Полимерная композиция
Патент 825562
Авторы
Полимерная композиция
Иллюстрации
Реферат
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТИЛЬСТВУ
Союз Советскик
Социалистическик
Республик
=e (61) Дополнительное к asr. саид-ву— (22) Заявлено 180178 (21)2581319/23-05 (1)И
С 08 L 23/06
С 08 К 5/17 с присоединением заявки М(23) Приоритет—
Государственный комитет
СССР но делам изобретений и открытий
Опубликовано 300481. Бюллетень Н9 16
Дата опубликования описания 300481 (53) УДК678. 742.г. .048.25 (088.8) (72) Авторы изобретения ,И.A.Ìàìåäoâ, М.М.Гаджиев, З.К.Багирова и A.Ê.Üõìåäîâ
1
Азербайджанский государственный ордена Трудового
Красного Знамени университет им. С.М.Кирова (71) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ
ОН (сн. ) с- -с(снз)
Изобретение относится к полимерным композициям на основе полиэтилена.
Известно, что полиолефины, в частности полиэтилен, при переработке и эксплуатации под влиянием высоких температур, солнечной радиации, кислорода и других внешних факторов теряют свои физико-механические, физико-химические и реологические свойства.
Для устранения этих недостатков в их состав вводятся стабилизирующие добавки, относящиеся к различным 15 классам органических соединений.
Известны полимерные композиции, содержащие в качестве стабилизаторов аминофенолы, например, й-втор. алкил-п-аминофенолы (1).
Однако эти продукты эффективны, в основном, для синтетических каучуков.
Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности и достигаемому эффекту является полимерная композиция, содержащая полиэтилен и в качестве стабилизатора 2,2 -метиленбис (4 метил-6 трет. бутилфенол)-бис-алкофен БЛ.
Эта композиция характеризуется относительно неплохой термостабильностью (2).
Однако композиция неустойчива при светотермостарении.
Цель изобретения — повышение термо- и светостабильности композиции.
Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, включающая полиэтилен и фенольный стабилизатор в качестве стабилизатора содержит 2,6-дитренбутил-4-бутил-аминометилфенол (обозначаемое далее АГУ77) при следующем соотношении компонентов, вес.В:
Полиэтилен 98,7-99,9
2,6-дитретбутил-4-бутиламинометилфенол 0,1-1,3
Соединения описываются следующей структурной формулой снз-NH-с4Н9
Указанное соединение синтезируют следующим образом.
825562
100 5О
10-15
В реакционную колбу, снабженную механической мешалкой, обратным холо" дильником и термометром, помещают
21 г 2,6-днтрет-. бутилфенола, 3 r параформа и 30 мл этилового спирта.
Получив после перемешивания однородную массу, по каплям прибавляют 8 г бутнламина. Смесь перемешивают при
0-5 С в течение 1 ч, после чего тем-, о пературу постепенно доводят до 40 С и оставляют 1 ч. Затем реакционную смесь промывают водой до нейтральной реакции, высушивают и перегоняют под вакуумом, получают 21 г (65 ) 2,6-дитретбутил-4-бутиламинометилфенол.
Пример 1. Композицию готовят на основе полиэтилена низкой 1$ плотности (ПЭНП) марки 15802-020.
Характеристика исходного полиэтилена:
Плотность, г/см 0,92
Разрушающее напряжение 26 при растяжении,. кг/см 148
Предел текучести при растяжении, кг/см 92
Относительное удлинение при разрыве, % 680 2
Индекс текучести расплава, г/10 мнн 1,08
ЭФфективная вязкость расплава, Пз 25000
Эффективность действия 2„6-дитретбутил-4-бутиламинометилфенола в качестве стабилизатора и модифицирующего агента в составе полиэтилена определяют при искусственном старении образцов композиции в аппарате искусственной погоды "ИП-1"3", З5 светостарения в камере с лампами
ПРК по ГОСТУ 16337-70, термомеханическими испытаниями на вальцах.
В качестве эталона испытывают композиции полиэтилена с промышленными 4О стабилизаторами: Сантанокс, Висалкофен БП, Диафен Ф.П.
Свето- и искусственное старение образцов композиции.
Из композиций полиэтилена методом прессования, в прессформах по ГОСТУ
12019-66 изготавливают пластины по
ГОСТУ 16337-70 при режиме1
Температура прессования, С
Давление прессования, кг/см 2
Время прессования, мин
Условия охлаждения под давлением, С до 40
Из прессованных пленок вырубают лопа гки, часть которых испытывают до старЬния, а остальную часть поыещают в аппарарат искусственной погоды (марки ИП-1-3), для ускоренного искусственного старения (ГОСТ 10226-68) и в камеру с лампами ПРК для фотоста- 60 рения (ГОСТ 16337-70).
Режим при искусственном старении.
Создают искусственную погоду при 60-70 С. В камере везерометра (ИП-1-3) поддерживают повышенную влажность,$$ достигаемую периодическим орошением в течение одной минуты камеры через каждые 8 мин.
Термомеханическое испытание образцов композиции на старение в условиях переработки.
По ГОСТУ 16337-70, 200 г композиции иэ полиэтилена подвергают вальцеванию в течение 24 ч по следующему режиму:
Температура вальцевания 160 С
Скорость вращения ведущего валка 30 об/мин
Фрикция вальков 1г1,2
Полотно композиции подрезают непрерывно. Из вальцованного полотна прессуют пластины по режиму, указанному выше.
После старения образцы испытывают на разрывных машинах РМИ-60, РИИ-250, приборе ИИРТ (ротометр) и на приборе
"Тангенс-2" по следующим показателям: разрушающее напряжение (бр, кг/см ), относительное удлинение при разрыве (E, %); индекс текучести расплава (Ъ, r/10 мин) по ГОСТУ 11645-65 и тангенс угла диэлектрических потерь (tg д ) при 10 Гц. Образцы подвергают фото- и искусственному старению, после чего образцы извлекают из камеры и испытывают.
Результаты испытаний приведены в табл. 1.
Относительное удлинение полиэтилена с промышленными стабилизаторами, при старении — соответственно 500 ч в аппарате ИП-1-3 и 24 ч на вальцах, подвергается значительному изменению, в большинстве случаев полностью разрушается (изменяется от 700 до ОФ), в то время как с предлагаемым соединением 0,015-0,030 г.мол/кг, изменение относительного удлинения образцов композиции незначительно, от 720% до 4603.
Величина индекса текучести расплава из предлагаемой композиции, после 50-часового испытания в аппарате
ИП-1-3 и 24-часового вальцевания, находится соответственно в пределах
0,14 - 050 и 0,04 — 0,22, в то время как изменение индекса текучести расплава промышленных композиций доходит до 80 pas при искусственном старении полностью отсутствует текучесть при вальцевании.
Величина тангенса угла диэлектрических потерь после 16-часового вальцевания, предлагаемой композиции увеличивается в 4 раза, тогда как у промышленных композиций, постоянно.
Пример 2. Композицию готовят на основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) марки 20606-012 по
ГОСТУ 16338-70 °
Характеристика исходного полиэтилена:
Плотность, кг/см 0,952
Кристалличность, Ъ 75-76
825562
252
712
Температура хрупкости, С, не въаае 130
Разрушающая напряхення, кг/см +
Относительное удлинение при разрыве, Ф
Индекс текучести расплава, г/10 мин 1,1
Изменение свойств композиции изучают при свето-, термо- (в условиях искусственной погоды и высокотемцературном (в условиях переработки) старении образцов полиэтилена, содераащих различные стабилизаторы.
Из композиций методом прессования (ГОСТ 16337-70) в пресс-формах по
ГОСТУ 12019-66 изготавливают пленку по ГОСТУ 16337-70 при рехиме:
Температура прессования, С 150
Давление прессования, кг/см" 200 3©
Время прессования, мин 15-20 и охлахдавт под давлением до 40 С.
Из прессованных пленок вырубают лопатки, часть которых испытывали до старения (ГОСТ 262-53), а остальную часть помещали в аппарат искусственной погоды для ускоренного термостарения.
Данные по изменению физико-механических и реологических показателей композиции на основе полиэтилена высокой плотности приведены в табл. 2.
Таким образом, предлагаемое соединение АГУ-77 при концентрациях 0,1-1,3 вес.В эффективно улучшает физико-механические и реологические показатели полиэтилена и по своим модифицирующим и стабилизирующим свой-ствам превосходит промааленные соединения, введенных в состав полиэтилена в этих концентрациях.
825562
I 1 1
1 1
I 1 1
1
I !
1
1
»О I н»
О !
I
1
I
I
I Ю
1»А !
I
1
I
I
1:
С»! СЧ
1— е х е !
» х
Ц о
1 м о с
Ю сс! ф
»-» Н» с о о
1
1
1
1 !
1 !
1
1
I !
I
I ! !
un е
Ь»0
I Х Х х ! r6
I Х е х
$»0 о н
Д
0. r: е
С0 о х о о м ф с с ф СО м с с!»
Ю ф
С»1
С»! с о
»О сс» сч м с с о о с 4 I
»О 1 с 1 о
Ю I
»3 1
»О I
I ф 1 (! 1
»-1
I
I
СЧ
1 ч о
»0» lA с о о!
I
1
I
I и
I (L
1 Ы I
1!
ll
»»Х
»0
Ц о о м о о
С»! CO Ф с!»
Е! ЕО х е» х
I
1
Ф
Ф
СЧ с
С»!
»3» LA с
Сс СЧ
С4 с
CcI м»0» с с
»»3 С»!
Нl М с с (»I СЧ
I o
I н»
I и 4 !
I
I W»»»»
Г н
1О с н»
СЧ Нс о с н с»!
»-» н
СЧ М с
Н1 Н
I
1 — "1 (U х
Х и е
Ф х х
»О
Х.
Е
I о х
С»!
»О»1»
»О СО
01
I I c U
1!(04 ! М I Х
1 !
1
I !
I
I
I х
e х о
Ц 4 о е
Е 0)0) я ню х>х а,е о
ОХ4Е
4 «d»с! !0
1 1 I е х е
0»0 Я
Н»0Д хн>, еаза ц х
Х К 0! охх
ХЦЦ л
Н» СО с о о
00 СО с
Ю Н н с о н с
00 СО с с о м с
»-»
6 ). х о н х х Ц: V
+О
Он. !х р
0 х д
»
5 м\
P4х.
+ н е ж e
II1 Î х х х «»
Q Е! р!
„- „lo
О Х хе сс ,С), И ж ео
g(Н!
+о !.» !» ж \
111»
4 ж
О1 х х
1-» н е о о х х
0 е о
1-» Г
»0 а с0 ео
Х Х
S х х
Х и
QI
0 х.
4 о !
» о е а
I !
I
I
1 !
1
I
1
1
1
I !
I
I
l
1
i !
I
I
I
I !
I
I !
1 х х (D
0 е
1-» о
1 и о
И х ж
1 х о
E о
Х
»0
Х х н о х а е (-» п5
0 х
1 х о !
»
Е о е х х
Ц
2 х
Ц о
Х о
I х
Х С0 ц н х v
m o о и х
Е 01Х о хк е 2 е н ц ха о х а,4 ее о них
2 х !
»»О С0 о о ж С0 Х
1, и
1 0»»1
I . !
»о
I 1
СЧ»З»
»О»О»О
С»1»О СО
О I I
»3» Н 00
Ю Сч С»3 с с о о о о
O I 1 1
Ю 1 I о о о о о о о о о о ю
o о о
Н1»!» о о ю о о о
О СО»О»»!
Л CO
С 1 Л с с с
С»!» С»! С»!
CO Н С»1 СЦ
О Е,1 с с с-1 O
О .1 СЧ О
00 Ф СЧ
Н1 »О »О Л
Н» l М1 с с с о о ч
1 1 I
I 1 1 о о о о о о о о о сс» о о о о
CO СМ
»Ф N с н! н»
Нl
С»l Нс ю»o нс с с с о о о.
1 1 1
1 l о о о ю
0Q о о
0О о о о сч ф Iс. Ю
СО ID СО
О»»O Ю
М»A с с о о о
СЧ ct Ю
М СО СЧ
»О СО (»l сс с!» с!»
Н» Н! НС Ф Г! СЧ
Ю rl (»I с с с о о о
o o
СЧ»О СЧ
»1»
СО LA С»1 л- сп
825562
1
1
1 !
1
1 !
1
1
Ю 1
<ч
I
f- I с о
l
»
»
» л»
«-» м
1 1 !4 м 1 х 1! о»
Ul I
I a. ! о в о
О N»t»
«с» «-»
«O N
«-» сч
1 р 1
1 t
Г !
1 Х 1 1
1 I 1 ш
Г 1
I ц
I Q
I м н» о о о с с с о о о
О .» Ф
«-» м с с о о
1 ь и»
1
«-» t ч н а
Ю ОЪ
Ю 1О
1 а» м 1О
СЧ N о о а о о о
«.»
»ч с о м ь
О «-» с о ю о о о
Ю ь» и> м о о о о о о
N I
I с м
О .» 1 о 1.с
Ю 1
1 о
Ф
»Ч N 1
<ч н
dl (О с с
«О Ф
Ю с о о о
О1» м ь с о а т-4 Ф о о
Q с с о о
»ll CO м а Ф м
N о а о е ь о ю
Ф 00 ОО
le
° «» «м сч
С0 н «-»
»ч ch о м м1
«Ч «.«
СЧ I
m o о
«»ч, ! «1
I la
1 с»:»
C7) и
«-» N с с
СЧ N м с
<с» о «» сч с с с (Ч СЧ N! х
e t !х
2 1 IX
Х I 41 х» - !ю
e I r> I
Ц»
N cP
«» тЧ с н о Ф ь с с н
m ч» о
» <ч ь
\ с с
««««» «»
«« с
» в н е4 РЪ (с»с о м о
Itl 1 »
t t »
»«! с ,»»» Иж
Ц « о х М
О l a-413 м»Ь х!и
» 1
1
I
I
1 ! х
»»» I
Io o
1И !»
1Ф t»I
1З О х х +
»» х ф tf, do
Ц:) ° х:»юо
oct e
x o o t»»! м с
«» I
1
I
I
1
l
1 !
» ю
° » «O с с о о
«-» с
Ю со «О
\ с о н co e с с с о о»
uX Cl
IA»»3
+ х
»!» ф
l
t
»
1
t
1 !
I !
»
1
1
l
1
1
1
1
1
l и 6 лхо
О 4 eî о е
1 х ах х! фо х! е4х ф 1 х L x а! *me ф 1 ф»t»
I tt» t
utz o и о ф! ох>
1ИИХ о о e
t 1 х
1 Х
Х 1 Е а. а
I «б >«»
Х 1»» Е» I
m l OV»оtоОм
И I »» Г-юм
I ф «»Р с хоо х»С»» »
I ф I ——
I х 1 н»
o t х 1 а 1 ф 1
»» 1
1 1 ф I а t к
»»t t u х х г
1 ф ох
1 Х ф 1 о 11
1 ф»»
1 Х Ц I
1 х ф
Х»»» 1
1 ф I
Хф»
» Е х I ! Д. I оф»
1 E Х ах»
1 ф»»» I
1 Е» I» 1
N d«Г Ъ
Ю (с» (Ч
«. ° «" » «-» Ф «»
О N»Ч с с с
О О Ю Ю о о о о а о а ю о о о о
o o а о о о о а о о о о
I
1 о » <ч м с с с с
СЧ N <с» СЧ (Ч O 1" О
ah»» ь ь
N»Ч»Ч»Ч
1 о » а о м м в ь m e ь м
СЧ N N N N N 1
825562
98,7-99,9
0,1-1,3
Полиэтилен
2,6-дитретбутил-4-бутиламинометилфенол
Формула ..изобретения
Составитель В.Балгин
Редактор H.Кузнецова ТехредЗ. Фанта Корректор Н.Швыдкая
Эаказ 2560/81 Тираж 530 Подписное
BHHHfIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4
Полимерная композиция, включающая полиэтилен и фенольный стабилизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения термо- и светостабильности композиции, она содержит
s качестве фенольного стабилизатора
2,6-дитретбутнл-4-бутиламинометилфенол при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент США Ю 2960487, кл. 260-45.9, опублик. 1960.
2. Справочник по пластическим массам. Под ред. В.М.Катаева и др., щ т. 1, М., "Химия", 1975, с. 384-385 (прототип).