Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

С.Ф.11аумова, И.В.Балнкина, З.И.Лк и Т.Н.Болбатунова (72) Авторы изобретения (7I) Заявитель

Институт физико-органической химии (54) ПОЛИИЕРНЛЧ КОИПОЗИЦИЧ

К Ю R

> -©-" -© (1 бн я н бн + бк Ян бнз . бнз 3

20-75% 11,5 — 12%

+ Oo- QQ

1,5-2%

Изобретение относится к получению полиэтилена, обладающего повьппенной термо- и светостабильностью.

Стабилизированные композиции полиэтилена применяются в электротехнической, в том числе, кабельной про3 мннленности.

Известны ароматические амины, использующиеся в качестве антиоксидантов для стабилизации полиолефинов Pl).

Известно использование производных дифениламина общей формулы

Эти моно- и дизамещенные продукты получены алкилированием дифениламина в условиях .реакции ФриделяКрафтса.

Однако указанные стабилизаторы окрашивают полимер и недостаточно эффективны.

Смесь продуктов алкилирования дифениламина стиролом L4l дифенамом С

897800

S0 защицает резины от термоокислительного и озонного старения и разрушения при многократных деформациях, к тому же пассивирует действие солей металлов переменной валентности.

Однако производ»»ь»е дифениламина, в частности продукты алкилирования его стиролом, имеют ряд существеннь»х недостатков: их красновато-коричневьп» цвет влияет на окраску стаби- 10 лизированной композиции полиэтилена, которая приобретает темный цвет, а высокая вязкость продуктов алкилирования дифениламина стиролом затрудняет технологический процесс 15 их введения в полимер.

Наиболее близкой к предлагаемой является композиция, включающая

ПЭ и наиболее распространенный для стабилизации полиэтилена N Ч -ди- ф — gg

-нафтил-rl-фенилендиамин диафен

Н,Н (5).

Однако он имеет существенные недостатки: окрашивает полимер и недостаточно эффективно защицает полиэтилен от термоокислительного старения.

Цель изобретения — повышение устойчивости полиэтилена к свето- и термоокислительной деструкции. 36

Цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая ПЭ и стабилизатор, в качестве последнего содержит продукт взаимодействия дифениламина, алкилированного стиролом, с формальдегидом с t пл. 5560 С (д»»фенам 2С) при следуюцем соотношении компонентов, вес.7: полиэтилен 99,7-99,9, дифенам 2С 0,10,3.

Дифенам 2С получают конденсацией смеси продуктов алкилирования дифениламина стиролом по Фриделю-Крафтсу с формальдегидом.

П р е р. В реакционный сосуд, снабженньп» механической мешалкой и обратным холодильником, помещают

85 r (0,503 моль) дифениламина и

105 г (1,01 моль) свежеперегнанного стирола. Смесь нагревают до

80-90 С и перемешивают до полного растворения ДФА, затем добавляют катализатор AlCl в количестве 4,2 r (5X к весу дифениламина). Реакционную массу термостатируют при тцательном перемешивании при 80-90 С

5S в течение 60 ч. Затем реакционную массу растворяют в толуоле при 80 С, о охлаждает до 60 С, добавляют дистиллирован»»ую воду, промывая толуольный раствор до нейтральной реакции. Толуол и непрореагировавшие исходные продукты отгоняют под вакуумом. Выход смеси продуктов алкилирования дифенила»»ина стиролом составил

98,7Х. (187,5 г) в расчете на исходные продукты.

Продукт алкилирования дифениламина стиролом в количестве 22,7 г (0,06 моль) ) помецают в реакционньш сосуд, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, добавляют 2,7 г (0,028 моль) формальдегида (317.-ный водный раствор) и 0,46 r соляной кислоты (2X от веса исходных продуктов). Смесь нагревают до 135 С, затем о охлаждают до 110 С и перемешивают

6 ч при 105-110 С. Затем реакционную массу охлаждают, растворяют в эфире и переносят в делительную воронку.

Эфирный раствор нейтрализуют 107.-ным раствором бикарбоната натрия и промывают дистиллированной водой до нейтральной среды. Затем эфир вакуумируют, продукт высушивают до Постоянного веса. Выход продукта конденсации составляет 22,2 г.(96,3Z на исход»»ь»е вецества). Полученный продукт конденсации — порошкообразное вещество светло-коричневого цвета, плавится в интервале 55-60 С, орастворяется в эфире, ацетоне, бензоле.

Смесь полученных продуктов конденсации обладает эффективным стабилизируюцим действием от светои термоокислительного старения полиэтилена. Способ введения стабилизатора не вызывает технологических затруднений и может быть осуществлен на вальцах или других смесителях.

Пример 1. Стабилизатор— дифена»» 2С вводят в полиэтилен в количестве 0,1-0,3Х от массы композиции. Смешение проводят в смесителе

Бенбери емкостью 1800 мл при 130135 С в течение 4-5 мин. Полученные образцы стабилизированных композиций проверяют на термоокислительное старение на вальцах при 160 С в течео ние 8-!6 ч. Из вальцованных различное время смесей прессованием готовят образцы для физико-механических испытаний: определение тангенса угла диэлектрических потерь, индекса текучести расплава, относительного удлинения. Для сравнения в этих

8978 же условиях испытана композиция полиэтилена, стабилизированная диафеном Н,Н.

Результаты изменения свойств композиций полиэтилена, стабилизирован- 5 ных дифенамом 2С и диафеном Н,Н представлены в таблице.

Пример 2. Стойкость к световону старению образцов полиэтилена, стабилизированного дифенамом 2С или бенэоном ОА была исследована на образцах размером 120х10к! мм путем выдержки их в камере, в центре которой установлена ртутно-кварцевая лампа ПРК-2. Внутри камеры врацается барабан со скоростью 10 об/мин.

Испытуемые образцы закрепляют с помоцью прижимных планок на внутренней поверхности барабана на расстоянии 200 глм от лампы. Внутри камеры 20 на уровне образцов поддерживают температуру воздуха 50@5 С, освеценность поверхности образцов, измеренная по люксметру И-6, 20 000+20 лк.

При введении дифенама 2С в количестве 0 1Х к полимеру тангенс угла диэлектрических потерь композиции после вальцевания в течение

16 ч увеличивается в семнадцать раз, а при стабилизации полиэтилена диафе- 30 ном Н Н в том zce количестве к полимеру и в тех же условиях в 51 раз.

В композициях, стабиливированных дифенамом 2С и диафеном Н,Н в колиИспытание на хрупкость при

-70 С после облучения лампой ПРК-2М

Механические свойства

tgd и О

Индекс текучести расплава

2,16 г/

10 мин

Время вальПредел прочности при ,растяжении мГс/см

Относи тельно

Предел прочности при растяже нии кГс/см цеваКомпозиция ния, ч удлине ние, Х

ПЭ 10802-020 Исх. 1,7 0,8 117

563

0,8 !21

592

+0,1Х дифена- 8 ма 2С

1,5

480

Не:. теч, 17, О 116

590 Соответствует

ГОСТУ после

586 200 ч облучения

585

126

101

+О,ЗХ дифена- 8 ма 2С

124

2,5

2,!

102

125

12 2,2 1,4

16 2,2 l,4

583!

127

ПЭ 10902-020 Исх. 2, 2 2,2

00 С

1 чествах 0,1Х к полимеру, относительное удлинение после вальцеванил в течение 16 ч уменьшается на 14Х и 77Х соответственно °

Композиции полиэтилена, стабилизированные О,ЗХ дифенама 2С, не меняют физико-механических свойств после вальцевания при 160оС в течение 16 ч.

Следует отметить, что композиция полиэтилена с диафеном Н,Н является темной, а композиция. стабилизированная дифенамом 2С, светлая и ее цвет не меняется при длительной вальцевании.

Стабилизированная дифенамом 2С (О,ЗХ к полимеру) композиция полиэтилена обеспечивает защиту полимера от светового старения более 200 ч.

Для стабилизации полиэтилена от светового старения по ГОСТУ вводится бензон ОА в концентрации 0,5Х к полимеру, и композиция должна обеспечить защиту полиэтилена в течение 150 ч.

Таким образом из результатов испытаний композиций полиэтилена видно, что дифенам 2С, используемый в качестве стабилизатора полиэтилена от термоокислительного и светового старения, обладает более высокой ингибирующей эффективностью в случае термостарения, чем диафен

Н,Н, и бензон ОЛ, в случае светостарения.

897800

Продолжение таблицы

tg .010 Механические свойства

Время вальцев Индекс те кучес ти расплава

2,16 г/

10 мин

Испытание на хрупкость при

70 С после облучения лам-. пой ПРК-2М

Предел прочности при . растяжении мГс/см

Относительное

Предел прочности при растяжении кГс/см

Композиция ния, удлинение, Ж

2,3 1,5 120

ПЭ 10802-020 Исх.

104 555

103 550

105 126

Не соответствует ГОСТУ после 150 ч

+0,1Ж диЬфе-. 8 на N N

1,7 122

5l 0 105

2,9

Не теч.

ПЭ 10802-020

+0,5% бейзона О .

Бензон ОЛ не является термостабилизатором полиэтилена против термоокислительного старения

Соответствуг ет ГОСТУ пос ле 150 ч с формальдегидом

Составитель Л. Кулакова

Редактор H.Êèíòóëèíåö Техред С. Мигунова К о р р e p >. о р () . Б и.1! Я к

Заказ 11871/34 Тираж 511 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, аушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, Формула изобретения

Полимерная композиция, включающая полиэтилен и стабилизатор, о т л ич а ю ц а я с я тем, что, с целью повышения устойчивости к светои термоокислительной деструкции, в качестве стабилизатора она содержит продукт конденсации дифениламина, алкилированного стиролом, с формальдегидом с t пл.55-60 С при

0 следующем соотношении компонентов, вес.Ж:

Полиэтилен 99,7-99,9

Продукт конденсации дифениламина алкилированного стиролом, 0,1-0,3

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Фойгт И. Стабилизация синтетических полимеров против действия света и тепла. Л., "Химия", 1972, с. 226.

2. Патент СНЛ ¹ 2419735, кл . 252-401, опублик. 1947.

3. Патент СНЛ № 2776994, кл. 260-576, опублик. 1957.

4. Химические добавки к полимерам (справочник)М., "Химия", 1973, с. 24.

5. Патент CUA № 2820775, кл. 260-45.95, опублик. 1968.