Способ получения электропроводящей полимерной композиции

(21) (22) (46) (72) Е.В. В.Э,У 34Е, Заикин,Зайцев,атов,Валетдинов Е. 0,05-0 50 0,05-0,50 2-1 0,5-7,50,05-2,0 фосфит П Уретановый термоэластопласт науказанной основеПолиолефин 10-45тальное. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЧНРЫТИЙ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени химнко-технологический институт им. С.И. Кирова и Казанское ордена Октябрьской Революциипроизводственное объединение ;"Органический синтез"(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 1010087, кл, С 08 Ь 23/04, 1981.2. Патент США В 3673121кл. 252-511, опублик, 1972 (прототип) (54)(57) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ЭЛЕКТРО- ПРОВОДЯЩЕЙ ПОЛИМЕРНОЙ КОМПОЗИЦИИ, включающий смешение полиолефина, трехокиси сурьмы, технического углерода, галоидорганического соединения и термостабилизатора при температуре плавления полиолефина, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения электропровод- ности и эластичности композиции, в качестве термостабилизатора используют кремнийорганическое соединение диметилди-(ж-феииламинофенокси)-силан или диметилди-(11-) - -нафтиламино(фенокси)-силан, алкилированный фенол и еюс цианэтилфосфин или фосфнт П- смесь моно-, ди- и трн-(с-метилбензил)фенилфосфитов,.а в качестве галоидорганического соединения - бис-(2,3-диЗа С.08 7 3/20, С 08 Ь 23/ /Н 01 В 1/24 бромпр опилоксидиметилфосфиновуюкислоту или 2,3-дибромпропилокси-, метилаллилоксиметилфосфиновую кислоту, предварительно ведут раздельное смешение полиолефина, трехокиси сурьмы, технического углерода, кремнийорганического соединения, алкилировацного фенола с дополнительно введенным гидратом окиси алюминия и галоидорганического соединения, трис-Я-цианэтилфосфина илн фосфита Пс дополнительно введеннью уретановым термоэластопластом на основе полиокситетраэтиленгликоля, 4,4 ф -дифенилметандиизоцианата и 1,4-бутандиапа с последующим их совместным смешением, причем компоненты композиции. берут в.следующем соотношении,мас.:Трехокись сурьм 1-30Технический углерод 3-16Кремнийорганическое соединениеАлкилированныйфенолГидрат окисиалнииния 1-51Галоидорганичес коесоединение 5еРна -Я-Цианэтил- фосфин91 4(50-1 10 Ом см) и высокой эластич.ностью (относительное удлинениепри растяжении до 4803).Такой эффект можно получить только при смешивании компонентов впредлагаемом соотношении, в предлагаемой последовательности,При смешении по прототипу всехкомпонентов вместе (пример 18) получается композиция, обладающаявысоким электросопротивлениемоУ = "1 О Ом см и низким относительным удлинением (эластичностью).. Е = 100%.Для обоснования существенностипризнаков приведены контрольныепримеры, соответствующие по составу примеру 7.Смешение компонентов в примерах19-26 осуществлено по предлагаемому способу, однако проведены некоторые изменения в рецептурах.П р и м е р 19. Состав попримеру 18, в качестве техническогоуглерода использована ацетиленоваясажа.П р и м е р 20. Уретановыйтермоэластопластисключен.П р и м е р 21. Исключен полиолефин.П р и и е р 22. Исключено фосфоргалоидорганическое соединение.П р и м е р 23. Исключен гидрат окиси алюминия,П р и м е р 24. Исключенатрехокись сурьмы.П р и м е р 25. Исключен технический углерод.П р и м е р 26. Вместо УТЭПиспользован термоэластопластДСТ-ЗО.П р и м е р ы 27-30. Измененапоследовательность смешения.П р и м е р 27. Все компоненты смешаны с нолиапефином, а затемсмешаны с уретановым термоэластопластом.П р и м е р 28. Все компоненты смешаны с уретановым термоэластопластом, а затем с полиолефином.П р и м е р 29, Смешивают полиолефин с уретановым термоэластопластом. Затем в эту смесь вводятся все компоненты,П р и м е р ЗО. Полиолефин смешивается с фосфоргалоидорганическимсоединением, термостабилизаторомПили щРнс -Ь-цианэтилфосфином,а уретановый термоэластопласт сме 45 3 11133моэластопласта смешивают на вальцахпри той же температуре с 15% фосфоргалоидорганического соединениядис /2,3-дибромпропилоксидиметилфосфиновой кислоты и 0,05 термостабилизатора ВРие цнанэтилфосфина. Далее5все смешивают вместе 5 мин на вальцах при 125 + 5 С и получают композицию, представляющую собой массучерного цвета. Полученная композиция Ообладает удельным объемным сопротивлением3,6 10 Ом.см; разрушафющим напряжением при разрыве ФР)9,5 мН/м; относительным удлинениемпри растяжении (й. ) 430% показателем текучести расплава (ПТР) при35 фС и грузе 5 кг, 2,3 г/10 мин,время самостоятельного горения после вынесения из пламени поГОСТ 21207-75 0,5 с.П р и м е р ы 2-16, Аналогичны .примеру 1. Образцы отличаются составом. Состав композиций и их свойства приведены в таблицеП р и м е р 17. 20 . сополимераэтилена с винилацетатом (содержаУние винилацетата 8 мас.% смешиваютпоследовательно с 35 . полиуретанового термоэластопласта, 24% трехокиси сурьмы,. 1 Х гидрата окиси алюминия, 5% технического углерода30ПМЭООВ, 12% (сЬе)2,3-дибромпропилоксидиметилфосфиновой кислоты итермостабилнзаторы 0,10 . С,О, 1 Оионола и 3,0 шРисцианэтилфосфина. Смесь перемешивают 1520 мин и получают композицию, представляющую собой массу черного цвета, Полученная композиция обладаетвысоким электросопротивлением ( =ю10 Ом см), разрушающим напряже 40кием (Фр) 6,0 мН/м, относительнымудлинением 100 , показателем текучести расплава при 135 С и грузе5 кг 6,7 г/10 мин.П р и м е р 18 (по прототипу) .61,5 полиэтилена высокого давления,203 технического углерода, 3,5 трехокиси сурьмы, 7% галогенсодержащегосоединения - дехлорана, 8 термостабилизатора смешивают на вальцахпри 125 + 50 С. Смешение ведут 15-.20 мин и получают композицию, представляющую собой массу черного цвета.Как видно из таблицы, по предлагаемому способу можно получитьсамозатухающую композицию, обладающую низким электросопротивлениемСостав АИОН)мас.У. Фосфоргалоидорганическоесоединение 8 ВФ мас. Х Поли олефин Технический уг.ПМЭВ,мас.7 ТермостабилизаторМарка мас,Х Пример фосфитП,мас.7 трис-у- циана- тилфосфин, мас.7 марка мас,7 6,0 АФК15,0АФК15,0АФК8,0 1,0 АФК3,01,0 0,05 0,3 8,4 10,0 7,0 4,0 АФК0,05 3,0 АФК13,0 2,0АФК120 5,88 0,5 5 11 шивают с ЯЬзОв, АХ(ОН), техническим углеродом, алкилированным фенолом и кремнийорганическим соединением, а затем обе смеси смешива" ют.Как видно из таблицы, исключение какого-либо компонента иэ композиции (при смешении по предлагаемому способу) не приводит к положительному эффекту, причем снижается не одно какое-либо свойство., а целый комплекс свойств (примеры 20-26)Например, в примере 20 исключен уретановый термоэластопласт, что приводит к резкому увеличению электросопротивления, снижению физико- механики и стойкости к горению.Исключение полиолефина (пример 21) приводит.к аналогичным результатам.Исключение антипиренов (примеры 22-24) приводит не.только к снижению стойкости к горению, но ухудшает и электнроводность композиции.Получать композицию без стабилизаторов нет смысла, так как у такой композиции свойства ухудшаются не только в процессе эксплуатации, ио уже в процессе ее приготовления и переработки.Исключение любого из термостабилизаторов приводит к снижению тер 1 СЭВА 23,85 10,0 10,0 2 СЭВА 200 146 10 3 СЭВА 33,5 14,0 8,4 4 СЭВА 44,5 3,0 1,0 5 СЭВА 26,85 1,0 51 6 СЭВА 13,8 1,0 22,0 7 СЭВА 23,0 6,17 14,4 13391 бмостабильности композиции. Любыеже изменения в последовательностисмешения компонентов приводят крезкому снижению всего комплекса э свойств композиции (примеры 27-30),При замене компонентов на эквивалентные свойства композиции неухудшаются. Использование сажи ацетиленовой (пример 19) позволяет получить композицию с достаточно высоким комплексом свойств. Таким образом согласно предлагаемому способу можно получить полимерную композицию, сочетающую в себепри повышенной стойкости к горениювысокую электропроводность н эластичность (относительное удлинение),что значительно расширяет областьприменения электропроводящих композиций. Композиция может быть использована для получения труб, листов,профилей, а также электропроводящейсамозатухающей пленки.Получаемая по предлагаемому способу композиция обладает удельнымобъемным эпектросопротивлением50-1 10 Ом см, при 20 + 2 фС, относительным удлинением при растяжении 30 100-480 Х и временем свободногогорения в зависимости от состава2-0,5 с.1113391 Продолжение таблицы Состав органическое соединение мас;Х1113391 Продолжение таблицы Состав А 1(ОН)мас.7 Полиолефин Фосфоргалоид- Термостабилизаорганическое тор мас.Х Технический уг.ПМЭВ,мас.Х Марка мас.Й соединение При мер Фосфит П,мас.Хмас.3 марка 0,5 28 - " - 230 617 144 29 - фф - 23,0 6,17 14,4 5,88 АФК12 5,88 АФК12 5 88 АФК12 0,5 30 - " - 23, О 6, 17 14,4 0,5 31 Продолжение таблицы Состав Свойства При Термостабилизатор мер Уч УТЗП Ом смфАлкилированньй Кремнийорганнчес фенол кое соединение1 г 1113391 Продолжение таблицы Свойства Состав ФПри 42,5 1 10 35,0 3,61 10,0 618 0,г 31 100 име ч а ни илен высокого ер этилена с пиленом, УТЭПдибромпропил омпропилоксидиметипдиди-(П /бета-н Тираж 468 Закаэ 6 Повписно Проектная,4 У атентПЭВД - полиэт СЭВА - сополи этилена с про АФК-ск (2, 3 АФК-2, 3-диб кислота, СС- диметип давления марки 15803-020, винилацетатом, СЭП - сополим -уретановый термоэластопласт ксиметил) фосфиновая кислотаетилаллилоксиметилфосфиновая -фениламинофенокси)-силан,афтиламино/фенокси)-силан.