Электропроводящая полимерная композиция

СОВЕТСКИХ Эдц С 08 1. 23/01 К 5 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТСССР0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОЛИСАНИЕ И ОБРЕТЕНИЯицетильстви а., .( ,Ъъ -ью Цпо она вит поли с винилчестве ия " трис дующем юл. Нф 13(54) (57) КОМПОЗИЦ техничес каучук и смесь ал нийорган ЭЛЕКТРОПРОВОДЯЩАЯ ПОЛИМЕР Я, включающая полиолефин, ий углерод, синтетический в качестве стабилизатора илированного фенола, крем ческого соединения и фос" Я форорганического соединения, о т интетически к Остал Н АВТОРСКОМУ(21) 3302020/2 3- (22) 15.06.81 (46) 07.04.83.Б (72) В.Г.Павлий, Е.В.Кузнецов, Р. А,М.Белякова, А.и Н,Н.Абдулхаков (53) 678.742.048 (56) 1. Авторско И 883095, кл, С2. Авторское11 717098, кл. С (прототип). ающаяся тем, чтос цвышения термостабильности, в качестве полиолефина содер этилен или сополимер этилена ацетатом или их смесь и в ка фосфорорганического соединен (Я -цианэтил)-фосфин при сле соотношении компонентов, мас.Полиэтилен илисополимер этиленас винилацетатомили их смесь 29 Техническийуглерод 12,5 Алкилированныйфенол 0,05 Кремнийорганическоесоединение 0,05 трис (В-Цианэтил)- -фосфин . 0,0512,5 - 50,0 1 . 10100Изобретение относится к электропроводц термостабильным композициям на основе полиолефинов и может найти применение для изготовления электропроводящих труб, листов, емкостей, профилей, кабельных оболочек, пленок и т.п.Известна злектропроводящая полимерная композиция, содержащая пояиэтилен или сополимер этилена с винилацетатомя синтетический каучук и сажу с плотностью агрегатов 014-0,25 г/см и коэффициентом шероховатости 1,5- 2,5 1 ).Недостатком данной композиции яв ляется низкая термостабильность.Наиболее близкой к изобрегению является злектропроводящая композиция, содержащая полиэтилен, дивинилстирольный термозластопласт, сажу 20 и в качестве стабилизатора смесь фос фита П,алкилированногофенола и кремнийорганического соединения .2.Недостатком данной композиции является то, что она обладает недоста-. 25 точно высокой злектропроводностью и термостабильностью.К тому же один из используемых компонентов термостабилизируюцей системы - смесь Фосфитов (П) - является нетехнологичным зовязкая, трудно текучая с неприятным запахом жидкость, не поддается авто. матическому дозированию, все работы по подготовке его к производству ведут вручную ).35, Цель изобретения - повь 1 шение термостабильности композиции.Поставленная цель достигается тем, что электропроводящая полимерная композиция, включающая полиолефин, тех нический углерод, синтетический каучук и в качестве стабилизатора смесь алкилированного фенола, кремний- органического соединения и фосфорорганического соединения, в качестве голиолефина содержит полиэтилен или сопопимер этилена с винилацетатом или их смесь и в качест ве Фосфороргачического соединения - грис 1 р -цианэтил )-фосфин при следующем соотношении компонентов, мас,".:Полиэтилен илисополимер этиленас винилацетатомили их смесь 29,0 - 86,55ТехническийуглеродАлкилированныйФенол Р Ог Кремнийоргани 1ческое соединение 0,05- 2,0трис (,-Цианэтил)- -Фосфин 0,05 - 2,0Синтетическийкаучук ОстальноеВ качестве технического углеродакомпозиция содержит сажу с плотностьюагрегатовО, 14-0,25 г/см з и коэф-Фициентом шй 15 оховатости 1,5-2,5. Вкачестве синтетического каучукакомпозиция может содержать этиленпропиленовый каучук, бутилкаучук,полиизобутилен, бутадиеновый каучук,дивинилстирольный термоэластопласт,изопренстирольный термоэластопласт,силоксановый каучук.Термостабильные электропроводящие композиции могут быть полученыпутем смешения компонентов при повышенной температуре, например,на вальцах, в смесителях тяжелоготипа, в высокоскоростных смесител хс последуюцей экструзией,П р и м,е р 1, 703, полиэтиленанизкой плотности марки 10803-020смешивают при 120+5 С с 155 Ф этиленпропиленового каучука с 12,5/ технического углерода с плотностью агрегатов 0,2 г/см и коэффициентом шероховатости 2,5 добавляют 0,54 стабилизатора трис ( -цианэтил)-фосфина,103 кремнийорганического соединенияС-/диметил-бис -(и-фениламинофенокси)-силан/ и 053 ионола ( 4-метил,6-трет-бутилфенол ).Смесь перемешивают 15-25 мин иполучают композицию, поедставляющуюсобой гомогенную массу черного цвета.Полученная композиция обладает р исоответственно 1,1 х 10 9 Ом см и1,4 х 10 9 Ом, разрушающим напряжениемпри разрыве фр), равным 11,5 мн/м 2,относительным удлинением при растяжении (Е ), равным 400, показателемтекучести расплава (ПТР) при грузеР = 5 кг, равным 3,4 г/10 мин,После старения композиции 1 сутпри 16 С в термошкафу она обладаетоследующими физико-механическими иэлектрическими свойствами: р, = 1,хх 10 Ом см; р = 1,45 х 10= Ом;6 = 11,3 мн/м 2; Г = 400 ж; ПТР == 3,1 г/10 мин.П р и м е р ы 2-25.Выпол яютсяв таком же порядке и при тех жережимах. Образцы отличаютгя составами.Состав композицийи свойства их д:ипосле старения приведены в т 1 бп. 1.Ю С о О1 Юю сс о оС ОЪЩ СО Ф 333 г М СО 3 Ч ЭМ С ма (Ч ЪС 111 сСО дФсф) юо сЧ3 1 1 1 11 МС:оо1 ХСО (Ч3 С 3 С Ю1 С: е - 1 11о -зсО 11 СО СЧ ОЪ л а 3 Л ЦЪ.4" 1 Л Э О ЭЭ 1 1К 1 3.1 1а1кС 1 сЭЭ 1оо1 3 ЧЭеО 1М 1 О сО СО СО М е О М СО В Ч ф а а а л л а О СО М е- СО СЧ С Ю С С а л е а Ф О СО О 1ц М С 31 лл л1 ц В СО1 е е3ссгУ ц Ч 1- 1- Х 3 О О С. С: С ф й О СО С 3 О Л Л СО Л Л. СОЛ а а л л л СЧ СЧ СЧ 3 Ч 3 Ч СЧ о о3 С -С О3 Ч ееМсо оа вх о в 11- 1- сО о о ы СГ 34: йо о о оа а л л со . со В со цъ Вл цъ к о 3 ЧСО О7 101008Поскольку электропроводность ко.позиций в процессе старения практически не изменяется, показатель приводится один раз.Старение композиций проводится в термошкафу при 160+2 С 1 сут,Цак видно из табл.1, в процессе старения нестабилизированной композиции примеры 20 и 21) резко снижаются деформационно-прочностные свой- о ства. Значительное снижение показателя текучести расплава свидетельствует о преобладании структурирования в процессе старения. При введении каждого стабилизатора в отдельности (примеры 8-13), а также при введении в композиции смеси двух стабилизаторов (,примеры 17- 19 ) эффект стабилйзации не достигается, как в случае примеров 23-25 и стабилизированного ионолом (пример 23), трис (р -цианэтип )-Фосфином (пример 2 ч), и применяющимся для стабилизации электропроводящих композиций -ионоксом И 5 Р(пример 25).Наибольший эффект стабилизации наблюдается при совместном введении в качестве термостабилизатора смеси трис (-цианэтил )-Фосфина, кремний- органического соединения и ионола,Кроме того проводятся испытания композиций навстарение, стабилизированных как предлагаемой смесью, так и известными стабилизируоцими смесями (,табл,2 ).Старение проводится до наступления хрупкости композиций.:ГХ ооЛ СГОГВХ Юо087 12 Составитель А,КулаковаРедактор Н.швыдкал Техред С.Мигунова Корректор В,Бутяга Заказ 2402/11 Тираж 492 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Подписное Филиал ППП "Патент, г, Ужгород, ул. Проектная,11 1010Из табл,2 видно, цто как известнаяфосфит П, ионол и кремнийорганицеское соединение), так и предлагаемая смеси термостабилизаторов поотношению к полиэтилену обладают 5практически одинаковой стабилизирующей эффективностью. Однако эффективность их резко снижается при стабилизации электропроводлщих композицийпример 3, табл,2 ). Такой же термостабильностью характеризуется и прототип, стабилизированный известнойсистемой пример 5, табл.2 ),Наибольший эффект термостабилизации наблюдается при введении синерги ческой системы из трех компонентов:алкилированного фенола, кремнийорганического соединенил и трис р -цианэтил)-Фосфинапримеры 4 и 6,табл,2 ),2 ОИспользование в качестве одного изкомпонентов стабилизирующей системытрис р-цианэтил )-Фосфина, которыйявляетсл кристаллическим порошкомсветло-желтого цвета вместо ФосфитаП, не только энацительно увеличивает эффект термостабилиэации ( примеры 4 и 6, табл.2 , но и позволяетполностью автоматизировать процессполучения электропроводящих компози- ЗОций.Таким образом, предлагаемая композиция сочетает в себе высокуюэлектропроводность, прочность,эластичность мороэостоикость и стои 35кость к растрескиванию с высокой термостабильностью и может найти применение для изготовления кабельных оболочек, гибких нагревательных элементов, различных емкостей для хранения топлива, эластичных электро- проводящих труб, пленок и т,п.Описываемая композиция обладает; удельным объемнымэлектросопротивлением0,8 х 102-1,1 х 10 Омсм,удельным говерхностным сопротивлением Я 0,9 х Ф 02- 1,4 х 10 Ом, при 2013 оС и имеет разрушающее напряжение при Растяжении 6,0-24 мн/м 2 в зависимости от состава и применяемой базойвой марки полимера), относительное удлинение при разрыве (Е 4) до 8003, стойкость к растрескиванию не менее 1000 цас, морозостойкость не менее -60 С, Указанные своиства композиций сохранлются при воздействии высоких температур 160-220 фС) в процессе ее переработки в изделия,Использование предложенной электропроводящей композиции позволяет повысить надежность и долговечность изделий / кабелей, труб, листов, про" Филей, пленок /.Зкономический эФФект от использования предлагаемой электропроводящей композиции состоит в снижении ежегодных затрат на производство и переработку композиций в соответствующее изделие. Кроме того, автоматизация процесса получения электро- проводящих композиций дает большой социалъио-экономический эффек 1.