CS252989B1 - Termoplastický elastomérny kompozit kaučuku a polyetylénu - Google Patents
Termoplastický elastomérny kompozit kaučuku a polyetylénu Download PDFInfo
- Publication number
- CS252989B1 CS252989B1 CS8510053A CS1005385A CS252989B1 CS 252989 B1 CS252989 B1 CS 252989B1 CS 8510053 A CS8510053 A CS 8510053A CS 1005385 A CS1005385 A CS 1005385A CS 252989 B1 CS252989 B1 CS 252989B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- rubber
- weight
- polyethylene
- ethylene
- styrene
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Termoplastický elastomérny kompozit je vhodný predovšetkým pre potřeby kábelár- skeho priemyslu. Cielom riešenia je získáme elastomérnych materiálov so spracova- telskými vlastnosťami termoplastov, vulka- nizovatelných sírnym vulkanizačným systé- mom. Kompozícia sa skládá z elastomérnej a termoplastickej zložky, pričom elastomér- nu zložku tvoří 8,0 až 90 % bmotnostných styrén-diénového kaučuku s ohsahom maximálně 45 % hmotnostných styrénu, podlel etylén-propylén-diénového terpolyméru s ohsahom 40 až. 90% hmotnostných etylénu, výhodné sekvenčného typu a/alebo ich zmesi s prírodným kaučukom a termoplastická zložku tvoří 0,3 až 31 % hmotnostných polyetylénu s tavným indexom 180 až 220 a/ /alebo 0,1 až 58 % hmotnostných polyetylénu s tavným indexom 0,1 až 20 a zmes výhodné obsahuje plnivo v rozsahu 0,0 až 800 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov kaučuku. Kompozícia bez obsahu síry a urýchlovača s vysokým stupňom napl- nenia je vhodná ako výplňová hmota použitelná v elektrotechnickom priemysle.
Description
Vynález sa týká termoplastických elastomérnych kompozícií, vhodných najma pre kábe!árske účely, obsahujúce kopolymery kaučuku alebo zmes kaučukov a polyetylén s vysokým tavným indexom, vulkanizovatelné sírou alebo sírnym vulkanizačným systémom.
Účelom riešenia je získanie elastomérneho materiálu s termoplastickými vlastnosťami, čím sa dosiahne zlepšeme spracova nia kaučukových zmesi, ako i zlepšeme technologických vlastností výrobku. Pri použití síry sa pri zvýšenej teplote získajú termoplastické elastoméry, připravené dynamickou vulkanizáciou, v káblovom priemysle využitelné najma ako izolačně a plášťové materiály káblov a káblových armatúr. Bez použitia vulkanizačných přísad a pri zvýšenom obsahu plniv sa získajú materiály, vhodné pre výplňové zmesi medzi žilami káblov. Takto připravené zmesi majú výborné reologické vlastnosti a v porovnaní s inými používanými zmesami zlepšené technické vlastnosti. Znamenajú tiež ekonomický přínos z hladiska objemových ukazovatelov výroby, produktivity práce a úspory energie.
Termoplastické elastoméry sú známe ako dvojfázové materiály, ktoré sa pri teplotách vyšších ako je teplota tavenia plastomérnej fázy dajú spracovávať ako plasty, avšak pri tep!otách nižších majú fyzikálně vlastnosti elastomérov. Možno z nich vyrábat výrobky vytláčaním, vstrekovaním alebo lisováním ako plasty, s vynecháním procesu vulkanizácie, pričom odpad z výroby móže byť až niekolkonásobne vrátený spát bez akejkol'vek regenerácie a bez významného vplyvu na vlastnosti materiálu.
Z patentovej literatúry sú známe mnohé termoplastické elastoméry, založené na báze zmesi kaučuku a plastu. Vačšina je zaměřená na zmes monoolefinického kopolymérneho alebo terpolymérneho kaučuku EPM a EPDM s polyolefínmi. Takéto zmesi majú výborné mechanické, elastické a elektrické vlastnosti, bez přídavku sieťovadiel však vykazujú nízku tepelnú stabilitu. Uvedený nedostatok možno do značnej miery odstranit čiastočným alebo úplným zosietením kaučukovej zložky metodou dynamickej vulkanizácie v procese miešania zmesi vo vysokoobrátkovom miešacom zariadení, vyhriatom na teplotu 180 °C, ako je uvedené například v patentoch US 3 758 643, US 3 862 106, CS 198 202 alebo FR 2 323 734.
Termoplastické elastoméry připravené na základe kombinácie EPDM a polyetylénu, resp. polypropylénu obsahujú zvyčajne 40 až 60 hmotnostných dielov polyolefínu na 100 dielov kaučuku. Uvedené množstvo polyolefínu je potřebné na vytvorenie súvislej plastomérnej fázy, zabezpečujúcej termoplasticitu materiálu. Pri dávkovaní polyolefínu pod 30 hmotnostných dielov sa získá termoset, ktorý stráca výhodné termoplastické vlastnosti. Pri koncentrácii polyolefínu nad 80 hmotnostných dielov na 100 dielov kaučuku sa získá tvrdý materiál s málo elastickými vlastnosťami. Zosietená elastomérna zložka rozptýlená v súvislej plastomérnej fáze do značnej miery vplýva na húževnatosť zmesi, ktorá zabezpečuje váčšiu odolnost proti pretrhnutiu a oderu materiálu. Húževnatosť zmesi možno charakterizovat výrazom (TSj2/E, kde TS je pevnost v tahu a E Youngov modul pružnosPre zlepšenie spracovateTských vlastností zmesi kaučukov, predovšetkým pri vyššom obsahu plniv sa používajú rózne zmákčovadlá. Najčastejšie sú nimi různé oleje, živice, faktis a asfalt v termoplastických elastoméroch například podl'a patentov CS 198 202, NDR 126 193, CS 201796. Tieto zmákčovadlá však všetky zhoršujú elektrické vlastnosti materiálu, zmakčovadlá migrujú, čím negativné ovplyvňujú nielen fyzikálně vlastnosti materiálu pri zvýšených teplotách, ale aj samotný proces starnutia materiálu, sfarbujú zmesi a obmedzená znášanlivosť s kaučukmi vedie pri vyššom obsahu zmákčovadiel k spracovatefským problémom, akými sú zvýšená lepivost na zariadenia a tvorba plynných dutin vo výrobku.
Na zlepšenie fyzikálnych vlastností termoplastických elastomérov sa používajú různé druhy polyetylénu. V patente CS 196 337 sa používá polyetylén s tavným indexom 0,6, ktorý je nevhodný pre spracovanie vytláčaním a vstrekovaním. V patente CS 205 674 sa používá polyetylén s tavným indexom 20 až 200, avšak v dávkovaní 1 až
9,5 hmotnostného percenta. Uvedené dávkovanie však neumožňuje dostatočnú spracovatefnosť materiálu pre nízku koncentráciu plastomérnej zložky. Zvýšenie obsahu samotného uvedeného polyetylénu spósobuje lepivost na technologické zariadenia. Úpravu vlastností kaučukových zmesi pri použití polyetylénu s vysokým tavným indexom riešia niektorí autoři pomocou zosietenia peroxidom alebo žiarením, čím sa získá nevratné zosietený vulkanizát — kopolymér kaučuku a po’yetylénu. Po vulkanizácii polyetylén stráca svoju póvodnú funkciu vysokomolekulového zmákčovadla, ako například v zmesiach na báze EPDM kaučuku v patente CS 175 785.
Zlepšenie spracovatefnosti termoplastických materiálov pomocou zvýšeného dávkovania základného polyolefínu nie je vhodné, pretože so zvyšováním obsahu polyetylénu s nízkým tavným indexom významné klesá húževnatosť a elastické vlastnosti zmesi.
Uvedené nedostatky rieši vynález, ktorého podstatou je modifikácia kaučukových zmesi polyetylénom s vysokým tavným indexom v rozmedzí 180 až 220 v kombinácii s polyetylénom s tavným indexom od 0,1 až 20.
232389
Termoplastický elastomérny kompozit sa skládá z 23 až 90 hmotnostných percent styrén-butadiénového kaučuku s ohsahom max. 45 hmotnostných per,cent styrénu alebo jeho zmesi s etylén propylénovým kopolymérom alebo termoplymérom s obsahom polyetylénu 40 až 90 hmotnostných percent, výhodné sekvenčného typu, alebo ich zmesi s prírodným kaučukom, ku ktor.ému sa přidá 0,3 až 31 hmotnostných percent polyetylénu s tavným indexom 180 až 220 a podiel polyetylénu s tavným indexom 0,1 až 20 v množstve 0,1 až 58 hmotnostných percent. Dalšími zložkami kompozície sú 0,1 až 21 hmotnostných percent zmakčovadla-; pódia sposobu aplikácie zmesi podlá vynálezu može eš-te obsahovat sírny vulkanizačný systém v množstve 0,0 až 2,5 hmotnostoého percenta síry a 0,0 až 3 hmotnostných percent urýchtovača tiuramového typu a výhodné tiež anorganické plnivo alebo sadze v množstve 0,0 až 800 hmotnostných dielov na 100 'hmotnostných dielov kaučukové] zmesi. Pre zvýšenie odolnosti zmesi proti účinkom ozónu a oxidácie je možný prídavok stabilizačných přísad.
Termoplastická elastomérna zmes sa připraví na bežnom miešacom zariadení prl teplote 160 až 170 °C a rýchlosti 3.0 až 100 otáčok za min. Postupné sa přidával kaučuk, PE, plnivo, stearín a nakoniec vulkanizačné přísady tak, aby tieto úpine zreagovali. Pri týchto podmienkach trval cyklus přípravy 10 až 15 minút s aktívnou dobou vulkanizačného systému 3 až 10 minút, čím sa dosiahlo prakticky úplné zosietenie kaučuku bez dalších fyzikálnochemických zmien zmesi pri ich dalšom spracovaní počas aplikácie. Po zmiešaní všetkých zložiek sa zmesi krátko homogenizovali na dvojvalci.
Tabulka 1 obsahuje příklady zloženia zmesi a ich mechanické vlastnosti, u ktorých sa měnil — zvyšoval iba obsah polyetylénu s vysokým tavným indexom.
Tabulka 1
| Zložky (hmot. d. j příklad č. | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| SBR kaučuk | 65 | 65 | 65 | 65 | 65 |
| EPDM kaučuk | 35 | 35 | 35 | 35 | 35 |
| polyetylén s tav. indexom 2,0 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| sadze | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 |
| stearín | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
| síra | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| urýchlovač TMTD | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 | 0,8 |
| polyetylén s tav. indexom 200 | 0 | 5 | 10 | 20 | 30 |
| 100 % modul MPa | 2,62 | 2,60 | 2,86 | 3,08 | 2,82 |
| pevnost v tahu MPa | 5,75 | 5,75 | 5,75 | 5,96 | 4,05 |
| ťažnosť pri přetrhnutí % | 670 | 640 | 640 | 650 | 520 |
| tvrdost Shore A | 75 | 75 | 74 | 74 | 72 |
| vkrit. s1, 190 °C | 3,5 | 98 | 204 | 771 | 4 320 |
| TS2/E MPa | 7,13 | 7,13 | 6,21 | 6,23 | 3,02 |
| viskozita pri 190 °C MPa . s | 17,6 | 15,0 | 5,8 | 2,25 | 0,86 |
| krútiaci moment N . m | 24,26 | 26,25 | 25,32 | 23,33 | 21,35 |
Prídavok PE s vysokým tavným indexom významné vplýva na vlastnosti termoplastických elastomérov, najma na hodnotu kr.itickej šmykovej rýchlosti — Vk(it, meranej na výtlačnom viskozimetri pri 190 °C, s hubicou L = 15 D s plochou vstupnou oblasťou, ktorá charakterizuje spracovatelnosť materiálov vytláčaním a vstrekovaním. Mierne zhoršeme mechanických vlastností a húževnatosti materiálu nie je pri vhodnom dávkovaní PE na závadu. Výrazné zníženie viskozity zmesi a pokles krútiaceho momentu Mkrut. v praxi znamená zníženie nárokov na spotřebu energie.
Vynecháme tiuramového urýchtovača zo zloženia zmesi nemusí spósobiť výrazné zhoršenie technických vlastností zmesi a zabezpečuje lepšiu homogenizáciu sieťovadla — síry do začiatku dynamickej vulkanizácie. Příklady zmesi zosietených sírou bez přítomnosti tiuramového urýchtovača vulkanizácie s různými druhmi plniva sú uvedené v tabulke 2.
2S2989
Tabulka 2
| Zložky (hmot. d.) příklad č. | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| SBR kaučuk | 100 | 67 | 67 | 67 | 67 |
| kaučuk EPDM II, ML (1 + 4)/100°C; 85 | — | 33 | — | 33 | 17,5 |
| kaučuk EPDM II, ML (1 + 4)/100 °C; 85 | — | — | 33 | — | 17,5 |
| polyetylén s tav. indexom 2,0 | 70 | 50 | 50 | 50 | 60 |
| polyetylén s tav. indexom 200 | 5 | 15 | 15 | 5 | 5 |
| sadze | — | 30 | 30 | — | 30 |
| kysličník křemičitý zrážaný | — | — | — | 30 | — |
| kaolín žíhaný | 20 | — | — | — | — |
| parafín | 1,0 | — | — | — | 3,5 |
| síra | 3,0 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 |
| 100 % modul MPa | 3,92 | 3,29 | 3,48 | 3,87 | 3,27 |
| pevnost v tahu MPa | 7,82 | 4,89 | 7,39 | 4,80 | 6,67 |
| ťažnosť pri přetrhnutí % | 605 | 550 | 560 | 405 | 685 |
| tvrdost Shore A | 76 | 81 | 81 | 78 | 82 |
| Youngov modul MPa | 10,2 | 7,58 | 8,25 | 11,6 | 7,40 |
| TS2/E MPa | 3,18 | 3,15 | 6,62 | 1,98 | 5,83 |
| vkrit. s-i 150 °C | 350 | 7 200 | 230 | 195 | 920 |
V příkladech zmesi podía vynálezu možno s výhodou použit EPDM kaučuky sekvenčného typu, ako napr. EPDM I s Mooney viskozitou ML(1 + 4)/100 °C; 35, resp. EPDM II s ML(1 + 4); 85.
Zmesi, připravené v hnetacom zariadení, sa po krátkom homogenizovaní granulovali. Granulované termoplastické zmesi sa ani bez použitia separátora a po dlhodobom skladovaní nezlepovali, ani sa ieh technické vlastnosti výraznejšie nezhoršujú. Granulky zmesi uložené pri teplote 70 °C a mernom tlaku 0,2 MPa po dobu 24 hodin ostali nezlepené. Skladovaníe granulátu počas 24 mesiacov při laboratórnej tejYote taktiež neviedlo k zlepovaniu granuliek.
Termoplastické elastomérne zmesi možno ďalej spracovať běžnými technologickými postupmi, ako vytláčaním alebo lisováním. Pri vytláčaní zmesi možno s výhodou použit teploty 150 až 190 °C a závitovky s vyššími hodnotami poměru I/D, používané pre spracovanie plastov.
Hodnotenie termoplastických elastomérnych zmesi na izoláciách káblov, připravených podl'a vynálezu, ukázalo okrem uvedených vlastností aj vhodné elektrické vlastnosti porovnatelné s vulkanizovanými materiálmi — elektrická pevnost do 25 kV na milimeter, Činitel' dielektrických strát pri 90 °C 1,0 až 1,5 X 10~2, permitivitu 2,0 až 4,5. Urýchlené skúšky teplotného starnutia izolácií káblov ukázali vhodnost ich použitia pre trvalé teplotně namáháme v rozsahu 70 až 80 °C s perspektivou využitia predovšetkým pre izolácie a obaly káblov pre napátia do 6 kV.
V případe vynechania síry a urýchlovača vulkanizácíe zo zloženia termoplastických zmesi získáme materiály vhodné pre aplikáciu ako výplňových zmesi káblov s možnosťou naplnenia do vysokého stupňa. Plnívom můžu byť všetky běžné typy plniv, používané pre kaučuky až do 800 hmotnostných dielov na 100 dielov kaučuku. Příklady pre zloženie výplňových zmesi káblov sú uvedené v tabulke 3.
Tabulka 3
| Zložky (hmot. d.j příklad č. | 11 | ’ 12 | 13 | 14 |
| SBR kaučuk | 95 | 100 | 80 | 80 |
| EPDM kaučuk | 5 | — | — | — |
| prírodný kaučuk | — | — | 20 | 20 |
| polyetylén s tav. indexom 2,0 | — | 40 | — | — |
| polyetylén s tav. indexom 200 | 20 | 5 | 17 | 17 |
| parafin | 3 | 1,0 | 11 | 11 |
| krieda | 600 | — | 400 | 500 |
| kaolín | — | 360 | — | — |
| vápenec mletý | — | — | 200 | — |
| vápenec zrážaný | — | — | — | 100 |
| nastavovací olej | 38 | 35 | 35 |
252939
Výplňové zmesi podlá vynálezu, na báze butadién-styrénového kaučuku alebo jeho zmesi s etylén-propylénovým kopolymérom alebo terpolymérom alebo prírodným kaučukom a polyetylénom majú zlepšené Teologické a spracovatelské vlastnosti a tým lepšie vyplnia priestor medzi žilami káb'a. Sú vhodné pre káble s plastovými aj kaučukovými obalmi a aj pri mierne zvýšenej teplote si v zlepšenej miere zachovávajú tvar.
Zmesi, připravené pódia vynálezu, majú zlepšené technologické vlastnosti, predovšetkým reologické, bez podstatnejšieho zhoršenia ostatných technických vlastností materiálu. Značné zlepšenie reológie znamená podstatné zvýšenie objemovej výroby výrobkov a produktivity práce. Uplatnenie butadién-styrénového kaučuku v termoplastických zmesiach pódia vynálezu v kombinácii s etylén-propylénovým kopolymérom alebo terpolymérom znižuje tiež materiálové náklady výroby.
Claims (1)
- Termoplastický elastomérny kompozit na báze syntetického a/alebo prírodného kaučuku, nezosieteného alebo čiastočne zosieteného sírnym vulkanizačným systémom, připadne obsahujúcim tiuram na urýchlenie vulkanizácie, vyznačujúci sa tým, že sa skládá z elastomérnej zložky A, ktorú tvoří 8,0 až 90 hmotnostných percent styrén-diénového kaučuku s obsahom maximálně 45 hmotnostných percent styrénu, z podielu e tylén-propylén-diénového terpolyméru s obVYNALEZU sahom 40 až 90 hmotnostných percent ety'énu s výhodou sekvenčného typu, a/alebo ich zmesi s prírodným kaučukom a z termoplastickej zložky B, ktorú tvoří 0,3 až 31 hmotnostných percent polyetylénu s tavným indexom 180 až 220 a/alebo 0,1 až 58 hmotnostných percent polyetylénu s tavným indexom 0,1 až 20, pričom zmes výhodné obsahuje plnivo v rozsahu 0,0 až 800 hmotnostných dielov na 100 hmotnostných dielov kaučuku.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS8510053A CS252989B1 (sk) | 1985-12-29 | 1985-12-29 | Termoplastický elastomérny kompozit kaučuku a polyetylénu |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS8510053A CS252989B1 (sk) | 1985-12-29 | 1985-12-29 | Termoplastický elastomérny kompozit kaučuku a polyetylénu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS1005385A1 CS1005385A1 (en) | 1987-03-12 |
| CS252989B1 true CS252989B1 (sk) | 1987-10-15 |
Family
ID=5447767
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS8510053A CS252989B1 (sk) | 1985-12-29 | 1985-12-29 | Termoplastický elastomérny kompozit kaučuku a polyetylénu |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS252989B1 (sk) |
-
1985
- 1985-12-29 CS CS8510053A patent/CS252989B1/sk unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS1005385A1 (en) | 1987-03-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP0287140B1 (en) | Polymer composition, a process for producing a polymer composition, and the use of such a polymer composition | |
| KR100418018B1 (ko) | 열가소성에라스토머(elastomer)조성물및그의제조방법 | |
| US3835201A (en) | Thermoplastic blend of copolymer rubber and polyolefin plastic | |
| EP0052469B1 (en) | Thermoplastic elastomer and electrical plug or connector made therewith | |
| US4313867A (en) | Low pressure injection moldable compositions | |
| US5266626A (en) | Thermoplastic elastomer based on an ethylene/α-olefin copolymer and on polynorbornene | |
| US3256366A (en) | Process for the preparation and vulcanization of a mixture of an olefin polymer withan olefin copolymer | |
| US4078020A (en) | Thermoplastic elastomers comprising ethylene-α-olefin copolymer, polypropylene and polybutene | |
| US4143099A (en) | Method of preparing a thermoplastic elastomeric blend of monoolefin copolymer rubber and polyolefin resin | |
| RU2074868C1 (ru) | Эластопластичная композиция и способ ее получения | |
| KR920010646B1 (ko) | 열가소성 엘라스토머 조성물 및 그 제조방법 | |
| US4031169A (en) | Thermoplastic elastomeric polymer blend | |
| CN103756129B (zh) | 三元乙丙橡胶/聚丙烯热塑性弹性体及其制备工艺 | |
| JPH04234448A (ja) | ポリブテン−１を含む動的に部分架橋した熱可塑性エラストマー | |
| US5240983A (en) | Process for producing polyolefin thermoplastic elastomer composition | |
| US4108947A (en) | Thermoplastic elastomer composition | |
| EP0204453A1 (en) | Thermoplastic elastomer compositions | |
| US20050085591A1 (en) | Process for the preparation of a dynamically vulcanized thermoplastic elastomer | |
| Ghosh et al. | Thermoplastic elastomers from blends of polyethylene and ethylene-propylene-diene rubber: influence of vulcanization technique on phase morphology and vulcanizate properties | |
| US4696967A (en) | Thermoplastic elastomer compositions | |
| CS252989B1 (sk) | Termoplastický elastomérny kompozit kaučuku a polyetylénu | |
| JP2001181459A (ja) | 耐熱性熱可塑性エラストマー組成物 | |
| CA1061921A (en) | Flame retardant thermoplastic elastomer | |
| CN85102222A (zh) | 乙丙橡胶/聚丙烯热塑弹性体及制备方法 | |
| US6921792B2 (en) | Chemically modified polyolefin elastomer composition and method for preparing the same |