CS245816B1 - Thermostable isotactial polypropylene for production of fibres - Google Patents

Description

245813

Vynález sa týká termostabilného izotaktic-kého polypropylénu, připraveného stereo-špecifickou polymerizáciou, pre výrobu po-lypropylénových vláken.

Polypropylénové vlákna sa pripravujúzvlákňovaním izotaktického polypropylénu zjeho taveniny pri teplotách zaručujúcich do-siahnutie požadovanej viskozity taveniny predaný typ vlákna. Polymer sa taví vo zvlák-ňovacích strojoch a podává čerpadlom kujednotlivým zvlákňovacím miestam. Súčas-ne sa injekčným sposobom přidává taveninakoncentrátu farebných pigmentov pre farbe-nie vláken v hmotě.

Pre zaručenie dostatočnej spracovatelskejstability, termostability a svetelnej stabilityvláken, přidává sa ku základnému izotaktic-kému polypropylénu stabilizačný systém. Prepřípravu vláken sa používá izotaktický po-lypropylén připravený priamou polymerizá-ciou, charakterizovaný hodnotou indexu to-ku IT (stanovené podlá CSN 64 0861) = 4až 12 g/10 min. Teploty potřebné pre dosia-hnutie požadovanej viskozity polyméru ve-du ku termooxidačnej degradácii, ktorej hlb-ka je okrem úrovně teploty daná obsahoma zložením stabilizačného systému. Z hledis-ka stability procesu tvorby vlákna je žiadú-ce, aby polymér obsahoval čo najnižšiemnožstvo nevláknotvorných přísad — zlo-žiek stabilizačného systému, pri zaručeníoptimálneho stabilizačného účinku.

Polypropylénové vlákna sa v súčasnej do-bě vyrábajú z izotaktického polypropylénustabilizovaného systémom obsahuj úcim sté-ricky bráněný fenolický antioxidant 2,6-di-terc.butyl-4-metylfenol, ester kyseliny tiodi-propiónovej, například distearyltiodipropio-nát DSTDP, světelný stabilizátor a spracova-telskú přísadu — stearán vápenatý. Celkovýobsah stabilizátorov nevláknotvorných látokpotřebný pre zaručenie dostatočnej úrovnětermostability a spracovatelskej stability do-sahuje úroveň 1,1 hmotnostných °/o. Pod-statnú část systému tvoří DSTDP s koncen-tráciou v rozmedzí 0,4 až 0,7 % hmot. Sy-stém zaručuje priemernú spracovatelskústabilitu, charakterizuje ho nízká dlhodobátermostabilita a úroveň svetelnej stabilityvláken vyjádřená polčasom poklesu pevnos-tí u tvarovaných, režných polypropyléno-vých vláken jemnosti 6,7 dtex v Xenotestepri podmienkach mierneho pásma dosahujehodnot 700 až 800 hodin. Hlavným nedo-statkom dnes používaných typov polypropy-lénu pre výrobu vláken je vysoký obsah adi-tív a nízká úroveň dlhodobej termostabilityvyjádřená časom potřebným na rozpadnu-tie 0,5 mm fólie pri 140 °C v sušiarni s nú-tenou cirkuláciou vzduchu.

Vysoký obsah stabilizátorov vedie pri vy-sokých spracovatelských teplotách ku uvol'-ňovaniu značného množstva splodín kon-denzujúcich na zvlákňovacej tryske a sposo-bujúcich pretrhy vláken a znečisťovanie od-sávacieho potrubia spod trysiek. Vysoký ob-sah látky obsahujúcej síru — DSTDP vedie 4 ku korodovaniu niektorých častí zvlákňova-cích strojov.

Uvedené nedostatky sa podařilo odstrániťpomocou modifikovaného stabilizačného sy-stému podl'a predmetu vynálezu.

Predmetom vynálezu je termostabilný izo-taktický polypropylen pre výrobu polypro-pylénových vláken, připravený priamou po-lymerizáciou a obsahujúci A) 2,6-diterc.butyl-4-metylf enol, B) distearyltiodipropionát, C) světelný stabilizátor 2-hydroxy-4n-ok-tyloxybenzofenón a D) stearan vápenatý,vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalej E) 2,6-dimetyl-4-dodekan (propen) ylfenol, pričom celkový obsah synergickej stabili-začně j zmesi zloženej zo zložiek A) až E)v polypropyléne je 0,50 až 1,2 % hmot. ob-sah zložky A) je 0,05 až 0,20 % hmot., zlož-ky B) 0,10 až 0,30 % hmot., zložky C) 0,20až 0,40 % hmot. zložky D) 0,05 až 0,15 %hmot. a zložky E) 0,05 až 0,30 % hmot.

Použitie neprchavého, nebráněného feno-lického antioxidantu (E) umožňuje vďakajeho synergickým účinkom značné znížiť ob-sah esteru kyseliny tiodipropiónovej a týmaj celkové množstvo stabilizačnej zmesi pridodržaní povodnej úrovně spracovatelskejstability polyméru, ako to je uvedené v prí-kladoch. Náhradou DSTDP antioxidantom(E) sa podstatné zvýši dlhodobá termosta-bilita vláken, hodnotená v sušiarni pri 140stupňoch Celsia.

Stéricky bráněný fenolický antioxidant za-ručuje dobrú spracovatelskú stabilitu poly-méru pri zvlákňovaní. Táto sa vďaka syner-gickému účinku sa stéricky nebráněným fe-nolom podstatné zvýši. Synergický účinokobidvoch fenolických antioxidantov je pod-porovaný prítomnosťou sírneho kostabilizá-tora a v kombinácii so světelnými stabilizá-tormi, například (C) požadovanú úroveňsvetelnej stability režných vláken 6,7 dtexhodnotenú v Xenoteste — min. 800 hodin.Synergismus antioxidantov umožňuje znížiťcelková koncentráciu aditív o min. 0,3 %hmot., najma v dósledku zníženia obsahuDSTDP. Příprava polyméru pre výrobu vláken po-dlá predmetu vynálezu móže byť realizova-ná na běžných jedno- i dvojzávitovkovýchzvlákňovacích strojoch. Východiskovou su-rovinou je izotaktický práškový polypropy-lén, charakterizovaný hodnotou IT = 3,5až 15 g/10 min., ku ktorému sa pridajú po-žadované aditíva v čistej formě, připadnevo formě koncentrátov v práškovom poly-propyléne. Teploty vo vytlačovacom strojisa pohybujú v intervale 200 až 250 °C. Uvá-dzané příklady ilustrujú postup přípravy po-lypropylénu s modifikovaným stabilizačným 245816 systémom, zvýšenú spracovatelskú i dlho-dobú stabilitu a použitie při přípravě poly-propylénových vláken. Příklad 1

Do fluidnej miešačky sa vloží 99,20 %hmot. práškového izotaktického polypropy-lénu s hodnotou IT = 9,4 g/10 min. Súčas-ne sa přidá 0,1 % hmot. 2,6-ditercbutyl-4--metylfenolu, 0,1 °/o hmot. 2,6-dimetyl-4-do-deka(propen)yl fenolu, 0,2 % hmot. diste-aryl tiodipropionátu DSTDP, 0,3 % hmot.světelného stabilizátora 2-hydroxy-4n-oktyl-oxybenzofenónu a 0,07 % hmot. stearanu vá-penatého. Zmes sa premieša min. 3 minútya zgranuluje v dvojzávitovkovom vytlačo-vacom stroji so súbežne rotujúcimi vretena-mi 35 mm, pri teplotách jednotlivých ohrie-vaných zón 230, 230, 230 °C. Polymér mal povytlačení hodnotu IT = 10,13 g/10 min. Ztakto připraveného polyméru sa vylisovalafolia hrůbky 0,5 mm, ktorá sa podrobilaskúške dlhodobej termostability pri 140 °Cv sušiarni s nútenou cirkuláciou vzduchu.Ku rozpadu vzorky došlo po 3 520 hodináchpósobenia teploty. V polypropyléne obsahujúcom doterajšístabilizačný systém zložený s: 0,1 % hmot.2,6-diterc.butyl-4-metylfenolu, 0,55 % hmot.distearyl tiodipropionátu, 0,30 % hmot. 2--hydroxy-4n-oktyloxybenzofenónu a 0,15 %hmot. stearanu vápenatého, a pripravenomidentickým postupom ako v prvej časti pří-kladu 1, sa dosiahla dlhodobá termostabili-ta úrovně 759 hodin. Příklad 2

Postupom uvedeným v příklade 1 sa při-pravil granulovaný polypropylén s obsahom0,15 % hmot. 2,6-(dimetyl)diterc.butyl-4-me-tylfenolu, 0,20 % hmot. 2,6-dimetyl-4-dode-ka( propen Jylfenolu, 0,30 °/o hmot. distearyltiodipropionátu, 0,20 % hmot. 2-hydroxy--4n-oktyloxybenzofenónu, 0,15 % hmot. ste-aranu vápenatého. Polymér mal po vytlače-ní hodnotu IT = 0,32 g/10 min. Z takto při-praveného polyméru a s polyméru s dnešnýmstabilizačným systémom sa stanovili hodno-ty indexov degradability ID (ČSN 643015),definované podielom IT polyméru po jeho15minútovej degradácii pri 280 °C vo válcivýtlačného plastometra (ITdeg) a původnéhoIT polyméru (IT0). ID = ITdeg/IT0 (1)

Hodnota pre polymér podlá predmetu vy-nálezu: ID = 1,41.

Hodnota pre polymér s dnešným stabilizač-ným systémom: ID = 1,66.

Dlhodobá termostabilita hodnotená ako vpříklade 1 dosiahla u polyméru podlá pred-metu vynálezu hodnotu 4 770 hodin opro-ti 759 hodinám u polyméru s dnešným sta-bilizačným systémom. Příklad 3 Z práškového polypropylénu s hodnotouIT =8,17 g/10 min. sa připravila zmes s ob-sahom 0,1 % hmot. 2,6-diterc.butyl-4-metyl-fenolu, 0,15 % hmot. 2,6-dimetyl-4-dodekan-(propen )yl fenolu, 0,15 % hmot. distearyltiodipropionátu, 0,30 % hmot. 2-hydroxy-4n--oktyloxybenzofenónu a 0,07 % hmot. stea-ranu vápenatého. Zmes sa premiešala 5 mi-nut v miešačke typu Henschel a granulova-la na vytlačovacom stroji pri teplote 230 °C.Získaný granulát mal hodnotu IT = 10,56 g//10 min. Identickým sposobom sa připravilgranulovaný polymér so stabilizačným sy-stémom dnešných polymérov, špecifikova-nom v příkladu 1.

Takto připravené polyméry sa použili napřípravu polypropylénových vláken jemnos-ti 3,9 dtex, režných, mechanicky tvarova-ných. Polyméry sa tavili v jednozávitovko-vom zvlákňovacom stroji s priemerom závi-tovky 90 mm. Pri príprave vláken sa použilipodmienky:

Teplota ohrevného média zvlákňovaciehostroja 316 °C

Teplota rozvodnej vetvy 290 °C

Za uvedených podmienok sa stanovova-li hodnoty IT vytlačovaného polyméru, cha-rakterizujúce híbku odbúrania polyméru prizvlákňovaní. Hodnoty sú uvedené v tabufkepre 4 zvlákňovacie miesta.

Claims (1)

1. 245816 Tabulka č. 1 Hodnoty IT vytlačenéj taveniny (g/10 min) Zvlákňovacie miesto 12 3 4 Polymer podlá predm. vynálezu 18,6 Polymér s dnešným stab. systémom 40,1 Hodnoty dokumentuji! vyššiu spracovatel'-skú stabilitu polymeru podl'a predmetu vy-nálezu. Vyššia stabilizačná účinnost sa do-siahla pri znížení celkového množstva adi-tív o 0,40 % hmot. Světelná stabilita takto připravených vlá-ken hodnotená v urýchlenom stárnutí v Xe-noteste pri podmienkach mierneho pásma: 15,6 18,4 16,3 39,9 33,0 37,3 vlákno z polyméru podl'a predmetu vynále-zu: 740 hodin, vlákno z polyméru s dnešným stab. systé-mom: 730 hodin. Světelné stability sú hodnotené ako po-kles pevnosti vlákna na 50 °/o původnej zadané časové obdobie. PREDMET Termostabilný izotaktický polypropylénpre výrobu polypropylénových vláken, při-pravený priamou polymerizáciou a obsahu-júci A) 2,6-diterc.butyl-4-metylfenol B) distearyltiodipropionát C) světelný stabilizátor 2-hydroxy-4n-ok-tyloxybenzofenón a D) stearan vápenatý,vyznačujúci sa tým, že obsahuje ďalej VYNALEZU E) 2,6-dimetyl-4-dodekan(propen)yl fenol, pričom celkový obsah synergickej stabili-začně j zmesi zloženej zo zložiek A) až E)v polypropyléne je 0,50 až 1,2 % hmot., ob-sah zložky A) je 0,05 až 0,20 % hmot., zlož-ky B) 0,10 až 0,30 % hmot., zložky C) 0,20až 0,40 % hmot., zložky D) 0,05 až 0,15 %hmot. a zložky E) 0,05 až 0,30 % hmot. Severograíla, n. p., závod 7, Most Cena 2,40 Kčs