Способ получения полимерной композиции

 

Изобретение относится к способу получения полимерных композиций на основе полиолефина. Композиция характеризуются повышенной стойкостью к термоокислительному старению и могут быть использованы для изготовления труб, профилей, пленок, листов и других изделий. Способ заключается в том, что предварительно ведут смешение производного дитиокарбамата и технического углерода с частью полиэтилена или его сополимера с α-олефином, при концентрации технического углерода в полиэтилене или его сополимере с α-олефинов 15-40 мас. %, с последующим смешением полученного продукта с оставшейся частью полиэтилена или его сополимера с α-олефином и термостабилизатором при следующем соотношении компонентов, мас.%: термостабилизатор 0,01-0,5, производное дитиокарбамата 0,005-0,5, технический углерод 0,5-3,0, полиэтилен или его сополимер с α-олефином остальное. Предложенный способ позволяет получить полимерную композицию с высокой стойкостью к термоокислительной деструкции при пониженных концентрациях термостабилизатора. 1 табл.

Изобретение относится к способу получения полимерных композиций на основе полиолефинов, которые могут быть использованы для изготовления труб, профилей, листов и других изделий.

Известен способ получения полиолефиновой композиции путем смешения полиолефина, термостабилизатора (алкилированного оксифенилбензотриазолила, например 2-(2-окси 3,5-диалкил)-бензотриазол - торговое название Тинувин 320) и производного диалкилдитиокарбамата никеля (Патент Японии N 49-12330, кл. 25(1) CIII, 1974).

Данный способ не позволяет получить композицию с высокой стойкостью к термоокислительной деструкции, которая составляет около 3 часов.

Известен способ получения полимерной композиции путем одновременного смешения полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином, термостабилизатором, производным дитиокарбамата и технического углерода, при следующем соотношении компонентов, мас.%: термостабилизатор - 0,05 - 2,0 производное дитиокарбамата - 0,005 - 0,1 полиэтилен или сополимер этилена с α-олефином - остальное технический углерод - 2 - 2,5 Данный способ не позволяет получить композицию с высокой стойкостью к термоокислительной деструкцией, которая составляет около 9 часов (Авторское свидетельство СССР N 1557148, C 08 L 23/06, C 08 K 5/59, 1988) Наиболее близким по технической сущности является способ получения полимерной композиции путем предварительного смешения части полиолефина, с целевой добавкой, включающей технический углерод, стабилизатор, модификатор, до содержания целевой добавки 9,5 - 30%, с последующим смешением полученного продукта с остальной частью полиолефина (Патент РФ N 2034002, C 08 L 23/02, 1995, 6 стр.) Данный способ не позволяет получить композицию с высокой стойкостью к термоокислительной деструкции, которая составляет около 8 часов.

Задачей изобретения является получение полимерной композиции с высокой стойкостью к термоокислительной деструкции при пониженных концентрациях термостабилизатора.

Техническая задача решается тем, что в способе получения полимерной композиции путем предварительного смешения части полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином, термостабилизатора, производного дитиокарбамата и технического углерода, до содержания технического углерода 15-40 мас.%, с последующим смешением полученного продукта с оставшейся частью полиэтилена или сополимера этилена с α- олефином, предварительно ведут смешение части полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином, производного дитиокарбамата и технического углерода, с последующим смешением полученного продукта с оставшейся частью полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином и термостабилизатором до содержания в конечной композиции: технического углерода - 0,5 - 3,0 мас.%, производного дитиокарбамата - 0,005 - 0,5 мас.% и термостабилизатора - 0,01 - 0,4 мас.%, что позволяет увеличить стойкость композиции к термоокислительной деструкции в 1,2 - 1,5 раза.

Вещества используемые в способе: Полиэтилен низкого давления (ПЭНД) или сополимер этилена с α-олефином ГОСТ 16838-85.

Полиэтилен высокого давления (ПЭВД) ГОСТ 16837-77.

Термостабилизаторы: N,N-ди-β-нафтил-n-фенилендиамин (Диафен НН), 2-окси-1,3-бис[n-(β-нафтиламино)-фенокси] пропан (C-49), эфир 4-окси-3,5-дитретбутилфенилпропионовой кислоты и пентаэритрита (Ирганокс 1010), полимер 2,2,4-триметил-1,2-дигидрохинолина (Ацетонанил), 2-(2'-окси-3',5'-ди-трет-бутилфенил)-бензтиазол (Тинувин 320) и другие термостабилизаторы класса ароматических аминов и пространственно затрудненных фенолов (Химические добавки к полимерам. Справочник. М.: Химия, 1973).

Производное дитиокарбамата: Дибутилдитиокарбамат цинка (Катбамат БЦ), Трис-(N, N'-диэтилдитиокарбамато)арсин (Карбамат ЭТА) [2], Диэтилдитиокарбамат никеля (Карбамат ЭНИ), Диэтилдитиокарбамат цинка (Карбамат ЭЦ), Диметилдитиокарбамат цинка (Карбамат МЦ), о-Хлорфенил-бис(N,N'-диэтилдитиокарбамато)арсин(Карбамат ЭХФА) [2] и другие (Химические добавки к полимерам. Справочник. М.: Химия. 1973).

Технический углерод - ГОСТ 7885-86.

Данное изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Предварительно смешивают сополимер этилена с α-бутиленом (СЭБ), дибутилдитиокарбамат цинка (Карбамат БЦ) и технический углерод в соотношении 67: 30:3 мас.% соответственно. Смешение ведут на вальцах в течение 15 минут при температуре 170^oC. Затем смешивают 6,66 мас.% полученного продукта с 93,32 мас.% СЭБ и с 0,01 мас.% термостабилизатора Диафен НН на вальцах при температуре 170^oC в течение 15 мин. В результате получают однородную массу черного цвета, содержащую 0,01% Диафен HH, 0,2% Карбамата БЦ, 2% технического углерода и 97,79% СЭБ.

Из композиции формуют пластину толщиной 1 мм на прессе при 170^oC. Затем пластину помещают в термошкаф и выдерживают в атмосфере воздуха при 200^oC. Через каждые 30 минут пластину вынимают, охлаждают и определяют относительное удлинение при разрыве (ε_p) по ГОСТ 11262-80 и показатель текучести расплава (ПТР) по ГОСТ 11645-73. Оставшуюся часть образца снова помещают в термошкаф. Таким образом определяют время в течение которого ε_p и ПТР композиции изменится на 50% (в два раза) от их первоначального значения. Это время принимают за стойкость композиции к термоокислительной деструкции. Чем больше это время, тем выше стойкость композиции к термоокислительной деструкции (методика описана в книге Павлова Н.Н. Старение пластмасс в естественных и искусственных условиях. -М.: Химия, 1982).

Свойства композиции приведены в таблице.

Примеры 2-8 выполнены при таком же порядке смешения, что и пример 1, но при других соотношениях компонентов. Состав и свойства композиций приведены в таблице.

Пример 9 (по прототипу). На вальцах при 170^oC смешивают (мас.%): 66,85% СЭБ, 30% техуглерода, 0,15% термостабилизатора Диафен НН и 3,0% Карбамата БЦ. Затем 6,67% полученного продукта смешивают на вальцах при 170^oC в течение 15 мин с 93,33% СЭБ. У полученной композиции, которая по составу соответствует композиции по примеру 1, определяют стойкость к термоокислительной деструкции. Свойства композиции приведены в таблице.

Пример 10 (по прототипу). Выполнен при режимах и последовательности смешения компонентов примера 9, но при другом соотношении компонентов. Состав и свойства композиции приведены в таблице.

Пример 11. На вальцах при 170^oC в течение 15 мин смешивают СЭБ с техническим углеродом в соотношении 70: 30 мас.%. Затем 6,67% полученного концентрата смешивают на вальцах при 170^oC в течение 15 мин с 93,21% СЭБ, 0,01% Диафена НН и 0,2% Карбамата БЦ. Полученную композицию испытывают на стойкость к термоокислительной деструкции. Свойства композиции приведены в таблице.

Как видно из приведенных примеров, композиции, полученные по предлагаемому способу смешения (примеры 1-8), обладают стойкостью к термоокислительной деструкции около 11,5 - 13,5 часов по ПТР и 10,5 - 13,5 часов по ε_p, в то время как композиции по прототипу (примеры 9, 10) имеют стойкость к термоокислительной деструкции в пределах 9 - 9,5 часов по ПТР и 6,5 - 7,5 часов по ε_p. Таким образом, заявляемый способ позволяет получить полимерную композицию, которая в 1,2 - 1,5 раза превосходит по стойкости к термоокислительной деструкции композицию, полученную по прототипу.

Формула изобретения

Способ получения полимерной композиции путем предварительного смешения части полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином, термостабилизатора, производного дитиокарбамата и технического углерода до содержания углерода 15 - 40 мас. % с последующим смешением полученного продукта с оставшейся частью полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином, отличающийся тем, что предварительно ведут смешение части полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином, производного дитиокарбамата и технического углерода, с последующим смешением полученного продукта с оставшейся частью полиэтилена или сополимера этилена с α-олефином и термостабилизатором до содержания в конечной композиции технического углеродв 0,5 - 3,0 мас.%, производного дитиокарбамата 0,005 - 0,5 мас.% и термостабилизатора 0,01 - 0,5 мас.%.

РИСУНКИ

Рисунок 1