Патент на изобретение №2177012

(54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

(57) Реферат:

Изобретение относится к полимерной композиции на основе полипропилена и может быть использовано в производстве пластин, изоляционных покрытий, пленок, волокон и других формованных изделий. Полимерная композиция содержит полипропилен и химическую добавку. Химическая добавка представляет собой эпоксисоединение и изоцианат. Соотношение компонентов в полимерной композиции составляет, мас. %: эпоксисоединение 0,005-5,0, изоцианат 0,005-5,0, полипропилен остальное. Композиция согласно изобретению обладает высокими физико-механическими свойствами и термостабильностью. 1 табл.

Изобретение относится к полимерным композициям на основе полипропилена и может быть использовано в производстве пластин, изоляционных покрытий, пленок, волокон и других формованных изделий.

Известна полимерная композиция, содержащая полипропилен, минеральный наполнитель и фенольное соединение, в качестве минерального наполнителя она содержит титано-кальциевый продукт, а в качестве фенольного соединения 2,2′-диэтилиденгликоль-бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенилпропионат) (фенозан-28) или пентаэритритил-тетра-бис-(3,5-ди-третбутил-4-оксифенилпропионат) (Ирганокс-1010, фенозан-23) при следующем соотношении компонентов, вес. ч:
Полипропилен – 100
Титано-кальциевый продукт – 0,2-5,0
Указанное фенольное соединение – 0,1-0,5
см. авторское свидетельство SU 992538, М. Кл. С 08 L 23/02, С 08 L 27/06, С 08 К 3/24, 1983.

Известная композиция обладает недостаточными физико-механическими свойствами и термостабильностью.

Известна полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку – неорганический оксид и фенольное соединение, в качестве неорганического оксида она содержит соединение, выбранное из группы: оксид магния, диоксид титана, оксид ниобия, оксид молибдена или их смесь, а в качестве фенольного соединения – 2,2′-диэтилиденгликоль-бис-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенилпропионат) (фенозан-28) или пентаэритритил-тетра-бис-(3,5-ди-третбутил-4-оксифенилпропионат) (Ирганокс-1010, фенозан-23) при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Оксид – 0,01-60,0
или
Смесь оксидов, выбранных из указанной группы фенольный антиоксидант – 0,005-10,0
Полипропилен – Остальное
см. авторское свидетельство SU 1565856, М. Кл. С 08 J 3/22, С 08 L 23/00, 1990.

Недостатком данной композиции является то, что она обладает недостаточной термостабильностью.

Наиболее близкой по технической сущности является полимерная композиция, включающая полипропилен, гексабромциклододекан, трехокись сурьмы и термостабилизатор, отличающаяся тем, что она в качестве термостабилизатора содержит эпоксидиановую смолу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Гексабромциклододекан – 4,0-12,0
Трехокись сурьмы – 2,0-6,0
Эпоксидиановая смола – 1,7-3,5
Полипропилен – Остальное
см. RU 2103285 C1, 27.01.1998.

Недостатками данной композиции являются сравнительно низкие стойкость к термоокислительному старению (30-36 сут) и прочность при разрыве (24-32 МПа).

Задачей изобретения является создание полимерной композиции, обладающей высокими термостабильностью и физико-механическими свойствами.

Техническая задача решается тем, что полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку, включающую эпоксисоединение, в качестве химической добавки дополнительно содержит изоцианат при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
Эпоксисоединение – 0,005-5,0
Изоцианат – 0,005-5,0
Полипропилен – Остальное
Решение технической задачи позволяет увеличить термостабильность полимерной композиции на 20%, стойкость к термоокислительному старению на 30% и улучшить физико-механические свойства – разрушающее напряжение на 20% и относительное удлинение на 350%.

Вещества, используемые в составе композиции:
эпоксисоединение общей формулы:
где

или
R₁-CH₂Cl – 3-хлор-1,2-эпоксипропан;
изоцианат общей формулы:
где R₂-NCO

или дифенилметандиизоцианат,
или форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-65, СКУ-ПФЛ-74, СКУ-ПФЛ-100
или полиизоцианат,
В качестве эпоксисоединения в составе композиции можно использовать:
эпоксидную смолу ЭД-8 по ГОСТ 10587-84 с массовой долей эпоксидных групп 8,5-10%;
эпоксидную смолу ЭД-14 по ГОСТ 10587-84 с массовой долей эпоксидных групп 13,9-15,9%;
эпоксидную смолу ЭД-16 по ГОСТ 10587-84 с массовой долей эпоксидных групп 16-18%;
эпоксидную смолу ЭД-20 по ГОСТ 10587-84 с массовой долей эпоксидных групп 20-22,5%;
3-хлор-1,2-эпоксипропан (эпихлоргидрин), ГОСТ 12844-74.

В качестве изоцианата:
2,4-толуилендиизоцианат, ТУ 113-38-95-90;
4,4′-дифенилметандиизоцианат, ТУ 113-38-176-96;
форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-65 с массовой долей изоцианатных групп 4,9-5,6%, ТУ 38 103 137-78;
форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-74 с массовой долей изоцианатных групп 3,9-4,3%, ТУ 38 103 137-78;
форполимер уретановый СКУ-ПФЛ-100 с массовой долей изоцианатных групп 5,3-6,4%, ТУ 38 103 137-78;
полиизоцианат с массовой долей изоцианатных групп не менее 29%, ТУ 113-03-38-106-90.

Данное изобретение иллюстрируют следующие примеры конкретного выполнения:
Пример 1. Гранулированный промышленный полипропилен марки “Каплен” подвергают вальцеванию при температуре 200^oС в течение 15 мин, затем прессуют. Температура прессования 200^oС, удельное давление – 7-10 МПа, время разогрева 10 мин, время выдержки под давлением 5 мин на каждый миллиметр толщины, время охлаждения 10-15 мин. Далее полученную композицию выдерживают 24 часа при комнатной температуре для снятия внутренних напряжений в системе, после чего определяют физико-механические характеристики и термостойкость.

Пример 2. В условиях примера 1 получают полимерную композицию из полипропилена марки “Каплен” и химической добавки, состоящей из эпоксисоединения – эпоксидная смола ЭД-20 в количестве 0,005 мас.% и изоцианата – 2,4-толуилендиизоцианат в количестве 0,005 мас.%.

Примеры 3-13. Аналогично примеру 2, количество и состав компонентов химической добавки см. в таблице.

Пример 14. Гранулированный промышленный полипропилен марки “Каплен” растворяют в о-ксилоле при температуре 135^oС до полного растворения полимера в растворителе, перемешивают в течение 15 мин под подушкой инертного газа, а затем охлаждают до температуры 40^oС и подвергают высаждению ацетоном, после чего высушивают в термошкафу при 50^oС до постоянного веса.

Полученные таким способом образцы полимерной композиции испытывают на термостойкость.

Пример 15. В условиях примера 14 получают полимерную композицию из полипропилена марки “Каплен” и химической добавки, состоящей из эпоксисоединения – 3-хлор-1,2-эпоксипропан в количестве 0,7 мас.% и изоцианата – 2,4-толуилендиизоцианат в количестве 1,3 мас.%.

Перед введением химической добавки температуру реакционной среды понижают до 110^oС, поскольку температура кипения 3-хлор-1,2-эпоксипропана составляет 119^oС.

Пример 16. Аналогично примеру 15, количество компонентов химической добавки см. в таблице.

Физико-механические испытания (разрушающее напряжение _р, МПа и относительное удлинение , %) проводят по ГОСТ 11262-80.

Термостойкость определяют методом дифференциального термического анализа (ДТА). Термостойкость указанных модельных образцов оценивают по температуре термоокисления полиолефина (T_н.о. ^oC), за которую принимают точку, соответствующую началу резкого подъема термограммы в области появления экзотермического пика окисления полимера. Экспериментальное исследование проводят на дериватографе системы Paulik-Paulik-Erdey с учетом релаксационного характера при скорости нагревания в атмосфере воздуха 5^oС/мин.

Стойкость композиции к термоокислительному старению определяют по ГОСТ 26996-86. Сущность метода заключается в определении времени от момента помещения стандартного образца из исследуемого материала в термошкаф, нагретый до 150^oС, до момента разрушения образца под воздействием температуры и кислорода воздуха.

Как видно из примеров конкретного выполнения заявляемая композиция по сравнению с прототипом позволяет увеличить термостабильность полимерной композиции на 20%, стойкость к термоокислительному старению на 30% и улучшить физико-механические свойства – разрушающее напряжение на 20%, относительное удлинение на 350%.

Формула изобретения

Полимерная композиция, содержащая полипропилен и химическую добавку, включающую эпоксисоединение, отличающаяся тем, что химическая добавка дополнительно содержит изоцианат при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%:
Эпоксисоединение – 0,005-5,0
Изоцианат – 0,005-5,0
Полипропилен – Остальноен

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 29.08.2005

Извещение опубликовано: 10.10.2006 БИ: 28/2006