RU2358994C1 - Method of producing granular plasticised polyvinyl chloride composition - Google Patents

Method of producing granular plasticised polyvinyl chloride composition Download PDF

Info

Publication number
RU2358994C1
RU2358994C1 RU2008100896/04A RU2008100896A RU2358994C1 RU 2358994 C1 RU2358994 C1 RU 2358994C1 RU 2008100896/04 A RU2008100896/04 A RU 2008100896/04A RU 2008100896 A RU2008100896 A RU 2008100896A RU 2358994 C1 RU2358994 C1 RU 2358994C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
polyvinyl chloride
composition
pvca
plasticized
pvc
Prior art date
Application number
RU2008100896/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Вениаминович Шебырев (RU)
Владимир Вениаминович Шебырев
Сергей Александрович Гуткович (RU)
Сергей Александрович Гуткович
Александр Алексеевич Миронов (RU)
Александр Алексеевич Миронов
Александр Николаевич Гришин (RU)
Александр Николаевич Гришин
Original Assignee
Закрытое акционерное общество "Биохимпласт"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Закрытое акционерное общество "Биохимпласт" filed Critical Закрытое акционерное общество "Биохимпласт"
Priority to RU2008100896/04A priority Critical patent/RU2358994C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2358994C1 publication Critical patent/RU2358994C1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: proposed is a method of producing polymers and materials based on polyvinyl chloride, used in different industries, where there is need for materials with low flammability and smoke emission, good chemical resistance, frost resistance and heat resistance. Granular plasticised polyvinyl chloride composition is produced through mixture with plasticisers, stabilisers, fillers and possibly other special additives of polyvinyl chloride with Fikentscher constant Cf=58÷76, obtained using suspension polymerisation method with 0.7÷0.9 monomer conversion, which is a white powder, consisting of porous opaque particles and characterised by specific surface area of Ss=1÷2 m²/g, and value of plasticiser mass absorption α=Cf-(38+46) g/100 PVC. The composition can also contain polyvinyl chloride suspension with Fikentscher constant Cf=35÷46.
EFFECT: obtaining granular plasticised composition with improved processing characteristics, increased harness and homogeneity.
2 cl, 3 tbl, 6 ex

Description

Изобретение относится к области технологии полимеров, а именно к способу получения пластифицированных поливинилхлоридных композиций различного назначения для мебельной, медицинской, обувной и кабельной промышленностей, в том числе для изготовления изоляций и оболочек кабелей и проводов, обладающих пониженными горючестью и дымовыделением, высокими морозостойкостью (до -65°С) и термостойкостью (до +105°С), отличающихся повышенной гомогенностью поверхности материала (низким количеством «рыбьих глаз»).The invention relates to the field of polymer technology, and in particular to a method for producing plasticized polyvinyl chloride compositions for various purposes for the furniture, medical, shoe and cable industries, including for the manufacture of insulation and cable sheaths and wires, which have low combustibility and smoke emission, high frost resistance (to - 65 ° C) and heat resistance (up to + 105 ° C), characterized by increased homogeneity of the material surface (low number of fish eyes).

Широкое использование пластикатов на основе суспензионного поливинилхлорида (ПВХС) объясняется их эксплуатационными свойствами, большим ассортиментом применяемых для изготовления изделий композиций, а также многообразием применяемых для переработки технологических процессов: экструзия, литье под давлением, каландрование и т.д. («ЭНЦИКЛОПЕДИЯ ПОЛИМЕРОВ», т.1, М.: Сов. Энциклопедия, 1972, с.444).The widespread use of plastic compounds based on suspension polyvinyl chloride (PVC) is explained by their operational properties, a wide range of compositions used for the manufacture of products, as well as the variety of technological processes used for processing: extrusion, injection molding, calendaring, etc. (“ENCYCLOPEDIA OF POLYMERS,” vol. 1, Moscow: Sov. Encyclopedia, 1972, p. 444).

Пластифицированные композиции получают путем смешения суспензионного ПВХ различной молекулярной массы с пластификаторами, стабилизаторами, а также другими технологическими добавками (смазками, антипиренами, наполнителями и др.) в двухстадийном смесителе с разогревом выше температуры стеклования ПВХС, равной 80°С (обычно до 110-130°С для полного поглощения пластификатора полимером), охлаждением полученной сухой сыпучей смеси ниже температуры стеклования ПВХС (обычно до 50-70°С) с последующим гранулированием ее в одношнековом или двухшнековом экструдере. В современных высокопроизводительных процессах производства пластифицированных ПВХ-материалов продолжительность стадии разогрева ПВХС и добавок с пластификатором (время поглощения пластификатора полимером) составляет 3-6 минут (А.Ф.Николаев. Синтетические полимеры и пластические массы на их основе. М.: Химия, 1964, с.212-215, 220-227).Plasticized compositions are obtained by mixing suspension PVC of various molecular weights with plasticizers, stabilizers, as well as other processing aids (lubricants, flame retardants, fillers, etc.) in a two-stage mixer with heating above the glass transition temperature of PVCS equal to 80 ° C (usually up to 110-130 ° C for complete absorption of the plasticizer by the polymer), by cooling the resulting dry bulk mixture below the glass transition temperature of PVC (usually to 50-70 ° C), followed by granulating it in single screw or twin screws Ohm extruder. In modern high-performance processes for the production of plasticized PVC materials, the duration of the heating stage of PVCS and additives with a plasticizer (plasticizer absorption time by polymer) is 3-6 minutes (AF Nikolayev. Synthetic polymers and plastics based on them. M: Chemistry, 1964 , pp. 212-215, 220-227).

ПВХС для изготовления пластифицированных композиций получают в реакторах - автоклавах периодического действия с теплоотводящей рубашкой. Винилхлорид с растворенным в нем инициатором перемешивают в водной среде, содержащей высокомолекулярный стабилизатор эмульсии, с последующим разогревом смеси до определенной температуры в зависимости от требуемой молекулярной массы ПВХС. По окончании процесса при конверсии винилхлорида р=0,7-0,9 незаполимеризовавшийся мономер - винилхлорид удаляют, поливинилхлорид выделяют из суспензии на центрифуге, осадок сушат горячим воздухом до остаточной влажности 0,3-0,5%, порошок просеивают и расфасовывают. Окончание процесса полимеризации винилхлорида при конверсии мономера менее р<0,7 приводит к снижению производительности реактора, а следовательно, и удорожанию ПВХС. При конверсии более р>0,9 получаются стекловидные частицы ПВХС с низкой пористостью, плохо поглощающие пластификатор (см. там же А.Ф.Николаев, с.228-232).PVCs for the manufacture of plasticized compositions are obtained in reactors - batch autoclaves with a heat sink. Vinyl chloride with the initiator dissolved in it is mixed in an aqueous medium containing a high molecular weight emulsion stabilizer, followed by heating the mixture to a certain temperature depending on the desired molecular weight of the PVCA. At the end of the process, with the conversion of vinyl chloride p = 0.7-0.9, the non-polymerized monomer - vinyl chloride is removed, the polyvinyl chloride is isolated from the suspension in a centrifuge, the precipitate is dried with hot air to a residual moisture content of 0.3-0.5%, the powder is sieved and packaged. The end of the process of polymerization of vinyl chloride with a monomer conversion of less than p <0.7 leads to a decrease in reactor productivity and, consequently, an increase in the cost of PVCs. With a conversion of more than p> 0.9, glassy PVCS particles with low porosity are obtained, poorly absorbing the plasticizer (see A.F. Nikolayev, pp. 228-232).

Основными свойствами ПВХС, определяющими качество пластифицированной композиции и технологичность при переработке, являются:The main properties of PVCs, determining the quality of the plasticized composition and manufacturability during processing, are:

- «масса поглощения пластификатора» - характеризует способность ПВХС поглощать пластификатор при переработке его в пластифицированные изделия;- "plasticizer absorption mass" - characterizes the ability of PVC to absorb plasticizer when it is processed into plasticized products;

- «насыпная плотность» - определяет коэффициент заполнения шнека экструзионных машин и их производительность;- "bulk density" - determines the fill factor of the screw of the extrusion machines and their productivity;

- «удельная поверхность» - характеризует срощенность микроглобул в зерне и прочность частиц ПВХС;- "specific surface" - characterizes the coherence of microglobules in the grain and the strength of the particles of PVC;

- «морфологическая однородность порошка ПВХС» - оценивается его гомогенностью - количеством прозрачных точек, так называемых «рыбьих глаз», в пластифицированной пленке ПВХС (см. там же А.Ф.Николаев, с.248-267).- “morphological homogeneity of PVCA powder” - is assessed by its homogeneity - the number of transparent points, the so-called “fish eyes”, in the plasticized PVCA film (see ibid. A.F. Nikolayev, p.248-267).

В настоящее время при производстве пластифицированных композиций используются различные марки суспензионного ПВХ с величиной Кф=58÷110. Пластифицированные композиции на основе ПВХС с Кф менее 58 имеют низкие физико-механические характеристики, что существенно ограничивает их применение для изготовления изделий различного назначения.Currently, in the production of plasticized compositions, various grades of suspension PVC are used with a value of K f = 58 ÷ 110. Plasticized PVC-based compositions with K f less than 58 have low physical and mechanical characteristics, which significantly limits their use for the manufacture of products for various purposes.

Основными параметрами, влияющими на процесс поглощения пластификатора, являются пористость и удельная поверхность зерна ПВХС. Серийно выпускаемый ПВХС (ε=0,20-0,25 см3/г, Sуд=0,5-1 м2/г) отличается неоднородностью и содержит как пористые (непрозрачные), так и непористые (стекловидные) частицы, поглощающие пластификатор с разной скоростью, что приводит к возникновению «рыбьих глаз» как при переработке экструзией, так и при получении различных пленок каландрованием. Пористость определяет способность полимера поглощать пластификатор и связана с показателем "масса поглощения пластификатора" зависимостью (В.М.Ульянов, Э.П.Рыбкин, А.Д.Гуткович, Г.А.Пишин. Поливинилхлорид. М.: Химия, 1992, с.53)The main parameters affecting the process of plasticizer absorption are porosity and specific surface area of PVCA grain. Commercially available PVCs (ε = 0.20-0.25 cm 3 / g, S beats = 0.5-1 m 2 / g) are heterogeneous and contain both porous (opaque) and non-porous (glassy) particles that absorb plasticizer with different speeds, which leads to the appearance of "fish eyes" both during extrusion processing and upon receipt of various films by calendering. Porosity determines the ability of a polymer to absorb plasticizer and is related to the indicator "plasticizer absorption mass" by the dependence (V. M. Ulyanov, E. P. Rybkin, A. D. Gutkovich, G. A. Pishin. Polyvinyl chloride. M .: Chemistry, 1992, p.53)

ε=α/(70+α),ε = α / (70 + α),

где ε - пористость ПВХС,where ε is the porosity of PVCA,

α - масса поглощения пластификатора, г/100 г ПВХС.α is the mass of absorption of the plasticizer, g / 100 g of PVC.

Известно большое количество патентов получения ПВХС, использующегося в промышленности, а также рецептурные приемы, позволяющие получать высокопористые полимеры для уменьшения количества «рыбьих глаз».There are a large number of patents for the production of PVCs used in industry, as well as prescription techniques for producing highly porous polymers to reduce the number of fish eyes.

Например, в патенте США №5155189, C08F 2/20, опубл. 13.10.92, описывается ПВХС с Кф=69 пористостью 0,342 см3/г и временем поглощения пластификатора 297 с, полученный полимеризацией в присутствии диспергаторов (первого и второго); второй диспергатор является производным эфиров акриловой и/или метакриловой кислот и содержащим концевые функциональные группы (карбоксильные, гидроксильные, ангидридные, алкидные, аминные, изоцианатные); первый диспергатор является гидролизованным поливиниловым спиртом, желатином, целлюлозой, эфиром целлюлозы. Полученный полимер характеризуется низким показателем по количеству «рыбьих глаз». Недостатком данного полимера является низкие насыпная плотность и конверсия мономера при получении (р=0,5-0,8), что делает его применение дорогостоящим и нетехнологичным.For example, in US patent No. 5155189, C08F 2/20, publ. 13.10.92, PVCA is described with K f = 69 with a porosity of 0.342 cm 3 / g and a plasticizer absorption time of 297 s, obtained by polymerization in the presence of dispersants (first and second); the second dispersant is a derivative of esters of acrylic and / or methacrylic acids and containing terminal functional groups (carboxyl, hydroxyl, anhydride, alkyd, amine, isocyanate); the first dispersant is hydrolyzed polyvinyl alcohol, gelatin, cellulose, cellulose ether. The resulting polymer is characterized by a low rate of the number of fish eyes. The disadvantage of this polymer is the low bulk density and conversion of the monomer upon receipt (p = 0.5-0.8), which makes its use expensive and low-tech.

В другом патенте (Патент США №5342906, C08F 2/20, опубл. 30.08.94) получают ПВХС с Кф=67 насыпной плотностью 0,56 г/см3, пористостью 24,5% суспензионной полимеризацией винилхлорида в водной среде, в присутствии диспергирующего агента (поливинилового спирта) и инициатора, растворимого в мономере; при интенсивном перемешивании и нагревании. Полученный материал обладает повышенной гомогенностью поверхности (1 «рыбий глаз» на 100 см2 пленки), однако конверсия мономера при получении составляет 0,6-0,7, что делает его использование достаточно дорогим.In another patent (US Patent No. 5,342,906, C08F 2/20, publ. 30.08.94), PVCs are obtained with K f = 67 with a bulk density of 0.56 g / cm 3 , porosity of 24.5% by suspension polymerization of vinyl chloride in an aqueous medium, in the presence of a dispersing agent (polyvinyl alcohol) and an initiator soluble in the monomer; with vigorous stirring and heating. The resulting material has an increased surface homogeneity (1 fisheye per 100 cm 2 film), but the conversion of the monomer upon receipt is 0.6-0.7, which makes its use quite expensive.

Известны патенты, в которых используется ПВХС с высокой константой Фикентчера Кф. Так, ПВХС с константой Фикентчера 80-110 с насыпной плотностью 0,2-0,35 г/см3 (патент РФ №2085563, C08L 27/06, опубл. 27.07.97) используется в полимерных композициях из ПВХС в качестве модификатора для улучшения физико-механических показателей изделий. Недостатком данного ПВХС является низкая насыпная плотность и, соответственно, плохая сыпучесть, что делает его пригодным только в качестве модификатора.Known patents that use PVCA with a high Fikentcher constant K f . So, PVCA with a Fikentcher constant 80-110 with a bulk density of 0.2-0.35 g / cm 3 (RF patent No. 2085563, C08L 27/06, publ. 07.27.97) is used in polymer compositions from PVCA as a modifier for improving the physical and mechanical properties of products. The disadvantage of this PVCA is the low bulk density and, accordingly, poor flowability, which makes it suitable only as a modifier.

В патенте РФ №2249020, C08L 27/06, опубл. 27.03.05, авторы используют ПВХС с Кф=80-110 и насыпной плотностью 0,20-0,55 г/см3 в полимерной композиции для получения мипластового сепаратора. ПВХС используется в качестве добавки к эмульсионному ПВХ, в количестве 5-15 мас.%, с целью повышения объемной пористости сепаратора, снижения электрического сопротивления при сохранении прочности на разрыв и увеличения производительности ленточной машины спекания. ПВХС с Кф=80÷110 получают суспензионной полимеризацией винилхлорида в реакторе объемом V=17 м3. В реактор с импеллерной мешалкой и теплопередающей рубашкой загружают 8700 кг обессоленной воды, стабилизатор дисперсии (метилгидроксипропилцеллюлозу или поливиниловый спирт), инициатор - дицетилпероксидикарбонат, щелочной агент (гидроокись натрия или гидрокарбонат натрия) - 0,025÷0,06 мас.% к воде и 5400 кг винилхлорида. В рубашку реактора подают теплоноситель (вода). Процесс проводят при температуре 32÷43°С в течение 6-12 часов. Непрореагировавший винилхлорид удаляют из реактора, полимер фильтруют и сушат. Получают мелкодисперсный полимер КФ=80÷110 и насыпной плотностью 0,20÷0,55 г/см3, определяемой по ГОСТ 11035.1-93. В полимере с указанным диапазоном насыпной плотности 0,2-0,55 г/см2 возможно присутствие как пористых, так и непористых частиц ПВХС, что, как показано выше, влияет на переработку полимера в изделия.In the patent of the Russian Federation No. 2249020, C08L 27/06, publ. 03/27/05, the authors use PVCA with K f = 80-110 and a bulk density of 0.20-0.55 g / cm 3 in the polymer composition to obtain a miplastic separator. PVCA is used as an additive to emulsion PVC, in an amount of 5-15 wt.%, In order to increase the volumetric porosity of the separator, reduce electrical resistance while maintaining tensile strength and increase the performance of the tape sintering machine. PVCA with K f = 80 ÷ 110 receive suspension polymerization of vinyl chloride in a reactor with a volume of V = 17 m 3 . 8700 kg of demineralized water, a dispersion stabilizer (methylhydroxypropyl cellulose or polyvinyl alcohol), the initiator is dicetyl peroxydicarbonate, an alkaline agent (sodium hydroxide or sodium bicarbonate) are charged into the reactor with an impeller mixer and a heat transfer jacket, 0.025 ÷ 0.06 wt.% To water and 5400 kg vinyl chloride. The coolant (water) is supplied to the reactor jacket. The process is carried out at a temperature of 32 ÷ 43 ° C for 6-12 hours. Unreacted vinyl chloride is removed from the reactor, the polymer is filtered and dried. A finely dispersed polymer K Ф = 80 ÷ 110 and a bulk density of 0.20 ÷ 0.55 g / cm 3 determined according to GOST 11035.1-93 are obtained. In a polymer with a specified range of bulk density of 0.2-0.55 g / cm 2 the presence of both porous and non-porous particles of PVCA is possible, which, as shown above, affects the processing of the polymer into products.

Однако одного значения пористости недостаточно для характеристики внутренней структуры частиц ПВХС, так как пористость характеризует лишь объем пустот в частице полимера. Другой важной характеристикой пористой структуры частиц ПВХС является удельная поверхность. При переработке в пластифицированные изделия развитая удельная поверхность позволяет быстро и равномерно поглощать пластификатор.However, a single value of porosity is not enough to characterize the internal structure of PVCA particles, since porosity characterizes only the volume of voids in the polymer particle. Another important characteristic of the porous structure of PVCA particles is the specific surface area. When processed into plasticized products, the developed specific surface allows the plasticizer to be quickly and evenly absorbed.

Величину удельной поверхности полимера определяют методом термической десорбции аргона (Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники, 2-е изд., перераб. и доп. М.: Химия, 1984, с.47).The value of the specific surface of the polymer is determined by the method of thermal desorption of argon (Keltsev N.V. Fundamentals of adsorption technology, 2nd ed., Revised and additional M .: Chemistry, 1984, p. 47).

В патенте РФ №2275383, C08F 14/00, опубл. 27.04.2006, бюл. №12, авторы предлагают ПВХС, характеризуемый значениями пористости 0,27-0,42 см3/г и удельной поверхности 1,0-4,0 м2/г, обладающий высокой морфологической однородностью (отсутствием стеклообразных непористых частиц) и хорошей сыпучестью. ПВХС получают в реакторе объемом 17 м3 с перемешивающим устройством и теплопередающей рубашкой. В реактор загружают 8700 кг водной фазы, 5400 кг винилхлорида и 0,2 мас.% (к винилхлориду) дицетилпероксидикарбоната в качестве перекисного инициатора. Водная фаза содержит 0,05 мас.% (к воде) поливиниловых спиртов в качестве стабилизатора дисперсии, 0,015 мас.% (к воде) кислого углекислого натрия в качестве регулятора рН и 0,01 мас.% (к воде) 4-метил-2,6-дитретичныйбутилфенола в качестве антиоксиданта. В рубашку реактора подают теплоноситель (вода) с температурой 80°С и разогревают содержимое реактора до температуры полимеризации 40°С. Процесс полимеризации проводят при температуре полимеризации 40°С и заканчивают при падении давления в реакторе на 1,5 ати от режимного. Время процесса полимеризации 8 часов. Число оборотов мешалки в течение всего процесса полимеризации n=3 с-1. Мешалка импеллерная, диаметр мешалки d=0,9 м. При получении данного полимера конверсия мономера составляет р=0,5-0,7, что наряду с высоким значением удельной поверхности и пористости приводит к уменьшению величины насыпной плотности материала, снижая тем самым технологичность полимера при переработке.In the patent of the Russian Federation No. 2275383, C08F 14/00, publ. 04/27/2006, bull. No. 12, the authors propose PVCs characterized by porosity values of 0.27-0.42 cm 3 / g and a specific surface area of 1.0-4.0 m 2 / g, which has high morphological homogeneity (the absence of glassy non-porous particles) and good flowability. PVCA is obtained in a reactor with a volume of 17 m 3 with a mixing device and a heat transfer jacket. 8700 kg of the aqueous phase, 5400 kg of vinyl chloride and 0.2 wt.% (To vinyl chloride) of dicetyl peroxydicarbonate are charged as a peroxide initiator. The aqueous phase contains 0.05 wt.% (To water) polyvinyl alcohols as a dispersion stabilizer, 0.015 wt.% (To water) sodium hydrogen carbonate as a pH regulator and 0.01 wt.% (To water) 4-methyl- 2,6-ditretic butylphenol as an antioxidant. A coolant (water) with a temperature of 80 ° C is supplied to the reactor jacket and the contents of the reactor are heated to a polymerization temperature of 40 ° C. The polymerization process is carried out at a polymerization temperature of 40 ° C and is completed when the pressure in the reactor drops by 1.5 ati from the regime. The polymerization process takes 8 hours. The number of revolutions of the mixer during the entire polymerization process n = 3 s -1 . The impeller mixer, the diameter of the mixer d = 0.9 m. Upon receipt of this polymer, the monomer conversion is p = 0.5-0.7, which, along with a high specific surface area and porosity, leads to a decrease in the bulk density of the material, thereby reducing processability polymer during processing.

К недостаткам ПВХС с Кф=77-110 также следует отнести:The disadvantages of PVC with K f = 77-110 should also include:

1. При переработке композиций на основе ПВХС с Кф=77-110 требуются высокие температуры, что на существующем оборудовании представляет значительную сложность.1. When processing compositions based on PVC with K f = 77-110, high temperatures are required, which on existing equipment is of considerable complexity.

2. Для получения ПВХС с константой Кф более 89 требуются специальные дорогостоящие низкотемпературные инициаторы полимеризации и (или) бифункциональные сомономеры, что приводит к резкому удорожанию ПВХС.2. To obtain PVCA with a constant K f of more than 89, special expensive low-temperature polymerization initiators and (or) bifunctional comonomers are required, which leads to a sharp rise in the price of PVCS.

Вследствие этих двух факторов ПВХС с величиной Кф=77-110 обычно используется в промышленности лишь как функциональная добавка к основному ПВХС с константой Кф=58-76.Due to these two factors, PVCA with a value of K f = 77-110 is usually used in industry only as a functional additive to the main PVCA with a constant K f = 58-76.

Наиболее близким по технической сущности изобретения является ПВХС с Кф=71, хорошо поглощающий пластификатор вследствие высокой пористости (Патент США №5286796, C08F, опубл. 15.02.94). Полимер получают водно-суспензионной полимеризацией винилхлорида с использованием (а) поливинилацетата со степенью омыления от 75 до 99% и средней степенью полимеризации 1500-2700 и (или) (б) гидроксипропилметилцеллюлозы со степенью замещения метильными группами 26-30% и гидроксипропильными группами - 4-15% с вязкостью 2%-ного водного раствора при 20°С в пределах от 5 до 4000 сП, а также (в) от 0,002 до 0,2 мас.ч. (на 100 мас.ч. винилхлорида) нерастворимого в воде поливинилацетата со степенью омыления 20-60% и степенью полимеризации от 2000-30000. Полимеризацию ведут при температуре 51°С и перемешивании и завершают при падении давления в реакторе до 5,0 ати. Затем остаточный винилхлорид отдувают, полимер обезвоживают и сушат. Получают ПВХС с константой Кф=71, насыпной плотностью 0,50-0,52 г/см3, массой поглощения пластификатора 34-36%. Данный полимер отличается высокой пористостью и удельной поверхностью, что при высокоскоростном процессе смешения ПВХС с пластификатором и добавками приводит к плохой сыпучести композиции и получению повышенного содержания «рыбьих глаз» в пленке вследствие неравномерного поглощения пластификатора частицами ПВХС.The closest in technical essence of the invention is PVCA with K f = 71, a well-absorbing plasticizer due to its high porosity (US Patent No. 5286796, C08F, publ. 15.02.94). The polymer is obtained by water-suspension polymerization of vinyl chloride using (a) polyvinyl acetate with a saponification degree of 75 to 99% and an average degree of polymerization of 1500-2700 and (or) (b) hydroxypropyl methylcellulose with a degree of substitution by methyl groups of 26-30% and hydroxypropyl groups of 4 -15% with a viscosity of 2% aqueous solution at 20 ° C in the range from 5 to 4000 cP, as well as (c) from 0.002 to 0.2 wt.h. (per 100 parts by weight of vinyl chloride) of water-insoluble polyvinyl acetate with a degree of saponification of 20-60% and a degree of polymerization from 2000-30000. The polymerization is carried out at a temperature of 51 ° C and stirring and complete when the pressure in the reactor drops to 5.0 ati. The residual vinyl chloride is then blown off, the polymer is dried and dried. Get PVCA with a constant K f = 71, bulk density 0.50-0.52 g / cm 3 , the mass of absorption of the plasticizer 34-36%. This polymer is notable for its high porosity and specific surface area, which during the high-speed process of mixing PVCA with plasticizer and additives leads to poor flowability of the composition and to obtain an increased content of fish eyes in the film due to the uneven absorption of the plasticizer by PVCA particles.

При значении величины удельной поверхности Sуд=1÷2 м2/г получаемый ПВХС является морфологически однородным и технологичным, однако, как видно из приведенных выше патентов, не установлено оптимальных значений пористости для обеспечения высокого уровня гомогенности поверхности ПВХ-материала в зависимости от молекулярной массы используемого ПВХС, что приводит к необоснованному увеличению пористости ПВХС, приводящему к увеличению цены и снижению технологичности полимера.When the value of the specific surface area S beats = 1 ÷ 2 m 2 / g, the resulting PVCA is morphologically homogeneous and technological, however, as can be seen from the above patents, the optimal porosity values are not established to ensure a high level of homogeneity of the surface of the PVC material depending on the molecular the mass of PVCA used, which leads to an unreasonable increase in the porosity of PVCA, leading to an increase in prices and a decrease in the processability of the polymer.

Авторами предлагаемого изобретения определено для ПВХС соотношение оптимальных значений пористости и величины константы Фикентчера Кф как Кф-(38÷46), обеспечивающее высокий уровень гомогенности поверхности ПВХ-материала.The authors of the present invention determined for PVCs the ratio of the optimal values of porosity and the value of the Fikentcher constant K f as K f - (38 ÷ 46), providing a high level of homogeneity of the surface of the PVC material.

При величине массы поглощения пластификатора менее Кф-46 пластификатор не успевает полностью поглотиться полимером при смешении, что приводит к появлению неоднородностей и дефектам при переработке в пластифицированные изделия.When the plasticizer absorption mass is less than K f -46, the plasticizer does not have time to completely absorb the polymer when mixed, which leads to the appearance of inhomogeneities and defects during processing into plasticized products.

При величине массы поглощения пластификатора более Кф-38 ПВХС в смеси с пластификаторами и добавками обладает невысокой насыпной плотностью, плохой сыпучестью и становится нетехнологичен. Кроме того, при очень высокой пористости возникают трудности с равномерным распределением пластификатора в полимере, так как основная часть полимера может поглотить весь введенный в композицию пластификатор, тогда как некоторые частицы полимера останутся без пластификатора.With a plasticizer absorption mass greater than K f -38, PVCS in a mixture with plasticizers and additives has a low bulk density, poor flowability and becomes non-technological. In addition, with a very high porosity, difficulties arise in the uniform distribution of the plasticizer in the polymer, since the bulk of the polymer can absorb all the plasticizer introduced into the composition, while some polymer particles will remain without the plasticizer.

При удельной поверхности менее 1,0 м2/г полимер морфологически неоднороден, недостаточно быстро поглощает пластификатор, что приводит к дефектам при переработке в пластифицированные изделия, а при величине удельной поверхности более 2,0 м2/г полимер обладает невысокой насыпной плотностью, плохой сыпучестью и становится нетехнологичным.With a specific surface area of less than 1.0 m 2 / g, the polymer is morphologically heterogeneous, does not absorb plasticizer fast enough, which leads to defects during processing into plasticized products, and with a specific surface area of more than 2.0 m 2 / g, the polymer has a low bulk density, poor flowability and becomes non-technological.

Технической задачей изобретения является повышение уровня гомогенности поверхности ПВХ-композиции, а также повышение технологичности наряду с улучшением твердости пластифицированной ПВХ-композиции.An object of the invention is to increase the level of homogeneity of the surface of the PVC composition, as well as improving manufacturability along with improving the hardness of plasticized PVC composition.

Поставленная задача достигается способом получения гранулированной пластифицированной композиции на основе поливинилхлорида путем смешения поливинилхлорида с по крайней мере одним пластификатором, одним стабилизатором, наполнителем и возможно другими технологическими целевыми добавками в смесителе и последующим гранулированием композиции в шнековом экструдере, при этом в качестве поливинилхлорида используют поливинилхлорид с константой Фикентчера Кф=58÷76, полученный суспензионной полимеризацией при конверсии мономера 0,7÷0,9 и представляющий собой порошок белого цвета, состоящий из пористых непрозрачных частиц, характеризующийся величиной удельной поверхности Sуд=1÷2 м2/г и величиной массы поглощения пластификатора α=Кф-(38÷46) г/100 г ПВХ.The object is achieved by the method of producing a granular plasticized composition based on polyvinyl chloride by mixing polyvinyl chloride with at least one plasticizer, one stabilizer, filler and possibly other technological target additives in the mixer and subsequent granulation of the composition in a screw extruder, with polyvinyl chloride being used as a constant with polyvinyl chloride Ficentcher K f = 58 ÷ 76, obtained by suspension polymerization during the conversion of monomer 0.7 ÷ 0.9 and p it is a white powder, consisting of porous opaque particles, characterized by a specific surface area S beats = 1 ÷ 2 m 2 / g and a plasticizer absorption mass α = K f - (38 ÷ 46) g / 100 g PVC.

Кроме того, задача достигается также и тем, что в композицию дополнительно вводят (добавляют) суспензионный поливинилхлорид с Кф=35÷46 в количестве 1-5% от общей массы поливинилхлорида, что способствует повышению твердости и улучшению технологичности ПВХ-пластиката.In addition, the task is also achieved by the fact that suspension polyvinyl chloride with K f = 35 ÷ 46 in the amount of 1-5% of the total mass of polyvinyl chloride is additionally added (added) to the composition, which helps to increase hardness and improve the processability of PVC compound.

Итак, поставленная задача достигается получением пластифицированной композиции путем смешения ПВХС с константой Фикентчера Кф=58÷76, полученного методом суспензионной полимеризации при конверсии мономера 0,7÷0,9, представляющего собой порошок белого цвета и состоящего из пористых непрозрачных частиц, характеризующихся величиной удельной поверхности Sуд=1÷2So, the task is achieved by obtaining a plasticized composition by mixing PVCA with the Fikentcher constant K f = 58 ÷ 76, obtained by suspension polymerization during the conversion of monomer 0.7 ÷ 0.9, which is a white powder and consisting of porous opaque particles characterized by a value specific surface S beats = 1 ÷ 2

м2/г и массой поглощения пластификатора α, зависящей от величины Кф и определяемой формулой α=Кф-(38÷46), в двухстадийном смесителе с числом оборотов мешалки 500-800 об/мин с пластификаторами (например, диоктилфталатом, диоктилсебацинатом, хлорпарафином и др.), стабилизаторами (трехосновным сульфатом свинца, двухосновным фталатом свинца, комплексным кальций-цинковым и др.), наполнителями (мел, каолин и др.) и другими технологическими целевыми добавками (смазки, красители и др.) в течение 3-6 минут и последующим гранулированием в экструдере при температуре по зонам 110-190°С. Нижеследующие примеры иллюстрируют изобретение, но не ограничивают его.m 2 / g and the absorption mass of plasticizer α, depending on the value of K f and determined by the formula α = K f - (38 ÷ 46), in a two-stage mixer with a mixer speed of 500-800 rpm with plasticizers (for example, dioctyl phthalate, dioctyl sebacinate , chloroparaffin, etc.), stabilizers (tribasic lead sulfate, dibasic lead phthalate, complex calcium-zinc, etc.), fillers (chalk, kaolin, etc.) and other technological target additives (lubricants, dyes, etc.) during 3-6 minutes and subsequent granulation in an extruder temperature in zones 110-190 ° С. The following examples illustrate the invention, but do not limit it.

Пример 1. В реактор объемом 17 м3 с перемешивающим устройством и теплопередающей рубашкой загружают 8700 кг водной фазы, 5400 кг винилхлорида и 0,1 мас.% (к винилхлориду) дицетилпероксидикарбоната в качестве перекисного инициатора. Водная фаза содержит 0,05 мас.% (к воде) поливиниловых спиртов в качестве стабилизатора дисперсии, 0,015 мас.% (к воде) кислого углекислого натрия в качестве регулятора рН и 0,01 мас.% (к воде) 4-метил 2,6-дитретичныйбутилфенола в качестве антиоксиданта. В рубашку реактора подают теплоноситель (вода) с температурой 80°С и разогревают содержимое реактора до температуры полимеризации 62°С. Процесс полимеризации проводят при температуре полимеризации 62°С и заканчивают при падении давления в реакторе на 1,5 ати от режимного при конверсии мономера р=0,85. Число оборотов мешалки в течение всего процесса полимеризации n=3 с-1. Мешалка импеллерная, диаметр мешалки d=0,9 м.Example 1. In a reactor of 17 m 3 with a stirrer and a heat transfer jacket, 8700 kg of the aqueous phase, 5400 kg of vinyl chloride and 0.1 wt.% (To vinyl chloride) of dicetyl peroxydicarbonate are loaded as a peroxide initiator. The aqueous phase contains 0.05 wt.% (To water) polyvinyl alcohols as a dispersion stabilizer, 0.015 wt.% (To water) sodium hydrogen carbonate as a pH regulator and 0.01 wt.% (To water) 4-methyl 2 , 6-ditretic butylphenol as an antioxidant. A coolant (water) with a temperature of 80 ° C is supplied to the reactor jacket and the contents of the reactor are heated to a polymerization temperature of 62 ° C. The polymerization process is carried out at a polymerization temperature of 62 ° C and is terminated when the pressure in the reactor drops by 1.5 atm from the regimen monomer conversion p = 0.85. The number of revolutions of the mixer during the entire polymerization process n = 3 s -1 . Impeller stirrer, diameter of stirrer d = 0.9 m.

Удельную поверхность измеряли методом тепловой десорбции аргона с использованием сорбтометра. Полученный по примеру 1 ПВХС полностью соответствует ГОСТ 14332-78, в том числе по показателям:The specific surface area was measured by thermal desorption of argon using a sorbtometer. Obtained in example 1 PVCA fully complies with GOST 14332-78, including in terms of:

константа Фикентчера - Кф=63,Fikentcher constant - K f = 63,

масса поглощения пластификатора - α=18 г/100 г ПВХС,plasticizer absorption mass - α = 18 g / 100 g PVCA,

остаток после просева на сите №0063 - 96%,the residue after sifting on sieve No. 0063 - 96%,

удельная поверхность - 1,4 м2/г.specific surface area is 1.4 m 2 / g.

Для получения пластифицированной композиции в горячую камеру двухстадийного смесителя загружают полученный ПВХС - 100 мас.ч. (125 кг), стеарат кальция - 2 мас.ч. (2,5 кг, ТУ 6-09-4104-85), перемешивают при числе оборотов мешалки n=800 об/мин с саморазогревом смеси до 70°С, добавляют диоктилфталат - 45 мас.ч. (56,25 кг, ГОСТ 8728-27) с дальнейшим саморазогревом до 115°С в течение 4 минут. При достижении данной температуры смесь выгружают в холодную камеру смесителя с водяным охлаждением. При захолаживании смеси до 50°С осуществляют выгрузку смеси из смесителя.To obtain a plasticized composition in the hot chamber of a two-stage mixer load the obtained PVCA - 100 wt.h. (125 kg), calcium stearate - 2 parts by weight (2.5 kg, TU 6-09-4104-85), stirred at a speed of the mixer n = 800 rpm with self-heating of the mixture to 70 ° C, dioctyl phthalate - 45 wt.h. (56.25 kg, GOST 8728-27) with further self-heating to 115 ° C for 4 minutes. When this temperature is reached, the mixture is discharged into the cold chamber of the water-cooled mixer. When cooling the mixture to 50 ° C, the mixture is unloaded from the mixer.

Гранулирование полученной смеси осуществляют в двухшнековом экструдере при температурах по зонам 1 - 135°С, 2 - 145°С, 3 - 155°С, головка - 165°С.Granulation of the resulting mixture is carried out in a twin-screw extruder at temperatures in the zones 1 - 135 ° C, 2 - 145 ° C, 3 - 155 ° C, head - 165 ° C.

Пример 2. В реактор объемом 17 м3 с перемешивающим устройством и теплопередающей рубашкой загружают 8700 кг водной фазы, 5400 кг винилхлорида и 0,13 мас.% (к винилхлориду) дицетилпероксидикарбоната в качестве перекисного инициатора. Водная фаза содержит 0,075 мас.% (к воде) поливиниловых спиртов в качестве стабилизатора дисперсии, 0,015 мас.% (к воде) кислого углекислого натрия в качестве регулятора рН и 0,01 мас.% (к воде) 4-метил 2,6-дитретичныйбутилфенола в качестве антиоксиданта. В рубашку реактора подают теплоноситель (вода) с температурой 80°С и разогревают содержимое реактора до температуры полимеризации 51°С. Процесс полимеризации проводят при температуре полимеризации 51°С и заканчивают при падении давления в реакторе на 1,5 ати от режимного при конверсии мономера р=0,79. Число оборотов мешалки в течение всего процесса полимеризации n=3 с-1. Мешалка импеллерная, диаметр мешалки d=0,9 м.Example 2. In the reactor with a volume of 17 m 3 with a mixing device and a heat transfer jacket, 8700 kg of the aqueous phase, 5400 kg of vinyl chloride and 0.13 wt.% (To vinyl chloride) of dicetyl peroxydicarbonate are charged as peroxide initiator. The aqueous phase contains 0.075 wt.% (To water) polyvinyl alcohols as a dispersion stabilizer, 0.015 wt.% (To water) sodium hydrogen carbonate as a pH regulator and 0.01 wt.% (To water) 4-methyl 2.6 D-tertiary butylphenol as an antioxidant. A coolant (water) with a temperature of 80 ° C is supplied to the reactor jacket and the contents of the reactor are heated to a polymerization temperature of 51 ° C. The polymerization process is carried out at a polymerization temperature of 51 ° C and is completed when the pressure in the reactor drops by 1.5 atm from the regimen monomer conversion p = 0.79. The number of revolutions of the mixer during the entire polymerization process n = 3 s -1 . Impeller stirrer, diameter of stirrer d = 0.9 m.

Удельную поверхность измеряли методом тепловой десорбции аргона с использованием сорбтометра. Полученный по примеру 2 ПВХС полностью соответствует ГОСТ 14332-78, в том числе по показателям:The specific surface area was measured by thermal desorption of argon using a sorbtometer. Obtained in example 2 PVCA fully complies with GOST 14332-78, including in terms of:

константа Фикентчера - Кф=71,Fikentcher constant - K f = 71,

масса поглощения пластификатора - α=29 г/100 г ПВХС,plasticizer absorption mass - α = 29 g / 100 g PVCA,

остаток после просева на сите №0063 - 96%,the residue after sifting on sieve No. 0063 - 96%,

удельная поверхность - 1,8 м2/г.specific surface area - 1.8 m 2 / g.

Для получения пластифицированной композиции в горячую камеру двухстадийного смесителя загружают полученный ПВХС - 125 кг, стеарат кальция - 2,5 кг (ТУ 6-09-4104-85), перемешивают при числе оборотов мешалки n=800 об/мин с саморазогревом смеси до 70°С, добавляют диоктилфталат (ГОСТ 8728-27) - 56,25 кг с дальнейшим саморазогревом до 115°С в течение 4 минут. При достижении данной температуры смесь выгружают в холодную камеру смесителя с водяным охлаждением. При захолаживании смеси до 50°С осуществляют выгрузку смеси из смесителя.To obtain a plasticized composition, the resulting PVCA is loaded into a hot chamber of a two-stage mixer - 125 kg, calcium stearate - 2.5 kg (TU 6-09-4104-85), mixed at a stirrer speed n = 800 rpm with self-heating of the mixture up to 70 ° C, add dioctyl phthalate (GOST 8728-27) - 56.25 kg with further self-heating to 115 ° C for 4 minutes. When this temperature is reached, the mixture is discharged into the cold chamber of the water-cooled mixer. When cooling the mixture to 50 ° C, the mixture is unloaded from the mixer.

Гранулирование полученной смеси осуществляют в двухшнековом экструдере при температурах по зонам 1 - 140°С, 2 - 150°С, 3 - 160°С, головка - 170°С.Granulation of the resulting mixture is carried out in a twin-screw extruder at temperatures in the zones 1 - 140 ° C, 2 - 150 ° C, 3 - 160 ° C, head - 170 ° C.

Сравнения пластифицированных композиций по гомогенности (количеству «рыбьих глаз») проводили по следующей методике ГОСТ 14332-78. К готовым смесям, полученным на основе различных образцов ПВХС по заявляемому способу и взятым для сравнения, на основе серийно выпускаемого ПВХС марок С6359М, С7059М, добавляли 0,15-0,30 мас.ч. газовой сажи марки П-234 (ГОСТ 7885), тщательно перемешивали и вальцевали на вальцах с электрообогревом с диаметром валков 200 мм, длиной рабочей поверхности 450 мм, с частотой вращения переднего валка 20Comparison of plasticized compositions by homogeneity (the number of fish eyes) was carried out according to the following method GOST 14332-78. To the finished mixtures obtained on the basis of various samples of PVCA according to the claimed method and taken for comparison, on the basis of commercially available PVCA grades S6359M, S7059M, 0.15-0.30 wt.h. carbon black brand P-234 (GOST 7885), thoroughly mixed and rolled on rollers with electric heating with a roll diameter of 200 mm, a work surface length of 450 mm, and a front roll speed of 20

мин-1, фрикцией 1, две пленки толщиной 0,2±0,02 мм в течение 5 мин с момента загрузки композиции, подрезая пленку 9-10 раз, при температуре, указанной в таблице 1. Температуру измеряли в центральной части валка термокомплектом с погрешностью не более 2°С. Полученную пленку помещали на матовое стекло с подсветом, осуществляемым на расстоянии 100 мм лампой мощностью 40 Вт, и подсчитывали количество «рыбьих глаз» в 100 см2 пленки. Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 2. min -1 , friction 1, two films 0.2 ± 0.02 mm thick for 5 min from the moment of loading the composition, cutting the film 9-10 times, at the temperature indicated in table 1. The temperature was measured in the central part of the roll with a thermal kit with an error of not more than 2 ° C. The resulting film was placed on frosted glass with illumination carried out at a distance of 100 mm by a 40 W lamp, and the number of fish eyes in 100 cm 2 of the film was counted. The results of the tests are presented in table 2.

Таблица 1Table 1 Условия вальцевания пластифицированной композиции (ГОСТ 14332-78)The rolling conditions of the plasticized composition (GOST 14332-78) Значение Кф The value of K f Температура вальцевания,°СRolling temperature, ° С Переднего валкаFront roll Заднего валкаRear roll 6363 143±2143 ± 2 140±2140 ± 2 7171 153±2153 ± 2 150±2150 ± 2

Таблица 2 table 2 Составы и сравнительные свойства пластифицированных композицийCompositions and comparative properties of plasticized compositions Компоненты композицииComposition components Состав композиции, мас.ч.The composition, wt.h. Пример 1Example 1 СерийныйSerial Пример 2Example 2 СерийныйSerial ПВХС, Кф=63PVCA, K f = 63 100one hundred ПВХС С6359МPVCS S6359M 100one hundred ПВХС, Кф=71PVCA, K f = 71 100one hundred ПВХС С7059МPVCS S7059M 100one hundred ДиоктилфталатDioctyl phthalate 4545 4545 4545 4545 Стеарат кальцияCalcium stearate 22 22 22 22 СажаSoot 0,20.2 0,20.2 0,20.2 0,20.2 Количество прозрачных точек («рыбьих глаз») в 100 см2 пленки, шт.The number of transparent dots ("fish eyes") in 100 cm 2 film, pcs. 4four 1212 55 1010

Количество «рыбьих глаз», определяющее гомогенность поверхности, является одним из основных показателей качества ПВХ-пластиката.The number of fish eyes, which determines the homogeneity of the surface, is one of the main indicators of the quality of PVC compound.

Таким образом, из приведенных примеров следует, что способ получения гранулированной пластифицированной композиции по изобретению, заключающийся в смешении ПВХС с пластификаторами, стабилизаторами, наполнителями и другими возможными целевыми добавками в смесителе с последующим гранулированием композиции в шнековом экструдере, с использованием поливинилхлорида с константой Фикентчера Кф=58÷76, полученного методом суспензионной полимеризации при конверсии мономера 0,7÷0,9, представляющего собой порошок белого цвета, состоящий из пористых непрозрачных частиц, характеризующийся величиной удельной поверхности Sуд=1÷2 м2/г и величиной массы поглощения пластификатора α=Кф-(38÷46) г/100 г ПВХС, приводит к улучшению качества (однородности) поверхности гранулированного ПВХ-материала и улучшению технологичности при переработке.Thus, from the above examples, it follows that the method of producing a granular plasticized composition according to the invention, which consists in mixing PVCA with plasticizers, stabilizers, fillers and other possible target additives in a mixer, followed by granulating the composition in a screw extruder using polyvinyl chloride with a Fikentcher constant K f = 58 ÷ 76 obtained by the method of suspension polymerization during the conversion of monomer 0.7 ÷ 0.9, which is a white powder, consisting of porous of opaque particles, characterized by a specific surface area S beats = 1 ÷ 2 m 2 / g and a plasticizer absorption mass α = K f - (38 ÷ 46) g / 100 g PVCA, leads to an improvement in the quality (uniformity) of the surface of granular PVC- material and improved processability in processing.

Пластифицированные композиции на основе ПВХС используют для получения широкого круга пластифицированных изделий. Величина показателя текучести расплава (ПТР), характеризующая скорость течения расплавленного термопласта через капилляр стандартных размеров при заданных температуре и давлении, является параметром, определяющим технологичность полимера и способ его переработки. Показатель текучести выражают в граммах выдавливаемого в течение стандартного времени (10 мин) полимера. Чем больше показатель текучести расплава пластифицированной композиции, тем меньше ее вязкость и выше скорость переработки - лучше технологичность.Plasticized PVCS compositions are used to produce a wide range of plasticized products. The value of the melt flow rate (MFR), which characterizes the flow rate of the molten thermoplastic through a standard size capillary at a given temperature and pressure, is a parameter that determines the processability of the polymer and the method of its processing. The flow rate is expressed in grams of polymer extruded over a standard time (10 min). The higher the melt flow rate of the plasticized composition, the lower its viscosity and the higher the processing speed — better processability.

Другим важным показателем, характеризующим качество пластифицированной композиции, является ее твердость. Чем выше твердость пластифицированной композиции, тем лучше износостойкость изделий на ее основе и другие механические свойства поверхности.Another important indicator characterizing the quality of the plasticized composition is its hardness. The higher the hardness of the plasticized composition, the better the wear resistance of products based on it and other mechanical properties of the surface.

Основным способом улучшения технологичности пластифицированной ПВХ-композиции (увеличения ПТР) является добавление дополнительного количества пластификатора. Однако увеличение содержания пластификатора в системе приводит к снижению твердости пластифицированной композиции и уменьшению износостойкости изделий на ее основе. Применение различного рода смазывающих материалов приводит к росту показателя текучести расплава пластифицированной композиции, однако не повышает ее твердость.The main way to improve the manufacturability of plasticized PVC composition (increase PTR) is to add an additional amount of plasticizer. However, an increase in the content of plasticizer in the system leads to a decrease in the hardness of the plasticized composition and a decrease in the wear resistance of products based on it. The use of various kinds of lubricants leads to an increase in the melt flow rate of the plasticized composition, but does not increase its hardness.

Добавление низкомолекулярного ПВХС приводит к росту твердости и ПТР пластифицированной композиции. Однако получение ПВХС с Кф<35 протекает при чрезвычайно высоком давлении, что требует применения реакторов специальной конструкции и делает процесс получения ПВХС с Кф<35 невозможным в условиях существующего в России промышленного производства. Введение в состав пластифицированной ПВХ-композиции суспензионного ПВХ с Кф более 46 приводит к снижению ПТР композиции, однако эффект увеличения твердости практически отсутствует. При содержании в пластифицированной композиции менее 1% низкомолекулярного ПВХС не происходит существенного увеличения твердости ПВХ-материала, а его концентрация более 5% от общей массы ПВХС приводит к ухудшению физико-механических характеристик пластифицированной композиции.The addition of low molecular weight PVCA leads to an increase in the hardness and MFI of the plasticized composition. However, the production of PVCA with K f <35 proceeds at extremely high pressure, which requires the use of reactors of a special design and makes the process of producing PVCA with K f <35 impossible under the conditions of the existing industrial production in Russia. The introduction into the composition of the plasticized PVC composition of suspension PVC with K f more than 46 leads to a decrease in the MFI composition, however, the effect of increasing hardness is practically absent. When the content in the plasticized composition is less than 1% of low molecular weight PVCA, there is no significant increase in the hardness of the PVC material, and its concentration of more than 5% of the total mass of PVCA leads to a deterioration in the physicomechanical characteristics of the plasticized composition.

Другой технической задачей изобретения является повышение технологичности наряду с улучшением твердости пластифицированной ПВХ-композиции. Эта задача достигается введением в ПВХС суспензионного ПВХ с константой Фикентчера Кф=35-46 в количестве 1-5% от общей массы ПВХС.Another technical objective of the invention is to increase manufacturability along with improving the hardness of plasticized PVC composition. This problem is achieved by introducing into PVCS suspension PVC with a Fikentcher constant K f = 35-46 in an amount of 1-5% of the total weight of PVCS.

Было проведено сравнение твердости и ПТР ПВХС-материалов на основе Кф=63, Кф=71 (примеры 1, 2). В качестве сложноэфирного пластификатора - эфиры фталевой кислоты - диоктилфталат (ДОФ) ГОСТ 8728-27. В качестве металлсодержащего стабилизатора композиция содержит трехосновной сульфат свинца (ТОСС ТУ 6-09-4098-75) и стеарат кальция (СтСа), ТУ 6-09-4104-85, в качестве смазки стеарин, ГОСТ 6484-64.A comparison was made of the hardness and PTR of PVCS materials based on K f = 63, K f = 71 (examples 1, 2). As an ester plasticizer - phthalic acid esters - dioctyl phthalate (DOP) GOST 8728-27. As a metal-containing stabilizer, the composition contains tribasic lead sulfate (TOSS TU 6-09-4098-75) and calcium stearate (StSa), TU 6-09-4104-85, as a lubricant stearin, GOST 6484-64.

Пример 3. Для получения пластифицированной композиции в горячую камеру двухстадийного смесителя загружают полученный ПВХС - 125 кг; 3,75 кг трехосновного сульфата свинца; 1,88 кг стеарата кальция; 0,38 кг стеарина; 1,25 кг ПВХС с Кф=35, перемешивают при числе оборотов мешалки n=800 об/мин с саморазогревом смеси до 70°С, добавляют диоктилфталат - 100 кг с дальнейшим саморазогревом до 115°С в течение 4 минут. При достижении данной температуры смесь выгружают в холодную камеру смесителя с водяным охлаждением. При захолаживании смеси до 50°С осуществляют выгрузку смеси из смесителя.Example 3. To obtain a plasticized composition in the hot chamber of a two-stage mixer load the resulting PVCA - 125 kg; 3.75 kg of tribasic lead sulfate; 1.88 kg of calcium stearate; 0.38 kg of stearin; 1.25 kg of PVCA with K f = 35, stirred at a stirrer speed of n = 800 rpm with self-heating of the mixture to 70 ° C, dioctyl phthalate - 100 kg was added with further self-heating to 115 ° C for 4 minutes. When this temperature is reached, the mixture is discharged into the cold chamber of the water-cooled mixer. When cooling the mixture to 50 ° C, the mixture is unloaded from the mixer.

Гранулирование полученной смеси осуществляют в двухшнековом экструдере при температурах по зонам 1 - 120°С, 2 - 130°С, 3 - 140°С, головка - 145°С. Из полученного пластиката на лабораторных вальцах ВДЭ - 320-160/160, при температуре рабочего валка 141°С и температуре холостого валка - 138°С вальцуют пленку толщиной 1±0,1 мм. Затем из полученной пленки на гидравлическом прессе в соответствии с ГОСТ 24621-81 прессуют пластины ПВХ-материала размерами 100×100×6 мм, кондиционируют их (ГОСТ 12423-66). Значения твердости по Шору «А» измеряют на каждом образце через 15±1 секунд не менее 3 раз на приборе марки ИТ-5078.Granulation of the resulting mixture is carried out in a twin-screw extruder at temperatures in the zones 1 - 120 ° C, 2 - 130 ° C, 3 - 140 ° C, head - 145 ° C. From the obtained plastic compound on laboratory rolls VDE - 320-160 / 160, at a temperature of the work roll of 141 ° C and a temperature of the idle roll of 138 ° C, a film 1 ± 0.1 mm thick is rolled. Then, from the obtained film, in a hydraulic press in accordance with GOST 24621-81, plates of PVC material with dimensions 100 × 100 × 6 mm are pressed, they are conditioned (GOST 12423-66). Shore hardness “A” values are measured on each sample after 15 ± 1 seconds at least 3 times on an IT-5078 instrument.

Для определения показателя текучести расплава композиции производили отбор полученных гранул, кондиционируют их (ГОСТ 2423-66), затем в соответствии с ГОСТ 11645-73 на приборе ИИРТ-5 при температуре 170°С и нагрузке на поршень - 5 кг измеряют показатель текучести расплава.To determine the melt flow rate of the composition, the obtained granules were selected, conditioned (GOST 2423-66), then, in accordance with GOST 11645-73, on the IIRT-5 device at a temperature of 170 ° C and a piston load of 5 kg, the melt flow rate was measured.

Пример 4. Для получения пластифицированной композиции в горячую камеру двухстадийного смесителя загружают полученный по примеру 1 ПВХС - 125 кг; 3,75 кг трехосновного сульфата свинца; 1,88 кг стеарата кальция; 0,38 кг стеарина; 6,25 кг ПВХС с Кф=35, перемешивают при числе оборотов мешалки n=800 об/мин с саморазогревом смеси до 70°С, добавляют диоктилфталат - 100 кг с дальнейшим саморазогревом до 115°С в течение 4 минут. При достижении данной температуры смесь выгружают в холодную камеру смесителя с водяным охлаждением. При захолаживании смеси до 50°С осуществляют выгрузку смеси из смесителя.Example 4. To obtain a plasticized composition in the hot chamber of a two-stage mixer load obtained in example 1 PVCA - 125 kg; 3.75 kg of tribasic lead sulfate; 1.88 kg of calcium stearate; 0.38 kg of stearin; 6.25 kg of PVCA with K f = 35, stirred at a stirrer speed of n = 800 rpm with self-heating of the mixture up to 70 ° C, dioctyl phthalate - 100 kg was added with further self-heating to 115 ° C for 4 minutes. When this temperature is reached, the mixture is discharged into the cold chamber of the water-cooled mixer. When cooling the mixture to 50 ° C, the mixture is unloaded from the mixer.

Методы и режимы гранулирования, получения образцов, измерения показателя твердости и ПТР пластифицированной композиции аналогичны примеру 3.The methods and modes of granulation, obtaining samples, measuring the hardness index and PTR of the plasticized composition are similar to example 3.

Пример 5. Для получения пластифицированной композиции в горячую камеру двухстадийного смесителя загружают полученный по примеру 2 ПВХС (Кф=71)-125 кг; 3,75 кг трехосновного сульфата свинца; 1,88 кг стеарата кальция; 0,38 кг стеарина; 1,25 кг ПВХС с Кф=46, перемешивают при числе оборотов мешалки n=800 об/мин с саморазогревом смеси до 70°С, добавляют диоктилфталат - 100 кг с дальнейшим саморазогревом до 115°С в течение 4 минут. При достижении данной температуры смесь выгружают в холодную камеру смесителя с водяным охлаждением. При захолаживании смеси до 50°С осуществляют выгрузку смеси из смесителя.Example 5. To obtain a plasticized composition in the hot chamber of a two-stage mixer load obtained in example 2 PVCA (K f = 71) -125 kg; 3.75 kg of tribasic lead sulfate; 1.88 kg of calcium stearate; 0.38 kg of stearin; 1.25 kg of PVCA with K f = 46, stirred at a stirrer speed n = 800 rpm with self-heating of the mixture up to 70 ° C, dioctyl phthalate - 100 kg was added with further self-heating to 115 ° C for 4 minutes. When this temperature is reached, the mixture is discharged into the cold chamber of the water-cooled mixer. When cooling the mixture to 50 ° C, the mixture is unloaded from the mixer.

Гранулирование полученной смеси осуществляют в двухшнековом экструдере при температурах по зонам 1 - 123°С, 2 - 133°С, 3 - 143°С, головка - 155°С. Из полученного пластиката на лабораторных вальцах ВДЭ - 320-160/160, при температуре рабочего валка 150°С и температуре холостого валка - 148°С вальцуют пленку толщиной 1±0,1 мм. Затем из полученной пленки на гидравлическом прессе в соответствии с ГОСТ 24621-81 прессуют пластины ПВХ-материала размерами 100×100×6 мм, кондиционируют их (ГОСТ 12423-66). Значения твердости по Шору «А» измеряют на каждом образце через 15±1 секунд не менее 3 раз на приборе марки ИТ-5078.Granulation of the resulting mixture is carried out in a twin-screw extruder at temperatures in the zones 1 - 123 ° C, 2 - 133 ° C, 3 - 143 ° C, head - 155 ° C. From the obtained plastic compound on laboratory rolls VDE - 320-160 / 160, at a temperature of the work roll of 150 ° C and a temperature of the idle roll - 148 ° C, a film 1 ± 0.1 mm thick is rolled. Then, from the obtained film, in a hydraulic press in accordance with GOST 24621-81, plates of PVC material with dimensions 100 × 100 × 6 mm are pressed, and they are conditioned (GOST 12423-66). Shore hardness “A” values are measured on each sample after 15 ± 1 seconds at least 3 times on an IT-5078 instrument.

Для определения показателя текучести расплава композиции производили отбор полученных гранул, кондиционировали их (ГОСТ 12423-66), затем в соответствии с ГОСТ 11645-73 на приборе ИИРТ-5 при температуре 170°С и нагрузке на поршень - 5 кг измеряли показатель текучести расплава.To determine the melt flow rate of the composition, the obtained granules were selected, conditioned (GOST 12423-66), then, in accordance with GOST 11645-73, on the IIRT-5 instrument at a temperature of 170 ° C and a piston load of 5 kg, the melt flow rate was measured.

Пример 6. Для получения пластифицированной композиции в горячую камеру двухстадийного смесителя загружают полученный по примеру 2 ПВХС (Кф=71)-125 кг; 3,75 кг трехосновного сульфата свинца; 1,88 кг стеарата кальция; 0,38 кг стеарина; 6,25 кг ПВХС с Кф=46, перемешивают при числе оборотов мешалки n=800 об/мин с саморазогревом смеси до 70°С, добавляют диоктилфталат - 100 кг с дальнейшим саморазогревом до 115°С в течение 4 минут. При достижении данной температуры смесь выгружают в холодную камеру смесителя с водяным охлаждением. При захолаживании смеси до 50°С осуществляют выгрузку смеси из смесителя.Example 6. To obtain a plasticized composition in the hot chamber of a two-stage mixer load obtained in example 2 PVCA (K f = 71) -125 kg; 3.75 kg of tribasic lead sulfate; 1.88 kg of calcium stearate; 0.38 kg of stearin; 6.25 kg of PVCA with K f = 46, stirred at a stirrer speed n = 800 rpm with self-heating of the mixture up to 70 ° C, dioctyl phthalate - 100 kg was added with further self-heating to 115 ° C for 4 minutes. When this temperature is reached, the mixture is discharged into the cold chamber of the water-cooled mixer. When cooling the mixture to 50 ° C, the mixture is unloaded from the mixer.

Методы и режимы гранулирования, получения образцов, измерения показателя твердости и ПТР пластифицированной композиции аналогичны примеру 5.The methods and modes of granulation, obtaining samples, measuring the hardness index and PTR of the plasticized composition are similar to example 5.

Результаты проведенных испытаний представлены в таблице 3.The results of the tests are presented in table 3.

Таблица 3Table 3 Составы и сравнительные свойства пластифицированных композицийCompositions and comparative properties of plasticized compositions Компоненты композицииComposition components Состав композиции, мас.ч.The composition, wt.h. ПВХС, Кф=63PVCA, K f = 63 100one hundred -- 100one hundred 100one hundred -- -- ПВХС, Кф=71PVCA, K f = 71 -- 100one hundred -- -- 100one hundred 100one hundred ПВХС, Кф=35PVCA, K f = 35 -- -- 1one 55 -- -- ПВХС, Кф=46PVCA, K f = 46 -- -- -- -- 1one 55 ДиоктилфталатDioctyl phthalate 8080 8080 8080 8080 8080 8080 Трехосновный сульфат свинцаTribasic Lead Sulfate 33 33 33 33 33 33 Стеарат кальцияCalcium stearate 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 1,51,5 СтеаринStearin 0,30.3 0,30.3 0,30.3 0,30.3 0,30.3 0,30.3 Твердость по Шору А, усл.едShore A hardness 5757 5959 5959 6161 6161 6363 ПТР, г/10 минPTR, g / 10 min 2121 4,84.8 21,521.5 2222 5,25.2 5,55.5

Твердость и показатель текучести расплава являются одними из основных показателей, характеризующих качество пластифицированной композиции на основе ПВХС. Как видно из таблицы 3, значения данных показателей всегда выше при содержании в композиции ПВХС с Кф=(35÷46) в количестве 1÷5% от общей массы ПВХС.Hardness and melt flow rate are some of the main indicators characterizing the quality of the plasticized composition based on PVC. As can be seen from table 3, the values of these indicators are always higher when the content in the composition of PVCA with K f = (35 ÷ 46) in an amount of 1 ÷ 5% of the total weight of PVCA.

Таким образом, вышеприведенные данные свидетельствуют о том, что введение суспензионного поливинилхлорида с константой Фикентчера Кф=(35÷46) в количестве 1÷5% от общей массы приводит к увеличению твердости и улучшению технологичности пластифицированной композиции на основе ПВХС.Thus, the above data indicate that the introduction of suspension polyvinyl chloride with a Fikentcher constant K f = (35 ÷ 46) in an amount of 1 ÷ 5% of the total mass leads to an increase in hardness and an improvement in the manufacturability of the plasticized composition based on PVC.

Claims (2)

1. Способ получения гранулированной пластифицированной композиции на основе поливинилхлорида, заключающийся в смешении поливинилхлорида с пластификаторами, стабилизаторами, наполнителями и возможно другими технологическими целевыми добавками в смесителе с последующим гранулированием композиции в шнековом экструдере, отличающийся тем, что используют поливинилхлорид с константой Фикентчера Кф=58÷76, полученный методом суспензионной полимеризации при конверсии мономера 0,7÷0,9, представляющий собой порошок белого цвета, состоящий из пористых непрозрачных частиц, характеризующийся величиной удельной поверхности Sуд=1÷2 м2/г и величиной массы поглощения пластификатора α=Кф-(38÷46) г/100 г поливинилхлорида.1. A method of producing a granular plasticized composition based on polyvinyl chloride, which consists in mixing polyvinyl chloride with plasticizers, stabilizers, fillers and possibly other technological target additives in a mixer, followed by granulating the composition in a screw extruder, characterized in that polyvinyl chloride is used with Fikentcher constant K f = 58 ÷ 76, obtained by suspension polymerization during the conversion of monomer 0.7 ÷ 0.9, which is a white powder, consisting of Risto opaque particles, characterized by a specific surface area S ud = 1 ÷ 2 m 2 / g and the amount of plasticizer absorption mass α = K = - (38 ÷ 46) g / 100 g of PVC. 2. Способ получения гранулированной пластифицированной композиции по п.1, отличающийся тем, что для увеличения твердости и улучшения технологичности поливинилхлоридного пластиката в композицию дополнительно вводят суспензионный поливинилхлорид с константой Фикентчера Кф=35÷46 в количестве 1÷5% от общей массы поливинилхлорида. 2. A method for producing a granular plasticized composition according to claim 1, characterized in that, in order to increase hardness and improve the processability of the polyvinyl chloride plasticate, suspension polyvinyl chloride with a Fikentcher constant K f = 35 ÷ 46 in an amount of 1 ÷ 5% of the total weight of polyvinyl chloride is additionally introduced into the composition.
RU2008100896/04A 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing granular plasticised polyvinyl chloride composition RU2358994C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100896/04A RU2358994C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing granular plasticised polyvinyl chloride composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008100896/04A RU2358994C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing granular plasticised polyvinyl chloride composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2358994C1 true RU2358994C1 (en) 2009-06-20

Family

ID=41025890

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008100896/04A RU2358994C1 (en) 2008-01-09 2008-01-09 Method of producing granular plasticised polyvinyl chloride composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2358994C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631880C1 (en) * 2016-08-03 2017-09-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for production of composition for oil-benzine-resistant plasticate
RU2795810C1 (en) * 2022-05-30 2023-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Polymer composition of reduced flammability

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2631880C1 (en) * 2016-08-03 2017-09-28 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) Method for production of composition for oil-benzine-resistant plasticate
RU2795810C1 (en) * 2022-05-30 2023-05-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" Polymer composition of reduced flammability

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4542178A (en) Plasticizer-containing polyvinyl alcohol granules
US3923947A (en) Process for continuously preparing extrudable, crosslinkable polyethylene compositions
CA2072525A1 (en) Thermoplastically processible composition of starch and acrylate polymers
JPS6137305B2 (en)
WO2023138375A1 (en) Processing aid for thermoplastic polymer, and melt-processable composition comprising processing aid
EP3458245A1 (en) Compositions including copolymers of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene and methods of using the same
US4246150A (en) Lubricant for heat processing of vinyl chloride resins
US5198170A (en) Method for extrusion of powered PVC compounds
US4547428A (en) Terpolymer processing aid for polyvinyl halide polymers
RU2358994C1 (en) Method of producing granular plasticised polyvinyl chloride composition
CN113227161B (en) Vinyl alcohol polymer and method for producing vinyl alcohol polymer
CN102952220B (en) Preparation method of polyvinyl chloride spherical resin
RU2275383C1 (en) Polyvinyl chloride with enhanced chemical stability in organic solvents and its using
CN114369197A (en) Polyalkylacrylate processing aid and melt-processable composition containing same
JPS5946983B2 (en) Polyacrylic ester rubber-modified vinylidene chloride copolymer composition
JPH0329820B2 (en)
DE69700081T2 (en) Melt-processed polymer blends containing polyvinyl alcohol
US3560425A (en) Particulate blend of polyacrylonitrile and a latent solvent
JPS582311A (en) Improved production of vinyl chloride copolymer
JP3317725B2 (en) Methacrylic resin composition
JPS592297B2 (en) You can use acrylic materials.
JPH01249850A (en) Ethylene-vinyl chloride copolymer resin composition
US20230383058A1 (en) Polymer compositions and polymeric plasticizer applications incorporating same
JP3406004B2 (en) Vinyl alcohol resin molded product
KR100245108B1 (en) Vinylidene chloride resin thin film moulds and process for preparing the same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150110