ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ИЗДЕЛИЙ Российский патент 2008 года по МПК C08L27/00 C08K13/02 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе поливинилхлорида, которые могут быть использованы для изготовления пленочных материалов, линолеума, изоляции, защитных оболочек, проводов, кабелей и других изделий технического назначения.

Известна полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, диоктилфталат, хлорпарафин, светостабилизатор, смачивающее вещество ОП-7, которое представляет собой продукт обработки моно- и диалкилфенолов окисью этилена, имеющее структурную формулу:

где R - алкильный остаток, содержащий 8-10 атомов углерода, R₁ содержит в среднем 6-7 атомов углерода или R₁=H (A.c. 678057, С08L 27/06, С08К 5/13, 1979).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата, относится то, что данная композиция имеет достаточно сложный состав пластификатора, использование малодоступных веществ полиэтиленгликолевое производное алкилфенола, а также имеет недостаточно высокие физико-механические свойства.

Наиболее близкой к заявляемой является полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, сложный эфир фталевой кислоты, наполнитель и стабилизатор, причем в качестве сложного эфира фталевой кислоты композиция содержит ди-2-этилгексиловый эфир полидиэтиленфталата, в качестве наполнителя - смесь известняка и литопона, в качестве стабилизатора - соду и дополнительно содержит хлорпарафин и антистатик при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Ди-2-этилгексиловый эфир полидиэтиленфталата 25-50

Известняк 90-100

Хлорпарафин 4-30

Литопон 10-12

Антистатик 5-6

Сода 2-4

(А.с. 914593, С08L 27/06, С08К 5/13, 1982).

К причинам, препятствующим достижению требуемого технического результата относится то, что эта полимерная композиция имеет недостаточно высокие физико-механические свойства.

Задачей предлагаемого изобретения является создание экологически чистых полимерных композиций с улучшенными физико-механическими свойствами, работающих в непосредственном контакте с человеческим организмом: линолеум, пленочные материалы и расширение ассортимента пластификаторов.

Техническим результатом, полученным при использовании данного изобретения, является увеличение пластифицируемости, физико-механических свойств полимерных материалов, расширение ассортимента пластификаторов, снижение токсичности полимерной композиции.

Поставленный технический результат достигается за счет того, что полимерная композиция для изделий, включающая поливинилхлорид, пластификатор, известняк, литопон, соду, отличающаяся тем, что она содержит комплексный пластификатор, состоящий из диоктилфталата и продукта, полученного путем взаимодействия высших жирных хлорированных кислот общей формулы R(CHCl)_nСООН, где R - алифатический радикал, содержащий 9-22 атомов углерода n=1-4, которые представляют собой оксидат хлорпарафина ХП-30 в среде хлорпарафина ХП-30, и этилового или бутилового спиртов в массовом соотношении 5:1 при следующем соотношении компонентов мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Диоктилфталат 35-15

Известняк 90

Литопон 10

Сода 2

Указанный продукт взаимодействия 15-35

Предлагаемый комплексный пластификатор при переработке поливинилхлорида является одновременно вторичным и первичным пластификатором, а присутствие свободных высших жирных хлорированных кислот придает смеси свойства лубриканта.

Одновременное присутствие этих компонентов может приводить к образованию синергических смесей.

Так как предлагаемый комплексный пластификатор содержит довольно реакционноспособные этокси- и бутоксигруппы, а также хлор- и карбоксигруппы, то видимо за их счет происходит внутреннее пластифицирование. Наличие этих групп, видимо, дает синергическое уменьшение скорости распада поливинилхлорида, вследствие чего увеличивается пластичность.

После проведения соответствующих опытов анализируют состав полученного пластификатора. Определяют по стандартной методике содержание эфирных групп и кислотное число ТУ 38.301-29-57-93. Содержание эфиров высших жирных хлорированных кислот составляет 9% (мас.). Остаточное кислотное число составляет 0,34 мг КОН/г.

Наличие менее 15 мас.ч. указанного пластификатора приводит к ухудшению физико-механических свойств полимерных композиций, а наилучшие результаты наблюдаются при добавлении 15-35% мас.ч. пластификатора. Добавление более 35 мас.ч. пластификатора приводит к снижению физико-механических свойств. Это можно объяснить перенасыщением твердого раствора стабилизатора в полимерной композиции.

Получение высших жирных хлорированных кислот выполняется по способу, описанному в патенте. (Патент России 2227795, МКИ С07С 53/15, 53/19, 27/10, 27/12, 2004 г.)

На основе полученных таким образом высших жирных хлорированных кислот - оксидат хлорпарафина ХП-30 в среде хлорпарафина ХП-30 с к.ч.=13,8 мг КОН/г приготавливали продукт взаимодействия высших жирных хлорированных кислот общей формулы R(CHCl)_nCOOH, где R - алифатический радикал, содержащий 9-22 атомов углерода n=1-4, которые представляют собой оксидат хлорпарафина ХП-30 в среде хлорпарафина ХП-30 и этилового спирта.

В круглодонную колбу емкостью 1500 мл, снабженную насадкой Дина-Старка, загружали 600 г оксидата хлорпарафина ХП-30 в среде хлорпарафина ХП-30, 120 г этилового спирта (массовое соотношение 5:1), 600 г бензола (растворитель), 0,2 г серной кислоты. Реакцию проводили при температуре кипения азеотропной смеси в течение 3,5-4 часов. Контроль за протеканием реакции вели по количеству образовавшейся воды. Далее из реакционной массы отгоняли растворитель и остаточную азеотропную смесь под вакуумом водоструйного насоса. Полученный продукт представляет собой прозрачную жидкость желтого цвета, содержащую этоксигруппы, а также хлор- и карбоксигруппы. Далее определяли остаточное кислотное число - 0,34 мг КОН/г. Полученный продукт исследовали методом ИК-спектроскопии.

ИК-спектр содержит следующие полосы поглощения (см^-1): 2920 - валентные колебания С-Н; 1460,1380 - деформационные колебания С-Н; 1716-валентные колебания С=0, 732 - деформационные колебания (-СН₂-); 660 - валентные колебания С-Cl. По аналогичной методике получали продукт взаимодействия высших жирных хлорированных кислот общей формулы R(CHCl)_nCOOH, где R - алифатический радикал, содержащий 9-22 атомов углерода n=1-4, которые представляют собой оксидат хлорпарафина ХП-30 в среде хлорпарафина ХП-30 и бутилового спирта в массовом соотношении 5:1.

Полученный продукт представляет собой прозрачную жидкость желтого цвета. Далее было определено остаточное кислотное число 0,69 мг КОН/г вещества.

Полимерные композиции, составы которых указаны в таблице, приготавливают путем смешения компонентов.

Режим смешения: температура 30-120°C и время 40-80 мин.

Готовая смесь подается в экструдер кашировальной машины для изготовления линолеума.

Температура по зонам экструдера:

IIIIIIIVVVI150150136145150140

Температура валов кашировальной машины, °C:

T₁=150, T₂=155

Скорость каширования 3-3,5 м/мин.

Физико-механические показатели изделий, полученных по примерам композиций заявляемых составов и запредельных, приведены в таблице.

Физико-механические свойства, предел прочности при разрыве, относительное удлинение определяли по соответствующим методикам, согласно ГОСТ 5960-72.

Пример 1. Полимерная композиция содержит комплексный пластификатор, состоящий из 35 массовых частей диоктилфталата и указанного продукта взаимодействия в количестве 15 массовых частей на 100 массовых частей поливинилхлорида.

Состав и свойства заявляемых составов по примерам 1, 2, 3, 6, 7, 8 и запредельных 4, 5, 9, 10 приведены в таблице.

Табл.1СоставПрототип, мас.ч.Предлагаемая композиция, мас.ч.12345678910Поливинилхлорид100100100100100100100100100100100Ди-2-этилгексиловый эфир полидиэтилфталата50----------Хлорпарафин4----------Известняк9090909090909090909090Литопон1010101010101010101010Сода22222222222Антистатик5----------Диоктилфталат-352515455     Предлагаемый пластификатор, полученный на основе этилового спирта 152535545     Предлагаемый пластификатор, полученный на основе бутилового спирта      152535545Свойства           Предел прочности при разрыве, МПа15,015,817,216,315,11515,616,916,714,814,7Относительное удлинение при разрыве, %110125135150110120116128130110116Истираемость, г/см0,0200,0180,0180,0190,020,020,020,020,020,020,021

Физико-механические свойства, предел прочности при разрыве, относительное удлинение, истираемость определяли по соответствующим методикам.

Как следует из таблицы, физико-механические свойства предлагаемой полимерной композиции лучше прототипа.

Полимерная композиция, содержащая заявляемый пластификатор, обладает повышенными физико-механическими свойствами. Наилучшие результаты достигаются при содержании предлагаемого пластификатора в количестве 25 мас.ч.

Кроме того, применение заявляемого пластификатора позволяет значительно улучшить условия переработки полимерной композиции, т.к данный пластификатор - не имеющая запаха, нетоксичная, слабоокрашенная прозрачная жидкость.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:

- способ, воплощающий заявленное изобретение для использования в быту, в пищевой промышленности - полимерные изделия, находящиеся в контакте с человеческим организмом;

- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления с помощью описанных в заявке и известных до даты приоритета средств и методов;

- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении способно обеспечить достижение технического результата.

Полимерная композиция для изготовления пленочных материалов, линолеума, изоляции, защитных оболочек, проводов, кабелей и других изделий технического назначения содержит поливинилхлорид, известняк, литопон, соду, комплексный пластификатор, состоящий из диоктилфталата и продукта, полученного путем взаимодействия высших жирных хлорированных кислот общей формулы R(CHCI)_nCOOH, где R - алифатический радикал, содержащий 9-22 атомов углерода, n=1-4, которые представляют собой оксидат хлорпарафина ХП-30 в среде хлорпарафина ХП-30 и этилового или бутилового спиртов в массовом соотношении 5:1. Технический результат - увеличение пластифицируемости, физико-механических свойств полимерных материалов, расширение ассортимента пластификаторов, снижение токсичности полимерной композиции. 1 табл.

Полимерная композиция для изделий, включающая поливинилхлорид, пластификатор, известняк, литопон, соду, отличающаяся тем, что она содержит комплексный пластификатор, состоящий из диоктилфталата и продукта, полученного путем взаимодействия высших жирных хлорированных кислот общей формулы R(CHCI)_nCOOH, где R - алифатический радикал, содержащий 9-22 атомов углерода, n=1-4, которые представляют собой оксидат хлорпарафина ХП-30 в среде хлорпарафина ХП-30, и этилового или бутилового спиртов в массовом соотношении 5:1 при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид100Известняк90Литопон10Сода2Диоктилфталат15-35Указанный продукт взаимодействия15-35