Полимерная композиция Советский патент 1983 года по МПК C08L23/06 C08K5/03 

Изобретение относится к модификации свойств полиэтилена, в частности для придания ему комплекса новых характеристик (повышенной прочности, твердости, теплостойкости, текучести), введением в состав полиэтилена пластификаторов, практически не мигрирующих на поверхность. Продукты, используемые в качестве пластификаторов, должны обладать способностью термодинамической совме стимости с полимером, малой летучестью, химической стойкостью, способностью проявлять пластифицирующее действие не должны ухудшать диэлектрические свойства полимера, выделять ся со временем на поверхности и т.д. Известна пластифицированная компо зиция на основе полиэтилена среднего давления и сложного эфира трицианаце тофенона и спиртов Cg-CpCl. Однако промышленное производс;| во этого пластификатора усложнено тем, что процесс его синтеза многостадийный, кроме того, он, как и всякий сложный эфир, полярен и, следовательно, заметно ухудшает диэлектрические свойства композиции (при 15% содержании tg (f увеличивается до 40- 6010 в то время, как материал, используемый для изготовления кабельной изоляции, должен иметь малые диэлектрические потери и проницаемость, чтобы исключить влияние утечек и паразит ной емкости.. Наиболее близкой к изобретению является полимерная композиция, состоящая из 70-97 мае.% полиэтилена среднего давления и 3-30 мае.% экстракта представляющего собой отход селективной очистки масляных дистиллятов.Композиция обладает эластичностью,устойчива против светового и теплового старения С 21. Однако при введении в полиэтилен более 20 мае.%,экстракта увеличивается его миграция из композиции поверхность образцов становится липкой. Кроме того, композицияvc экстрактом имеют недостаточно высокую твердость, прочность, теплостойкость .При содержаНИИ экстракта более 10 мае.% значительно увеличиваются диэлектрические потери и летучесть. ; Цель изобретения - улучшение физико-механических свойств композиции (прочности, твердости, текучестй)и повышение светр- и термоетабильноети Поетавленная цель доетигаетея тем что полимерная композиция, включающая полиэтилен выеокой плотноети и пластификатор, в качестве пластификатора содержит 55-65%-ный раствор кислогогудрона сернокислотной очист ки ароматических фракций жидких продуктов пиролиза в углеводородном растворителе (лакойль Нефтегаз-4) при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полиэтилен высокой плотности60-97 Пластификатор 3-40 Этот лакойль получают из отхода производства - кислого гудрона, образующегося при еернокиелотной очиетке ароматичееких фракций жидких продуктов пиролиза.. Лакойль получают раетворением киелого гудрона в бензол-толуольной фракции б5-130 С в еоотношении (50-70):(50-30J мае. с последующей промывкой водой, нейтрализацией анилином и отделением воды азеотропной перегородкой Сз.1. Испытывают образцы трех партий лакойля в различных соотношениях с растворителем. I II ИГ Непредельные; угл(8водороды 12,6 16,2 11,4 Ароматичеекие углеводорода 82,1 79,8 82,6 Парафиновые и нафтеновые углеводороды 5,3 4,0 6,0 . В партии 1 соотношение кислый гудрон: растворитель составляет 60:40, в партии 11 - 65:35, в партии- 111 т 65:45. Применение лакойля Нефтегаз-4 в качестве пластификатора для п;2)лиэтилена высокой плотности повышает прочность ,теплостойкость,твердость,улучшает ее диэлектрические свойства,перерабатываемость,а также термо- и светостабильность,снижает ее стоимость. Пример. Лакойль Нефтегаз-4 вводят в полиэтилен среднего давления (ТУ 38-1Р258-75) на лабораторных вальцах при 155j-5c в течение 10 15 мин в количестве 3-40% от массы, композиции. Дальнейшее увеличение содержания лакойля Нефхегаз-4 ухудшает его совместимость с полиэтиленом. Полученные полотна измельчают на гидравлическом прессе усилием 100 т, Отпрессовывают пластины толщиной 1±.0,1 мм (и 3+0,3 мм для определения теплостойкости по ВИКА) при IBO/IBO C, удельном давлении 70-100 кгс/см, выдерживая под давлением 5 мин на 1 мм и охлаждая до . Из отпрессованных пластин вырубают образцы для испытаний. Разрушающее напряжение при растяении и относительное удлинение при разрыве определяют на разрывной маине Е-100 по ГОСТ 11262-76. Показатель текучести расплава определяют на приборе ИИРТ по ГОСТ 11645-73. Тангенс угла диэлектрических потерь определяют на измерителе добротности Е9-4 по ГОСТ 6433.3-71. Теплостойкость по Вика при нагру ке 5 кг определяют по ГОСТ 15065-69. Разрушакяаее напряжение при статическом изгибе определяют на разрывной машине РМИ-150 по ГОСТ 4648-71. Твердость по Бринеллю определяют по ГОСТ 4670-76. Массовую долю летучих веществ определяют по ГОСТ 16338-77 (п.3.13). Свойства предлагаемой композиции приведены в табл. 1. Проводят испытания на световое старение (по ГОСТ 29226-62 на аппарате искусственной погоды ИП-1-3). Тепловое старение образцов осуществляют при ЮО/с в термошкафу в течение 20 сут. Для сравнения испытывают образодз полиэтилена среднего давления / содержащие стандартные промыш ленные, стабилизаторы Бензон ОА, Тинувин-326 и смесь Топанола с дилаурилтиодипропионатом (OTTflllj. Результаты светового и теплового старения приведены в табл. 2 и 3; в табл. 4 приводятся для сравнения свойства предлагаемых и известных композиций. Из сравнения предлагаемых композиций с известгалми ввдно, что у пред лагаемых композиций разрушающее напряжение при растяжении и при изгибе увеличивается соответственно на 13 и 11%, тогда как. у известных композиций при введении добавки прочность уменьшается. . Теплостойкость .по Вика предлагае;мых. композиций повышается, чем обуславливается возможность эксплуатации изделий из предлагаемых композиций при более высоких температура::. Предлагаемые композиции не нуждаются в дополнительной свето- и термостабилизации специальными стабилизаторами. После 300 ч светового старения разрушающее напряжение при растяжении уменьшается не более чем на 11,4%, .тогда как у стабилизированных стандартными стабилизаторами на 22,5 и 14,7% (в табл. 2). После 500 ч теплового старения разрушающее напряжение при растяжении уменьшается не более чем на 5,9%, у стабилизированных.с андартшами стабилизаторами - на 6,5% (табп. 3). Тангенс угладиэлектрических потерь композиций, содержащих 30% экстракт (по известному), изменяется в пределах 0,0018-0,0019 , в то время как у предлагаемых композиций, содержащих 30% пластификатора, составляет 0,0014-0,0015 (табл. 4). Твердость по Бринеллю для композиций, пластицированных 30% экстракта (ПО известному) уменьшается на 26%, а у предлагаемых композиций с аналогичным содержанием пластификатора уменыаается всего на 10% (табл.4), , У композиций, содержащих ,30% Ькстракта (.по известному), массовая доля летучих веществ после 500 ч составляет 4,34-4,55%, а у предлагаемых композиций она равна 0,,96% (табл,4).;

Т а в л и n а .2,

Т а б л и ц а 3

2,60 2,71 2,81 2,92 3,04 3,3 4,15 2,54 2,65 4,6 6,8 9,6 10,8 11,7 14,9 19,5 5,0 7,1

Продолжейив те1бп $ 2,80 2,90 2,96 4,50 9,7 11,1 12,0- 14,3 19,2