которому мел добавл ют в концент рированную акриловую кислоту, нагре ют дисперсию Цчо кипени , ввод т ини циатор (персульфат аммони ) и выдерживают до гаолучени привитого сополимера, который содержит привиi тое покрытие из полиакриловой кисло ты, и смешивают с поливинилхлоридом 3. Недостатками данного способа вл ютс сложность технологии процесса 87 и низкие прочностные характеристики наполненного поливинилхлорида. Цель изобретени - упрощение технологии процесса и повышение предела .прочности наполненного поливинилхлорида . Поставленна цель достигаетс тем, что согласно способу получени органоминерального наполнител дл поливинилхлорида путем прививки на минеральный наполнитель, содержащий функциональные группы, ненасыщенной органической кислоты в присутствии инициатора радикальной полимеризации при нагревании, 100 мае.ч. минерального наполнител смешивают в водной или водно-органической фазе при 15-25°Сс 10-300 мае.ч. винилхлорида и 0,5-15,0 мае.ч. ненасыщенной органической кислоты с последующим нагреванием полученной смеси при 45-65 0. В качестве минерального наполнител используют мел, перлит или кальцит , в качестве ненасьщенных органических кислот - метакриловую, малеино вую , итаконоаую кислоты, инициаторами радикальной полимеризации могут служить перекись лауроила, перекись бенэоила, динитрил азоизомасл ной кислоты, персульфата, перэфира нтарной или глутаровой кислот. Получение органоминерального наполнител провод т в воде или водно-органической среде (ацетон, спирт. гексан), получаемый наполнитель смешивают на вальцах с ненаполненным поливинилхлоридом дл получени высоконаполненного полимера. Сочетание предварительной активации наполц тел ненасьщенной органической кислотой с последу ощей привитой полимеризацией винилхлорида дает возможность повышени прочностных характеристик наполненного ПВХ. Концентраци ненасьпценной органической кислоты имеет оптимальные значени 0,5-15,0 мас.% от наполнител , уменьшение концентрации- кислоты ниже 0,5% понижает прочностные свойства наполненного ПВХ, а у ;:личение ее выше 15% отрицатель.чо с;лч зываетс на перерабатываемости композиций . Проведение сополимеризации пртемпературе ниже 45с значите.аьио уменьшает скорость пол еризаа/АИ, а увеличение температурь выше существенно повьниает давление а рг акционной системе и усложн ет проведение процесса. Образование привитого сополимера доказьшаетс наличием нерастворимого полимера на поверхности частиц напол нител после 60 ч экстракции кип щим растворителем (дихлорэтан) в аппарат Сокслетта. Привитой сополимер идентифицирован методом ИК-спектроскопии и данными элементного анализа. Модифицированный по данному способу наполнитель содержит 20 мае.ч. полимерной рубашки, равномерно покрывающей поверхность частиц порошкообразного наполнител . Смешением такого наполнител с серийным суспензионным ПВХ можно получить широкий ассортимент высоконаполненньж ПВХ-композиций, содержащих от 30-35 до 100-150 мае.ч. наполнител на 100 мае.ч. ПВХ, име одну тех нологическую линию производства модифицированного наполнител . Указанные наполненные композиции обладают хорошей текучестью, перерабатываютс экструзией с высокой производительностью экструдера и дают материал с высоким значением прочностных характеристик . Пример 1. В реактор емкостью 20 л с мешалкой загружают 100 мае.ч. химически осажденного мела с удельной поверхностью (S) 3 , 400 мае,ч. воды и О,.ч. динитрила азоизомасл ной кислоты. Дисперсию вакуулэфуют и загружают реактор при 20с 30 мае.ч. винилхлорида и 2 мае.ч. акриловой кислоты (2% от количества наполнител ). Через 20 мин температуру в реакторе поднимают до 65°С и провод т полимеризацию при этой температуре, в течение 3 ч получают 120 мае.ч. органоминерального наполнител , содержащего 20 мае.ч. полимерного покрыти . Полученный наполнитель ввод т в состав стандартной композиции состава, мае.ч.: Кенаполненный поливинилхлорид 100,о Органоминеральный наполнитель100,О Трехосновной сульфат свинца1,5 Двухосновной стеарат свинца2,5 Стеарин0,5 Режим смешивани : 80с, 30 мин, режим вальцевани : 165°С, 5 мин. Прочностные свойства наполненного ВХ приведены в таблице. П.р и-м е р ы 2-25. Всеоперации провод т как в примере 1. Таким образом, изобретение позвол ет получать Органоминеральный наполнитель дл ПВХ простым и удобным способом и существенно повышать прочностные характеристики наполненного . ПВХ.f The invention relates to the chemistry and technology of polymers, namely to a method for producing an organic-mineral filler for polyvinyl chloride, and can be used for the production of highly filled polymer materials. A known method for the preparation of an organo-mineral filler for polyvinyl chloride by grafting a mineral filler containing functional groups of an unsaturated organic acid in the presence of a radical polymerization initiator by heating, in which the filler is impregnated with C 1J carboxyl peroxide. The disadvantage of this method is the complexity of the process technology. A known method for producing organo. neral polyvinyl chloride filler by grafting on a mineral filler containing functional groups of an unsaturated organic acid in the presence of a radical polymerization initiator by heating, in which the chalk is treated in an autoclave or mixer at 80-150 С with acrylic acid and mixed with polyvinyl chloride in the presence of lauroyl peroxide at 120 ° C. The disadvantage of this method is the low tensile strength of the filled polyvinyl chloride. The closest to the proposed technical essence and the achieved results is the method of obtaining organic-mineral filler for polyvinyl chloride by rolling on a mineral filler containing functional groups of non-saturated organic acid in the presence of a radical polymerization initiator with heating, according to which chalk is added to concentrated acrylic acid, the boiling zcho dispersion is heated, an initiator (ammonium persulphate) is introduced and the graft copolymer is kept until it is gaured, which contains a grafted polyacrylic acid coating and is mixed with polyvinyl chloride 3. The disadvantages of this method are the complexity of the process technology 87 and the low strength characteristics of filled polyvinyl chloride. The purpose of the invention is to simplify the process technology and increase the strength limit of the filled polyvinyl chloride. This goal is achieved by the fact that according to the method of obtaining an organic-mineral filler for polyvinyl chloride by grafting on a mineral filler, containing functional groups, an unsaturated organic acid in the presence of a radical polymerization initiator when heated, 100 wt. mineral filler is mixed in the aqueous or aqueous-organic phase at 15-25 ° C 10-300 wt.h. vinyl chloride and 0.5-15.0 ma.ch. unsaturated organic acid, followed by heating the mixture at 45-65 0. Chalk, perlite or calcite are used as mineral fillers, and methacrylic, maleic and itaconic acids as unsaturated organic acids, lauroyl peroxide, benzoyl peroxide can serve as radical polymerization initiators dinitrile of azoisobutyric acid, persulfate, pefir of succinic or glutaric acids. The preparation of the organic-mineral filler is carried out in water or in an aqueous-organic medium (acetone, alcohol. Hexane), the resulting filler is mixed on rollers with unfilled polyvinyl chloride to obtain a highly filled polymer. The combination of the pre-activation of the half-saturated organic acid with the subsequent graft polymerization of vinyl chloride makes it possible to increase the strength characteristics of PVC filled. The concentration of non-organic organic acid has an optimal value of 0.5-15.0 wt.% Of the filler, a decrease in the concentration of acid below 0.5% lowers the strength properties of the filled PVC, and y: its excess is above 15% negative. is based on the processability of the compositions. The copolymerization at temperature below 45c significantly reduces the rate of polymerization / AI, and the increase in temperature above significantly increases the pressure on the pressure system and complicates the process. The formation of a graft copolymer is proved by the presence of an insoluble polymer on the surface of the napolite particles after 60 hours of extraction with boiling solvent (dichloroethane) in a Soxlett apparatus. The graft copolymer is identified by IR spectroscopy and elemental analysis data. Modified by this method, the filler contains 20 wt.h. polymer shirt, uniformly covering the surface of the powder particles. By mixing such a filler with serial suspension PVC, it is possible to obtain a wide range of highly filled PVC compositions containing from 30-35 to 100-150 parts per hour. filler on 100 mach. PVC, having one technological line of production of modified filler. These filled compositions have good fluidity, are processed by extrusion with high productivity of the extruder and give a material with a high value of strength characteristics. Example 1. In the reactor with a capacity of 20 l with a stirrer load 100 wt.h. chemically precipitated chalk with a specific surface area (S) 3, 400 May, h. water and Oh, h. dinitrile azoisobulos acid; The dispersion is evacuated and the reactor is charged at 20 ° C to 30 mph. vinyl chloride and 2 ma.ch. acrylic acid (2% of the amount of filler). After 20 minutes, the temperature in the reactor was raised to 65 ° C and polymerization was carried out at this temperature, 120 wt.h is obtained within 3 hours. organic filler containing 20 may. polymer coating. The resulting filler is introduced into the standard composition of the composition, wt.h.: Polypropylene 100% polypropylene, organic organelle filler100, O Tribasic lead sulphate1.5 Dibasic lead stearate2.5 Stearin0.5 Mixing mode: 80s, 30 minutes, rolling mode: 165 ° C, 5 min. The strength properties of the filled VH are given in the table. PR and m e p s 2-25. All operations are carried out as in example 1. Thus, the invention makes it possible to obtain Organo-mineral filler for PVC in a simple and convenient way and significantly increase the strength characteristics of the filled one. PVC

400,0 0,5 (ДАЮ 0,5(ПСФК) 0,5(АЦК) 0,5(ДАЮ 0,5(ДАЮ400.0 0.5 (YES 0.5 (PSFK) 0.5 (ACC) 0.5 (YES 0.5 (YES

Сравнительный мел немодифицированньгйComparative chalk unmodified

Перлит немодифицир о в а н ныйNon-modified perlite

Кальцит немодифицированныйCalcite unmodified

25 1IBX ненаполненный25 1IBX unfilled

Продо,пжение таблицы Приме чани е.ДАК- динитрил азоиэомасл ной кислоты, ПСФК - персульфат аммони , АЦК -4-азобис-4-цианвалерианова кислота , ПК-перекись дикумила, ПЯК - перекись нтарной кислоты, ПЛ - перекись лауроила, МАК - метакрилова кислота, АК - акрилова кислота, МЛК - малеинова кислота, НТК - итаконова кислота.Sell, pzhenie table Prima Chaney e.DAK- dinitrile azoieomasl hydrochloric acid PSFK - ammonium persulfate, ACC -4-azobis-4-tsianvalerianova acid, PC-dicumyl peroxide, Pyak - succinic acid peroxide, PL - lauroyl peroxide, MAA - methacrylic acid, AK - acrylic acid, MLC - maleic acid, NTK - itaconic acid.

Claims

METHOD FOR PRODUCING AN ORGANOMINERAL FILLER FOR POLYVINYL CHLORIDE by grafting onto a mineral filler containing functional groups an unsaturated organic acid in the presence of a radical initiator during heating, characterized in that, in order to simplify the process technology and increase the strength of the filled polyvinyl chloride,

100 parts by weight mineral filler is mixed in the aqueous or aqueous-organic phase at 15-25 ° C with 10-300 parts by weight of vinyl chloride and 0.5-15.0 parts by weight unsaturated organic acid, followed by heating the resulting mixture at 45-65 ° C.

About QD JV about QD>

f