Композиция на основе суспензионного поливинилхлорида

 

Использование: в промышленности пластмасс при составлении композиций на основе поливинилхлорида. Сущность изобретения: композиция содержит, мас.ч: суспензионный поливинилхлорид - 100, сложноэфирный пластификатор - 40-100, свинцовый стабилизатор - 1-10, карбонат кальция - 1-400, продукт хлорирования жидких углеводородов стадии перегонки обратного парафина производства сульфонола - 15-50, дифенилпропанол - 0,1-0,2, ионол - 0,2-0,3. 1 табл.

Изобретение относится к поливинилхлоридным (ПВХ) композициям, которые могут быть использованы прежде всего для изоляции и защитных оболочек проводов и кабелей, а также для других изделий, например, листов, пленок, шлангов и т.д.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемому изобретению является композиция, которая содержит на 100 мас.ч. ПВХ 25-30 мас.ч. пластификатора (хлорированный парафин или метилстеарат, ди-2-этилгексилфталат) и 20-25 мас.ч. пластификатора, полученного хлорированием насыщенных высших жирных кислот в присутствии спиртов (например, метилового, этилового, пропилового, бутилового, октилового, бензилового), стабилизатор и наполнитель, в частности, карбонат кальция. При воспроизведении получают композицию, имеющую следующий комплекс свойств: вязкость - 25000-48000 П, расчетный срок службы при 70^oC - 11-17 лет, термостабильность - 100-165 мин, пористость - 5,3-9,8%, температура хрупкости - -20 - 30^oC, потери в массе - 1,5-3,2%, относительное удлинение при разрыве до и после старения - 300-340% и 280-320% соответственно, удельное объемное электрическое сопротивление при 20^oC - 1,010¹¹-7,510¹³ Омсм, при 70^oC - 1,010¹⁰-1,210¹² Омсм (патент JP N 50-9813, кл. C 08 L 27/06, 1975, см. пример 21).

Техническим результатом изобретения является снижение вязкости и повышение срока службы композиции при сохранении ее физико-механических и диэлектрических свойств.

Этот результат достигается тем, что композиция на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая сложноэфирный пластификатор, свинцовый стабилизатор, наполнитель и хлорированный парафин, содержит в качестве наполнителя карбонат кальция, в качестве хлорированного парафина - продукт хлорирования жидких углеводородов стадии перегонки обратного парафина производства сульфонола состава, мас. %: алкилбензолы 12-24, н-парафины фракции C₁₀H₂₂- C₁₆H₃₄ 76-88 и дополнительно смесь дифенилолпропана и ионола при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: Суспензионный поливинилхлорид - 100 Сложноэфирный пластификатор - 40-100 Свинцовый стабилизатор - 1-10 Карбонат кальция - 1-400 Продукт хлорирования жидких углеводородов стадии перегонки обратного парафина производства сульфонола - 15-50 Дифенилолпропан - 0,1-0,2 Ионол - 0,2-0,3 Композиция содержит ПВХ суспензионный марок ПВХ C-70 (ГОСТ 14332-78); в качестве сложноэфирного пластификатора - диалкилфталат (ДАФ₇₈₉), ди-(2-этилгексил)-фталат (ДОФ), дибутилфталат (ДБФ), ди-(2-этилгексил)-себацинат (ДОС) - ГОСТ 8728-77 с изм.1, тетраоктилпиромеллитат (ТОПМ) - ТУ 6-05-11-1-256-80, трикрезилфосфат (ТКФ) - ГОСТ 5728-76 с изм.2; в качестве наполнителя - карбонат кальция (CaCO₃) - мел тонкодисперсный - ТУ 6-18-38-85 с изм.3; в качестве свинцового стабилизатора - трехосновный сульфат свинца (ТОСС) - ТУ 6-09-4098-75 с изм.1-5, двухосновный фталат свинца (ДОФТС) - ТУ 6-09-600-76 с изм. 1-4, двухосновный стеарат свинца (ДОСС) - ТУ 6-09-3928-75 с изм.5; в качестве хлорированного парафина - продукты хлорорганического синтеза, полученные хлорированием низших углеводородов со стадии перегонки обратных парафинов производства сульфонола, содержащие в своем составе 12-24% алкилбензолов и 76-88% н-парафинов фракции C₁₀H₂₂- C₁₆H₃₄ - хлорпласты 300 (XII 300), представляющие собой вязкую маслянистую жидкость с температурой замерзания минус 30^oC, трудногорючую, взрывобезопасную, малотоксичную и предназначенные для использования в качестве пластификаторов и антипиренов при производстве полимерных строительных материалов (линолеумов) - ТУ 6-01-18-1384-88; а также дифенилолпропан (ДФП) - ГОСТ 12138-86 и ионол - ОСТ 38.01420-87.

Пример 1 ( по изобретению). 100 мас.ч. ПВХ_C-70 и 1 мас.ч. CaCO₃ помещают в смеситель, нагретый до 80-120^oC и перемешивают в течение 8-10 мин. Затем через форсунку за 8-10 мин вводят предварительно подогретую до 70^oC суспензию 1 мас.ч ТОСС, 0,1 мас.ч. ДПФ, 0,2 мас.ч. ионола и 15 мас.ч. XII 300 в 40 мас. ч. ДАФ₇₈₉, поднимают температуру до 100-120^oC и перемешивают в течение 10-30 мин. Затем смесь охлаждают при перемешивании и гранулируют при температуре расплава 150-170^oC.

Образцы для испытаний готовят вальцево-прессовым способом. Определяют вязкость в соответствии с Методикой определения реологических свойств расплавов полимеров на рычажно-капиллярном вискозиметре, НИИ полимеров, 1978; термостабильность при 190^oC - в соответствии с ГОСТ 14041-68; пористость - в соответствии с Методикой, приведенной в статье "Влияние состава ПВХ-композиций на пористость изделий из них", Киселев А.М. и др., Пластмассы, 1986, с. 62; потери в массе, температуру хрупкости, относительное удлинение при разрыве до и после старения в течение 7 суток при 100^oC, удельное объемное электрическое сопротивление - в соответствии с ГОСТ 5960-72.

Расчетный срок службы при 70^oC определяют по Методике ускоренного старения, разработанной в НИИ полимеров. Сущность ускоренного метода, используемого для оценки расчетного срока службы пластифицированного ПВХ, состоит в том, что при повышенных температурах определяют время (_т) , за которое относительное удлинение материала достигает критического значения. За критическое принято значение K= t/_исх = 0,3 ( t - относительное удлинение в момент времени t, _исх - исходное значение относительного удлинения), что соответствует пределу допустимого изменения эксплуатационных свойств реальных пластифицированных материалов из ПВХ. Для экспериментальной температуры старения зависимость коэффициента старения K аппроксимируется прямолинейной зависимостью типа: K= 1-C,
где
C - постоянная, физический смысл которой - скорость изменения коэффициента старения; - время старения.

Время достижения критического значения K_кр. определяют по формуле:
_т= (1-K_кр.)/C.
Для расчетного срока службы композиции при температуре эксплуатации применена следующая зависимость:
lg_э= lg_т+[E(1/T_э-1/T)] / 4,57,
где
T_э, Т - температура эксплуатации и ускоренного старения соответственно; E - коэффициент температурной зависимости процесса изменения показателя "относительное удлинение при разрыве".

Состав и свойства композиции приведены в таблице.

Примеры 2-20 (по изобретению).

Примеры 21 (для сравнения - по прототипу).

Составы и свойства композиций приведены в таблице. Режимы приготовления и испытаний композиций аналогичны примеру 1.

Формула изобретения

Композиция на основе суспензионного поливинилхлорида, включающая сложноэфирные пластификатор, свинцовый стабилизатор, наполнитель - карбонат кальция и хлорированный парафин, отличающаяся тем, что, с целью снижения вязкости и повышения срока службы композиции при сохранении ее физико-механических и диэлектрических свойств, она содержит в качестве хлорированного парафина продукт хлорирования жидких углеводородов стадии перегонки обратного парафина производства сульфонола состава, мас.%: алкилбензолы 12-24, н-парафины фракции С₁₀Н₂₂ - С₁₆Н₃₄ 76-88 и дополнительно смесь дифенилопропана и ионола при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суспензионный поливинилхлорид - 100
Сложноэфирный пластификатор - 40 - 100
Свинцовый стабилизатор - 1 - 10
Карбонат кальция - 1 - 400
Продукт хлорирования жидких углеводородов стадии перегонки обратного парафина производства сульфонола - 15 - 50
Дифенилолпропан - 0,1 - 0,2
Ионол - 0,2 - 0,3,

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6