ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1999 года по МПК C08L23/06 C08K13/00 C08K13/00 C08K5/07 C08K5/10 C08K5/23 C08K5/524 

Описание патента на изобретение RU2131894C1

Изобретение относится к стабилизированным полимерным композициям на основе полиолефинов (полиэтилена и его сополимеров) и может быть использовано для получения окрашенных материалов, обладающих повышенной стойкостью к световому старению.

Известно, что полиэтилен и его сополимеры при переработке и эксплуатации под влиянием высоких температур, солнечной радиации, кислорода воздуха теряют свои физико-механические, физико-химические и реологические свойства.

В промышленности применяют стабилизирующие добавки, позволяющие увеличить стойкость полимеров к УФ-облучению.

Известна полимерная композиция, содержащая полиэтилен, светостабилизатор 4- алкокси-2-гидроксибензофенон, термостабилизатор, в качестве полиэтилена она содержит полиэтилен высокого давления, в качестве термостабилизатора 5-имино-3-тион-1,2,4-дитиазолидин (ксантановодород) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиэтилен высокого давления - 99,25 - 99,65
4-Алкокси-2-гидроксибензофенон - 0,25 - 0,50
5-Имино-3-тион-1,2,4-дитиазолидин (ксантановодород) - 0,10 - 0,25
[Авторское свидетельство СССР N 1142485, кл. C 08 L 23/06, 1985].

Данная полимерная композиция обладает недостаточной стойкостью к световому старению.

Наиболее близкой по технической сущности является полимерная композиция, содержащая полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом, светостабилизатор 4-алкокси-2-гидроксибензофенон и дополнительно тетраметилтиурамдисульфид (тиурам Д) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом - 99,00 - 99,75
4-Алкокси-2-гидроксибензофенон - 0,125 - 0,50
Тетраметилтиурамдисульфид (тиурам Д) - 0,125 - 0,50
Недостатками данной композиции являются: использование токсичного соединения - тиурама Д, недостаточная светостойкость.

[Авторское свидетельство СССР N 939483, кл. С 08 L 23/04,1982].

Задачей изобретения является создание полимерной композиции, обладающей повышенной стойкостью к световому старению.

Технически эта задача решается тем, что полимерная композиция содержит полиэтилен низкого давления или его смесь с полиэтиленом высокого давления в качестве светостабилизатора: 4-алкокси-2-гидроксибензофенон, в качестве термостабилизаторов: эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита; трис (2,4-дитретбутилфенил) фосфит. Дополнительно в качестве светостабилизатора композиция содержит кальцевую соль 1-(3-сульфофенил)-3-метил-4-азо-(3,4-дихлор- 6-сульфофенил)-пиразон-5 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиэтилен низкого давления или его смесь с полиэтиленом высокого давления в соотношении 24 : 1 - 98,55 - 99,57
4-Алкокси-2-гидроксибензофенон (бензон ОА) - 0,125 - 0,75
Эфир 3,5-ди-трет-бутил-4 гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита(ирганокс 1010) - 0,09 - 0,1
Трис(2,4-дитретбутилфенил) фосфит (фосфит) - 0,09 - 0,1
Кальцевая соль 1-(3-сульфофенил)-3-метил- 4-азо-(3,4-дихлор-5- сульфофенил)-пиразон-5 (пигмент К) - 0,125 - 0,50
Трис(2,4-ди-трет- бутилфенил)фосфит - белый кристалличекий порошок с температурой плавления 180-185oC. Хорошо растворим в бензоле, хлороформе, хлористом метилене; плохо - в циклогексане, углеводородах; не растворим - в ацетоне, метаноле, воде. Термически стабилен, нетоксичен, непожароопасен. Разрешен для применения в полимерах, контактирующих с пищевыми продуктами. Структурная химическая формула:

Эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроскйфенилпропионовой кислоты и пента-эритрита (ирганокс 1010, Сиба-Гейги, Швейцария). Белый кристаллический порошок. Термостабилизатор. Разрешен для применения в полимерах, контактирующих с пищевыми продуктами.


4-Алкокси-2-гидроксибензофенон (Бензон ОА ТУ 6-14-197-70).


Желтая вязкая жидкость. Светостабилизатор полиолефинов. Разрешен для применения в полимерах, контактирующих с пищевыми продуктами.

Кальциевая соль 1-(3-сульфофенил)-3-метил-4-азо-(3,4-дихлор-6- сульфофенил)-пиразона-5 имеет следующую химическую формулу:

Это желтый пигмент, представляющий собой кристаллический порошок, устойчив к действию света, воды, ацетона, бензола, этилового спирта, не токсичен. Разрешен для полимеров, контактирующих с пищевыми продуктами.

Получают его диазотированием первичного ароматического амина 3,4-дихлор-6-сульфоанилином. При диазоторовании амин обрабатывается соляной кислотой и нитритом натрия. Полученную диазосуспензию смешивают с гетероциклическим соединением 1-(3- сульфобензол)-3-метилпиразолоном в щелочной среде. По окончании реакции реакционную смесь перемешивают в воде с добавлением соли кальция.

ИК-спектроскопическое исследование подтвердило соответствие ИК-спектра вещества его структурной формуле.

В ИК-спектре исследованного вещества наблюдаются полосы поглощения соответствующих фрагментов молекулы, а именно:
- SO3 - при фенильном ядре имеет полосы поглощения 1205, 1180, 1125 и 1045 см-1.

-ОН (гидроксильная группа) идентифицируется по широкой полосе поглощения валентных колебаний VOH у 3490 см-1. -N=N-(aзогpуппа) имеет полосу поглощения валентного колебания при 1430 см-1.

-Ph-Cl (хлорзамещенное фенольное ядро) характеризуется полосой поглощения 1055 см-1.

-CH3(метильная группа) имеет полосы поглощения валентных колебаний VnCH3 и V2CH3 при 2930 и 2855 см-1 соответственно.

Фенильное ядро имеет серию полос поглощения в ИК-спектре, наиболее характерные из которых принадлежат валентным колебаниям VCH в области 3100 см-1 и VCC при 1580 и 1596 см-1.

Пиразольный гетероцикл идентифицируется по трем основным полосам поглощения у 1560, 1490 и 1340 см-1.

На основании проведенного анализа можно констатировать полное соответствие ИК-спектра исследованного вещества его структурной формуле. ИК-спектр был получен на ИК-спектрофотометре UR-20 фирмы К.Цейс Иена. [А.Смит Прикладная ИК-спектроскопия. - М., "Мир", 1982. с. 328].

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения:
Пример 1. Для получения стабилизированной полимерной композиции берут полиэтилен низкого давления марки 289-159, вводят стабилизирующие добавки: ирганокс 1010, фосфит, бензон ОА, пигмент К и смешивают на вальцах при температуре 160±5oC, фрикции 1:1,2, времени смешения 10 мин при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ПЭНД - 98,9
Ирганокс - 0,1
Фосфит - 0,1
Бензон ОА - 0,6
Пигмент К - 0,3
Примеры 1а, 1б, 1в, 1г.

Аналогичны предыдущему примеру по составу полиэтилена, изменяется соотношение стабилизирующих добавок, содержание пигмента К от 0,1 до 0,75 мас.%.

Пример 2. Для получения стабилизированной полимерной композиции берут смесь ПЭНД и ПЭВД в соотношении 24:1, вводят стабилизирующие добавки в режиме и соотношении, аналогичном примеру 1.

Примеры 2а, 2б, 2в, 2г.

Аналогичны предыдущему примеру по составу полиэтилена, изменяется соотношение стабилизирующих добавок, содержания пигмента К от 0,1 до 0,75 мас.%.

Пример 3 по прототипу. Полимерную композицию получают в режиме аналогичном предыдущим примерам, при следующем соотношении компонентов, мас.%:
ПЭНД - 94,8
ПЭВД - 4,0
Ирганокс 1010 - 0,2
Бензон OA - 0,5
Тиурам - 0,5
Примеры 4, 5, 6.

Полимерную стабилизированную композицию получают в режиме аналогичном предыдущим примерам с использованием других известных стабилизирующих добавок: бензон ОА - 0,5 мас.%, дилаурилтиодипропионат (ДЛТДП) - 0,5 мас.%, тинувин - 0,5 мас.%.

[Авторское свидетельство СССР N 1125220, кл. С 08 L 23/04, 1984].

Переработку полученной полимерной композиции в листовой материал осуществляют прессованием на гидравлическом прессе при температуре 180oC и давлении 140-150 МПа. Оценку эффективности светостабилизирующих добавок производят по стойкости к фотоокислительному старению согласно ГОСТ 16337-77. Пластинки из полимерной композиции облучают ртутно-кварцевой лампой ДРТ-400 при температуре 35oC, интенсивности облучения 20000±2000 Лк и времени облучения 300 часов. После облучения из пластин вырубали образцы-лопаточки согласно ГОСТ 11202-80 и проводили физико-механические испытания на машине Р-05 при скорости перемещения активного захвата 50 мм/мин. При этом оценивали следующие показатели: разрушающее напряжение и относительное удлинение при разрыве до и после облучения. Результаты испытаний представлены в таблице (см. в конце описания). Для сравнения также приведены результаты испытаний полиэтилена, стабилизированного другими эффективными стабилизаторами.

Из приведенных в таблице данных видно, что предлагаемая полимерная композиция как на основе ПЭНД, так и на смеси ПЭНД и ПЭВД, по светостойкости превосходит известные составы. Так, после 300 ч облучения ртутно-кварцевой лампой прочность композиций, стабилизированных тиурамом, бензоном ОА, ДЛТДП, тинувином, снижается на 41,5-46,3%, относительное удлинение при разрыве на 48,0-74,3%. В предлагаемой композиции - примеры 1, 1a, 1б, 2, 2а, 2б при оптимальном содержании стабилизирующих добавок и предлагаемого стабилизатора пигмента К в количестве 0,125-0,50 мас.% разрушающее напряжение при разрыве снижается на 31,6-34,1%, относительное удлинение при разрыве на 11,8-15,0%. При содержании стабилизирующей добавки выше и ниже предельных значений, примеры 1г, 1в, 2г, 2в, снижаются абсолютные значения предела прочности и относительного удлинения при разрыве и увеличивается их изменение после облучения, соответственно, на 43,7-48,4% и 32,0-40,6%, т.е. недостаточное количество стабилизирующей добавки, также как и ее избыток, снижает эффективность работы композиции.

Заявленное соотношение полимера и стабилизирующих добавок позволяет получить синергический светостабилизирующий эффект.

Содержание в полимерной композиции термостабилизирующих добавок позволяет получить полимер с достаточно высокой термостабильностью для промышленного применения.

Полученная светостойкая полимерная композиция может быть использована для производства газовых труб из полиэтилена низкого давления с отличительной желтой полосой в соответствии с Международным стандартом.

Похожие патенты RU2131894C1

название год авторы номер документа
Термопластичная композиция 2021
  • Мошкова Юлия Петровна
  • Солодянкин Сергей Аркадьевич
  • Марянина Елена Владимировна
  • Сычев Алексей Викторович
  • Смирнов Алексей Сергеевич
  • Зарипов Ринат Тауфикович
  • Сафаров Рафаэль Атласович
RU2756586C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СТАБИЛИЗИРОВАННОЙ ПОЛИЭТИЛЕНОВОЙ ПЛЕНКИ 1999
  • Таюрский В.А.
  • Заказов А.Н.
  • Амосов В.В.
  • Янбаев С.П.
  • Позднухов А.Н.
RU2174525C2
ЭЛЕКТРОИЗОЛЯЦИОННАЯ КОМПОЗИЦИЯ 1998
  • Юсупов Н.Х.
  • Габутдинов М.С.
  • Гайнуллин Н.С.
  • Валеева Н.Н.
  • Зайцев Н.Ф.
  • Иванов Л.А.
  • Медведева Ч.Б.
  • Черевин В.Ф.
  • Дикерман Д.Н.
  • Кузнецова Г.Н.
  • Лащивер Р.А.
  • Миткевич А.С.
  • Паверман Н.Г.
  • Семенова А.Б.
  • Лугова Л.И.
RU2127922C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ 1996
  • Заикин А.Е.
  • Архиреев В.П.
  • Шереметьев В.М.
  • Черевин В.Ф.
  • Габутдинов М.С.
  • Иванов Л.А.
RU2127286C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТЕРМОПЛАСТИЧНОЙ РЕЗИНОВОЙ СМЕСИ 1997
  • Заикин А.Е.
  • Галиханов М.Ф.
  • Габутдинов М.С.
  • Архиреев В.П.
  • Черевин В.Ф.
  • Шереметьев В.М.
RU2138522C1
Полимерная композиция 1983
  • Баранов Сергей Никитович
  • Самойленко Галина Владимировна
  • Фролова Мария Кузьминична
  • Шевченко Елена Николаевна
  • Киселев Александр Владимирович
SU1142485A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛИЭТИЛЕНА НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ 2001
  • Баулин А.А.
  • Кудряшов В.Н.
  • Габутдинов М.С.
  • Иванов Л.А.
  • Черевин В.Ф.
  • Медведева Ч.Б.
  • Шереметьев В.М.
  • Нигаматзянов Р.Т.
RU2177954C1
СОСТАВ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЙ 2000
  • Юсупов Н.Х.
  • Альтергот О.В.
  • Федосеева И.Н.
RU2186837C2
ПОЛИМЕРНАЯ КРАСЯЩАЯ КОМПОЗИЦИЯ-КОНЦЕНТРАТ 1997
  • Габутдинов М.С.
  • Рязанцева И.Н.
  • Черевин В.Ф.
  • Медведева Ч.Б.
  • Валеева Н.Н.
  • Куликова О.В.
  • Андреева И.Н.
  • Огородникова Т.И.
RU2129136C1
КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКОГО СШИВАНИЯ 1993
  • Виноградова Т.Б.
  • Сильченко С.А.
  • Грекова Т.В.
RU2080341C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 131 894 C1

Реферат патента 1999 года ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Описывается полимерная композиция, содержащая полиэтилен и 4-алкокси-2-гидроксибензофенон в качестве светостабилизатора, отличающаяся тем, что композиция содержит полиэтилен низкого давления или его смесь с полиэтиленом высокого давления в соотношении, равном 24 : 1, и дополнительно содержит эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита, и трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит в качестве термостабилизаторов, и кальциевую соль 1-(3-сульфофенил)-3-метил-4-азо-(3,4-дихлор-6-сульфофенил)-пиразон-5 в качестве светостабилизатора при следующем соотношении компонентов, мас. %: полиэтилен низкого давления или его смесь с полиэтиленом высокого давления в соотношении 24 : 1 98,55 - 99,57, 4-алкокси-2-гидроксибензофенон 0,125 - 0,75, эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита 0,09 - 0,1, трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит 0,09 - 0,1, кальцевая соль 1-(3-сульфофенил)-3-метил-4-азо-(3,4-дихлор-6-сульфофенил)-пиразон-5 0,125 - 0,75. Технический результат - повышение стойкости композиции к световому старению. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 131 894 C1

Полимерная композиция, содержащая полиэтилен и 4-алкокси-2-гидроксибензофенон в качестве светостабилизатора, отличающаяся тем, что композиция содержит полиэтилен низкого давления или его смесь с полиэтиленом высокого давления в соотношении, равном 24:1, и дополнительно содержит эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита, и трис-(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит в качестве термостабилизаторов, и кальциевую соль 1-(3-сульфофенил)-3-метил-4-азо-(3,4-дихлор-6-сульфофенил)-пиразон-5 в качестве светостабилизатора при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Полиэтилен низкого давления или его смесь в соотношении 24:1 - 98,55 - 99,57
4-Алкокси-2-гидроксибензофенон - 0,125 - 0,75
Эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита - 0,09 - 0,1
Трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфит - 0,09 - 0,1
Кальцевая соль 1-(3-сульфофенил)-3-метил-4-азо-(3,4-дихлор-6-сульфофенил)-пиразон-5 - 0,125 - 0,75

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1999 года RU2131894C1

Стабилизированная полимерная композиция 1980
  • Николаева Тамара Александровна
  • Ревяко Михаил Михайлович
  • Беспалов Юрий Александрович
  • Соколов Александр Никифорович
  • Цепалов Виктор Федорович
SU939483A1
Полимерная композиция 1989
  • Лугова Лариса Ивановна
  • Цветкова Антонина Ивановна
  • Сотникова Людмила Капитоновна
  • Иванова Тамара Алексеевна
  • Морозова Надежда Васильевна
  • Егидис Феликс Михайлович
SU1768616A1
3,5-Ди-трет-бутил-4-оксифенилалкилтиоэфир карбоновой кислоты в качестве термостабилизатора полиэтилена и композиция на основе полиэтилена 1982
  • Лугова Лариса Ивановна
  • Макарова Галина Петровна
  • Сотникова Людмила Капитоновна
  • Просенко Александр Евгеньевич
  • Ким Александр Михайлович
  • Крысин Алексей Петрович
  • Коптюг Валентин Афанасьевич
  • Цветкова Антонина Ивановна
  • Иванова Тамара Алексеевна
  • Лазарева Нина Павловна
  • Соколова Татьяна Герасимовна
  • Завитаева Людмила Даниловна
SU1131869A1
ФОРМА ДЛЯ ВУЛКАНИЗАЦИИ БЕСКОНЕЧНЫХ ПОЛИМЕРНЫХИЗДЕЛИЙ 0
SU343863A1

RU 2 131 894 C1

Авторы

Габутдинов М.С.

Иванов Л.А.

Сабиров Р.А.

Чернов В.А.

Яруллин Р.С.

Медведева Ч.Б.

Вахбрейт А.З.

Черевин В.Ф.

Угольников О.Г.

Тамбиева О.А.

Пескова В.И.

Жукова А.В.

Нигматуллин В.А.

Русанова С.Н.

Мукменева Н.А.

Стоянов О.В.

Сопин В.Ф.

Дебердеев Р.Я.

Даты

1999-06-20Публикация

1997-12-08Подача