Поливинилхлоридная композиция Советский патент 1992 года по МПК C08L27/06 C08K5/00 C08K5/00 C08K5/10 C08K5/15 C08K5/36 C08K5/57 

Изобретение относится к области переработки пластмасс и касается состава композиций на основе поливинилхлорида 3 (ПВХ), применяемых, например для получения изделий методом экструзии с последующим раздувом.

Известна полимерная композиция 1, содержащая ПВХ, термостабилизатор и смазку. Однако, указанная композиция характеризуется недостаточной динамической термостабильностью, что не обеспечивает стабильный процесс переработки экструзией с раздувом при высоких температурах (170-190°С), необходимых для получения высококачественных изделий.

Наиболее близкой к предлагаемой по составе и достигаемому эффекту к заявляемой является ПВХ-композиция 2, Винипласт гранулированный для производства потребительской тары марки Тараптон-1,

предназначенная для изготовления прозрачных изделий и содержащая следующие компоненты, мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ:

Поливинилхлорид суспензионный 100 Оловоорганический стабилизатор (ОТ-17)2,0 Алкилэпоксистеарат (Драпекс-3,2) 3,0 Сополимер 35% метилметакрилата, 28% бутадиена и 37% стироле 15,0 Внутренняя смазка - монорицинолят глицерина (Локсиоль-Ж-11) 2,0 Диоктифталат 3,0 Наружные смазки:

Воск ПВ-2000,4

Стеариновая кислота0,3

Хотя известная композиция и характеризуется достаточно высоким значением термостабильности (статической), однако

-XI VJ

СП

ь

со о

динамическая термостабильность такой композиции недостаточна для ведения длительной стабильной переработки ее на экс- трузионно-выдувныхагрегатах.

Недостаточная динамическая термостабильность композиции является причиной периодического появления локальных под- гаров, главным образом, в экструзионной головке, что приводит к необходимости остановки, разборки и чистки оборудования. Кроме того, получаемые изделия из указанной композиции недостаточно прозрачны.

Целью данного изобретения является повышение динамической термостабильности и прозрачности композиции.

Поставленная цель достигается тем, что композиция, содержащая октилэпоксистеа- рат, сополимер 35% метилметакрилата, 28% бутадиена и 37% стирола, внутреннюю смазку и оловоорганический термостабилизатор, в качестве внутренней смазки содержит сложный эфир, выбранный из группы, включающей диэфир диглицерина и синтетических жирных кислот фр. Cs-Сб, триэфир диглицерина и синтетических жирных кислот фр. Сб-Сб, моноэфир диглицерина и дистиллированной кислоты соапстока, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:t

Поливинилхлорид100

Оловоорганический стабилизатор1,0-3,0 Октилэпоксистеарат 1,0-5,0 Сополимер 35% метилметакрилата, 28% бутадиена и 37% стирола 10-20 Внутренняя смазка 0,5-4,0 Используемый неполный эфир диглицерина получают в две стадии:

1 стадия - получение диглицерина путем каталитической поликонденсации глицерина при 230-250°С, атмосферном давлении. Катализатор 1,0-1,5% КОН или NaOH. В токе азота.

2HOCH2CHCH2OH- ОН

НОСН2СНСН2ОСН2СНСН2ОНЖ20 ОНОН

2 стадия - получение эфира диглицерина при соответствующем соотношении исходных реагентов. 200-230°С. При атмосферном давлении в токе азота. Катализатор КОН или NaOH с первой стадии, получение диэфира диглицерина и СЖК фр. Сб-Се:

2Р1СООН-НОСН2СНСН2ОСН2СНСН20Н

он он

P1COOCH2CHCH2OCH2CHCH2OOCP1i2H20

он

он

15 получениетриэфира диглицерина и СЖКфр. Сб-Се:

20

зр,соон-носн2снснгоснгснснгон он он

р,сооснгсн- сн2оснгсн- снгоосР, зн2о

он о

где Pi - С О

получение моноэфира диглицерина и дистиллированных кислот соапстока

30 Р2СООН-НОСН2СНСН2ОСН2СНСН2ОН

он

он

Р2СООСН2СНСН2ОСН2СНСН2ОНтН20

он

I

он

где Pi - С4-Сб

Р2 - Ci (насыщенных и ненасыщенных кислот)

Сведения об исходных сырьевых ресурсах:

СЖК фр. Сб-СбТОСТ 23239-78; жирные кислоты хлопкового соапстока - ОСТ 18- 289-76; глицерин синтетический ГОСТ 6824-76.

Композиция может содержать и целевые добавки: модификаторы перерабатываемое™, смазки специального назначения, отбеливатели, пигменты.

Сущность изобретения подтверждается примерами конкретного выполнения (см. табл.1).

Композиции составов 1-12, содержащих поливинилхлорид марки С 5868 ПЖ, ГОСТ 14332-78 - продукт суспензионный полимеризации винилхлорида, белый порошок, константа Фикенчера (Кф. 58-60), насыпная плотность, г/см - 0,5-0,6;

Стабилизатор ОТ-17 (меркаптид олова), слегка желтоватая, сравнительно низковязкая, маслообразная жидкость со специфическим запахом, плотность при 25°С, 1.09 + ±0,01 г/см3, показатель преломления при 25°С 1,501 ±0,003;

Октилэпоксистеарат (Драпекс-3,2) - импорт, жидкость бежевого цвета, плотность 899 кг/м3, температура затвердевания 13.5°С;

Сополимер метилметакрилата, бутадиена и стирола - модификатор ударостойкости марки БТА ШН ф. Куреха (Япония)-тройной сополимер бутадиена - 28%, стирола - 37%. метилметакрилата - 35%. белый, мел- кодисперсный порошок, кажущаяся плотность0 200-400 кг/м3, насыпной вес - 250-350 кг/м3;

Диэфир диглицерина и СЖК фр. Cs-Ce формулы

Р1СООНСН2СНСНгОСгЛ2СНСНгООСР1

ОНОН25

где Pi - C4-C5

вязкая жидкость коричневого цвета, средняя молекулярная масса 342, эфирное число 327 мг КОН/г, кислотное число 5 мг КОН/г, плотность при 20°С 1,095 г/см3;

Триэфир диглицерина и СЖК фр. Св-Се формулы

P1COOCH2CHCH2OCH2CHCH2OOCP1

онон

где Pi - С О

вязкая жидкость коричневого цвета, средняя молекулярная масса 448, эфирное число 375 мг КОН/г. кислотное число 3 мг КОН/г, плотность при 20°С 1,047 г/см3;

Моноэфир диглицерина и дистиллированных кислот соапстоков формулы

Р2соосн2снсн2осн2снсн2он онон

где Ра - Ci (смесь насыщенных и ненасы- щенных кислот)

паста желтого цвета, средняя молекулярная масса 448, эфирное число 215 мг КОН/г, кислотное число 4 мг КОН/г, плотность при 40°С 1,097 г/см3.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

приготавливают перемешиванием в скоростном смесителе при 80-100°С в течение 30 мин.

Полученную порошкообразную смесь гранугируют на микроэкструдере при температуре по зонам,°С: IIIIII

165 170180

Скорость оборотов червяка 30 об/мин.

Полученные гранулы перерабатываются на микроэкструдере с плоскощелевой головкой в ленту шириной 50 км и толщиной 0,5 мм. Отрезки ленты подпрессоаывают на прессе при 175°С и давлении 5 кгс/см2 в течение 5 мин., получая таким образом пластины для определения физико-механических показателей и прозрачности.

Образцы гранул и пластин оценивают по показателям:

термостабильность по ГОСТ 14041-75 при температуре 190°С;

физико-механические показатели - предел текучести при растяжении и относительное удлинение при разрыве по ГОСТ 11262-80: динамическая термостабильность - время в минутах от начала загрузки до повышения момента вращения ротора на платографе Р-51 ф. Брабендер с использованием камеры У 30 см , температуре 190°С, скорости вращения ротора 60 об/мин; прозрачность (коэффициент интегрального светопропускания) по ГОСТ 15875-80.

Рецептуры 1 и 2, 4 и 5, 7 и 8 приготовлены по предельным соотношениям компонентов, рецептуры 3,6,9 по оптимальному варианту, рецептура 10 - прототип. Рецептуры 11 и 12 - примеры, подтверждающие заявляемые пределы содержания компонентов. Рецептуры 13-22 подтверждают возможность использования в композиции целевых добавок, таких как пластификатор- диоктилфталат, внешней смазки - воск ПВ- 200 и стеариновой кислоты, а также аналога оловсорганического стабилизатора ОТ-17 - Ланкромарка ЛГ 261.

Результаты испытаний приготовленных композиций приведены в табл.2.

Как видно из табл.2, предлагаемая композиция характеризуется более высокой динамической термостабильностью и прозрачностью в -сравнении с известной. Показатель динамической термостабильности в 1,7 раза, а прозрачность на 10% выше, чем у прототипа.

Более высокая динамическая термостабильность композиции позволяет стабильно перерабатывать ее на экструзионно-выдув- ных агрегатах с получением высокопрозрачных изделий.

Композиция 11 с содержанием добавок ниже заявляемого предела характеризуется резким снижением термических и технологических свойств и. показали результаты испытаний на промышленном оборудовании, не может перерабатываться в изделия (появляются подгары в виде темных вкраплений).

Композиция 12 с содержанием добавок, выше указанного в примере 2 предела, характеризуется высокими значениями термических свойств, однако она не отвечает предъявляемым требованиям к жестким ПВХ-материалам (становится пластифицированной) и не может использоваться по прямому назначению.

Введение в заявленную рецептуру целевых добавок стеариновой кислоты (пример 13), воска ПФ-200 (примеры 14-16), диоктилфтала (примеры 17-19), а также замена оловоорганического стабилизатора ОТ-17 на его аналог Ланкромара АТ-261 (примеры 20-22) не оказывают существенного влияния на основные свойства и достижение поставленной цели - повышение динамической термостабильности композиции.

Применение предлагаемой композиции позволяет повысить стабильность переработки, поднять производительндсть, сократить время простоев агрегатов, уменьшить потери сырьевых материалов и повысить - качестве выпускаемых изделий.

Использование в рецептуре предлагаемой композиции в качестве внутренней

смазки диэфира диглицерина и синтетической жирной кислоты фр. Cs-Сб или триэфи- ра диглицерина и синтетической жирной кислоты фр. или моноэфира диглице- рина и дистиллированой кислоты соапстока позволит заменить дорогостоящее импортное сырье Локсиоль 11.

10

Формула изобретения

Поливинилхлоридная композиция, включающая сополимер, 35% метилметак- рилата,28% бутадиена и 37% стирола, внутреннюю смазку, октилэпоксистеарат, оловоорганический термостабилизатор, о т- личающаяся тем, что, с целью увеличения динамической термостабильности и прозрачности, она в качестве внутренней смазки содержит сложный эфир, выбран- ный из группы, включающей диэфир диглицерина и синтетических жирных кислот фракции Cs-Сб, триэфир диглицерина и синтетических жирных кислот фракции Cs-Ce, моноэфир диглицерина и дистиллирован- ной кислоты соапстока при следующем соотношении компонентов композиции. мас.ч.:

Поливинилхлорид100,0

Сополимер 35% метилме- такрилата, 28% бутадиена

и 37% стирола10,020,0

Внутренняя смазка0,5-4,0

Октил.эпоксистеарат1,0-5,0

Оловоорганический термостабилизатор1,0-3,0

Т а б л и ц а 1

Состав композиций конкретного выполнения КомпонентыIСодержание компонента, мае.ч., по примеру

M-J2 з 1 4 Т 5 Тб J7.J8 э ю 1п 12 13 i4 is 16 17 lie Кэ го Tai j 22

, Поливинилхлорид С 5868 ПЖ.

(ГОСТ 14332-78) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100

Стабилизатор ОТ-17 (имп.

НП Грейц-Делау) 1,0 3,0 2,0 1,0 3,0 2,0 1,0 3,0 2,0 2,0 0,8 3,2 2,0 2,0 2,0 3,0 1,0 3,0 2,0 Драпекс 3,2 (октилэпокси- стеарат инп. Аргус Хеми- каль)1,0 5,0 3,0 1,0 5.0 3,0 1,0 5,0 3,0 3,0 0,8 5,3 3,0 3,0 3,0 5,0 1,0 5,0 3,0 1,0 5,0 3.0

Стеариновая кислота

(ГОСТ 9 19-78) 0,3 - - 0,3 0,3 0,3 0,3

Модификатор БТА ШН (сополимер 354 метилмеТакрилат, 28% бутадиена и

37 стирола имп.ф. Ку-.-J

20 15 10 20 15 10 20 15 15 Э.О 21,0 15 15 15 20 10 20 15 10 20 15 . у,

.Локсиоль 1-11 {имп.ф.со

Хенкель)--.....--2,0

Диэфир диглицерина и

СЯК фр. Cf -Ct0,5 4,0 2,0 - - - - - - - 0,4 4,2 2,0 2,0 - - 0,5 4,0 2,0 Тризфир диглицерина и

CIK фр. С5-Св0,5 4,0 2,0 --

Моноэфир диглицерина

и дистиллированных

кислот соапстока... . . - - о,5 4,0 2,0 -- ... 2,0 4,0 - - - 0,5 4,0 2,0

Диоктилфталат (ГОСТ

8728-77Е)3,03,0 3.0 3,0 - - -

Воск ПВ-200 (ТУ °

6-05-1516-77)--.------- 0,4 - - - 0,4 0,4 0,4

Ланкронарк ЛТ 261

(имп.ф. Ланкро) -...---.- ... ,о 3,0 2,0

Свойства композиций

Использование: для получения изделий из ПВХ методом экструзии с последующим раздувом. Сущность изобретения: композиция включает, мас.ч.: 100 ПВХ, 10,0-20,0 сополимера 35% метилметакрилата, 28% бутадиена и 37% стирола, 0,5-4,0 сложного эфира, выбранного из группы, включающей диэфир диглицерина и синтетических жирных кислот фракции Cs-Ce, ионоэфир диглицерина и дистиллированной кислоты соапстока, 1,0-5,0 октилэпоксистеарата, 1,0-3,0 оловоорганического термостабилизатора. 2 табл. Ё

Характеристика

Термостабильность,мин62 84 68 61 84 69 62 85 68 60 38 92 68 70 71 84 61 85 66 63 88 70

Динамическая термостабильность, мин26 61 34 26 60 35 25 6 35 20 15 64 35 36 38 64 27 60 35 27 59 38

Прозрачность,86 83 89 84 83 88 86 82 89 80 75 70 89 88 88 82 87 83 88 87 81 88 Предел текучести при,

растяжении, МПа45 40 43 46 40 43 45 41 44 38 47 34 42 42 43 40 44 40 42 46 41 45

Относительное удлинение

при разрыве, fc36 94 49 35 94 41 36 95 40 35 22 160 41 38 41 102 38 96 42 42 90 43

Показатель текучести

расплава, г/10 мин4,8 13,5 5,3 5,1 13,1 5,9 5,0 15,8 8.6 4,2 0,3 38,1 5,2 6,1 6,8 14,5 5,5 14,0 9,2 4,9 13,0 9,2

Показатель по примеру

IIIilinEEIIiH

22