СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛИОЛЕФИНОВ Советский патент 1971 года по МПК C08L23/00 C08K5/375 C08K5/5419 

Известен способ стабилизации полиолефинов путем добавки стабилизатора бис-2-а-метилбензил-4-метилфенолмоносульфида. Но известный способ отличается малой устойчивостью полиолефинов при длительном действии повышенных температур и больших сдвиговых напряжений.

Суш,ность предлагаемого способа состоит в том, что, с целью повышения термоустойчивости при действии повышенных температур и больших сдвиговых напряжений, стабилизируюш,ую добавку - бис-2-ос-метилбензил-4-метилфенолмоносульфид вводят в сочетании с полиметилфенилсилоксановой смолой в соотношении от 1 : 50-1: 10 по весу, причем указанную смесь предварительно прокаливают при температуре не ниже 200°С.

При этом с целью обеспечения эластичности и сохранения электрических характеристик указанную добавку вводят в количестве 2-15 вес. ч. на 100 вес. ч. полимера.

В процессе исследования влияния различных добавок, повышаюш,их термостойкость полиолефинов, в том числе моносульфида в различных сочетаниях, установлено, что наибольшую эффективность обеспечивает добавка моносульфида в сочетании с полиметилфенилсилоксановой смолой, причем замечено, что эффективность смеси существенно зависиг от способа ее изготовления. В частности.

эффективность смеси увеличивается после предварительной обработки при температуре не ниже 200°С.

Процентное соотношение компонентов в смеси зависит от типа полимера и его стойкости к воздействию повышенных температур, а также требуемой номинальной рабочей температуры.

Дозировка стабилизирующей смеси зависит от температурных нагрузок и сдвиговых напряжений, действующих на материалы в процессе эксплуатации.

Пример 1. Состав системы, вес. ч.: Полиэтилен высокой плотности

марки П4020Э100

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотнощении 1: 105

Пример 2. Состав системы, вес. ч.: Полиэтилен высокой плотности

марки П4020Э100

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотношении 1 : 105 Пример 3. Состав, системы, вес. ч,: Полиэтилен высокой плотности

марки П4020Э100

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотношеНИИ 1 : 102

Пример 4. Состав системы, вес. ч.: Полиэтилен низкой плотности

марки П2020Т100

Стабилизирующая система моносульфид: смола Б соотношении 1 : 502 Пример 5. Состав системы, вес. ч.: Полиэтилен модифированный

СЭП-2100

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотношении 1 : 205 В таблице приведены характеристики полиэтилена высокой плотности, стабилизированного различными добавками, после вальцевания при 160°С на воздухе.

Таблица

Как видно из таблицы термическая обработка смеси при температуре не ниже 200°С существенно повышает (в 3 раза) термоустойчивость полимера.

Добавка бис-2-а-метилбензил-4-метилфенолмоносульфида обеспечивает сохранение устойчивости полиэтилена к температуре 160°С в течение 8 час, в то время, как применение указанного стабилизатора в сочетании с кремнийорганической с.молой в соотношении 1 : 10 по весу после предварительного прокаливания смеси обеспечивает nojjHoe сохранение физико-механических и электрических характеристик в течение более 15 час.

При использовании бис-2-а-метилбензил-4метилфенолмоносульфида в сочетании 1 : 50 с кремнийорганической смолой наблюдается менее заметное увеличение термостойкости полиэтилена. В таблице также показано влияние предварительной термообработки стабилизирующей смеси на повышение термоустойчивости полиэтилена (приблизительно в 3 раза).

Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие влияние добавки моносульфида в сочетании с полиметилфенилсилоксановой смолой на термоустойчивость различных полиолефинов.

Наименование

Время до наступления хрупкости материала

Хрупкий излом через 2,5 час

Хрупкий излом через 14 час

Хрупкий излом через 18 час

Хрупкий излом через 2 час

Хрупкий излом через 12 час

Хрупкий излом к 17 час

Кремнийорганическую полиметилфенилсилоксановую смолу тщательно измельчают в ступке, смешивают с термостабилизатором бис-2-а-метилбензил - 4 - метилфенолмоносульфида и растворяют в этиловом спирте в соотношении 1 : 1. Затем в раствор при помешивании вносят отвердить К-18, и всю смесь помешают в термостат, где при телшературе 100±2°С в течение 24 час происходит испаргние спирта, затем смесь переносят в термостат с температурой 200±2°С, где начинается процесс отверждения кремнийорганической смолы. В реакцию отверждения смолы вовлекаются также функциональные группы молекул термостабилизатора. Смесь находится в термостате в течение 15-.20 мин, за это время реакция отверждения не успевает пройти полностью, окончательное отверждение происходит при введении термостабилизируюшей системы в полиэтилен в процессе вальцевания и прессования.

Частично отвержденную смесь кремнийорганической смолы и термостабилизатора тш,ательно измельчают и смешивают с порошком (или гранулятом) полиэтилена в холодном смесителе в течение 20 мин. В данном случае для приготовления смесей взят порошок полиэтилена высокой плотности марки П4020Э. Смесь из смесителя переносят на вальцы, нагретые до температуры 100±2°С и в течение 15 мин вальцуют при зазоре 0,2±0,05 мм, проверяя 4-5 раз количество смещения изготовлением тонкой пленки при зазоре 0,05±0,01 мм.

Приготовленная таким образом смесь, состоящая из полиэтилена и термостабилизирующей системы может быть использована для проведения различных испытаний.

Прессование образца для проведения испытаний осуществляется при режиме, обычно принятом для подготовки образцов из полиэтилена низкого давления. Стойкость к воздействию повышенных температур проверяется путем вальцевания 400 г термостабилизированного полиэтилена при температуре 160°С с отбором проб по 85 г через 4, 8, 12 и 15 час вальцевания. Критерием стойкости полиэтилена в процессе длительной термомеханической деструкции является сохранение физико-механических и электрических характеристик,полимера.

Из вышеизложенного следует, что введение стабилизирующей системы, состоящей из бис2-а-метилбензил-4-метилфенолмоносульфнда и кремнийорганической смолы, улучшают термостойкость полиолефинов, а следовательно повышают его устойчивость в процессе переработки в условиях действий высоких температур и сдвиговых напряжений, а также обеспечивают длительное сохранение физико-механических и электрических характеристик в процессе эксплуатации.

Предмет изобретения

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения эластичности, указанную добавку вводят в количестве 2-15 вес. ч. на 100 вес. ч. полимера.