Патент на изобретение №2193580

(54) ПОЛИВИНИЛХЛОРИДНАЯ ПЛЕНКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к созданию пластифицированных композиций на основе суспензионного поливинилхлорида, которые могут применяться как упаковочная пленка для консервирования машин, механизмов, авиационных изделий, для использования в конструкции кабелей, а также для окулировки и черенковой прививки плодовых деревьев. Поливинилхлоридная пленка содержит суспензионный поливинилхлорид, диоктилфталат или диалкилфталат, смешанные соли карбоксилатов металлов II группы Периодической системы элементов – продукты взаимодействия стеариновой кислоты и моноалкилового эфира фталевой кислоты с гидроксидами и оксидами металлов. Технической задачей является улучшение физико-механических показателей поливинилхлоридной пленки, расширение ассортимента получаемых полимерных композиций. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к создания пластифицированных композиций на основе суспензионного поливинилхлорида, которые могут применяться как упаковочная пленка для консервирования машин, механизмов, авиационных изделий, для использования в конструкции кабелей, а также для окулировки и черенковой прививки плодовых деревьев.

Известна пленка поливинилхлоридная, представляющая собой термопластичный материал, изготовленный на основе суспензионного поливинилхлорида с добавлением пластификаторов и стабилизаторов [ГОСТ 16272-79].

Известная полимерная композиция, содержащая поливинилхлорид, пластификатор, стабилизатор на основе стеарата металла, причем в качестве пластификатора содержит смесь дибутилфталата, диоктиладипината и диалкил (С₇ – С₉) фталат при соотношении 1 : 1 : 1 – 1 : 2 : 2,5, а также в качестве стабилизатора – эвтектическую смесь стеаратов кадмия и кальция и стеарат щелочного или щелочно-земельного металла при соотношении эвтектической смеси и стеарата щелочного или щелочно-земельного металла 4:1 при следующем соотношении, мас.ч.:
Поливинилхлорид – 100
Смесь дибутилфталата, диоктиладипината и диалкил (С₇-С₉) фталата – 40-60
Эвтектическая смесь стеаратов кадмия и кальция – 2-6
Стеарат щелочного или щелочноземельного металла – 0,5-1,5
Недостатком полимерной композиции является многокомпонетность состава стабилизатора [Авторское свидетельство 897805, кл. С 08 L 27/06, C 08 K 5/09, опубл. Бюл. 2, 1982 г.].

Известна пленка поливинилхлоридная пластифицированная техническая марки “ОН” (общего назначения), содержащая суспензионный поливинилхлорид, сложноэфирный пластификатор – диоктилфталат или диалкилфталат, в качестве стабилизатора стеарат кальция и стеарин или стеариновую кислоту при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суспензионный поливинилхлорид – 100
Диоктилфталат или диалкилфталат – 50
Стеарат кальция – 3
Стеарин или стеариновую кислоту – 0,3
Получают эту пленку следующим образом.

В смесителе, нагретом до 60-80^oС в течение 40 минут, готовят суспензию смешением диоктилфталата или диалкилфталата и стеарата кальция. Приготовление композиции ведут в двухстадийном смесителе. В бак горячего смешения при перемешивании подают суспензионный поливинилхлорид (ПВХС) и суспензию. При достижении 110-120^oС композицию выгружают в бак холодного смешения, где охлаждают до 40-100^oС. Далее охлажденную композицию подают в экструдер, далее на вальцовку, где происходит оформление композиции в поливинилхлоридную пленку. Полученная пленка имеет следующие физико-механические показатели: прочность при разрыве, (кгс/см²) не менее – вдоль – 183, поперек – 153; относительное удлинение при разрыве, %, не менее 200. [Постоянный технологический регламент 64-94 производства полихлорвинилового пластиката цеха 8 Стерлитамакского ЗАО “Каустик”, 1994 г., С. 1-40].

Для определения одного из основных физико-механических показателей – термостабильности известной поливинилхлоридной пленки – авторами проведены дополнительные эксперименты. Так, термостабильность при 170^oС, определенная по ГОСТ 14041-91, составляет 25 минут.

Недостатком известной поливинилхлоридной пленки являются низкие физико-механические показатели.

Задача изобретения – улучшение физико-механических показателей поливинилхлоридной пленки.

Поставленная задача достигается тем, что поливинилхлоридная пленка содержит поливинилхлорид, стабилизатор и сложноэфирный пластификатор диоктилфталат или диалкилфталат, причем в качестве стабилизатора она содержит смешанные соли карбоксилатов металлов II группы – продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами и оксидами металлов общей формулы R СООМе OOCR¹, где R – фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, a ¹ – фрагмент стеариновой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:
Суспензионный поливинилхлорид – 100
Диоктилфталат или диалкилфталат – 45-50
Смешанные соли карбоксилатов металлов II группы – продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами и оксидами металлов общей формулы RСООМе OOCR¹, где R – фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, а ¹ – фрагмент стеариновой кислоты – 1,5-3
В качестве моноалкилового эфира фталевой кислоты используют монобутилфталат, моноэтиленгликольфталат, моноглицеринфталат.

Предлагаемую полимерную композицию получают следующим образом: в нагретый до 90-100^oС смеситель при перемешивании в течение 30 минут добавляют 100 мас. ч. суспензионного поливинилхлорида (ПВХС), 45-50 мас.ч. диоктилфталата (ДОФ), в качестве стабилизатора 1,5-3 мас.ч. смешанные соли карбоксилатов металлов – продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами и оксидами металлов общей формулы R СООМе OOCR¹, где R – фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, а ¹ – фрагмент стеариновой кислоты. В качестве моноалкилового эфира фталевой кислоты используют монобутилфталат, моноэтиленгликольфталат, моноглицеринфталат.

Готовую композицию выгружают и вальцуют при температуре 160-165^oС в течение 5-7 минут и полученную пленку анализируют согласно ГОСТ 16272-79.

Поливинилхлоридная пленка имеет следующие физико-механические показатели: прочность при растяжении вдоль 185-192 кгс/см², поперек 162-172 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 206-217%, термостабильность при 170^oС – 34-42 минуты.

Примеры получения поливинилхлоридной пленки.

Пример 1. В смесителе, нагретом до 90-100^oС, смешивают в течение 30 минут (мас. ч.): ПВХС – 100, ДОФ – 45 и монобутилфталат (стеарат) кальция – 1,5. Готовую композицию выгружают и вальцуют при температуре 165-160^oС в течение 5-7 минут. Значение прочности при растяжении и относительного удлинения при разрыве полученной пленки определяют по ГОСТ 16272-79.

Прочность при растяжении вдоль 187 кгс/см², поперек 162 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 206%, термостабильность пленки определяют по ГОСТ 14041-91, при 170^oС. Значение термостабильности 35 минут.

Пример 2. Аналогично примеру 1, вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 1,5 мас. ч. моноэтиленгликольфталат (стеарат) кальция. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 186 кгс/см², поперек 165 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 210%, термостабильность при 170^oС 38 минут.

Пример 3. Аналогично примеру 1, вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 1,5 мас. ч. моноглицеринфталат (стеарат) кальция. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 188 кгс/см², поперек 167 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 212%, термостабильность при 170^oС 37 минут.

Пример 4. Аналогично примеру 1, вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 1,5 мас.ч. монобутилфталат (стеарат) бария. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 185 кгс/см², поперек 166 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 205%, термостабильность 34 минуты.

Пример 5. Аналогично примеру 1, вместо 45,0 мас.ч. диоктилфталата вводим 50 мас. ч. диоктилфталата и вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 1,5 мас. ч. моноглицеринфталат (стеарат) бария. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 189 кгс/см², поперек 164 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 209%, термостабильность 36 минут.

Пример 6. Аналогично примеру 1, вместо 1,5 мас.ч. монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 3 мас.ч. монобутилфталат (стеарат) кальция. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 188 кгс/см², поперек 170 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 211%, термостабильность 39 минут.

Пример 7. Аналогично примеру 6, вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 3 мас.ч. моноэтиленгликольфталат (стеарат) кальция. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 192 кгс/см², поперек 171 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 209%, термостабильность 40 минут.

Пример 8. Аналогично примеру 6, вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 3 мас.ч. моноглицеринфталат (стеарат) кальция. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 190 кгс/см², поперек 169 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 216%, термостабильность 42 минуты.

Пример 9. Аналогично примеру 6, вместо монобутилфталат (стеарат) кальция вводим 3 мас. ч. монобутилфталат (стеарат) бария. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 187 кгс/см², поперек 170 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 217%, термостабильность 37 минут.

Пример 10. Аналогично примеру 6, вместо 45,0 мас.ч. диоктилфталата вводим 50 мас.ч. диоктилфталата и вместо монобутилфталат (стеарат) бария вводим 3 мас.ч. моноглицеринфталат (стеарат) бария. Полученная пленка имеет следующие показатели: прочность при растяжении вдоль 190 кгс/см², поперек 172 кгс/см², относительное удлинение при разрыве 215%, термостабильность 38 минут.

Вышеприведенные результаты примеров сведены в таблицу.

Из таблицы видно, пленка поливинилхлоридная, полученная из полимерной композиции, по сравнению с прототипом имеет улучшенные физико-механические показатели. Так, повышаются:
– прочность при растяжении вдоль со 183 кгс/см² до 192 кгс/см²;
– прочность при растяжении поперек со 153 кгс/см² до 172 кгс/см²;
– относительное удлинение с 200% до 217%;
– термостабильность с 25 минут до 42 минут.

Использование предложенной поливинилхлоридной пленки позволит:
– улучшить физико-механические показатели поливинилхлоридной пленки, получаемой из полимерной композиции за счет использования в качестве стабилизатора смешанных солей карбоксилатов металлов II группы – продуктов взаимодействия моноалкилового эфира малеиновой кислоты, стеариновой кислоты с гидроокисью и оксидами металлов, по сравнению с прототипом, а именно повысить:
– прочность при растяжении вдоль с 183 кгс/см² до 192 кгс/см²;
– прочность при растяжении поперек с 153 кгс/см² до 172 кгс/см²;
– относительное удлинение с 200% до 217%;
– термостабильность с 25 минут до 42 минут;
– расширить ассортимент получаемых полимерных композиций, используемых для получения поливинилхлоридных пленок;
– обеспечить хорошую совместимость стабилизатора с полимерной композицией;
– использовать в составе полимерной композиции дешевые, доступные стабилизаторы, что приводит к снижению себестоимости готовой продукции.

Формула изобретения

1. Поливинилхлоридная пленка, содержащая суспензионный поливинилхлорид, стабилизатор и сложноэфирный пластификатор-диоктилфталат или диалкилфталат, отличающаяся тем, что в качестве стабилизатора она содержит смешанные соли карбоксилатов металлов II группы – продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами и оксидами металлов общей формулы R СOOMe OOCR¹, где R – фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, а ¹ – фрагмент стеариновой кислоты, при следующем соотношении компонентов, мас. ч. :
Суспензионный поливинилхлорид – 100
Диоктилфталат или диалкилфталат – 45-50
Смешанные соли карбоксилатов металлов II группы – продукты взаимодействия моноалкилового эфира фталевой кислоты, стеариновой кислоты с гидроксидами и оксидами металлов общей формулы R COOMe OOCR¹, где R – фрагмент моноалкилового эфира фталевой кислоты, а ¹ – фрагмент стеариновой кислоты – 1,5-3
2. Поливинилхлоридная пленка по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве моноалкилового эфира фталевой кислоты используют монобутилфталат, моноэтиленгликольфталат, моноглицеринфталат.

РИСУНКИ