Способ получения пластифицированных полимерных материалов

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способам получения пластифицированных полимерных материалов путем введения в их объем пластификаторов, и может быть использовано в производстве различных полимерных материалов и покрытий. В способе в полимерных композициях в качестве пластификатора используют новые типы пластификаторов, содержащих в своем составе помимо двух сложноэфирных групп одну полную (вторичную) фосфанатную группу. При этом происходит улучшение показателя горючести на несколько единиц (по КИ) с сохранением одновременно основного комплекса физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств материала. 1 табл.

 

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к способам получения пластифицированных полимерных материалов путем введения в их объем пластификаторов, и может быть использовано в производстве различных полимерных материалов и покрытий.

Известно, что в качестве пластификаторов для полимеров могут применяться органические соединения самых различных классов [Р.С.Барштейн и др. Пластификаторы для полимеров. М., Химия, 1982, с.5].

Эффект пластификации полимеров различными пластификаторами неодинаков и зависит от их химической природы и строения. Поэтому полимеры, содержащие одинаковые массовые количества различных пластификаторов, отличаются по комплексу физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств [Р.С.Барштейн и др. Пластификаторы для полимеров. М., Химия, 1982, с.173].

Наиболее эффективным с точки зрения достижения оптимума всех свойств в полимерном материале является использование класса диэфирных пластификаторов (соединений с двумя сложноэфирными группами в молекуле), что находит свое отражение в объеме их промышленного производства и использования [Химическая энциклопедия, Бол.Рос.Энц., М., т.3, 1992, с.562-3; Энциклопедия полимеров. Сов. Энц., М., т.2, 1977, с.620-6].

С учетом того, что из класса диэфирных пластификаторов наиболее значительным по эффективности и масштабам использования следует считать сложные эфиры фталевых кислот, в качестве прототипа наиболее близким к предложенному изобретению можно принять способ получения пластифицированных полимерных материалов [К.С.Минскер и др. Деструкция и стабилизация поливинилхлорида. - М., Химия, 1972, с.384-5].

Однако использование диэфирных пластификаторов оказывает существенное негативное влияние на горючесть пластифицированных полимеров, так как при контакте с пламенем они выделяются из полимера, а затем воспламеняются.

Поэтому во всех случаях, когда к полимерным материалам, использующим с своем составе диэфирные пластификаторфы, предъявляются также требования повышенной пожарной безопасности, приходится дополнительно использовать различные трудногорючие и огнестойкие пластификаторы и добавки [Р.С. Барштейн и др., Пластификаторы для полимеров. М., Химия, 1982, с.186], что, как правило, неизбежно ведет к ухудшению основных физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств в готовом материале (со всеми вытекающими отсюда последствиями).

Целью настоящего изобретения является сохранение уровня основного комплекса физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств полимерных материалов, использующих традиционные диэфирные пластификаторы, и одновременно улучшения их огнезащитных свойств.

Указанная цель достигается тем, что в полимерных композициях в качестве пластификатора используют новые типы пластификаторов в тех же массовых количествах, содержащих в своем составе помимо двух сложноэфирных групп одну полную (вторичную) фосфанатную группу следующего состава:

где R₁ - замещенный алкил 1,4-диовой кислоты ;

замещенный алкил 1,2-циклогександикарбоновой кислоты

R₂ - алкил (С_nН_2n+1-; n=2-12)

R₃ - метил (СН₃-); фенил (С₆Н₅-)

Особенности настоящего изобретения иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1 (по прототипу)

Готовят полимерную композицию смешением при комнатной температуре следующих компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид	100
(ПВХ С-70)
Диэфирный пластификатор	50
(диоктилфталат, ДОФ)
Стабилизаторы:
- эпоксидированное	3
соевое масло
- стеарат Са	1

Получение образцов пленок осуществляют на вальцах при температуре 150°С в течение 5 минут

Пример 2

Отличается от примера 1 тем, что в качестве пластификатора используют дибутиловый эфир диметоксифосфорилбутан-1,4-диовой кислоты:

Пример 3

Отличается от примера 2 тем, что в качестве пластификатора используют бис (2-этилгексиловый) эфир дибутоксифосфорилбутан-1,4-диовой кислоты:

Пример 4

Отличается от примера 3 тем, что в качестве пластификатора используют дибутиломый эфир бис (2-этилгексилокси) фосфорилбутан-1,4-диовой кислоты:

Пример 5

Отличается от примера 4 тем, что в качестве пластификатора используют дилауриновый эфир бис(фенокси) фосфорилбутан-1,4-диовой кислоты:

Пример 6

Отличается от примера 5 тем, что в качестве пластификатора используют 1-дибутоксифосфорил-1,2-бис (этоксикарбонил) циклогексан:

Определение уровня основных физико-механическизх, технолоогических и эксплуатационных свойств полимерных композиций проводились на образцах пленок толщиной 0,5±0,05 мм по следующим показателям:

- прочность при разрыве, ксг/см² (по ГОСТ 11262-80)

- относительное удлинение, % (по ГОСТ 11262-80)

- горючесть методом кислородного индекса, % (по ГОСТ 12.1.044-89).

- температура хрупкости, °С (по ГОСТ 5960-72)

- индекс текучести расплава, г/за 10 мин (по ГОСТ 11645-65)

Результаты испытаний образцов пленок приведены в ТАБЛИЦЕ.

Как следует из ТАБЛИЦЫ, применение предложенного способа позволяет наряду с сохранением комплекса основных физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств материала значительно улучшить и его пожаробезопасные свойства (увеличение на несколько единиц значения показателя кислородного индекса).

ТАБЛИЦА физико-механических, технологических и эксплуатационных свойств образцов
№	Прочность при разрыве (кгс/см2)	Относи-тельное удл.(%)	Тем-ра хрупкости (°С)	Горю-честь по КИ (%)	Индекс текучести расплава (180°С, 10 кГ, г/10 мин)
1 (прототип)	185	290	-40	24,3	10,6
2	247	330	-47	30,1	16,1
3	216	308	-50	27,2	17,3
4	219	301	-45	29,3	14,8
5	237	295	-40	26,7	11,4
6	228	290	-42	28,1	18,3

Способ получения полимерных материалов, использующих в качестве пластификаторов соединения, содержащие в своем составе одновременно две сложноэфирные группы, отличающийся тем, что в качестве пластификатора используют соединения, содержащие в своем составе помимо двух сложноэфирных групп одну полную (вторичную) фосфанатную группу следующего состава:

где R₁ представляет собой ,

R₂ представляет собой алкил С_nН_2n+1 где n=2-12,

R₃ представляет собой .