Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительный к патенту (22) Заявлено 281272 (21) 1867101/23-05 (23) Приоритет - (32) 29.1271 (3I ) 213546 (ЗЗ) США (51) М. Кл.

С 08 1 23/06

С 08 К 5/13

Государственный комитет

СССР, по делан изобретений н открытий

Опубликовано 0507.79.Бюлле-ень йа 25 (5З) УЛи 678 742.

2 04 (088 8) дата опубликования описанияОЬ07.79

Иностранцы

Бобби A. Роуланд и Стенли Л. Тейт (CUIA) (72) Авторы изобретения

Иностранная фирма Саусвайр Кампэни (ClGA) (71) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ телям и прочность на разрыв. Эти свойства позволяют применять его в случае, когда термопластичный полиэтилен оказывается непригодным. Однако при получении композиции следует избегать избЫтка перекиси, поскольку свойства, которые делают перекиси способными к образованию поперечных связей, обусловливают окислительное разложение полиэтилена.

Проблему окислительного;разложения полиэтилена, обусловленную. присутствием перекиси, можно решить путем добавления антиокислителей, разработанных в химии каучуков. Одна, ко антиокислители являются веществами, селективно соединяющимися с кислородом, переводя при этом кислород из состояния, в котором он может вызвать окисление важного компонента композиции в состояние, в котором он более не может причинить вреда.

Можно предсказать, что антиокислители будут соединяться с перекисями или продуктами их разложения, вследствие чего устраняется как образование поперечных связей посредством перекиси, так и антиокйслительное действие, на практике это подтверждается.при использовании большинства антиокислителей.

Изобретение относится к способу получения отверждаемых составов, состоящих из поддающегося вулканизации полиэтилена, защищенного от окислительного разложения в т чение определенного периода времени, и их применению для изготовления электропроводников °

Известны полимерные композиции, содержащие полиэтилен,g,z, <, z -Tåòраметилизофталилдитретбутилбисперекись и/или,к, с -тетраметилиэофталилдикумилбисперекись, газовую сажу и антиокислитель (1).

С целью предотвращения окислительного разложения и улучшения фиэико-, механических свойств композиции в качестве антиокислителя она содержит 2,б-ди(l-метилгептадецил)-4-ме- тил (или этил) -фенол при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Полиэтилен 20-99,4

Наполнитель 0,5-79,5

Перекись, И уКазанная выше О, 5-10

Антиокислитель 0,005 -4..

Полиэтилен, вулканизованный или поперечносвяэанный перекисью, обладает такими свойствами, как тепло.стойкость, устойчивость к раствори""673182==.

3 6731

Цель изобретения — предотвращение окислительного -разложения и улучшения физико-механических свойств полимерной композиции. Эта цель достигается тем, что полимерная композиция, соI I держащая полиэтилен,,,, -тетраметилизофталилдитретбутилбисперекисв .и/или,a,, . -тетраметилизофталил дикумилбисперекись, наполнитель и антиокислитель, н качестве последнего включает 2,б-ди(l-метилгептадецил)-4-метил(или этил)-фенол при следующем соотношении компонентов, вес. ч.:

Полиэтил 20-99, 4

Наполнитель 0,5-79,5

Перекись, указанная ныае 0,5-10

2,б-ди (1-метилгептадецил) — 4-метил (или этил) -фенол 0,005-4, Предлагаемая композиция может быть применена как для прессования, так и для экструзии. Способ ее получения обычный. Один из них заключается н загрузке компонентов, включая перекись и 2,б-ди(l-метилгептадецил)-4-метил(этил)-фенол, н 25 непрерыннодейстнующий смеситель феррела при постоянно поддерживаемой температуре, несколько выше температуры плавления используемого полиэтилена, затем следует размол мате- 30 риала перед измельчением и нареэанием и кубики. Нарезанный в кубики материал можно хранить до окончательной обработки. Предпочтительно окончательную обработку проводить в течение сравнительно небольшого времени.

Бисперекиси, применяемые по изобретению, н основном разлагаются при температурах выше 130 C.

2,6-Ди(l-метилгептадецил)-4- eTH 40 (или этил)фенольные антиокислители по изобретению незаменимы н отверж- даемых перекйсями. системах. Удовлетворительный антиокислитель сообщает не только хорошие свойства компоэи- 45 ции при старении, но также делает" ее пригодной для экструзии, не образующей пористый продукт. Обычные антиокислители каучукового типа такие, как гидрохинонмонобенэильный эфир, полиалкильный полифенол, октилированный дифениламин, дитретамилгидрохинон, фенил- g --нафтиламин, продукт взаимодействия дифениламина и диизобутилена и другие, дают пористые про- 5 дукты, в которых, по всей вероятности, антиокислители отравляют перекись.

Стабилизированные поперечносвязанные композиции согласно изобретению могут быть использонаны в различных целях, одно иэ главных назначений— изоляционное покрытие электропроводни— ков. Изолированный электропронодник может быть получен путем покрытия электропроводного материала одной или 65

82 несколькими композициями по изобретению. Композиции могут быть нанесены любым из принятых в соответствующей промышленности способом покрытия электропроводника изолирующим полимеризонанным слоем.

Один из преимущественных методон покрытия электропроводника одним или несколькими композициями согласно изобретению — нанесение ее путем экструзии на электропроводник при температурах в пределах 76,67-171 11 С, отверждение покрытого электропроводника путем пропускания его через нулканизующую.трубку с рабочей температурой 176,67-248,89 С, охлаждение отвержденного электропроводника.

Ниже приведены примеры, иллюстрирующие изобретение, но не ограничивающие его.

Пример 1. 100 ч. полиэтилена

09 а VvVD 205 и 40 ч. газовой сажи

The mnx обрабатывают н измельчителе при 104,44 С, после чего добавляют

О, 5 ч. 2, б-ди (1-метилгептадецил) -4-метилфенола и 2 ч.,.,,с, -тетраметилиэофталилдитретбутилбисперекиси. Композицию-прессуют в формах в течение 7 мин при 176,67 С. Затем вырезают гантелеобраэный испытуемый образец шириной 0,635 см и толщиной 0Ä177 см. Прочность на разрыв образца 166,98 кгс/см, удлинение

395%. Через 168 ч старения в печи при 121 С прочность на разрыв

168,74 кгс/смз, удлинение 405%.

Полученный таким же образом и того же состава контрольный образец, не содержащий 2,б-ди(l-метилгептадецил) -4-метилфенола, обладает первоначальной прочностью на разрыв

177,18 кгс/см и удлинением 340%.

После 72 ч старения в печи при 121 C образец становится хрупким, в даль-, нейшем не изменяя этого свойства.

Пример 2. Испытуемый образец получают аналогично примеру,1, эа исключением того, что вместо

0,5 ч. 2,б-ди(l-метилгептадецил)—

-4-метилфенола применяют 0,5 ч. 2,6-ди(l-метилгептадецил)-4-этилфенола.

Первоначальная прочность на разрыв испытуемого образца 169,09 кг/см, удлинение 390%. После старения в печи в течение 168 ч прй 121ОC прочность на разрыв 172 25 кгс/см, удлинение 390%.

П р и м е.р 3. Контрольный образец, состоящий из 100 ч. полиэтилена, 100 ч. газовой сажи и 2,25 ч.,м,, = тетраметилизофталилдитретбутилбисперекиси, подвергают старению в печи при 121 С в течение 168 ч . потеря прочности на разрыв 189,126 кг/см

Образец того же состава, но наполненный 0,5 ч. 2,б-ди(l-метилгептадецил)-4-метилфенола, после стареньщ в-печи н течение 168 ч при 121 С имеет прочность на разрыв 175,4 кгс/см, 5 . 67318 до старения 171,61 кг/см . Первоначальное удлинение контрольного образца 180%, после 168 ч старения в печи при 121 оно уменьшается до 25%.

Первоначальное удлинение образца того же состава, но наполненного предлагаемым антиокислителем 395%, после старения в печи при 121 С в течение

168 ч удлинение увеличивается до 410%.

Пример 4, Полученный аналогично примеру 1 образец, но содержа- р щий 1,5 ч. 2,б-ди(l-метилгептадецил)—

-4-метилфенола, обладает первоначаль- ной прочностью на разрыв 169,44 кгс/см и удлинением .400%. Через 168 ч старения в печи при 121 С образец имеет прочность на разрыв 170,51 кгс/см и удлинение 415Ъ.

Пример 5. Образец получают аналогично примеру 1. Затем его разрезают на две части и испытывают аналогично примеру 1. Первоначальная прочность на разрыв образца

166,98 кгс/см, удлинение 395Ъ. Одну часть образца подвергают старению в печи в течение 168 ч при 121 С: достигается прочность на разрыв 25

168, 74 кгс/см, удлинение 405%; вторую часть подвергают старению в кислородной бомбе в:,печи при.70 C u давлении 21,09 кгс/см" втечение 168 ч: полученная прочность на разрыв 30

163, 82 кгс/см, удлинение 390%.

Пример б. Образец получают айалогично примеру 1, но вместо 0,5 ч. . 2,б-ди(l-метилгептадецил)-4-метилфенола добавляют 0,5 ч. 1,2-дигидро-2,2,4-триметилхинолина(применяемый в промышленности антиокислитель для получения полиэтилена). Перед старением образец имеет прочность на .разрыв 163,82 кгс/см и удлинение

340Ъ. После старения аналогично примеру 1 прочность на разрыв образца 168,04 кгс/см, удлинение 325%.

Пример 7. Образец получают аналогично примеру 1, но вместо

2 ч.,,ы,ы. -тетраметилиэофталилдитретбутилбисперекиси добавляют

2 ч. M,d, <, (-тетраметилизофталилдикумиловой бисперекиси, Прочность на разрыв испытуемого образца

166,04 кгс/см, удлинение 395%. 50

Через 168 ч старения в печи при 121 С прочность на разрыв уменьшается до

168,04 кгс/см, а удлинение составляет 400%.

Контрольный образец того же соста- 55 ва, но беэ добавления 2,б-ди(метилгептадецил)-4-метилфенола обладает начальной прочностью на разрыв

168,04 кгс/см и удлинением 340%.

После 72 ч старения в печи при 121 С 0 образец становится хрупким, не меняя этого свойства в дальнейшем.

Пример 8. Аналогично примеру 7 получают образец, добавляя вместо 0,5 ч. 2,6-ди (1-метилгептадецил)-4-метилфенола О, 5 ч. 2, б-ди (метилгептадецил)-4-этилфенола. Первоначальная прочность на разрыв образца

170,15 400%. ПосЯ ле 168 ч старения в печи при 121 С прочность на разрыв его 171,55 кгс/см, и удлинение 415%.

Пример 9. Контрольный образец, содержащий 100 ч. полиэтилена, 100 ч. газовой сажи и 2,25 ч.ы,«,, -тетраметилизофталилдикумиловой бисперекиси, после 168 ч старения в печи при 121 C имеет прочность на разрыв

188,43-127,26 кгс/см . Образец того же состава, но наполненный 0,5 ч.

2,б-ди(l-метилгептадецил)-4-метилфенола, имеет первоначальную прочность на разрыв 172,96 кгс/см, которая повышается после старения в печи в течение 168 ч при 121 С до

176,47 кгс/см . Первоначальное удлиД нение контрольного образца 190%, после 168 ч старения в печи при о

121 С оно составляет 40%. Первоначальное удлинение образца того же состава, но наполненного 0,50 ч. предлагаемого антиокислителя, составляет 395Ъ. После старения в печи при 121 С в течение 168 ч оно возрастает до 410Ъ.

Пример 10. Образец получают согласно примеру 7, но добавляют

1,5 ч. 2,6-ди (1-метилгептадецил) -4-метилфенола. Первонач-пьная прочД ность образца на разрыв 168, 39 кгс/см удлинение 370Ъ. Через 16Р ч старения в печи при 121 C образец обладает

2 прочностью на разрыв 169,44 кгс/см и удлинением 390%.

Пример 11. Испытуемый образец получают аналогично пример 7.

Его разреэают на две части и подвергают испытанию аналогично примеру

7. Первоначальная прочность на разрыв этого образца 166,63 кгс/cM, удлинение 395Ъ. Одну часть образца помещают в печь на 168 ч при 121"C: прочность на разрыв этой части образца 165,93 кгс/см, удлинение

410%. Другую часть образца подвергают старению в кислородной бомбе в печи при 70 C и давлении

210,93 кгс/см в течение 168 ч:

8 прочность этой части образца на разрыв 161,71 кгс/см, удлинение 385%.

Испытания в печи очень жестки.

Соответствующие исследования оказали, что образец, удлинение которого уменьшается до 30% после 5-часового старения при 210 С, или 6-дневного при 180 С, или 23-дневного при 165 С, или после 125-дневного при 150 С, имеет срок службы приблизительно

15 лет при постоянной нагрузке при

120 С. Срок службы образцов, приведенных выше в примерах, содержащих

2,б-ди-(l-метилгептадецил)-4-метил(или атил)-фенол, в значительной мере увеличивается.

673182

Составитель A. Кулакова

Заказ 3740/56 Тираж 584 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035 Москва Ж-35 Ра сная наб. д. 4 5

Филиал ППП Патент, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 7

Формула изобретения

Полимерная композиция, содержащая полиэтилен,,.(,, (. -тетраметилизофталилдитретбутилбисперекись и/или ы,,, -тетраметилизофталилдикумилбисперекись наполнитель и антиокислитель, о т л и ч а ю— щ а я с я тем, что с целью предотвращения окислительного разложения и улучшения физико-механических свойств композиции, в качестве антиокислителя она содержит 2,6-ди-(1-метилгептадецил)-4-метил(или этил)—

-фенол при следующем cîoòíîøåíèè"êoìпонентов, вес. ч:

Полиэтилен 20-99,4

Наполйитель 0,5-79,5

8 ,,.,ы, . -тетраметилизофталилцитретбутилбисперекись и/нли

I I .с,ы, (, м -тетраметилиэофталилдикумилбис перекись 0 5-10

2,6-ди(1-метилгептадецил)-4-метилвЂ(или этил)-фенол 0,005-4 .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США 9 2888424, 15 кл. 260-41, 1959,