Полимерная композиция Советский патент 1985 года по МПК C08L23/06 C08K5/47 

U

о

4ib X)

УТ 1 Изобретение относится к полиэти леновым композициям, изделия на основе которых характеризуются улу шенными эксплуата1;ионными свойствами. Известно, что полиэтилен при переработке и эксплуатации под вли нием высоких температур, солнечной радиации, кислорода воздуха и других внешних воздействий теряет сво физико-механические, физико-химиче кие и реологические свойства. Для повышения стойкости к старению в состав полиэтиленовых компози1дий вводят термо-, светостабилизирующи добавки. Использование в качестве стабил затора 4-алкокси-2-гидроксибензофенола (бензона ОА) позволяет повы сить стойкость полиэтилена высоког давления к старению при температур до 40 С по сравнению с нестабилизированным полиэтиленом приблизительно ,в 2 раза, при этом снижение относительного удлинения при разрыве через 100 ч облучения лампой ПРК-2 составляет 75% l . Однако это является недостаточн для использования таких композиций .в антикоррозионной технике. Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является полимерная композиция, содержащая полиэтилен высокого авления и 4-алкокси-2- гидроксилбензофенон в сочетании с термостабилизаторами: с фосфитом П-24 и бисалкофеном БП Однако стойкость к тепловому и световому старению указанной полиэтиленовой композиции довольно низкая. Цель изобретения - повышение стойкости к свето- и термостарению Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая полиэтилен высокого да ления, 4-алкокси-2-гидроксибензофенон и термостабилизатор, содерж в качестве последнего 5-имино-3тион-1,2,4-дитиазолидин при следу щем соотношении компонентов, мас. Полиэтилен высокого 99,25-99,65 давления 4-Алкокси-2гидроксибензо0,25-0,50 5-Имино-З тион-1,2,4дитиазолидинксантановодород . 0,10-0,25 Ксантановодород является легкодо- ступным соединением, получаемым при действии кислот на водные растворы роданистых солей, представляющих собой продукты утилизации синильной кислоты коксового газа. Это светло-желтое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде и растворимое в спиртах, ацетоне, диоксане. Исследования ИК-спектроскопии свидетельствуют о том, что дополнительное введение ксантановодорода в полиэтиленовую композицию, содержащую бензон QA, способствует уменьшению расхода светостабилизатора в 3-3,5 раза. Так, стойкость к световому старению композиций полиэтилена оценивают по изменению интенсивности полосы поглощения 1622 см характерной для бензона ОА, инфракрасных спектров поглощения, снятых на спектрофотометре Specord JR-75. Для полиэтилена, стабилизированного 0,25% бензона ОА, интенсивность ее уменьшилась через 50 ч облучения в 1,5 раза, а для предлагаемой композиции осталась практически без изменения через 200 ч облучения интенсивность уменьшилась соответственно в 4 и в 1,2 раза, Ксантановодород ибензон ОА вводят в полиэти ен обычными способами до получения из них формованных изделий. Например, стабилизаторы и гранулы полиэтилена перемешивают в смесителе и, минуя стадию грануляции, экструдируют в готовые изделия . Из-за высокой смачивающей способности бензона ОА по отношению к полиэтилену достигается образование пленки на поверхности гранул и равномерное распределение порошкообразного ксантановодорода на ней. Пример 1. В смеситель емкостью 100 л загружают композицию, содержащую в своем составе полиэтилен высокого давления с показателем текучести расплава 0,3 г/10 мин, бензон ОА и Ксантановодород, и перемешивают в течение 15-20 мин при скорости вращения барабана 4-0 об/мин. Из полученной однородной стабилизированной полиэтиленовой композиции без предварительной грануляции методом экструзии на лабораторном экструзионном прессе Е-45 при 110160 С получают листовой материал. Для оценки эффективности стабилизаторов, используемых в предлагаемой композиции, полученньм материал испытывают в аппарате ис-; кусственной погоды АИПСТ 2-4-2. С этой целью вырезают образцы-лопаточки (по ГОСТ 11262-80), для которых определяют показатели физикомеханических свойств до и после ускоренного термо-, светостарения, помещают в везерометр при освещенности 20000 лк и температуре воздух внутри рабочей камеры 50 С. После старения образцы испытывают на разрывной машине фирмы Цвик при скорости перемещения захватов 50 мм/мин, по следующим показателям: прочности и относительному удлинению при разрыве. Результаты испытаний сведены в табл. 1. Для сравнения также приведена стойкость полиэтилена, стабилизированного други1№ эффективным стабилизаторами. Из приведенных в табл. 1 данньпс видно, что предлагаемая смесь ксантановодорода и бензона ОА обладает свойствами синергического состава, т.е. получаемьй эффект стабилизации превосходит суммарные эффекты, полученные для каждого компонента смеси в отдельности, а также по сравнению с другими термостабилизаторами. Так, после 200 ч старения в везерометре у полиэтиленовой комп « зиции, стабилизированной бензоном ОА, относительное удлинение при разрыве снизилось на 80-85%, у композиции стабилизированной только ксантановодородом - на , а дл композиции, содержащей смесь двух указанных стабилизаторов - на 15-30%. Из полученных результатов следует, что наиболее низкие значения свойств у образцов, изготовленных из композиции с минимальным содержа нием добавок 0,1%. Сравнивая харак тер изменения свойств образцов посл их старения в везерометре следует отметить, что снижение прочности при разрыве через 200 ч, облучения составляет для состава 7 31%, для КОМПОЗИЩ1И состава 14-33%, а для композиции с максимальным содержанием добавок (состав 15) - 29%J снижение относительного удлинения при разрыве составило для состава 7 14%, .для состава 14 13%, а для состава 15-9%. Таким образом, увеличение содержания добавок в композициях до 1% не приводит к существенному повьшению свойств материала в условиях термо-, светостарения. Установлено также, что увеличение содержания ксантановодорода в компози:циях до 0,5-1% приводит к расслоению смеси и вьшотеванию стабилизатора на поверхности материала через несколько суток после изготовления. Из представленных в табл. 1 данных также следует, что образцы из известных композиций значительно интенсивнее ухудшают свои свойства в процессе старения - раз по сравнению с образцами, стабилизированными предлагаемыми соединениями при меньшем расходе последних. На основании приведенных результатов определялась эффективность предлагаемой системы стабилизации по сравнению с известной по времени, в течение которого значение удлинения равно половине исходного, и по отношению этого времени для стабилизированных и нестабилизированных образцов. Результаты приведены в табл. 2. Из приведенных в табл. 2 данных следует, что применение предлагаемой стабилизирующей системы позволяет повысить срок службы материала в 22-25 раз по сравнению с нестабилизированным полиэтиленом и в 5-7 раз по сравнению с материалом на основе композиций с известными стабилизаторами. В то время как использование стабилизирующей смеси по прототипу позволяет добиться повышения долговечности по сравнению с нестабили- зированным полиэтиленом в 4-4,5 раза.. Приведенные в табл. 1 данные позволяют считать, что предлагаемая добавка - ксантановодород образует с бензоном ОА смесь синергического состава, являющуюся эффективной стабилизирующей системой для полиэтилена против его теплового и светового старения, и по стабильности свойств в процессе старения превосходит многие стандартные стабилизаторы.

Т а б

лица I

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, срйержащая прлиэтилен высокого давления, 4-алкокси-2-гидроксибензофенон и термостабилизатор, о т Л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости к свётои термостарению, она содержит в качестве термостабилизатора 5-иминрЗ-тион-1,2,4-дитиазолидин при следующем соотношении компонентов, мае.%: Полиэтилен высокого дав99,25-99,65 ления 4-Алкокси-2гидроксибен0,25-0,50 зофенон 5-Имино-Зтион-1,2,4(Л дитиазолис 0,10-0,25 дин

НёстабилизированБензон ОА

1,00

Контроль

1,00 17,7 Ксантановодород

Стабилизатор, %

Нестабилизированный Бензон ОА 0,5 Бисалкофен БП 0,25 Бензон ОА 0,5 Фосфит 0,25 Бензон ОА 0,25 Ксантановодород 0,1

Продолжение табл. 1

560

510

12,6

Таблица 2

е

Отношение времени снижения удлинения на 50% для стабилизированных и нестабилизированныхобразцов

15-17

80-90

4-4,5

4-4,5

80-90

22-25

370-380