Полимерная композиция

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик п 954406 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(:СОР но ледам июбретений и открвпий,08,82 .Бюллете ата опубликования описания 30 . 08 . 8(72) Авторы изобретения Ут Физико-органической химии АН Бел усской ССЕ Каунасский политехнический ицститут им .СнечкусаЗаявите фх ОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯя - повышение ингиости против термоветового старения 5 тсяя, вклюдостигакомпозицоли омере олигомит полифиэтиленомпонент ь ый ст рнРго нилри сл в,кс к99 у 5-99,7 си 0,3-0,5 тиламинометилоксиучают путем полиме фтиламиноэпоксид действием КОН ифенил-на (ПФНФЭ) пол и фенил-н а.в массе дующей схе 0 п м-н - нсСнг Сн,-Сн-Сн0 где и = 2-4 Изобретение относится к полимерной композиции на основе полиэтилена, которая может быть использована для приготовления стабилизированных против теплового и светового старения светлоокрашенных рецептур полиэтилена и для стабилизированных композиций полиэтилена электротехнического назначения, в том числе в кабель ной промышленности.Известны полимерные композиции на основе полиэтилена, включающие стабилизаторы на основе олигомеров ароматических эпоксипропиламинов Ь 11 .Однако указанные олигомеры эффек 1 тивны только против термоокислительного старения.Наиболее близкой к предлагаемой является полимерная композиция,включающая полиэтилен и полиэтиленфениламинометилоксиэтилен (ПЭФЭ) в качестве стабилизатора против термоокислительного старения полиэтилена Ь 2 .Однако ПЭФЭ недостаточно эффектиьен как стабилизатор против светового старения полиэтилена, а для стабилизации полиэтилена против теплово-. го старения требуется вводить ПЭФЭ в количестве 0,5-0,7 от массы полиэтилена.30 Цель изобретенибирующей эффективнокислительного и сполиэтилена.Поставленная цетем, что полимерначающая полиэтиленбилизатор, в качесстабилизатора соде-нафтиламинометилодующем соотношениимас.Ъ:ПолиэтиленПолифенил-нафтиламинометилокэтиленПол фэтиленризаци апропан опо сле еРеакцию проводят цо и.вестцой и.тодцкеП р и м е р . Получене ПФНФЭ, В трехгорлую колбу емкостью 50 мл с мешалкой, хлоркальциеной трубкой и штуцером для пода азота загру жают 20 г (1-фецлнафтиламино,3- -эпоксипропана) свежеперегцанцого моцомера. Колбу погружают в глицериновую баню и выдерживают при 140 С н течение 5 мин при ццтснсивном пере мешивании. Затем, не выключая мешалки, загружают 0,6 г таблетиронанного 85%-ного КОН. После диспергирования катализатора (30 с) проводят полимеризацию при интенсивном перемешива нии в течение 4 ч при 140 С, После этого реакционную массу охлаждают, растворяют в 40 мл толуола, добавляют 3 мл СНгСООН и перемешивают 0,5 ч, Неорганический осадок (СНСООН) отфильтровывают через бумажный фильтр, а ЛФНФЭ осаждают из фильтрата вгексан или петролейный эфир, отфильтровывают через стеклянныйфильтр с пористостью 100 и нысуши 25 вают н вакууме до постоянного веса, Выход 16,6 г (83,0). ПФНФЭ - светлый, желтоватый порошок, хорошо растворимый в ароматических и хлориронацных углеводородах, ацетоне,тетрагидрофуране (ТГФ) и диметилформамиде, Молекулярная масса ПФНФЭ определена методом гель-проникающей хроматографии и равна 1720.Олигомер ПФНФЭ обладает эффективным стабилизирующим действием против термоокислительного и светового старения полиэтилена. Он хорошо совмещается с полиэтиленом, не выпотевает (не выцветает) при хранении и не улетучивается в процессе переработки или 40 под действием высоких температур, а при длительном вальцевании полиэтилен не меняет цвета. Способ введения ПФНФЭ на вызывает технологических затруднений и может быть осуществлен 45 на нальцах или в других смесителях. П р и м е р 2. Олигомерный стаблизатор ПФНФЭ вводят в полиэтилен низкой плотности в количестве 0,3- 0,5 от массы полиэтилена. Смешение проводят в смесителе Венбери емкостью 1800 мл при 130-135 вС в течение 4 5 мин. Полученные образцы стабилизированных комбинаций проверяют на термоокислительное старение нальцеванием при 160 С на вальцах с фрикцией 1,2 мм и зазором между валками 0,2 мм, Массу вальцуют в течение 8-16 мин при 160 С. Из нальцованных различное время смесей готовят прессованием образцы для физико-мехацических испытаний, определения тацгецса угла диэлектрических потерь и индекса текучести рас -. плана. Для сравнения в таких же условиях испытана композиция полиэтнл - 65 ца, .таб лизированная ПЭФЭ (по прототину). Результаты изменения свойств композиций полиэтилена, стабилизированных ПФНФЭ, в процессе нальцевания при 160 С представлены в табл . . В табл, 1 приведены также данные поизменению свойств композиций, стабилизированных ПЭФЭ (по прототипу).Как видно из табл. 1, образцыполиэтилена, стабилизированные ПФНФЭ,обладают более высокой ингибирующейэффективностью. Так, при введении вполиэтилен 0,3 - 0,5 от массы поли -этилена предлагаемого олигомерногостабилизатора ПФНФЭ композиции полиэтилена сохраняют свои первоначальныесвойстна, в частности относительное удлинение, индекс текучести расплава, тангенс угла диэлектрических потерь, после вальцевания при 160"С в течение 12-16 ч, Композиции полиэтилена, стабилизированные 0,3 отмассы полиэтилена полиэтилфениламинометилоксиэтиленом, не обеспечиваютстабилизирующее действие против термоокислительного старения в этих условиях даже в течение 8 ч,Предлагаемая стабилизированная композиция ПФНФЭ имеет низкий тангенс угла диэлектрических потерь, что имеетважное значение при производстве полиэтилена электротехнического назначения,Композиции полиэтилена, стабилизированные ПФНФЭ и ПЭФЭ, испытаны на стойкость против светового старения. Композиции полиэтилена, стабилизированные ПФНФЭ и ПЭФЭ, исследуют путем выдержки мх в камере, в центре которой установлена ртутно-кварцевая лампа ПРКМ. Внутри камеры вращается барабан со скоростью 10 об/мин, Испытуемые образцы закрепляют с помощью прижимных планок на внутреннейповерхности барабана на расстоянии 200 мм от лампы. Температуру воздуха внутри камеры на уровне образцов поддерживают при 50+5 С, а освещенность поверхности образцов, измеренная по прибору люксметру Ю, 20000+50 лк. Облучение проводят при исправно действующей приточно-вытяжной вентиляции. После облучения образцы полиэтилена с введенными стабилизаторами ПФНФЭ и ПЭФЭ испытывают на морозостойкость при -70 С. Результаты испытаний по световому старению стабилизированных композиций полиэтилена представлены в табл, 2.Как видно из приведенных в табл,данных, ПФНФЭ является эффективнымсветостабилизатором полиэтилена.Так, композициям ПФНФЭ полиэтилена, стабилизированным 0,3-0,5 от веса ПЭ, обеспечивается светостойкость в течение 150-240 ч облучения,954406 дукционному периоду окисления при200 вС и давлении кислорода300 мм рт,ст., В этих же условияхисследуют эффективность ингибирую 20 30 Таблица 1Изменение свойств композиций полиэтилена (ПЭ) низкой плотностив процессе ускоренного термоокислительного старения Тангенс угла ди- электрических потерь, СдВ 104 Стабилизатор,весовойВ к полиэтилену Индекс текучестиРасплава,г/10 мин Предел текучести, кгс/см Продолжительностьвальцевания,ч Относительноеудлинение,З Пределпрочности,кгс/см Композиция ПЭ 10803-020 1/16 8 1/16 12.126 115 ПЭ 10802-020+поли- зтилфениламинометилоксиэтилен1 112 540 125 Не течет 568 108 137 1/16 2,13 2,2 570 101 130 568 106 1,20 1,60 127 12 2,2 570 127 107 2,18 16 Композиция полиэтилена, стабилизированная 0,31 ПЭФЭ от веса полиэтилена, не обеспечивала светостойкость при облучении лампой ПРКМ в течение 150 ч, а композиция полиэтилена, стабилиэированная 0,5 от веса ПЭФЭ полиэтилена, обеспечивала светостойкость при облучении лампойПРКМ только в течение 150 ч,П р и м е р 3. Эффективностьингибирующего действия против термоокислительного старения полиэтилена высокой плотности, стабилизированного полифенил-нафтиламинометилоксиэтиленом (ПФНФЭ), оценивают по инщего действия против термоокислительного старения полиэтилена высокой плотности, стабилизированного полиэтиленфениламинометилоксиэтиленом (ПЭФЭ) по прототипу,В табл. 3 представлены данные по ингибирующей эффективности против термоокислительного старения полиэтилена высокой плотности, стабилизированного олигомерными стабилизаторами ПФНФЭ и ПЭФЭ.Как видно из данных таблицы, полифенил-нафтиламинометилоксиэтилен является высокоэффективным ингибитором против термоокислительного старения полиэтилена высокойплотности. По своей ингибирующейэффективности ПФНФЭ превосходитолигомерный стабилизатор ПЭФЭ (попрототипу) в десять раэ.Сочетание в одном олигомерномсоединении тепма- и светостабилиэирующих функций является важнымпреимуществом предлагаемого длястабилизации полиэтилена олигомерного стабилизатора ПФНФЭ противтеплового и светового старения посравнению с применяемыми на практике термо- и светостабилизаторами,так как упрощается технология производства композиций, достигаетсяэкономическая выгода за счет уменьщения количества вводимых стабилизаторов,Таким образом, представленныеданные показывают, что разработанаэффективная стабилизированная композиция полиэтилена против тепловогои светового старения с использованием олигомерного стабилизатораПФНФЭ,Предлагаемая стабилизированнаякомпозиция может найти примЕнениев электротехнической проьыаленнбсти и при изготовлении композицийпротив теплового и светового старения.954406 Т а б л и ц а 2Эффективность ингибирующего действия в процессе световогостарения композиций полиэтилена, стабилизированного олигомерамиПФНФЭ и ПЭФЭ Продолжительность облучения лампой ПРКМ, ч Испытания наморозостойкостьобразцов прив 70 послеоблучения Композиция Примечание ПЭ 10802-020 Исходный ВыдерживаетНе выдерживаетВыдерживает 150 ПЭ 10802-020+0,3к весу ПЭ Исходный 150 200 Не выдерживает 240 ПЭ 10802-020+0,5к весу ПЭ Выдерживает Исходный 150 200 240 Исходный ПЭ 10802-020+0,3к весу ПЭ Не эффективен ВыдерживаетНе выдерживает 150 200 ПЭ 10802-020+0,5от веса ПЭ/ПЭФЭ Эффективен как светостабилизатор вконцентрации 0,5к весу ПЭ при облучении в течение150 мин Выдерживает Исходный 150 200 НЕ выдерживает 240 Таблица 3 Концентрация ингибитора, вк весу поли этилена ндукционный пеиод окисления ри 200 С, давлефии кислорода 00 мм рт.ст. Композиция 0,5 30 мин ПОлиэтилен высокой плотности + полифенилв нафтиламииометилоксиэтилен Полиэтилен высокой плот,5ности + полиэтилфениламинометилоксиэтилен Окисляется без индукционного периода45 мин формула изобретения Полимерная композиция, включающаяполиэтилен и олигомерный стабилизаЭффективен каксветостабилизатор в концентрации 0,3 к весу ПЭ при облучении в течение 150 чЭффективен как светостабилизаторв концентрации0,5 к весу ПЭ приоблучении более240 ч тор, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьнаения ннгибирующей эффективности против термоокислитель ного и светового старения, в качест954406 10 Составитель В. БалгинТехред М.Рейвес Корректор Н. Король Редактор Ю. Середа Заказ 6364/21 Тираж 514 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Жф 35, Раушская наб., д.4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ве олигомерного стабилизатора она содержит полифенил-нафтиламинометилоксиэтилен при следукщем соотношении компонентов, мас,%:Полиэтилен 99,5-99,7 Полифенил-нафтиламинометилоксиэтилен 03-Ос 5Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Наумова С.ф. и др, Влияние структуры олигомеров ароматических эпоксипропиламинов на ингибирукнцую эффективность стабилизации полиэтилена. Известия АН Белорусской ССР, 1981, М 1,Сер, хим.наук, с. 118,2. Авторское свидетельство СССР9 819129, кл. С 08 Ь 23/06, 1979