Электропроводящая полимерная композиция Советский патент 1983 года по МПК C08L23/04 C08K5/50 

00

Изобретение относится к электро-проводьч,,- термостабильным композициям на основе полиолефинов и мохсет найти применение для изготовления электропроводящих труб, листов, емкостей, профилей, кабельных оболочек пленок и т.п. Известна электропроводящая полиие ная композиция, содержащая подпиэтиле или сополимер этилена с винил цетато синтетический каучук и сажу с плотностью агрегатов 0,,25 г/см и коэффициентом шероховатости 1,5 2,5 СП. Недостатком данной композиции йвляется низкая термостабильность. Наиболее близкой к изобр ению является электропроводящая композиция, содержащая полиэтилен, дивинилстирольный термоЗластопласт, сажу ив качестве стабилизатора смесь фос фита П-2 ,алкилированного фенола и кре нийорганического соединения J. Недостатком данной композиции является то, что она обладает недостаточно высокой электропроводностью и термостабильностью.К тому же один из используемых компонентов термостабилизируощей системы - смесь фосфитов (n-2k - является нетехнологичным (,вязкая, трудно текучая с неприятным запахом жидкость, не поддается автоматическому дозированию, все работы по подготовке его к производству ведут вручную ). . Цель изобретения - повышение термостабильности композиции. Поставленная цель достигается тем что электропроводящая полимерная ком позиция, включающая полиолефин, техч нический углерод, синтетический каучук и в качестве стабилизатора смесь алкилированного фенола, кремни органичесхого соединения и фосфорорганического соединения, в качестве полиолефина содержит полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом или их смесь ив качестве фосфорорганического соединения - трис ( и -циан этил )-фосфин при следующем соотношеНИИ компонентов, мае . -,: Полиэтилен или сополимер этиленл с винилацетатом или их смесь 29.tl 86,7 Технический углерод12.5 - 50.0 Алкилированный фенолП ,05- ,0 Кремнийорганическое соединение 0,05- 2,0 трис (р-ЦианэтилJ-фосфин0,05 - 2,0 Синтетический каучук Остальное В качестве технического углерода композиция содержит плотностью агрегатов - 0,Й-0,25 г/см и коэф- j фициентом шероховатости 1,5-2,5. В качестве синтетического каучука композиция может содержать этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук, полиизобутилен, бутадиеновый каучук, дивинилстирольный термоэластопласт, изопренстирольный термоэяастопласт, силоксановый каучук. Термостабильные электропроводящие композиции могут быть получены путем смешения компонентов при повышенной температуре, например, на вальцах, в смесителях тяжелого типа, в высокоскоростных смесителях с последующей экструзией. П р и м.е.р 1. 70 полиэтилена низкой плотности марки 10803-020 смешивают при 12015°С с 15,51 этиленпропиленового каучука с 12,5 технического углерода с плотностью агрегатов 0,2 г/см и коэффициентом шероховатости 2,5 добавляют 0,5% стабилизатора трис (-цианэтил -фосфина, 1,0 коемнийорганического соединения С-1 --/диметилбис-( п-фениламинофенокси)-силан/ и 0,5 ионола ( -метил-2,6-трет-бутилфенол ). Смесь перемешивают 15-25 мин и получают композицию, поедставляющую собой гомогенную массу черного цвета. Полученная композиция обладает о и Рд соответственно 1,1x10 Ом-см и 1,x10 Ом, разрушащим напряжением при разрыве (бр), равным 11,5 ми/м, относительным удлинением при растяжении (е), равным 400% показателем текучести расплава (ПТР при грузе Р 5 кг, равным 3,4 г/10 мин. После старения композиции 1 сут при 1бП С в термошкафу она обладает следующими физико-механическими и электрическими свойствами: р 1,-х хЮ ОмСм; pg 1,i( 6р 11,3 мн/м2; е ПТР 3,1 г/10 мин. Примеры 2-25 - Выполняются в таком же порядке и при тех же режимах. Образцы отличаются составами. Состав композиций и CBortiriRB их дои после старения приведены втабл..

ID

J

s; Ц

Ю

m

ЭЛЕКТРОПРОВОДт 1АЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая полиолефин, технический углерод, синтетический каучук и в качестве стабилизатора алкилированного фенола, кремнийорганического соединения и фосфорорганического соединения, отличающаяся тем, что,с целью повышения термостабильности, она в качестве полиолефина содермит полиэтилен или сополимер этилена с винилацетатом или их смесь и в качестве

-3О f so

Lr

о о

l«ь

(Мr1Л

in en

en

00

OO

oo in

oo in

en in

r

ач

ri

vO

LPt u

lA

crs

- pw

00

чО

СГ 710 Поскольку электропроводность ко позиций в процессе старения практически не изменяется, показатель приводится один раз. Старение кoмпoзици 1 проводится в термошкафу при iSOtZ C 1 сут. видно из табл.1, в процессе старения нестабилизированной композиции (примеры 20 и 21 ) резко снижаются деформационно-прочностные свойства. Значительное снижение показателя текучести расплава свидетельствует о преобладании структурирования в процессе старения. При введении каждого стабилизатора в отдельности (примеры 8-13), а также при введении в композиции смеси двух стабилизаторов (примеры 17-19 )эффект стабилизации не достигается, как в случае примеров 23-25 и стабилизироЕзанного иснолом (пример 23), трис (|Ь-Ц - анэтип )-фосф«ном (пример 2i), и применяющимся для стабилизации электропроводящих композиций -ионоксом WSP(пример 25)Наибольший эффект стабилизации наблюдается при совместном введении в качестве термостабилизатора смеси т рис (В-цианэтил -фосфина, кремнийорганического соединения и ионола. Кроме того, проводятся испытания композиций н старение, стабилизированных как прея;1агаемой смесью, так и известными стабилизирующими смесями (табл.2 ).Старение проводится до наступления хрупкости композиций. Из табл.2 видно, что как известна (фосфит П-24, ионол и кремнийорганическое соединение, так и предлагаемая смеси термостабилизаторов по отношению к полиэтилену обладают практически одинаковой стабилизирующей эффективностью. Однако эффективность их резко снижается при стабили зации электропроводящих композиций (пример 3 табл.2 ). Такой же термостабильностью характеризуется и прототип, стабилизированный известной системой iпример 5, табл.2). Наибольший эффект териостабилизации наблюдается при введении синерги ческой системы из трех компонентов: алкилированного фенола, кремнийорга нического соединения и трис((Ь-цианэтил -фосфина (примеры и 6, табл.2). Использование в качестве одного и компонентов стабилизирующей системы трис (р-цианэтил фосфина, который является кристаллическим порошком светло-желт.ого цвета вместо фосфита П-2, не только значительно увеличи вает эффект термостабилизации (прим ры t и 6, табл.2./, но и позволяет полностью автоматизировать процесс получения электропроводящих компози ций. Таким образом, предлагаемая композиция сочетает в себе высокую электропроводность, прочность,эластичность, морозостойкость и стойкость к растрескиванию с высокой термостабильностью и может найти применение для изготовления кабельных оболочек, гибких нагревательных элементов, различных емкостей для хранения топлива, эластичных электроПРОВОДЯ1ЦИХ труб, пленок и т.п. Описываемая композиция обладает г удельным объемным электросопротивлением / 0,,1x10 Ом-см,удельным поверхностным сопротивлением 0 .9х 1, X 10 Ом, при 20t3 и имеет разрушающее напряжение при растяжении 6,0-2 / С зависимости от состава и применяемой базовой марки полимера, относительное удлинение при разрыве (С) до 800%, стойкость к растрескиванию не менее 1000 час, морозостойкость ке менее Указанные свойства композиНИИ сохраняются при воздействии высоких температур (160-220 0) в процессе ее переработки в изделия. Использование предложенной электропроводящей композиции позволяет повысить надежность и долговечность изделий /кабелей, труб, листов, профилей, пленок Л Экономический Э1 ч|зект от использования предлагаемой электропроводящей композиции состоит в снижении ежегодных затрат на производство и переработку композиций в соответствующее изделие. Кроме того, автоматизация процесса получения электропроводящих композиций дает большой соцмальмо-экономический эффек г.