Полимерная композиция Советский патент 1981 года по МПК C08L23/06 C08K5/17 

1

Изобретение относится к полимерным композициям jia основе полиэтилена.

Известно, что полиолефины, в частности полиэтилен, при переработке и эксплуатации под влиянием высоких температур, солнечной радиации, кислорода и других внешних факторов теряют свои физико-механические, физико-химические и реологические свойства.

Для устранения этих недостатков в их состав вводятся стабилизирующие добавки, относящиеся к различным классам органических соединений.

Известны полимерные композиции, содержащие в качестве стабилизаторов аминофенолы, например, N-втор. алкил-п-аминофенолы .

Однако эти продукты эффективны, в основном, для синтетических каучуков.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является полимерная композиция, содержащая полиэтилен и в качестве стабилизатора 2,2-метилен.бис (4 метил-6 трет, бутилфенол)-бис-алкофен БП.

Эта композиция характеризуется относительно неплохой термостабильностью 2.

Однако композиция неустойчива при светотермостарении.

Цель изобретения - повышение термо- и светостабильности композиции.

Поставленная цель достигается

0 тем, что полимерная композиция, включающая полиэтилен и фенольный стабилизатор в качестве стабилизатора содержит 2,6-дитренбутил-4-бутил-аминометилфенол (обозначаемое далее АГУ5 77) при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиэтилен

98,7-99,9

2,6-дитретбутил-4-бутиламинометил0

0,1-1,3

фенол

Соединения описываются следующей структурной формулой ОН

25

(СН,),С-Г|1-С(СНз),

CH2-NH-C4H9

Указанное соединение синтезируют

30 следующим образсэм.

В реакционную колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холодильниьсом и термометром, помещают 21 г 2,6-дитрет-бутилфенола, 3 г параформа и 30 МП этилового спирта. Получив после перемешивания однородную массу, по каплям прибавляют 8 г буткламина. Смесь перемешивают при 0-5 С в течение 1 ч, после чего тем-;пературу постепенно доводят до 40°С и оставляют 1 ч. Затем, реакционную смесь промывают водой до нейтральной , высушивают и перегоняют под вакуумом, получают 21 г (65%) 2,6-дитрётбутил-4-бутиламинометилфенол.

Пример 1. Композицию готовят на основе полиэтилена низкой плотности (ПЭНП) марки 15802-020.

Характеристика исходного полиэтилена: .

Плотность, г/см0,92

Разрушающее напряжение при растяжении,, кг/см 148 Предел текучести при растяжении, кг/см 92 Относительное удлинение , при разрыве, %680

Индекс текучести расплава, г/10 мин1,08 Эффективная вязкость расплава, Пз25000 Эффективность действия 2,6-дитретбутил-4-бутиламинометилфенола в качестве стабилизатора и модифицирующего агента в составе полиэтилена определяют при искусственном старении -образцов композиции в аппарате искусственной погоды светостарения в камере с лампами ПРК по ГОСТу 16337-70, термомехаиическими испытаниями на вальцах.

В качестве эталона испытывают композиции полиэтилена с промышленными стабилизаторами: Сантанокс, Висгшкофен БП, Диафен Ф.П.

Свето- и искусственное старение образцов композиции.

Из композиций полиэтилена методом прессования, в прессформах по ГОСТу 12019-66 изготавливают пластины по ГОСТу 16337-70 при режиме:

Температура прессования,с 150 Давление прессования, кг/рм 100

Время прессования, мин 10-15 Условия охлаждения под давлением, 40

Из прессованных пленок вырубают лопаЬки, часть которых испытывают до старения, а остальную часть помещают в аппарарат искусственной погоды (марки ИП-1-3), для ускоренного искусственного старения (ГОСТ 10226-68 и в камеру с лампами ПРК для фотостарения (ГОСТ 16337-70).

Режим при искусственном старении. Создают искусственную погодУ при (60-70 С. В камере везерометра (ИП-1-3) поддерживают повышенную влгикност

достигаемую периодическим орошением в течение одной минуты камеры через каждые 8 мин.

Термомеханическое испытание образцов композиции на старение в условиях переработки.

По ГОСТу 16337-70, 200 г композиции из полиэтилена подвергают вальцеванию в течение 24 ч по следующему режиму:

Температура вальцевания Скорость вращения ведущего валка30 об/мин Фрикция вал-ьков1:1,2 Полотно композиции подрезают непрерывно. Из вальцованного полотна прессуют пластины по режиму, указанному выше..

После старения образцы испытывают на разрывных машинах РМИ-60, РМИ-250 приборе ИИРТ (ротометр) и на приборе Тангенс-2 по следующим показателям разрушакадее напряжение (6f, кг/см), относительное удлинение при разрыве (Е, %); индекс текучести расплава (ti, г/10 мин) по ГОСТУ 11645-65 и тангенс угла диэлектрических, потерь (tg cf ) при 10 Гц. Образцы подвергают фото- и искусственному старению, после чего образцы извлекгиот из камеры и испытывают.

Результаты испытаний приведены в табл. 1.

Относительное удлинение полиэтилена с промышленными стабилизаторами, при старении - соответственно 500 ч в аппарате ИП-1-3 и 24 ч на вальцах, подвергается значительному изменению в большинстве случаев полностью разрушается (изменяется от 700 до 0%), в то время как с предлагаемым соединением 0,015-0,030 г. мол/кг, изменение относительного удлинения образцов композиции незначительно, от 720% до 460%.

Величина индекса текучести расплава из предлагаемой композиции, после 50-часового испытания в аппарате ИП-1-3 и 24-часового вальцевания, находится соответственно в пределах 0,14 - 050 и 0,04 - 0,22, г то время как изменение индекса текучести расплава промышленных композиций доходит до 80 раз при искусственном старении полностью отсутствует текучесть при вальцевании.

Величина тангенса угла диэлектрических потерь после 16-часового вальцевания, предлагаемой композиции увеличивается в 4 раза, тогда как у промышленных композиций, постоянно.

Пример 2. Композицию готовят на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) марки 20606-012 по ГОСТу 16338-70.

Характеристика исходного полиэтилена:

Плотность, кг/см

0,952 ($5 Кристалличность, % 75-76 Температура хрупкости, с, не выше 130 Раэрушакяцая напряжения, кг/см -252 Относительное удлинение при разрыве, t712 Индекс текучести расплава, г/10 мин1 1 Изменение свойств композиции изу чазот при свето-, термо- (в условиях искусственной погодыТ и высокотемпе ратурном (в условиях переработки) старении образцов полиэтилена, соде жащих различные стабилизаторы. Из композиций методом прессовани (ГОСТ 16337-70) в пресс-формах по ГОСТу 12019-66 изготавливают пленку по ГОСТу 16337-70 при режиме: Температура прессования. Давление прессования, кг/см прессования, мин 15-20 и охлаждают под давлением до . Из прессованных пленок вырубают лопатки, часть которых испытывали до старения (ГОСТ 262-53), а остальную частьпомещали в аппарат искусственной погоды для ускоренного термостарения . Данные по изменению физико-механических и реологических показателей композиции на основе полиэтилена высокой плотности приведены в табл. 2. Тпким образ ом «.предлагаемое соединение АГУ-77 при концентрациях 0,1-1,3 вес.% эффективно улучшает физико-механические и реологические показатели полиэтилена и по своим модифицирупцим и стабилизирующим свойствам превосходит промышленные соединения, введенных в состав полиэтилена в этих концентрациях.

ю я

S

с; о

ю н

VO 1Л VO

гм

1- п

in Г VO VO f Г О

vr

о о

о

t о гм

А VO

го о гч

1Л

гм гм го

тЧ t-t

t

со

го

f-

о о

о о гм

«ъ

к

о о

о

irt 1

гН 1Л

VO оч

О VO

О

о о

«

01

rf

t

VO (М

о

гм см

о о

гм

о о

о

о т

о го о

о

го rf

Ч

VO

го

я

г- гм

о о

о

t

со

00 чо

00

п

гм гм

«

гм тН гV

0

t-

о

00

п

in

rr о

о о

о

N

о

1Л оо

о

в

о го о

г- о о т

ОО

Ч го

ел (

о

гм

г

00

о о

о п

eg

г«-

гм

tH

см

ГЦ го

тН го

о

см

«

(N1 гм гм гм 04

N

гм

о ч- ч«

00

и

in чTfгм

Ч Ш

о

гч г

ГП

о го о

а

ч1Л

Ч in гг

VO v

г г- IVO

О гЧ оо

Г VO

о in гм

го чш

«л ч п

ч

го

гм CN (N

«N гм гм

гм

1Л

о

со и

о

ъ

ъ

гн

о .-Н

о

Sа

Ю(4

иж

(По

GХ

Формула .изобретения

Полимерная композиция, включакядая полиэтилен и фенольный стабилизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения термо- и светостабильности композиции, она содержит в качестве фенольного стабилизатора 2,б-дитретбутил-4-бутиламинометилфенол при следующем соотношении компонентов, вес.%:

Полиэтилен 98,7-99,9 2,б-дитретбутил-4-бутиламинометилфе- 0,1-1,3

НОЛ

Источники информации, Принятые во внимание при экспертизе

2.. Справочник по пластическим массам. Под ред. В.М.Катаева и др., т. 1, М., Химия, 1975, с. 384-385 (прототип).