close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY13203

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2010.06.30
(12)
(51) МПК (2009)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
C 08L 23/00
C 08K 13/00
ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ
УСТОЙЧИВОГО К ТЕРМООКИСЛЕНИЮ МОНОЛИТА
ИЛИ ПЛЕНОЧНОГО ПОКРЫТИЯ
(21) Номер заявки: a 20080887
(22) 2008.07.07
(43) 2010.02.28
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины" (BY)
(72) Авторы: Лин Дмитрий Григорьевич;
Воробьева Елена Валерьевна; Марченко Наталья Валерьевна (BY)
BY 13203 C1 2010.06.30
BY (11) 13203
(13) C1
(19)
(73) Патентообладатель: Учреждение образования "Гомельский государственный
университет имени Франциска Скорины" (BY)
(56) РОГИНСКИЙ В.А. Фенольные антиоксиданты. - М.: Наука, 1988. - С. 145-147.
ЛИН Д.Г. и др. Известия Национальной
академии наук Беларуси. Серия химических наук. - 2006. - № 2. - С. 29-33.
JP 9-71728 A, 1997.
RU 2003118634 A, 2004.
CA 1149093, 1983.
BY 9428 C1, 2007.
RU 2206583 C2, 2003.
EP 0451762 A2, 1991.
(57)
Полимерная композиция для получения устойчивого к термоокислению монолита или
пленочного покрытия, включающая полиэтилен и в качестве антиоксиданта эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита, отличающаяся тем,
что дополнительно содержит дисперсный металлический цинк или оксид цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:
эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита
0,01-0,50
дисперсный металлический цинк или оксид
цинка
5-20
полиэтилен
остальное.
Изобретение относится к области получения полимерных композиций на основе полиэтилена и может найти применение при получении монолитов для конструкций специального назначения или пленочных покрытий в производстве технических деталей.
Монолит или пленочное покрытие из полиэтилена из-за слабой устойчивости полимера
к окислению имеют низкую термоокислительную стабильность, и поэтому, как правило, в
промышленности используются композиции полиэтилена с другими ингредиентами.
Известна полимерная композиция для получения устойчивых к термоокислению монолитов или пленочных покрытий, включающая полиэтилен, N-фенилнафтиламин-2 и
BY 13203 C1 2010.06.30
дисперсную медь [1]. Однако максимальная продолжительность индукционного периода
окисления (в дальнейшем будет обозначаться ИПО) полимерных образцов (толщина пленок 100 мкм, температура термоокисления 150 °С), рассматриваемых в ней, - 30 часов.
Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является полимерная композиция для получения устойчивого к термоокислению монолита или пленочного покрытия, включающая полиэтилен и в качестве антиоксиданта эфир 3,5-дитрет-бутил-4гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита (ирганокс 1010) [2]. Но известная
композиция сохраняет свою термостабильность только до тех пор, пока антиоксидант ирганокс 1010 полностью не расходуется в реакциях обрыва цепей окислительных превращений полимера.
Задача предлагаемого изобретения - создание полимерной композиции на основе полиэтилена и антиоксиданта ирганокса 1010, отличающейся высокой устойчивостью к термоокислению.
Технический результат, достигаемый заявляемым изобретением, заключается в регенерации отработанного антиоксиданта ирганокса 1010 и обеспечении возможности многократного участия в реакциях обрыва окислительных цепей в композиции, что приводит
к увеличению ИПО до 112 часов.
Указанный технический результат достигается тем, что полимерная композиция для
получения устойчивого к термоокислению монолита или пленочного покрытия, включающая
полиэтилен и в качестве антиоксиданта эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита, дополнительно содержит дисперсный металлический
цинк или оксид цинка при следующем соотношении компонентов, мас. %:
эфир 3,5-дитрет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита
0,01-0,50
дисперсный металлический цинк или
оксид цинка
5-20
полиэтилен
остальное.
Сущность изобретения заключается в следующем.
Известно, что металлический цинк, как и оксид цинка, является катализатором термоокислительных превращений полиэтилена [Егоренков Н.И., Лин Д.Г., Белый В.А. Влияние
контактных реакций расплава полиэтилена с металлом на окисление полиэтилена // Доклады АН СССР. - 1972. - 2007- № 2. - С. 397-400]. Однако введение дисперсного металлического цинка или оксида цинка, являющегося катализатором окисления, в полиэтилен,
содержащий ирганокс 1010, являющийся ингибитором окисления, приводит к более сильному подавлению окисления по сравнению с чистым ирганоксом 1010. Присутствие цинка
(оксида цинка) в композиции не сокращает ИПО ингибированного полимера, а, наоборот,
увеличивает его. Такой неожиданный результат обусловлен тем, что при совместном использовании в композиции цинка (оксида цинка) и ирганокса 1010 протекают процессы
регенерации (восстановления) отработанного антиоксиданта (ирганокса 1010). Регенерированный ирганокс 1010 вновь участвует в подавлении окислительных превращений полимера, и ИПО монолита или пленочного покрытия увеличивается.
Эффект увеличения ингибирующей способности ирганокса 1010 практически не зависит от того, используется в качестве наполнителя металлический цинк или его оксид. Однако действие цинксодержащего наполнителя является специфичным и не проявляется
при введении в полимер других металлов. Так, введение в ингибированный полимер одних металлов (медь, железо, кобальт) сокращает ИПО, для других металлов (свинец, олово) ИПО не меняется.
Металлический цинк или оксид цинка способны увеличивать эффективность фенольного антиоксиданта ирганокс 1010, и эти же наполнители совершенно неэффективны в
сочетании с аминными антиоксидантами (неозон Д).
2
BY 13203 C1 2010.06.30
Из уровня техники известна композиция для получения стабилизированной полиэтиленовой пленки, отличающейся повышенной атмосферостойкостью. В состав этой полимерной композиции на основе полиэтилена высокого давления вводят иргафос 168 и ирганокс
1010, затем облучают пленку пучком электронов с дозой 0,7-1,3 Мрад. Однако данная
композиция обеспечивает устойчивость полимерной пленки именно к процессам фотостарения и требует дополнительных процедур (облучение электронами) при подготовке материала.
Проведены испытания для различных вариантов составов полимерных композиций, в
том числе составов по заявляемому способу. Степень окисления полиэтиленовых композиций оценивали по накоплению кислородсодержащих групп (изменение оптической
плотности полосы поглощения 1720 см-1 в ИК-спектрах полимера). Исходя из этих данных, определяли продолжительность ИПО, что в свою очередь характеризует термостабильность композиции и эффективность добавки.
Примеры 1-4.
Влияние природы антиоксиданта.
Готовили композиции, состоящие из порошка полиэтилена низкого давления (ГОСТ
16338-85, базовая марка 20308-005) и 0,1 % одного из двух антиоксидантов: N-фенилнафтиламина-2 (неозон Д, ГОСТ 39-79) и ирганокса 1010 (фирма Ciba-Geigy, Швейцария).
Порошок полимера смешивали с раствором дозированного количества антиоксиданта. Затем
растворитель полностью высушивали при комнатной температуре, после чего путем смешивания вводили в композицию дисперсный металлический порошок цинка (марка ПЦ 2,
ГОСТ 12601-76, дисперсность менее 0,65 мкм) или дисперсный оксид цинка (ГОСТ 10262-73).
Из полученной смеси композиции методом прессования (температура 150 °С, время выдержки 90-120 с) изготавливали пленки полимера толщиной 100 мкм. Термообработку образцов проводили на воздухе в термошкафах при температуре 150 °С. Результаты
определения термоокислительных свойств (ИПО) приведены в таблице.
Примеры 5-8.
Влияние других металлических наполнителей.
Полимерные композиции готовили и получали из них пленки такой же толщины аналогично примерам 1-4. В качестве наполнителя использовали дисперсные металлы: медь
(марка ПMC 1, ГОСТ 4960-75), железо (марка ПЖР, ГОСТ 9849), кобальт (марка ПК 1У,
ГОСТ 9721-79), олово (марка ПО 1, ГОСТ 9723-73), концентрация наполнителя в композициях составляла 10 мас. %. Методы и режимы испытания образцов такие же, как и в
примерах 1-4. Результаты определения термоокислительных свойств (ИПО) приведены в
таблице.
Примеры 9-19.
Выбор процентного состава композиции.
В соответствии с описанной выше методикой получения образцов получены композиции,
содержащие ирганокс 1010 и металлический цинк, при различном содержании компонентов и температуры испытаний. Состав композиций и результаты оценки термоокислительных свойств (ИПО) приведены в таблице.
Пример 20.
Прототип.
Приготовление композиции, получение и параметры образцов осуществляли аналогично примерам 1-4. Состав композиции и ее свойства приведены в таблице.
3
BY 13203 C1 2010.06.30
Составы композиций и их свойства
Примеры
Содержание компонентов, %
Температура
испытаний
Продолжительность ИПО, ч
1
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Zn
150 °С
70
2
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 10 мас. % ZnO
150 °С
78
3
ПЭНД + 0,1 % неозон Д + 10 мас. % Zn
150 °С
6,5
4
ПЭНД + 0,1 % неозон Д + 10 мас. % ZnO
150 °С
7
5
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Сu
150 °С
3
6
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Fe
150 °С
21
7
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Со
150 °С
28
8
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Sn
150 °С
29
9
ПЭНД + 0,01 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Zn
150 °С
1
10
ПЭНД + 0,05 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Zn
150 °С
34
11
ПЭНД + 0,3 % ирганокс 1010 + 10 мас. % Zn
150 °С
96
12
ПЭНД + 0,5 % ирганокс 1010 + 10 % мас. % Zn
150 °С
112
13
ПЭНД + 0,01 % ирганокс 1010
150 °С
3
14
ПЭНД + 0,05 % ирганокс 1010
150 °С
18
15
ПЭНД + 0,3 % ирганокс 1010
150 °С
44
16
ПЭНД + 0,5 % ирганокс 1010
150 °С
68
17
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 5 мас. % Zn
150 °С
68
18
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 15 мас. % Zn
150 °С
79
19
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010 + 20 мас. % Zn
150 °С
85
20
ПЭНД + 0,1 % ирганокс 1010
150 °С
31
Приведенные примеры доказывают, что заявляемая полимерная композиция обеспечивает получение устойчивых к термоокислению монолитов и пленочных покрытий.
Источник информации:
1. BY 9428 С1 2007.
2. Рогинский В.А. Фенольные антиоксиданты. - М.: Наука, 1988. - С. 146 (прототип).
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
89 Кб
Теги
by13203, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа