Способ стабилизации полиолефинов

 

307086

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ боюз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства Хв

Заявлено 27; IV.1970 (Мв 1428255/23-5) с присоединением заявки М

Приоритет

Опубликовано 21.И.1971. Бюллетень М 20

Дата опубликования описания 27Х111.1971

МПК С 081 45/58

Комитет по делам

Изобретений и открытий йри Совете Министров

СССР

УДК 678.742.048.4 (088.8) Авторы изобретения

В. У. Новиков, А. Н. Елагина и В. С. Ивушкина

Заявитель

СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛИОЛЕФИНОВ

100

Известен способ стабилизации полиолефинов путем добавки стабилизатора бис-2-а-метилбензил-4-метилфенолмоносульфида. Но известный способ отличается малой устойчивостью полиолефинов при длительном действии повышенных температур и больших сдвиговых напряжений.

Сущность предлагаемого способа состоит в том, что, с целью повышения термоустойчивости при действии повышенных температур и больших сдвиговых напряжений, стабилизирующую добавку — бис-2-а-метилбензил-4-метилфенолмоносульфид вводят в сочетании с полиметилфенилсилоксановой смолой в соотношении от 1: 50 — 1: 10 по весу, причем указанную смесь предварительно прокаливают при температуре пе ниже 200 С.

При этом с целью обеспечения эластичности и сохранения электрических характеристик указанную добавку вводят в количестве

2 — 15 вес. ч. на 100 вес. ч. полимера.

В процессе исследования влияния различных добавок, повышающих термостой кость полиолефинов, в том числе моносульфида в различных сочетаниях, установлено, что наибольшую эффективность обеспечивает добавка моносульфида в сочетании с полиметилфенилсилоксановой смолой, причем замечено, что эффективность смеси существенно зависиг от способа ее изготовления. В частности, эффективность смеси увеличивается после предварительной обработки при температуре не ниже 200 С.

Процентное соотношение компонентов в смеси зависит от типа полимера и его стойкости к воздействию повышенных температур, а также требуемой номинальной рабочей температуры.

Дозировка стабилизирующей смеси зависит от температурных нагрузок и сдвиговых напряжений, действующих на материалы в процессе эксплуатации.

При мер 1. Состав системы, вес. ч.:

Полиэтилен высокой плотности марки П4020Э 100

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотношении 1: 10 5

Пример 2. Состав системы, вес. ч.:

Полиэтилен высокой плотности марки П4020Э 100

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотношении 1: 10 5

Пример 3. Состав, системы, вес. ч.:

Полиэтилен высокой плотности марки П4020Э

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотноше30 нии 1: 10 2

307086

100

Таблица

Время испытаний, час показатель текучести расплава. г/10 мин относительное удлинение при разрыве, тангенс угла диэлектрических потерь

Система

230

2,35

1,8 хрупкий излом через 1,5 час

2,45

4,82

5,98

2,0

1,9

1,8

278

267 хрупкий излом к 12 час

2,1

132

1,9

2,1

91 хрупкий излом к 6 час

1,4

1,35

1,29

1,7

2,3

203

197

167

4

12

2,0

3,35

3,42

5,56

5,91 хрупкий излом через 17 час

226

232

251

198

1,2

1,4

1,87

1,9

2,13

2,61

3,88

5,24

4

12 хрупкии излом через 1о час

При м ер 4. Состав системы, вес. ч.:

Полиэтилен низкой плотности марки П2020Т 100

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотношении 1: 50 2

Пример 5. Состав системы, вес. ч.:

Полиэтилен модифированный

Полиэтилен П 4020Э без добавок

Полиэтилен П 4020Э +0,20/О моносульфида

Полиэтилен П 4020Э + смола нетермообработанная (дозировка 2 вес. ч.) Полиэтилен П 4020Э + моносульфид: смола в соотношении 1: 10, не термообработанная (дозировка 2 вес. ч.) Полиэтилен П 4020Э + стабилизирующая система в соотношении 1: 10, термообработанная (дозировка 2 вес ч.) Полиэтилен П 4020Э + стабилизирующая система в соотношении 1: 50, термообработанная (дозировка 2 вес. ч.) Как видно из таблицы термическая обработка смеси при температуре не ниже 200 С существенно повышает (в 3 раза) термоустойчивость полимера.

Добавка бис-2-а-метилбензил-4-метилфенолмоносульфида обеспечивает сохранение устойчивости полиэтилена к температуре 160 С в течение 8 час, в то время, как применение указанного стабилизатора в сочетании с кремнийорганической смолой в соотношении 1: 10 по весу после предварительного прокаливания смеси обеспечивает полное сохранение физико-механических и электрических характеристик в течение более 15 час.

СЭП-2

Стабилизирующая система моносульфид: смола в соотношении 1: 20 о

В таблице приведены характеристики полиэтилена высокой плотности, стабилизированного различными добавками, после вальцевания при 160 С на воздухе.

Х а р а к т е р и с т и к и хрупкий излом через 2,5 час

162 1,9

4,8 0,06

При использовании бис-2-а-метилбензил-4метилфенолмоносульфида в сочетании 1: 50 с кремнийорганической смолой наблюдается менее заметное увеличение термостойкости полиэтилена. В таблице также показано влияние предварительной термообработки стабилизирующей смеси на повышение термоустойчивости полиэтилена (приблизительно в 3 раза).

Ниже приводятся примеры, иллюстрирующие влияние добавки моносульфида в сочетании с полиметилфенилсилоксановой смолой на термоустойчивость различных полиолефинов.

307086

Время до наступления хрупкости

Наименование материала

Хрупкий

2,5 час

Полиэтилен низкой плотности П2020Т без добавок излом через

Хрупкий

14 час

Полиэтилен П2020Т +

+0,1О/о моносульфида

Полиэтилен П2020Т +

+стабилизирующая система в соотношении 1: 50 (дозировка

2 вес. ч.)

Модифицированный полиэтилен СЭП-2, исходный

Модифицированный полиэтилен СЭП-2+0,2% моносульфида

Модифицированный полиэтилен СЭП-2+ стабилизирующая система в соотношении 1:20 (дозировка 5 ве . ч.) излом через

Хрупкий

18 час излом через

Хрупкий

2 час излом через

Хрупкий

12 час излом через

Хрупкий излом к 17 час

Составитель А. Кулакова

Техред Л. Л. Евдонов

Редактор Л. Новожилова

Корректор В. Жолудева

Заказ 2229/1 Изд. № 948 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров CCCP

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр.

Сапунова, 2

Крем нийорганическую полиметилфенилсилоксановую смолу тщательно измельчают в ступке, смешивают с термостабилизатором бис-2-а-метилбензил - 4 - метилфенолмоносульфида и растворяют в этиловом спирте в соотношении 1: 1. Затем в раствор при помешивании вносят отвердить К-18, и всю смесь помещают в термостат, где при температуре

100 -2 С в течение 24 час происходит испарение спирта, затем смесь переносят в термостат с температурой 200<-2 С, где начинается процесс отверждения кремнийорганической смолы. В реакцию отверждения смолы вовлекаются также функциональные группы молекул термостабилизатора. Смесь находится в термостате в течение 15 —.20 мин, за это время реакция отверждения не успевает пройти полностью, окончательное отверждение происходит при введении термостабилизирующей системы в полиэтилен в процессе вальцеванпя и прессования.

Частично отвержденную смесь кремнийорганической смолы и термостабилизатора тщательно измельчают и смешивают с порошком (или гранулятом) полиэтилена в холодном смесителе в течение 20 мин. В данном случае для приготовления смесей взят порошок поли5

6 этилена высокой плотности марки П4020Э.

Смесь из смесителя переносят на вальцы, нагретые до температуры 100 2 С и в течение

15 л1ин вальцуют при зазоре 0,21-0,05 л,и, проверяя 4 — 5 раз количество смещения изготовлением тонкой пленки при зазоре 0,051-0,01 мл1.

Приготовленная таким образом смесь, состоящая из полиэтилена и термостабилизирующей системы может быть использована для проведения различных испытаний.

Прессование образца для проведения испытаний осуществляется при режиме, обычно принятом для подготовки образцов из полиэтилена низкого давлеьп1я. Стойкость к воздействию повышенных температур проверяется путем вальцевания 400 г термостабилизированного полиэтилена при температуре

160 С с отбором проб по 85 г через 4, 8, 12 и

15 час вальцевания. Критерием стойкости полиэтилена в процессе длительной термомеханической деструкции является сохранение физико-механических и электрических характеристик лолимера.

Из вышеизложенного следует, что введение стабилизирующей системы, состоящей из бис2-с.-метилбензил-4-метилфенолмоносульфпда и кремнийорганической смолы, улучшают термостойкость полиолефинов, а следовательно повышают его устойчивость в процессе переработки в условияx действий высоких температур и сдвиговых напряжений, а также обеспечивают длительное сохранение физико-механических и электрических характеристик в процессе эксплуатации.

Предмет изобретения

1. Способ стабилизации полиолефинов введением в качестве стабилизатора бис-2-а,-метилбензил-4-мет;глфенолмоносульфида, отли.чаюи1ийся тем, что, с целью повышения термоустойчивостп прп действии повышенных те:аператур и больших сдвиговых напряжений, указанный стабилизатор вводят в сочетании с кремнийоргапической полпметилфенилсилоксановой смолой в соотношении 1: 50 †: 1: 10, причем указанную смесь предварительно обрабатывают при температуре не ниже

200 С.

2. Способ по п. 1, отличаюшийся тем, что, с целью обеспечения эластичности, указанную добавку вводят в количестве 2 — 15 вес. ч. на

100 вес. ч. полимера.