Способ получения электропроводящей полимерной композиции Советский патент 1984 года по МПК C08J3/20 C08L23/02 H01B1/24 

Изобретение относится к получе нию. электропроводящих композиций пониженной горючестью на основе полйолефинов и может найти применение для изготовления электропро дящих труб, листов, емкостей, про лей, пленок и т.п. Известен способ получения элек проводящей полимерной композиции путем смешения полиолефина, полимерной добавки, технического угле рода и термостабилизаторов кремни органического соединения, алкилированного фенола и (ПРИс- Ь-цианэтил фосфина L11. Однако полученная по этому спо бу композиция свободно горит на воздухе и обладает недостаточной электропроводностью. Известен способ получения элек ропроводящей полимерной композиции путем смешения полиолефина, трехокиси сурьмы, технического уг рода, галоидорганического соединения и термостабилизатора t23. Но полученная по данному спосо бу композиция также обладает низкой электропроводностью, эластичностью и низкой стойкостью к горе нию. Цель изобретения - повьппение электропроводности и эластичности Поставленная цель достигается тем, что согласно способу полз чения электропроводящей полимерной композиции, включающему смешение полиолефина, трехокиси сурьмы, технического углерода, галоидорганического соединения и термостабилизатора при температуре плавления полиолефина, в качестве термостабилизатора используют кремнийорганическое соединение диметилди-(п-фениламинофенокси)-силан или диметилди-(-)-А-нафтиламино(фенокси)-силан, алкилированный фенол и трис- -цианэтилфосфин или фосфит П-24 - смесь моно-, ди- и три- (с1.-метштбензил) -фенилфосфитов а в качестве галоидорганического соединения -Л(с-(2,3 дибромпропило сидйметш1)фосфиновую кислоту или 2,3-дибромпропилоксиметилаллилоксиметилфосфиновую кислоту, предварительно ведут раздельное смешение полиолефина, трехокиси сурьмы, технического углерода, кремнийорга нического соединения, алкнлирован12ного фенола с дополнительно введенным гидратом окиси алюминия и галоидорганического соединения, mpwc- 1-цианэтилфосфина или фосфита П-24 с дополнительно введенным уретановым термоэластопластом на основе полиокситетраэтиленгликоля, 4,4 -дифенилметандиизоцианата и 1,4-бутандиола с последующим их совместным смешением, причем компоненты композиции берут в следующем соотношении, мас.%: Трехокись сурьмы1-30 Технический углерод 3-10 Кремнийорганическое соединение0,05-0,50 Алкилированный фенол0,05-0,50 Гидрат окиси алюминия1-51Галоидорганическое соединение 2-15 ШРМс-р -Цианэтш1фосфин 0,5-7,5 или фосфит П-240,05-2,0 Полиуретановый термоэластопласт на10-45 указанной основе ПолиолефинОстальное Электропроводящая композиция с повышенной электропроводностью, эластичностью и стойкостью к горению может быть получена путем смешения компонентов в предлагаемом соотнощении в указанной последовательности при повьш1енной температуре, при температуре плавления полимера, например на вальцах, в смесителях тяжелого типа, в высокоскоростных смесителях с последующей экструзией. Фосфит П-24 представляет собой смесь 4-(о4.-метилбензип)-фенилфосфита, 2,4-ди-(ос-метилбензш1)-фенилфосфита и 2,4,6-три-(о1-метилбензил)-фенилфосфита. Это желтая вязкая жидкость с плотностью 1,10-1,14 r/ctf и температурой затвердевания - . Пример 1. 23,85 мас.% сополимера этилена с винилацетатом (винилацетата 8 мас.%) смешивают на вальцах при 125 ± 5°С с 10% трехокиси сурьмы, 10% гидрата окиси алюминия, 6% технического углерода марки ПМЭ-100В, термостабилизатором 25% кремнийорганического соединения С-1 и 0,05% алкилированного фенола ионол. Затем 35% уретанового тер31

моэластопласта смешивают на вальцах при той же температуре с 15% фосфоргалоидоргаиического соединения dltc /2,3-дибромпропилоксидиметш1фосфиновой кислоты и о, 05% термостабшшзатора шрмс -)-цианэтш1фосфина. Далее все смешивают вместе 5 мин на вальцах при 125 ± 5С и получают композицию, представляющую собой массу черного цвета. Полученная композиция обладает удельным объемным сопротивлением (PV ) 3,6 Ю Ом. см, разрушающим напряжением при разрьше (Sp) 9,5 MH/M J относительным удлинением при растяжении (-) 430%; показателем текучести расплава (ПТР) при 135°С и грузе 5 кг, 2,3 г/10 мин, время самостоятельного горения после вынесения из пламени по ГОСТ 21207-75 0,5 с.

Примеры 2-16. Аналогичны примеру 1. Образцы отличаются составом. Состав композиций и их свойства приведены в таблице..

Пример 17. 20% сополимера этилена с винилацетатом (содержание винилацетата 8 мае.% смешивают последовательно с 35% полиуретанового термоэластопласта, 24% трехокиси сурьмы, 1% гидрата окиси алюминия , 5% технического углерода ПМЭ-100В, 12% (cfwc )2,3-дибромпропилоксидиметилфосфиновой кислоты и термостабилизаторы 0,10% С-1, 0,10% ионола и 3,0% mpuc- -цианэтнпфосфина. Смесь перемешивают 1520 мин и получают композицию, представлякицую собой массу черного цвета. Полученная композиция обладает высоким электросопротивлением (pv 10° Ом см), разрушающим напряжением (ffp) 6,0 мН/м, относительным удлинением 100%, показателем текучести расплава при 135°С и грузе 5 кг 6,7 г/10 мин.

Пример 18 (по прототипу). 61,5% полиэтилена высокого давления 20% технического углерода, 3,5% тре окиси сурьмы, 7% галогенсодерткащегй соединения - дехпорана, 8% термостабилизатора смешивают на вальцах при 125.+ 5°С. Смешение ведут 15-. 20 мин и получают композицию, представляющую, собой массу чернопо цвета.

Как видно из таблицы, по предлагаемому способу можно получить самозатухающую композицию, обладающую низким электросопротивлением

33914

(50-1-10 Ом-см) и высокой эластичностью (относительное удлинение при растяжении до 480%).

Такой эффект можно получить толь5 ко при смешивании компонентов в предлагаемом соотношении, в предлагаемой последовательности.

При смешении по прототипу всех компонентов вместе (пример 18) получается композиция, обладающая

10 высоким электросопротивлением PV -10 Ом см и низким относительным удлинением (эластичностью). 100%..

Для обоснования существенности

15 признаков приведены контрольные примеры, соответствуюоще по составу примеру 7.

Смешение компонентов в примерах 19-26 осуществлено по предлагаемо20му способу, однако проведены некоторые изменения в рецептурах.

Пример 19. Состав по примеру 18, в качестве технического углерода использована ацетиленовая

25 сажа.

Пример 20. Уретановый термоэластопласт исключен.

Пример 21. Исключен полиолефин.

30

Пример 22. Исключено фосфоргалоидорганическое соединение.

Пример 23.. Исключен гидрат окиси алюминия.

Пример 24. Исключена

35 трехокись сурьмы.

Пример 25. Исключен технический углерод.

Пример 26. Вместо УТЭП использован термоэластопласт

40 ДСТ-30.

Примеры 27-30. Изменена последовательность С1№шения.

Пример 27. Все компоненты смешаны с полисшефином, а затем

45 смешаны с уретановым термоэластопластом.

Пример 28. Все компоненты смешаны с уретановым термоэластопластом, а затем с полиолефином.

50

Пример 29. Смешивают полиолефин с уретановым термоэластопластом. Затем в эту смесь вводятся все компоненты.

Пример 30. Полиолефин сме55шивается с фосфоргаловдорганичёским соединением термостабшшзатором П-24 или трцс - Ь-цианэтилфосфином, а уретановый термоэластопласт сме5шивают с SbjO, А1(ОН) , техническим, углеродом, алкилированным феНОЛОМ и кремнийорганическим соединением, а затем обе смеси смешивают.. Как видно из таблицы, исключени какого-либо компонента из компози. (при смешении по предлагаемому способу) не приводит к положительному эффекту, причем снижается не одно какое-либо свойство, а целый комплекс свойств (примеры 20-26). Например, в примере 20 исключен уретановый термоэластопласт, что приводит к резкому увеличению элек росопротивления, снижению физикомеханики и стойкости к горению. Исключение прлиолефина (пример 21) приводит к аналогичным результатам. Исключение антипиренов (примеры 22-24) приводит не.только к снижению стойкости к горению, но ухудша ет и электпроводность композиции. Получать композицию без стабили заторов нет , так как у тако композиции свойства ухудшаются не только в процессе эксплуатации, яо уже в процессе ее приготовления и переработки. Исключение любого из термостабилизаторов приводит к снижению тер1 . 6 мостабильности композиции. Любые же изменения в последовательности смешения компонентов приводят к резкому снижению всего комплекса свойств композиции (примеры 27-30). При замене компонентов на эквивалентные свойства композиции не ухудшаются. Использование сажи ацетиленовой (пример 19) позволяет получить композицию с достаточно высоким комплексом свойств. Таким образом согласно предлагаемому способу можно получить полимерную композицию, сочетакнцую в себе при повьпиенной стойкости к горению высокую электропроводность и эластичность (относительное удлинение), что значительно расширяет область применения электропроводяпшх композиций. Композиция может быть использована для получения труб, листов, профилей, а также электропроводящей самозатухающей пленки. Получаемая по предлагаемому способу композиция обладает удельным объемным эпектросопротивлением 50-1 10 Ом см, при 20 ± Z-C, относительным удлинением при растяжении 100-480% и временем свободного горения в зависимости от состава 2-0,5 с.

Продолжение таблицы

Состав

1113391

10

Продолжение таблицы

Состав

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩЕЙ ПОЛИМЕРНОЙ композищда, включающий смешение полиолефина, трехокнси сурьма, технического углерода, галоидорганического соединения и термостабилиэатора при температуре плавления полиолефина, отличающийся тем, что, с целью повьппения электропроводности и эластичности композиции, в качестве термостабилизатора используют кремнийорганическое соединение диметипди-(п-фениламииофенокси)-силан или димeтилди-(n-)J -нафтиламино(фенокси)-силан, алкилированный фенол иирнс- -цианэтнл бсфин или .фосфит П-24 - смесь моно-, ди- и три-(.-метш1бензил)фенилфосфитов, а в качестве галоидорганического соединения - бис-

Ионол0,05С-1

Ионол0,1 С-1

Ионол0,05С-1

Ионол0,25С-1

Диафен0,05С-41

Ионол0,1С-41

Диафен0,25С-41

Ионол0,1С-41

Ионол0,05С-1

Ионол0,5С-1

фифен0,1С-1

Ионоя0,25С-41

Продолжение таблицы