[1]Изобретение относится к способу получения жесткой поливинилхлоридной композиции с использованием в качестве органического наполнителя древесной муки для изготовления высоконаполненных древесно-полимерных материалов.
[2]Известен способ получения древесно-полимерной композиции на основе полипропилена, полиэтилена низкой и высокой плотностей, поливинилхлорида, полистирола и древесных частиц (Патент SU №1666306, кл. B27N 3/02, 1991).
[3]Недостатком композиций является ухудшение физико-механических свойств получаемых материалов при увеличении степени наполнения.
[4]Известен способ получения древесно-полимерной композиции на основе полужесткого ПВХ и древесной муки (до 57 мас. %) (Патент RU №2081135, кл. C08L 97/02, 1997).
[5]В термостате типа СНОЛ-1,5 либо в трибоактиваторе-сушилке при температуре 50-80°С предварительно осуществлялась сушка древесной муки до остаточной влажности 0.1-5 мас. %. Затем осуществлялось высокоскоростное смешение (трибоактивация) древесной муки с минеральным модификатором (кальцит, юарит, вермикулит или тальк) на специально сконструированном высокоскоростном трибоактиваторе. Далее древесную муку и остальные компоненты композиции смешивали в скоростном смесителе и из полученной смеси формовали экструдированные образцы.
[6]Недостатками данного способа являются сложность технологии трибоактивации древесной муки и необходимость применения нестандартного оборудования.
[7]Наиболее близким по технической сущности является способ изготовления древеснонаполненных ПВХ-композиций (Патент RU №2450037, кл. C08L 97/02 27/06, 2012). Степень наполнения древесной мукой равнялась 10-160 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ. В качестве связующего агента-модификатора использовался кремнезоль (золь оксида кремния), который вводили в количестве 2-4 мас. ч.
[8]Древесно-полимерную композицию на основе жесткого ПВХ готовили следующим образом: кремнезоль разбавлялись дистиллированной водой, далее полученным разбавленным раствором связующего агента-модификатора смачивали древесную муку, которую затем тщательно перемешивали в течение 5 минут механически. Полученную модифицированную древесную муку высушивали при температуре 102±3°С до постоянной массы. Высушенную модифицированную древесную муку в необходимом количестве 40 мас. ч. добавляли в ПВХ-композицию. Было выявлено улучшение основных свойств композиций.
[9]Главными недостатками введения в композицию модификаторов в жидком виде являются сложная технология разбавления связующего агента до нужной концентрации с последующим смешением этого раствора с древесной мукой, а также длительная и энергоемкая стадия сушки модифицированного наполнителя до абсолютно сухого состояния, что требует ввода в технологическую линию дополнительного нестандартного оборудования.
[10]Проведенный анализ техники и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволили установить, что не обнаружены аналоги, характеризующиеся признаками, тождественными всем существенным признакам заявляемого изобретения. Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «новизна».
[11]Задачей изобретения является получение древеснонаполненной жесткой ПВХ-композиции с содержанием древесной муки в количестве 50 мас. ч. с улучшенными технологическими и эксплуатационными характеристиками.
[12]Результат достигается тем, что способ получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого поливинилхлорида (ПВХ), включающий приготовление полимерной композиции на основе ПВХ, модификатора ударной прочности, термостабилизатора, связующего агента и введение модифицированной древесной муки, согласно изобретению отличается тем, что в древесную муку предварительно добавляют мезопористые силикаты типа МСМ-41 в сухом порошкообразном виде, при этом концентрация данных силикатов в древесной муке составляет 0,175-2 мас. ч., а степень наполнения древесно-полимерной композиции составляет 50 мас. ч. модифицированной древесной муки.
[13]Для получения древесно-полимерной композиции на основе жесткого ПВХ использовались компоненты, удовлетворяющие следующим требованиям:
[14]- Поливинилхлорид суспензионный марки С-7059-М (ГОСТ 14332-78);
[15]- Термостабилизатор двухосновный стеарат свинца (51% Pb), Тплавл=107°С
[16]- Стабилизатор-смазка стеарат кальция - однородный порошок белого цвета с насыпной плотностью 1035 кг/м3;
[17]- Модификатор ударной прочности FM-50 - акрилбутадиен-стирольный сополимер, представляет собой однородный порошок белого цвета с насыпной плотностью 510 кг/м3 и средним размером частиц 220 мкм;
[18]- Древесная мука марки 180 (ГОСТ 16361-87).
[19]В качестве связующего агента-модификатора использовали мезопористые силикаты типа МСМ-41 - мелкодисперсный порошок белого цвета, который характеризуется упорядоченной диаметром мезопор в интервале 2-50 нм и площадью поверхности более 1000 м2/г.
[20]Модификация древесной муки мезопористыми силикатами производилась с помощью приготовления премикса следующим образом: модификатор в необходимом для всей композиции количестве тщательно механически смешивали в лабораторном смесителе ЛДУ-3 МПР в течение 2-3 мин при 500 об./мин с небольшой частью древесной муки (10% от необходимого количества). Далее готовый премикс добавляли в оставшуюся часть древесной муки и также тщательно перемешивали. Модифицированную древесную муку добавляли в ПВХ-композицию. Для исследований свойств полученной древесно-полимерной композиции были изготовлены образцы в виде пленок. Пленочные образцы готовились методом термопластикации на лабораторных вальцах с фрикцией 1:1.25 при температуре валков 160-180°С в течение 5-6 мин. Вальцевание проводилось при толщине зазора между валками 15-20 мкм. Свойства полученных композиций представлены в таблице 1.
[21]
[22]
[23]При степени наполнения ПВХ-композиции модифицированной мезопористым силикатом МСМ-41 древесной мукой в количестве 50 мас.ч. удалось значительно снизить вязкость и существенно увеличить термостабильность и прочность на растяжение по сравнению с прототипом.
