"Способ приготовления композиций термопласта Советский патент 1979 года по МПК C08J3/20 

1

Изобретение относится к способам приготовления композиций термопласта.

Известен способ приготовления композиций термопласта, включающий операции нагрева добавок, смешения их с термопластом, имеющим низкий молекулярный вес, нагрев полученной смеси, охлаждение, гранулирование и смешеиие с твердым термопластом, имеющим более высокий молекулярный вес 1.

Недостатком известного способа является сложность процесса введения добавок.

Цель изобретения заключается в упрощении введения добавок в термопласты.

Указанная цель достигается тем, что в способе приготовления композиций термопласта с добавками, имеющими т. пл. 48- 250°С, путем предварительного смещения добавок с маслом при нагревании и последующем введении полученной смеси в термопласт добавки смещивают с минеральным маслом при соотнощении от 1:0,1 до 1:3 и полученную смесь вводят в растворенный или расплавленный термопласт.

Предлагаемый способ наиболее приемлем для приготовления композиций термопласта, которые при их производстве получают в виде расплавов или растворов. Растворы

обычно превращают в расплав благодаря удалению растворителя, например, путем испарения. Расплавленную пластическую массу обычно подвергают обработке в экструдере, в который ее подают, с получением гранул.

Температуры плавления многих твердых добавок находятся ниже 250°С. Такие плавкие добавки можно добавлять в определенных количествах в расплавленном состоянии, что практически создает некоторые проблемы.

Введение добавок осуществляют постепенно, и добавки необходимо поддерживать

в течение некоторого времени в расплавленном состоянии. Хотя добавки могут содержать неорганические соединения, они обычно представляют собой органические или металлоорганические соединения, которые имеют тенденцию обесцвечиваться при повыщенных температурах. Температуры плавления могут щироко изменяться, и при более высоких температурах плавления обесцвечивание увеличивается.

Для ограничения явления обесцвечивания температуру расплава необходимо поддерживать как можно ниже, т. е. на уровне или несколько выще температуры плавлеНия. Если температура падает пиже точки плавления, расплавленпая масса полностью или частично превращается в твердый, прочный спекшийся материал. Местное охлаждение может иметь место в питательных трубах и арматуре, и образование твердой прочной массы приводит к забиванию в таких местах.

Такие недостатки уменьшают с помош,ью предлагаемого способа путем введения одной или нескольких добавок, имеюш,их температуру плавления не более 250С, в термопласты, заключаюш,егося в смешении добавок с минеральным маслом. Полученный состав добавляют в расплавленном состоянии в растворенные или расплавленные термопласты.

Если добавка (или добавки) состоит или включает одну или несколько солей алифатических карбоновых кислот с 10 атомами углерода или более и металл из групп I, 11 или III периодической системы элементов, указанную добавку (или добавки) дополнительно смешивают с амидом алифатической карбоновой кислоты с 10 атомами углерода или более в минеральном масле. Полученный состав добавляют в жидком состоянии в растворенные или расплавленные термопласты.

Дополнительное смешение с амидом дает смесь, которая может легко плавиться без образования плотной, высоковязкой неоднородной массы.

Примерами солей карбоновых кислот, которые можно вводить в термопласты, являются соли натрия, калия, магния, кальция, цинка, кадмия и алюминия, насыщенных или непредельных карбоновых кислот, например лауриновой, миристиновой, пальмитиновой, стеариновой, арахиновой, бегеновой, олеиновой, элаидиновой и эруковой кислоты.

Предпочтительно используются стеараты, при этом для большого числа термопластов обычной присадкой является стеарат кальция, в том числе для хлорвиниловых полимеров, полиэфиров, полиолефинов и акрилонитрил-дивинил-стирольных полимеров.

Смеси по предлагаемому способу, содержащие стеарат кальция, плавятся при значительно более низких температурах, чем точка плавления стеарата кальция (160°С), с целью получения текучего расплава, который легко можно добавлять в определенных количествах в термопласты, например в экструдер, в котором обрабатывают термопластичный материал.

Карбоновыми амидами, которые можно использовать по предлагаемому способу, могут быть амиды олеиновой, стеариновой, эруковой или бегеновой кислоты или смеси амидов жирных кислот, например амид твердого жира на замещенных амидах, например метиленовом б«с-амиде стеариновой кислоты,этиленовом бмс-амиде стеариновой

кислоты и этиленовом бис- (оксиамид стеариновой кислоты).

Количество используемого амида карбоной кислоты составляет преимущественно по меньшей мере, 10 вес. % по отношению к присутствующей соли алифатической карбоновой кислоты. Количество амида может быть больше, чем количество соли алифатической карбоновой кислоты, но такой избыток может быть ограничен по экономическим причинам. Преимущественно используют от 40 до 200, в особенности от 80 до 120 вес. % амида по отношению к соли карбоновой кислоты.

Минеральными маслами, используемыми в предлагаемом способе, являются преимущественно так называемые светлые масла, которые являются бесцветными и которые, в основном, состоят из очищенных

алифатических углеводородов и не содержат ароматических или непредельных соединений. Такие масла могут быть получены путем очистки фракций смазочных масел, например путем селективной экстракции с

последующей обработкой в олеуме. Наиболее приемлемыми с технической точки зрения светлыми маслами являются масла, получаемые под торговым названием Риселла, которые пригодны с различными

вязкостями, от 45 до 105 с по Редвуду 1 при 140°F (60°С). Особенно приемлемыми являются масла марок Риселла 17° и Риселла 29°, вязкость которых составляет соответственно около 45 и 70 с по Редвуду 1

при 140°F. Предпочтительно светлыми являются масла, предел кипения которых по крайней мере большей своей частью лежит выше 250°С. Однако, поскольку введение добавки может осуществляться под давлением в экструдерах, могут также быть использованы низкокипящие минеральные масла, например, кипящие в значительной степени выше 150°С, в частности, если к ним добавлены низкоплавкие добавки, ти светлые масла легко смешиваются с большинством термопластиков, в частности с полиолефинами. В смесь из присадок можно вводить небольшие количества тонкоизмельченных неплавящихся

соединений, благодаря чему при расплавлении смеси из присадок с минеральным маслом полностью расплавленная масса не будет получена, но будет получен расплав, содержащий тонкоизмельченные твердые вещества и, следовательно, который может иметь пастообразную консистенцию.

Плавкие добавки с маслом плавятся при значительно более низкой температуре по сравнению с плавкими присадками как таковыми. Так как при плавлении и поддержании расплавленного состояния можно использовать в значительной степени более низкие температуры, проблемы обесцвечивания не имеют места или имеют место, но

в значительно меньшей мере. Кроме того.

важное преимущество состоит в том, что при схватывании образуется паста, а не твердая масса, например при местном охлаждении трубопровода, которую можно удалить с помощью еще расплавленной массы, и тем самым можно устранить забивание коммуникаций.

При полимеризациях, в которых полимер образуется в растворе, расплавленные добавки, которые могут также содержать небольшие количества тонкоизмельченной неплавящейся присадки, можно вводить в раствор полимера непосредственно после полимеризации. Расплавленную смесь преимущественно вводят в расплавленный полимер, из которого до этого был удален растворитель.

Для получения необходимого результата, а именно достаточного снижения точки плавления, и достижения достаточного пастообразного состояния расплава, количество минерального масла должно составлять по меньщей мере 10 вес. % от общего количества введенных в расплав добавок. В общем количество масла не должно быть столь больщим, чтобы это не повлияло на окончательные свойства термопластичного материала. Следовательно, количество масла по весу составляет предпочтительно не более трехкратного весового количества добавок и, в частности, самое большее, равно ему.

В случае, когда пластический материал предназначен для пищевой упаковки, желательно ограничить количество масла. Таким образом, количество масла предпочтительно не превышает 0,2-0,3 вес. % по отношению к количеству пластмассового материала. Если, однако, используют большие количества добавок, необходимо использовать более высокое соотношение минерального масла к пластмассовому материалу.

Пример 1. Смесь из 1 вес. ч. «-октодекан - 2 - (4 - окси - 3,5-трет-бутилфенил)пропионат с т. пл. от 49 до 52°С, известной под торговым названием Ирганокс 1076, 1,25 вес. ч. 2-окси-4-л-октаноксибензофенон с т. пл. 48-49°С, известной под торговым названием Циасорб УФ 531, и 2 вес. ч. олеамида с т. пл. 76°С нагревают при 80°С с образованием однородного расплава. Такой расплав можно легко измерить при 65°С. При более низких температурах он превращается в твердую массу.

К пробам этой смеси добавляют 0,4 или 2 вес. ч. масла Риселла 17 на 1 вес. ч. Ирганокса 1076, после чего смесь расплавляют в однородную массу при 80°С.

Смесь, содержащую 0,4 вес. ч. масла Риселла на 1 вес. ч. Ирганокса 1076, можно еще измерять в виде расплава при 60°С, которая лишь незначительно ниже, чем для этой смеси без масла Риселла. При температурах ниже 60°С расплав превращается

в пастообразную массу. Эту массу легко продавливают по трубопроводу.

Смесь с 2 вес. ч. масла Риселла иа 1 вес. ч. Ирганокса 1076 измеряют как расплав при 55°С и как пасту при более низких температурах, вплоть до 40°С. При охлаждении смеси в трубопроводе ниже 55°С, когда масса превращается в пасту, возникает представление, что ее можно легко перемещать, не опасаясь забивания.

Пример 2. Равные весовые части масла Риселла 17 и 1,3,5-триметил-2,4,6-три(3,5-ди-грег-бутилоксифенил) -бензола, получаемого под торговым названием Ионокс

3130, нагревают до с получением расплава. При 150°С смесь можно легко измерять. При охлаждении получают пастообразную массу. Понокс 330 плавится при 244°С и превращается при охлаждении в

твердую массу.

Пример 3. Равные весовые части масла Риселла 17 и пентаэритриттетра-2-(3,5ди-третичный бутил-4-оксифенил) -пропионата, известного под названием Ирганокс

1010, температура плавления которого составляет 122°С, расплавляют в однородную смесь при 105°С. При 50С эту смесь можно легко измерять. При более низких температурах получается пастообразная масса,

которую можно продавливать по трубопроводу при температуре около 40°С.

Пример 4. Равные весовые части стеарата кальция, олеамида и масла Риселла 17 нагревают до 80°С, получают однородную жидкую массу. При 65°С массу можно легко измерять. При температурах ниже 65°С масса пастообразная, но ее можно передавливать по трубопроводам. При понижении температуры пастообразная масса

становится значительно более вязкой, так что ее температура не должна преимущественно падать ниже 40°С, так как масса станет после этого настолько вязкой, что ее нельзя будет больше транспортировать по

трубопроводам. Подъем температуры до 40-65 С вновь сделает податливой массу, так что ее можно будет выдавливать но трубопроводам.

Пример 5. Приготовляют смесь из

стеарата кальция, л-октадецил-2-(4-окси3,5 - ди - трет - бутилфенил) - пропионата (торговое название Ирганокс 1076), масла Риселла 17 и амида олеиновой кислоты в соотношении 1:1:1:1.

После нагрева смеси до 80-130°С получают технологически приемлемую жидкость, которую легко можно измерять при температуре 60°С. Было обнаружено, что эта масса не вызывает препятствий в трубопроводах и может легко выдавливаться. Пример 6 (сравнительный). Равные весовые части стеарата кальция с т. пл. 170С и масла Риселла 17 медленно нагревают с перемещиванисм. При температуре около 120°С получают очень густую

Ёязкую смесь, которую больше нельзя перемешивать. При температуре около 160°С получают полностью расплавленную смесь. При понижении температуры снова получают густую вязкую массу, которая не может участвовать в процессе.

Пример 7 (сравнительный). Равные весовые части стеарата кальция и олеамида с т. пл. 7б°С подвергают медленному нагреву. При температуре 130°С получают полностью однородную жидкую массу. При охлаждении образуется паста при температуре около 70°С,. при дальнейшем охлаждении эта паста твердеет и вызывает забивание трубопроводов. Эта твердая масса не плавится до тех пор, пока ее нагревают до 100°С или выше. Если имеет место расслаивание, т. е. отделение стеарата кальция, массу необходимо нагревать значительно выше 100°С. В трубопроводах стеарат кальция, который был разделен, образует твердый кокс, что приводит к забиванию линии и не исчезает до тех пор, пока массу не нагреют до температуры выше 160°С.

Пример 8 (сравнительный). Равные весовые части стеарата кальция, л-октодекан-2-(4-окси-3,5-ди-трег-бутилфенил) - пропионата (известного под торговым названием Ирганокс 1076) и масла Риселла 17 смешивают. При температуре от 100 до

150°С масса является йрбчйОй и вязкой. При температуре выше 160°С масса полностью плавится. При охлаждении ниже 160°С вновь образуется жесткая, вязкая масса, которая приводит к забиванию трубопроводов.

Формула изобретения

1.Способ приготовления композиций термопласта с добавками, имеюш ими т. пл.

48-250°С, путем предварительного смешения добавок с маслом при нагревании и последуюшего введения полученной смеси в термопласт, отличаюш,ийся тем, что,

с целью упрощения процесса введения добавок в термопласты, добавки смешивают с минеральным маслом при соотношении от 1:0,1 до 1:3 и полученную смесь вводят в растворенный или расплавленный термопласт.

2.Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве добавок солей алифатической карбоновой кислоты и металла групп I, И или П1 периодической системы элементов минеральное масло используют в виде смеси с амидом алифатической карбоновой кислоты.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент США № 3287309, кл. 260-34.2, опублик. 1966.