SU939484A1

SU939484A1 - Polymeric composition for making pipes

Info

Publication number: SU939484A1
Application number: SU802952390A
Authority: SU
Inventors: Николай Сергеевич Ениколопов; Фридрих Степанович Дьячковский; Людмила Александровна Новокшонова; Мордат Амаякович Геворгян; Владимир Львович Попов; Михаил Лазаревич Фридман; Василий Иванович Николайчик; Юрий Михайлович Сивергин; Хаим-Мордхе Аронович Брикенштейн; Матрена Петровна Герасина
Original assignee: Ордена Ленина Институт Химической Физики Ан Ссср
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-06-30

Description

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ(54) POLYMERIC COMPOSITION FOR MANUFACTURING

ТРУБPIPE

1one

Изобретение относитс к полимерным композици м на основе высокомолекул рного св зующего и минерального, наполнител , а точнее к композици м ка основе полиолефинов и дисперсных наполнителей, и может быть использовано в сельском хоз йстве и строительстве . The invention relates to polymer compositions based on high molecular weight binder and mineral, filler, and more specifically to compositions based on polyolefins and dispersed fillers, and can be used in agriculture and construction.

Известна полимерна композици на основе вспученного перлитового песка (ВПП) с полиэтиленовым покрытием, представл юща собой гомогенную смесь частиц вспученного перлитового песка широкого гранулометрического состава с равномерным и сплошным полиэтиленовым покрытием на каждой частице наполнител - вспученного перлитового песка 1J.The known polymeric composition based on expanded perlite sand (WFP) with a polyethylene coating is a homogeneous mixture of expanded perlite sand particles of wide particle size with uniform and continuous polyethylene coating on each particle of the expanded –lite perlite sand 1J.

Недостатком указанной полимерной композиции вл етс невысока прочность. Так, например , композиции, содержащие 20, 30 и 50 мас.% ВПП имеют прочности на разрыв, сжатие и изгиб соответственно 310, 340, 460; 450, 480, 510 и 417, 475, 430 кгс/см (контрольные примеры 17-19 в таблице). В тоThe disadvantage of this polymer composition is low strength. For example, compositions containing 20, 30 and 50 wt.% Of runways have tensile strength, compression and bending, respectively, 310, 340, 460; 450, 480, 510 and 417, 475, 430 kgf / cm (test examples 17-19 in the table). At that

же врем объемна плотность указанной полимерной композиоди составл ет 1,03-1,19 г/см.At the same time, the bulk density of said polymer composition is 1.03-1.19 g / cm.

Наиболее близкой по тех1шческой сущности к предлагаемой вл етс полимерна композици дл изготовлени различных изделий, в том числе и труб на основе полиэтилена, минерального наполнител - ВПП и целевых доба вок: пигментов, стабилизаторов и т. п. Композици представл ет собой механическую смесь полиэтилена низкой или высокой плотности (ПЭНП, ПЭВП), ВПП и целевых добавок, причем композицию готов т механическим смешиванием и переработкой исходных компонентов на известном технологическом оборудованрги (прессы, шприц-машины, экструдеры, вальцы и т. п.) 21.The closest in terms of technology to the offer is a polymer composition for the manufacture of various products, including pipes based on polyethylene, mineral filler - runway and target additives: pigments, stabilizers, etc. The composition is a mechanical mixture of low polyethylene or high density (LDPE, HDPE), runways and targeted additives, the composition being prepared by mechanical mixing and processing of the starting components in a known technological equipment (presses, syringes, extruders , rollers, etc.) 21.

Известна композици имеет низкие прочностные характеристики. Так, например, механические смеси на основе ПЭНП и ВПП при соотношенин масс 80:20 и на основе ПЭВП и ВПП при соотношении масс 80:20 имеют прочность на разрыв, сжатие и изгиб 120, 312, 158 и 275, 386, 343 кгс/см соответственно (контрольные примеры 20-25 в таблице). Кроме 393 того, MexaHiPiecKHM смеишванием даже с испол зованием дорогосто щих аппретов невозможно достичь степень наполнени композиции выше 30% по массе. Объемна плотность композиции составл ет 1,5-1,8 г/см. Цель изобретени - повышение прочности при сохранении низкой объемной массы. Поставленна цель достигаетс тем, что полимерна композици дл изготовлени труб на основе полиэтилена, включающа наполнитель - вспученный перлитовый песок, в качестве наполнител содержит вспученный перлитовый песок с полиэтиленовым покрытием при соотношении масс вспуче1шого перлитового песка и полиэтиленового покрыти 88-55:1245 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: Полиэтилен32-89 Наполнитель11-68 В качестве наполнител используют вспучен ный перлитовый песок широкого гранулометрического состава (от 3 мкм до 3 мм диамет ром) , имеющий сплошное и равномерное поли этиленовое покрытие. Соотношение масс вспученного перлитового песка и полиэтиленового покрыти составл ет от 88:12 до 55:45. Материалом покрыти полиэтилен высокой плотности (ПЭВП) с молекул рной массой от 300 тыс. до 1 млн. Полиэтиленовое покрытие формиру1лт последовательным осаждепием на поверхность частиц сухого ьспзгченного перлитового песка в инертной атмосфере или вакууме соединени переходаого металла и метаплорганического соединени и полимеризацией мономера (этилена) из газовой или жидкой фазы. В качестве св зующего полимерно композиции используют промышленный полиэтилен высокой (ПЭВП) или низкой плотности (ПЭНП) с молекул рной массой , индекс расштава 3,1 г/10 мин (прочностные характеристаки ПЭВП и ПЭНП -приведены в таблице, примеры 26 и 27). Предлаггем)то полимерную композицию готов т и перерабатывают известными приемами механическим смешиванием исходаыг компонентов - вспученного перлитового песка с полиэтиленовым покрытием и ПЭВП или ПЭНП с последующей йереработкой в экструдерах. цптриц-ман1инах и др. известном оборудовании Необходимо отметить, что использование вспученного перлитового песка с полиэтиленовым покрытием существенно снижает абразивный износ перерабатывающего оборудовани . Полимерна композици пригодна дл изго товлени груб, санитарно-технического оборудовани и арматуры, легковесной тары и т. п. Пример I. Готов т полимерную ком позицию из 20 мас.1вспученного перлитового песка с полиэтиленовым покрытием (соотношение масс ВПП и полиэтиленового покрыти составл ет 88:12) и 80 мас.% ПЭВП. Компоненты совмещают в смесителе типа Ангер в течение 10 мин при комнатной температуре и далее смесь экструдируют, гранулируют и загружают в литьевую машину типа Камилл, услови лить : Давление 100 атм, 190 200° С, врем выдержки под давлением 10 - 15 с, температура формы 50-60° С. Прочностные характеристики труб, полученных на основе полимерной композиции указанного состава: прочность-.на разрыв 300 кгс/см , на изгиб 324 кгс/см, на сжатие 305 кгс/см. Удельна плотность 1,02 г/см. Пример 2. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере за исключением того, что смешивают 11 мас.% наполнител (ВПП: полиэтиленовое покрытие 88:12) с 89 мас.% ПЭВП. Пример 3. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 1. Смешивают 22,73 мас.% наполнител и 77,27 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП И ПЭ в наполнителе составл ет 88:12. Пример 4. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 1. Смешивают 34,09 мас.% наполнител и 65,91 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП и ПЭ в наполнителе составл ет 88:12. П р и м е р 5. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 4. Смешивают 45,45 мас.% наполнител и 54,55 мас.% ПЭВП. Пример 6. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 4, за исключением того, что смешивают 22,73 мас.% наполнител и 77,27 мас.% ПЭНП. Пример 7. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 1. Смец1ивают 42,86 мас.% наполнител и 57,14 мас,% ПЭВП. Соотношение масс ВПП и ПЭ в наполнителе составл ет 70:30. Пример 8. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 7, состав композиции тот же. В качестве св зующего используют ПЭНП. Пример 9. Полимерную композицию готов т и перербатьшают как в примере 1. Смешивают 36,36 мас.% наполнител ц 63,64 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП и ПЭ в наполнителе 70:30. Пример 10. Полимериую композицию готов т и перерабатывают как в примере 9, с теми же компонентами. Смеишвают 54,55 мас.% наполнител и 45,45 мас.% ПЭВП. Пример 11. Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 10The known composition has low strength characteristics. For example, mechanical mixtures based on LDPE and runways with a mass ratio of 80:20 and based on HDPE and runways with a mass ratio of 80:20 have tensile strength, compression and bending 120, 312, 158 and 275, 386, 343 kgf / cm, respectively (reference examples 20-25 in the table). In addition, in addition, with MexaHiPiecKHM mixing even with the use of expensive sizing agents, it is impossible to achieve a degree of filling of the composition above 30% by weight. The bulk density of the composition is 1.5-1.8 g / cm. The purpose of the invention is to increase the strength while maintaining a low bulk density. The goal is achieved by the fact that a polymer composition for the manufacture of pipes based on polyethylene, including a filler — expanded perlite sand, as a filler contains expanded perlite sand with polyethylene coating with a ratio of the mass of expanded perlite sand and a polyethylene coating 88-55: 1245 with the following ratio of components composition, wt.%: Polyethylene32-89 Filling agent 11-68 Purified perlite sand of wide particle size distribution (from 3 μm to 3 mm di Amethum rum), having a solid and uniform poly ethylene coating. The mass ratio of the expanded perlite sand to the polyethylene coating is from 88:12 to 55:45. The coating material is high-density polyethylene (HDPE) with a molecular weight of 300 thousand to 1 million. The polyethylene coating is formed by sequential deposition on the surface of particles of dry perlite sand in an inert atmosphere or vacuum of a metal transition compound and organometallic compound and the polymerization of monomer (ethylene) from gas or liquid phase. Industrial polyethylene of high (HDPE) or low density (LDPE) with a molecular weight, index of 3.1 g / 10 min is used as a binder polymer composition (strength characteristics of HDPE and LDPE are given in the table, examples 26 and 27). We propose that the polymer composition is prepared and processed by the known techniques by mechanical mixing of the outcome of the components — expanded perlite sand with polyethylene coating and HDPE or LDPE, followed by processing in extruders. optics-mannins and other known equipment. It should be noted that the use of expanded perlite sand with a polyethylene coating significantly reduces the abrasive wear of the processing equipment. The polymer composition is suitable for the manufacture of coarse, sanitary equipment and fittings, lightweight packaging, etc. Example I. A polymer composition is prepared from 20 wt. 1 pulverized perlite sand with a polyethylene coating (the mass ratio of the runway and the polyethylene coating is 88 : 12) and 80 wt.% HDPE. The components are combined in an Anger type mixer for 10 minutes at room temperature and then the mixture is extruded, granulated and loaded into a Camille type injection molding machine, conditions: Pressure 100 atm, 190–200 ° C, holding time under pressure 10–15 s, mold temperature 50-60 ° C. The strength characteristics of pipes obtained on the basis of the polymer composition of the specified composition: strength — 300 kgf / cm break, 324 kgf / cm for bending, 305 kgf / cm for compression. The specific density is 1.02 g / cm. Example 2. A polymer composition is prepared and processed as in the example, except that 11% by weight of filler (WFP: polyethylene coating 88:12) is mixed with 89% by weight of HDPE. Example 3. A polymer composition is prepared and processed as in Example 1. 22.73% by weight of filler and 77.27% by weight of HDPE are mixed. The mass ratio of runways and PE in the filler is 88:12. Example 4. A polymer composition is prepared and processed as in Example 1. 34.09% by weight of filler and 65.91% by weight of HDPE are mixed. The mass ratio of the runway and PE in the filler is 88:12. EXAMPLE 5 A polymer composition is prepared and processed as in Example 4. 45.45% by weight of filler and 54.55% by weight of HDPE are mixed. Example 6 A polymer composition is prepared and processed as in Example 4, except that 22.73% by weight of filler and 77.27% by weight of LDPE are mixed. Example 7. A polymer composition is prepared and processed as in Example 1. 42.86% by weight of filler and 57.14% by weight of HDPE are mixed. The mass ratio of the runway and PE in the filler is 70:30. Example 8. The polymer composition is prepared and processed as in Example 7, the composition of the composition is the same. LDPE is used as a binder. Example 9. A polymer composition was prepared and perebatyut as in Example 1. 36.36% by weight of filler and 63.64% by weight of HDPE are mixed. The mass ratio of the runway and PE in the filler is 70:30. Example 10 A polymer composition is prepared and processed as in Example 9, with the same components. 54.55% by weight of filler and 45.45% by weight of HDPE are mixed. Example 11. A polymer composition is prepared and processed as in Example 10.

59394845939484

с тем же соотношением компонентов. В качестве св зующего используют ПЭНП.with the same ratio of components. LDPE is used as a binder.

Пример 12. Полимерную композишпо готов т и перерабатывают как в примере 1. Смешивают 60 мас.% наполнител и 40 мас.% s ПЭВП. Соотношение масс ВШ и ПЭ в наполнителе составл ет 50:50.Example 12. A polymer composite is prepared and processed as in Example 1. 60 wt.% Filler and 40 wt.% HDPE are mixed. The mass ratio of VS and PE in the filler is 50:50.

Пример 13. Полимерную композициюПример 16 (контрольный). Полиготов т и перерабатывают как в «фимере 12, «омерную композищао готов т и перерабатываютExample 13. Polymer composition Example 16 (control). Polygot t and recycle as in "fimer 12," the number composites are prepared and recycled

Смешивают 68,0 мас.% иаполнител и 32 tf}ic.%как в примере 1. Смешивают 42,7 мас.% наполПЗНП .нител и 57,3 мас.% ПЭНП. Соотношение68.0 wt.% Of the filler and 32 tf} ic.% Are mixed as in Example 1. 42.7 wt.% Of the napolePNP. Nitel and 57.3 wt.% Of the LDPE are mixed. Ratio

Пример 14. Полимерную композициюФизико-механические характеристики компоготов т и перерабатывают как в примере 12. tSэиций приведены в таблице.Example 14. Polymer composition The physicomechanical characteristics of compost and t are processed as in Example 12. The tSections are listed in the table.

1 Предлагаема 801 Proposed 80

88 1288 12

2 То же89,02 Same 89,0

88 1288 12

Предлагаема 77 ,27We offer 77, 27

88 1288 12

Смешивают 72 мас.% .Наполнител и 27,7 мас.% ПЗНП.Mix 72 wt.%. The filler and 27.7 wt.% PZNP.

Пример 15 (контрольный). Полимерную композицию готов т и перерабатывают как в примере 1. Смешивают мас.% наполнител и 68,42 мас.% ПЭВП. Соотношение масс ВПП:ПЭ в наполнителе составл ет 95:5.Example 15 (control). The polymer composition is prepared and processed as in Example 1. The wt.% Of filler and 68.42 wt.% Of HDPE are mixed. The mass ratio of runways: PE in the filler is 95: 5.

ВШ1:ПЭ в наполнителе составл ет 90:10. ;HS1: PE in filler is 90:10. ;

310 320 356 1,02310 320 356 1.02

2020

82,4 17,682.4 17.6

1 275 410 398 1,031,275,410,398 1.03

90 1090 10

22.73 310 42 398 1,1«622.73 310 42 398 1.1 "6

во 20at 20

350435 5431,11350435 5431.11

235440 4Й91,12235440 4J91.12

172235 1541,02172235 1541.02

535605 6261,06535605 6261.06

362528 3871,05362528 3871.05

540610 5951,04540610 5951.04

635690 7191,08635690 7191,08

435490 4561,07435490 4561.07

630683 702,07630683 702.07

430495 4451,06430495 4451.06

420.505 4101,10420.505 4101,10

Контрольные примерыTest cases

Claims

As can be seen from the comparative physicomechanical characteristics of npejDOiaraeMOH and known compositions given in the table, the use of expanded polyethylene coating perlite perlite sand with a polyethylene coating can significantly (by 10-30%) improve the strength characteristics of products while maintaining a low bulk density material Formula of the invention. The polymer composition 1 for the manufacture of pipes based on polyethylene, including

the filler is a common perlite sand, characterized in that. in order to increase its strength while maintaining a low bulk mass, it contains expanded polystyrene perlite sand with a polyethylene coating as a filler at a mass ratio of expanded perlite sand and a polyethylene coating of 88-55: 12-45 in the following ratio of composition components, wt%: 9 Polyethylene32 -89 Napolitel11-68 Sources of information taken into account during the examination 93948410. 1. USSR author's certificate N 763379, Sc. 202 (prototype). cl. C 08 J 3/00, 1977. 2, R. Turner. Theoretical Foundations of Polymer Processing. M., Himi, 1977,