ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК C08L23/06 C08L23/12 

Изобретение относится к области стабилизации полимерных материалов на основе полиолефинов и может найти применение в той области техники, которая предъявляет особенно повышенные требования к стабилизации полимеров (пленки, волокна) против совместного действия термофотоокислительной деструкции.

Известна полимерная композиция на основе полиолефина и стабилизирующей добавки производных пиперидина общей формулы [1]

При введении в полиолефины таких соединений время до полного разрушения их в условиях ускоренного старения в ксенотесте-450 составляет 20 сут.

Однако такие стабилизирующие соединения обладают повышенной летучестью в процессе литья готовых изделий и легко вымываются водой, что сокращает их возможность практического использования при стабилизации пленок и волокон (изделий с развитой поверхностью).

Наиболее близким техническим решением является полимерная композиция на основе полиолефина и стабилизирующей добавки производных пиперидина общей формулы
,C₆H₅-CH₂-CH₂ совместно с фенольными антиоксидантами при соотношении 1:0,5-1:2 в количестве 0,2 2% от массы полиолефина [2]
Такие полимерные композиции имеют время до полного разрушения их в условиях ускоренного старения в ксенотесте-450 до 47 сут, т.е. повышается эффект защиты более чем в 2 раза (табл. 1).

Однако, из таких полимерных композиций на основе полиолефинов стабилизирующие добавки улетучиваются при литье и вымываются водой при мокрых обработках конечных изделий (пленки, ткани).

Задача изобретения состояла в разработке полимерной композиции на основе полиолефина и стабилизирующей добавки, применяемой совместно с фенольными антиоксидантами, обладающей повышенной свето- и термостабильностью и обладающей стабильностью к воздействию водных обработок конечных изделий (пленки, волокна, ткани).

Поставленная задача достигается тем, что полимерная композиция, включающая стабилизатор, фенольный антиоксидант, содержит в качестве стабилизатора 2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидил-6-имино-2-хлор-4-метил-3-пиперидинкарбонитрил (продукт WS-4) формулы

Продукт WS-4 ранее был использован как промежуточный продукт при синтезе красителей для крашения полиакрилонитрильных волокон.

В табл. 1 3 показана эффективность полимерной композиции на основе полиолефина в сравнении с эффективностью известных полиолефиновых композиций.

Ниже приведены конкретные примеры осуществления заявленной полимерной композиции на основе полиолефина.

П р и м е р 1. Готовят полимерную композицию, состоящую из полиэтилена низкой плотности (ПЭ 15803-020) 99,25 г (99,25 мас.) и расчетного количества вводимого фенольного антиоксиданта (Топанол КА) 0,25 г (0,25 мас.) и продукта WS-4 0,5 г (0,25 мас.). Перемешивание осуществляют на горячих вальцах при температуре 160^оС. Подрезку полотна производят непрерывно. Из вальцованного полотна прессуют пластины 0,25 мм (температура 210^оС, давление 100 ати, время прогрева 15 мин). Для физико-механических и эксплуатационных испытаний по ГОСТ. Составы полимерных композиций и их свойства приведены в табл. 1 3.

Термическую стабильность полимерных композиций характеризуют временем до полного разрушения пленки при 150^оС на воздухе по ГОСТ 16336-90.

Светостойкость полученных пленок определяют в приборе Ксенотест-450 и характеризовали временем до их разрушения по ГОСТ 8979-89.

Из табл. 1 видно, что новая стабилизирующая химдобавка продукт WS-4 в 1,5 раза эффективнее известных светостабилизаторов из класса бензотриазолов и представителей пиперидинового класса (Ластар А, ФЭ и др.).

Как видно из табл. 1 и 2 при введении фенольных стабилизаторов (Топанол КА, 22-26 и др.) термо-светозащитные свойства продукта WS-4 резко возрастают.

Сопоставление термостабильных свойств полимерных композиций на базе полиолефинов приведены в табл. 2.

Данные, приведенные в табл. 2, свидетельствуют также о том, что продукт WS-4 в смеси с фенольными антиоксидантами проявляет эффект синергизма, т.е. происходит усиление ингибирующей активности.

В табл. 3 приведена летучесть известных УФ-абсорберов в сравнении с продуктом WS-4, определенная с помощью сравнения УФ- и ИК-спектров пленок из ПЭНД до и после прессования с введенными химдобавками.

Из приведенных данных видно, что новый продукт WS-4 более технологичен, чем известные УФ-абсорберы, указанный продукт обладает также повышенной термостабильностью. Пленки с добавками продукта WS-4 в количестве 0,2 1,3 мас. слабоокрашены и поэтому могут быть окрашены красителями.

Продукт WS-4 в смеси с фенольными антиоксидантами также был испытан на волокнообразующем полипропилене Московского нефтеперерабатывающего завода марок 06П10/040 и 07П10/080 с индексом расплава 3-6 (230^оС, 2,16 кгс), содержанием изотактической фракции 93 95% зольностью не выше 0,05%
Метод введения стабилизаторов и формование мононити. Стабилизаторы в расчетных количествах вносят в порошкообразный полимер в сухом виде. После тщательного перемешивания из полимера на лабораторном экструдере шнекового типа с электрообогревом получают жилку при температуре 190 210^оС, из которой после измельчения формуют мононити.

Процесс формования мононити осуществляют на специальной установке. Плавление полимера производят в блоке при загрузке 10 г при температуре 250 270^оС в течение 3 5 мин. Прием свежеформованной мононити производят в водяную ванну с температурой 25^оС.

Вытягивание свежесформованной мононити осуществляют на стендовой установке, состоящей из 2 автономных галет и нагревательного элемента "утюга", расположенного между ними. Температура вытягивания 140^оС, кратность вытяжки 5-6 раз.

Физико-механические и эксплуатационные показатели опытных мононитей приведены в табл. 4.

Использование: стабилизация полимеров против совместного действия термофотоокислительной деструкции. Сущность изобретения: композиция содержит, полиолефин 96,5-99,25; фенольный антиоксидант 0,3-2,5; стабилизатор 2,2,6,6 тетраметил-4- пиперидил-6- имино-2-хлор-4- метил-3- пиридинкарбонитрил 0,5-1,0. Готовят композицию на горячих вальцах при 160°С. Характеристика свойств: время до разрушения пленки в Ксеноносте -450 50-76 сут, время до полного разрушения пленки при 150°С на воздухе, 50-72 сутки. 4 табл.

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая полиолефин, фенольный антиоксидант и стабилизатор, отличающаяся тем, что она содержит в качестве стабилизатора 2, 2, 6, 6 тетраметил-4-пиперидил-6-имино-2-хлор-4-метил-3-пиридинкарбонитрил при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Полиолефин 96,5 99,25
Фенольный антиоксидант 0,3 2,5
Стабилизатор 0,5 1,0