RU2756586C1 - Thermoplastic composition - Google Patents

Thermoplastic composition Download PDF

Info

Publication number
RU2756586C1
RU2756586C1 RU2021102141A RU2021102141A RU2756586C1 RU 2756586 C1 RU2756586 C1 RU 2756586C1 RU 2021102141 A RU2021102141 A RU 2021102141A RU 2021102141 A RU2021102141 A RU 2021102141A RU 2756586 C1 RU2756586 C1 RU 2756586C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition
tert
phosphite
density polyethylene
stabilizer
Prior art date
Application number
RU2021102141A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юлия Петровна Мошкова
Сергей Аркадьевич Солодянкин
Елена Владимировна Марянина
Алексей Викторович Сычев
Алексей Сергеевич Смирнов
Ринат Тауфикович Зарипов
Рафаэль Атласович Сафаров
Original Assignee
Казанское публичное акционерное общество "Органический синтез"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Казанское публичное акционерное общество "Органический синтез" filed Critical Казанское публичное акционерное общество "Органический синтез"
Priority to RU2021102141A priority Critical patent/RU2756586C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2756586C1 publication Critical patent/RU2756586C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18Manufacture of films or sheets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/01Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
    • C08K3/014Stabilisers against oxidation, heat, light or ozone
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/02Elements
    • C08K3/04Carbon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/04Oxygen-containing compounds
    • C08K5/10Esters; Ether-esters
    • C08K5/101Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids
    • C08K5/103Esters; Ether-esters of monocarboxylic acids with polyalcohols
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/49Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/52Phosphorus bound to oxygen only
    • C08K5/524Esters of phosphorous acids, e.g. of H3PO3
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01BCABLES; CONDUCTORS; INSULATORS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR CONDUCTIVE, INSULATING OR DIELECTRIC PROPERTIES
    • H01B3/00Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties
    • H01B3/18Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances
    • H01B3/30Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes
    • H01B3/44Insulators or insulating bodies characterised by the insulating materials; Selection of materials for their insulating or dielectric properties mainly consisting of organic substances plastics; resins; waxes vinyl resins; acrylic resins

Abstract

FIELD: composite materials.
SUBSTANCE: invention relates to a thermoplastic composition intended for use in the cable industry, in the production of packaging material and other products. The composition contains the following components, by wt.%: 91.5-91.9 low-density polyethylene, 0.1-0.2 phenolic or phosphite type heat stabilizer, 8.0-8.3 UV light stabilizer. An ester of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid and pentaerythritol is used as a phenolic type heat stabilizer, a mixture of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid ether and pentaerythritol and tri-(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite in a mass ratio of 1:1 is used as a phosphite type heat stabilizer, the UV light stabilizer uses a 30% carbon black concentrate based on low-density polyethylene.
EFFECT: invention makes it possible to increase the technological parameters of the composition, in particular, to increase the fluidity of the melt, thermal stability and resistance to cracking, while maintaining the operational properties of the products obtained from it at a high level.
1 cl, 2 tbl, 12 ex

Description

Изобретение относится к химической промышленности, в частности, к составам термопластичных композиций на основе полиэтилена низкой плотности и может быть использовано в кабельной промышленности, в производстве упаковочного материала и других изделий. The invention relates to the chemical industry, in particular, to the composition of thermoplastic compositions based on low density polyethylene and can be used in the cable industry, in the production of packaging material and other products.

Полиэтилен низкой плотности (ПЭНП) является универсальным полимером, который может иметь множество применений, таких как пленки, покрытия, формованные изделия, изоляция проводов и кабелей. Полиэтилен в больших масштабах используется для изготовления труб, для которых требуется материал, характеризующийся высокой механической прочностью, и высокой стойкостью к растрескиванию под действием напряжения, обусловленного влиянием факторов окружающей среды, кроме того, материал должен обладать способностью легко подвергаться переработке при изготовлении труб. Low density polyethylene (LDPE) is a versatile polymer that can be used in a variety of applications such as films, coatings, molded products, and wire and cable insulation. Polyethylene is used on a large scale to make pipes, which require a material with high mechanical strength and high resistance to stress cracking due to environmental factors, in addition, the material must be able to be easily processed in the manufacture of pipes.

В настоящее время полимерные композиции, предназначенные для использования в кабельной промышленности, выпускаются в соответствии с ГОСТ 16336-2013 «Композиция полиэтилена для кабельной промышленности». Одной из наиболее важных характеристик композиций, предназначенных для получения изоляционной оболочки электрического кабеля, является стойкость к растрескиванию под напряжением, которая в соответствии с ГОСТ 16336-2013 должна составлять не менее 500 или 1000 часов в зависимости от марки полиэтилена.Currently, polymer compositions intended for use in the cable industry are produced in accordance with GOST 16336-2013 "Composition of polyethylene for the cable industry". One of the most important characteristics of compositions intended for obtaining an insulating sheath of an electric cable is resistance to stress cracking, which, in accordance with GOST 16336-2013, should be at least 500 or 1000 hours, depending on the grade of polyethylene.

Известно, что стойкость к растрескиванию является сложной характеристикой и зависит от нескольких факторов, в частности, от термостабильности полимера. Поэтому одним из возможных направлений повышения стойкости к растрескиванию является использование в составе полимерных композиций термостабилизаторов. Эффективно подобранный термостабилизатор защищает полимер от термоокислительной деструкции, что может способствовать повышению стойкости к растрескиванию. Еще одним способом повышения стойкости к растрескиванию композиций является введение модифицирующих добавок в состав полимерной композиции. Однако, обзор литературных данных показал, что в настоящее время отсутствуют эффективные модификаторы, которые существенно повышают стойкость к растрескиванию, не ухудшая при этом другие характеристики полимера.It is known that cracking resistance is a complex characteristic and depends on several factors, in particular on the thermal stability of the polymer. Therefore, one of the possible directions for increasing the resistance to cracking is the use of heat stabilizers in the composition of polymer compositions. An efficiently selected thermal stabilizer protects the polymer from thermal oxidative degradation, which can contribute to an increase in resistance to cracking. Another way to increase the resistance to cracking of the compositions is the introduction of modifying additives into the composition of the polymer composition. However, a review of the literature data showed that currently there are no effective modifiers that significantly increase the resistance to cracking without deteriorating other characteristics of the polymer.

Другим важным показателем, характеризующим качество пластифицированной композиции, является показатель текучести расплава (ПТР). Величина ПТР является параметром, определяющим технологичность полимера и способ его переработки. Чем больше ПТР композиции, тем меньше ее вязкость и выше скорость переработки - лучше технологичность. Именно низкий уровень ПТР затрудняет переработку полимера и требует высоких температур экструзии. Another important indicator characterizing the quality of the plasticized composition is the melt flow rate (MFR). The MFI is a parameter that determines the manufacturability of the polymer and the method of its processing. The higher the MFI of the composition, the lower its viscosity and the higher the processing rate - the better the manufacturability. It is the low MFI that makes it difficult to process the polymer and requires high extrusion temperatures.

Наиболее востребованными полимерными композициями, предназначенными для использования в кабельной промышленности, являются композиции марок 153-02К и 153-10К на основе ПЭНП марки 15313-003, полученного в реакторе трубчатого типа. Для данных композиций показатель стойкости к растрескиванию в соответствии с нормой ГОСТ 16336-2013 составляет не менее 1000 часов, но значения ПТР находятся на низком уровне и составляют от 0,21 до 0,39 г/10 мин.The most popular polymer compositions intended for use in the cable industry are compositions of grades 153-02K and 153-10K based on LDPE grade 15313-003 obtained in a tubular reactor. For these compositions, the index of resistance to cracking in accordance with the standard GOST 16336-2013 is at least 1000 hours, but the MFI values are at a low level and range from 0.21 to 0.39 g / 10 min.

Известна полимерная композиция на основе ПЭНП с добавкой талька, окиси цинка, стеарата кальция (патент РФ №368279, опубл. 26.01.1973 г.). Стойкость к растрескиванию данной композиции не превышает 285 часов.Known polymer composition based on LDPE with the addition of talc, zinc oxide, calcium stearate (RF patent No. 368279, publ. 01/26/1973). The resistance to cracking of this composition does not exceed 285 hours.

Композиция, заявленная в патенте WO №0248258 (опубл. 20.06.2002 г.), предназначенная для получения экструзионного покрытия и пленок, состоит из трех компонентов: линейного полиэтилена низкой плотности, полиэтилена высокой плотности, ПЭНП. Стойкость к растрескиванию данной композиции составляет 312 часов.The composition, declared in the patent WO No. 0248258 (publ. 20.06.2002), intended for extrusion coating and films, consists of three components: linear low density polyethylene, high density polyethylene, LDPE. The resistance to cracking of this composition is 312 hours.

Основным недостатком композиций, указанных в этих патентах, является невысокая стойкость к растрескиванию, что ограничивает спектр применения этих композиций. The main disadvantage of the compositions indicated in these patents is their low resistance to cracking, which limits the range of application of these compositions.

В патенте CN №106220940 (опубл. 14.12.2016 г.) предложена композиция, обладающая высокой стойкостью к растрескиванию под напряжением, в состав которой входит ПЭНП, терпеновая смола, метилфенилсиликоновая смола, ацетилтрибутилцитрат, связующий агент ТМС-201, трифенилфосфат, антиоксиданты, масла, целлюлоза. Такие композиции могут использоваться для изготовления оболочки строительного оптического кабеля, обладают достаточно высокими прочностными характеристиками. Однако использование большого количества компонентов сложного состава приводит к удорожанию изделий, получаемых на ее основе.CN patent No. 106220940 (publ. 12/14/2016) proposes a composition with high resistance to stress cracking, which includes LDPE, terpene resin, methylphenylsilicone resin, acetyltributyl citrate, binding agent TMS-201, triphenyl phosphate, antioxidants, oils , cellulose. Such compositions can be used for the manufacture of a building optical cable sheath and have sufficiently high strength characteristics. However, the use of a large number of components of a complex composition leads to an increase in the cost of products obtained on its basis.

Известна композиция, содержащая ПЭНП, линейный полиэтилен, полиэтилен высокой плотности, а также зародышеобразователи, регулирующие скорость кристаллизации макромолекул (заявка WO №2019132694, опубл. 04.07.2019 г.). В качестве зародышеобразователей могут быть использованы неорганические соединения (предпочтительно сажа, тальк) и органические соединения (предпочтительно 3,4-диметилдибензилиденсорбит, стеарат цинка и кальциевая соль 1,2-циклогександикарбоновой кислоты). Композиция может содержать другие добавки, такие как антиоксиданты, термостабилизаторы, светостабилизаторы или их смеси. Данная композиция обладает высокими прочностными и эластичными характеристиками, высокой стойкостью к растрескиванию под напряжением (не менее 2000 часов), ПТР композиции находится в интервале от 0,24 до 1,10 г/10 мин и может использоваться как для изготовления высококачественных пленок, так и для изоляционных покрытий электрических кабелей. Недостатком данной композиции является многокомпонентность состава, включающая разные типы полимеров, из-за чего может возникнуть сложность подбора температурных режимов переработки композиции и риск недостаточной равномерности распределения компонентов в ней. Для кабельного покрытия возникновение неоднородности, образование агломераций приводит к ухудшению изоляционных свойств. Кроме того, подбор оптимальных компонентов композиции и их количества для использования композиции в определенной области является достаточно сложной задачей и ведет к удорожанию продукта.A known composition containing LDPE, linear polyethylene, high density polyethylene, as well as nucleating agents that regulate the crystallization rate of macromolecules (application WO No. 2019132694, publ. 04.07.2019). Inorganic compounds (preferably carbon black, talc) and organic compounds (preferably 3,4-dimethyldibenzylidene sorbitol, zinc stearate and calcium salt of 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid) can be used as nucleating agents. The composition may contain other additives such as antioxidants, heat stabilizers, light stabilizers, or mixtures thereof. This composition has high strength and elastic characteristics, high resistance to stress cracking (not less than 2000 hours), the MFI of the composition is in the range from 0.24 to 1.10 g / 10 min and can be used both for the production of high-quality films and for insulating coatings for electrical cables. The disadvantage of this composition is the multicomponent composition of the composition, which includes different types of polymers, due to which it may be difficult to select the temperature regimes for processing the composition and the risk of insufficient uniformity of the distribution of components in it. For cable covering, the occurrence of heterogeneity, the formation of agglomerations leads to a deterioration in the insulating properties. In addition, the selection of the optimal components of the composition and their amount for the use of the composition in a certain area is a rather difficult task and leads to an increase in the cost of the product.

Известен способ получения высоконаполненной полиолефиновой композиции с модифицирующими добавками (патент РФ №2721913, опубл. 25.05.2020 г.), в котором в полимерную матрицу вводят предварительно приготовленную модифицирующую добавку в количестве 3 мас.%, затем добавляют наполнитель карбонат кальция в количестве 50-60 мас.%. В качестве полимерной матрицы используют полиэтилен высокого давления, модифицирующая добавка представляет собой концентрат, содержащий стеарат кальция и стеариновую кислоту, взятые в массовом соотношении 2:1, при их общем содержании 20 мас.%. Недостатком данного способа являются низкие прочностные показатели полученной композиции.A known method of obtaining a highly filled polyolefin composition with modifying additives (RF patent No. 2721913, publ. 05/25/2020), in which a pre-prepared modifying additive is introduced into the polymer matrix in an amount of 3 wt.%, Then a filler calcium carbonate in an amount of 50- 60 wt%. High pressure polyethylene is used as a polymer matrix, the modifying additive is a concentrate containing calcium stearate and stearic acid, taken in a weight ratio of 2: 1, with a total content of 20 wt%. The disadvantage of this method is the low strength characteristics of the resulting composition.

Наиболее близким по технической сущности (прототипом) является изобретение по патенту РФ №1746693 «Полимерная композиция», включающая полиэтилен высокого давления и органический фосфор- и серосодержащий стабилизатор - три-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенилмеркапто)фосфит. Добавку вводят в базовый полимер в количестве 0,1-0,5 мас.%. Однако в этом патенте не описано действие применяемого стабилизатора на другие физико-механические показатели полимерной композиции, кроме термостабильности.The closest in technical essence (prototype) is the invention under the patent of the Russian Federation No. 1746693 "Polymer composition", including high-pressure polyethylene and organic phosphorus- and sulfur-containing stabilizer - tri- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylmercapto) phosphite. The additive is introduced into the base polymer in an amount of 0.1-0.5 wt%. However, this patent does not describe the effect of the stabilizer used on other physical and mechanical properties of the polymer composition, except for thermal stability.

Целью и техническим результатом заявленного технического решения является получение термопластичной композиции на основе ПЭНП с минимальным содержанием добавок, с улучшенными технологическими показателями, в частности, повышенной текучестью расплава, термостабильностью и стойкостью к растрескиванию, при сохранении на высоком уровне эксплуатационных свойств изделий, получаемых из нее.The aim and technical result of the claimed technical solution is to obtain a thermoplastic composition based on LDPE with a minimum content of additives, with improved technological parameters, in particular, increased melt flow, thermal stability and resistance to cracking, while maintaining a high level of operational properties of products obtained from it.

Указанный технический результат достигается разработкой термопластичной композиции, включающей полиэтилен низкой плотности и стабилизаторы, при этом в качестве стабилизаторов используют термостабилизатор фенольного типа или фосфитного типа и УФ-светостабилизатор, при этом в качестве термостабилизатора фенольного типа используют эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита, в качестве термостабилизатора фосфитного типа используют смесь эфира 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита и три-(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита, в качестве УФ-светостабилизатора используют 30%-ный концентрат технического углерода на основе полиэтилена низкой плотности, при следующем соотношении компонентов, мас.%:The specified technical result is achieved by the development of a thermoplastic composition including low density polyethylene and stabilizers, while a phenolic type or phosphite type heat stabilizer and a UV light stabilizer are used as stabilizers, while 3,5-di-tert-butyl ether is used as a phenolic type heat stabilizer. -4-hydroxyphenylpropionic acid and pentaerythritol, a mixture of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid ester and pentaerythritol and tri- (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite is used as a phosphite-type thermal stabilizer, as The UV light stabilizer uses a 30% carbon black concentrate based on low density polyethylene, with the following ratio of components, wt%:

Полиэтилен низкой плотностиLow density polyethylene 91,5 - 91,991.5 - 91.9

Термостабилизатор фенольного или фосфитного типаHeat stabilizer of phenolic or phosphite type 0,1 - 0,20.1 - 0.2

УФ-светостабилизаторUV light stabilizer 8,0 - 8,38.0 - 8.3

В качестве основы для получения композиции выбран ПЭНП, выпускаемый на ПАО «Казаньоргсинтез», со следующими основными характеристиками: предел текучести при растяжении составляет 12,0 МПа, прочность при разрыве - 16,2 МПа, относительное удлинение при разрыве - 610%, ПТР - 0,76 г/10мин, массовая доля экстрагируемых веществ - 0,5%, стойкость к растрескиванию - 12 часов.LDPE manufactured at Kazanorgsintez PJSC with the following main characteristics was chosen as the basis for obtaining the composition: tensile yield strength is 12.0 MPa, tensile strength - 16.2 MPa, elongation at break - 610%, MFI - 0.76 g / 10 min, mass fraction of extracted substances - 0.5%, resistance to cracking - 12 hours.

В настоящем изобретении в качестве термостабилизаторов используют соединения фенольного типа, например, Ирганокс 1010 или фосфитного типа, например, Ирганокс В225. Ирганокс 1010 - первичный антиоксидант, относится к классу стерически затрудненных фенолов. Ирганокс В225 представляет собой синергетическую смесь первичного и вторичного антиоксидантов Иргафоса 168 и Ирганокса 1010, взятых в массовом соотношении 1:1. Стабилизация полиэтилена смесевыми стабилизаторами типа Ирганокс В225 обеспечивает дополнительное улучшение свойств материалов за счет предотвращения термоокислительной и термической деструкции молекул компонентов, входящих в состав материала.In the present invention, compounds of the phenolic type, for example, Irganox 1010, or of the phosphite type, for example, Irganox B225, are used as heat stabilizers. Irganox 1010 is a primary antioxidant, belongs to the class of sterically hindered phenols. Irganox B225 is a synergistic mixture of primary and secondary antioxidants Irgafos 168 and Irganox 1010, taken in a 1: 1 weight ratio. Stabilization of polyethylene with mixed stabilizers of the Irganox B225 type provides an additional improvement in the properties of materials by preventing thermo-oxidative and thermal destruction of the molecules of the components that make up the material.

Для получения композиций, стойких к фотоокислительной деструкции используют УФ-светостабилизатор - технический углерод, который предпочтительно вводить через 30%- ный промышленный концентрат на основе ПЭНП. Технический углерод является эффективным светостабилизатором полимерных композиций, склонных под воздействием УФ-лучей к структурированию, которое приводит к снижению таких показателей, как прочность при растяжении и относительное удлинение при разрыве.To obtain compositions that are resistant to photooxidative degradation, a UV light stabilizer, carbon black, is used, which is preferably introduced through a 30% industrial concentrate based on LDPE. Carbon black is an effective light stabilizer for polymer compositions that are prone to structuring when exposed to UV rays, which leads to a decrease in such indicators as tensile strength and elongation at break.

​Свойства полимерных композиции оценивали по изменению физико-механических характеристик пластин и пленок, используя стандартные методики:The properties of the polymer composition were evaluated by the change in the physical and mechanical characteristics of the plates and films using standard techniques:

- ПТР определяли при температуре 190°С и нагрузке 2,16 кгс в соответствии с ГОСТ 11645; - MFI was determined at a temperature of 190 ° C and a load of 2.16 kgf in accordance with GOST 11645;

​- предел текучести при растяжении, прочность при разрыве и относительное удлинение при разрыве определяли в соответствии с ГОСТ 11262 при скорости испытания 500 мм/мин; - tensile yield strength, breaking strength and elongation at break were determined in accordance with GOST 11262 at a test speed of 500 mm / min;

​- стойкость к растрескиванию определяли в соответствии с ГОСТ 135183; - resistance to cracking was determined in accordance with GOST 135183;

- термостабильность при температуре 200°С определяли методом дифференциальной сканирующей калориметрии в соответствии с ГОСТ 50838;- thermal stability at a temperature of 200 ° C was determined by the method of differential scanning calorimetry in accordance with GOST 50838;

- прочность пленок в продольном и поперечном направлениях, а также относительное удлинение при разрыве в продольном и поперечном направлениях определяли в соответствии с ГОСТ 14236-81 с использованием испытательной машины;- the strength of the films in the longitudinal and transverse directions, as well as the relative elongation at break in the longitudinal and transverse directions were determined in accordance with GOST 14236-81 using a testing machine;

- содержание гелей определяли в соответствии с ГОСТ 16337-77. - the content of gels was determined in accordance with GOST 16337-77.

Для иллюстрации технического результата, достигаемого при реализации предлагаемого изобретения, приведены примеры с наиболее показательными соотношениями компонентов композиции. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. To illustrate the technical result achieved during the implementation of the proposed invention, examples are given with the most indicative ratios of the components of the composition. The invention is illustrated by the following examples.

Пример 1 (по прототипу).Example 1 (prototype).

99,9 мас.% ПЭНП смешивают с 0,1 мас.% фосфита S в смесителе с лопастной мешалкой до равномерного смешения компонентов. Полученную смесь направляют в двухшнековый экструдер для расплавления и гомогенизации. Температура расплава на выходе из головки экструдера составляет 170°С. Полученные стренги охлаждают на водяной бане и нарезают на гранулы размером 3-5 мм.99.9 wt% LDPE is mixed with 0.1 wt% phosphite S in a paddle mixer until the components are uniformly mixed. The resulting mixture is fed to a twin-screw extruder for melting and homogenizing. The melt temperature at the exit from the extruder die is 170 ° C. The strands obtained are cooled in a water bath and cut into granules of 3-5 mm in size.

Пример 2 (предлагаемый способ).Example 2 (proposed method).

91,6 мас.% ПЭНП смешивают с 0,1 мас.% Ирганоксом 1010 и с 8,3 мас.% 30%- ным концентратом технического углерода в смесителе с лопастной мешалкой до равномерного смешения компонентов. Полученную смесь направляют в двухшнековый экструдер для расплавления и гомогенизации. Температура расплава на выходе из головки экструдера составляет 175°С. Полученные стренги охлаждают на водяной бане и нарезают на гранулы размером 3-5 мм.91.6 wt.% LDPE is mixed with 0.1 wt.% Irganox 1010 and with 8.3 wt.% 30% carbon black concentrate in a mixer with a paddle stirrer until the components are uniformly mixed. The resulting mixture is fed to a twin-screw extruder for melting and homogenizing. The temperature of the melt at the exit from the extruder die is 175 ° C. The strands obtained are cooled in a water bath and cut into granules of 3-5 mm in size.

Пример 3-12Example 3-12

Приготовление композиции проводят в условиях примера 2, но используют компоненты в другом соотношении. Составы композиций по примерам приведены в таблице 1. The preparation of the composition is carried out under the conditions of example 2, but the components are used in a different ratio. The compositions of the compositions according to the examples are shown in table 1.

Таблица 1. Составы термопластичных композицийTable 1. Compositions of thermoplastic compositions № примераExample No. ПЭНП, мас.%LDPE, wt% Концентрат технического углерода, мас.% Carbon black concentrate, wt% Термостабилизатор, мас.%Thermal stabilizer, wt% Ирганокс 1010Irganox 1010 Ирганокс В225Irganox B225 фосфит Sphosphite S 11 99,999.9 -- -- -- 0,10.1 22 91,691.6 8,38.3 0,10.1 -- -- 33 99,999.9 -- 0,10.1 -- 44 99,899.8 -- 0,20.2 -- 55 99,999.9 -- -- 0,10.1 -- 66 99,899.8 -- -- 0,20.2 -- 77 91,591.5 8,38.3 0,20.2 -- -- 8eight 91,691.6 8,38.3 -- 0,10.1 -- 9nine 91,591.5 8,38.3 -- 0,20.2 -- 10ten 91,591.5 8,38.3 0,10.1 0,10.1 -- 11eleven 91,891.8 8,08.0 0,10.1 0,10.1 -- 1212 100,0100.0 -- -- -- --

Для проведения физико-механических испытаний из полученных гранул изготавливают образцы: для всех композиций методом горячего прессования изготавливают пластины толщиной 2-3 мм; для композиций без добавления УФ-светостабилизатора методом экструзии с раздувом при температуре 160-185°С изготавливают пленку шириной 90-100 мм, толщиной 0,04-0,05 мм. Результаты физико-механических испытаний полученных образцов и пленок приведены в таблице 2.To carry out physical and mechanical tests, samples are made from the obtained granules: for all compositions, plates with a thickness of 2-3 mm are made by hot pressing; For compositions without the addition of a UV light stabilizer, a film with a width of 90-100 mm and a thickness of 0.04-0.05 mm is made by extrusion blowing at a temperature of 160-185 ° C. The results of physical and mechanical tests of the obtained samples and films are shown in Table 2.

Результаты испытаний показывают, что заявляемые композиции по примерам 2-11 с введением термостабилизаторов и УФ-светостабилизатора обладают по сравнению с прототипом более высокой стойкостью к растрескиванию и термостабильностью, лучшими физико-механическими показателями. Заявленные композиции характеризуются оптимальным уровнем ПТР для улучшения переработки.The test results show that the claimed compositions according to examples 2-11 with the introduction of heat stabilizers and UV light stabilizer have, in comparison with the prototype, higher resistance to cracking and thermal stability, better physical and mechanical properties. The claimed compositions are characterized by an optimal MFI level to improve processing.

Композиции по примерам 3-6 с использованием термостабилизатора, но без использования УФ-светостабилизатора наряду с высоким уровнем физико-механических показателей и термостабильности, характеризуется высокими пленочными показателями. Комбинация таких свойств позволяет использовать композиции как для получения прочных и эластичных пленок, так и для изоляции кабеля, без необходимости УФ-стабилизации.Compositions according to examples 3-6 with the use of a heat stabilizer, but without the use of a UV light stabilizer, along with a high level of physical and mechanical properties and thermal stability, are characterized by high film properties. The combination of such properties allows the compositions to be used both for obtaining strong and elastic films and for cable insulation, without the need for UV stabilization.

Композиции по примерам 2, 7-11 с использованием термостабилизаторов и УФ-светостабилизатора демонстрируют наиболее оптимальные свойства для использования в качестве внешней изоляционной оболочки электрического кабеля. Наряду с высоким ПТР, который улучшает переработку полимера, композиции обладают более высокой термостабильностью, что указывает на то, что УФ-светостабилизатор усиливает действия термостабилизатора. Кроме того, данные композиции имеют высокий уровень стойкости к растрескиванию, что является одним из важнейших показателей для кабельной промышленности.Compositions according to examples 2, 7-11 using heat stabilizers and UV light stabilizer demonstrate the most optimal properties for use as an outer insulating sheath of an electric cable. Along with a high MFI, which improves polymer processing, the compositions have a higher thermal stability, which indicates that the UV light stabilizer enhances the thermal stabilizer effect. In addition, these compositions have a high level of resistance to cracking, which is one of the most important indicators for the cable industry.

Таким образом, предлагаемая композиция обладает улучшенными физико-механическими показателями, что позволяет повысить технологичность переработки полимерной композиции, а также улучшить эксплуатационные свойства изделий, получаемой из нее.Thus, the proposed composition has improved physical and mechanical properties, which makes it possible to increase the manufacturability of processing the polymer composition, as well as to improve the performance properties of products obtained from it.

Таблица 2. Физико-механические показатели опытных образцов и пленокTable 2. Physical and mechanical properties of prototypes and films Наименование
показателей
Name
indicators
Параметры по примерамParameters by example
Пример 1Example 1 Пример 2Example 2 Пример 3Example 3 Пример 4Example 4 Пример 5Example 5 Пример 6Example 6 Пример 7Example 7 Пример 8Example 8 Пример 9Example 9 Пример 10Example 10 Пример 11Example 11 Пример 12Example 12 Показатели для пластинIndicators for plates ПТР, г/10 минMFR, g / 10 min 1,81.8 0,680.68 0,780.78 0,770.77 0,760.76 0,740.74 0,690.69 0,700.70 0,680.68 0,710.71 0,710.71 0,760.76 Предел текучести при растяжении, МПаTensile yield strength, MPa 9,49.4 11,611.6 10,810.8 10,610.6 10,910.9 11,311.3 11,211.2 11,411.4 11,511.5 11,011.0 11,011.0 12,012.0 Прочность при разрыве, МПаBreaking strength, MPa 12,512.5 14,214.2 13,113.1 13,013.0 13,413.4 13,613.6 14,014.0 14,014.0 14,014.0 14,114.1 14,114.1 16,216.2 Относительное удлинение при разрыве, %Elongation at break,% 540540 600600 560560 560560 580580 590590 600600 600600 600600 600600 600600 610610 Стойкость к растрескиванию, чCracking resistance, h 2424 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 более 1100more than 1100 1212 Термостабильность при 200°С, методом дифференциальной сканирующей калориметрии, минThermal stability at 200 ° C, by differential scanning calorimetry, min 3131 8282 3939 4242 4545 5959 8080 7878 7070 7272 7272 00 Показатели для пленокIndicators for films Прочность при растяжении, МПа
- в продольном направлении
- в поперечном направлении
Tensile strength, MPa
- in the longitudinal direction
- in the transverse direction
14,2
13,3
14.2
13.3
-
-
-
-
22,3
18,5
22.3
18.5
21,7
18,6
21.7
18.6
22,0
19,1
22.0
19.1
21,9
19,4
21.9
19.4
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
21,5
19,7
21.5
19.7
Относительное удлинение при разрыве, %
- в продольном направлении
- в поперечном направлении
Elongation at break,%
- in the longitudinal direction
- in the transverse direction
280
300
280
300
-
-
-
-
360
350
360
350
360
350
360
350
350
350
350
350
360
350
360
350
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
330
360
330
360
Количество гелей размером от 0,5 до 1,0 мм включительно, штNumber of gels ranging in size from 0.5 to 1.0 mm inclusive, pcs 14fourteen -- 77 10ten 9nine 8eight -- -- -- -- -- 9nine

Claims (2)

Термопластичная композиция для изделий, включающая полиэтилен низкой плотности и стабилизаторы, отличающаяся тем, что в качестве стабилизаторов используют термостабилизатор фенольного типа или фосфитного типа и УФ-светостабилизатор, при этом в качестве термостабилизатора фенольного типа используют эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита, в качестве термостабилизатора фосфитного типа используют смесь эфира 3,5-ди-трет-бутил-4-гидроксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита и три-(2,4-ди-трет-бутилфенил)фосфита в массовом соотношении 1:1, в качестве УФ-светостабилизатора используют 30%-ный концентрат технического углерода на основе полиэтилена низкой плотности, при следующем соотношении компонентов, мас.%:A thermoplastic composition for products, including low density polyethylene and stabilizers, characterized in that a phenolic type or phosphite type heat stabilizer and a UV light stabilizer are used as stabilizers, while 3,5-di-tert-butyl ether is used as a phenolic type heat stabilizer. 4-hydroxyphenylpropionic acid and pentaerythritol, a mixture of 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenylpropionic acid ester and pentaerythritol and tri- (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite in a mass ratio of 1 : 1, a 30% carbon black concentrate based on low density polyethylene is used as a UV light stabilizer, with the following ratio of components, wt%: Полиэтилен низкой плотностиLow density polyethylene 91,5-91,991.5-91.9 Термостабилизатор фенольного или фосфитного типаHeat stabilizer of phenolic or phosphite type 0,1-0,20.1-0.2 УФ-светостабилизаторUV light stabilizer 8,0-8,38.0-8.3
RU2021102141A 2021-02-01 2021-02-01 Thermoplastic composition RU2756586C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102141A RU2756586C1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Thermoplastic composition

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021102141A RU2756586C1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Thermoplastic composition

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2756586C1 true RU2756586C1 (en) 2021-10-01

Family

ID=78000210

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021102141A RU2756586C1 (en) 2021-02-01 2021-02-01 Thermoplastic composition

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2756586C1 (en)

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU522805A3 (en) * 1972-03-08 1976-07-25 Циба-Гейги Аг (Фирма) Polyolefin Composition
RU2151782C1 (en) * 1995-04-12 2000-06-27 Циба Спешиалти Кемикалс Холдинг, Инк. Low dust-forming granules of plastic additives, method of preparation and utilization thereof
CN1268679C (en) * 2003-07-15 2006-08-09 中国石化齐鲁股份有限公司 Polyethene composition for microdrop irrigation tube
RU2465291C2 (en) * 2008-06-02 2012-10-27 Бореалис Аг Ethylene copolymer, composition containing ethylene copolymer, method of producing copolymer, use of copolymer and tube
CN102807693A (en) * 2011-05-31 2012-12-05 江苏南方通信科技有限公司 Sheath material for optical fiber cable, and production process thereof
CN103665509A (en) * 2012-09-21 2014-03-26 吉林喜丰节水科技股份有限公司 Special drip tape material
RU2516544C2 (en) * 2009-05-26 2014-05-20 Бореалис Аг Polymer composition for cross-linked pipes
US20170320303A1 (en) * 2015-01-23 2017-11-09 Solmax International Inc. Multilayer Polyethylene Geomembrane Liners
WO2019000104A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Solmax International Inc. Plastic film having high friction angle, rollers, method of producing and uses thereof
WO2019132694A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-04 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" Polyethylene composition
WO2019132695A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-04 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" Polyethylene composition with increased strength characteristics, method for preparing said composition and use thereof

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU522805A3 (en) * 1972-03-08 1976-07-25 Циба-Гейги Аг (Фирма) Polyolefin Composition
RU2151782C1 (en) * 1995-04-12 2000-06-27 Циба Спешиалти Кемикалс Холдинг, Инк. Low dust-forming granules of plastic additives, method of preparation and utilization thereof
CN1268679C (en) * 2003-07-15 2006-08-09 中国石化齐鲁股份有限公司 Polyethene composition for microdrop irrigation tube
RU2465291C2 (en) * 2008-06-02 2012-10-27 Бореалис Аг Ethylene copolymer, composition containing ethylene copolymer, method of producing copolymer, use of copolymer and tube
RU2516544C2 (en) * 2009-05-26 2014-05-20 Бореалис Аг Polymer composition for cross-linked pipes
CN102807693A (en) * 2011-05-31 2012-12-05 江苏南方通信科技有限公司 Sheath material for optical fiber cable, and production process thereof
CN103665509A (en) * 2012-09-21 2014-03-26 吉林喜丰节水科技股份有限公司 Special drip tape material
US20170320303A1 (en) * 2015-01-23 2017-11-09 Solmax International Inc. Multilayer Polyethylene Geomembrane Liners
WO2019000104A1 (en) * 2017-06-29 2019-01-03 Solmax International Inc. Plastic film having high friction angle, rollers, method of producing and uses thereof
WO2019132694A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-04 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" Polyethylene composition
WO2019132695A1 (en) * 2017-12-27 2019-07-04 Public Joint Stock Company "Sibur Holding" Polyethylene composition with increased strength characteristics, method for preparing said composition and use thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101382690B1 (en) Liquid phosphite blends as stabilizers
DE2829376C2 (en)
JP2009256693A (en) Phosphite ester additive in polyolefin
WO2002083789A1 (en) Insulated electric wire
US20200392317A1 (en) Polymer Composition for Use in Cables
US10093788B2 (en) Cable insulation compositions comprising a phosphorus-containing antioxidant
JP2010506985A (en) Stabilized medium and high voltage power insulator compositions
KR20150103673A (en) Cross-linkable polymeric compositions, methods for making the same, and articles made therefrom
US7462662B2 (en) Fire-retarded polycarbonate resin composition
MX2013003590A (en) Polymer composition.
US6852921B1 (en) Wire-protective tube
KR100700798B1 (en) Composition for production flame retardant insulating material of halogen free type using nano-technology
RU2756586C1 (en) Thermoplastic composition
EP0124664A1 (en) Poly-1-butene resin composition and water pipe manufactured therefrom
CN103601968A (en) Halogen-free flame-retardant polypropylene composite material used for making high-melt-strength sheets, and preparation method thereof
CN111925655B (en) Wear-resistant flexible PEI cable material, preparation method thereof and cable
CN110054890B (en) Bio-based PA56 composite material with high flame retardance and preparation method thereof
KR100674747B1 (en) Composition for production flame retardant and thermal contracting tube
KR100633786B1 (en) Method for producing flame retarding polypropylene color resin composition with high content of flame retardant
KR100874538B1 (en) Composition and method for production flame retardant insulating material, insulating cable and materials
WO2021025578A1 (en) Polyethylene composition
KR100216450B1 (en) A conductive polyolefin resin composition
CN116622209B (en) High-strength warp-deformation-resistant flame-retardant PC composite material and application thereof
CN115505207B (en) Short glass fiber reinforced flame-retardant polypropylene material, application and preparation method
KR102420796B1 (en) Modified Polyolefin using peroxides