Způsob stabilizace lineárního polyetylénu a kopolymerů etylénu s vyššími 1-olefiny

Číslo patentu: 261169

Dátum: 12.01.1989

Autori: Hupka Ladislav, Knor Zdeněk, Balabán Luboš

Stiahnuť PDF súbor.

Text

Pozerať všetko

vynález se týká způsobu stabilizace lineárního polyetylénu a kopolymeru etylénu s vyššími 1-olefiny pomocí stabilizačních koncentrátů.Výrobky z polyolefinických polymerů jako například polyetylénu, polypropylénu a jejich kopolymerů vykazují velmi nízkou oxidační stabilitu. Proto je třeba je chránit při jejich zpracování na granulát, při zpracování na finální výrobky, stejně tak jako projejich budoucí aplikaci. Pro tento účel jsou používány látkya) které teagují s volnými radikály vzniklými na polymerních řetězcích. Do této skupinystabilizátorů patří například rüzně substituované fenoly a aminy.b) které reagují s hydroperoxidy v polymerním systému. Jsou to například substituovanéc) které snižují rychlost iniciace u fotooxidačních reakcí cestou filtrace záření.Jsou to například UV absorbéry typu různě substituovaných benzofenonů, benzotriazolů,popřípadě esterů kyseliny salicylové.d) které zháší excitované stavy molekul (charakteristickými sloučeninami používanýmiv polymerních systémech jsou nikelnaté sloučeniny).e) které inhibují fotooxidační reakce mechanismem uvedeným ad a), b), mezi ně patříAditivace těmito sloučeninami se provádí1) u výrobce polymeru tak, že práškový polymer nebo kopolymer se cestou premixu homogenizuje s príslušnými práškovými stabilizačními přísadami (v případě kapalného aditíva se toto dávkuje přímo do hlavního proudu prášku) a směs se zgranuluje.2) U.finá 1 ního zpracovatele tak, že granulat se míchá s granulovaným speciálním stabilizačním koncentrátem a vyrábí se finální výrobek.Výroba speciálních stabilizačních koncentratů se většinou provádí tak, že lineární nebo rozvětvený polyetylén nebo polypropylén se míchá s příslušnou stabilizační přísadou v množství do 30 hmot. a granuluje se. Pro tento účel se většinou používají polymerní nosiče o vysokém indexu toku, které zaručují velmi dobrou dispergovatelnost stabilizační přísady ve finálním produktu.Z některých stabilizačních přísad lze však připravit granulovaný stabilizační koncentrát s obsahem účinné látky řádově pouze několika hmotnostních procent. Je to způsobeno tím,že stabilizační přísada při vyšších koncentracích vykvétá na povrchu granulí stabilizačního koncentrátu a v důsledku toho se stává granulat lepivým, dochází k dodatečné aglomeraci vyrobených granulí, což způsobuje potíže při jejich dávkování.Snižování koncentrace účinné látky v granulovaném koncentrátu však vede k tomu, že během výroby finálního výrobku je třeba dávkovat několikrát vyšší množství stabilizačního koncentrátu, čímž se zanáší zvláště při zpracování vysokomolekulárních typů polymerů do polymerního systému velké množství nízkomolekulárních polymerů, které nepříznivě ovlivñují mechanické vlastnosti výrobku.Použití vysokomclekulárníoh polymerních matric pro výrobu stabilizačních koncentrátú však není řešením, protože granulovaný koncentrát připraveny na vysokomolekulárním nosiči se špatně disperguje.Potřeba vysokomolekulárních typů polyetylénu a kopolymerů etabilízovaných proti vlivu slunečního záření je relativně malá. stává se proto téměř pravidlem, že výrobce základního granulátu produkuje pouze typ, který obsahuje stabilizační přísady proti vlivu termooxidační degradace a finální zpracovatel, který potřebuje u svých výrobků zvýšenou fotooxidační stabilitu ji zajiščuje cestou stabilizačních koncentrátů přísad určených pro ochranu proti fotodegradaci.Ukázalo se, že tato cesta je z technického i ekonomického hlediska nejvýhodnější, 3 261169protože stabilizační koncentrát je možné dávkovat kontinuálně do proudu základni suroviny,čímž je zaručena i homogenita rozptýlení stabilizátoru ve finálním produktu.Předmětem vynálezu je způsob stabilizace lineárního polyetylénu a kopolymerů etylénu s 1-olefiny a jejich směsi s ostatními polyolefinickými polymery pomocí stabilizačních koncentrátů obsahujícíoh stabilizátory benzofenonového a piperidinového typu, při kterém sestabilizační přísady mající ącylové nebo alkoxylové skupiny s minimálně 6 uhlíkovými atomy, na benzofenonovém nebo piperidinovém jádře, nasorbují v koncentrací 1 až 18 3 hmot.na povrch práškového lineárního polyetylénu nebo kopolymeru etylénu s 1-olefiny s indexem,toku 0.01 až 0,70 g/10 minut, připraveného na nosíčových katalyzátorech, a takto připravenýmkoncentrátem se stabilizuje V koncentraci 0,5 až 15 hmot. práškový nebo granulovaný polymer nebo kopolymer etylénu s indexem toku 0,01 až 0,70 g/10 minut, popřípadě jejich směsi s ostatními polyolefinickými polymery, modifikátory, organickými, anorganickými barvivy a jinými zpracovatelskými přísadami, přičemž koncentrace stabilizační přísady ve finálním produktu je v rozmezí 0,04 až 0,5 hmot.Výroba finálních produktů podle našeho nového pracovního postupu může být organizována několika alternativními pracovnimi postupy1. Výroba finálního produktu 2 práškové suroviny a práškového koncentçátu1.1 U výrobce polymeru se připravi polymerací vef 1 uidnĺm loži na nosičových katalyzátorech lineární polyetylén nebo kopolymery etylenu s vyššími 1-olefiny v práškovém stavu,do kterých se zamíchají přísady proti termooxidační degradaci. Tato prášková směs se transportuje k finálnímu zpracovateli.1.2 Část této práškové směsi se vpraví do míchačky (planetové, fluidní aj.) přidá se příslušná stabilizační přísada, v případě potřeby se směs ohřeje a zhomogenizuje.1.3 K hlavní části práškové směsi uvedené v odstavci 1.1 obsahující stabilízátory proti termooxidační degradaci se přidá práškový stabilizační koncentrát, jehož výroba je uvedena V odst. 1.2, popřípadě se přidají granulovaná nebo prášková barviva, modifikátory a jiné zpracovateĺské přísady a ze směsi se na zpracovatelské lince vyfukují duté předměty. 12. Výroba finálního produktu z granulované suroviny a práškového koncentrátu2.1 Prášková směs uvedená v odst. 1.1 obsahující lineární polyetylen nebo kopolymery etylénu s vyššími 1-olefiny a stabi 1 izačnípřísady proti termooxidační degradaci se granuluje a transportuje k finálnímu zprazovateli. .Ž.2 Lineární polyetylen nebo kopolymery etylenu s I-olefiny v práškovém stavu se vpraví do míchačky, přidá se příslušná stabilizační přísada, v případě potřeby se směs obřeje a zhomogenizuje.2.3 K hlavní granulované směsi uvedené V odst. 2.1 obsahující stabilizátory proti termooxidační degradaci se přidá práškový stabilizační koncentrát, jehož výroba je uvedena V odst. 2.2,popřípadě se přidají granulovaná nebo prášková batviva,modifikátory a jiné zpracovatelské přísady a ze směsi se na zpracovatelské lince vyfukují duté předměty.3. Výroba Éinálního výrobku ze směsi granulovaných surovín apráškového stabilizačního koncentrátu3.1 Jako základní suroviny se použije granulované směsi lineárního polyetylenu nebo kopolymerů etylenu s vyššími 1-olefiny, které se smíchají s granulovanými ostatními polyolefinickými polymery, popřípadě s dalšími modifikátory, organickými a anorganickými barvivy a jinými zpracovatelskými přísadami.3.2 způsobem uvedeným v odst. 1.2 nebo 2.2 se připraví práškový stabilizační koncentrát.3 směs granulovaných surovín uvedená v odstavci 3.1 se míchá pomocí dávkovaoíhozařízení s práškovým stabilizačním koncentrátem uvedeným v odst. 3.2 a na zpracovatelské lince se vyfukují duté předměty.4. Výroba finálního výrobku ze směsi práškového lineárního polyetylénu, popřípadě práškových kopolymerů etylénu s vyššími 1-olefiny a granulovaných ostatních surovín4.1 Jako základní suroviny je možné použít směsi práškového lineárního polyetylénu,popřípadě kopolymerů etylénu s vyššími 1-olefiny s granulovanými ostatními složkami jako jsou například nízkohustotní polyetylén, barviva, modifikátory a jiné zpracovatelské přísady.4.2 způsobem uvedeným v odstavcích 1.2 nebo 2.2 nebo 3.2 se připraví práškový stabilizační koncentrát.4.3 směs práškových a granulovaných surovín uvedených v odst. 4 zl se smíchá pomocí dávkovacího zařízení s práškovým stabilizačním koncentrátem uvedeným v odst. 4.2 a ze směsi se vyfukují duté předměty.Pracovní postupy uvedené v předchâzejíoích kapitolách je možné s úspěchem realizovat použijeme-li deriváty benzofenonu neob piperidinu, které obsahují substituent s alespoň 4 lineárně uspořádanými -CH 2- skupinami, a to u derivátů benzofenonu v alkoxysubstituentu,u derivátů piperidinu v acylové skupině. Tyto sloďčeniny jsou za normální teploty kapalné nebo vykazují relativně nízké teploty tání, což spolu s částečně nebo zcela lineárně uspořádanými -CH 2- skupinami vysvětluje jejich dobré sorpční vlastnosti na povrchu práškovýchDeriváty benzofenonu a piperidinu, které mají teplotu tání maximálně 120 DC je možné sorbovat na povrchu některých vysokomolekulárních typů práškových polymerů, popřípadě kopolymerů etylénu s propylénem neho buténem, vyrobených na nosičových katalyzátorech.Takto pripravené práškové koncentráty mají oproti granulovaným koncentrátům určité výhody,které lze takto specifikovata) Koncentráty připravené sorpoí na práškovém vysokomolekulárním polyetylénu nebojeho kopolymerech lze aplikovat ve vysokomolekulárních líneárních a rozvětvených polyetylénech, kopolymerech a směsích s jinými polymery v libovolných koncentracích,protože polymerní matrice práškového koncentrátu neovlivňuje negativně mechanické vlastnosti finálního výrobku protože je bud identická nebo velmi málo se lišicíod základního zpracovávaného materiálu.b) Polymerní matrice koncentrátu není 2 x tepelně namáhána (v případě granulovaného koncentrátu nejprve při jeho výrobě, potom při jeho aplikaci).c) Zvláště významná je kombinace zpracovávaných vysokomolekulárních práškových typů vysokohustotních kopolymerů etylénu o velmi nízkych indexech toku řádově v setinách g/10 min, s dodatečnou UV stabilizací práškovým stabilizačním koncentrátem vyrobeným pomocí vysokomolekulárního polymerního nosiče a derivâtů henzofenonu nebo piperidinu. Dostáváme materiál vysokých pevnosti. Tato technologie dovcluje potom snižovat například u vyfukovanýoh dutýoh předmětů podstatné tloušťku stěny, což vede k významné úspoře materiálu.d) Příprava koncentrátu sorpcí na práškovém polymerním nosiči je méně nákladná než příprava granulovaného konoentrátu extrusí směsi.e) Lze je aplikovat do práškových i granulovaných polymerů etylénu a jeho kopolymerů.f) Homogenní rozptýlení stabilizační přísady u finálního zpracovatele do celého zpracováva~ ného objemu granulátu, například ve fluidní míchačce je z technologického hlediska nevýhodně a málo ekonomické.g) Homogenní rozptýlení stabilizační přísady u finálního zpracovatele do celého zpracovávaného objemu práškového kopolymeru nebo kopolymeru etylěnu ve fluidní míchačce může být sice velmi dokonalé, avšak ekonomicky neúnosné. zatímco sypná hmotnost granulátů lineárního polyetylénu a jeho kopolymerů se pohybuje od 0,50 do 0,60 g/oma u práškových materiálů se snižuje na 0,37 až 0,52 q/cm 3. Touto technologií homogenizaoe by neúměrně narostly homogenizační kapacity u zpracovatelů.vynález osvětlí následující příklady. Polymery a kopolymery použité v příkladech jsou polymery a kopolymery etylénu vyráběné ve fluidním loži na nosičovýoh katalyzátorech,s výjimkou polymeru I. uváděná v příkladech jsou hmotnostní.Polymer A Práškový lineárni polyetylén připraveny na nosíčových katalyzátorech o indexu toku 0,02 g/10 min Polymer B Práškový lineárni polyetylén připraveny na nosičovýcb katalyzátorech o indexu toku 0,62 g/10 min Polymer C Granulovaný lineárni polyetylén připraveny na nosičových katalyzátorech o indexu toku 0,01 9/10 min Polymer D Granulovaný lineární polyetylén připravený na nosíčových katalyzátorechKopolymer E Práškový lineární kopolymer etylénu s buténem, obsahující 0,001 molárni buténové složky o indexu toku 0,02 9/10 minKopolymer F Práškový lineárni kopolymer etylénu s buténem, obsahujici 4,1 molární buténové složky o indexu toku 0,61 g/10 minKopolymer G Granulovaný lineárni kopolymer etylénu s propylénem obsahující 0,01 molární propylénové složky o indexu toku 0,01 g/10 minKopolymer H Granulovaný lineární kopolymer etylénu s propylénem obsahující 3,95 molárni propylénové složky o indexu toku 0,57 g/10 min(Bràlen RB 03-23) Polymer J Práškový lineární polyetylén připraveny na nosičových katalyzátorechPro vyfukování Solitrových sudů byl použit na 1 inceVoith - Fischer polymer A, který byl stabilizován 3 práškového stabilizačniho koncentrátu připraveného ve fluidní michačoe í za použití polymeru A jako polymerního nosiče a 5 stabilizační přisady 1. Při pádové zkoušce sudy vyhověly. Část vyrobeného sudu byla rozlisována na desku o tlouštce 1 mm a exponována v Xenotestu 450 do prasknutí při chybu. životnost desky činidla 2 980 hodin.Pro vyfukováníyäolitrových sudů byl použit na lince Voith - Fischer polymer B, který byl stabilizován 1 práškového stabilizačniho koncentrátu připraveného v míchačce za použití polymeru B jako polymerniho nosiče a 7 roztavené stabilizačni přisady 2. Při pádové zkoušce sudy vyhověly. Část vyrobeného sudu byla rozlisována na desku o tloušřce 1 mma exponována v xenotestu 450 do prasknuti při chybu. Zivostnost desky činila 3 020 hodin.Po vyfukování 101 itrových kanystrů byla použite směs polymerů obsahující 49 8 typu C, 49typu I, která byla stabilizována 2 práškového stabilizačniho koncentrátu, připravenéhove fluidní níchačce za použití polymeru B jako polymerniho nosiče a 10 roztavené stabilizační přisady 3 Část vyrobeného kanystru byla rozlisována na desku o tlouššce 1 mm a exponována v Xenotestu 450 do prasknuti při ohybu. Životnost desky činila 3 100 hotin.Pro vyfukování otevřené 8 Dlitrové nádoby byla použita směs polymerů obsahující 49 typu

MPK / Značky

MPK: C08K 5/34, C08K 5/07

Značky: lineárního, stabilizace, vyššími, polyetylénu, kopolymerů, způsob, 1-olefiny, etylénu

Odkaz

<a href="http://skpatents.com/7-261169-zpusob-stabilizace-linearniho-polyetylenu-a-kopolymeru-etylenu-s-vyssimi-1-olefiny.html" rel="bookmark" title="Databáza patentov Slovenska">Způsob stabilizace lineárního polyetylénu a kopolymerů etylénu s vyššími 1-olefiny</a>

Podobne patenty