Полимерная композиция Советский патент 1984 года по МПК C08L77/00 C08K5/13 

О --ч|

Изобретение относится к созданию стабилизированных материалов на основе поликапроамида (ПКА), устойчивых к термоокисл«тельной деструкции. Детали машин из ПКА и детали с тонкослойным покрытием на основе ПКА, применяемые в узлах трения, претерпевают процессы старения, сопровождающиеся ухудшением фкзикомеханических свойств

Одним из методов улучшения эксплуатационных свойств ПКА является введение различных стабилизаторов (ингибиторов), для стабилизации поликапроамида применяют ингибиторы термоокислительной деструкции.

Известна полимерная композиция на основе ПКА и стабилизируюсДей добавки, где в качестве последней применяют N, И -ди-рнафтил-парафенил-диамин ClJ.

Как правило, эти стабилизирующие добавки содержатся в композиции в количестве 0,1-5%. Преимущественно из вводят в количестве 0,5-2% при полимеризации или в готовый полимер всеми известными методами холодного и горячего смешения.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является полимерная композиция, содержащая поликапро амид и в качестве стабилизирующей добавки - Фенил-р-нафтиламин (неозон Д ) 1.

Однако применение этой добавки в полиамидной композиции ограничено в связи с образованием промежуточны продуктов их превращения, окрашивающих полимер.

Целью изобретения является снижение термоокислительйой деструкции поликапроамида и предотвращения окршйвания полимера при переработке и длительном хранении на воздухе.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая поликапроамид и стабилизирующую добавку ,в качестве последней содержит алкирез-смесь, мас.%: 5-метилрезорцина 50-52; 5-этилрезори,ина 9-10,- 2,5-диметилрезорцинр 8-9; 4-5-диметилрезорцина 9-10; 2-метил5-резорцина 1,5-2 5-пропилрезорцина 2; 2-метилрезорцина 2,5-3; резорцина 4-5; неизвестные производные резорцина 7-8

при сооГношении компонентов, мас.% Поликапроамид 99-99,75 АлкирезО,25-1

Алкирез - вязкая, содержащая кристаллы, масса от светло-коричневого до красно-бурого цвета с плотностью 1,16 г/см и с мол,мае, окол 135. Алкирез хорошо растворим в спитах, эфире, ацетоне.

Стабилизатор алкирез - смесь алкилированных резорцинов, полученн вакуумной ректификацией водораствор

мых фенолов. Фракция алкирез 1, применяемая для стабилизации ПКА, должна удовлетворить требованиям ТУ 38 3097-71. По химическому составу алкирез представляет смесь производных резорцина, алкилированного группами СН-, CgH, в различны положениях, %: ,

5-МетилрезорциН 50-52 5-Этилрезорцин. 9-10 2,5-Диметилреэорцин 8-9 4,5-Диметилрезорцин 9-10 2-Метил-5-этилрезорцин 1,5-2 5-Пропилрезорцин 2 2-Метилрезорцин 2,5-3 Резорцин4-5

Неизвестные производные резорцина 7-8 Алкирез по сравнению с неозоном Д обладает рядом преимуществ: хорошо совмещается с ПКА и не окрашивает его при переработке. Кроме того, алкирез в качестве смеси производны резорцина способствует и разложению образующихся гидроперекисей, обрыва цепные реакции окисления ПКА.

Наилучшим результатом обладает композиция на основе порошкообразного поликапроамида, полученного методом химического переосаждения из раствора g-капролактама. Предлагаемый стабилизатор вводят всеми известными методами, но наилучший результат достигают при введении его из спирто-ацетонового .раствора (отношение спирта к ацетону 1:1) с последующей сушкой композиции.

Приме р . 1. Полимерные композиции на основе ПКА с содержанием стабилизатора 0,25; 0,5 и 1%. готовя непосредственно перед нанесением покрытий. Стабилизатор вводят в порошкообразный ПКА из спирто-ацетонового раствора с последукндим высушиванием композиции в вакуумтермостате при 423 К до влажности 0,2%. Порошкообразный ПКА имеет следующие характеристики: т.пл. 486 К| содержание низкомолекулярных соединений 2,1%; удельная в.язкость 0,5%ного раствора в трикрезоле 0,61, дисперсность 200 мк и ниже.

Ингибированные и неингибированные полимерные покрытия наносят вибровихревнм способом на предварительно опескоструенные и обезжиренные ацетоном стальные пластины размерсян 30x30x5 мм из Ст,3 при 533 К в течение 5с.

Полимерные ПОКЕЯЛТИЯ охлаящают на воздухе, термостарение инг 1бированных и неингибированных покрытий производит одновременно в воздушном термостате типа ВН 5805 А при 41312 К. Покрытия осматривают через 40 ч. Стабилизирующее действие алкиреза и неозона Д оценивают по изменению физико-механических свойств полимерных покрытий при

термостарении по методике исследования прочностных свойств покрытий. Разрывную прочность определяют на машине ZM-10, ударную прочность покрытий на приборе Уг1 А по ГОСТ 4765-73, удельную вязкость 0,5%-ного раствора полимера определяют методом вискозиметрии по ГОСТ 11034-64 в трикрезоле. Параллельно записывают термрграммы полимерных Композиций на дериватографе (MOM, Будапешт) при скорости нагрева 2,2 К в минуту в среде воздуха от 293 К до 578 К.

В табл. 1 представлены результаты дифференциально-термического анализа полимерных композиций на основе ПКА (навеска 30015 мг).

Таблица

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая поликапроамид и стабили- .J зирующую добавку, отличающаяся тем, что, с целью снижения термоокислительной деструкции поликапроамида и предотвращения окрашивания полимера при переработке и длительном хранении на воздухе, она в качестве стабилизирующей добавки содержит алкирез-смесь, мас.%: 5-метилрезорцина 50-52,- 5-этилрезорцина 9-10; 2,5-диметилрезорцина 8-9; 4,5-диметилрезорцина 9-10; 2-метил5-этилрезорцина 1,5-2, 5-пропилрезорцина 2; 2-метилрезорцина 2,5-3; резорцина 4-5 неизвестные произ водные резорцина 7-8 (при следующем соотношении компонентов, мас.% ): Поликапроамид 99-99,75 Алкирез 0,25-1

Физико-механические свойства не- в табл, 2 показано изменение

стабилизированных полимерных покры-физико-механических свойств полимерТ1 й резко меняются уже через 100 ч ных покрытий с 0,5%-ным содержанием

термостарения, в этих условиях стаби- стяйилиэатп-вя ппи трплпппм птяпрлизироваиные покрытия устойчивы.

стабилизатора при тепловом старении (413 К).

Таблица

ff Результаты испытаний, приведенные в табл. 1 и 2 показьшают, что покрытия на основе предлагаемой полимерной композиции с алкирезом в большей степени, сохраняют массу навески и физико-механические свойства при термостарении, чем покрыти на основе известной полимерной композиции с нёозоном Д. Использование полимерной композиции на основе ПКА с алкирезом по сравнению с известной позволяет повысить устойчивость изделий и покрытий из нее к термоокислительной деструкции, а также дает возможность получать неокрашенный стабилитроном полимер. Технико-экономическую эффективность при использовании предлагаемой композиции- получают за счет увеличения срока службы изделий и покрытий П р и м е р 2. Перед формированием ПКА волокна или в процесс.е поли

Продолжение табл. 2 меризации Е-капролактама добавляют 0,3% алкиреза от веса полимера. Волокно,полученное из этого стабилизированного ПКА, при ускоренном термоокислительном старении при 453 KB течение 18 ч срхраняет до 64% своей прочности, при зтом не происходит изменения удлинения и относительной вязкости ПКА, волокно остается неокрашенным. Аналогично в тех же условиях волокно, стабилизированное 0,3% неозона Д, сохраняет 55% своей прочности, волокно заметно окрашивается. Таким образом, полимерная композиция может быть использована для формирования термостойких антифрикционных покрытий в деталях, работающих в узлах трения машин и механизмов а также для получения термостойкого капронового корда.