Пластизоль на основе поливинилхлорида

 

В, В. Гузеев, В, Л, Балакирская, Л. В. Березов, Б. И. Штейсельбейн, М. О. Лозинский, В. Г. Чернь вич, В. Н. Завацкий, В. И. Кузнецов и Г. Ф. Баташова .

1 (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) ПЛАСТИЗОЛЬ НА ОСНОВЕ ПОЛИВИНИЛХЛОРИДА

Йзобретение относится к химической промышленности, в частности к составам поливннилхлоридных (ПВХ) пластизолей, применяемых в различных отраслях народного хозяйства и предназначено для нанесения покрытия на стек5 лянные баллоны с азрозольной упаковкой медикаментов методом окунания н последующего сплавления пластизоля при 170-180 С.

Покрытие предотвращает разлетание осколков стекла в случае разрушения баллона, находящегрся под давлением.

Основными требованиями к покрытию являются высокая прочность, хорошее скольжение по деталям моечной машины и конвейерным лентам автоматической линии для заполнения баллонов медикаментами. Скольжение покрытия оценивается углом наклона к горизонтальной плоскости пластмассового стакана, нерено сяшего вымытый прн 80 С баллон из ванны

20 на конвейерную ленту, прн котором баллон выскальзывает из него под действием собственной тяжести. Чем меньше угол наклона, тем. лучше скольжение.

Для качественного нанесения покрытия на баллон вязкость пластизоля должна быть в определенных пределах в течение суток, необ- ходимых для его переработки.

Известен пластизоль (1) на основе поливинилхлорнда, предназначенный для нанесения ло крытия на аэрозольные баллоны, включающий, мас. ч.:

ПВХ ЕП 6602 С 100

Днокаялфталат (ДОФ) 30

Дибутилсебацинат (ДБС) 30

Эпоксиднрованное растительное масло (ЭРМ) 5

Уайт — спирит 13 Двухосновной фталат свинца 5

Двуокись титана 0,5

Пигмент голубой фталоцианиновый 0,1

Покрытие из пластязоля описанного состава имеет болыпой угол скольжения, который составляет при нормальной температуре 40 град. и при 100 С вЂ” 50 град, низкую прочность

956520

3 (90 кгс/см ) и высокую вязкость через сутки (10000 сП) .

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является ПВХ вЂ” пластизоль (21, включающий, мас.ч,: 5

П оливинилхлорыд 100

Лиоктилфталат 40

Эпоксидированное растительное масло 5

Ва — Cd-жидкий термостаби- 10 лиза тор 5

Реакционноспособный пластификатор — акриловый мономер 0 — 40

Инициатор 2 15

Недостатками данного пластизоля являются большой угол скольжения (38 ), низкая прочность (84 кгс/см ) и высокая вязкость (5800 сП).

Цель изобретения — уменьшение угла сколь- о жения, повышение прочности покрытия на аэро- . зольных баллонах и снижение вязкости пластизоля.

Указанная цель достигается тем, что пластиэоль на основе ПВХ, включающий диоктилфта- э5 лат, реакционноспособный пластификатур, эпоксидированное растительное масло, жидкий стабилизатор и инициатор, a качестве реакционноспособного пластификатора содержит триэтиленгликольдиметакрилат, в качестве инициатора— гидроперекись кумола, в качестве жидкого стабилизатора — компаунд состоящий из 27—

31 мас.% Ва — Cd — Zn солей синтетических жирных кислот (СЖК) фракции С вЂ” C9 с соотношением

Ва:Cd:Zn, равным 1,6:1:0,13; 22,5 — 30 мас.% смеси продукта переэтерификации трифенилфосфита эквимолярным количеством 2- этиленгексанола с дифенилфосфитом в соотношении 2:l и остальное — уайт — спирита или смеси эфира синтетического жирного спирта (СЖС) фракции

С7 — С и CKK фракции С7 — С с СЖС фракции

С7 — Сд в соотношении 1,7:1 и дополнительно содержит дибутилфталат, хлорпарафин и уайт— спирит при следующем соотношении компонентов. мас.ч:

Поливинилхлорид (ПВХ) 100

Диоктилфталат (@OS) 12--16

Дибутилфталат (ЛБФ)

Уайт-спирит 13-15

Хлорпарафии (ХП вЂ” 470) 10 — 15

Эпоксидированное растительное масло (ЭРМ) 5 — 7

Указанный компаунд 7 — 8

Триэтиленгликольдиметакрилат (т ГМ-3) 2 — 3

Гидроперекись кумола (ГПК) 0,2 — 0,3

Соотношение солей, фосфитов и растворителей в компаундах является оптимальным и определяется растворимостью, эффективностью солей и технологией получения компаундов, В качестве Ва — Cd — Zn-стабилизаторов используются жидкие компаунды:"Пластаб К вЂ” 101" представляет собой жидкий компаунд из

Ba — Cd — 2n солей СЖК фракций С вЂ” С с соотношением Ва:Cd:Zn= 1 6;1:0,13 (30 мас.%); смеси продукта переэтерификации трифенилфосфита эквимолекулярным количеством 2-этилгексанола . (форстаба К вЂ” 201) с дифенилфосфитом в соотношении 2:1 (30 мас.%) и растворителя — уайт — спирита (40 мас.%) .

"Пластаб К вЂ” 103" представляет собой жидкий компаунд из Ва — Cd — Zn солей СЖК фракции

C — Сд с соотношением солей Ва:Cd:Zn =

1,6:1:0,13 (30 мас.%); смеси форстаба К вЂ” 201 и дифенилфосфита в соотношении 2:1 (22,5 мас.%) и растворителя — смеси эфира

СЖС фракции C7 — C9 и СЖК фракции С7 -C9 с СЖС фракции С вЂ” С в соотношении 1,7:1 (47,5 мас.%) .

В композиции могут быть использованы, кроме ПВХ ЕП 6602С и ПВХ МС 6602 С, Сикрон 708 и смесь этих марок ПВХ. Композиция может дополнительно содержать наполнитель, пигмент.

Использование в данной композиции смеси триэтиленгликольдиметакрилата в качестве реакционноспособного пластификатора и Пластаба К вЂ” 101" или "Пластаба К вЂ” 103" в качестве стабилизатора дает синергический эффект по снижению угла скольжения покрытия, что подтверждается данными табл. 1.

Для сравнительного анализа за основу принимают пластизоль следующего состава, мас.ч. (пример 1, табл. 1).

ПВХ ЕП 6602 С 100

ДОЮ 14

ДБФ 10

ХП вЂ” 470 10

ЭРМ 5

Уайт--спирит 13

956520

Таблица i

Содержание компонентов мас, ч

Угол скольПример

Угол скольИзменение

Изменение жения при комнатной угла скольжения прн комнатной ження при температуре покрытия

100 С, град угла скольжения при

100 С, град

ТГМ вЂ” 3+10% Пластаб

ГПК К- 101 температу- . ре покрытия, град температуре покрытия, град

32

31

30

10

4!

10 . 28

36 — 13

37 — 10

23

10 — 10.35 — !2

Снижение угла скольжения определяют как разницу между углом скольжения исходного пластизоля (пример 1) и углом скольжения пластиэолей с добавками ТГМ вЂ” 3, пластаба и их смеси.

В табл. 1 синергический эффект проиллюстрирован на примерах с "Пластабом К вЂ” 101".

Аналогичные результаты получены и при использовании "Пластаба К-103".

Иэ приведенных в табл. 1 данных следует что совместное использование в качестве реакционноспособного пластификатора ТГМ вЂ” 3 в количестве 2 — 3 мас.ч. и жидкого стабилизирующего компаунда "Пластаб К вЂ” 1ОГ или

"Пластаб К вЂ” 103".в количестве 7 — 8 мас. ч. дает синергический эффект в снижении угла скольжения, поскольку снижение угла скольжения от совместного их использования больше снижения суммы углов скольжения покрытия каждым из указанных компонентов.

Из табл. 1 (примеры 4 и 7) также видно, что введение ТГМ вЂ” 3 в количестве, равном суммарному содержанию ТГМ вЂ” 3 и стабилизато. ра, не приводит к дальнейшему снижению угла скольжения так же как и введение большого количества Пластаба К вЂ” 101.

Пример 1. В планетарном вакуумсмесителе смешивают, мас. ч.: ПВ Х El 6602С 100;

4g ДОФ 14; ДБФ 10; ХП вЂ” 470 10; ЭРМ 5; уайтспирит 13; ТГМ вЂ” 3 3; ГПК 0,3; Пластаб К-101

8 в течение 1,5 ч при 20-25 С и при остаточном давлении 1 мм рт. ст.

Разрушающеее напряжение при растяжении определяют по ГОСТ 11262 — 76 при скорости

100 мм/мин. Пленки для испытания получают при 175 С, время выдержки 10 мин; толщина пленки 0,5 мм.

Угол скольжения определяют на приборе, состоящем из пластмассового стакана моющей машины, вращающегося вокруг горизонтальной оси. На одной оси со стаканом закреплен транспортир. Баллон емкостью 40 мл окунают в пластизоль и выдерживают при 250 С 2 — °

3 мин.

После охлаждения баллон помешают в стакан, находящийся в горизонтальном положении, медленно опускают стакан до момента, когда баллон выскальзывает нз него под действием

7 956520 8 своего веса. Нагревают баллон в кипящей воде при 12 об/мин, при 25 С через 30 мин после в течение 50 мин, сливают из него воду и изготовления пластизоля и через 24 ч снова определяют угол скольжения.

Вязкость определяют на ротационном виско- Результаты измерений приведены в зиметре типа " Брукфилд LV" ротором Р 3 ч табл. 2.

Таблица 2

Вязкость, сП началь- через 24 ч ная

Угол скольжения, град, при температуре покрытия

Разрушающее напряжение, кгс/см

Пример

Состав пластизоля, мас. ч.

KQMH3tH0H 1 00 С

Предлагаемый

ЕП6602С

ДОФ

10

128.

Хлорпарафин — 470 10

2000 4300

37

5.0

ЭРМ

Уайт — спирит

ТГМ-3

3,0

0,3

ГПК

8,0

Пластаб К вЂ” 101

+ТГМ вЂ” 3

2200 . 3900

123

0,2

8,0

Пластаб К вЂ” 101

+ТГМ вЂ” 3

2500 4000

36

129

0,2

ГПК

Пластаб К вЂ” 101

7,0

А

+ТГМ вЂ” 3

ГПК

0,3

2400

125

35. 20

7,0

Пластаб К-101

ПВХ FH 6602С 100

ДОФ

ЛБФ

956520

Пример

Вязкость, сП

Разрушающее через 24 ч ачаль50

ЭРМ

13,0 ЗЩ) 33 140

Уайт — спирит

ТГМ вЂ” 3

2,0

ДОФ

1.6

ДБФ

7,0

120

1500 3000

Уайт-спирит

0,3

3,0

ТГМ вЂ” 3

Пластаб К вЂ” 101

8,0

10

ДБФ

2300 4200

125

21

6,0

ЭРМ

0,25

2,5

7,5

Уайт-спирит

Состав пластизол мас. ч.

Хлорпарафин-470 10

Гидроперекись кумола 0,2

Пластаб К вЂ” 101 7,0

ПВХ ЕП 6602С 100

Хлорпарафин-470 15

Гидроперекись кумола

7 ПВХ ЕН 6602С 100

Хлорпарафии-470 12

Гидроперекись кумола

ТГМ вЂ” 3

Пластаб К вЂ” 101

Продолжение табл. 2 напряжение, 2 кгс/см

956520

Пример мас.ч. чальчерез 24 ч

+ТГМ вЂ” 3

ГПК

ГПК

3,0

0,3

8,0

2100

4500

130

А

+ТГМ--3

3,0

0,3

ПТК

129

2000

23 37

4300

+ТГМ вЂ” 3

3,0

0,3

127

22 38

38 47

Состав пластизоля, Пластаб К--101. Ва-Cd -Z n- компаунд, содержащий:

31% Ва — Cd — Znсоли СЖК фракции Ст — С

30%- смеси форстаба К вЂ” 201" и дифенилфосфита в соотношении 2:1, 39% уайт — спирита

ГПК

Ва — Cd — Zn-компаунд, содержащий:

27% Ва — Cd — Zn соли

СЖК, фракции

Ст-Cg

22,5% смеси форстаба

К вЂ” 201 и дифенилфосфита в соотношении 2:1

50,5% растворителя— смеси эфира СЖС фракции Ст — С и СЖК фракции С1 — С с СЖС фракции Ст — С в соотношении 1,7:1

По прототипу

ПВХ Е. .11 Гъ602С

Вязкость, сП

2100 4400

100 5800 8800

l2

Продолжение табл. 2

Разрушающее напряжение кгс/см

956520

Вязкость, сП мас. ч, начальерез 24 ч, ная

ДОФ

ТГМ-3

ГПК

0,3

3,0

145

ВА$ — 49

0,3

110

Пластаб К-101

0,1

ГПК

4,0

158

Пластаб К вЂ” 10 1

0,4

3,0

125

Пластаб К вЂ” 101

0,3

ГПК

4,0

138

Пластаб К вЂ” 101

0,4

ГПК

3,0

190

Пласгаб К-101

Пример Состав пластизоля, Ва — Cd жидкий стабилизатор марки

BAS — 49"

+ТГМ вЂ” 3

А

13 +ТГМ вЂ” 3

А

+ТГМ вЂ” 3

А

15 +ТГМ вЂ” 3

А

16 +ТГМ-3

А

+олигозфиракрнлат "7 — 1""

8,0 3500 6500 20

6,0 4900 6850

9,0 1600 5700 21

9,0 2200 4000

8,0 2500 5800 21

8,0 2250 20000 19

Продолжение табл. 2

Разрушающее напряжение кгс/см

956520

16

Продолжение табл. 2

° гол скольжениЯ, Разрушающее

Ррад при температу- напряжение, Ре покРытиЯ кгс/см

Состав пластизоля, Пример

Вязкость, сП мас.ч, через 24 ч комнатной 100 С

0,3

ГПК

А

+ МГФ-1"

3,0

Загустел

Не иэме18

Пластаб К--101 8,0 2100

102

0,3

ГПК ряется

А

+ГГМ вЂ” 3

3,0

Форстаб К вЂ” 201 8,0

7500

+ТГМ вЂ” 3

3,0 3000 Загустел

8,0

OTS — 12 через

1 ч

0,3 BAS — 49 — жидкий термостабилизатор фирмы Грейс — Делау" (ГДР;); "7 — à — олигоэфиракрилат, полученный путем поликонденсации пентаэритрита, адипиновой и метакриловой кислот; МГФ вЂ” 1 — олигоэфиракрилат, полученный. путем поликонденсации этиленгликоля, метакриловой кислоты и фталевого ангидрида; Форстаб К вЂ” 201 — жидкий термостабилизатор, полученный переэтерификацией трифенилфосфита эквимолекулярным количеством 2-зтилгексанола; OTS — 12 — модифициров йный ди-и-октилоловомеркаптид — жидкий стабилизатор фирмы "Грейс — Делау".

Пример ы 2 — 10. Способ получения 4п плаетизолей и методы их испытаний аналогичны примеру 1.

Состав пластизолей и их свойства приведе- ны в табл. 2

П Р и м е Р 11-20 (для сРавнения). 4

Способ получения пластизолей и методы их испытаний по примеру 1.

Состав пластизолей и их свойства приведены в табл. 2, Из табл. 2 видно, что,. применяя совместно реакционноспособный пластификатор ТГМ вЂ” 3 в пределах 2 — 3 мас. ч. на 100 мас. ч. ПВХ и жидкие термостабилиэаторы, которые представляют собой компаунд нз Ва-Cd — Zn солей СЖК, фосфитов и растворителя в пределах 7 — 8 мас.ч, 55

ПВХ, можно получить пластизоли с низкой вязкостью, из которых получаются покрытия с низким углом скольжения и высокой прочHocTbKI (примеры I-.10 табл. 2).

Так, угол скольжения при температурах покрытия комнатной и 100 С снижается по сравнению с прототипом на 13 — 21 или в

2 раза и на 7 — 14 или на 30% соответствен- но. Прочность покрытия повышается на 56—

36 кгс/см или íà 50 o.

Вязкосп пластизоля по прототипу тоже велика (пример 11).

Если получить пластизоль предлагаемого состава (пример 1 табл. 2), но вместо "Пластаба К вЂ” 101" применить жидкий Ва — Cd — стабизатор BAS — 49 фирмы Грейс — Делау" (ГДР), то такой пластизоль имеет высокую вязкость (пример 12). Аналогичный результат получают при содержании ТГМ вЂ” 3 менее 2 мас. й. и

"Пластаба К вЂ” 101" менее 7 мас. ч. (пример 13).

Применение более 3 мас. ч. ТГМ-3 и более

8 мас. ч. "Пластаба К--101" приводит к повышению вязкости через 24 (н случае ТГМ 3) 956520

100

12-16

8 — 12. 13-15

10-15

Пол ивинилхлорид

Диоктилфталат

Дибутилфталат

Уап — спирит

Хлорпарафин

Эпоксидированное растительное масло

Указанный компаунд

Триэтилецгликольдиметакрн

Гидроперекись кумола

5 — 7

7 — 8

2 — 3

0,2 — 0,3

Составитель Л. Макарова

Техред Т, Фанта

Корректор О. Билак

Редактор М. Бандура

Подписное

Тираж 514

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 6513/3

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

l7 и увеличению утла скольжения (в случае

"Пластаба К-101") (примеры 14 — 16).

Из табл. 2 также видно, что в случае применения вместо ТГМ вЂ” 3 других реакционноспособных акриловых мономеров, например, олигозфиракрилатов "7 — 1" или "МГФ вЂ” 1", илн вместо "Пластаба К вЂ” 101" "Форстаба К вЂ” 201" или жидкого стабилизатора ОТ$ — 12, наблюдается большое увеличение вязкости через 24 часа (примеры 17 — 20) . 10

Для нанесения покрытия на аэрозольные баллоны используют пластизоль, состоящий из, мас, ч.: ПВХ вЂ” 100; ДОФ 30; ДОС 30; ЭРМ 5; уайт — спирит 13; двухосновной фталат свинца

5; двуокись титана 0,5 и пигмент 0,1 (базовый объект) .

Покрытие, полученное из этого пластизоля, имеет угол скольжения при комнатной температуре 40 град, а при температуре покрытия

100 С 50 град. Это приводит к залипанию баллонов в машине для мойки и заполнения баллонов, поломке стаканов моечной машины, необходимости использования дополнительного рабочего, который подталкивает баллоны на моечной машине и на конвейерной ленте. Предлагаемый пластизоль имеет угол скольжения 17—

25 при комнатной температуре и 35 — 40 при

100 С, что обеспечивает бесперебойную . работу конвейера. Разрушающее напряжение при растяжении покрытия 120 — 140 кгс/см против

90 кгс/см, что позволяет практически полностью исключить разлетание осколков при разрушении баллонов на участке йспытания их после заполнения медикаментами и фреоном.

Вязкость предлагаемого состава по изобретению через сутки его переработки и хранения (в ночное время суток при двухсменном работе) вырастает не более, чем до 4500 сП, что позволяет использовать его при получении .новых порций пластизоля. Таким образом, при работе с новой рецептурой отходы пластизоля отсутствуют. Вязкость пластизоля, изготовленного по базовой рецептуре, вырастает за сутки до 10000 сП, в результате чего примерно 20% пластиэоля уходит в отходы.

Себестоимость пластизоля по предлагаемой рецептуре ниже чем базового, так как стоимость сырья на 1 т пластизоля по базовой рецептуре

1604 р/т, а по предлагаемой 927 р/т.

18

Формула изобретения

Пластнзоль на основе поливинилхлорида, включающий диоктилфталат, реакционноспособный иластификатор, эпоксидированное растительное масло, жидкий стабилизатор и инициатор, отличающийся тем, что, с целью уменьшения угла скольжения, повышения прочности покрытия на аэрозольных баллонах и снижения вязкости пластиэоля, он в качестве реакционноспособного пластификатора содержит триэтиленгликольдиметакрилат, в качестве инициатора — гидроперекись кумола, в качестве жидкого стабилизатора — компаунд, состоящий из 27 — 31 мас.% Ва-Cd — Zn солей синтетических жирных кихот фракции С вЂ” С с соотноше.нием Ва:Cd:Zn, равным 1,6:10:0,13; 22,5—

30 мас% смеси продукта переэтерификации трифеннлфосфита эквимолярным количествбм

2;этилгексанола, с дифенилфосфитом в соотношении 2:1 и остальное — уайт — спирита или смеси эфира синтетического жирного спирта фракции C7 — Со и синтетической жирной кислоты фракции С,— С с синтетическим жирным спиртом фракции Ст — Сд в соотношении 1,7:1 и дополнительно содержит дибутилфталат, хлорпарафин и уайт — спирит при следующем соотношении компонентов, мас. ч.:

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Технология изготовления аэрозольных баллонов. Регламент У 1 Ковровского стеклозавода Красный Октябрь", 1978.

2. С. F. Co ertKwaite Acry1ic Monomers .

in PVC-P1astiso1s —,$РЕ journal, 29, Р 2, 1973, s. 56 (прототип).