Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, срйержащая прлиэтилен высокого давления , 4-алкокси-2-гидроксибензофенон и термостабилизатор, о т Л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости к свётои термостарению, она содержит в качестве термостабилизатора 5-иминрЗ-тион-1 ,2,4-дитиазолидин при следующем соотношении компонентов, мае.%: Полиэтилен высокого дав99 ,25-99,65 ления 4-Алкокси-2гидроксибен0 ,25-0,50 зофенон 5-Имино-Зтион-1 ,2,4 (Л дитиазолис 0,10-0,25 дин

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (l9) (11) P

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTQPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ высокого давления

4-Алкокси-2гидроксибензофенон

5-Имино-3тион-1,2,4дитиазолидин

99,25-99,65

0,25-0,50

0,10-0,25

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ- СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21): 3617293/23-05 (22) 21 . 04. 83 (46) 28.02.85. Бюл. Ф 8 (72) С;Н. Баранов, Г.В. Самойленко, M.Ê. Фролова, E.Н. Шевченко и А.В. Киселев

1 (71) Проектный и научно-исследователь. ский институт "Донецкий Промстройниипроект" и Институт физико-органической химии и углехимии АН УССР (53) 678.742.2.048(088.8) (56) !. Справочник по пластическим массам. Под ред. М.И. Гарбара и др. M. "Химия", т. 2, 1969, с. 414.

2. Полиэтилей высокого давления.

ГОСТ 16337-77 (прототип) . (54) (57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, содержащая полиэтилен высокого дав4(51) С 08 L 23/06, С 08 К 5/47 ления, 4-алкокси-2-гидроксибензофенон и термостабилизатор, о т— л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения стойкости к светои термостарению, она содержит в качестве термостабилизатора 5-иминоЗ-тион-1,2,4-дитиазолидин при следующем соотношении компонентов, к(ас .7.:

Полиэтилен! 142485

Изобретение относится к полиэтиленовым композициям, изделия на основе которых характеризуются улучшенными эксплуатационными свойствами.

Известно, что полиэтилен при переработке и эксплуатации под влиянием высоких температур, солнечной радиации, кислорода воздуха и других внешних воздействий теряет свои физико-механические, физико-химические и реологические свойства. Для повышения стойкости к старению в состав полиэтиленовых композиций вводят термо-, светостабилизирующие добавки.

Использование в качестве стабилизатора 4-алкокси-2-гидроксибензофенола (бензона ОА) позволяет повысить стойкость полиэтилена высокого давления к старению при температурах до 40 С по сравнению с нестабилизированным полиэтиленом приблизительно в 2 раза, при этом снижение относительного удлинения при разрыве через 100 ч облучения лампой

ПРК-2 составляет 75 (11 .

Однако это является недостаточным для использования таких композиций .в антикоррозионной технике.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая полиэтилен высокого давления, 4-алкокси-2-гидроксибензофенон и термостабилизатор, содержит в качестве последнего 5 -имино-3тион-1,2,4-дитиазолидин при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Полиэтилен высокого

99,25-99,65 давления

4-Алкокси-2гидроксибензофенон

0,25-0,50

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности является полимерная композиция, содержащая полиэтилен высокого давления и

4-алкокси-2- гидроксилбензофенон в сочетании с термостабилизаторами: с фосфитом П-24 и бисалкофеном БП (2)

Однако стойкость к тепловому и световому старению укаэанной полиэтиленовой композиции довольно низкая.

Цель изобретения — повышение стойкости к свето- и термостарению.

5-Ими но-3тион- 1,2,4дитиазолидин ксантановодород 0,10-0,25

Ксантановодород является легкодо-.: ступным соединением, получаемым при действии кислот на водные растворы роданистых солей, представляюl0 щих собой продукты утилизации синильной кислоты коксового газа. Это светло-желтое кристаллическое вещество, нерастворимое в воде и растворимое в спиртах, ацетоне, 15 диоксане.

Исследования ИК-спектроскопии свидетельствуют о том, что дополнительное введение ксантановодорода в полиэтиленовую композицию, содер20 жащую бензон ОА, способствует уменьшению расхода светостабилизатора в 3-3,5 раза. Так, стойкость к световому старению композиций полиэтилена оценивают по изменению интен25 сивности полосы поглощения 1б22 см"1, характерной для бензона ОА, инфракрасных спектров поглощения, снятых на спектрофотометре "Specord

JR-75". Для полиэтилена, стабилизи50 рованного 0,257 бензона ОА, интенсивность ее уменьшилась через 50 ч облучения в 1,5 раза, а для предла-. гаемой композиции осталась практически без изменения через 200 ч облучения интенсивность уменьшилась соответственно в 4 и в 1,2 раза.

Ксантановодород и бензон 0А вводят в полиэтилен обычными способами до получения из них формованных

40 изделий. Например, стабилизаторы и гранулы полиэтилена перемешивают в смесителе и, минуя стадию грануляции, экструдируют в готовые изделия. Из-за высокой смачивающей

45 способности бензона OA по отношению к полиэтилену достигается образование пленки на поверхности гранул и равномерное распределение порош;кообразного ксантановодорода на ней.

Пример 1. В смеситель емкостью 100 л загружают композицию, содержащую в своем составе полиэтилен высокого давления с показателем текучести расплава 0,3 г/10 мин, 55 бензон ОА и ксантановодород, и перемешивают в течение 15-20 мин при скорости вращения барабана 40 об/мин.

Из полученной однородной стабили3 1142485 зированной полиэтиленовой композиции без предварительной грануляции методом экструзии на лабораторном экструзионном прессе Е-45 при 110160 С получают листовой материал. о

Для оценки эффективности стабилизаторов, используемых в предлагаемой композиции, полученный материал испытывают в аппарате ис-: кусственной погоды АИПСТ 2-4-2. С 1р этой целью вырезают образцы-лопаточки (по ГОСТ 11262 †), для которых определяют показатели физикомеханических свойств до и после ускоренного термо-, светостарения, помещают в везерометр при освещенности 20000 лк и температуре воздуха внутри рабочей камеры 50 С. о

После старения образцы испытывают на разрывной машине фирмы "Цвик" 2б при скорости перемещения захватов

50 мм/мин. по следующим показателям: прочности и относительному удлинению при разрыве.

Результаты испытаний сведены 25 в табл. 1. Для сравнения также приведена стойкость полиэтилена, стабилизированного другими эффективными стабилизаторами.

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что предлагаемая смесь ксантановодорода и бензона ОА обладает свойствами синергического состава, т.е. получаемый эффект стабилизации превосходит суммарные эффекты, полученные для каждого компонента

35 смеси в отдельности, а также по сравнению с другими термостабилизаторами. Так, после 200 ч старения в везерометре у полиэтиленовой компо- 4О

I зиции, стабилизированной бенэоном

ОА, относительное удлинение при разрыве снизилось на 80-857., у композиции стабилизированной только ксантановодородом — на 85-907 а для о

45 композиции, содержащей смесь двух указанных стабилизаторов — на

15-30Х.

Из полученных результатов следует, что наиболее низкие значения 50 свойств у образцов, изготовленных из композиции с минимальным содержанием добавок 0,17.. Сравнивая характер изменения свойств образцов после их старения в везерометре следует 55 отметить, что снижение прочности при разрыве через 200 ч, облучения составляет для состава 7 31Х, для композиции состава 14-337. а для композиции с максимальным содержанием добавок (состав 15) — 297.; снижение относительного удлинения при разрыве составило для состава

7 14Х для состава 14 137., а для состава 15-97.

Таким образом, увеличение содержания добавок в композициях до 17 не приводит к существенному повышению свойств материала в условиях термо-, светостарения. Установлено также, что увеличение содержания ксантановодорода в композициях до

0,5 — 17 приводит к расслоению смеси и "выпотеванию" стабилизатора на поверхности материала через несколько суток после изготовления .

Из представленных в табл. 1 данных также следует, что образцы из известных композиций значительно интенсивнее ухудшают свои свойства в.процессе старения — в 2-5 раз по сравнению с образцами, стабилизированными предлагаемыми соединениями при меньшем расходе последних.

На основании приведенных результатов определялась эффективность предлагаемой системы стабилизации по сравнению с известной по времени, в течение которого значение удлинения равно половине исходного, и по отношению этого времени для стабилизированных и нестабилизированных образцов.

Результаты приведены в табл. 2.

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что применение предлагаемой стабилизирующей системы позволяет повысить срок службы материала в 22-25 раз по сравнению с нестабилизированным полиэтиленом и в 5-7 раз по сравнению с материалом на основе композиций с известными стабилизаторами. В то время как использование стабилизирующей смеси по прототипу позволяет добиться повышения долговечности по сравнению с нестабилизированным полиэтиленом в 4-4,5 раза.

Приведенные в табл. t данные позволяют считать, что предлагаемая добавка — ксантановодород образует с бензоном ОА смесь синергического состава, являющуюся эффективной стабилизирующей системой для полиэтилена против его теплового и светового старения, и по стабильности свойств в процессе старения превосходит многие стандартные стабилизаторы.

1142485

Состав

Содержание стабилизатора, %

17,7

540

9,2

Бензон ОА

9,6

441

75 482

10,1

То же

9,0

515

9,6

525

9,3

523

Вензон ОА

0,50

Ксантаново-, дород

0,25 16,9

497

1 1,6

576

0,25

445

572

11,2

576

415

0,50

0,25 18,7

9,4

557

122

0,50

9,6

0,50 18,5

565

147

0 50. Фосфит П-24

0,25 19,0

10,3

506 .

121

О, l0

Контроль

0,10 17,9

9,0

540

165

0,75

12,8

0,50 19,0

578

505

Стабилизатор

1 .Нестабилизированныь

Ксантановодород

То же

Бензон ОА

Ксантановодород

Бензон QA

Ксантановодород

10 Вензон ОА

Бисалкофен БП

1 1 Бензон ОА

Бисалкофен БП

12 Бензон ОА

13 Бензон ОА

Ксантановодород

14 Бензон ОА

Контроль

Ксантановодород

Прочность при разрыве, MIIa до ста- после рения 200 ч старен

0,25 18,9

0,50 19,6

0,10 17,4

0,25 17,7

0,50 17,5

0,25 17,2

0,25

0,10 17,0

Табли ца носительное удлинение при разрыве, % до ста- после рения 200 ч стар ения

1 l 42485

Продолжение табл

Состав

Прочность при Относительное удлинение . разрыве, MIa при разрыве, Х

Стабилизатор до старения после до ста- после

200 ч рения 200 ч старения старения

1,00

Бензон OA

Контроль

12,6

560

510

1,00 17, 7

Ксантановодород

Таблица 2

Стабилизатор, 7. старения

15-17 Нестабилизированный

4-4,5

80-90

4-4,5

80-90

Бензон ОА 0,25

Ксантановодород 0,1

22-25

3 70-380

Составитель В.Балгин

Техред С.Легеза

Редактор Т.Колб

Корректор М.Максимишинец

Заказ 652/24

Тираж 475 Подписное

ВНИИПИ ГосУдарственного комитета СССР по делам изобретений и открытий l13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Бензон OA 0,5

Бисалкофен БП 0,25

Бензон ОА 0,5

Фосфит П=24 0,25

Содержание стабилизатора, Ж

Время, (ч) в течение которого значение удлинения уменьшается на 507. после

Отношение времени снижения удлинения на 507 для стабилизированных и нестабилизированных образцов