Композиция синтетического полимера для нетоксичных окон из пвх и нетоксичные окна из пвх
Изобретение относится к синтетической полимерной композиции для нетоксичных окон из ПВХ, а также к нетоксичным окнам из ПВХ, Синтетическая полимерная композиция для нетоксичных окон из ПВХ включает: (a) стабилизатор на основе мыла нетоксичного металла; и (b) неорганический стабилизатор на основе нетоксичного металла, представляющий собой соединение, содержащее оксид металла или неорганическое вещество на основе гидроксида, покрытые металлом, выбранным из группы Li, Na, К, Mg, Са, Al и Zn. Нетоксичное окно из ПВХ, которое изготавливают с использованием указанной синтетической полимерной композиции путем смешивания и экструзии. Изобретение позволяет получить композицию для окон из ПВХ, которая обладает преимуществом в изначальной окраске, теплостойкости и устойчивости к атмосферным воздействиям и при этом не содержит стабилизаторы на основе свинца или кадмия, вредные для человеческого организма. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 7 пр.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится к синтетической полимерной композиции для нетоксичных окон из ПВХ, которая обладает преимуществом в изначальной окраске, теплостойкости и устойчивости к атмосферным воздействиям и при этом не содержит стабилизаторы на основе свинца (Pb) или кадмия (Cd), вредные для человеческого организма, а также к нетоксичным окнам из ПВХ.
Уровень техники
Окна из ПВХ используются во многих строительных конструкциях как материал для жилых построек и стали обыденными. Однако поливинилхлорид (PVC, ПВХ) содержит большое количество групп хлора, которые склонны к отделению, оставляя свои позиции и превращаясь в радикалы, после чего ПВХ немедленно образует двойную связь. Подобное накопление двойных связей приводит к изменению цвета ПВХ и резко ускоряется с увеличением температуры, окрашивая ПВХ в красный цвет и, в худшем случае, в черный цвет.
Подобная низкая теплостойкость требует добавления стабилизатора, который компенсирует низкую термическую стойкость, с тем, чтобы позволить проводить технологическую обработку и формование ПВХ.
Существующие коммерчески доступные окна из ПВХ в основном изготавливают путем добавления свинецсодержащего (Pb) стабилизатора, который включает сильно токсичные свинец (Pb) или кадмий (Cd). Свинец (Pb) или кадмий (Cd) не только наносят вред человеческому организму, но и имеют настолько длительный период полураспада, что они могут сохраняться в организме человека на протяжении всей жизни, вызывая токсические симптомы. Поэтому необходимо использовать стабилизатор, полученный лишь из безвредного для человеческого организма вещества, однако существует множество ограничений в использовании нетоксичных стабилизаторов, которые вызваны техническими проблемами и другими проблемами, связанными с качеством и стоимостью.
Настоящее изобретение направлено на решение указанной проблемы, касающейся использования стабилизаторов и изготовления нетоксичных окон из ПВХ, которые не содержат токсичные вещества, такие как свинец (Pb) или кадмий (Cd).
Окна ПВХ, содержащие свинец (Pb) или кадмий (Cd), вредны для рабочих в процессе изготовления окон и выделяют изнутри токсичный стабилизатор при трении или в процессе износа даже после их размещения в строительной конструкции и могут оказывать серьезное неблагоприятное воздействие на организм человека. По этой причине, многие развитые страны в Европе и США уже в законодательном порядке предписывают использование нетоксичных стабилизаторов, и было разработано множество способов, касающихся использования нетоксичных веществ. Однако с точки зрения получения высоких эксплуатационных свойств нелегко заменить стабилизаторы на основе свинца (Pb) нетоксичными стабилизаторами, поскольку свинец (Pb) или кадмий (Cd) обеспечивают превосходство по теплостойкости, технологичности или устойчивости к атмосферным воздействиям. Другими словами, улучшенная теплостойкость приводит к ухудшению способности к обработке, а достижение баланса между технологичностью и теплостойкостью ухудшает устойчивость к атмосферному воздействию. Использование избытка органического стабилизатора с целью удовлетворить всем свойствам может вызывать другие связанные со свойствами проблемы или приводить к повышению стоимости, поэтому на практике трудно изготовить окна из ПВХ с использованием нетоксичного стабилизатора.
В окнах из ПВХ можно использовать стабилизаторы на основе мыла металла или стабилизаторы на основе олова (Sn). Однако некоторые типы стабилизаторов на основе олова (Sn) вызывают проблемы при их использовании, например оказывают отрицательное воздействие на связанные с внешними факторами гормоны или выделяют гнилостный запах в процессе работы, что вызывает острые споры относительно отсутствия токсичности стабилизаторов на основе олова (Sn), которые считаются безвредными и до сих пор используются, и, таким образом, оставляют много проблем в смысле достижения полного отсутствия токсичности. С целью производства полностью нетоксичных окон, были проведены многочисленные исследования с тем, чтобы разработать подход с использованием нетоксичного стабилизатора на основе мыла металла, содержащего жирную кислоту, имеющую С3-C50 алкильную группу, которая связана с нетоксичным металлом (например, Ca, Mg, Zn и т.д.), в качестве основного стабилизатора в сочетании, для лучшего контроля, с любым видом внутренних/внешних лубрикантов. Однако использование стабилизаторов на основе мыла металла недостаточно для преодоления проблем, связанных с технологичностью и устойчивостью к атмосферному воздействию, и приводит к неудовлетворительным результатам, касающимся теплостойкости или изначального окрашивания. Поэтому для решения указанных проблем было проведено множество исследований.
В частности, в EP 1088032 раскрывается композиция стабилизатора, содержащая ацетилацетонат кальция и трис-гидроксиэтилизоцианурат (THEIC), которые добавляют в качестве органических стабилизаторов в помощь стабилизатору на основе мыла металла и повышения теплостойкости, и раскрывается использование гидроксида кальция, который добавляют в качестве неорганического стабилизатора. EP 1613696 описывает композицию стабилизатора, в которой в качестве органического стабилизатора используют октаноат цинка в сочетании со стеаратом цинка.
Кроме того, в EP 1692220 раскрывается композиция стабилизатора, содержащего каприлат цинка в качестве органического стабилизатора в сочетании со стеаратом цинка, с целью улучшения изначальной окраски и теплостойкости. Однако использование подобного органического стабилизатора в полимерах вызывает много проблем, касающихся выделения веществ, плохой устойчивости к атмосферным воздействиям и экономических недостатков.
Таким образом, существует потребность в проведении непрерывных исследований с целью разработки способов решения всех проблем, связанных с изначальным окрашиванием, теплостойкостью, устойчивостью к атмосферным воздействиям и экономическими недостатками.
Сущность изобретения
Техническая проблема
В результате исследований, проведенных на стабилизаторах, которые используют для решения проблем, связанных с предшествующим уровнем техники с целью осуществить производство высококачественных нетоксичных окон из ПВХ, авторы настоящего изобретения обнаружили, что композиции стабилизатора, которые включают стабилизатор на основе мыла нетоксичного металла, содержащий жирную кислоту, имеющую C3-C50 алкильную группа, связанную с нетоксичным металлом (например, Ca, Mg, Zn и т.д.), в сочетании с неорганическим стабилизатором на основе нетоксичного металла могут быть использованы для решения всех проблем, связанных с предшествующим уровнем техники, без уменьшения количества органического стабилизатора или с использованием органического стабилизатора, и таким образом было осуществлено настоящее изобретение.
Таким образом, объектом настоящего изобретения является композиция синтетического полимера для нетоксичных окон в качестве синтетической полимерной композиции для окон из ПВХ.
Еще одним объектом настоящего изобретения является нетоксичное окно из ПВХ, изготавливаемое с использованием вышеуказанной синтетической полимерной композиции для нетоксичных окон, которое обладает превосходством в изначальной окраске, теплостойкости и устойчивости к атмосферному воздействию.
Решение проблемы
В соответствии с настоящим изобретением, предлагается синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ, которая включает стабилизатор для синтетического полимера, который содержит: (a) стабилизатор на основе мыла нетоксичного металла; и (b) неорганический стабилизатор на основе нетоксичного металла.
В соответствии с настоящим изобретением, предлагается также нетоксичное окно из ПВХ, которое изготавливают с использованием вышеуказанной композиции синтетического полимера для нетоксичного окна из ПВХ путем смешивания и экструзии и которое обладает улучшенными свойствами, в том числе теплостойкостью, устойчивостью к атмосферным воздействиям, и предотвращает первоначальное окрашивание.
Далее приводится подробное описание настоящего изобретения.
Во-первых, синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по настоящему изобретению представляет собой определенную композицию стабилизатора по настоящему изобретению.
Другими словами, технической особенностью синтетической полимерной композиции является комбинация (a) стабилизатора на основе мыла нетоксичного металла и (b) неорганического стабилизатора на основе нетоксичного металла, где стабилизатор на основе мыла нетоксичного металла содержит жирную кислоту, имеющую С3-С50 алкильную группу, связанную с нетоксичным металлом (например, Ca, Mg, Zn и т.д.).
В указанной композиции стабилизатор на основе мыла нетоксичного металла (а) может представлять собой соединение, содержащее по меньшей мере один металл, выбранный из группы, состоящей из Li, Na, К, Mg, Ca, Al и Zn, замещающего атома водорода в жирной кислоте, имеющей алкильную группу, которая содержит от 3 до 50 атомов углерода. Под воздействием тепла или в других жестких условиях ПВХ проявляет тенденцию к выделению хлора с образованием радикала, что приводит к образованию двойной связи, с последующим изменением цвета или старением. Таким образом, инактивация свободных атомов хлора является критическим фактором в повышении теплостойкости. В этом отношении стеарат цинка, который является примером нетоксичного органического вещества, быстро улавливает свободные атомы хлора и обеспечивает преимущества в изначальной теплостойкости.
С другой стороны, стеарат кальция или стеарат магния медленно улавливают свободные атомы хлора, но эффективны с точки зрения обеспечения долговременной теплостойкости, т.к. она становится стабильной после того, как захвачены свободные атомы хлора. Таким образом, стеарат кальция или стеарат магния могут быть использованы в качестве альтернативы стеарату цинка.
Жирная кислота может включать в себя любые жирные кислоты как насыщенные, так и ненасыщенные, линейные или разветвленные, или включать ароматические жирные кислоты.
Содержание стабилизатора на основе мыла нетоксичного металла, предпочтительно, находится в диапазоне от 0,1 массовой части до 15 массовых частей по отношению к 100 массовым частям ПВХ. Содержание стабилизатора на основе мыла нетоксичного металла меньше, чем 0,1 массовой части приводит к тому, что ПВХ карбонизируется без плавления при обработке ПВХ, в то время как содержание стабилизатора на основе мыла нетоксичного металла больше, чем 15 массовых частей приводит к тому, что при плавлении ПВХ время застывания увеличивается, что приводит к ухудшению технологичности и в итоге к проблемам, связанным с загрязнением дисперсии ПВХ.
Термин "неорганический стабилизатор на основе нетоксичного металла" в данном описании относится к соединению, которое используют в качестве обычного неорганического стабилизатора, такому как неорганические вещества на основе оксидов или гидроксидов металлов, имеющих покрытие, по меньшей мере, из одного металла, выбранного из группы, которая включает Li, Na, К, Mg, Ca, Al и Zn, или его соединения. Например, неорганический стабилизатор может быть покрыт цинком (Zn), магнием (Mg), кальцием (Ca) или их соединениями.
В этом отношении неорганические вещества на основе оксидов или гидроксидов металлов могут включать в себя, однако этим не ограничиваясь, по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которая содержит оксид кальция, гидроксид кальция, оксид магния, гидроксид магния, оксид алюминия, гидроксид алюминия, гидротальцит, гидрокалюмит, цеолит, магнезит, фосфат кальция, гантит и оксид титана.
Конкретные способы нанесения покрытия, используемые в настоящем изобретении, могут включать в себя, однако этим не ограничиваясь, способ нанесения покрытия с использованием водного раствора цинка (Zn), способ нанесения покрытия с помощью электролиза, способ нанесения покрытия с помощью высокоскоростного дробления и горячего плавления и физический метод с использованием дробления и истирания.
Содержание нетоксичного металла или соединения нетоксичного металла, предпочтительно, находится в диапазоне от 0,01 массовой части до 10 массовых частей по отношению к 100 массовым частям оксида металла или гидроксидного неорганического вещества, с точки зрения достижения быстрого улавливания атома хлора с тем, чтобы повысить теплостойкость и предотвратить изначальное окрашивание.
Содержание неорганического стабилизатора на основе нетоксичного металла (b), предпочтительно, находится в диапазоне от 0,5 массовых частей до 15 массовых частей по отношению к 100 массовым частям ПВХ. Как показано в следующих примерах, добавление неорганического стабилизатора на основе нетоксичного металла в пределах определенного выше диапазона не вызывает деформаций под действием тепла и приводит к получению полимера с превосходными механическими свойствами, в том числе с высокой теплостойкостью, высокой способностью к диспергированию, стойкостью к коагуляции, высокой ударопрочностью.
Композиция по настоящему изобретению может дополнительно включать от 0,1 до 5 массовых частей по меньшей мере одного вспомогательного стабилизатора (c), выбранного из группы, которая включает 1,3-дикетон, дигидропиридин, полиолы, изоцианурат, производные аминокислот, органические сложные эфиры фосфорной кислоты, эпоксидные соединения, перхлорат и соли суперкислот, по отношению к 100 массовым частям ПВХ. Содержание вспомогательного стабилизатора меньше чем 0,1 массовой части дает незначительный эффект с точки зрения обеспечения теплостойкости ПВХ и вызывает карбонизацию ПВХ, в то время как содержание вспомогательного стабилизатора больше чем 5 массовых частей приводит к окрашиванию в процессе обработки ПВХ вследствие использования избытка вспомогательного стабилизатора.
Композиция по настоящему изобретению может дополнительно включать от 0,01 до 5 массовых частей по меньшей мере одного органического стабилизатора (d), выбранного из группы, которая включает октаноат цинка, каприлат цинка, ацетилацетонат кальция и трис-гидроксиэтилизоцианурат (THEIC), по отношению к 100 массовым частям ПВХ.
ПВХ, используемый в композиции по настоящему изобретению, может включать в себя, однако этим не ограничиваясь, по меньшей мере один полимер, выбранный из группы, состоящей из сополимеров винилацетата и поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, хлорсодержащего полиэтилена, содержащего хлорсульфоновые группы полиэтилена, хлорсодержащего полипропилена или хлорсодержащего этилена.
Композиция по настоящему изобретению, предпочтительно, может дополнительно содержать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая включает 0,5 до 10 массовых частей вспомогательного агента, облегчающего проведение технологических операций, от 5 до 15 массовых частей модификатора ударопрочности, от 2 до 10 массовых частей TiO2, от 10 до 30 массовых частей карбоната кальция, от 0,5 до 10 массовых частей лубриканта и от 0,1 до 5 массовых частей антиоксиданта/УФ-защитного агента по отношению к 100 массовым частям ПВХ.
Вспомогательный агент, облегчающий проведение технологических операций, может включать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит вспомогательный агент на основе акрилатов, облегчающий проведение технологических операций, вспомогательный агент на основе метакрилатов, облегчающий проведение технологических операций, и вспомогательный агент на основе акрилонитрила, облегчающий проведение технологических операций.
Кроме того, модификатор ударопрочности может включать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит модификаторы ударопрочности на основе акрилов и модификаторы ударопрочности на основе хлорсодержащего полиэтилена.
Кроме того, TiO2 может быть добавлен в качестве белого пигмента и для придания окнам дополнительной устойчивости к атмосферным воздействиям, а карбонат кальция может использоваться для повышения ударопрочности.
Кроме того, лубрикант может включать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит монтанный воск, сложные эфиры жирных кислот, триглицериды или их неполные сложные эфиры, сложные эфиры глицерина, полиэтиленовые воски, парафин, лубриканты на основе мыла металлов и лубриканты на основе амидов.
Кроме того, антиоксидант/УФ-защитный агент может включать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит первичные и вторичные антиоксиданты и УФ-стабилизаторы на основе HALS. В частности, антиоксидант/УФ-защитный агент может включать по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 2,6-ди-бензил-4-метилфенол, стеарил 3-(3-5-ди-трет-бутил-4′-гидроксифенил)пропионат, 4,4′-тиобис-(3-метил-6-трет-бутилфенол), 4-нонилфенол, 2,2′-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол), 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон и 4,4′,4″-(1-метил-1-пропанил-3-илиден)-трис-2-(1,1-диметилэтил)-5-метилфенол.
Кроме того, указанная композиция может дополнительно включать другие неорганические наполнители, красители, пигменты, антистатические агенты, агенты для подготовки поверхности, вспенивающие агенты, средства усиления ударной прочности и т.д.
Композиция синтетического полимера, преимущественно, не содержит токсичные вещества, такие как свинец (Pd) или кадмий (Cd), которые использовали в качестве обычного стабилизатора. Композицию смешивают и подвергают экструзии, получая нетоксичные окна из ПВХ с улучшенными свойствами, такими теплостойкость, устойчивость к атмосферному воздействию и предотвращение изначального окрашивания.
Полезность изобретения
Как указано выше, настоящее изобретение может улучшить изначальную окраску и повысить среднесрочную или долгосрочную теплостойкость ПВХ.
Таким образом, окна из ПВХ по настоящему изобретению обладают превосходством как с точки зрения устойчивости к хлору, так и с точки зрения теплостойкости, и обладают очень хорошей устойчивостью к атмосферным воздействиям, которые повышаются за счет использования неорганических стабилизаторов. Кроме того, в окне из ПВХ по настоящему изобретению используется подходящая комбинация по меньшей мере двух различных неорганических стабилизаторов, которые отличаются по своим характеристикам и стоимости, с тем, чтобы получить преимущество в таком аспекте, как стоимость, так что они могут служить заменой окнам из ПВХ, в которых используют стабилизаторы, содержащие свинец (Pb) или кадмий (Cd).
Краткое описание чертежа
На фиг. 1 представлены фотографии, показывающие результаты проверки на содержание свинца в примере 1 по настоящему изобретению и в сравнительном примере 2 по предшествующему уровню техники.
Вариант осуществления настоящего изобретения
Далее будет дано подробное описание настоящего изобретения с помощью следующего примера. Пример настоящего изобретения допускает множество изменений и модификаций и его не следует рассматривать как ограничивающий объем настоящего изобретения.
В следующих примерах, вспомогательным агентом, облегчающим проведение технологических операций, является полимер метиловый эфир метакриловой кислоты-бутил-2-пропеновая кислота-этилбензол; модификатором ударопрочности является хлорсодержащий полиэтилен; лубрикантом является диалкиловый эфир 1,2-бензолдикарбоновой кислоты; соединением на основе мыла нетоксичного металла является стеарат цинка или стеарат кальция; органическим стабилизатором является трис-гидроксиэтилизоцианурат; антиокислителем/УФ-защитным агентом является тетракис-метиленметан или трис-фосфат; неорганическим веществом на основе оксида или гидроксида металла является алюмосиликат натрия или гидротальцит; а вспомогательным стабилизатором является смесь дибензоилметана и металла.
<Пример>
Пример 1
Для приготовления гомогенной смеси хорошего качества используют смеситель фирмы Хенкель при перемешивании с высокой скоростью при температуре 110°С в течение 10 минут, при этом смешивают 100 массовых частей ПВХ, 1 массовую часть вспомогательного агента, облегчающего проведение технологических операций, 8 массовых частей модификатора ударопрочности, 4 массовых части TiO2, 12 массовых частей карбоната кальция, 0,5 массовой части лубриканта, 2 массовые части стабилизатора на основе мыла нетоксичного металла; 0,2 массовой части органического стабилизатора, 0,1 массовой части антиоксиданта/УФ-защитного агента, 1 массовую часть неорганического стабилизатора на основе нетоксичного металла (т.е. стабилизатора, полученного путем нанесения покрытия из 10 массовых частей цинка на 100 массовых частей неорганического вещества на основе оксида или гидроксида металла) и 0,2 массовой части вспомогательного агента. Полученную указанным образом смесь затем экструдируют в оконный профиль с помощью экструдера для производства окон из ПВХ (L/D 25:1, подкладка винтового типа 90 мм) в соответствии с условиями в экструдере, которые указаны ниже.
| Таблица 1 | |||||||
| Температура цилиндра 1 (°С) |
Температура цилиндра 2 (°С) |
Температура цилиндра 3 (°С) |
Температура адаптера (°С) |
Температура фильеры (°С) |
Скорость вращения (об/мин) |
Скорость натяжного ролика (м/мин) |
Температура охлаждающей воды (°С) |
| 180 | 175 | 170 | 165 | 190 | 10 | 2,0 | 15 |
Сравнительный пример 1
Процедуры для изготовления оконного профиля осуществляют таким же образом, как описано в примере 1, за исключением того, что неорганическое вещество на основе оксида или гидроксида металла, которое не покрывают цинком или соединением цинка, используют вместо неорганического стабилизатора, который представляет собой неорганическое вещество на основе оксида металла или гидроксида, покрытое цинком или соединением цинка.
Сравнительный пример 2
Процедуры для изготовления оконного профиля осуществляют таким же образом, как описано в примере 1, за исключением того, что используют 100 весовых частей поливинилхлорида, 1 массовую часть вспомогательного агента, облегчающего проведение технологических операций, 8 массовых частей модификатора ударопрочности, 4 массовые части TiO2, 12 массовых частей карбоната кальция, 0,5 массовой части лубриканта, 2 массовые части стабилизатора на основе мыла нетоксичного металла и 3 массовые части свинцового стабилизатора.
Экспериментальный пример 1: Прочность при ударной нагрузке
Тестирование на ударопрочность проводят в соответствии с методом KS M 3056 с использованием испытуемых образцов I типа в данных условиях при стандартной температуре (23±2°C) и при низкой температуре (-10±1°C), каждый, в течение 24 час или больше. Согласно стандартам KS F 5602, испытуемый образец соответствует стандарту, когда прочность при ударной нагрузке составляет 12,7 кДж/м2 или больше при стандартной температуре и 4,9 кДж/м2 или больше при низкой температуре. Результаты измерений представлены в таблице 2.
Экспериментальный пример 2: Предел прочности на разрыв и прочность при растяжении в момент разрыва
Тестирование для определения предела прочности на разрыв и прочности при растяжении в момент разрыва проводят в соответствии с методом KS M 3006 с использованием испытуемого образца II типа при стандартной температуре (23±2°С). Согласно стандартам KS F 5602, испытуемый образец соответствует стандарту, когда предел прочности на разрыв составляет 36,8 МН/м2 или больше и прочность при растяжении в момент разрыва составляет 100% или больше. Результаты измерений представлены в таблице 2.
Экспериментальный пример 3: Твердость
Тестирование для определения твердости проводят в соответствии с диапазоном шкалы R метода KS M ISO 2039-2. Согласно стандартам KS F 5602, испытуемый образец соответствует стандарту, когда его твердость составляет 85 или больше. Результаты измерений представлены в таблице 2.
Экспериментальный пример 4: Температура размягчения по Вика
Тестирование для определения температуры размягчения по Вика проводят при нагрузке 9,80 N в соответствии с методом KS M 3076. Согласно стандартам KS F 5602, испытуемый образец соответствует стандарту, когда его температура размягчения по Вика составляет 83°C или выше. Результаты измерений представлены в таблице 2.
Экспериментальный пример 5: Устойчивость к атмосферным воздействиям
Тестирование для определения устойчивости к атмосферным воздействиям проводят в соответствии с методом KS F 2274 и включает проведение 1000-часового воздействия ксенонового дугового излучения с помощью ксенонового дугового аппарата, где температура "черной" панели равна 63±3°С, а цикл облучения составляет 18 мин из 120 мин. Затем изменение цветности определяют с помощью колориметра. Согласно стандартам KS F 5602, испытуемый образец соответствует стандарту, когда не наблюдается заметного изменения его цвета. Результаты измерений представлены в таблице 2.
Экспериментальный пример 6: Изначальное окрашивание
Величину цветности определяют с помощью колориметра CR-400, чтобы выявить появление изначального окрашивания. Кроме того, теплостойкость определяют, поместив 20 мм испытуемого образца на 5 мин в печь компании Mathis с температурой 200°С. Результаты измерений представлены в таблице 2.
Экспериментальный пример 7: Отсутствие токсичности
Испытания на содержание свинца проводят с помощью тестового тампона для определения свинца, чтобы определить присутствие свинцового компонента. Тестовый тампон для определения свинца краснеет, что доказывает наличие свинца, в то время как тестовый тампон для определения свинца не краснеет, если свинец отсутствует. Как видно из фиг. 1, испытание на содержание свинца в примере 1 не показывает изменения цвета, что свидетельствует о том, что свинец не обнаружен. Напротив, в сравнительном примере 2 с использованием свинцового стабилизатора тестовый раствор краснеет, указывая на то, что он содержит свинец.
| Таблица 2 | ||||
| Тестируемые параметры | Пример 1 | Сравнительный пример 1 | Сравнительный пример 2 | |
| Ударопрочность (кДж/м2) |
стандартная температура (23±2°С) | 23,6 | 22,6 | 23,5 |
| низкая температура (-10±1°С) | 8,4 | 7,8 | 8,5 | |
| Предел прочности на разрыв (МН/м2) | 40,56 | 41,41 | 39,35 | |
| Прочность при растяжении/растяжение в момент разрыва (%) | 197,3 | 180,8 | 184,9 | |
| Твердость (HRR) | 105,7 | 106,0 | 105,3 | |
| Температура размягчения по Вика (°С) | 95 | 94 | 94 | |
| Устойчивость к атмосферным воздействиям ΔE | 1,11 | 1,12 | 1,09 | |
| Изначальное окрашивание | изначальное (L/a/b) | 93,50/ -0,60/ 2,47 |
92,95/ -0,39/ 2,69 |
93,45/ -0,66/ 2,45 |
| ΔE после 20 мин | 2,74 | 2,89 | 3,35 | |
| ΔE после 40 мин | 9,16 | 10,60 | 11,43 | |
| Отсутствие токсичности | Нетоксичный | Нетоксичный | Обнаружен свинец |
Изначальное окрашивание определяется начальным значением для экструдированного продукта. Кроме того, для оценки теплостойкости используется печь компании Mathis. Разница в цвете по прошествии 20 мин и 40 мин представлена величиной ΔE по сравнению с исходным значением цвета. Тест показывает, что пример 1 имеет незначительную разницу в цвете, указывая на высокую теплостойкость по отношению к сравнительному примеру 1.
Отсутствие токсичности оценивают с помощью теста для определения наличия свинца.
Отсутствие токсичности для окна доказывают по отсутствию любого из таких элементов как свинец, кадмий и ртуть в процессе исследования, проведенного сторонней организацией, KCL. Однако сторонняя организация не оценивает обычные окна, в которых свинец используется. Поэтому присутствие свинца определяют, как показано на фиг. 1, с помощью тампона для определения свинца.
Как видно из данных, приведенных в таблице 2, все результаты тестирования показывают, что окно по настоящему изобретению соответствует стандартам KS F 5602, а также показывают, что оно является превосходным с точки зрения предотвращения изначального окрашивания и с точки зрения отсутствия токсичности.
1. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ, содержащая стабилизатор для синтетического полимера, при этом стабилизатор включает: (а) стабилизатор на основе мыла нетоксичного металла; и (b) неорганический стабилизатор на основе нетоксичного металла, где указанный неорганический стабилизатор на основе нетоксичного металла (b) представляет собой соединение, содержащее оксид металла, покрытый по меньшей мере одним металлом, выбранным из группы, которая включает Li, Na, K, Mg, Са, Al и Zn.
2. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1, где указанный стабилизатор на основе мыла нетоксичного, металла (а) представляет собой соединение, содержащее по меньшей мере один металл, выбранный из группы, которая включает Li, Na, K, Mg, Са, Al и Zn, замещающие атом водорода в жирной кислоте, имеющей алкильную группу, которая содержит от 3 до 50 атомов углерода, при этом синтетическая полимерная композиция содержит от 0,1 до 15 массовых частей стабилизатора на основе мыла нетоксичного металла по отношению к 100 массовым частям ПВХ,
3. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1, где указанная синтетическая полимерная композиция содержит от 0,5 до 15 массовых частей неорганического стабилизатора на основе нетоксичного металла по отношению к 100 массовым частям ПВХ.
4. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1, где указанный оксид металла включает по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит оксид кальция, оксид магния, оксид алюминия и оксид титана.
5. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1, где указанная синтетическая полимерная композиция содержит от 0,01 до 10 массовых частей нетоксичного металла по отношению к 100 массовым частям оксида металла.
6. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ, содержащая стабилизатор для синтетического полимера, при этом стабилизатор включает: (а) стабилизатор на основе мыла нетоксичного металла; и (b) неорганический стабилизатор на основе нетоксичного металла, где указанный неорганический стабилизатор на основе нетоксичного металла (b) представляет собой соединение, содержащее неорганическое вещество на основе гидроксида, которое покрыто по меньшей мере одним металлом, выбранным из группы, которая включает Li, Na, K, Mg, Са, Al и Zn, при этом синтетическая полимерная композиция содержит от 0,5 до 15 массовых частей неорганического стабилизатора на основе нетоксичного металла по отношению к 100 массовым частям ПВХ.
7. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 6, где указанное неорганическое вещество на основе гидроксида включает по меньшей мере одно вещество, выбранное из группы, которая содержит гидроксид кальция, гидроксид магния, гидроксид алюминия, гидротальцит, гидрокалюмит, цеолит, магнезит, фосфат кальция, гантит и оксид титана.
8. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 6, где указанная синтетическая полимерная композиция содержит от 0,01 до 10 массовых частей нетоксичного металла по отношению к 100 массовым частям неорганического вещества на основе гидроксида.
9. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1 или 6, где указанная композиция дополнительно содержит от 0,1 до 5 массовых частей по меньшей мере одного вспомогательного стабилизатора по отношению к 100 массовым частям, при этом по меньшей мере один указанный вспомогательный стабилизатор выбран из группы, которая включает 1,3-дикетон, дигидропиридин, полиол, изоцианурат, производные аминокислот, органические сложные эфиры фосфорной кислоты, эпоксидные соединения, перхлорат и соли суперкислоты.
10. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1 или 6, где указанная композиция дополнительно содержит от 0,01 до 5 массовых частей по меньшей мере одного органического стабилизатора по отношению к 100 массовым частям ПВХ, при этом по меньшей мере один указанный органический стабилизатор выбран из группы, которая включает октаноат цинка, каприлат цинка, ацетилацетонат кальция и трисгидрсксиэтилизоцианурат (THEIC).
11. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1 или 6, где ПВХ включает по меньшей мере один полимер, выбранный из группы, состоящей из сополимеров винилацетата и поливинилхлорида, поливинилиденхлорида, хлорсодержащего полиэтилена, содержащего хлорсульфоновые группы полиэтилена, хлорсодержащего полипропилена или хлорсодержащего этилена.
12. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 1 или 6, где указанная композиция дополнительно содержит по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая включает от 0,5 до 10 массовых частей вспомогательного агента, облегчающего проведение технологических операций, от 5 до 15 массовых частей модификатора ударопрочности, от 2 до 10 массовых частей TiO2, от 10 до 30 массовых частей карбоната кальция, от 0,5 до 10 массовых частей лубриканта и от 0,1 до 5 массовых частей антиоксиданта/УФ-защитного агента по отношению к 100 массовым частям ПВХ.
13. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 12, где указанный вспомогательный агент, облегчающий проведение технологических операций, включает по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит вспомогательный агент на основе акрилата, облегчающий проведение технологических операций, вспомогательный агент на основе метакрилата, облегчающий проведение технологических операций, и вспомогательный агент на основе акрилонитрила, облегчающий проведение технологических операций.
14. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 12, где указанный модификатор ударопрочности включает по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит модификаторы ударопрочности на акриловой основе и модификаторы ударопрочности на основе хлорсодержащего полиэтилена.
15. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 12, где указанный лубрикант включает по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая содержит монтанный воск, сложные эфиры жирных кислот, триглицериды или их неполные сложные эфиры, сложные эфиры глицерина, полиэтиленовые воски, парафин, лубриканты на основе мыла металлов и лубриканты на основе амидов.
16. Синтетическая полимерная композиция для нетоксичного окна из ПВХ по п. 12, где указанный антиоксидант/УФ-защитный агент включает по меньшей мере одно соединение, выбранное из группы, которая, содержит 2,6-ди-трет-бутил-4-метилфенол, 2,6-ди-бензил-4-метилфенол, стеарил 3-(3-5-ди-трет-бутил-4′-гидроксифенил)пропионат, 4,4′-тиобис-(3-метил-6-трет-бутилфенол), 4-нонилфенол, 2,2′-метилен-бис(4-метил-6-трет-бутилфенол), 2,5-ди-трет-бутилгидрохинон и 4,4′,4″-(1-метил-1-пропанил-3-илиден)-трис-2-(1,1-диметилэтил)-5-метилфенол.
17. Нетоксичное окно из ПВХ, изготовленное с использованием указанной синтетической полимерной композиции для нетоксичного окна из ПВХ по любому из пп. 1-16 путем смешивания и экструзии и имеющее улучшенные свойства, включая теплостойкость, устойчивость к атмосферным воздействиям и предотвращение изначального окрашивания.
