Полимерная композиция
Патент 785331
Авторы
Полимерная композиция
Иллюстрации
Реферат
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик
С 08 L 23/12
С 08 К 5/34
Гоеуяарствеииый комитет
СССР вв веерам изобретеиив и открытия (23) Приоритет
Опубликовано 07.1280. Бюллетень ¹ 45 (53) УДК 678.743.2..048(088.8) Дата опублмковаммя описания 07.1280
В. М. Левин, A. С. Чеголя, Н. Н. Петухова, Г. Н. Антипина, В. П. Колокыцын, Л. П. Славгородский, П. Ф. Иваненко, Н. Н. Городецкая, Ю. Н. Колесников и Э. Г. Розанцев (72) Авторы изобретения
Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетического волокна (71) Заявитель (5 4 ) ПОЛИМЕР НАЯ КОМПОЗИЦИЯ
3
Изобретение относится к полимерным композициям, включающим, например, полипропилен и ингибиторы свето- и термоокислительной деструкции. Изобретение может быть использовано в производстве изделий различного назначения на основе укаэанного полимера (пленки, нити для каналов, сетей, ковров, одежды, изделия иэ пластмасс и т.п.)
Известны стабилизированные полимерные композиции на основе полипропилена, включающие в качестве стабилизаторов различные производные бензофенона: бенэои ON, бенэон 00, g5 бенэон OA (1).
Недостатками производных бенэофе-. нона являются отсутствие термостабилизирующего действия на полимер,слабая эффективность как светостабили- Я заторов, особенно на нитях и пленках, выпотевание из него, окрашивающее действие на полимер, дефицитность сырья. В частности, в отечественной проьишленности выпускается бензон-CA 25 с недостаточной степенью чистоты, вледствие чего имеет вязкожидкую консистенцию, которая препятствует
его равномерному распределению s пооошкообраэном полипропилене. Введе- ние бенэона-OA в полипропилен возможно практически только в растворе, что усложняет т,ехнологию получения стабилизированного полимера. Кроме того, бенэсн OA имеет темно-коричневый цвет и соответственно окрашивает полимер в желто-коричневые тона.
Известны стабилизированные полимерные композиции на основе полипропилена, включающие в качестве стабилизатора производные бензотриазола, так называемые тинувины: тинувин-326-.
-2-(2-окси-3-третбутнл-5-метилфениа)-5-хлорбенэотриазол, тинувин-327-2-(2-окси-3,5-дитрет-бутил-фенил)-5-хлорбенэотриазол, тинувин-328-2-!2-окси-3,5-диизоамил)-бензотриазол (2).
По сравнению с бензонами эффективность тинувинов, как светостабилизаторов лишь незначительно выше, однако они также не являются термостабилизаторами, обладают небольшим окрашивающим действием, выпотевают иэ полимера. Для получения этих стабилизаторов в отечественной проьышленности отсутствует сырье.
Известна стабилизированная полимерная композиция на основе полипропилена, стабилиэирукщая смесь которой состоит иэ тинувина-326, 1,1,3-трис-
785331
О, 1-1,0 1 3,, 113 112
ИСООН МН СО, Ф
Г
5O п
СН Сн . - р где К - апкил с чнслом атомов С от 3 до 17. е
3 — 2, 2, 6,6, -4-оксопиперидин-бута н ат (Ластар МаК); ф
5 - 2,2,6,6-4-оксопиперидин-капронат (Ластар КапК); - ж
17 — 2,2,6,6-4-оксопиперидин-сте- л арат (Ластар СтК), Р - 66 Н5 - 2, 2, 6, 6-4-оксопипери- 40 дин-бензоат (Ластар БК), ю
СбН40Б - 2,2.,6,6-4-оксопиперидин-салицйлат (Ластар СК), Р
С j H4 СООН 2 р 2, 6, 6-4-о»ксопйперй- б дик-фталат (Ласт ар ФК), б5 н
- (2-метил-4-окси-" трет-бутилфенил) бутана (топанол КА), дилаурилтиодинропината (ДЛТДП) при следующем соотношении компонентов вес.Ъ:
Попипропилен 98,7
Тинувин-326 5
Топанол KA 0,3
ДЛТДП 0,5
Стеарат кальция 0,2 f3).
Указанная композиция обладает термостабилизирующим эффектом эа счет введения топанола KA и ДЛТДП, однако недостатком ее, так же как и вышеуказанных стабилизаторов, является невысокая светостабилиэирующая эф фективность и.окрашивающее действие на полимер.
За прототип предлагаемого изобретения принята полимерная композиция на основе полипропилена, в которой в качестве стабилизатора испбльзуют
N-циклогексилоксамоил-2,2, 6,6-тетра- 20 метил-4-аминопиперидин формулы
Cm> М, б 1
НИ юная — 6-И11 Нр
0 0 (С 491) (4) 25
НЗ еН3, Стабилизатор используют в сочетании с фенольными антиоксидантами, не содержащими серу, например Антиоксидант 2.2-46, Топанол КА, Ирганокс 1010 З0 (в отечественной промышленности вы пускаются фенольные антиоксиданты, аналогичные Ирганоксу 101 под названием фенозан-23, фенозан-28) .
Недостаток укаэанной композиции заключается в недостаточной светои термостабнлизации полипропиленового волокна.
С целью повышения свето- и термостойкости, полимерная композиция, включающая полипропилен, стабилизирую-40 щую добавку, стеарат кальция и фенольный антиоксидант, не содержащий серу, в качестве стабилизирующей до- бавки содержит соединение общей формулы 45
R=(CH2)H СООН при n = p — 8
0 2,2,6,6 4 окспопипериднн окса лат (Ластар ЩК), 1 - 2,2,6,6-4-оксопиперндин- малонат (Ластар ИК), 2 — 2,2,6,6-4-оксопиперидин-бутандиоват (Ластар ЯК), 3 — 2,2,6,6-4-оксопиперидин-пентадиоват (Ластар ГК), 4 - 2,2,6,6-4-оксопиперидин-адипинат (Ластар AK), 5 - 2,2,6,6-4-оксопиперидин-пимелинат (Ластар ПК), 6 — 2,2,6,6-4-оксопиперидин-сукцинат (Ластар СУК), / - 2,2,6,6-4-оксопнперидин-аэелаинат (Ластар АзК), 8 — 2, 2, 6, 6-4-оксопиперидин-себацинат (Ластар СебК), при следующем, соотношении компонентов, вес.Ъ:
Поли проп илен 98,0-99,7
Светостабилизнрующая добавка
Фенольный антиоксидант 0,1-0,8
Стеарат кальция 0,1-0,2
Указанные соединения год названием Ластары представляют собой кристаллические порошки и являются наиболее простыми производными триацетонамина, получаемыми на основе доступного отечественного сырья 1ацетона, аммиака, органических кислот).
Соединения вводят или путем смещения с порошкообразным полипропиленом или путем напыления на гранулированный полипропилен (первый способ более предпочтителен) в количестве от
0,1 до 1,0Ъ от веса полимера (преимущественно от 0,2 до 0,5Ъ).
Предлагаемые соединения применяют в сочетании с фенольными антиоксидантами, не содержащими серу например, Топанол КА, пентаэритритовый эфир
3,5-дитретбутил-4-оксифенил пропионовой кислоты — фенозан 23 и бис-3†(3,5-дитретбутил-4-оксифенилпропионат) дизтиленгликоля — феноэан 28). енозаны наиболее предпочтительны ак как они хорошо совместимы с полиропйленом,имеют близкие температуы плавления (феноэан 23 — 140 С). роме того,""в отличие от использумых в настоящее время импортных феольных антиоксидантов (Топанол KA) енозаны производятся в СССР íà основе отечественного сырья (уже налаено их прьиэводство в опытно-проьишенных условиях и разрабатывается тех нология промышленного производства) .
Изобретение иллюстрируется следущнми примерами!
Пример 1. К 20 кг порошкообазного полипропилена добавляют стаилизатор, стеарат кальция и фенольый антиоксидант в количествах, ука5
785331 тельно перемешивают, после чего при перемешивании вводят предварительно приготовленный 1%-ный раствор бензона.
OA в этиловом спирте и перемешивают. до получения равномерно окрашенной массы. Полученную смесь сушат в вакуум-сушилке при 60 C и остаточном давлении 350 мм рт.ст. до содержания летучих не более 0,08%. Затем смесь перерабатывают .в нити и испытыва6г их, как в примере 1.
Результаты испытаний приведены в табл. 1 и 2.
Иэ данных табл. 1 следует, что светостойкость мононитей, стабилизированных композициями на основе ластаров в 2,0-3,6 раза выше светостойкости нитей, стабилизированных композициями известных, преимущественное импортных, стабилизаторов (пп. 8, 24, 25, 26). Термостойкость палипропиленовых нитей, стабилизированных ластарами и из вестными импортными стабилизаторами, примерно одинакова.
Иэ данных табл. 2 следует, что атмосферостойкость нитей, стабилизи1 рованных композицией на основе Ластара БК (п.2), через 6 месяцев испытаний в 5 раз выше, чем соответственно нитей с добавкой индивидуального .антиоксиданта фенозана 28 1п.1), в
1„3 раза выше, чем нитей с известной импортной композицией, включающей светостабилизатор Тинувин — 326, и в 2,5 раза выше, чем с известной композицией, включающей светостабилизатор бензон ОА, который к тому же интенсивно окрашивает полимер в желтый цвет. Практически, уже при 50% остаточной прочности нить считают неработоспособной, в связи с чем нити, стабилизированные индивидуальным фенозаном-28 и композицией, включающей бензон ОА, выход(ят иэ строя уже через
4 месяца испытаний на открытом воздухе.
1- Фенозан — 28
0,1 б/цв.
0,2
175
f б/цв.
0;5
211
0,Ы и
247
2 Ластар БК
Фенозан 28
0,1
0,2
215 эанных в табл. 1 (п.п. 1-26) и табл.
2 (п.2). Компоненты тщательно перемешивают и смесь экструдируют при температурах по зонам 200 — 220 — 240 С.
Полученную "жилку" измельчают до гранул и на агрегате фирмы "Райфенхойзер при температурах экструдера по зонам от 240 до 280 С формуют мононить диаметром 0,2 мм, которую испытывают на свето-, термо- и атмосферостойкость.
Светостойкость нити определяют путем облучения ее Уф-светом на приборе ИС (ГОСТ 10761-64). Для облучения нить наматывают на специальные приспособления так, чтобы она располагалась вдоль лампы ЛДЦ-30 !3 (ГОСТ 6825-61> на длину 670 мм и соприкасалась с ее поверхностью при наложении приспособлений на лампы. Нитивыдерживаюг в приборе при 90%-ной влажности до начала разрушения (обрыв 20 ности). Светостойкость нити выражают временем ее облучения до разрушения в сутках.
Термостойкость определяют по времени прогревания моточков нити в часах в воздушном термостате при 3.50 С до начала разрушения (хрупкости).
Для этого нити в виде моточков диаметром 45-50 мм подвешивают на капроновых петлях на стеклянную палочку так, чтобы нити не соприкасались друг с другом и со стенками термостата.Температуру в термостате устанавливают предварительно.
Результаты испытаний представлены в табл. 1.
Атмосферостойкость определяют по сохранению прочности и удлинения нитей в процентах к исходным значениям
" после их экспозиции на открытом воздухе под углом 45О к горизонту с обра- 40 щением на юг. Результаты испытаний предст авлены в т абл. 2 .
Пример 2. К 5 кг порошкообразного полипропилена добавляют Топанол KA и ДЛТДП в количествах, ука- 4 эанных в и. 28 табл. 1. Смесь тщаСвето- и термостойкость полипропиленовых стабилизированных различными ко мононитей диаметром 0,20 мм, мпозициями Таблица
785331
0,3
217
0,2
1 0
223
0,2
0,1
182
0,1
0,1
238
0,5
241
0,5
0,3
254
0,8
0,3
303
0,3
0,2
0,3
195
012
0,3
198
192
0,3
0,2
0,3
190
° 1
0,2
0,3 б/цн.
196
0,3
203
0,2
0,3
212
0,2
0,3
210 ом2
0t 3
205
0,2
3 Ластар ВК
Фенозан 28
4- Ластар БК
Феноэан 28
5. Ластар БК
Феноэан 28
6 Ласт ар BK
Фенозан 28
7,Ластар BK
Феноэан 28
8 ° Ластар БК
Феноэан 28
9 Ластар СК
Фенозан 28
10 Ластар ФК
Фенозан 28
11 Ластар Мак
Фенозан 28
12 Ластар КапК
Фенозан 28
13 Ластар СтК
Феноз ан 2 И
14 Ластар ЩК
Фенозан 28
15 Ластар МК
Фенозан 28
16 Ластар ЯК
Фенозан 28
17 Ластар Г1(Феноэан 28
18 Ластар AK
Феноз ан 28
19 Ластар ПК
Фенозан 28
Продолжение табл.1
785331
10.0,3
ВВ
0,2
В>
0,3
198
0,2
195
0,3
0,2
0,3
235
0,2
2ь7
Ы4
0,3, 0,8
203
0,3
0,2
23Ы
0,3
0юЫ
242
Слабожелтый
0,3
0,3
0,5
233
Желтый
0,3
0,3
0,5
ДЛТДП
29 С-49 1
63
Бесветный
0,1
0,2
115
В!
0,5
30 С-491
0,5
20 Ластар СуК
Фенозан 2Ы
21 Ластар АзК
Фенозан 28
22 Ластар Себ.К
Феноэан 28
23 Ластар БК
Фенозан 22
24 Ластар БК
Феноэан 22
25 Ластар БК
Топанол KA
26 Ластар БК
Топанол KA
27 Тинувин 326
Топанол KA
ДЛТДП
28 Бензон OA
Топанол КА
Ирганокс 1010
Ирганокс 1010
Продолжение табл.1
49 203 сО с
CI
CO ь с
Ф
3О
Ю с
Ю,Ю Ф с ч-3 м
13Ъ с 3 м
Ю с
tll м
Ю с
OО
°:3
00 с
3 с
10 ч-3 с
° 13 х
Ю с м
1О
Ю с
ОЪ м
Ю с О
1 Ф с
% Ъ м
Ю с
Ю Г\
4 (6 х
Ю с
° 3
<с3 С0 ь с
1О
le (<
fl$ а ф
Cj н о х,о а
М х х
Э х х ч с
33Ъ
Ю с Ф
0Ъ
° Ф с м 0
D (Ч
13Ъ ь
3 х х (с3 с
M с3 (Ю
Э х
33Ъ с Ф
\О
D с мм
О1 3 с м с3 (с3 ( а, СЧ с
СЧ
lA .с3 с
D х х
° v а э
Ю с м
D -3.Ч с
Гс-
3Л с (с3
D с
lA ф
K а
Ц о о
А ъ
;а о х х
Х
Ос а 333
Щ х
СЧ с
D с.Ч
CO м с м
Ю 3Ъ с (ЧР Ф
° ф с
ОЪ еЧ х а
>Ъ х
l3j
Е х а
13 с Ф О о с
1О
D с ь
Ю -1
Ю с
О0 о
Ю с
СЧ
6 х
Э о, х о и х х о
И
Е о ь с
ОЪ ь
Ю с -3
D -Ч
cf с
% ь т 3
Ю с О
Зс
Ю с
1 с
О1
Й а х а
%-4 с
1 с
Ю
Ф-3
Ю с
Ct
D н
D с ь
Ю (D О ь
%-4 з х а
Е х о
Ц м с
ОЪ
v с с ю ь м с ь
3Ч с
М
b о з а о
60 (Ч х ф
6) о и о
Э в
Ц х ф
4 о
Еч х
33j э х в х ж о
333 и х
5 5 о3 хо ох
О0 хх
5а
В о
1 1 аех1 а эхоао
Ц Х ljj 6) ад33 .О Е 1 Х О
O,KVЦ1
785331
М 3Г) с с ю ь ь м е м с3 с с с с ю ь Ю ь
Ц х .о Э
Х М 3 Р3
4 l=t (л о и Р х
5 o e
785331
СЬН4СООН (СН > СООН при n - О-В
Формула изобретения
Составитель В. Балгии
Техред Н Ковалева . Корректор. О. Ковииская
Редактор П. Горькова
Тираж 549 Подписное
ВНИИПИ Государствеиидго комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, й-35, Раушская наб, д. 4/5
Заказ 8756/26
Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Полимерная композиция, включающая полипропилен, стабилизирующую добав.ку,стеарат кальция и фенольный антиоксидант, не содержащий серу, о тл и ч а ю щ а я c яR тTеeмM, что, с целью повышения свето- и термостойкости, в качестве стабилизирующей добавки она содержит соединение об@ей формулы
СН,Cq
<С СН, RCOOH NH, C=O, С СН
СНЗ СН 3 где R — алкил с числом атомов С от до 17, С6Н
С н ОН
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
$ 1. "Вспомогательные вещества для полимерных материалов". М., Химия ,1966, с. 54-59.
2. Стабилизаторы, ускорители, 10 агенты вчлкаиизации, порообразователи эа рубежом."Тамбовская правда, 1972, с. 266, 283.
1ц
3. Материалы всесоюзной коиферении "Сиитеэ и исследование эффектив)5 ности химикатов для полимерных матеРиалов" i Тамбов, 197 0, вып . 4.
4. Авторское свидетельство СССР
9645356 кл. С 07 D 211/58 1976 (прототип).