ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Советский патент 1995 года по МПК C08L27/06 C08K5/10 

Изобретение относится к поливинилхлоридным композициям, применяемым, прежде всего, в качестве пластикатов для изоляции и оболочек проводов и кабелей, а также для других изделий (листов, трубок, пленок и т.д.), эксплуатируемых при высоких температурах (выше 100^оС), в агрессивных средах и влажных условиях.

Известны композиции на основе пластифицированного поливинилхлорида (ПВХ), в состав которых для достижения влаго-, бензо- и маслостойкости вводят полимерные модификаторы: полиэтиленгидридсилоксан, сополимеры винилхлорида с акрилонитрилом, винилхлорида с винилтриэтоксисиланом.

Для улучшения влаго-, бензо- и маслостойкости ПВХ-композиций известно также использование пластифицирующей смеси диоктилсебацината и олигомерного пластификатора продукта теломеризации этилакрилата и изопропилового спирта, а также смешанного эфира фталевой кислоты с нормальными первичными спиртами с 6,8 и 10 атомами углерода.

Известна композиция, предназначенная для электроизоляции электропроводов на рабочие температуры 60 и 90^оС во влажных и сухих (соответственно) условиях эксплуатации. Композиция содержит на 100 мас.ч. ПВХ 30-70 мас.ч пластификатора пентаэритритбутиратдикаприлата, 5-15 мас.ч смеси стабилизаторов и до 25 мас.ч. наполнителя.

Общим недостатком всех перечисленных ПВХ-композиций является низкая стойкость к действию высоких температур (низкая теплостойкость). Такие композиции не обеспечивают длительной и надежной работоспособности изделий из них при температуре выше 100^оС.

Известно применение в ПВХ-композициях дибутилового эфира полипропиленгликольадипината (ППА-4) в сочетании с диоктилсебацинатом с целью повышения морозостойкости.

Известно также применение в ПВХ-композициях полиэфирных пластификаторов для придания им масло- и бензостойкости.

Данные композиции также не обеспечивают длительной и надежной работоспособности изделий из них при температуре выше 100^оС.

Наиболее близкой по составу и достигаемому результату является теплостойкая композиция на основе ПВХ, содержащая на 100 мас.ч ПВХ 6-9 мас.ч. смеси стабилизаторов, 0,3-0,5 мас.ч. антиоксиданта, 3-10 мас.ч. наполнителя и 60-80 мас.ч. пластификатора фталевого эфира 2,4-диэтилоктанола-1 (диизододецилфталат).

Эта композиция обеспечивает длительную эксплуатацию кабельных изделий при 105^оС (пластикат марки ИТ-105 ГОСТ 5960-72), а также имеет высокие значения удельного объемного сопротивления (≈ 1˙10¹⁴ Ом˙см) и морозостойкости (-40^оС).

Недостатком данной композиции является значительное водопоглощение, а также низкая стойкость к воздействию масел и бензина.

Целью изобретения является снижение водопоглощения, повышение масло- и бензостойкости при сохранении высокой морозостойкости и удельного объемного электрического сопротивления полимерной композиции на основе ПВХ.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, пластификатор диизододецилфталат, стабилизатор смесь основных солей свинца фталевой и стеариновой кислот, антиоксидант и наполнитель, дополнительно содержит дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Поливинилхлорид 100,0
Диизододецилфталат 50,0-60,0
Стабилизатор 6,0-10,0
Антиоксидант 0,3-0,6
Наполнитель 3,0-10,0
Дибутиловый эфир поли-
пропиленгликольадипината 8,0-20,0
В качестве антиоксиданта композиция может содержать дифенилолпропан и бисалкофан БМП, в качестве наполнителя аэросил и каолин.

В качестве стабилизатора композиция может содержать смесь двухосновного фталата свинца (ДОФТС), двухосновного стеарата свинца (ДОСС), трехосновного сульфата свинца (ТОСС), основного карбоната свинца (ОКС).

Совместное использование 50-60 мас.ч. диизододецилфталата (ДДДФ) с 8-20 мас.ч. дибутилового эфира полипропиленгликольадипината (ППА-4) при сохранении высокого удельного объемного электрического сопротивления, теплостойкости и улучшении масло- и бензостойкости дает синергический эффект по водопоглощению.

П р и м е р 1. В смесителе при 90^оС в течение 30 мин смешивают 100 мас. ч. ПВХ, 50 мас.ч. ДДДФ, 8 мас.ч. ППА-4, 7 мас.ч. ДОФТС, 0,5 мас.ч. ДОСС, 0,6 мас. ч. дифенилолпропана (ДФП), 4 мас.ч. аэросила. Полученную композицию вальцуют при 165^оС в течение 10 мин в пленки толщиной 1±0,2 мм. Из пленок готовят образцы для определения бензо-, маслостойкости в соответствии с ГОСТ 12020-72, водопоглощение, морозостойкость и удельное объемное электрическое сопротивление определяют по ГОСТ 5960-72. Свойства пленок приведены в таблице.

П р и м е р ы 2-5. Состав и свойства композиций приведены в таблице. Режим приготовления и методы испытания аналогичны примеру 1. В таблице приведены также основные свойства композиций, взятых для сравнения.

Из приведенных в таблице данных видно, что совместное использование ДДДФ и ППА-4 при сохранении высокого удельного объемного сопротивления и улучшении масло- и бензостойкости дает синергический эффект по водопоглощению. Водопоглощение предлагаемых композиций в 1,8-3,0 раза меньше, чем по прототипу (см. примеры 1-5 и 6) и значительно ниже, чем можно было ожидать от совместного использования ДДДФ и ППА-4. Так, при использовании ДДДФ водопоглощение равно 0,10-0,12% а при использовании ППА-4 0,09-0,11% Водопоглощение ПВХ-композиции, содержащей смесь ДДДФ и ППА-4, в случае суммарного должно равняться 0,19-0,23% а оно составляет лишь 0,05-0,06% Этот синергический эффект по водопоглощению проявляется только при введении в ПВХ-композицию, содержащую в качестве пластификатора 50-60 мас.ч. ДДДФ, 8-20 мас.ч. ППА-4 (см. примеры 1-5).

Кроме того, введение 8-20 мас.ч. ППА-4 в композицию на основе ПВХ, содержащую 50-60 мас. ч. ДДДФ, повышает морозостойкость композиции на 10-15^оС (см. примеры 1-5 в сравнении с примерами 8-10).

При введении ППА-4 в ПВХ-композицию, содержащую ДДДФ, в количествах, меньших 8 мас. ч. и больших 20 мас.ч. ухудшается морозостойкость композиции (см. примеры 16 и 17).

Из таблицы также следует, что предлагаемые композиции теряют в весе после выдержки в бензине в 2,1-2,5 меньше, чем композиции по прототипу (см. примеры 1-5 и 6).

Из таблицы также видно, что композиции с добавкой ППА-4 не уступают прототипу по удельному объемному сопротивлению, морозостойкости и имеют более высокую стойкость к воздействию масел (в 1,5-2,0 раза выше, чем у прототипа), см. примеры 1-5 и 6).

Сочетание ДДДФ в количестве 50-60 мас.ч. с другими полиэфирными пластификаторами, например дибутиловым эфиром полиэтиленгликольадипинатсебацината (ПАС), дибутиловым эфиром полидиэтиленгликольсебацината (ПДЭС), дибутиловым эфиром полидиэтиленгликольадипината (ПДЭА), а также сочетание ППА-4 с другими пластификаторами, например диоктилфталатом (ДОФ), диалкилфталатом (ДАФ), не дает такого эффекта по водопоглощению и морозостойкости.

Использование предлагаемых ПВХ-композиций обеспечивает по сравнению с известной следующие преимущества:
возможность получения изделий, работающих в агрессивных средах при высоких температурах, с повышенной надежностью и долговечностью;
применение ППА-4 в композициях обеспечивает экономию пластификатора диизододецилфталата, за счет чего возможно увеличение выпуска теплостойкого пластиката на 14%

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая поливинилхлорид, пластификатор - диизододецилфталат, стабилизатор смесь основных солей свинца фталевой и стеариновой кислот, антиоксидант и наполнитель, отличающаяся тем, что, с целью снижения водопоглощения, повышения масло- и бензостойкости при сохранении высокой морозостойкости и удельного объемного электрического сопротивления, композиция дополнительно содержит дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината при следующем соотношении компонентов, мас.ч.

Поливинилхлорид 100,0
Диизододецилфталат 50,0 60,0
Стабилизатор 6,0 10,0
Антиоксидант 0,3 0,6
Наполнитель 3,0 10,0
Дибутиловый эфир полипропиленгликольадипината 8,0 20,0