CS259375B1 - Izotaktický polypropylén pre výrobu vláken so zvýšenou odolnosťou voči fotooxídácii - Google Patents

Description

259375

Vynález sa týká izotaktického polypropy-lénu s normálnym rozdělením molekulovýchhmotností _(Q = 4—8], s hodnotou Indexutoku (IT, CSN 64 0861] 3,0 až 15,0 g/10 min.ktorý je charakterizovaný zvýšenou odolnos-ťou voči termooxidácii a fotooxidácii, do-siahnutefnej vďaka vhodné kombinovanejzmesi aditív na báze dvoch íenolických an-tioxidantov a světelného stabilizátora zoskupiny stericky tienených amínov, ktorá sapřidává ku základnému nestabilizovanémupráškovému polypropylénu před jeho gra-nuláciou. V rámci tohto stabilizačného sy-stému změnou koncentrácie zložiek možnopolymery použit pre výrobu vláken so znač-né diferencovanými nárokmi na svetelnústabilitu. Polyméry podl'a predmetu vynále-zu možu byť s výhodou použité pre výrobupolypropylénových vláken farbených orga-nickými a anorganickými farebnými pig-mentami.

Pre výrobu polypropylénových vláken sapoužívá granulovaný izotaktický polypropy-lén s normálnym rozdělením molekulovýchhmotností (Q = 4—8], stabilizovaný protiposobeniu ultrafialového světla zlúčenina-mi typu 2-hydroxybenzofenónov a 2-(2-hyd-roxyfenyl benztriazolov), ktoré najma zapřítomnosti farehných pigmentov nezaruču-jú dostatočnú úroveň svetelnej stabilityvláken. U takto stabilizovaných farbených,tvarovaných vláken sa dosahuje světelnástabilita hodnotená meraním poklesu pev-nosti vlákna na Ϋ2 pévodnej hodnoty pri o-žiarovaní xenónovou výbojkou v Xenoteste200—500 hodin. Mierne zvýšenie tejto hladi-ny je možné dosiahnuť len neúměrným zvý-šením koncentrácie stabilizátorov, ale naúkor ekonomiky procesu. Podstatnejšie zvý-šenie svetelnej stability vláken je možnédosiahnuť použitím účinnějších světelnýchstabilizátorov a vhodnou kombináciou všet-kých zložiek aditívneho systému. Stabilizač-ná zmes esterov piperidinolu a antioxidan-tov fenolicko izokyanurátového typu je po-písaná v CS AO 233 506. Identické estery sapoužívajú pre stabilizáciu polypropylénudegradovaného organickými peroxidmi zapřítomnosti stericky bráněného a nebráně-ného fenolického antioxidantu podfa CS AO229 766. V tomto případe ide o nízkomole-kulový polypropylén, ktorý sa pri spracová-vaní na vlákno nepodrobuje termickému de-gradačnému procesu. Podobné je kombiná-cia fenolicko izokyanurátového antioxidan-tu so světelným stabilizátorom piperidíno-vého typu predmetom japonskej přihláškyvynálezu 81 62 834, pričom samotný antio-xidant je predmetom JP 80 66 568. Sekun-dárné a terciárně aminy piperidínu v kom-binácii s fenolicko izokyanurátovými anti-oxidantmi sú predmetom GB 886 428. Nevý-hodou uvádzaných riešení je nedostatočnáspracovateTská termostabilita polyméru prijeho granulách, nakolko samotný fenolic-ko izokyanurátový antioxidant má teplotutopenia 230 °C, čo nie je zárukou jeho roz- tavenia pri podmienkach granulácie a vše-obecné sa pozoruje jeho nízká účinnost. Po-lymér sa takto pri granulách móže čiastoč-ne naoxidovať a tepelná energia dodávanáv procese přípravy vláken oxidáciu prehíbi.Uvedený fakt sa pozoruje pri spracovávanípolymérov s normálnym rozdělením mole-kulových hmotností, kde je nutné používatteploty podstatné vyššie ako u polymérovpřipravených riadenou degradáciou.

Podstatné zvýšenie svetelnej stability po-lypropylénových vláken, najma farbenýchv hmotě, je možné dosiahnuť použitím izo-taktického polypropylénu podlá predmetuvynálezu, na základe popísanej špeciálnejkombinácii fenolických antioxidantov sosvětelným stabilizátorom piperidínového ty-pu, ktorá sa do polypropylénu přidává předprocesom granulácie. Pre výrobu sa použi-je nestabilizovaný prášok izotaktického po-lypropylénu s hodnotou IT = 3,0 až 15,0 gna 10 min., ku ktorému sa přidá 0,30 až0,60 % hmot. špeciálnej stabilizačnej zme-si pozostávajúcej z: A] 0,02 až 0,15 hmot. % nízkomolekulové-ho fenolického antioxidantu 2,6-diterc.bu-tyl-4-metylfenolu, ktorý zaručuje požadova-ná termostabilitu polyméru pri jeho granu-lách, zabraňuje tvorbě oxidovaných štruk-túr pri granulách a v dosledku vysokej pr-chavosti pri spracovávaní polyméru na vlák-no chrání povrch vznikajúceho vlákna předprístupom kyslíka. B] 0,02 až 0,15 hmot. % fenolicko izokya-nurátového antioxidantu, ktorým je 1,3,5--tris (3,5-diterc.butyl-4-hydroxybenzyl ] -izokyanurát (obchodný názov Goodrite 3114,Irganox 3114) s teplotou topenia 230 °C, cha-rakterizovaného velmi nízkou antioxidač-nou účinnosťou pro granulách polypropylé-nu a vysokou spracovatefskou termostabili-začnou účinnosťou pri spracovávaní navlákno, najma pri teplotách značné prevy-šujúcich jeho bod topenia. Vysoký bod to-penia a objemnost molekuly zaručujú mi-nimálnu prchavosť antioxidantu z polypro-pylénu pri spracovaní. Dokázalo sa, že uve-dený antioxidant má oproti iným najvyššípríspevok ku aktivitě světelných stabilizá-torov pri ochran vláken voči fotooxidácii(CS AO 229 766). C] 0,10 až 0,40 hmot. % světelného stabi-lizátora so stericky tienenou amínoskupinoupolymérneho piperidínového typu (obchod-ný názov Chimassorb 944).

Navrhovaná stabilizačná zmes zaručuje: — stabilitu granulačného procesu z hl'a-diska dodržania požadovanej molekulovejhmotnosti granulátu, — ochranu polyméru pri granulách předjeho miestnym naoxidovaním, — dostatočnú termickú stabilitu polymé-ru pri zvlákňovaní, navýše regulovatelnázastúpením jednotlivých zložiek v zmesi, 259375 5 — svetelnú stabilitu vláken výhovu júcupre vnútorné a vonkajšie aplikácie v závislosti na zložení aditívnej zmesi, vyššiu ažpodstatné vyššiu ako u dnešných systémovs aplikáciou klasických UV absorbérov abez vhodné] kombinácie fenolických antio-xidantov, — podstatné nižší obsah aditív v polypro-pyléne pri súčasnom zlepšení svetelne] sta-bility vláken, — univerzálnost použitia pre vlákna s po-žadovanými střednými, vysokými a velmivysokými hodnotami svetelne] stability.

Pre vlákna určené pre interiérové apliká-cie s požadovanou střednou hodnotou úrov-ňou svetelne] stability (600 až 800 hodin) jevýhodné jednotlivé zložky aditivně] zmesidávkovat v nasledovných' množstvách: antioxidant 2,6-diterc.butyl-4- -metylfenol 0,05 až 0,075 % hmot. antioxidant Goodrite 3114 0,05 % hmot. světelný stabilizátor

Chimassorb 944 0,15 % hmot.

Pre vlákna do vonkajších aplikácií s po-žadovanou vysokou úrovňou svetelne] sta-bility (nad 800 hodin) je výhodné jednotli-vé zložky systému dávkovat v nasledovnýchmnožstvách: antioxidant 2,6-diterc.butyl-4- -metylfenol 0,05 až 0,075 % hmot.

Goodrite 3114 0,1 % hmot.

Chimassorb 944 0,3 až 0,5 % hmot. V zrovnaní s doteraz používaným poly-propylénem poklesne celkové množstvo a-ditív z 1,05 % hmot. na cca 0,4 % hmot.,pre stredne stabilizované vlákno a na 0,5až 0,7 % hmot. pre vysokostabilizované.Zníženie celkového obsahu aditív sa okremzníženia tvorby plynných exhalátov prizvlákňovaní kladné prejaví a] na ekonomi-ke výrobného procesu. Dalšou přednostoupolyméru připraveného podía predmetu vy-nálezu je fakt, že vhodnou volbou konc8n-trácií jednotlivých zložiek, je možné zabez-pečí, prakticky všetky požiadavky odberate-íov na svetelnú stabilitu vláken.

Uvádzané příklady dokumentujú výhod-nost použitia kombinácie dvoch fenolickýchantioxidantov s rozdielnymi teplotami tope-nia a rozdielnou prchavosťou oproti systé-mom s 1 antioxidantom, v kombinácii sosvětelným stabilizátorom piperidínového ty-pu.

Vlastnosti připravených polymérov a znich vyrobených vláken sú uvedené v spo-ločnej tabulke, spolu s požadovanými hod-notami. Příklad 1

Zmiešaním 99,48 % hmot. práškového i- zotaktického polypropylénu s hodnotou ITrovná sa 9,7 g/10 min. s 0,025 % hmot. 2,6--diter.butyl-4-metylfenolu, 0,1 % hmot. an-tioxidantu Goodrite 3114 a 0,30 % hmot.světelného stabilizátore Chimassorb 944 apřetavením v taviacom stroji sa získal gra-nulovaný polymér, ktorého vlastnosti sú u-vedené v priloženej tabulke.

Takto připravený polypropylén sa použilna přípravu strižového polypropylénovéhovlákna jedničnej dížkovej jemnosti 17 dtex,modrého farebného odtieňa (0,08 % hmot.pigmentu Graphtolblau 2GLS), dlženého amechanicky tvarovaného. Světelná stabilitasa hodnotila v Xenoteste 150 pri teplotečierneho panelového teploměru 45 “C pokle-som povodnej pevnosti vlákna na Ϋ2 povod-nej hodnoty. Hodnoty takto získané] svetel-nej stability sú uvedené v priloženej tabul-ke. Súčasne je uvedená změna IT granulátupo procese zvlákňovania meranírn IT z ho-tového vlákna po odpratí preparácie. Příklad 2

Použitím rovnakého práškového polypro-pylénu a rovnakým postupom sa připravilgranulovaný polypropylén s obsahom 0,075pere. hmot. 2,6-diterc.butyl-4-metylfenolu,0,1 % hmot. antioxidantu Goodrite 3114, 0,30pere. hmot. světelného stabilizátora Chi-massorb 944. Vlastnosti takto připravenéhogranulátu spolu s vlastnosťami polypropy-lénového vlákna sú uvedené v priloženejtabulke. Příklad 3

Použitím práškového polypropylénu a po-stupu ako v příklade 1 sa připravil granulo-vaný polypropylén s obsahom 0,1 % hmot.antioxidantu Goodrite 3114, 0,30 % světel-ného stabilizátora Chimassorb 944. Vlastnos-ti takto připraveného granulátu spolu svlastnosťami polypropylénového vlákna súuvedené v priloženej tabulke. Příklad 4

Postupom ako v příklade 1 sa připravilpolypropylénový granulát s obsahom 0,10 %hmot. antioxidantu 2,6-diterc.butyl-4-metyl-fenol, 0,1 % hmot. antioxidantu Goodrite3114, 0,30 °/o hmot. světelného stabilizátoraChimassorb 944. Vlastnosti takto připrave-ného granulátu sú uvedené v priloženej ta-bulke.

Granulát sa použil na přípravu strižové-ho polypropylénového vlákna, tvarovanéhomechanicky, farbeného v hmotě na červenýfarebný odtieň (1,3 % hmot. pigmentu Cro-mophtalrot BR a 0,23 % hmot. pigmentuCromophtalrot A3B). Světelná stabilita tak-to připraveného vlákna bola hodnotená spQ-sobom uvedeným v příklade 1 a je uvede-ná v priloženej tabulke. 259375 7 8 P r í k 1 a d 5

Postupom uvedeným v příklade 1 sa při-praví polypropylénový granulát s obsahom0,10 % hmot. 2,6-diterc.butyl-4-metylfenolu,0,30 % světelného stabilizátora Chimassorb944. Postupom podl'a příkladu 4 sa připravíz granulátu polypropylénové strižové vlák-na. Vlastnosti polypropylénového granulátua vlákna sú uvedené v přiložené] tabuike. Příklad 6

Postupom uvedeným v příklade 1 sa při-praví polypropylénový granulát s obsahom0,10 % hmot. antioxidantu Goodrite 3114,0,30 % hmot. světelného stabilizátora Chi-massorb 944. Postupom pódia příkladu 4 sapřipraví z granulátu polypropylénové stri-žové vlákno. Vlastnosti polypropylénovéhogranulátu a vlákna sú uvedené v priloženejtabuike. Příklad 7

Zmiešaním 99,62 % hmot. práškového izo-taktického polypropylénu s hodnotou IT === 10,4 g/10 min., s 0,08 hmot. % 2,6-diterc.-butyl-4-metylfenolu, 0,05 hmot. % antioxi-dantu Goodrite 3114, 0,15 hmot. % světel-ného stabilizátora Chimassorb 944. Přetave-ním v taviacom stroji pri 230 °C sa získalpolypropylénový granulát, ktorého vlastnos-ti sú uvedené v priloženej tabuike.

Takto připravený polypropylén sa použilna přípravu strižového, mechanicky tvaro-vaného vlákna, farbeného v hmotě na poma-rančový farebný odtieň (0,72 hmot. °/o pig-mentu Cromophtalgelb GR 0,1 hmot. % pig-mentu Nylofilschwarz, 0,024 hmot. % pig-mentu Cromophtalrot BR).

Světelná stabilita takto připraveného vlák-na hodnotila spQsobom uvedeným v příkla-de 1 a je uvedená v priloženej tabuike. Příklad 8

Zmiešaním 99,30 hmot. % práškového izo-taktického polypropylénu s hodnotou IT ·~ 10,4 g/min. s 0,10 hmot. % 2,6-diterc.-butyl-4-metylfenolu, 0,15 hmot. % antioxi-dantu Goodrite 3114 a 0,45 hmot. % světel-ného stabilizátora Chimassorb 944 a přeta-vením zmesi v taviacom stroji pri 230 °C sapřipravil polypropylénový granulát, ktoré-ho vlastnosti sú uvedené v priloženej tabui-ke.

Takto připravený polypropylén sa použilna přípravu nekonečného vlákna jedničnejdížkovej hmotnosti 6,7 dtex, mechanickytvarovaného, farbeného v hmotě pigmentom

Cromophtalrot BR (1,0 hmot. %). Světelnástabilita takto připraveného vlákna sa hod-notila sposobom uvedeným v příklade 1 aje uvedená v priloženej tabuike. Příklad 9

Zmiešaním 99,725 hmot. % práškovéhopolypropylénu s hodnotou IT — 10,4 g/10minút s 0,075 hmot. % 2,6-diterc.butyl-4-me-tylfenolu, 0,05 hmot. % antioxidantu Good-rite a 0,15 hmot. % světelného stabilizátoraChimassorb 944 a přetavením zmesi v tavia-com stroji pri 230 °C sa připravil polypropy-lénový granulát, ktorého vlastnosti sú uve-dené v priloženej tabuike. Z takto připraveného granulátu sa při-praví nefarbený, hladký polypropylénovýhodváb s dížkovou hmotnosťou 170/33 dtex.Světelná stabilita takto připraveného vlák-na sa hodnotila sposobom uvedeným v pří-klade 1 a je uvedená v priloženej tabuike. Příklad 10

Postupom uvedeným v příklade 9 sa při-praví polypropylénový granulát s obsahom0,075 hmot. % 2,6-diterc.butyl-4-metylfeno-lu, 0,15 hmot. % světelného stabilizátora, ahladké polypropylénové vlákno. Vlastnostigranulátu a vlákna sú uvedené v priloženejtabuike. Příklad 11

Postupom uvedeným v příklade 9 sa pripraví polypropylénový granulát s obsahom0,05 hmot. % antioxidantu Goodrite 3114,0,15 hmot. % světelného stabilizátora Chi-massorb 944 a hladké polypropylénové vlák-no. Vlastnosti granulátu a vlákna sú uvede-né v priloženej tabuike. Příklad 12

Zmiešaním 98,92 hmot. % práškového po-lypropylénu s hodnotou IT 10,4 g/10 min.s 0,1 hmot. % 2,6-diterc.butyl-4-metylfenolu,0,55 hmot. % distearyltiodipropionátu a0,28 hmot. % světelného stabilizátora ben-zofenónového typu Cyasorb UV-531 a přeta-vením zmesi pri 230 °C sa připraví polypro-pylénový granulát, ktorý odpovedá bežnepoužívanému typu a slúži pre porovnanie sgranulátmi a vláknami uvádzanými v jed-notlivých príkladoch.

Hodnoty svetelnej stability vláken z tak- to připraveného granulátu sú uvádzané v zátvorkách pod hodnotou svetelnej stabili- ty vlákna připraveného z granulátu pódia jednotlivých príkladov.

Claims (1)

1. 239375 10 Tabulka 1 Vlastnosti polypropylénových granulátov a polypropylénových vláken připravenýchpódia príkladov 1 až 12 Příklad č. IT g/10 min ID Tzvl °c IT g/10 min Ϋ2 h 1 12,6 1,35 280 4,2 1300 (400) 2 9,4 1,32 280 3,9 1650 (400) 3 12,4 1,37 280 4,6 1070 (270) 4 9,6 1,34 280 5,2 1400 (270) 5 9,2 ? 36 280 10,6 770 (270) 6 14,4 1,35 280 3,6 1 210 (280) 7 9,6 1,62 280 6,7 430 (220) 8 9,1 1,29 290 2,6 1 270 (300) 9 10,3 1,42 300 6,1 3 100 (900) :u 10,1 2,26 300 11,2 2 100 (900) 11 15,6 1,47 300 8,6 2 860 (900) 12 10,6 1,78 280, 290, 300 8,6, 10,3, 12,8 viď hodnoty v zátv. ID . . . index degradability (ČSN 64 30 50) IT . . . rozdiel IT polyméru a vlákna 1/2 . . . počet hodin ožiarovania v Xenoteste na dosiahnutie Ví povodnej pevnosti vlák-na PREDMET Izotaktický polypropylén pre výrobu vlá-ken so zvýšenou odolnosťou voči fotooxidá-cii, pozostávajúci z izotaktického polypro-pylénu s normálnym rozdělením molekulo-vých hmotností a hodnotou IT 3,0 až 15,0 gna 10 minút, vyznačený tým, že obsahuje0,14 až 0,80 hmot. % synergickej zmesi fe-nolických antioxidantov a světelného stabi-lizátora o zložení VYNALEZU 0,02 až 0,15 hmot. % fenolického antioxi-dantu 2,6-diterc.butyl-4-metylfenolu, 0,02 až 0,15 fenolicko izokyanurátovéhoantioxidantu 1,3,5-tris (3,5-diterc.butyl-4-hy-droxybenzyl) izokyanurátu 0,1 až 0,5 hmot. % světelného vysokomo-lekulového stabilizátora so stericky tiene-nou amínoskupinou polymérneho piperidí-nového typu.