Композиция для стабилизации полиолефинов и стабилизированная полимерная композиция на основе полиолефинов

 

Изобретение относится к стабилизирующей композиции для термопластических органических полимеров и стабилизированным полимерным композициям на основе термопластических органических полимеров. Технической задачей данного изобретения является улучшение эффективности работы стабилизаторов в условиях Уф-облучения, а также улучшение окрашивающих характеристик полиолефинов, в которые включена стабилизирующая система при одновременном поддержании индекса текучести расплава и индекса термической стабильности на оптимальном уровне в течение длительного промежутка времени. Данная задача решается композицией для стабилизации полиолефинов, включающей фенол (а), выбранный из пентаэритритол-тетра [3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил) пропионата] и н-октадецилового сложного эфира β 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты; (в)-трис (2,4-ди-трет-бутил-фенил; (с) -дистеарилтиодипропионат при массовом отношении (в+с):а от 50:50 до 80:20 и весовом отношении в:с от 99:1 до 90:10, а также стабилизированной полимерной композицией на основе полиолефинов (полиэтилена высокой плотности, либо линейного полиэтилена низкой плотности, либо полипропилена) и 0,01-5,0 массовых процентов стабилизирующей вышеуказанной композиции. 3 з. п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к стабилизирующей композиции для термопластических органических полимеров.

Кроме того, изобретение относится к стабилизированным полимерным композициям на основе термопластических органических полимеров.

Известно, что органические полимеры подвергаются разрушению под действием света, тепла и окислительных процессов, следствием чего является изменение окраски, появление трещин на поверхности и утрата механических характеристик.

С целью предотвращения такого разрушения в органические полимеры добавляют стабилизирующие материалы такие, как пространственно блокированные фенольные соединения, органические соединения фосфора, замещенные ароматические амины и органические соединения, содержащие серу.

Наиболее близким техническим решением к предложенному является система стабилизаторов, включающая фенольный стабилизатор типа Irganox (0,1%), эфир тиодикарбоновых кислот (0,25%) и фосфит (0,25%). Указанная тройная система стабилизаторов является синергической смесью и предназначена для стабилизации полиолефинов (полиэтилена, полипропилена).

Однако указанная композиция стабилизаторов из-за высокого содержания в ней эфира тиодикарбоновых кислот не может быть использована для стабилизации полимеров, которые контактируют с пищевыми продуктами, из-за неприятного вкуса и запаха. Кроме того, композиция не может быть использована в присутствии УФ-стабилизаторов, так как в присутствии большого количества эфира тиодикарбоновых кислот стабилизаторы, вводимые против УФ-облучения, неэффективны.

Технической задачей данного изобретения является улучшение эффективности работы стабилизаторов в условиях УФ-облучения, а также улучшение окрашивающих характеристик полиолефинов, в которые включена стабилизирующая система при одновременном поддерживании индекса текучести расплава и индекса термической стабильности на оптимальном уровне в течение длительного промежутка времени.

Данная задача решается тем, что стабилизирующая композиция в своем составе содержит: а) пространственно-затрудненный (блокированный) противоокислительный фенол, выбранный из пентаэритритол-тетра[3 -(3,5-ди-трет- бутил-4-гидрокси-фенил)пропионата] и н-октадецилового сложного эфира β -3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионовой кислоты; в) трис(2,4-ди-трет-бутил-фенил)-фосфит; с) дистеарилтиодипропионат, причем весовое отношение [в+с]а находится в интервале от 50:50 до 80:20, а весовое отношение в:с в интервале 99:1 до 90: 10, предпочтительно в интервале от 98:2 до 95:5.

Другим аспектом изобретения является стабилизированная полимерная композиция на основе полиолефинов, в качестве которых используют полиэтилeн высокой плотности, линейный полиэтилен низкой плотности, полипропилен и 0,01-5,0 весовых процентов стабилизирующей композиции, в предпочтительном варианте 0,02-0,5 весовых процентов.

Полимерные композиции, являющиеся предметом изобретения, могут также содержать одну или несколько следующих присадок: замещенные ароматические амины, стабилизаторы видимого или ультрафиолетового излучения, дезактиваторы металлов, основные совместные стабилизаторы, нуклеирующие агенты.

Полимерные композиции, являющиеся предметом изобретения, могут быть получены в соответствии с известными в этой области техники приемами при помощи смешения и гомогенизации термопластического органического полимера со стабилизирующей композицией.

Примеры 1-16 иллюстрируют изобретение.

В примерах использовали полипропилен (Moplen PD-20). Этот полимер в гранулированном виде смешивали со стабилизирующей композицией и полученную гомогенизированную смесь подвергали повторной экструзии на экструдере типа Браондер диаметром 19 мм, длиной примерно в 25 раз превышающей диаметр, снабженном шнеком и фильерой 2 мм, используя степень сжатия 1:4 и профиль температуры 190^оС; 235^оС; 270^оС; 270^оС. Экструдер работает со скоростью 50 об/мин, а нить, поступающую из экструдера, разрезают на гранулы. Фракцию гранул, полученную после первой, третьей и пятой экструзии, анализировали на индекс текучести расплава (ИТР) при помощи методa ASTMD1238 при температуре 230^оС и с нагрузкой 2,16 кг. Другую фракцию гранул прессовали при 190^оС, чтобы получить пластины, толщиной 1,5 мм, используя давление 4 кг/cм² в течение трех минут и 130 кг/см² в течение трех минут, а затем полученные пластины охлаждали в воде при температуре окружающей среды. Измерение желтого индекса (ИП) осуществляли на этих пластинах в соответствии с методом ASTMD1925.

Композиции примеров 1-16 получали смешиванием и экструдированием полипропилена (Moplen PL 20) с (а) фенолом, пентаэритритол(тетра)3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил)пропионатом (Anox 20), (в) фосфитом, трис(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфитом (Alkanox 240), и (с) тиоэфиром, дистеарилтиодипропионатом (DSTDP) при следующих указанных концентрациях (мас.ч. в расчете на (в) Alkanox 240, как 100 мас.ч.), приведенных в табл.1.

Индекс текучести расплава (ИТР) и индекс пожелтения для стабилизированных композиций на основе полипропилена Moplen PD-20, полученных после первой, третьей и пятой экструзии, приведены в табл.2.

Данные, приведенные в табл.2, показывают, что полипропилен, который был стабилизирован постоянными количествами Anox 20 и Alkanox 240 и пониженными количествами DSTDP, после повторных экструзий не проявляют значительных изменений в отношении индекса текучести расплава (ИТР). Индекс пожелтения (ИП) проявляет незначительное уменьшение по мере понижения концентрации DSTDP, пока концентрация DSTDP не достигает 6-3% относительно фосфита, в этой точке ИП значительно падает, как показано экспериментами 6, 7, 14 и 15.

Однако, если концентрация DSTDP падает ниже 3-0% в расчете на фосфит, то ИП существенно повышается, как показано экспериментами 8 и 16.

Если соотношение фосфита (в) к тиоэфиру (с) падает в диапазон 99:1-90:10 в стабилизирующих композициях по изобретению, это приводит к значительному улучшению в индексе пожелтения, без изменения индекса текучести расплава.

Индекс пожелтения для примеров 6, 7, 14, 15, которые попадают в диапазон, указанный в изобретении лучше, чем индекс пожелтения других испытываемых композиций, не входящих в предложенный диапазон.

Таким образом, изобретение позволяет получать полиолефиновые композиции, обладающие довольно высокой стабильностью в условиях переработки, которые могут контактировать с пищевыми продуктами.

Система стабилизаторов согласно изобретению эффективна и в сочетании с УФ-стабилизаторами.

Формула изобретения

1. Композиция для стабилизации полиолефинов, состоящая из фенола, фосфата и тиодипропионата, отличающаяся тем, что в качестве фенола она содержит пространственно- затрудненный противоокислительный фенол (a), выбранный из пентаэритритол-тетра [3-(3,5-ди-трет-бутил-4-гидрокси-фенил)пропионата] и н-октадецилового сложного эфира β -3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенил пропионовой кислоты, в качестве фосфита (b) композиция содержит трис(2,4-ди-трет-бутил-фенил)фосфит, а в качестве тиодипропионата (c) - дистеарилтиодипропионат, причем массовое соотношение (b+c): а находится в интервале 50 : 50 - 80 : 20, а массовое отношение b : c-b интервале 99 : 1 - 90 : 10.

2. Композиция по п. 1, отличающаяся тем, что массовое отношение b : c находится в интервале 98 : 2 - 95 : 5.

3. Стабилизированная полимерная композиция на основе полиолефинов, отличающаяся тем, что в качестве полиолефинов она содержит либо полиэтилен высокой плотности, либо линейный полиэтилен низкой плотности, либо полипропилен и 0,01 - 5,0 мас.% стабилизирующей композиции по любому из п. 1 и 2.

4. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что количество стабилизирующей композиции находится в интервале 0,02 - 0,5 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2