Стабилизированная композиция на основе термопластичного полимера

Стабилизированная композиция на основе термопластичного полимера

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистииеских

Республик

334230

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

М. Кл. С 08f 45)58

Заявлено 27.1.1970 (№ 1399113/23-5) с присоединением заявки.№ — .Государственный комитет

Совета Миниотрое СССР

30 делам изобретений и открытий

Приоритет—

УДК 678.048.5 (088.8) Опубликовано 29.V.1973. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания,24Х.1974

Авторы изобретения

А. А. Козодой, Л. К. Сотникова, Е. Н. Матвеева, Е. Ф. Бурмистров, Л. А. Скрипко, С. С. Хинькис, А. T. Емельянова и 3. И. Кириллова

Заявитель

СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ

ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРА

C 0 — СН СН вЂ” СН вЂ” P С г — г

ОН рН 0

Изобретение относится к стабилизирован ным термопластичным полимерным композициям,. например., на основе полиэтилена или полистирола, или полимера 3,3-бис (хлорме-тил)-оксациклобутана (пентапласт).

Такие "коъптозиции могут быть использова,ны для получения светостойк их .изделий.

Известны стабилизированные коатпозиции на основе полиолефинов, полистирола,и пен,. тапласта, которые включают в качестве стабилизаторов вещества производные оксибензофенона.

Преимуществом стабилизаторов из классаокси бензофенонов является высокая эффективность их светозащитного действия,и хорошая--совместимость -с полимерамм.

Однако такие соединения придают нежелательную желтую окраску полимерам или из. делиям (особенно мз полиэтилена высокой и является продуктом хонденсации 2,4-диоксибензофенона,и дихлоргидрина глицерина.

Способ получения предлагаемой композиции технологически прост.

В отличие от бензона ОА, который синтеплотности, полученного на каталттзатор J Y

Ц,иглера) . !

Кроме того, для синтеза известных бензо- феноновых стабилизаторов применяются такие дефицитные вещества, как резорцин, бензоилхлорид, алкоксибензолы, алкилбромиды ,и т. д.

В СССР в качестве стабилизатора из класса .окоибензофенонов выпускается бензон ОА, И который окрашивает полимерные, изделия в светло-желтый цвет.

Для получения неокрашенных ком!позиций и-повышения -эффекта стабилиза ц ии в качест ве стабилизирующей добавки в композицию

15 введен 1,3-ди- (4 -бензоил-3 -окоифенокси) -пропанол-2, называемый далее «С-67». Предлагаемая стабилизированная композация имеет следующую структ рную фор. LIVE,:

1 зируется на базе дефицитных !бромалкилов, для синтеза предлагаемой композиции «С-67» используется доступное сырье — дихлоргид,рин глицерина, являющийся промежуточным продуктом при синтезе глицерина.

33423О

1 1 ! о о оо

1 1 ЯЯ

О Э оо сС а по!

О оо

М а

Е (ыь y) иыЫх

on

О

О оо

3С> lA

С 4 СЧ

1 оо

СЧ Cq О

:Х о

2 сС

I о! о

1 о

О

*ы ж ы о g veo д VlQ С -С3

>, аО г) аО оо с! оо

o o 3

О

I о

1 о

Ю (1 оо о с э о о — o o о оi

О СУ)O

СЧ

О о

СЧ

О ОО

C C cD

СЧ СЧ С4

3.0 LQ о о о

О О О ейэиииои гя/яг ои едоке

-иеи9еы ы!ПеЖнэпиоя

СЧ С 4 о ос а о !

» о

С0

Ю

col

II>

GJ а

Cl5

f»

О о а

QJ .Я

v о

Е

Ю

И

О о

tk

v а с

v с»» ао С

Я v

Я о а

Ы

Ф о

CQ и> а о o

g,: х

Ю о

Я и о о Я

Ео

СС а о

Е

СС

СС

A ф

CD о

7 о о

1о (D

Ф о

С а

Ю о

Ю

F о

»й о о о

lQ о

М !

GJ

Х

Ю а

Cg »

QJ о

ы а

II> .в. о о

cQ

М

Ю а»

ltd »

v ь а к о О са с5

О) о

К vv

» С

+v 2 ао

Х СЧ

С) о - а р> (Ю жо а о

Е»

О

t О m л Й о

<р ()

uv

v CQ

334230

0,01 — 0,12

0,015 — 0,025

0,003 — 0,05

0,03 — 0,05

Стабилизатор «С-67» представляет собой кристаллический порошок светло-са.1атного цвета с т. пл. 148 — 149 С. Стабилизатор вводят в термопластические пэлимеры в концентрации 0,01 — 0,05 моль на 1 кг полимера, в то м ч исле, моль, кг:

Для полиэтилена низкой плотности

Для полиэтилена высокой плотности

Для пентапласта

Для полистирола

Поскольку «С-67» является сыпучим .ма териалом, в промышленных условиях его вводят в порошкообразные полимеры путем механ ичеокого перемешивания в:скоростных смесителях типа Ангер, Хеншель, в гранули.рованные полимеры — в расплаве в аппаратах типа Бенбери. При лабораторном исследовании в обоих случаях смещен не осущест вляется,на горячих вальцах при температуре

130 — 145 С. Химического взаимодействия между перемешиваемыми компонентам и не на блюдается.

П р,и м е р 1. Готовят композицию, состоящую из полиэтилена низкой плотности,и стаб илизатора «С-67». Концентрация «С-67» составляет 0,005 моль на 1 кг полиэтилена. После перемвшивания на горячих вальцах при

130 С,и непрерывной псдрезки массы полот но снимают, и горячим прессованием при 160 С получают пластины размером

100ХЯОХ0,2 мм. Образцы облучают ультрафиолетовым светом лампы ПРК-2 IIplH освещенности поверхности образцов 200.000 люкс ,и температуре воздуха на уровне образцов в пределах 25+3 С. Кроме того, провэдят испытания на открытых стендах в атмо"ферных условиях. В процессе испыта ия отбирают про бы, в кэторых определяют физико-механические и,диэлектрические свойства.

Для сравнения аналогичным образом ис пытывают эффективность стабилизирующего действия известнэгэ стасчлизатора бензона

ОА, взятого в оптимальной концентрации (0,015 моль!кг).

Данные результатов испытаний прчведены в табл. 1, из которой видно, что после 50 час облучения относительное удлинение нестабилизированното полиэтилена уменьшается на

90% от исходнэго значения, в присутствии стабилизатора «С-67» в концентрации

0,005 моль/кг — íà 80%, в присутствии бензона OA в оптимальной концентрации — на

30%.

Таким образом, стабилизатор «С-67» в концентрации 0,005 моль/кг недостаточно эф фективно повышает светостойкость полиэти лена н. плотност1и.

П р.и м е р 2. Готовят композицию, состоящую из полиэтилена низкой плотносви и ста билизатора «С-67». Концентрация «С-67» составляет О, 0l моль на 1 кг полиэтилена.

Приготовление композиции и ее испыта нане на светостойкость аналогичны описанным в примере 1.

Результаты испытаний, приведенные в табл. 1, показывают, что при содержании ста билизатора «С-67» в полиэтилене в концентрации 0,01 моль/кг после 50 час облучения снижение относительного удлинения полиэтилена составляет 25% от .исходного значения.

1Светостабилизатор «С-67» в концентрации

0,01 моль/кг не уступает по эффект.;вности из вестному стабилизатору — бензону ОА (взятому в,количестве, в полтора раза превышающем концентрации «С-67») как при ускоренноьм испытании, так и при испытании в атмосферных условиях. При увеличении концентрации «С-67» до 0,015 моль на 1 кг полиэтилена .низкой плотности наблюдается мигра ция ста билизатора.

Таким образэм,,рекомендуемая концентрация «С-67» в полиэтилене низкой плотности составляет 0,01 — 0,012 мо.гь/ на 1 кг полимера. Пример 3. Гот,овят композицию, состоящую из полиэтилена высоксй п.чотности .и стабилизатора «С-67», концентрация которого составляет 0,01 моль на 1 кг полиэтилена. Стабилизатор «С-67» вводят в полиэтилен путем перемешивания на вальцах прп 160 С. Даль нейшая подготовка образцов и прсведение испытаний на светостойкость аналогичны описанным в примере 1. Для сравнения в аналогичных условиях проводят,r"„ïûòàíèå бензона

ОА, взятого в оптимальной концентрации.

Результаты испытаний, представленные в табл. 2, показывают, что при концечтрацтi

«С-67» 0,01 моль/кг полиэтилен становится

«рупким пэсле 60 час облучения, нестабилизированный образец становится хрупким после 40 — 50 час облучения.

Таким образом, указанная концечтрацчя

«С-67» в полиэтилене не обеспечивает хорошей защиты от светостарения.

П.р и ме р 4. Готовят композицию. ".ý=òîÿщую из полиэтилена высокой плэтчссти и стабилизатора «С-67», концентрация котэрого составляет 0,02 моль на 1 кг полиэтидена.

Приготовление композиции и проведекче испытаний на ."âåòîñãoéêîñòü аналогиччы описанным в примере 3.

Результаты испытаний приведены в табл. 2.

Анализ данных этой таблицы показывает, что введение «С-67» в концентрации 0,02 моль увеличивает продолжительность облучения полиэт|илена высокой плотности до хрупкости до 250 час. Такое же стабилизирующее вэздействие достигается и в присутствии бензона ОА. Нестабилизированный полиэтнлеч становится хрупким после 40 — 50 час облучения.

При повышениями концентрации «С-67» до

0,03 моль/кг наблюдается миграция стабилизатора,из полиэгилена.

Таким образом, рекоьмендуемая кон центрация «С-67» в полиэтилене высокой плотности составляет 0,015 — 0,025 моль на 1 кг полиэтилена. Пленки лолиэтилена высокой плотности, ЗЗ42ЗО

Таблица 3

Приведенная Вязкость, т| .

Концентрация стабилизатора моль/кг полимера

Время облучения, час

Стабилизатор кгс/слР

С, дсл/г

Пентапласт без стабилизатора

20

1,6 370

0,6 400

0,42, 410

0 32 375

16

12

«С-67»

150

250

1,3

1,2

1,0

0,8

0,03

400

16

Бензон ОА

0 1,65

50 1,40

150 !,10

250 1,0

400

0,05 стабилизированные «С-67» — матовые, белые, в то время как в присутствии бензона ОЛ пленки хотя и прозрачны, но и|меют желтый цвет.

В табл. 1 приведены данные влияния стаб илизатора «С-67» на светостарение полиэтилена низкой плотности.

В табл. 2 приведены данные влияния стаб|илизатора «С-67» на светостарение полиэтилена высокой .плотности.

В таблицах приняты следующ|ие обозначения: от — предел текучести при растяжении, кг„см;

/ ° 2. ср — предел прочности при растяжении, кгс/см2; — относительное удлинение при разрыве, %;

1(то — тангенс угла диэлектрических потерь при 10 г|с.

П р:и м е р 5. Готовят композицию, состоящую,из пентапласта и стаоилизатора «С-67».

Концентрация стаб|илизатора 0,03 моль/кг полимера. Порошок полимера со стабилизатором смешивают в скоростном смесителе типа

«Лнгер» в течение 10 — 15 мин íà î",îäå. Из полученной омеси прессуют пластнны размером 120Х120Х0,2 л|м при температуре 190 С и удельном давлении 300 кгс/см с последующей закалкой.

Получение стабилизированных образцов аналопично описанному в примере 1.

Для сравнения в аналогичных условиях исследуют образцы композиции, состоящей .из пентапласта и стаб|илизатора бензона OA в концентрации 0,05 моль/кг полимера.

Результаты испытаний приведены в табл.

3,:из которой видно, что образцы пентапласта без стабилизатора уже после 30 час облучения становятся хрупкими. Образцы пентапласта, стабил|изированного «С-67»,и бензо ном 0А, ооеспечивают хорошую светозащиту до 250 час оолучения, причем «С-67» даже в кон|центрации 0,03 моль/кг оказывает такое же действие, как бензон ОЛ в концентрации

0,05 моль/кг.

Рекомендуемая концентрация «С-67»вЂ”

10 0,,03 — 0,05 моль/кг.

В таол. 3 показаны изменения физи ко-меха: ические свойств пе.|тапласта в процессе облучения лампой ПРК-2.

iH р,и м е.р 6. Готовят композицию, состоящую,из ударопрочного полистирола марки

«УП-1» и стабилизатора «С-67», концентрация которого 0,05 моль:на 1 кг полимера. ,После перемешивания в скоростном смеси

20 теле в течение 10 — 15 мик смесь полимера со стабилизатором пропускают через шнек-машину, гранулируют и из полученных гранул отливают на литьевой машине стандартные бруски размером 55Х6Х4 мм.

Образцы (бруск|и) экспонируют под УФсветом лампы ПРК-2 с отбором проб и определением ударной вязкости и предела проч ности при статическом изгибе через 10, 50, 100, 200,и 300 час облучения.

Для сравнения, аналогичным .образом испытывают соединение 2- (2 -окси-5-мегилфе.нил) -бензтрназол — наиболее эффективный для стирольных полимеров стабилизатор, име|ощий торговое название «Беназол» (СССР),или «Тинувин П» (фир|ма «Джейджи», Швейцария) .

Результаты испытаний приведены в табл, 4.

В табл. 4 показана сравнительная эффективность стабилизаторов применительно к пол .истир олу.

334230

Таблица 4

Эффективность стабилизатора Ас/Ао

Продолжительность облучения, IQc

Образец

50

100

200

300

1,7

1,7

3,5

Полистпрол

«УП-1», стабилизированный

«С-67»

3,0

3,0

1,6

3,!

П р и м е ч а н и е: Ас — ударная вязкость стабилнзипованного образца в % от исходной величины Ао — то же, но для нестабилизированного образца.

Предмет изобретения

Составитель Н. Федяева

Техред Т. Курилко

Редактор Е. Кравцова

Корректор А. Дзесова

Заказ 646 Изд. № 664 Тираж 551 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Полпстирол

«УП-1», стабилизированный 2 (2 -cl

Стабилизированная композиция на основе термопластичного пол имера и стаб илизирующей добавки, отличающаяся тем, что, с целью получения неокрашенных композиций и повы шения эффекта стабилизации, в качестве стабилизирующей добавки в композицию введен

1,3-ди- (4 -бензоил-3 -оксифенокси) - пропа

5 нол2.