Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, включающая ноливинилхлорид или сополимер виннлхлорида и вчнштацетата, сложнозфирный пластификатор, стёарат цинка, эпоксидную диановую смолу и фенольный антиоксидант, отличающаяся тем, что, с целью повышения цветостабильности композиции в процессе переработки, она дополнительно содержит гидроокись кальция при следующем соо1 ошенш1 компонентов, мае.ч.: Поливинилхлорид или сополимер винилхлорида . и винилацетата 100 Сложноэфирный 30-120 пластификатор 0,2-0,8 .Стёарат цинка Эпоксидная СЛ 1-4 диановая смола С Фенольный анти0 ,03-0,15 о:ссндант Гидроокись кальция 1-5

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1147727

a(s» С 08 Ь 27/06 С 08 К 3/22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ . " -:-:

Сложноэфирный пластификатор

30-120

0,2-0,8

Стеарат цинка

Эпоксидная диановая смола

1-4

C:

0,03-0, 15

Фенольный антио-ксндант

Гидроокись кальция (21) 3600216/23-05 (22) 03.06.83 (46) 30.03.85. Бюл. Ф 12 . (72) В.Н. Алексеев, Б.Ф, Теплов, . И.В. Овчинников, В.П. Стесиков, В.С, Альтзицер и А.А. Шумков (53) 678.743.2.043(088,8) (56) 1. Заявка Японии 54-179529 кл. С 08 Ь 27/04, опублик, 1979.

2„ Авторское свидетельство СССР

У 956519, кл. С 08 L 27/06р 1981.

3. Авторское свидетельство СССР

И 859399, кл. С 08 L 27/06, 1979.

{прототип), 4. Заявка Японии У 54-114558, кл. С 08 Ь 27/06, опублик. 1979, (54) (57) ДОЛИИЕРНАЯ КОИПОЗИЦИЯ, включающая ноливинилхлорид или сополииер винилхлорида и . вчиилацетата, сложноэфирный пласти@икатор, стеарат цинка эпоксидную диановую смолу и фенольный антиоксидант, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения цветостабильности композиции в процессе переработки, она дополнительно содержит гидроокись кальция при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид или сополимер винилхлорида и винилацетата 100

1 114

Изобретение относится к нетоксичным композициям на основе поливинилхлорида (ПВХ), перерабатываемьм методом экструзии каландрован..ем, литьем под давлением, и может применяться для изготовления обуви, - .скусственной кожи, пленочных и эмструзионных материалов медицинскогоо и с5шего назначения (емкости, шланги и др.). 1Î

Одним из основных требований, предъявляемым к пластифицированному

ПВХ, является способность сохранять первоначальный цвет при переработке композиции в иэделие (цветостабильность). Так, например, при изготовлении обуви и искусственной кожи белого илн светлых (чи .;ых) тонов, .наряду со временем Q0 .;ачала выделе ния хлористого водорода, большое значение имеет способность композиции сохранять требуемый светлый цвет в процессе переработки, В настоящее время имеется множество нетоксичных стабилизирующих систем для пластифицированного ПВХ.

Обычно для стабилизации используют сали жирных кислот кальция и цинка, эпоксисоединения и антиоксиданты. по термостабильность таких компози Я ций обычно низкая. Поэтому в сочетании с укаэанными компонентами применяются различные добавки, повышающие термостабильнасть и цветостабильность композиций, Так., например известна нетоксич- >> ная пожарная композиция, содержащая на 100 мас.ч. IIHX 40 мас„ч, диоктилфталата, 2,0 мас,ч, эпоксидированного соевого масла, 0,4 мас,ч. стеарата бария, 0,4 мас,ч, стеарата @"" цинка и 0,5 мас,ч. бн"- .- (2-<2-(нонилфенокси)этокси !арил)фосфита, имеющая цветостабильнасть (время до почерчения) 50 мин при 180 C $1 ).

Однако такая цветостабильность является недостаточно высокой при изготовлении литьевых материалов и приводит к потемнению изделий.

100

Слож-оэфирный пластифнкатор

Стеарат цинка

30-120

0,2-0,8

27 3

185 C. Цветостабильность ее прп 185 С составляет 6- 15 мин, Такая цветостабильность является низкой и приводит к потемнению изделий (см, табл.

2, примеры !8 и 19)„

Панболе- близкой к н обретению по :.ехнической сущности является полимерная композиция, содержащая на 100 мас,ч. ПВХ или сополимера .чнилхлорида и винилацетата ВХ-BP.)

60--100 мас„ч. сложноэфирного пласт фикатора, 1,85-1 95 -ас,ч. стеарата кальция, 0,05-0,15 мас,ч, стеарата цинка, 2-4 мас.ч. эпоксидного соединения, О, 14-0, 16 мас.ч. фенольного антиоксиданта и 0,2-0,25 мас.ч,.

1 азодикарбонамида 3 .

Данная композиция имеет .термостабильность (пО Конго-красному при 185 "С) 94 мнн .=: ". ВХ: 0 на сополимере винилхлорида винилацетатом, Однако цветостабильность (время до появления окраски) такой

l композиции при 185 С состазляет 812 мин, время до почернения 35-50 мин. поэтому ее невозможно переработать в материал при 185 С без изменения дар "р

Цель изобретения - човышение цвет эс" Я .7п -чог* ó тг31" " я я* 1ч в про цессе переработки.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композ щия на основе поливинилхлорнда или сополимера вннилхлорида и винилацетата, =:.ê.ëê÷àþùàÿ сложноэфирный пластификатор, стеарат цинка, эпоксидную дианоз,"ю смолу и фенольныи антиоксидантр дополнительно содержит 1,0-5 0 мас.ч. гидроокиси кальция при следующем соотношении компонентов композиции, лH < = = : г "лорид или со полные р

ВХ- ВА

Известна также полимерная компози- 5G ция, состоящая из 100 мас.ч, ПВХ, 30-120 мас.ч. пластификатора, 0,12,5 мас,ч. стеарата бария и/или кальция, 0 1-0,2 мас.ч. антиоксндачта, 0,2-8, 0 мас.ч. глицерина и 1,0- Ы

15,0 мас.ч. окиси кальция f21.

Термостабильность такой композиции по Конго-красному 205 мин при

Эпоксидная диановая смола

Фенольный антиоксидант

Гндроокись кальция

0;q3-0, 15

Ь качестве ллас-.ифккаторов моъжо использовать диоктиловый, дибутиловый, диалкиловый эфиры фталевой кие1147727 4 емой ПВХ-композиции синергического эффекта по цветостабильности.

3 лоты, а также диоктиловые эфиры адипиновой, себациновой,или 1,10декандикарбоновой кислоты или их смеси. В качестве антиоксидантов испбльзуют дифенилолпропан, ионол или Са0-6.

Композиция может дополнительно содержать другие добавки — смазки, наполнители и т.д.

Известно применение гидроокиси 10 кальция в ПВХ-композициях в качестве наполнителя и антипирена (4 1.

Применение индивидуально гидроокиси кальция не увеличивает цветостабильности ПВХ-композиций. 15

В предлагаемой композиции применение гидроокиси кальция, стеарата цинка и эпоксидной смолы благодаря высокому синергическому эффекту позволяет получить высокую цветостабильность нетоксичных композиций на основе ПВХ и его сополимеров.

Наличие синергического эффекта подтверждается данными табл. 1, Для доказательства синергического эффекта тройной смеси, содержащая

1,0-4,0 мас.ч. эпоксидной смолы, 0,2-0,8 мас.ч. стеарата цинка и

1,0-5 0 мас.ч. гидроокиси кальция, приведены дополнительные данные по комплексу свойств ПВХ-композиций, включающих эти стабилизаторы попарно и индивидуально.

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что индивидуальное или попарное использование эпоксидной смолы, 35 стеарата цинка и гидроокиси кальция приводит к получению ПВХ-композиций с невысокой цветостабильностью.

В сравнении с композициями без доба40 вок при введении индивидуально гидроокиси кальция цветостабильность увеличивается на 3 мин, индивидуально стеарата цинка — на 2 мин, индивидуально эпоксидной смолы — на 5

45 мин, при введении попарно гидроокиси кальция, стеарага цинка, эпоксидной смолы цветостабильность увеличивается на 5-11 мин.

Иснользование тройной смеси сте- 50 арата цинка, эпоксидной смолы и гидроокиси кальция в предлагаемых количествах .увеличивает цветостабильность до 38 мин, что значительно больше суммарного эффекта, который 55 составляет 13 мин, т.е. наблюдается кратное увеличение цветостабильноети, А это говорит о наличии в предлагаПример 1 (по изобретению), 2,0 мас.ч. гидроокиси кальция затирают в пасту с диоктилфталатом, 2,0 мас.ч. эпоксидной смолы (ЭД-16) и 0,03 мас.ч. дифенилолпропана растворяют в диоктилфталате, Из пасты гидроакиси кальция и раствора эпоксидной смолы и дифенилолпропана готовят суспензию (общее количество пластификатора 100 мас,ч.), Смесь, состоящую из 100 мас.ч, поливинилхлорида марки ПВХ, С-7058М 0,2 мас.ч. стеарата цинка и суспензии гидроокиси кальция в растворе дифенилолпропана и эпоксидной смолы в диоктилфталате, перемешивают в лопастном смесителе, постепенно повьппая температуру от

80 до 100 С в течение 30 мин и скорости мешалки 32 об/мин, Полученную смесь вальцуют в течение 5 мин при 120-150 С. Затем из вальцованной пленки вырубают образцы и помещают их в термостат с температурой 185 С. Выдерживая образцп в термостате в течение различного

% времени, определяют момент появления видимой невооруженным глазом окраски в розовый, светло-коричневый или темньп цвет, Состав и свойства композиций при ведены в табл. 2.

Пример ы 2-15 (по изобретению). Готовят и испытывают компо« зиции аналогично примеру 1. Состав, и свойства композиций приведены в табл. 2, Пример ы 16-23 (для сравнения), Готовят и испытывают композиции аналогично примеру 1. Состав и свойства композиций приведены в табл. 2, Эффект от совместного применения гидроокиси кальция, стеарата цинка и эпоксидной смолы в 4,6 раз превосходит величину суммарного эффекта таких пар смеси как гидроокись кальциястеарат цинка, гидроокись кальцияэпоксидная смола, стеарат цинкаэпоксидная смола.

Наличие синергического эффекта позволяет получить цветостабильность в 3 5 раза превосходящую расчетную, получаемую сложением стабилизирующих эффектов каждого из компонентов смеси стабилизаторов, Таблица 1

Свойства композиций

Состав композиций, мас.ч.

ИорозостойТермостабильность по

Конго-рот, MHH

Относительное удлинение при разрыве, Х ремя о поРазрушающее напряжение при растяжении, кгс/см

Время до по явления окрас ки, мин кость, OC ернеия, мин

-55

105

145

ДОф 100

0,10

Гидроокись кальция

Эпоксидная смола

3,0

Стеарат цинка О ° 5

5 1147

Из приведенных в табл. 2 данных следует, что использование смеси

1,0-5,0 мас,ч, гидроокиси кальция, 0,2-0,8 мас,ч, стеарата цинка и

1,0-4,0 мас.ч. эпоксидной смолы позволит увеличить цветостабильность

s процессе переработки ПВХ-композиции от 8-12 мин (время до изменения окраски) по прототипу до 18-40 мин и

35-50 мин (время до почернения образ- 10 ца) до 105-180 мин (см. примеры

1- t5 в сравнении с примерами 1б-17).

Использование менее 0,2 мас.ч. стеарата цинка гидроокиси кальция менее 1,0 мас.ч. и эпоксидной смолы менее 1,0 мас.ч. не позволяет значительно увеличить цветостабильность композиции. Так, например, композиция, состоящая из 100 мас.ч. ПВХ, 100 мас.ч. диоктилфталата, О, 1мас.ч. ро .дифенилолпропана, О, 1 мас.ч. стеарата цинка, 0,5 мас.ч. гидробкиси кальция, 0 5 мас.ч. эпоксидной смолы имеет время до появления окраски при

185 C — 7 мин, а время до почернения 25

30 мин.

Применение стеарата цинка более

0,8 мас.ч. гидроокиси кальция более

5,0 мас.ч. и эпоксидной смолы более

Предлагаемый

IIBX C-70580 100 38

727 d

4,0 мас.ч. нецелесообразно в связи с тем, что величина .цветостабильности меняется незначительно, а другие свойства композиции начинают ухудшаться.

Приведенные примеры 20-23 свидетельствуют о низкой цветостабнльности ПВХ-композиций, в которых стеарат цинка заменен на стеарат кальция или стеарат бария, а эпоксидная смола— ,на другие эпоксидные соединения, например эпоксидированное соевое и растительное масла. Цветостабильность таких композиций характеризуется временем до изменения окраски

12-1б мин и временем до почернения

30-80 мин, Это подтверждает, что только предлагаемая смесь стеарата цинка, эпоксидной смолы и гидроокиси кальция позволяет получить высокий эффект (180 мин) по цветостабильности ПВХкомпозиции в процессе переработки.

Предлагаемая композиция используется в качестве пластиката для обуви.

Замена существующего пластиката для обуви на предлагаемый позволит снизить его токсичность, повысить цвето- стабильность в процессе переработки и понизить себестоимость, 1 1 47727

C оста

ПВХ

100

-55

400

0,1

ДФП

-55

440

100 6

0,10

420

100

0,10

ДФП

0,.1

ДФП

470

-55

28

100

ДОФ

0,10

ДФП

-55

500

35 102

ДОФ 100 1

ПВХ,С-7058М 100

Эпоксидная . смола 3,0

ПВХ,С-7058М 100

Стеарат цинка 0,5

ПВХ, С-7058М 100

ДОФ 100

Гидроокись кальция 3,0 4

ПВХ С-7058М 100

Стеарат цинка 0,5

Гидроокись кальция 3 ° 0

ПВХ С-7058М 100

Продолжение табл. 1

1147727

Иорозос "ой"Термостабкйь

KQHro=yoTý поть9 С

ДОФ 100

0,10

Эпоксидная смола

30 96

3,0 12

Стеарат цинка

0,5

ПВХ С-7058М 100

100

470

103

58 103

0,10 6

Эпоксидная смола

З,О

Гидроокись кальция

З,О

Состав композиций, мас.ч .

Время до появления окраски при

185 С .Пример

Предлагаемый

1. ПВХ, С-7058И

Диоктилфталат

100

105

ЗО

Дифенилолпэопан 0,ОЗ

Гидроокись кальция

0,2

Стеарат цинка

Эпоксидная смола (ЭД-16) 2, О

Состав композиций, иас.ч.

Время до и явле иия окра ки

КНЯ

Свойства композиций

Раз шаияР

Кап иеи при рас иек кгс

О

Пводолжение табл. ) Таблица 2

Время до почернения при

185 С, мии

1 1 47727

i (100

Диоктилфталат

26

110

Стнарат цинка

0,2

100

0,08

115

Оъ2

Стеарат цинка

100

Дион тилфталат

120

Дифенилолпропан

115

0 15

0,2

Стеарат цинка

130

0,1

Дифенилолпропан

2,0

0,4

130

50

Дифенилолпро пан

0,1

2,0

2. ПВХ, С-7058И

Дифенилолпропан, 0,05

Гидроокись кальция . 2,0

Эйоксидная смола (ЭД-20) 2,0

ПВХ, С-7058N

Диоктилфталат

Днфенилолпропан

Гидроокись кальция 2,0

Эпоксидная смола (ЭД-16) 2,0

4., ПВХ1 С- И58И

Гйдроокись кальция 2,0

Эпоксидная смола (ЭД-16) 2,0

5. ПВХ, С-7058М 100

Диоктиладипинат 50

Гидроокись кальция

Стеарат цинка

Эпоксидная смола (ЭД-16) 3,0

6. ПВХ, С-7058И 100

Диоксилсеба инат

Гядроокись кальция

Продолжение табл. 2

1147727

4

0,4

Стеарат цинка

100

115

50

0,4

Стеарат цинка 100

ПВХ, С-7058М

115

0,1

0 ° 4

Стеарат цинка

Диоктилфталат

100

110

015

Стеарат цинка

100

100

145

Диоктнлфталат

Стеарат цинка

0 ° 5

Эпоксидная смола (ЭД-16) 3,0

ПВХ, С-7058И

Дибутилфталат

Дифенилолпропан

Гидроокись кальция 2, 0

Эпоксидная смола (ЭД-16) 3,0

Диалкилфталат

Дифенилолпропан

Гидроокись кальция 2,0

Эпоксидная смола (ЭД-16) 3,0

9. ПВХ, С-6340М 100

Дифенилолпропан 0,1

Гидроокись кальция 3,0

Эпоксидная смола (ЭД-16) 3,0

10. ПВХ, М-64

Дифенилолпропан 0,1

Гидроокись кальция 3,0

Эпоксидная смола (ЭД-20) 3,0

11. Сополимер ВХ-ВА (содержание ВА 5 мас.Ж) 100

Диоктилфталат 100

l4

Продолкение табл.

1147727

16

105

Стеарат цинка

0,2

12.

130

О,1

3,0

Стеарат цинка

0 5

100

Диоктилфталат . 100

0,1

180

0,8

Стеарат цинка

Диоктилфталат

120

Стеарат цинка

0,5

0,15

Ионол

100

1,0

160

3,0

Стеарат цинка

0,5

Дифенилолпропан 0,1

Гидроокись кальция 1,0

Эпоксидная смола (ЭД 20) 1,0

Ф

Сополимер ВХ-ВА (содержание ВА 5 мас.7.) 100

Диоктилфталат

Дифенилолпропан

Гидроокись кальция

Эпоксидная смола (ЭД-20) 3 0

13. ПВХ, С-7058И

Дифенилолпропан

Гидроокись кальция 5,0

Эпоксидная смола (ЭД-20) 4,0

14. ПВХ, С-7058И

Гидроакись кальция 3,0

Эпоксидная смола (ЭД-16) 3,0

15 ° ПВХ С-7058М

Диоктилфталат

Двуокись титана

Гидровкись кальция

Продолжение табл. 2

1147727!

0,15

Са0

Прототип

16.

100

100

1 95

12

0,05

0,25

17.

100

1,95

0,05

0,16

Иэвестный t.21, 100

100

0,1

5-10

20-45

1,0

1-15

100

0,1

6-15

30-60

Эпоксидная смола (ЭД-16) 3,0

ПВХ, С-7058М

Диоктилфталат.

Стеарат кальция

Стеарат цинка

Эпоксиеоединение (ЭСМ) 4,0

Антиоксидант (ионол) 0,16

Аэодикарбонамид

Сополимер ВХ-ВА (содержание ВА 5 мас.Ж) 100

Дноктилфталат

Стеарат кальция

Стеарат цинка

Эпоксисюединение (ЭСМ) 4,0.

Антиоксидант(ионол) Азодикарбонамид 0,25

18. Сополимер ВХ-BA (содеркание 5 мас.X) Диоктилфталат

Дифенилолпропан

Стеарат кальция

Окись кальция

Глицерин

19. ПВХ, С-7058М

Диоктилфталат

Днфеннлолпропан

Цродолкение табл.