Полимерная композиция

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК б; С 08 К ПС 0 ТЕНИ и 60 катор 3 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ИСАНИЕ ИЭОБР ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(прототип) .3. Авторское свидетельство СССРпо заявке 92851050/04,кл.С 10 6 53/101978,.ЯО 16332 А(54) (57) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ, вклю- чающая полизтилен высокой плотности и пластиФикатор, о т л и ч а ю щ а я - с я тем,что,с целью повышения прочности, твердости и улучшения текучести, свето- и термостабильности, в качестве пластификатора она содержит 55-65-ный раствор кислого гудрона .сернокислотной очистки ароматических Фракций жидких продуктов пиролиэа в, углеводородном растворителе при следующем соотношении компонентов,мас.%:Полиэтйлен высокойплотност -97 ПластиФи -4Изобретение относится к модификации свойств полиэтилена, в частностидля придания ему комплекса новых характеристик (повышенной прочности,твердости, теплостойкости, текучести), введением в состав полиэтиленапластификаторов, практически не мигрирувщих на поверхность.Продукты, используемые в качествепластификаторов, должны обладатьспособностью термодинамической совме . стимости с полимером, малой летучестью, химической стойкостью, способностью проявлять пластифицирующеедействие не должны ухудшать диэлектрические свойства полимера, выделяться со временем на поверхности и т,д,Известна пластифицированная композиция на основе полиэтилена среднегодавления и сложного эфира трицианацетофенона и спиРтов С 8 -С 0(1) . 20Однако промышленное йроизводствоэтого пластификатора усложнено тем,что процесс его синтеза многостадийный, кроме того, он, как и всякийсложный эфир, поляРен и, следовательно, заметно ухудшает диэлектрическиесвойства композиции (при 15 содержании 1 д увеличивается до 40-60 10 ф)в то время, как материал, используемый для изготовления кабельной изоля-.ции, должен иметь малые диэлектрические потери и проницаемость, чтобыисключить влияние утечек и "паразитной" емкости.Наиболее близкой к изобретению явиляется полимерная композиция, состоя-.щая из 70-97 мас.Ъ полиэтилена среднего давления и 3-30 мас.Ъ экстракта,представляющего собой отход селективной очистки масляных дистиллятов,Композиция обладает эластичностью, устой 40чива против светового и тепловогостарения Г 2 3.Однако при введении в полиэтиленболее 20 мас.З.экстракта увеличивается его миграция из композиции, поверхность образцов становится липкой.Кроме того, композиция с экстрактомимеют недостаточно высокую твердость,прочность,теплостойкость.При содержании экстракта более 10 мас.% значи тельно увеличиваются диэлектрическиепотери и летучесть. Цель изобретения - улучшение Физико-механических свойств композиции (прочности, твердости, текучести)и 55 повышение свето- и термостабильности.Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, включающая полиэтилен высокой плотности и пластификатор, в качестве пластифи катора содержит 55-65-ный раствор кислого гудрона сернокислотной очистки ароматических Фракций жидких продуктов пирвлиза в углеводородном11 1 растворителе (лакойль "Нефтегаз) при следующем соотношении компонентов, мас,В:Полиэтилен высокойплотности 60-97Пластификатор 3-40Этот лакойль получают из отхода производства - кислого гудрона, образующегося при сернокислотной очистке ароматических фракций жидких продуктов пиролиэа Лакойль получают растворением кислого гудрона в бензол-толуольной фракции 65-130 С во соотношении (50-70): (50-30) мас.В с последующей промывкой водой, нейтрализацией анилином и отделением воды азеотропной перегородкой 3.3.Испытывают образцы трех партий лакойля в различных соотношениях с растворителем,1 П 111 Непредельныеуглеводородй 12,6 . 16,2 11,4Ароматическиеуглеводороды 82,1 79,8 82,6Парафиновые ийафтеновыеуглеводороды 5,3 4,0 6,0В партии 1 соотношение кислый гудрон:растворитель составляет 60:40, впартии Т 1 - 65:35, в партии 11165:45.Применение лакойля "Нефтегаз" вкачестве пластификатора для пэлиэтилена высокой плотности повышает прочность,теплостойкость,твердость,улучшает ее диэлектрические свойства,перерабатываемость,а также термо- исветостабильнасть,снижает ее стоимостьП р и м е р. Лакойль "Нефтегаз"вводят в полиэтилен среднего давления(Ту 38-1 Р 258-75) на лабораторныхвальцах при 1553.5 С в течение 1015 мин в количестве 3-40 от массыкомпозиции. Дальнейшее увеличение содержания лакойля "Нефтегаз" ухудшает его совместимость с полиэтиленом.Полученные полотна измельчают нагидравлическом прессе усилием 100 т,отпрессовывают пластины толщиной1 й 0,1 мм (и 3+0,3 мм для определенияотеплостойкости по ВИКА) при 190/150 С,удельном давлении 70-100 кгс/см,выдерживая под давлением 5 мин на1 мм и охлаждая затем до 40 СИз отпрессованных пластин вырубаютобразцы для испытаний,Разрушающее напряжение при растяжении и относительное удлинение приразрыве определяют на разрывной машине Епо ГОСТ 11262-76.Показатель текучести расплава определяют на приборе ИИРТ по ГОСТ11645-73.Тангенс угла диэлектрических потерь определяют на измерителе добротности Е 9-4 по ГОСТ 6433,3-71Теплостойкость по Вика при нагрузке 5 кг определяют по ГОСТ 15065-69,Разрушающее напряжение при статическом изгибе определяют на разрывной машине РМИпо ГОСТ 4648-71. 5Твердость по Вринеллю определяют по ГОСТ 4670-76.Массовую долю летучих веществ определяют по ГОСТ 16338-77 (п.3.13),Свойства предлагаемой композиции 10 приведены .втабл. 1.Проводят испытания на световоестарение (по ГОСТ 29226-62 на аппарате искусственной погоды ИП-3). Тепловое старение образцов осуществ ляют при 100 фС в термошкафу в течение 20 сут, Для сравнения испытывают образцы полиэтилена среднего давления, содержащие стандартные промышленные стабилизаторы "Венэон ОЪф, фТинувини смесь Топанола с дилаурилтиодипропионатом ДЛТДП).Результаты светового и теплового старения приведены в табл. 2 и 3;в табл. 4 приводятся для сравнения свойства предлагаемых и известных композиций.Из сравнения предлагаемых компо.зиций с известными видно, что у предлагае х ко оэ ц й раэру"амадее на- ЗО пряжение при растяжении и при изгибе .увеличивается соответственно на 13 и 11, тогда как. у известных композиций при введении добавки прочность уменьшается.Теплоетойкость.по Вика предлагае- З 5 мых композиций повышается, чем обус-,лавливается воэможность эксплуатации изделий из предлагаемых композиций при более высоких температура.;.Предлагаемые композиции не нуждаются в дополнительной свето- и термостабилизации специальными стабилиза- . торами. После 300 ч светового старения разрушающее напряжение при растяжении уменьшается не более чем на 11,4, тогда как у стабилизированных стандартными стабилизаторами - на 22,5 и 14,7 (в табл. 2).После 500 ч теплового старения разрушающее напряжение при растяжении уменьшается не более чем на 5,9, у стабилизированных стандартными стабилизаторами - на 6,5 штаба, 3).Тангенс угла диэлектрических потерь композиций, содержащйх 30.экстракт (по известному), изменяется в пределах 0,0018-0,0019 , в то время как у предлагаемых композиций, содержащих 30 пластификатора, составляет 0,0014-0,0015 табл, 4).Твердость по Бринеллю для композиций, пластицированных 30 экстракта (по известному. уменьшается на 26, а у предлагаемых композиций с аналогичным соцержанием пластификатора уменьшается всего на 10 1 табл.4)., У композиций, содержащих 30 экс" тракта по известному), массовая доля летучих веществ после 500 ч составляет 4,34-4,55, а .у предлагаемых ком" позиций она равна 0,89-0,96 табл,4).,:о о о д 3 1 1 в 11 1 1 1 1 1 в 1 1 1 1 1 1 в 1 в 1 1 1 Ь 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 41 1 1 3 3 3О 3 3 фв в в 33 1 в 1 В1 3 В во Вм вв в1 о3 Ч 3Ч .1 въ В е1 въвн 3вфв ВЬЬвдвн овН 33н ввв в 1Д 1 1о вв вн в Э ВВ ав вм 1 м 1 1 3 о ь 1 ОВ 33 вюв в1в 1 1 В Ф В 333 ХВ Вмв Х В 1 Э 1- 1 3в о о З 3 Ч 1 1 О- 3 о ч МЪ ЮР ,1 3.Ф ан цо 3Ф хо ч хн хх эчх 3 Ф х ьо ЮЗОО Э Д 31 о Цвв д 3 лс чч Ов цх а Я аФЕЕвччВ хач оФ ф хахн"эчфса х33 Ф 3Э Х ввЭэ н Ф М ч х в:вн ю оФ оа ч чх ю х е х. 1 .1 .Е С С .315 315 325 340 340 325. 285 400 410 420 480 490 500 . 500 2 а 54 гю 65 . гф 80 290 гю 96 Зв 30 450 50 7 ю 1 9 ю 7 11 ю 1 12 вО 143 19 уО Исходаюе свойства 345 335 315290 500 520 510 500 гф 92 Зю 04 ЗфЗО 4 ф 15 10 ю 8 11 ю 7 14 ю 9 195 255 304 309 333 340 320 120 180160 ЗЭО 300 300 2,20 2,28 2,10 2,31 2,41 .2,45 49 70 10,0 11,1 149 14 ф 9 00 310 341 331 318 140 300 400 280 250 241 гс,46 гю 09 б 11,4 11,9 149 308 270 490 110 4 юОО 2 ю 05 206 4 ю 8 300 265 295 300 89 76 220 88 230 362 198 202 133 21 ф 5 42 7 ю 1 300 300 323. 336 . 310 260 60 70 70 80 210 гюОО гю 01 215 222 ЯгЗ бв 9 10 е 1 11 уЯ 10 ю 9 330 . 330 310 30072 72 64 64 2;20 2,25 2,22 2 2 9,3 10 е 9 11,0 13 ю 4 260 200 70 3,8 ггю 7 е е е 290 295 395 310 ЭОО 295 240 280 .295 310 ЭОЬ 24 28 30 24 28 24 56 24 ЗЬ 30 24 гю 00 1 ю 9201 гф 00 гю 04 346 1 е 81 1 ю 91 1 ю 98 гю 02 в 05 Зу 9 5 ф 9 9 ф 8 10 юб 104 131 ггю 1 5 еЗ Ов 1 10 е 5 10 фг169 а1,3 2,1 6,0 4 ю 5 308 311 330 335 320 320 28064 70 , .70 72. 68 68 110 О 87 0 97 1 ОО 1 04 1 10 1 20 1 90 2 юб 2 ю 8 ЭюО юО бю 4 7 ю 0. 105 еаЮвеаввавеееее 120 250 24 2,0 5,7 1,9 5,2еееев ав Е Е И аввв ва е е ев1 ве 500 ОПТРсааб104 80 2 ю 5 5,9 Продолаевве таолюэ еаае ОЭСР + юаНефтегаэ"4 ююю месь%31 О 317 333 34 О ЗЗО 309118 130 170 130 120 100 175 100 1 ю 11 га 18 1 а 25 1 ю 31 1 ю 40 гю 45 2 ю 75 122 Зю 2 4О 4 ю 8 5 ю 4 бюб 78 10 б 4 ю 4 285 300 305 335 330 321 304280 132 64 64 68 72 70 64 120 гюб 5 Ою 96 1 ю 10 1 ю 20 120 1 ю 31 1 ю 20 гюзв 9 юВ Зюо Зюб 5 юз ба 1 бю 8 7 ю 4 9 ю 2 325 330 325 31060 12 68 681,1 б 1,2 О 1,21 5 юо 4 а 8 бю 1 7 юо 250л 300 275 300 300 320 320 304 300 27524 48 24 24 24 26 24 24 42 1,03 1 ю 25 Ою 61 Ою 77 Ою 84 Оа 95 Ою 98 1,07 1 ю 12 5,4 7,4 2,5 2,8 З,о 4,4 5,6 6,0 300 315 327 31524 28 28 24 Оа 72 О88 Ою 90 Ою 98 2 юбЗаб ЗаО 5 ю 1 500 300 24 0,572В Продовзитель вость старевввю ч РЫИТРтуГ х 10 ГЕрПТР8 д х 104 305 311 72 60 0,90 1,01 З,О 3,8 290 16 184 2,61016332 о 1 м 1 1 сс ф -Ос Зс сФ3 Л С ь с Ю Ю 0оСс Зс бъ сО О с ъ фью м соГ 1 1 1 о -1 - 3 О х сс 1 л ф М 1 с. о о л Зсл л лЛ Сссс СЧ 0 ЛъСЧЧ о о о о ос СЧ 11 о, сс 3 0 б 1с с СЧсЪ Ю Ю 3 ф М с л о 3 СЧ М 3 СОщ (Ч с с бЪ (Ч бЪ о.о Ф лс,0 ссСЧ 1 1 3 1 у Юлс лСЧ Юсо о ю оФ сб в о , о м ю С Е о о Х с х о ь м0 О 0 СЧЗс СЧ СЧ Л с ь с с Ю г СЧ СЧ М 3 3 О Ч Л ЮЧ ъ сь ъ о ю Л Зс Ю 3со М 3с с с .Ю ЮСЛ 0Ч Зс 0 бсс с с о о о о СЧ СО ОЧ - м мс с ь о о.о о сЛ с О С о о о.о с с ъо о о о аа а ь 6 6 6 6 бса О с Ф Оо с н ф Ч Ч о оом а 311 О 1 р 11 В 1 щ 1г 91,а о а ф СО О с ГЧ Ь Ч Рч н н а ч н с м а а о с о мв оо ч аЧн о вма о м а о г. о ч ч н о га с м а о а м м Ол СО Гс Н О 1 а ф 0м а 1 а 11 1 1 1 .3 1 11 о ф а СО н чР. С63Е Е Ио оЫо. опХ Х 61ссжИ Ооа а О ч и а с лс О Ч сУ еР ч ю н аа всс ло оф р Ч М О Р Ос с о о О 1 ю а Ч Ю О 1 Н с с со о о н а а 0 Ф ,ф Ч Ъс с со ч э ч о о а3,м м мс с со н ч,ч о о оМ О Ю Ос с с со о н н СО Н Ч Ф Н 4 0 Н Чс с о