Полимерная композиция Советский патент 1982 года по МПК C08L23/06 

Изобретение относится к полимерной композиции на основе полиэтилена, которая может быть использована для приготовления стабилизированных против теплового и светового старения светлоокрашенных рецептур полиэтилена и для стабилизированных композиций полиэтилена электротехнического назначения, в том числе в кабельной промьшшенности.

Известны полимерные композиции на основе полиэтилена, включающие стабилизаторы на основе олигомеров ароматических эпоксипропиламинов l.

Однако указанные олигомеры эффективны только против термоокислительного старения.

Наиболее близкой к предлагаемой является полимерная композиция,включающая полиэтилен и полиэтиленфениламинометилоксиэтилен (ПЭФЭ в качестве стабилизатора против термоокислительного старения полиэтилена 2 .

Однако ПЭФЭ недостаточно эффективен как стабилизатор против светово- ; го старения- полиэтилена, а для стабилизации полиэтилена против теплового старения требуется вводить ПЭФЭ в количестве 0,5-0,7% от массы полиэтилена.

Цель изобретения - повышение ингибирующей эффективности против термоокислительного и светового старения полиэт илена.

Поставленная цель достигаетсятем, что полимерная композицияf включающая полиэтилен и олигомерный стабилизатор, в качестве олигомерн 9го стабилизатора содержит полифенил-210-нафтиламинометилоксиэтилен при следующем соотношении компонентов, мае.%:

Полиэтилен99,5-99,7

Полифенил-2-нaф15тилaминoмeтилoкcиэтилен0,3-0,5

Полифенил-2-нафтилами нометилоксиэтилен (ПФНФЭ)получают путем полимеризации фенил-2-нафтиламиноэпокси20пропана.в массе под действием КОН по следующей схеме

-PdH,-dH-oldHj-ciH-dHj

L . I Jn

25

Ч30 где n 2-4, Редакцию прсиюлят no HMBtCTHon KG 2 . Пример. Получение П( . В трехгорлук) ко-пбу емкостью 50 мл с мешалкоП, хлоркальциево трубкой и штуцером для подачн азота загружают 20 г (1-фенилнафтиламнио-2,3-эпоксипропана) свежеперегяанного мо номера. Колбу погружают в глицериновую баню и выдерживают при в течение 5 мин при интенсивном перемешивании. Затем, не выключая мешалк загружают 0,6 г таблетированного 85%-ного КОН. После диспергирования катализатора (30 с) проводят полиме ризацию при интенсивном перемешиваНИИ в течение 4 ч при 140°С. После этого реакционную массу охлаждают, растворяют в 40 мл толуола, добавляют 3 мл С1ЦСООН и перемешивают 0,5 ч Неорганический осадок (СН,,СООН) отфильтровывают через бумажный фильтр а ПФ11ФЭ осаждают из фильтрата в гексан или петролейный эфир, отфильтровывают через стеклянный фильтр с пористостью 100 и высушивают в вакууме до постоянного веса. Выход 16,6 г (83,0%). ПФНФЭ - светлый, желтоватый порошок, хорошо растворимый в ароматических и хлорированных углеводородах, ацетоне,тетрагидрофуране (ТГФ) и диметилформами де. Молекулярная масса ПФНФЭ определена методом гель-проникающей хроматографии и равна 1720. Олигомер ПФНФЭ обладает эффективным стабилизирующим действием против терьюокислительного и светового старения полиэтилена. Он хорошо совмещается с полиэтиленом, не выпотевает (не выцветает) при хранении и не уле тучивается в процессе переработки ил под действием высоких температур, а при длительном вальцевании полиэтиле не меняет цвета. Способ введения ПФНФЭ на вызывает технологических затруднений и может быть осуществле на вальцах или в других смесителях. Пример 2. Олигомерный стабилизатор ПФНФЭ вводят в полиэтилен низкой плотности в количестве 0,30,5% от массы полиэтилена.. Смешение проводят в смесителе Бенбери емкост 1800 1лл при 130-135°С в течение 4 5 мин. Полученные образцы стабилизи ванных комбинаций проверяют на терм окислительное старение вальцеванием при 160°С на вальцах с фрикцией 1,2 и зазором между валками 0,2 мм. Мас вальцуют в течение 8-16 мин при 160 Из вальцованных .различное время сме сей готовят прессованием образцы дл физико-механических испытаний, опре деления тангенса угла диэлектрических потерь и индекса текучести расплава. Для сравнения в таких же усло виях испытана- композиция полиэтил на, стабилязироваиная ПЭФЭ (по прототипу). Результаты изменения свойств композиций полиэтилена, стабилизированных ПФНФЭ, в процессе вальцевания при представлены в табл. 1. В табл. 1 приведены также данные по изменению свойств композиций, стабилизированных ПЭФЭ (по прототипу). Как видно из табл. 1, образцы полиэтилена, стабилизированные ПФНФЭ, обладают более высокой ингибирующей эффективностью. Так, при введении в полиэтилен 0,3-0,5% от массы полиэтиле 1а предлагаемого олигомерного стабилизатора ПФНФЭ композиции полиэтилена сохраняют свои первоначальные свойства, в частности относительное удлинение, индекс текучести расплава, тангенс угла диэлектрических потерь, после вальцевания при в течение 12-16 ч. Композиции полиэтилена, стабилизированные 0,3% от массы полиэтилена полиэтилфениламинометилоксиэтиленом, не обеспечивают стабилизирующее действие против термоокислительного старения в этих условиях даже в течение В ч. Предлагаемая стабилизированная композиция ПФНФЭ имеет низкий тангенс угла диэлектрических потерь, что имеет важное значение при производстве полиэтилена электротехнического назначения . Композиции полиэтилена, стабилизированные ПФНФЭ и ПЭФЭ, испытаны на стойкость против светового старения. Композиции полиэтилена, стабилизированные ПФНФЭ и ПЭФЭ, исследуют путем выдержки -их в камере, в центре которой установленартутно-кварцевая лампа ПРК-2М. Внутри камеры вращается барабан со скоростью 10 об/мин. Испытуемые образцы закрепляют с помощью прижимных планок на внутренней поверхности барабана на расстоянии 200 мм от лампы. Температуру воздуха внутри камеры на уровне образцов поддерживают при 50 + , а освещенность поверхности образцов, измеренная по прибору люксметру Ю-б-, 20000+50 лк. Облучение проводят при исправно действующей приточно-вытяжной вентиляции. После облучения образцы полиэтилена с введенными стабилизаторами ПФНФЭ и ПЭФЭ испытывают на морозостойкость при -70°С. Результаты испытаний по световому старению стабилизированных композиций полиэтилена представлены в табл. 2. Как видно из приведенных в табл. 2 данных, ПФНФЭ является эффективным светостабилизатором полиэтилена. Так, композициям ПФНФЭ полиэтилена, стабилизированным 0,3-0,5% от веса ПЭ, обеспечивается светостойкость в течение 150-240 ч облучения. Композиция полиэтилена, стабилигшрованная 0,3% ПЭФЭ от веса полиэтилена, не обеспечивала светостойкость при обтгучении лампой ПРК-2М в течение 150 ч, а композиция полиэти лена, стабилизированная 0,5% от веса ПЭФЭ полиэтилена, обеспечивала светостойкость при облучении лампой ПРК-2М только в течение 150 ч. Пример 3. Эффективность ингибирующего действия против термоокислительного старения полиэтиле на высокой плотности, стабилизирова ного полифенил-2-нафтиламинометилок сиэтиленом (ПФНФЗ), оценивают по ин дукционному периоду окисления при 200°С и давлении кислорода 300 мм рт.ст.. В этих же условиях исследуют эффективность ингибирующего действия против термоокислител ного старения полиэтилена высокой плотности, стабилизированного полиэтил eнфeнилa инbмeтилoкcи этиленом (ПЭФЭ) по прототипу. В табл. 3 представлены данные по ингибирующей эффективности проти термоокислительного старения полиэтилена высокой плотности, стабилизированного олигомерными стабилизаторами ПФНФЭ и ПЭФЭ. Как видно из данных таблицы, полифенил-2-нафтиламинометилоксиэтилен является высокоэффективным Изменение свойств композиц в процессе ускоренного т ингибитором против термоокислитйльного старения полиэтилена высокой плотности. По своей ингибирующей эффективности ПФНФЭ превосходит олигомерный стабилизатор ПЭФЭ (по прототипу) в десять раз. Сочетание в одном олигомерном соединении TODMO- и светостабилизирующих функций является важным преимуществом, предлагаемого для стабилизации полиэтилена олигомерного стабилизатора ПФНФЭ против теплового и светового старения по сравнению с применяемыми на практике термо- и светостабилизаторами, так как упрощается технология производства композиций, достигается экономическая выгода за счет уменьшения количества вводимых стабилизаторов . Таким образом, представленные данные показывают, что разработана эффективная стабилизированная композиция полиэтилена против теплового и светового старения с нспользованием олигомерного стабилизатора ПФНФЭ. Предлагаемая стабилизированная композиция может найти применение в электротехнической промышленнбсти и при изготовлении композиций против теплового и светового старения . т а б л а 1 иэтилена (ПЭ) низкой плотности ислительного старения

ПЭ 10803-020

ПЭ 10803-020+полифенил-2-нафтилами нометилокоиэтилен

0,5

ПЭ 10802-020+полиэтилфениламинометилоксиэтилен

54q, 220

630 580 500 613 620 -601 650 550 540 568 570 568 570

Эффективность ингибирующего действия в процессе светового старения композиций полиэтилена, стабилизированного олигомерами

ПФНФЭ И ПЭФЭ

полиэтилен высокой плотности + полифенил-2-нафтиламинометилоксиэтилен

Полиэтилен высокой плотности + полиэтилфениламинометилоксиэтилен

Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая полиэтилен и олигомерный стабилизаТ а б л и ц

Таблица

30 мин 8 ч

Окисляется без индукционного периода45 мин

тор отличающаяся тем, что, с целью повьшения ингибирукяцей эффективности против термоокислитель45 ного и светового старения, в качест9 95440610

ве олигомерного стабилизатора она со-1. Наумова С.Ф. и др. Влияние струкдержит полифенил-2-нафтиламинометил-туры олигомеров ароматических эпоксиоксиэтилен при следующем соотношениипропиламинов на ингибирующую эффективкомпонентов, мас.%:ность стабилизации полиэтилена. ИзПолиэтилен 99,5-99,7вестия АН Белорусской ССР, 1981, № 1,

Полифенил-2-нафтилами-5 сер. хим.н-аук, с. 118.

нометилоксиэтилен 0,3-0,52. Авторское свидетельство СССР

Источники информации,№ 819129, кл. С 08 L 23/06, 1979

принятые во внимание при экспертизе(прототип).