Полимерная композиция
Патент 897801
Авторы
Полимерная композиция
Иллюстрации
Реферат
М и Т.Н.Болботунова
° ИХ (72) Авторы изобретения
Институт физико-органической химии АН (7) ) Заявитель (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ бн, NH бн з (НЗ
70 — 75 /
Изобретение относится к получению полиэтилена, обладающего повышенной термо- и светостабильностью.
Стабилизированные композиции полиэтилена (ПЭ) находят широкое приме5 нение в электротехническои, в том числе кабельной промышленности.
Для стабилизации полиолефинов широко используют в качестве анти-
30 оксидантов ароматические амиы 1 .
Однако они окрашивают полимер и недостаточно эффективны.
Известна также композиция, где для стабилизации полимеров применя ется дифенам С вЂ” смесь продуктов алкилирования дифениламина стиролом (2 j.
Этот стабилизатор
897801
1$ защищает резины от термоокислительного и озонного старения и разрушения при многократных деформациях, к тому же пассивирует действие солей металлов переменной валентности
Однако производные дифениламина, в частности продукты алкилирования его стиролом, имеют ряд существенных недостатков: их красновато-коричневый цвет влияет на окраску стабилизированной композиции полиэтилена, которая приобретает темный цвет, а высокая вязкость продуктов алкилирования дифениламина стиролом затрудняет технологический процесс их введения в полимер.
Наиболее близкой к предлагаемой является композиция, включающая
ПЭ и наиболее распространенный в промышленности для стабилизации полиэтилена N N-ди-ф-нафтил-и-фенилендиамин (диафен Н Н).
Однако диафен Н Н окрашивает полиэтилен в темный цвет и недостаточно эффективно защищает полиэтилен от термоокислительного старения (3 ).
Цель изобретения — повышение устойчивости полиэтилена к свето- и термоокислительной деструкции.
Цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая ПЭ и стабилизатор, в качестве последнего содержит продукт конденсации дифениламина, алкилированного 1,2-дигидронафталином, с формальдегидом (дифенам 2Д) с Т пл. 65-69 С при следующем соотношении компонентов, вес.%:
Полиэтилен 99, 7-99,9
Дифенам 2Д 0,1-0,3
Дифенам 2Д получают конденсацией продуктов алкилирования дифениламина 1,2-дигидронафталином по Фриделю-Крафтсу с формальдегидом.
В реакционный сосуд, снабженный механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 6,5.r (0,039 моль) дифениламина и 10 г (0,077 моль) 1,2-дигидронафталина.
Смесь нагревают до полного растворения дифениламина, затем добавляют катализатор А1С1 в количестве 0,5 r (5% от веса 1,2-дигидронафталина). Реакционную массу тер. мостатируют при тщательном перемешивании при 70-80 С в течение
14 ч. Продукт растворяюг в толуоле
3,0
И
40 при 80оС, охлаждают дп 60оС и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции. Толуол и непрореагировавшие исходные продукты отгоняют под вакуумом. Вес полученного продукта алкилирования составляет 160 г (97%). Получено смолообразное вещество бурого цвета, растворимое в эфире, толуоле, бензоле. Продукт реакции представляет собой смесь моно- и дизамещенных дифениламинов.
В реакционный сосуд, снабженный механической мешалкой, обратным холодильником и капельной воронкой, помещают 7,5 r (0,018 моль) продукта алкилирования дифениламина 1,2-дигидронафталином, 0,83 г (0,009моль) формальдегида (31%-ный водный раствор) и добавляют 0,15 r соляной кислоты (2% от веса исходных продуктов). Смесь нагревают до 135оС, затем охлаждают до 110 С и перемешио вают б ч при 105-110 С. Далее реакционную смесь охлаждают, растворяют в эфире и переносят в делительную воронку. Эфирный раствор нейтрализуют
10%-ным водным раствором бикарбо— ната натрия и промывают дистиллированной водой до нейтральной реакции.
Отгоняют эфир, остаток высушивают до постоянного веса. Выход продукта конденсации составляет 7,7 г (100% на исходные продукты). Полученный продукт конденсации представляет собой светло окрашеное порошкообразное вещество, которое плавится в интервале 65-69 С, растворимое в эфире, бензоле, ацетоне.
Продукты конденсации дифениламина, алкилированного 1,2-дигидронафталином, с формальдегидом обладают эффективным стабилизирующим действием от свето- и термоокислительного старения полиэтилена. Способ введения стабилизатора не вызывает технологических затруднений и может быть осуществлен на вальцах или других смесителях.
Пример 1. Стабилизатор — дифенам 2Д вводят в полиэтилен в количестве 0,1-0,3% от массы композиции °
Смешение проводят в смесителе Бенбери емкостью 1800 мл при 130-!35 С в течение 4-5 мин. Полученные образцы стабилизированных композиций проверяют на термоокислительное старение на вальцах при 160 С в течение 16 ч.
Из вальцованных различное время образцов прессованием готовят образцы для физико-механических испытаний. проводят определение тангенса угла диэлектрических потерь; индекса текучести расплава, предела прочности растяжения, предела текучести расплава, относительного удлинения. Для
625
124
1,6
1, 5
ПЭ 10802-029+
0,1% дифенама 2Д исх.
588
103
121
1,5
583
108
2,1
1,8
582
1,6
101
132
ПЭ 10802-020+
0,37 дифенама 2Д
2,1
2,0 исх.
2,0
2,2
1,5
2,0
2,1
2,0
2,0
104
1/6
555
120
2,3 1,5
ПЭ 10802-020+
0,17. диафена Н Н
550
103
12-2
1,7
2„9
2,9
570
120
2,6
l 20
126
105
Не выте- 51,0 кает
105
П р и м е ч а н и е: Температура вальцевания 160оС. ростью 10 об/мин. Испытуемые образцы закрепляют с помощью прижимных планок на внутренней поверхности барабана на расстоянии 200 мм от лампы. Внутри камеры на уровне образцов поддерживается температура воздуха 50+5 С, освещенность поН верхности образцов, измеренная по люксметру Ю-6, 20000120 лк.
Так композиция полиэтилена, стабилизированная дифенамом 2Д (в коПример 2. Стойкость к световому старению образца полиэтилена, стабилизированного дифенамом 2Д и бензоном OA (применяется в промьппленности в качестве стабилизатора полиэтилена от светового старения), исследована на образцах размером
120 10 1 мм путем выдержки их в камере, в центре которой установлена ртутно-кварцевая лампа ПРК-2. Внутри камеры вращается барабан со ско7801 4 сравнения в этих же условиях была испытана композиция полиэтилена, стабилизированная диафеном Н Н.
5 Результаты изменения свойств ком» позиций полиэтилена, стабилизированных дифенамом 2Д и диафеном Н Н,,представлены в таблице.
7801
Формула изобретения
7 89 личестве 0,1 и 0,3% к полимеру), сохраняет свои физико-механические свойства после вальцевания в течение
16 ч при 160 С, в то время как введение 0,1% диафена Н Н защищает по" лиэтилен в тех же условиях испытаний лишь в течение 8 ч.
Следует отметить, что композиция полиэтилена, стабилизированная диафеном Н Н является темной, а композиция, стабилизированная дифенамом
2Д светлая, и ее цвет не изменяется при длительном вальцевании.
Стабилизированные дифенамом 2Д (0,3% к весу полимера) композиции полиэтилена обеспечивают защиту полимера от светового старения более
200 ч-. Следует:отметить, что но ГОСТУ для стабилизации полиэтйлена от светового старения вводится бензон ОА в концентрации О;5% к полимеру и композиция" дЬляща обеспечить защиту полиэтилена в течение 150 ч.
Из результатов испытаний. видно, что смесь продуктов конденсации дифениламина алкилированного 1,2-дигидронафталином, с формальдегидом, используемые в качестве стабилиза тора. полиэтилена от термоокислительного и светового старения, обладает более высокой ингибирующей эффективностью, чем диафен Н,Н в случае термостарения и бензон OA в случае светостарения.
Полимерная композиция, включающая полиэтилен и стабилизатор, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости к свето- и,термоокислительной деструкЮ ции, в качестве стабилизатора она содержит продукт конденсации дифениламина, алкилированного 1,2-дигидронафталином, с формальдегидом с пл. при 65-69 С при следуИ ющем соотношении компонентов, вес.%:
Полиэтилен 99,7-99,9
Продукт конденсации дифениламина, алкилированного
20 1,2-дигидронафталином, с формальдегидом 0,1-0,3.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Фойгт И. Стабилизация синте33 тических полимеров против действия света и тепла. Л., "Химия", 1972, с. 226.
2. Химические добавки к полимерам. Справочник. М., "Химия". йо 1973, с. 24.
3. Патент США 2820775, кл. 260-4595, опублик. 1968.
Составитель А.Кулакова
Редактор Н.Киштулинец Техред А. Савка Корректор О.Билак
Заказ 11871/34 Тираж 511 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета ССС1 по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж-35,,Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4