PL170626B1 - Kompozycja poliolefinowa odporna na działanie czynników (54) powodujących środowiskową korozję naprężeniowąprzeznaczona do wytwarzania folii izolacyjnej - Google Patents

Abstract

Kompozycja ooliolefmowa dPporna na dz.iałnnie zznnmóów oowdUujcyceh rrodowiskową oorozję naprężeniową przeznaczona do wytwarzania folii izolacyjnej zawierająca stabilizatory termooksydacyjne w postaci pochodnych fenolowych oraz olej parafinowy i/lub wosk polietylenowy, znamienna tym, ze zawiera mieszaninę poliolefinową w skład której wchodzi 70 do 90 częSci wagowych polietylenu lub polipropylenu lub polibutanu lub polimetylopentenu lub kopolimeru etylen-octan winylu i 10 do 30 częSci wagowych kopolimeru etylenu z a-olefiną o długoSci łańcucha C4-C8, przy czym gęstoSć kopolimeru wynosi 0,918-0,925 g/cm3 a wskaźnik płynięcia 0,5 do 3 g/10 min , oraz aniloffeno1 lub alkilefenolopΓoplonłan w dośći 0,05 do 1,0 części wagowych na 100 częSci wagowych mieszaniny poliolefinowej i olej parafinowy i/lub wosk polietylenowy o masie cząsteczkowej 1000 do 5000 w iloSci 0,02 do 0,1 częSci wagowych na 100 częSci wagowych mieszaniny pollolffinoweJ

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja poliolefinowa, odporna na działanie czynników powodujących środowiskową korozję naprężeniową. Kompozycja przeznaczona jest do wytwarzania folii izolacyjnej.

Stosowane w izolacjach budowlanych folie powinny charakteryzować się podwyższonymi parametrami wytrzymałościowymi oraz zwiększoną odpornością na starzenie pod wpływem tlenu atmosferycznego w warunkach podwyższonych temperatur /302 K - 377 K/.

Zastosowana do tego celu folia z niemodyfikowanego tworzywa ulega zniszczeniu po rocznym okresie stosowania. Znane są folie do zastosowań izolacyjnych z plastyfikowanego PVC, polietylenu oraz z kompozycji polietylenu małej gęstości o budowie rozgałęzionej i polietylenu dużej gęstości o budowie liniowej.

Znany sposób zabezpieczania poliolefin przed destrukcyjnym działaniem środowiskowych czynników fizykochemicznych jak podwyższona temperatura, promieniowanie świetlne, promieniowanie jonizujące, polega na wprowadzeniu do poliolefin stabilizatorów, to jest substancji chemicznych inhibitujących destrukcyjne działanie tych czynników na materiał polimerowy. Do najczęściej stosowanych stabilizatorów termicznych i termooksydacyjnych do poliolefin należy zaliczyć pochodne fenolowe, aminy z zawadą przestrzenną, tioestry, tioetery. Związki te, stabilizujące poliolefiny przed termooksydacją nie zapewniają im jednak odpowiedniej trwałości, szczególnie nie zapewniają odporności na środowiskową korozję naprężeniową.

W celu poprawienia efektywności działania stabilizatorów stosuje się również do stabilizacji poliolefin mieszaniny dwu- lub wieloskładnikowe stabilizatorów. Znane są również sposoby wytwarzania mieszanin polimerowych mające nacelu uzyskanie kompozycji o właściwościach ulepszonych w stosunku do właściwości poszczególnych ich składników.

Znany jest sposób otrzymywania wyrobów z poliolefin o zwiększonej odporności na promieniowanie świetlne polegający na dodatku do poliolefin 0,1-1% stabilizatora świetlnego, pochodnych 2/2'-hydroksy, 5'-alkilofenylo/benzotriazolu względnie pochodnych 2-hydroksybenzofenonu.

Z opisów patentowych USA nr 3 912 686 i RFN nr 2 065 975 znany jest sposób stabilizacji poliolefin przeciw destrukcyjnemu działaniu promieniowania ultrafioletowego przy użyciu układu stabilizatorów o synergicznym działaniu, będących mieszaniną pochodnych benzotriazoli i kompleksów niklowych z siarczkami alkilofenoli. Z opisu patentowego USA nr 3 816 622

170 626 wynika, że skutecznymi układami stabilizującymi poliolefiny jest mieszanina benzotriazolu z estrami alkilowymi podstawionego kwasu 4-hydroksybenzoesowego.

Z opisu patentowego polskiego nr 97 014, dotyczącego kompozycji poliolefinowej o zwiększonej udarności, znany jest sposób otrzymywania kompozycji poliolefinowych odznaczających się zwiększoną udarnością, stosowanych do wyrobu folii wykorzystywanej w budownictwie. Kompozycja poliolefinowa o zwiększonej udarności stanowi wieloskładnikową mieszaninę, w której podstawowym składnikiem jest polietylen lub polipropylen.

Kompozycja według polskiego opisu patentowego nr 97 014 składa się przede wszystkim z mieszaniny dwóch rodzajów polietylenu tj. polietylenu małej gęstości /PE-LD/, gęstość poniżej 0,930 g/cm)/ o budowie rozgałęzionej i polietylenu dużej gęstości /PE-HD/, gęstość powyżej 0,940 g/cni / o budowie liniowej. Zamiast polietylenu o dużej gęstości /PE-HD/ może być stosowany polipropylen lub kopolimer etylen-propylen. Ponadto w skład mieszaniny wchodzą elastomer /którym może być poliizobutylen lub polichloropren/ i ewentualnie polimer krzemoorganiczny lub poliolefina o bardzo dużej masie cząsteczkowej powyżej 500000. Z opisu patentowego nr 97 014 znana jest również kompozycja, w której podstawowym składnikiem jest polipropylen zamiast polietylenu o małej gęstości /PE-LD/ o budowie rozgałęzionej.

Z polskiego opisu patentowego nr 101 705 znana jest kompozycja poliolefinowa, stabilizowana przeciw działaniu ciepła, światła i starzeniu, przy zastosowaniu poliamin i ewentualnie innych stabilizatorów takich jak hydroksybenzotiazole, hydroksybenzofenony i antyutleniacze fenolowe, fosforynowe i tioestrowe. Kompozycja ta jest odporna na działanie światła oraz podwyższonej temperatury.

Z polskiego opisu patentowego nr 139 715 znany jest sposób wytwarzania kompozycji foliotwórczej zawierającej związki przeciwżelowe zapobiegające degradacji w czasie wysokotemperaturowego przetwarzania folii poliolefinowej.

Wszystkie znane układy recepturowe nie eliminują zmian poliolefin zachodzących pod wpływem tlenu atmosferycznego w podwyższonych temperaturach. Stosowane związki chemiczne chronią jedynie poliolefiny przed destrukcyjnym wpływem promieniowania UV.

Znane kompozycje nie zabezpieczają wyrobów z nich uzyskanych przed działaniem innych czynników atmosferycznych i środowiskowych takich jak zwiększona wilgotność, wiatr, obecność kwasów, zasad, środków powierzchniowo czynnych i rozpuszczalników organicznych, powodujących ich przyśpieszoną destrukcję.

Kompozycja poliolefinowa według wynalazku zawiera mieszaninę poliolefinową składającą się z 70 do 90 części wagowych polietylenu, zarówno o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/ o gęstości 0,918-0,930 g/cm³ - i wskaźniku płynięcia 0,2-2 g/10 min. jak i polietylenu o budowie liniowej dużej gęstości powyżej 0,930 g/cm3 /PE-HD/, lub polipropylenu lub polibutenu lub polimetylopentenu lub kopolimeru etylen-octan winylu /EVA/ oraz 10 do 30 części wagowych-kopolimeru etylenu z α-olefiną o długości łańcucha C4 do C8, o gęstości 0,918-0,925 g/cm3 i wskaźniku płynięcia 0,5-3 g/10 min. Jako kopolimery etylenu z α-olefiną mogą być stosowane kopolimery etylen + buten-1, etylen + heksen-1, etylen + okten-1. W skład kompozycji wchodzą ponadto stabilizatory termooksydacyjne alkilofenol lub alkilofenolopropionian w ilości 0,05 do 1,0 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny poliolefinowej oraz olej parafinowy i/lub wosk polietylenowy o masie cząsteczkowej 1000 do 5000 w ilości 0,02-0,1 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny poliolefinowej. Jako alkilofenol może być stosowany metyleno-bisfenol, 2,6-di-tert butylo-p-kresol, 4,4' -ϋοϋΐ--6tertiary butyl-m-krezol, ajako alkilofenolopropionian oktadecyło-4-hydroksyfenylopropionian, oktadecylo-3/3, 5-di-tertsbutylos4-hydroksyfenylo propionian lub pentaerytryto-3, 5 di-tert-butylo-ł-oksyfenylo propionian.

Nieoczekiwanie okazało się, że odpowiedni dobór zarówno jakościowy jak i ilościowy środków uszlachetniających to jest stabilizatorów termooksydacyjnych alkilofenolu lub alkilofenolopropionianu i oleju parafinowego i/lub wosku polietylenowego, w mieszaninie poliolefinowej według wynalazku, wywołuje efekt synergiczny dla odporności na termooksydacyjne działanie powietrza i innych czynników powodujących korozję środowiskową.

170 626

Kompozycja poliolefinowa według wynalazku odznacza się zwiększoną odpornością na uderzenie nie zmieniającą się w funkcji temperatury od 268 K do 378 K, charakteryzuje się również zwiększoną odpornością na środowiskową korozję naprężeniową i odpornością na starzenie zwłaszcza termooksydacyjne. Ponadto kompozycja ta jest łatwo przetwarzalna, co przejawia się między innymi niepodwyższonym poborem mocy w porównaniu z polietylenem małej gęstości, a wyroby z tej kompozycji odznaczają się niewielką zmiennością wymiarów i większą podatnością do uzyskania odpowiedniego kształtu.

Folia izolacyjna wytworzona z kompozycji polimerowej według wynalazku posiada dużą odporność na starzenie pod wpływem tlenu atmosferycznego w warunkach podwyższonej temperatury.

Wynalazek jest bliżej przedstawiony w przykładach wykonania.

Przykład I.Do mieszalnika wprowadza się 5000 g granulatu polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/ o gęstości 0,92 g/cin i wskaźniku płynięcia 0,3 g/10 min., 25 g wosku polietylenowego o masie cząsteczkowej 1000-5000 i 260 g związku oktadecylo3/3,5-di-tert-butylo-4-hydroksyfenylo propionianu, miesza się w temperaturze 297 K a następnie wytłacza się granulat konwencjonalną techniką w temperaturze 472 K. 1000 g otrzymanego granulatu miesza się z 6500 g granulatu polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/ o gęstości 0,92 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,3 g/10 min. i z 2500 g kopolimeru etylen-buten-1 o gęstości 0,917 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,9 g/10 min., po czym z mieszanki tej formuje się metodą wytłaczania z rozdmuchem folię o grubości 0,2 mm.

Parametry wytrzymałościowe otrzymanej z tego granulatu folii po 23 tygodniach testu starzeniowego termooksydacyjnego uległy zmianie i tak wytrzymałość na rozciąganie wynosi 16 MPa, odporność na środowiskową korozję naprężeniową jest trzykrotnie wyższa niż folii z polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/, wydłużenie względne 550%.

Przykład II. Do mieszalnika wprowadza się 5000 g granulatu polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/ o gęstości 0,92 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,7 g/10 min., 25 g oleju parafinowego i 260 g związku 4,4'-tiobis-6-tertiary butylo-m-krezolu, miesza się w temperaturze 297 K, a następnie wytłacza się granulat konwencjonalną techniką w temperaturze 472 K, 300 g otrzymanego granulatu miesza się z 7700 g granulatu polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/, o gęstości 0,92 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,7 g/10 min. i z 2000 g kopolimeru etylen-heksen-1 o gęstości 0,918 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 1,0 g/10 min., po czym z mieszanki tej formuje się metodą wytłaczania z rozdmuchem folię o grubości 0,2 mm.

Parametry wytrzymałościowe folii po przyspieszonych testach starzeniowych nie uległy zmianie w porównaniu z parametrami wyjściowymi. Odporność na środowiskową korozję naprężeniową jest trzykrotnie wyższa jak dla folii z polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/.

Przykład III. Do mieszalnika wprowadza się 5000 g granulatu polipropylenu /PP/ o gęstości 0,91 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,6 g/10 min., 25 g oleju parafinowego i 260 g związku oktadecylo-3/3,5-di-tert-butylo-4-hydroksyfenylo propionianu, miesza się w temperaturze 297 K, a następnie wytłacza się granulat konwencjonalną techniką w temperaturze 482 K. 1000 g otrzymanego granulatu miesza się z 6500 g granulatu polipropylenu /PP/ o gęstości 0,91 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,6 g/10 min. i z 2500 g kopolimeru etylen-heksen-1 o gęstości 0,918 g/cm3 i wskaźniku płynięcia 1,0 g/10 min., po czym z mieszanki tej formuje się metodą wytłaczania folię o grubości 0,2 mm.

Otrzymana z tego granulatu folia po 23 tygodniach testu starzeniowego termooksydacyjnego nie zmieniła parametrów wytrzymałościowych początkowych a odporność na środowiskową korozję naprężeniową jest 4-krotnie wyższa niż dla folii polipropylenowej bez dodatków.

Przykład IV. Do mieszalnika wprowadza się 5000 g granulatu kopolimeru EVA /etylen-octan winylu/ o gęstości 0,935 g/cm i wskaźniku płynięcia 0,65 g/10 min., o zawartości grup octanowych 6-20% wagowych, 25 g wosku polietylenowego o masie cząsteczkowej 1000-5000 i 260 g związku oktadecylo-4-hydroksyfenylo propionianu miesza się w temperaturze 297 K, a następnie wytłacza się granulat konwencjonalną techniką w temperaturze 465 K. 1500 g

170 626 otrzymanego granulatu miesza się z 6000 g granulatu kopolimeru EVA /etylen-octan winylu/ o gęstości 0,935 g/cm3 i wskaźniku płynięcia 0,65 g/10 min. i z 2500 g kopolimeru etylen-okten-1 o gęstości 0,925 g/cm3 i wskaźniku płynięcia 1,0 g/10 min., po czym z tej mieszanki formuje się metodą wytłaczania z rozdmuchem folię o grubości 0,2 mm.

Parametry wytrzymałościowe folii po przyspieszonych testach starzeniowych nie uległy zmianie w porównaniu z parametrami wyjściowymi. Odporność na środowiskową korozję naprężeniową jest dwukrotnie wyższa niż dla folii z polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/.

Przykład V. Do mieszalnika wprowadza się 5000 g granulatu polibutenu-1 o gęstości 0,915 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,7 g/10 min., 30 g wosku polietylenowego o masie cząsteczkowej 1000-5000 i 260 g związku oktadecylo-3/3,5 di-tert-butylos4-hydroksyfenylo propionianu miesza się w temperaturze 297 K, a następnie wytłacza się granulat konwencjonalną techniką w temperaturze 472 K. 1500 g otrzymanego granulatu miesza się z 4500 g granulatu polibutenu-1 o gęstości 0,915 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,7 g/10 min. oraz z 4000 g kopolimeru etylenu i butenu-1 o gęstości 0,925 g/cm ³ i wskaźniku płynięcia 1,0 g/10 min., po czym z tej mieszanki formuje się metodą wytłaczania z rozdmuchem folię o grubości 0,2 mm.

Parametry wytrzymałościowe folii po przyspieszonych testach starzeniowych nie uległy zmianie w porównaniu z parametrami wyjściowymi. Odporność na środowiskową korozję naprężeniowąjest czterokrotnie wyższa niż dla folii z polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/.

Przykład VI- Do mieszalnika wprowadza się 5000 g granulatu polimetylopentenu o gęstości 0,83 g/cm- i wskaźniku płynięcia 0,3 g/10 min., 30 g wosku polietylenowego o masie cząsteczkowej 1000-5000 i 260 g związku oktadecylo-3/3,5 di-tertsbutylo-4-hydroksyfenylo propionianu miesza się w temperaturze 297 K, a następnie wytłacza się granulat konwencjonalną techniką w temperaturze 540 K. 1500 g otrzymanego granulatu miesza się z 1500 g granulatu polimetylopentenu o gęstości 0,83 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 0,3 g/10 min. i z 4000 g kopolimeru etylenu i butenu-1 o gęstości 0,925 g/cm³ i wskaźniku płynięcia 1,0 g/10 min., po czym z tej mieszanki formuje się metodą wytłaczania z rozdmuchem folię o grubości 0,2 mm.

Parametry wytrzymałościowe folii po przyśpieszonych testach starzeniowych nie uległy zmianie w porównaniu z parametrami wyjściowymi. Odporność na środowiskową korozję naprężeniową jest dwukrotnie wyższa niż dla folii z polietylenu o budowie rozgałęzionej małej gęstości /PE-LD/.

170 626

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Kompozycja poliolefinowa odporna na działanie czynników powodujących środowiskową korozję naprężeniową przeznaczona do wytwarzania folii izolacyjnej zawierająca stabilizatory termooksydacyjne w postaci pochodnych fenolowych oraz olej parafinowy i/lub wosk polietylenowy, znamienna tym, że zawiera mieszaninę poliolefinową w skład której wchodzi 70 do 90 części wagowych polietylenu lub polipropylenu lub polibutanu lub polimetylopentenu lub kopolimeru etylen-octan winylu i 10 do 30 części wagowych kopolimeru etylenu z α-olefiną o długości łańcucha C4-C8, przy czym gęstość kopolimeru wynosi 0,918-0,925 g/cin a wskaźnik płynięcia 0,5 do 3 g/10 min., oraz alkilofenol lub alkilofenolopropionian w ilości 0,05 do 1,0 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny poliolefinowej i olej parafinowy i/lub wosk polietylenowy o masie cząsteczkowej 1000 do 5000 w ilości 0,02 do 0,1 części wagowych na 100 części wagowych mieszaniny poliolefinowej.