Стабилизированная композиция на основе термопластичного полимера
Союз Советских
Социалистииеских
Республик
334230
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”
М. Кл. С 08f 45)58
Заявлено 27.1.1970 (№ 1399113/23-5) с присоединением заявки.№ — .Государственный комитет
Совета Миниотрое СССР
30 делам изобретений и открытий
Приоритет—
УДК 678.048.5 (088.8) Опубликовано 29.V.1973. Бюллетень № 25
Дата опубликования описания,24Х.1974
Авторы изобретения
А. А. Козодой, Л. К. Сотникова, Е. Н. Матвеева, Е. Ф. Бурмистров, Л. А. Скрипко, С. С. Хинькис, А. T. Емельянова и 3. И. Кириллова
Заявитель
СТАБИЛИЗИРОВАННАЯ КОМПОЗИЦИЯ НА ОСНОВЕ
ТЕРМОПЛАСТИЧНОГО ПОЛИМЕРА
C 0 — СН СН вЂ” СН вЂ” P С г — г
ОН рН 0
Изобретение относится к стабилизирован ным термопластичным полимерным композициям,. например., на основе полиэтилена или полистирола, или полимера 3,3-бис (хлорме-тил)-оксациклобутана (пентапласт).
Такие "коъптозиции могут быть использова,ны для получения светостойк их .изделий.
Известны стабилизированные коатпозиции на основе полиолефинов, полистирола,и пен,. тапласта, которые включают в качестве стабилизаторов вещества производные оксибензофенона.
Преимуществом стабилизаторов из классаокси бензофенонов является высокая эффективность их светозащитного действия,и хорошая--совместимость -с полимерамм.
Однако такие соединения придают нежелательную желтую окраску полимерам или из. делиям (особенно мз полиэтилена высокой и является продуктом хонденсации 2,4-диоксибензофенона,и дихлоргидрина глицерина.
Способ получения предлагаемой композиции технологически прост.
В отличие от бензона ОА, который синтеплотности, полученного на каталттзатор J Y
Ц,иглера) . !
Кроме того, для синтеза известных бензо- феноновых стабилизаторов применяются такие дефицитные вещества, как резорцин, бензоилхлорид, алкоксибензолы, алкилбромиды ,и т. д.
В СССР в качестве стабилизатора из класса .окоибензофенонов выпускается бензон ОА, И который окрашивает полимерные, изделия в светло-желтый цвет.
Для получения неокрашенных ком!позиций и-повышения -эффекта стабилиза ц ии в качест ве стабилизирующей добавки в композицию
15 введен 1,3-ди- (4 -бензоил-3 -окоифенокси) -пропанол-2, называемый далее «С-67». Предлагаемая стабилизированная композация имеет следующую структ рную фор. LIVE,:
1 зируется на базе дефицитных !бромалкилов, для синтеза предлагаемой композиции «С-67» используется доступное сырье — дихлоргид,рин глицерина, являющийся промежуточным продуктом при синтезе глицерина.
33423О
1 1 ! о о оо
1 1 ЯЯ
О Э оо сС а по!
О оо
М а
Е (ыь y) иыЫх
on
О
О оо
3С> lA
С 4 СЧ
1 оо
СЧ Cq О
:Х о
2 сС
I о! о
1 о
О
*ы ж ы о g veo д VlQ С -С3
>, аО г) аО оо с! оо
o o 3
О
I о
1 о
Ю (1 оо о с э о о — o o о оi
О СУ)O
СЧ
О о
СЧ
О ОО
C C cD
СЧ СЧ С4
3.0 LQ о о о
О О О ейэиииои гя/яг ои едоке
-иеи9еы ы!ПеЖнэпиоя
СЧ С 4 о ос а о !
» о
С0
Ю
col
II>
GJ а
Cl5
f»
О о а
QJ .Я
v о
Е
Ю
И
О о
tk
v а с
v с»» ао С
Я v
Я о а
Ы
Ф о
CQ и> а о o
g,: х
Ю о
Я и о о Я
Ео
СС а о
Е
СС
СС
A ф
CD о
7 о о
1о (D
Ф о
С а
Ю о
Ю
F о
»й о о о
lQ о
М !
GJ
Х
Ю а
Cg »
QJ о
ы а
II> .в. о о
cQ
М
Ю а»
ltd »
v ь а к о О са с5
О) о
К vv
» С
+v 2 ао
Х СЧ
С) о - а р> (Ю жо а о
Е»
О
t О m л Й о
<р ()
uv
v CQ
334230
0,01 — 0,12
0,015 — 0,025
0,003 — 0,05
0,03 — 0,05
Стабилизатор «С-67» представляет собой кристаллический порошок светло-са.1атного цвета с т. пл. 148 — 149 С. Стабилизатор вводят в термопластические пэлимеры в концентрации 0,01 — 0,05 моль на 1 кг полимера, в то м ч исле, моль, кг:
Для полиэтилена низкой плотности
Для полиэтилена высокой плотности
Для пентапласта
Для полистирола
Поскольку «С-67» является сыпучим .ма териалом, в промышленных условиях его вводят в порошкообразные полимеры путем механ ичеокого перемешивания в:скоростных смесителях типа Ангер, Хеншель, в гранули.рованные полимеры — в расплаве в аппаратах типа Бенбери. При лабораторном исследовании в обоих случаях смещен не осущест вляется,на горячих вальцах при температуре
130 — 145 С. Химического взаимодействия между перемешиваемыми компонентам и не на блюдается.
П р,и м е р 1. Готовят композицию, состоящую из полиэтилена низкой плотности,и стаб илизатора «С-67». Концентрация «С-67» составляет 0,005 моль на 1 кг полиэтилена. После перемвшивания на горячих вальцах при
130 С,и непрерывной псдрезки массы полот но снимают, и горячим прессованием при 160 С получают пластины размером
100ХЯОХ0,2 мм. Образцы облучают ультрафиолетовым светом лампы ПРК-2 IIplH освещенности поверхности образцов 200.000 люкс ,и температуре воздуха на уровне образцов в пределах 25+3 С. Кроме того, провэдят испытания на открытых стендах в атмо"ферных условиях. В процессе испыта ия отбирают про бы, в кэторых определяют физико-механические и,диэлектрические свойства.
Для сравнения аналогичным образом ис пытывают эффективность стабилизирующего действия известнэгэ стасчлизатора бензона
ОА, взятого в оптимальной концентрации (0,015 моль!кг).
Данные результатов испытаний прчведены в табл. 1, из которой видно, что после 50 час облучения относительное удлинение нестабилизированното полиэтилена уменьшается на
90% от исходнэго значения, в присутствии стабилизатора «С-67» в концентрации
0,005 моль/кг — íà 80%, в присутствии бензона OA в оптимальной концентрации — на
30%.
Таким образом, стабилизатор «С-67» в концентрации 0,005 моль/кг недостаточно эф фективно повышает светостойкость полиэти лена н. плотност1и.
П р.и м е р 2. Готовят композицию, состоящую из полиэтилена низкой плотносви и ста билизатора «С-67». Концентрация «С-67» составляет О, 0l моль на 1 кг полиэтилена.
Приготовление композиции и ее испыта нане на светостойкость аналогичны описанным в примере 1.
Результаты испытаний, приведенные в табл. 1, показывают, что при содержании ста билизатора «С-67» в полиэтилене в концентрации 0,01 моль/кг после 50 час облучения снижение относительного удлинения полиэтилена составляет 25% от .исходного значения.
1Светостабилизатор «С-67» в концентрации
0,01 моль/кг не уступает по эффект.;вности из вестному стабилизатору — бензону ОА (взятому в,количестве, в полтора раза превышающем концентрации «С-67») как при ускоренноьм испытании, так и при испытании в атмосферных условиях. При увеличении концентрации «С-67» до 0,015 моль на 1 кг полиэтилена .низкой плотности наблюдается мигра ция ста билизатора.
Таким образэм,,рекомендуемая концентрация «С-67» в полиэтилене низкой плотности составляет 0,01 — 0,012 мо.гь/ на 1 кг полимера. Пример 3. Гот,овят композицию, состоящую из полиэтилена высоксй п.чотности .и стабилизатора «С-67», концентрация которого составляет 0,01 моль на 1 кг полиэтилена. Стабилизатор «С-67» вводят в полиэтилен путем перемешивания на вальцах прп 160 С. Даль нейшая подготовка образцов и прсведение испытаний на светостойкость аналогичны описанным в примере 1. Для сравнения в аналогичных условиях проводят,r"„ïûòàíèå бензона
ОА, взятого в оптимальной концентрации.
Результаты испытаний, представленные в табл. 2, показывают, что при концечтрацтi
«С-67» 0,01 моль/кг полиэтилен становится
«рупким пэсле 60 час облучения, нестабилизированный образец становится хрупким после 40 — 50 час облучения.
Таким образом, указанная концечтрацчя
«С-67» в полиэтилене не обеспечивает хорошей защиты от светостарения.
П.р и ме р 4. Готовят композицию. ".ý=òîÿщую из полиэтилена высокой плэтчссти и стабилизатора «С-67», концентрация котэрого составляет 0,02 моль на 1 кг полиэтидена.
Приготовление композиции и проведекче испытаний на ."âåòîñãoéêîñòü аналогиччы описанным в примере 3.
Результаты испытаний приведены в табл. 2.
Анализ данных этой таблицы показывает, что введение «С-67» в концентрации 0,02 моль увеличивает продолжительность облучения полиэт|илена высокой плотности до хрупкости до 250 час. Такое же стабилизирующее вэздействие достигается и в присутствии бензона ОА. Нестабилизированный полиэтнлеч становится хрупким после 40 — 50 час облучения.
При повышениями концентрации «С-67» до
0,03 моль/кг наблюдается миграция стабилизатора,из полиэгилена.
Таким образом, рекоьмендуемая кон центрация «С-67» в полиэтилене высокой плотности составляет 0,015 — 0,025 моль на 1 кг полиэтилена. Пленки лолиэтилена высокой плотности, ЗЗ42ЗО
Таблица 3
Приведенная Вязкость, т| .
Концентрация стабилизатора моль/кг полимера
Время облучения, час
Стабилизатор кгс/слР
С, дсл/г
Пентапласт без стабилизатора
20
1,6 370
0,6 400
0,42, 410
0 32 375
16
12
«С-67»
150
250
1,3
1,2
1,0
0,8
0,03
400
16
Бензон ОА
0 1,65
50 1,40
150 !,10
250 1,0
400
0,05 стабилизированные «С-67» — матовые, белые, в то время как в присутствии бензона ОЛ пленки хотя и прозрачны, но и|меют желтый цвет.
В табл. 1 приведены данные влияния стаб илизатора «С-67» на светостарение полиэтилена низкой плотности.
В табл. 2 приведены данные влияния стаб|илизатора «С-67» на светостарение полиэтилена высокой .плотности.
В таблицах приняты следующ|ие обозначения: от — предел текучести при растяжении, кг„см;
/ ° 2. ср — предел прочности при растяжении, кгс/см2; — относительное удлинение при разрыве, %;
1(то — тангенс угла диэлектрических потерь при 10 г|с.
П р:и м е р 5. Готовят композицию, состоящую,из пентапласта и стаоилизатора «С-67».
Концентрация стаб|илизатора 0,03 моль/кг полимера. Порошок полимера со стабилизатором смешивают в скоростном смесителе типа
«Лнгер» в течение 10 — 15 мин íà î",îäå. Из полученной омеси прессуют пластнны размером 120Х120Х0,2 л|м при температуре 190 С и удельном давлении 300 кгс/см с последующей закалкой.
Получение стабилизированных образцов аналопично описанному в примере 1.
Для сравнения в аналогичных условиях исследуют образцы композиции, состоящей .из пентапласта и стаб|илизатора бензона OA в концентрации 0,05 моль/кг полимера.
Результаты испытаний приведены в табл.
3,:из которой видно, что образцы пентапласта без стабилизатора уже после 30 час облучения становятся хрупкими. Образцы пентапласта, стабил|изированного «С-67»,и бензо ном 0А, ооеспечивают хорошую светозащиту до 250 час оолучения, причем «С-67» даже в кон|центрации 0,03 моль/кг оказывает такое же действие, как бензон ОЛ в концентрации
0,05 моль/кг.
Рекомендуемая концентрация «С-67»вЂ”
10 0,,03 — 0,05 моль/кг.
В таол. 3 показаны изменения физи ко-меха: ические свойств пе.|тапласта в процессе облучения лампой ПРК-2.
iH р,и м е.р 6. Готовят композицию, состоящую,из ударопрочного полистирола марки
«УП-1» и стабилизатора «С-67», концентрация которого 0,05 моль:на 1 кг полимера. ,После перемешивания в скоростном смеси
20 теле в течение 10 — 15 мик смесь полимера со стабилизатором пропускают через шнек-машину, гранулируют и из полученных гранул отливают на литьевой машине стандартные бруски размером 55Х6Х4 мм.
Образцы (бруск|и) экспонируют под УФсветом лампы ПРК-2 с отбором проб и определением ударной вязкости и предела проч ности при статическом изгибе через 10, 50, 100, 200,и 300 час облучения.
Для сравнения, аналогичным .образом испытывают соединение 2- (2 -окси-5-мегилфе.нил) -бензтрназол — наиболее эффективный для стирольных полимеров стабилизатор, име|ощий торговое название «Беназол» (СССР),или «Тинувин П» (фир|ма «Джейджи», Швейцария) .
Результаты испытаний приведены в табл, 4.
В табл. 4 показана сравнительная эффективность стабилизаторов применительно к пол .истир олу.
334230
Таблица 4
Эффективность стабилизатора Ас/Ао
Продолжительность облучения, IQc
Образец
50
100
200
300
1,7
1,7
3,5
Полистпрол
«УП-1», стабилизированный
«С-67»
3,0
3,0
1,6
3,!
П р и м е ч а н и е: Ас — ударная вязкость стабилнзипованного образца в % от исходной величины Ао — то же, но для нестабилизированного образца.
Предмет изобретения
Составитель Н. Федяева
Техред Т. Курилко
Редактор Е. Кравцова
Корректор А. Дзесова
Заказ 646 Изд. № 664 Тираж 551 Подписное
ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий
Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»
Полпстирол
«УП-1», стабилизированный 2 (2 -cl Стабилизированная композиция на основе термопластичного пол имера и стаб илизирующей добавки, отличающаяся тем, что, с целью получения неокрашенных композиций и повы шения эффекта стабилизации, в качестве стабилизирующей добавки в композицию введен 1,3-ди- (4 -бензоил-3 -оксифенокси) - пропа 5 нол2.
