ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2003 года по МПК C08L27/06 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K3/24 C08K5/10 C08K5/101 

Изобретение относится к созданию пластифицированных композиций на основе суспензионного поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения пленочных материалов, в частности в производстве ленты поливинихлоридной.

Известна полимерная композиция для изоляционного материала, включающая поливинилхлорид, пластификатор сложного типа, силикат свинца и сажу, причем композиция дополнительно содержит смесь госсиполовой смолы и термогазойля с температурой кипения 221-432^oС при следующем соотношении компонентов, мас.ч. :
Поливинилхлорид - 100
Пластификатор сложного типа - 20-70
Силикат свинца - 0,1-4
Сажа - 0,5-1,5
Термогазойль с температурой кипения 221-432^oС - 10-40
Госсиполовая смола - 1-10
В качестве пластификатора сложного типа она содержит диоктилфталат или трикрезилфталат или их смесь /АС 1054380, кл. С 08 L 27/06, опубл. Бюл. 42, 1983 г./.

Недостатком является дефицитность используемых компонентов, а именно госсиполовой смолы.

Наиболее близкой к заявляемой является полимерная композиция, включающая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, силикат свинца и лубрикант, причем в качестве лубриканта она содержит смесь полиола, вывбранного из группы, включающей глицерин, метилглицерин, диметилглицерин и полиглицерин со степенью поликонденсации 2-4, либо кубового остатка дистилляции высших жирных спиртов фракции С₂₆-С₂₈ с кубовым остатком дистилляции жирных кислот производства хлопкового масла с кислотным числом мг/г КОН 50-100 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суспензионный поливинилхлорид - 100
Сложноэфирный пластификатор - 40-60
Силикат свинца - 1-4
Лубрикант - смесь полиола, выбранного у группы, включающей глицерин, метилглицерин, диметилглицерин и полиглицерин со степенью поликонденсации 2-4, или кубовый остаток дистилляции высших жирных спиртов фракции С₂₆-С₂₈ - 2-9
Кубовый остаток дистилляции жирных кислот производства хлопкового масла с кислотным числом мгКОН/г 50-100 - 1-8
Эту композицию получают следующим образом.

Суспензионный поливинилхлорид, диоктилфталат (ДОФ) трикрезилфосфат, силикат свинца, кубовый остаток дистилляции высших жирных спиртов, кубовый остаток дистилляции жирных кислот производства хлопкового масла смешивают в лабораторном смесителе при 90-100^oС в течение 10 мин и гомогенизируют в смесительном барабане в течение 30 мин. Полученную смесь вальцуют, получают ленту поливинилхлоридную при 160±5^oС в течение 10 мин. Из вальцованных листов готовят образцы для испытания физико-механических свойств пластиката.

Так прочность при растяжении составляет 172-192 кгс/см² /АС 1528777, кл. С 08 L 27/06, опублик. Бюл. 46, 89 г./.

Для определения других основных физико-механических показателей этой композиции авторами проведены дополнительные эксперименты.

Так, относительное удлинение при разрыве составляет 190-200%, удельное объемное электрическое сопротивление при 20^oС 3•10¹¹ - 8•10¹¹Ом•см, термостабильность при 170^oС составляет 60-120 мин.

Недостатком ленты поливинилхлоридной, изготавливаемой из получаемой полимерной композиции, являются низкие физико-механические показатели, а также узкий ассортимент получаемой полимерной композиции.

Задача изобретения - улучшение физико-механических показателей ленты поливинилхлоридной, получаемой из полимерной композиции, и расширение ассортимента полимерных композиций, используемых для изготовления поливинилхлоридных лент.

Поставленная задача достигается тем, что композиция содержит следующие компоненты: суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор диоктилфталат, свинцовый стабилизатор, лубрикант-стабилизатор и сажу, причем в качестве свинцового стабилизатора она содержит трехосновный сульфат свинца, а в качестве лубриканта-стабилизатора смешанные соли карбоксилатов металлов второй группы - продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами или оксидами металлов общей формулы RCOOMeOOCR', где R - фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, а R' - фрагмент стеариновой кислоты при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суспензионный поливинилхлорид - 100
Сложноэфирный пластификатор - 46,8-52,0
Трехосновный сульфат свинца - 3-6
Смешанные соли карбоксилатов металлов второй группы - продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами или оксидами металлов общей формулы RCOOMeOOCR', где R - фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, а R' - фрагмент стеариновой кислоты - 1,5-3,0
Сажа (углерод технический) - 0,5-0,7
В качестве моноалкилового эфира фталевой кислоты используют монобутилфталат, моноэтиленгликольфталат, моноглицеринфталат.

Предлагаемую полимерную композицию получают следующим образом.

В нагретый до 90-100^oС смеситель при перемешивании в течение 30 мин добавляют 100 мас.ч. суспензионного поливинилхлорида (ПВХС), 46,8-52,0 мас.ч. сложноэфирного пластификатора диоктилфталата (ДОФ), 3-6 мас.ч свинцового стабилизатора - трехосновного сульфата свинца (ТОСС), 0,5-0,7 мас.ч. сажи, в качестве лубриканта-стабилизатора 1,5-3,0 мас.ч. смешанные соли карбоксилатов металлов второй группы - продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами или оксидами металлов общей формулы R-COOMeOOCR', где R - фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, R' - фрагмент стеариновой кислоты. В качестве моноалкилового эфира фталевой кислоты используют монобутилфталат, моноэтиленгликольфталат, моноглицеринфталат. Готовую композицию выгружают и вальцуют при температуре 160±5^oС в течение 7-10 мин и получают поливинилхлоридную ленту, анализируют согласно ТУ 6-01-0203314-122-91.

Поливинилхлоридная лента имеет следующие физико-механические показатели: прочность при растяжении 176-212 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 210-242%, удельное объемное электрическое сопротивление при 20^oС от 3•10¹¹ до 7•10¹³ Ом•см, термостабильность при 170^oС 190-280 мин.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что предлагаемую полимерную композицию получают следующим образом: в нагретый до 90-100^oС смеситель при перемешивании в течение 30 мин добавляют 100 мас.ч. суспензионного поливинилхлорида (ПВХС), 46,8-52,0 мас.ч. сложноэфирного пластификатора диоктилфталата (ДОФ), 3-6 мас.ч. свинцового стабилизатора - трехосновного сульфата свинца (ТОСС), 0,5-0,7 мас.ч. сажи, в качестве лубриканта-стабилизатора - 1,5-3,0 мас.ч. смешанные соли карбоксилатов металлов второй группы периодической системы Менделеева - продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами или оксидами металлов общей формулы RCOOMeOOCR', где R - фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, R' - фрагмент стеариновой кислоты. В качестве моноалкилового эфира фталевой кислоты используют монобутилфталат, моноэтиленгликольфталат, моноглицеринфталат. Готовую продукцию выгружают, вальцуют, при температуре 160±5^oС в течение 7-10 мин с получением поливинилхлоридной ленты. Из вальцованной ленты готовят образцы для испытания физико-механических показателей по ТУ 6-01-0203314-122-91.

Лента имеет следующие физико-механические показатели: прочность при растяжении 176-212 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 210-242%, удельное объемное электрическое сопротивление при 20^oС от 2,8•10¹² до 7•10¹³ Oм•см и термостабильность при 170^oС 190-280 мин.

Пример 1. В смесителе, нагретом до 90-100^oС, смешивают в течение 30 мин (мас. ч. ): ПВХС - 100, ДОФ - 46,8, ТОСС - 6, сажу - 0,7 и монобутилфталат (стеарат) кальция - 3. Готовую композицию выгружают и вальцуют при температуре 160±5^oС в течение 7-10 мин. Значение прочности при растяжении и относительное удлинение при разрыве полученной ленты определяют по ГОСТ 14236-81 и равны 190 кгc/см² и 216% соответственно.

Значение удельного съемного электрического сопротивления полученной ленты определяют по ГОСТ 6433.2-71 и равно 5,2х10¹² Ом•см. Термостабильность ленты определяют по ГОСТ 14041-91 при температуре 170^oС. Значение термостабильности равно 200 мин. Полученные показатели превосходят существующие показатели по прототипу.

Пример 2. Аналогично примеру 1 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3 мас.ч. моноэтиленгликольфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 176 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 223%, удельное объемное сопротивление 3,2•10¹² Ом•см, термостабильность 220 мин.

Пример 3. Аналогично примеру 1 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3 мас.ч. моноглицеринфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 194 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 226%, удельное объемное сопротивление 4,0•10¹² Ом•см, термостабильность 220 мин.

Пример 4. Аналогично примеру 1 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3 мас. ч. монобутилфталат (стеарат) бария. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 190 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 215%, удельное объемное электрическое сопротивление 4,2•10¹² Ом•см, термостабильность 195 мин.

Пример 5. Аналогично примеру 1 вместо 6 мас.ч. трехосновного сульфата свинца вводят 3 мас.ч. и вместо монобутилфталата (стеарат) кальция вводят 3 мас.ч. моноглицеринфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 187 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 217%, удельное объемное электрическое сопротивление 2,8•10¹² Ом•см
Пример 6. Аналогично примеру 1 вместо 46,8 мас.ч. диоктилфталата вводят 52,0 мас. ч. и вместо 3 мас.ч. монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 1,5 мас. ч. монобутилфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 206 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 216%, удельное объемное электрическое сопротивление 2•10¹³ Ом•см, термостабильность 240 мин.

Пример 7. Аналогично примеру 6 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 1,5 мас. ч. моноэтиленгликольфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 210 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 236%, удельное объемное электрическое сопротивление 4•10¹³ Ом•см, термостабильность 245 минут.

Пример 8. Аналогично примеру 6 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят моноглицеринфталат (стеарат) кальция - 1,5 мас.ч. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 212 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 216%, удельное объемное электрическое сопротивление 4•10¹³ Ом•см, термостабильность 260 минут.

Пример 9. Аналогично примеру 6 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 1,5 мас. ч. монобутилфталат (стеарат) бария. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 190 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 220%, удельное объемное электрическое сопротивление 3,8•10¹³ Ом•см, термостабильность 250 минут.

Пример 10. Аналогично примеру 6 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 1,5 мас.ч. моноглицеринфталат (стеарат) бария. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 200 кгc/см², относительное удлинение пр разрыве 212%, удельное объемное электрическое сопротивление 4•10¹³ Ом•см, термостабильность 280 мин.

Пример 11. Аналогично примеру 6 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3,0 мас.ч. монобутилфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 178 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 210%, удельное объемное электрическое сопротивление 4•10¹³ Ом•см, термостабильность 280 минут.

Пример 12. Аналогично примеру 11 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3 мас. ч. моноэтиленгликольфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 187 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 222%, удельное объемное электрическое сопроитивление 7•10¹³ Ом•см? термостабильность 275 минут.

Пример 13. Аналогично примеру 11 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3 мас.ч. моноглицеринфталат (стеарат) кальция. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 187 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 232%, удельное объемное электрическое сопротивление 5,7•10¹³ Ом•см, термостабильность 275 мин.

Пример 14. Аналогично примеру 11 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3 маc.ч. монобутилфталат (стеарат) бария. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 190 кгc/см², относительное удлинение при разрыве 240%, удельное объемное электрическое сопротивление 3•10¹³ Ом•см, термостабильность 280 минут.

Пример 15. Аналогично примеру 11 вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводят 3 мас. ч. моноглицеринфталат (стеарат) бария. Полученная лента имеет следующие показатели: прочность при растяжении 192 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 242%, удельное объемное электрическое сопротивление 2,2•10¹³ Ом•см, термостабильность 275 мин.

Вышеприведенные результаты примеров сведены в таблицу.

Из таблицы видно, что лента поливинилхлоридная, полученная из полимерной композиции, по сравнению с прототипом имеет улучшенные физико-механические показатели. Так, например, повышается прочность при растяжении со 172-192 кгс/см² до 212 кгс/см²; относительное удлинение при разрыве со 190-200% до 242%; удельное объемное электрическое сопротивление при 20^oC от 3•10¹¹-8•10¹¹ Ом•см до 7•10¹³ Ом•см; термостабильность при 170^oС с 60-120 мин до 280 мин.

Использование предложенной полимерной композиции позволит:
- улучшить физико-механические показатели ленты поливинилхлоридной, получаемой из полимерной композиции за счет использования в качестве лубриканта-стабилизатора смешанных солей карбоксилатов металлов второй группы - продуктов взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами или оксидами металлов, по сравнению с прототипом;
- расширить ассортимент получаемых полимерных композиций, используемых для получения ленты поливинилхлоридной;
- использовать в составе полимерной композиции дешевые, доступные лубриканты-стабилизаторы, что приводит к удешевлению готовой продукции.

Изобретение относится к созданию пластифицированных композиций на основе суспензионного поливинилхлорида, которые могут быть использованы для получения пленочных материалов. Полимерная композиция включает суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, трехосновной сульфат свинца, лубрикант-стабилизатор в виде смешанных солей карбоксилатов металлов второй группы, сажу. Технической задачей является улучшение физико-механических показателей ленты, получаемой из полимерной композиции, и расширение ассортимента полимерных композиций, используемых для изготовления поливинилхлоридных лент. 1 з.п.ф-лы, 1 табл.

1. Полимерная композиция для изоляционного материала, включающая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор и лубрикант, отличающаяся тем, что в качестве свинцового стабилизатора она содержит трехосновной сульфат свинца, а в качестве лубриканта-стабилизатора - смешанные соли карбоксилатов металлов второй группы - продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами или оксидами металлов общей формулы
RCOOMeOOCR',
где R - фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты;
R' - фрагмент стеариновой кислоты,
и сажу при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Суспензионный поливинилхлорид - 100
Сложноэфирный пластификатор - 46,8-52,0
Трехосновной сульфат свинца - 3,0-6,0
Смешанные соли карбоксилатов металлов второй группы - продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами или оксидами металлов общей формулы RCOOMeOOCR', где R - фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, R' - фрагмент стеариновой кислоты - 1,5-3,0
Сажа - 0,5-0,7
2. Полимерная композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве моноалкилового эфира фталевой кислоты используют монобутилфталат, моноэтиленгликольфталат, моноглицеринфталат.