Полимерная композиция Советский патент 1980 года по МПК C08L23/12 C08K5/34 

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Изобретение относится к пол.имерны композициям, включающим, например, полипропилен и ингибиторы свето- и термоокислительной деструкции. Изобретение может быть использовано в производстве изделий различного назначения на основе указанного полимера (пленки, нити для каналов, сетей ковров, одежды, изделия из пластмасс и т.п.) Известны стабилизированные полимерные композиции на основе полипропилена, включающие в качестве стабилизаторов различные производные бензофенона: бензон ОМ, бензон ОС, бензон ОА ll. Недостатками производных бензофе нона являются отсутствие тер1«эстабилизирующего действия на полимер,сла бая эффективность как светостабилизаторов, особенно на нитях и пленка выпотевание из него, окрашивающее действие на полимер, дефицитность сырья. Б частности , в отечественно промышленности выпускается бензон-С с недостаточной степенью чифтьты, вледствие чего имеет вязкожидкую консистенцию, которая препятствует его равномерному распределению в по оошкообразном полипропилене. Введение бензона-ОА в полипропилен возможно практически только в растворе, что усложняет т бхнологию получения стабилизированного полимера. Кроме того, бензон ОА имеет темно-коричневый цвет и соответственно окрашивает полимер в желто-коричневые тона. Известны стабилизированные полимерные композиции на основе полипропилена, включающие в качестве стабилизатора производные бензотриазола, так называемые тинувины: тинувин-326г -2-(2-окси-3-третбутил-5-метилфенил) -5-хлорбензотриазол, тину вин-32 7-2(2-окси-3,5-дитрет-бутил-фенил)-5-хлорбензотриазол, тинувин-328-2-(2.-окси-3,5-диизоамил )-бензотриазол l2J. По сравнению с бензонами эффективность тинувинов, как светостабилизаторов лишь незначительно выше, однако они также не являются термостабилизаторами, обладают небольшим окрашивающим действием, выпотевают из полимера. Для получения этих стабилизаторов в отечественной промьаилечности отсутствует сырье. Известна стабилизированная полимерная композиция на основе полипропилена, стабилизирующая смесь которой состоит из тинувина-326, 1,1,3-трис-{2-метйл-4-окси-5 трет-бутилфенил) бутана (топанол КА), дилаурилтиодип пината (ДЛТДП) при; следующем соотношении компонентов вес,%: По;1ипропилен 98,7 Тинувин-3260,5 Топанол КА0,3 ДЛТДП0,5 Стеарат кальция . 0,2 з. Указанная композиция обладает тер мостабилйзирующим эффектом за счет введения топанола КА и ДЛТДП, однак недостатком ее, так же как и вышеуказанных стабилизаторов, является нейысркая светостабйлизирунхцая эффективность и. окрашивающее действие на пехлимер. За прототип предлагаемого изобретения принята полимерная композиция на основе полипропилена, в которой в качестве стабилизатора используют М-циклогексилоксамоил-2,2,6,6-тетра метил-4-амйнойиперидии формулы HK WHC-C-SH Н (C-491J 4 CHj ен Стабилизатор используют в сочетании с фенольными антиоксидантами, не содержащими серу, например Антиоксидант 2.2-46, Топанол КА, Ирганокс 10 (в отечественной промышленности выпускаются фенольные антиоксиданты, аналогичные Ирганоксу 101 под назва нием фенозан-23, фенозан-28). Недостаток указанной композиции заключается в недостаточной светои термостабилизации полипропиленово гЬ волокна, С целью повышения свето- и термо стойкости, полимерная композиция. включающая полипропилен, стабилизиру

щую добавку, стеарат кальция и фенольный антиоксидант, не содержащий серу, в качестве стабилизирующей добавки содержит соединение общей формулы

КСООНКН С 0,

Л-/Н,

СНз СНз

где К - алкил с чйслсэм атрмов С от 3

до iti- --« ;

3 - 2,2,6,6,-4-оксопиперидин-бутанат (Ластар МаК) ,

5 - 2,2,6,6-4-оксопиперидин-капронат (Ластар КапК);

17 - 2,2,6,6-4-оксопиперидин-стеарат ЧЛастар СтК),

R - С Не - 2,2,6,6-4-оксопиперидин-бензоат (Ластар БК), ( - 2,2,б,6-4-Ь ксопипёрйдин-салицилат (Ластар СК) ,,/.

Й4 сбои - 2,2,6,6-4-6кс6пйпёрйдин-фталат (Ластар ФК), .

Предлагаелие соединения применяют в сочетании с фенольными антиоксидантами, не содержащими серу например, Топанол КА, Ттентайритрйтовый эфир

5 3,5-дитретбутил-4-оксифенил пропионовой кислоты - фенозан 2:3 и бис-3-(3,5-дитретбутил-4-оксифенилпропионат) диэтиленгликоля - фенозан 28). Фенозаны наиболее предпочтительны «

Q так как О1Н1И хорошо совместима с полипропиле Ном, имеют е5лизкие температуры плавления 1фенозан 23 - ). KpfoMe того/ в отличие От используемых в настоящее время импортных фенол ьных антиоксидантов (Топанол КЛ)

Фенозаны производятся в СССР на основе отечественного сырья (уже налажено их производство в опытно-промышленных условиях и разрабатывается технология промышленного производства).

Q Изобретение иллюстрируется следующи ми пример акй:

П р ё р 1. К 20 кг пордшкообразного полипропилена добавляют стабилизатор, стеарат кальция и феиоль5 ный антиоксидант в количествах, укаК(СН2;и СООН при п о - 8 0- 2,2,6,6-4-окспопиперидин-оксалат (Ластар ЩК) ,. 1- iJ 2,6, 6-4-оксопиперйдин мш:6нат (Ластар МК), 2- 2,2,6,6-4-оксопипериДин-бутандиоват Ластар ЯК), 3- 2,2,6,б-4-оксопиперидин-пентадиоват (Ластар ГК), 4- 2 ,2,6,6-4-оксопиперидин-адипинат (Ластар AK, 5- 2,2,6,6-4-оксопиперидин пимелинат (Ластар ПК), 6- 2,2,6,6-4-оксопиперидин-сукцинат (Ластар СуК), 2,2,6,6-4-окс6пиперидин-азелаинат (Ластар АзК), 8 - 2,2,6,6-4-оксопиперидин-себацинат (Ластар СебК), при следующем, соотношении компонентов, вес.%: полипропилен98,0-99,7 Светост,абилизирующая добавка 0,1-1,0 Фенольный антиоксиДант0,1-0,8 Стеарат кальЦия0,1-0,2 Указанные соединения.под названием Ластары представляют собой крИсталлические порошки и являются наиболее простыми производными триацетонамина, получаег.мми на основе доступного отечественного сырья I ацетона, аммиака, органических кислот). Соединения вводят или путем смещения с порошкообразным полипропиленом или путем напыления на гранулированный полипропилен (.первый способ более предпочтителен) в количестве от 0,1 до 1,0% от веса полимера inpeимущественно от 0,2 до 0,5%).

эанных в табл. 1 (п.п. 1-26) и табл. 2 (п.2). Компоненты тщательно перемеивают и смесь экструдируют при температурах по зонам 200 - 220 - . Полученную жилку измельчают до гранул и на агрегате фирмы РайфенхойзерГ при температурс1х экструдера по : от 240 до 28ОС формуют мононить ;; иаметром 0,2 мм, которую испытывают на свето-, термо- и атмосферостойкость.

Светостойкость нити определяют путем облучения ее Уф-светом на приборе ИС (ГОСТ 10761-64). Для облучения нить наматывают на специальные приспособления так, чтобы она располагалась вдоль лампы ЛДЦ-30 (ГОСТ ба25-61) на длину 670 мм и соприкасалась с ее поверхностью при наложении приспособлений на лампы. Нити выдерживают в приборе при 90%-ной влажности до начала разрушения (обрывности). Светостойкость нити выражают временем ее облучения до разрушения в сутках.

Термостойкость определяют по времени прогреваний моточков нити в часах в воздушном термостате при 150°С до начала разрушения (хрупкости). Для этого нити в виде моточков диаметром 45-50 мм подвешивают на капроновых петлях на стеклянную палочку так, чтобы нити не соприкасались друг. с другом и со стенками термостата,Температуру в термостате устанавливают предварительно.

Результаты испытаний представлены в табл. 1.

Атмосферостойкость определяют по сохранению прочности и удлинения нитей в процентах к исходным значениям после их экспозиции на открытом воздухе под углом 45 к горизонту с обращением на юг. Результаты испытаний представлены в табл. 2.

Пример2. К5кг порошкообразного полипропилена добавляют Топанол КА и ДЛТДП в количествах, указанных в п. 28табл. 1. Смесь тщаСвето- и

тельно перемешивают, после чего при перемешивании вводят предварительно приготовленный 1%-ный раствор бензона. ОА в этиловом спирте и перемешивают, до получения равномерно окрашенной . массы. Полученную смесь сушат в вакуум-сушилке при и остаточном давлении 350 ммрт.ст. до содержания яeтyчиx не более 0,08%. Затем смесь перерабатываютв нити и испытывает HXJ как в примере 1.

Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.

Из данных табл. 1 следует, что светостойкость мононитей, стабилизированных композициями на основе

5 ластаров в 2,0-3,6 раза выше светостойкости нитей, стабилизированных композициями известных, преимущественное импортных, стабилизаторов (пп. 8, 24, 25, 26). Термостойкость

0 полипропиленовых нитей, стабилизированных ластарами и известными импортными стабилизаторами, примерно одинакова.

5

Из данных табл. 2 следует, что атмосферостойкость нитей, стабилизированных композицией на основе Ластара БК (п.2), через 6 месяцев испытаний в 5 раз выше, чем соответствен0но нитей с добавкой индивидуального .антиоксиданта фенозана 28 in.l), в 1,3 раза выше, чем нитей с известной импортной композицией, включающей светостабилизатор Тинувин - 326, и

5 в 2,5 раза выше, чем с известной композицией, включакицей светостабилизатор бензон ОА, который к тому же интенсивно окрашивает полимер в желтый цвет. Практически, уже при 50% остаточной прочности нить считают нерабо0тоспособной, в связи с чем нити, стабилизированные индивидуальным фенозаном-28 и композицией, включгиощей бензон ОА, выхо.п;ят из строя уже 1ерез 4 месяца испытаний на открытом воз5духе. термостойкость полипропиленовых мононитей диаметром 0,20 WM, стабилизированных различными композициями Таблица

1- Фенозан - 28

2 Ластар БК Фенозан 28

б/цв.

80 175

11

15 17 23

б/цв. 211 247

215 42

0Ластар СуК Фенозан 2

21Ластар АэК Фенозан 28

22 Ластар Себ.к Фенозан 28

23Ластар БК Фенозан 22

24Ластар БК Фенозан 22

25Ластар БК Тбпанол КА

26Ластар БК Топанол КА

27Тинувин J26 Топанол КА ДЛТДП

28Бензон ОА Топанол КА ДЛТДП

29С-491 Ирганокс 1010

30-0-491

Ирганокс 1010

Продолжение табл.1

0,3

4У

20J

II

47

198

195

и

46

235

63

2Ь7

Ц4

II

0,3.

203

59

If

238

62

242

2

Слабожелтый

233

23

Желтый

63

29

Бесветный

115

59 13 7853 Формула изобретения Полимерная композиция, включающая полипропилен, стабилизирующую добав.ку,стеарат кальция и фенольный антиоксидант, не содержащий серу, о т-5 личающаяся тем; что, с целью повышения свето- и термостойкости, в качестве стабилизиругацей добавки она содержит соединение об14ей формулыiftV ru RCOOH . . N 2 .15 где R - алкил с числом атомов С от 3 ло 114 (СНу) при п 0-8. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Вспомогательные вещества для полимерных материалов, М., Химия ,1966, с. 54-59. - « Стабилизаторы, ускорители, агенты вулканизации, порообразовэте РУбежом.лТамбовская правда, 1, с. 266, 283. , 3. Материалы всесоюзной коиферен ии Синтез и исследование эффективности химикатов для полимерных материалов, Тамбов, 1970, вып. 4. 4. Авторское свидетельство СССР №645356, кл. С 07 D 211/58, 1976 (прототип).