Фотостабилизированная полимерная композиция Советский патент 1993 года по МПК C08L23/00 C08K5/00 C08K5/00 C08K5/3435 

Изобретение относится к стабилизации термопластов против светового воздействия.

Целью изобретения является повышение стабильности композиции.

Эта цель достигается тем, что фотоста- билизиро&анная полимерная композиция, включающая термопласт, фенольный анти- оксидант и светостабилизатор, в качестве светостабилизатора содержит ди-(2,2,6,6-тет- раметил-4-пиперидинил)-сукцинат при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Термопласт100

Фенольный антиоксидант0,01-0,20

Ди-(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-сукцинат0,1-4,0

Композиция может дополнительно содержать 0,1-0,5 мас.ч. ультрафиолетового абсорбера на 1 мас.ч. термопласта.

Композиция может также содержать дополнительно 0,1-0,3 мас.ч. стеарата кальция или магния.

В качестве термопласта композиция может содержать полипропилен и в этом случае дополнительно может включать 0,05-0,20 мас.ч, органического фосфита на 100 мас.ч. полипропилена.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Приготовление ди-(2,2,6,6- тетраметил-4-пиперидинил)-сукцината.

322,3 г (2,05 моль) 4-гидрокси-2,2,6,6- тетраметилпиперидина и 146,1 г (1 моль) диметилового эфира янтарной кислоты нагревают в 300 мл ксилола до 80°С. При этой температуре добавляют 1,2 г амида лития в реакционную смесь и повышают температуру до 120-125°С.

Затем при слабом потоке азота из смеси медленно отгоняют метанол и ксилол.

Примерно через 10ч метанол практически больше не отгоняется, что показывает конец переэтерификации,

Содержимое колбы разбавляют с помощью 500 мл бензина (граница кипения 110- 140°С) и еще в теплом состоянии (60-70°С)

to С

00

со

00 СО 4

со

промывают три раза а делительной воронке с «фименением по 100 мл воды каждый раз. Из органической фазы кристаллизуется продует реакции при охлаждении в виде бесцветных кристаллов. Полученный дм-(2,2,6,6-тетра- меуил--4-пилеридикил)-сукцинат .расплавляется при 113°0.

В композиции по изобретению использует следующие органические фосфаты и фенольные антаоксиданты.

Р-1 -трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)-фос фиг-Иргефое 168

Р-2-пентазритритмл-бис-(2,6-ди-трет- йу у лФе м/ -фосфмт-Иргзфос 126

Р-3- грис(нонилфен /1л)-фосфит-Иргафос

TNPP

Р- -трилаурилфосфит-Иргафос TLP Г;--5-пентаэрмтр ити;г-5ис-(октадецил)фосфит-Ультрзнокс 818

АО -1-нентаэритритил-тетракис(/3 (3,5-

ди--трег-бутил--4-оксифеиил)-пропионат-Ир

3HOKCR 1010

AG-2-окстадецил- /3 -(3,5-ди-трет-бутил- 4-оксифенил)-пропмонат-Ирганокск 1076

(31Б-ди-трет-бутил-4-оксибен чи/О-изоцианурат-Ирганокс 3114

А0 4-келы4иевая соль этил-(3,5-ди- тгрет--бутил-4-оксмбензил)-фосфоната-Ирга ноксй 1425

АО--5-гександмол-1 ,б-ди(/3 -{3,5-ди-трет.бу- vnn-4 -оксмфенил}-пропионат)-Ирганокс 259

АО-В-2,5-дм-трет-бутил-п-крезол

АО-- / 1,1-ди-(,5-ди-трет-бутил фенил)зтэи-Изонокс 129

АО-8-М.МГ-биц(3 -(3,5-ди-трет-бутил-4- оксифен 1л)-;фопионмл)-гидразин-Ирганокс УО 1024

AQ-9-ди- (/3 -{3,5-ди-трет.бутил-4-окси- фенил)-пропионат)М,Ы -бис(оксиэтил) окса- яамида-Наугард XL-1

АО-10-Ы,1Х -бис- В-(3,5-ДИ-трет-бутил-4 оксифенйл)-пропмонил) гексаметилендиа- М1 н- 1ргзнокс 1098 .

АО-11 -2.4,6-трис-(3,4-ди-трет-бутил-4- оксибеизмл)-1,3,5- триметилбензол-Ирга- HOKCR 1330

АО-12-триэтиленгликоль-бис-( Р -(3,5- я,и-трет-6утил-4-оксифенил)-пропионат)-Ир ;-анокск MD 245

АО-14-1.1,3-трис(2-мети л-4-окси-5- грет-бутил фен ил)-бутан-То па пол R СА

АО-15-зтиленглмколь-бис(В-ди(3-трет- оутил-4-оксифенил)-бутират)- Хостанокс 03

АО-16-трис-2,6-димйтил-3-окси-4-трет- оутилбензил)-изоцианурат- Цианокс 1790

АО-17-бис{2-{2-окси-3-трвт.бутил-5-метил) &Јнзил-4-эдетил-фенил)- терефтаяат-НРМ 12 .

АО-18-бис(2-окси-3-(1-метил1диклогек:;ил}-5-метмлфенил)-метан- Нонокс WSp

0

5

5

0

5

0

5

5

0

0

Пример 2. 100 мае.ч, полипропиленового порошка (индекс расплава 2 г/10 мин (230°С, 2160 г)) гомогенизируют в пластификаторе Брабендера с указанными в табл.1 добавками в течение 10 мин при температуре 200°С. Полученную массу как можно скорее разгружают из пластификатора и на коленчатом прессе прессуют в плиту толщины 2-3 мм. Часть сырого пресс-изделия вырезают и прессуют в лабораторном прессе между двумя зеркальноблестящими твердыми алюминиевыми фольгами в течение 6 мин при температуре 260°С и давлении 12 т с получением пленки толщиной 0,1 мм, которая сразу охлаждается в холодной воде. Из этой пленки высекают участки размером по 60 х 25 мм, которые просвечивают в везе- рометре CI65. Испытуемые образцы в регулярных интервалах снимают с просвечивающего аппарата и в ИК-спектрофотометре определяют в них содержание карбонильных групп. Повышение экстинкции карбонильных групп при просвечивании является мерой фотоокислительного разложения полимера. Опыт показал, что оно связано с ухудшением механических свойств полимера.

Мерой защитного действия считается промежуток времени до достижения экстинкции карбонильных групп, составляющей 0,1. В нижеследующей таблице этот промежуток обозначен знаком TO.L

Все образцы содержат в качестве основного светостабилизатора 0,1 мае.ч. стеарата кальция, 0,05 мае.ч. пентаэритритил-тетракис fi -(3,5-ди-трет-6утил-4-оксифенил)-пропио- ната и 0,05 мае.ч. трис-(2,4-ди-трет-бутил- фенил)-фосфита. Кроме того, образцы содержат разные количества ди-(2,2,6,6-тет- раметил-4-пиперидинил)-сукцината, указанные в табл.1.

Пример 3. Изготовляют полипропиленовые пленки толщиной 0,1 мм, которые просвечивают в везерометре CI65, как описано в примере 2, Все образцы содержат 0,1 мае.ч. стеарата кальция и 0,1 мае.ч. ди- (2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-сукци ната. Кроме того, они содержат один из фе- нольных антиокислителей.

В нижеследующей табл.2 приведены промежутки времени до экстинкции карбонильных групп, составляющей 0,1 (To.i).

Пример 4. Изготовляют полипропиленовые пленки толщиной 0,1 мм, которые просвечивают в везерометре CI65, как описано в примере 2. Образцы содержат 0,1 мае.ч. стеарата кальция и 0,1 мае.ч. ди- (2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-сукцината. Кроме того, образцы .содержат 0,5 мас.ч. ДО-3 и 0,10 мас.ч. Р-1.

Пример 5. Изготовляют полипропиленовые пленки толщиной 0,1 мм, которые просвечиваются в везерометре CI65, как описано в примере 2, Образцы содержат0,1 мас.ч. ди-(2,2,6,6-тетраметил-4-пипериди- нил)-сукцината, 0,05 мае.ч. пентаэритритил- тетракис fl -(3,5-ди-трет-бутил-4-окси- фенил)-пропионата и 0,05 мас.ч. трис-(2,4- ди-трет-бутилфенил)-фосфита. Кроме того, они содержат 0,30 мас.ч. стеарэта магния в качестве акцепторов кислоты.

Пример 6. Изготовляют полипропиленовые пленки толщиной 0,1 мм, которые просвечивают в везерометре CI65, как описано в примере 2. Все образцы содержат 0,1 мас.ч. стеарата кальция, 0,1 мас.ч. ди- (2,2.6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-сукци ната, 0,05 мас.ч. фенольного антиокислителя АО-1 и 0,05 мас.ч. органического фосфита Р-1, Кроме того, образцы содержат один из следующих ультрафиолетовых абсорберов:

UV-1 2-(2-окси-3,5-ди-трет.бутилфе- нил)-5-хлор-бензтриазол Tinuvin 327

UV-2 2-(2-окси-3-трет.бутил-5-метил- фенил)-5-хлор-бензтриазол TinuvinR 326

UV-3 М-(2-зтилфенил)-М -(2-этокси-5- трет.бутилфеиил)-оксаламид TinuvlnR 315

UV-4 2-окси-4-октилокси-бензофенон CyasozbR UV531

UV-5 2,4-ди-трет--бутилфенил-3,5-ди- трет-бутил-4-оксибензоат TinuvinR 120

UV-6 гексадецил-3,5-ди-трет. бутил-4- оксибензоат CyazorbR UV 2908.

В табл.2 приведены промежутки времени до экстинкции карбонильных групп, составляющей 0,1 (Тол).

Пример 7. Применение разных фе- нольных антиокислителей.

Изготавливают полипропиленовые пленки толщиной 0,1 мм, которые просвечивают в везерометре Ci65 аналогично примеру 2. Все образцы содержат 0,1 мас.ч. стеарата кальция и 0,2 мас.ч. ди-(2,2,6,6-тетраметил-4-пипериди- нил}-сукцината. Кроме того, образцы содержат один из фенольных антиокислителей.

В нижеследующей таблице приведено время просвечивания до экстинкции карбонильных групп, составляющей 0,1 (Тол).

Пример 8. Изготавливают полипропиленовые п ленки толщиной 0,1 мм, которые просвечивают в везерометре CI65 аналогично примеру 2. Все образцы содержат 0,1 мас.ч. стеарата кальция и 0,2 мас.ч. ди-(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-сук цината. Кроме того, образцы содержат различные количества фенольных антиокислителей и органических фосфитов.

Данные приведены в табл.5. Пример 9. Поступают аналогично примеру б, с тем отличием, что используют не 0,1 мас.ч., а 0,2 мас.ч. ди-{2,2.6,6-тетраметил-4-пиперидинил)-сукцината. Используют приведенные в примере 6 УФ-абсорберы UV-1, UV-2 и UV-3, а также УФ-абсорбер. UV-7 2-(2-окси-3.5-ди-трет-амил-фенил)- бензтриазол Тинувин 328.

В табл.6 приведены времена просвечивания до экстринкции карбонильных групп, составляющей 0,1 (Тол).

Пример 10. В барабанном смесителе смешивают 100 мас.ч. полиэтилена высокого давления (плотность 0,960) с 0,03 мас.ч. октадецил- / -(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифе- нил)-пропионата в качестве антиоксиданта, 0,1 мас.ч. стеарата кальция и указанными в табл.7 количествами ди-(2,2,6,6-тетраметил4-пиперидинил)-сукцината, а затем вэкетру- дере гранулируют при 220°С.

В автомате дня .я иод давлением изготавливают при 260°С из полученного гранулята пластинки толщиной 2 мм.

Полученные таким образом полиэтиленовые пластинки подвергают атмосферному воздействию. Через регулярные промежутки времени определяют вязкость пластинок при ударном растяжении по DIN

53448. Мерой для защитного эффекта служила облученная энергия в килолангли (клан) до 50% исходной вязкости при ударном растяжении. Результаты приведены в таблице 7.

Пример 11, 100 мас.ч. акрилнитрил- бутадиен-стирольного сополимера (DOW 2030) смешивают с 0,25 мас.ч. октадецил- /Ј-(3,5-ди-трет.бутил-4-оксифенил)-прот10н ата в качестве антиокислителя и указанными в табл.8 светостабилизаторами и гранулируют при 230°С в экструдере. Из полученного гранулята изготовляют в машине для литья под давлением пластинки толщиной 2 мм. Эти пластинки просвечивают в

везерометре Atlas WRC 600. Через регулярные промежутки времени отбирают пробы и определяют измерением индекс пожелтения (по ASTM D 1925). Чем меньше индекс пожелтения, тем лучше действие светостабилизатора.

Формула изобретения

1 .Фотостабилизированная полимерная композиция, включающая термопласт, фе- нольный антиоксидант и светостабилизатор на ос-нове производных полиалкилпипери- дина, отличающаяся тем, что, с целью повышения стабильности, она содержит в

качестве светостабилизатора ди-(2,2,6,6- тетраметил-4-пип еридинил)-сукцинат при следующем соотношении компонентов, мас.ч;: термопласт 100; фенольный антиок- сидант 0,01-0,20; ди-(2,2,6,6-тетраметил-4- пиперидинил)-сукцинат 0,1-4,0.

2.Композиция по п.1, о тл ич а ю щ-а я- с я тем, что она дополнительно содержит 0,1-0,5 мас.ч. ультрафиолетового абсорбера на 100 мас.ч. термопласта,

3.Композиция по п.1, о т л и ч а ю щ а я- с я тем, что она дополнительно содержит 0,1-0,3 мае,ч. стеарата кальция или магния.

4.Композиция по п.1, отличающая- с я тем, что в качестве термопласта она содержит полипропилен.

5.Композиция по п.4, отличающая- с я тем, что она дополнительно содержит 0,05-0,20 мас:ч, органического фосфита на 100 мас.ч. полипропилена.

Сущность изобретения: композиция состоит из 100 ч. термопласта, 0,01-0,20 ч. фенольного антиоксиданта и 0,1-4,0 ч. ди-

Таблица 1

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4

Продолжение табл. 4

Продолжение табл. 4

Таблица 5

Продолжение табл. 5

Продолжение табл. 5

Таблица 6

Примечани e.LS-1 ди-(2,2,б,6-тетраметил-4-пиперидинил)-сукцинат. LS-2 2-{2-окси-5-метилфенил)-бензтриазол.

Таблица 7

Таблица 8