СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ Российский патент 1995 года по МПК C08J3/20 C08L27/06 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/24 C08K5/09 C08K5/10 C08K5/17 

Изобретение относится к способу получения полимерной композиции на основе поливинилхлорида (ПВХ) и может быть использовано при изготовлении товаров народного потребления: бутылок, пленок, формованных изделий, профилей, труб и т. д. с хорошей перерабатываемостью и оптимальными значениями санитарно-гигиенических свойств.

ПВХ-композиции многокомпонентные системы, для которых смешение является обязательной стадией, причем способ смешения компонентов композиции значительно влияет на качество получаемых материалов.

Порядок введения компонентов, который отражается на скорости разогрева ПВХ, длительности цикла смещения, на диспергировании компонентов и эффективности их действия, известен. Порошкообразные термостабилизаторы вводят в начале цикла для увеличения времени нагрева ПВХ, смазки после смешения с другими добавками. Для непластифицированных композиций смазки вводят при температуре 72^оС, нагревают до 92^оС и быстро охлаждают композицию.

Известен способ получения малотоксичной термостабильной ПВХ-композиции с улучшенной формуемостью, содержащей, мас.ч. 100 ПВХ; 0,01-0,4 производного дитио-симмтриазина; 0,1-50 окиси металла I-IV групп периодической системы; 0,01-5 соли щелочного или щелочно-земельного металла. Полимерную композицию получают плавлением компонентов в течение 5 мин при 150-160^оС и перемешиванием.

Известен также способ получения полимерной композиции на основе ПВХ, включающий предварительное смешение пластификатора с модификатором сополимером ММА, бутадиена и стирола при 18-25^оС и последующее смешение полученной смеси с ПВХ и термостабилизатором при 80-90^оС. Композиция применяется для получения листов, пленок, тары. Известен способ получения наполненной ПВХ-ком- позиции, применяемой для изготовления труб, облицовочной плитки. По этому способу модифицированный акриловой кислотой мел обрабатывают водой дисперсией ПВХ при 85-140^оС в высокоскоростном турбосмесителе. При 50-60^оС в тот же смеситель добавляют ПВХ и стабилизаторы, перемешивают до достижения температуры 74^оС, загружают пластификатор, перемешивают до достижения температуры 95^оС и добавляют смазку. Замес перемешивают 2-3 мин и выгружают, охлаждая при перемешивании до 40-45^оС. Статическая термостабильность композиции 55-240 мин, динамическая термостабильность композиции составляет 80-105 мин.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к предлагаемому является способ получения полимерной композиции, включающей мас.ч. 100 суспензионного ПВХ; 1-3 металлсодержащего термостабилизатора; 1-3 пластификатора; 0,35-3 смазки комплекса камфоры с дифениламином (КД), взятых в эквимолярном соотношении, применяется, например, для получения пленки, листов, винилпласта, тары. Способ получения полимерной композиции состоит в том, что ПВХ термостабилизатор и смазку смешивают в турбосмесителе одновременно при 80-85^оС в течение 15-20 мин при числе оборотов 1450 в 1 мин. Динамическая термостабильность композиции 85-130 мин, статическая термостабильность 155-240 мин.

Известно, что камфора, так же как и приготовленный на ее основе комплекс КД, обладает сильной летучестью и резким запахом. Указанный выше способ получения композиции ПВХ придает ей специфический запах камфоры, остающийся после переработки в конечные ПВХ-материалы. Это затрудняет организацию переработки ПВХ-композиции, а также ограничивает использование ПВХ-материалов, например для упаковки различных продуктов, особенно пищевых. У некоторых известных композиций, массовая доля летучих веществ 0,7-0,70 запах и привкус водной вытяжки 3 балла (см. таблицу, пример 19).

Техническим результатом изобретения является уменьшение массовой доли летучих веществ, привкуса и запаха водной вытяжки и сохранение.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения полимерной композиции, включающем смешение при нагревании ПВХ, термостабилизатора, пластификатора и смазки КД, смазку предварительно смешивают с пластификатором при температуре 60-80^оС в течение 20-30 мин, а затем полученную смесь перемешивают с ПВХ и термостабилизатором при нагревании до температуры 100-110^оС.

Полимерная композиция, получаемая по предлагаемому способу, содержит, мас. ч. 100 ПВХ суспензионного марки С5868ПЖ, С6358М, С7058М по ГОСТУ 14332-78 или ПВХ блочного марки М-6479У по ТУ 6-01-678-86; 0,5-2,5 термостабилизатора, например смеси СтСа ТУ 6-09-4104-85 и СтZn ТУ 6-09-4262-86, стеарата бария (СтBa) ТУ 6-09-281-85 и стеарата кадмия (СтCd) ТУ 6-09-7-76, трехосновного сульфата свинца (ТОСС ТУ 6-09-4098-75) и двухосновного стеарата свинца (ДОСС ТУ 6-09-3228-75), диоктилоловотиогликолята (типа OTS-17, Германия, фирма Грейц-Делау, стандарт N 69-1); 1-8 пластификатора ди-2-этилгексилфталата (ДОФ ГОСТ 8727-77), эпоксидированного соевого масла ЭСМ ТУ 6-10-722-86) или смеси ДОФ с ЭСМ; и 0,5-1 мас.ч. смазки КД.

Компонент КД получен следующим образом. В реактор с мешалкой и обратным холодильником загружают 5 кг дифениламина и нагревают до 60-80^оС. После того, как дифениламин полностью расплавится, включают мешалку и порциями добавляют расчетное количество камфоры, исходя из того, чтобы массовая доля камфоры в конечном продукте находилась в пределах 40-60% лучше 50-60% Температуру в реакторе в процессе смешения (образование комплекса протекает со значительным поглощением тепла) поддерживают в указанных выше пределах. После добавления всего количества камфоры содержимое охлаждают до температуры, близкой к комнатной (20-30^оС), выключают мешалку и получают комплекс камфоры с дифениламином уже в виде раствора с показателем преломления n_D²⁰ 1,54-1,55 и плотностью 1020 кг/м³, по вязкости близкого к воде.

Эмпирическая формула C₁₀H₁₆OHNх х(C₆H₅)₂, мол. м. 321, точка кипения 2328^оС, точка плавления минус 1^оС. При обычных условиях не гидролизуется, не окисляется и не полимеризуется.

П р и м е р 1. В обогреваемой емкости предварительно смешивают 3 мас.ч. ДОФ с 0,5 мас.ч. КД при температуре 60^оС в течение 20 мин.

В турбосмеситель при температуре 60^оС загружают 100 мас.ч. ПВХ С5868ПЖ, 0,3 мас.ч. СтСа, 0,2 мас.ч. Ст, перемешивают до температуры 70^оС, через мерник добавляют предварительно приготовленную смесь ДОФ с КД и перемешивают композицию до температуры 100^оС. Смесь охлаждают до температуры 40^оС. Для композиции определяют массовую долю летучих веществ, привкус и запах водной вытяжки, динамическую и статическую термостабильность. Запах и привкус водной вытяжки определяют по ГОСТ 22648-80. Массовую долю летучих веществ определяют по ГОСТ 14043-78 высушиванием навески (5 г) ПВХ композиции в термошкафу при температуре 110^оС + 2 по формуле
X ·100, где m₀ масса навески до высушивания, г;
m₁ масса навески после высушивания, г.

Динамическую термостабильность рассчитывают по методике НИИ полимеров по пластограмме: крутящий момент время, снимаемой на приборе марки "Брабендер" (Германия) в условиях влияния температуры (170^оС) и сдвиговых напряжений. Скорость вращения лопастей прибора 40 об/мин. Статическую термостабильность определяют по ГОСТ 14041-78 (175^оС). Запах и привкус водной вытяжки по ГОСТ 25250-83.

Характер запаха оценивается в баллах:
Характеристика показателей
никакого запаха и привкуса 0 проявление запаха отсутствие ощутимого запаха, привкуса;
очень слабый 1 запах, привкус обычно незамечаемые, но обнаруживаемые опытным дегустатором;
слабый 2 запах, привкус, обнаруживаемые неопытным дегустатором, если обратить на это его внимание;
заметный 3 запах, привкус, легко обращающие на себя внимание и вызывающие неодобрительные ощущения;
отчетливый 4 запах, привкус, вызывающие отрицательные ощущения;
очень слабый 5 запах и привкус настолько сильны, что вызывают неприятные ощущения.

Примеры 2-18 по предлагаемому изобретению.

Примеры 19-23 для сравнения. Способы получения полимерных композиций и их составы приведены в таблице.

Использование: для изготовления товаров народного потребления. Способ получения полимерной композиции включает смешение при нагревании ПВХ, термостабилизатора, пластификатора и смазки, причем смазку предварительно смешивают с пластификатором при 60-80°С в течение 20-30 мин, а затем полученную смесь перемешивают с ПВХ и термостабилизатором при нагревании до 100-110°С. Массовая доля летучих веществ из полимерных материалов составляет 0,25-0,33% запах и привкус водной вытяжки 1 балл. Статическая термостабильность полимерной композиции 150-235 мин, динамическая термостабильность 80-155 мин. 1 табл.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ, включающий смешение при нагревании поливинихлорида, термостабилизатора, пластификатора и смазки - комплекса камфоры с дифениламином, отличающийся тем, что смазку предварительно смешивают с пластификатором при 60 80^oС в течение 20 30 мин, а затем полученную смесь перемешивают с поливинилхлоридом и термостабилизатором при нагревании до 100 110^oС.