Полимерная композиция

(71) Заявитель Институт Физико-органической хи 54) ПОЛ 1 НЛЧ КОИПО Изобретение отмоно- и дизамещенные продук" лучены алкилированием диенилв условиях реакции Фриделяlса. щленн ароматические амины, ися в качестве антиоксиданбилизации полиолеФинов 11.10 использование производамина общей Формулы амин КраФ звестнь ль тов для ст Извести ных диенилОдна о ука ют по вны,ь продуктоамина стир алкилиро вания ом 1,43 - диФе ян бн +70 - 75%,э - 2 нию полиэтилена, о ной термо- и свето Стабилизированные этилена применяютс ческой, в том числ осится к получебладающего повьппенстабильностью.композиции полия в электротехние, кабельной про 3 окрашив эФФектСмес дифенил мом С нные стабилизатор мер и недостаточн897800защицает резины от термоокислительного и озонного старения и разрушения при многократных деформациях, к тому же пассивирует действие солей металлов переменной валентности.5Однако производье дифениламина, в частности продукты алкилирования его стиролом, имевт ряд существенньх недостатков: их красновато-коричневьп цвет влияет на окраску стаби 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 11 Я-ди- ф - р 01 -нафтилФенилендиамин диафен Н,Н 51.Однако он имеет существенные недостатки: окрашивает полимер и недостаточно эффективно защицает по лиэтилен от термоокислительного старения.Цель изобретения - повышение устойчивости полиэтилена к свето- и термоокислительной деструкции, 36Цель достигается тем, что полимерная композиция, содержащая ПЭ и стабилизатор, в качестве последнего содержит продукт взаимодействиядифениламина, алкилированного стиролом, с формальдегидом спл. 55- 60 С (дфенам 2 С) при следуюцем соотношении компонентов, вес.7: полиэтилен 99,7-99,9, дифенам 2 С 0,10,3.40Дифенам 2 С получают конденсацией смеси продуктов алкилирования дифениламина стиролом по Фриделв-Крафтсу с формальдегидом.П р и м е р. В реакционный сосуд, снабженньп механической мешалкой и обратным холодильником, помещают 85 г (0,503 моль) дифениламина и 105 г (1,01 моль) свежеперегнанного стирола. Смесь нагревают до50 80-900 С и перемешивают до полного растворения ДФА, затем добавляют катализатор А 1 С 1в количестве 4,2 г (57. к весу дифениламина). Реакционнув массу термостатирувт при тцательном перемешивании при 80-900 С55 в течение 60 ч. Затем реакционнув массу растворяют в толуоле при 80 С,о охлаждает до 60 С, добавляют дистиллированнув воду, промывая толуольный раствор до нейтральной реакции. Толуол и непрореагировавшие исходные продукты отгоняют под вакуумом. Выход смеси продуктов алкилирования дифенилаина стиролом составил 98,77. (187,5 г) в расчете на исходные продукты.Продукт алкилирования дифениламина стиролом в количестве 22,7 г (0,06 моль) ) помецавт 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 г соляной кислоты (27. от веса исходных продуктов). Смесь нагревают до 135 С, затемо охлаждают до 110 оС и перемешивают 6 ч при 105-110 С. Затем реакционную массу охлаждают, растворяют в эфире и переносят в делительнув 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.(96,37. на исходье вецества). Полученный продукт конденсации - порошкообразное вещество светло-коричневого цвета, плавится в интервале 55-60о. растворяется в эфире, ацетоне, бензоле.Смесь полученных продуктов конденсации обладает эффективным стабилизируюцим действием от свето- и термоокислительного старения полиэтилена. Способ введения стабилизатора не вызывает технологических затруднений и может быть осуществлен на вальцах или других смесителях.П р и м е р 1. Стабилизатор - дифена 2 С вводят в полиэтилен в количестве 0,1-0,37. от массы композиции. Смешение проводят в смесителе Бенбери емкостью 1800 мл при 130- 135 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 оасплава, относительного удлинения. Для сравнения в этих8978 же условиях испытана композиция полиэтилена, стабилизированная диафеном Н,Н.Результаты изменения свойств композиций полиэтилена, стабилизирован ных диенамом 2 С и диафеном Н,Н представлены в таблице.П р и м е р 2. Стойкость к свето- вону старению образцов полиэтилена, стабилизированного диЬенамом 2 С илибенэоном ОА была исследована на образцах размером 120 х 10 к мм путем выдержки их в камере, в центре которой установлена ртутно-кварцевая лампа ПРК. Внутри камеры враца ется барабан со скоростью 1 О об/мин. Испытуемые образцы закрепляют с помощью прижимных планок на внутренней поверхности барабана на расстоянии 200 глм от лампы. Внутри камеры 20 на уровне образцов поддерживают температуру воздуха 505 С, освещенность поверхности образцов, измеренная по люксметру И, 20 000+20 лк,При введении дифенама 2 С в количестве 0,1 Е к полимеру тангенс угла диэлектрических потерь композиции после вальцевания в течение 16 ч увеличивается в семнадцать раз, а при стабилизации полиэтилена диаЬе ном Н Н в том же количестве к полимеру и в тех же условиях в 51 раз. В композициях, стабиливированных дифенамом 2 С и диаЬеном Н,Н в колиИспытание на хрупкость при . -70 ОС после облучения лампой ПРК-гМ Механические свойства 9 бй 0 Индекс текучестирасплава2,16 г/10 мин Время вальПределпрочности при,растяжениимГс/см Относи тельно Пределпрочности прирастяжениикГс/см цеваКомпозиция ния,ч+033 дифена ма 2 С 124 2,5 2,102 125 12 2,2 1,4 16 2,2 1,4 583 106 127 ПЭ 10902-020 Исх. 2, 2 2,2 ОО С1чествах О,7 к полимеру, относительное удлинение после вальцевания в течение 16 ч уменьшается на 143 и 777 соответственно.Композиции полиэтилена, стабилизированные О,ЗЕ диФенама 2 С, не меняют Ьизико-механических свойств после вальцевания при 1 босС в течение 16 ч.Следует отметить, что композиция полиэтилена с диаФеном Н,Н является темной, а композиция, стабилизированная дифенамом 2 С, светлая и ее цвет не меняется при длительной вальцевании,Стабилизированная дифенамом 2 С (0,33 к полимеру) композиция полиэтилена обеспечивает защиту полимера дт светового старения более 200 ч. Для стабилизации полиэтилена от светового старения по ГОСТУ вводится бензон ОА в концентрации 0,5 Е к полимеру, и композиция должна обеспечить защиту полиэтилена в течение 150 ч.Таким образом из результатов испытаний композиций полиэтилена видно, что дифенам 2 С, 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 свето- старения.897800 Продолжение таблицы у .81 О" Время валь- цеваИндекс текучес тирасплава2,16 г/10 мин Механические свойства Испытание на хрупкость при- 70 фС послеоблучения лампой ПРКМ Пределпрочности при .растяжениимГс/см Относи- тельное Пределпрочности прирастяжениикГс/см Композиция ния,удлинение, 7. 2,3 1,5 120 ПЭ 10802-020 Исх. 104 555 103 550 105 126 Не соответствует ГОСТУпосле 150 ч+0,5% бензона ОА . Бензон ОЛ не является термостабилизатором полиэтилена против термоокислительного старения Соответствугет ГОСТУ после 150 ч с 4 ормальдегидом Составитель Л, КулаковаРедактор Н.Киштулинец Техред С. Мигунова Корректор ) Билак Заказ 11871/34 Тираж 511 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, аушская наб д. 4/54 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Нректная,Формула изобретенияПолимерная композиция, включающаяполиэтилен и стабилизатор, о т л ич а ю ц а я с я тем, что, с цельюповышения устойчивости к светои термоокислительной деструкции,в качестве стабилизатора она содержит продукт конденсации диФениламина, алкнлированного стиролом, сФормальдегидом с 1 пл 55-60 С приоследующем соотношении компонентов,вес.7:Полиэтилен 99,7-99,9Продукт конденсации диФениламина алкилированного стиролом,0,1-0,3Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Фойгт И. Стабилизация синтетических полимеров против действиясвета и тепла. Л., "Химия", 1972,с. 226.2. Патент СНЛ В 2419735,кл . 252-401, опублик, 1947,3. Патент СНЛ Р 2776994,кл, 260-576, опублик. 1957.4. Химические добавки к полимерам