ОГНЕЗАЩИЩЕННАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 1997 года по МПК C09K21/12 C09K21/14 C08K5/5399 C08K9/10 

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности получению полимерных материалов с пониженной горючестью.

Огнезащищенные полимерные композиции могут быть использованы в радиотехнике, автомобиле- и самолетостроении, а также при формировании огнезащищенных волокон.

Известны огнестойкие литьевые полимерные композиции, в состав которых входят микрокапсулы с водой /1/, четыреххлористый углерод или хладоны в оболочке из метилметакрилата /2/.

Известна полимерная композиция, содержащая полимер и микрокапсулированный в полиуретановую оболочку красный фосфор /3/.

Известна огнезащищенная полимерная композиция, принятая за прототип, включающая микрокапсулированный (трис 2,3-дибромпропил)фосфат в оболочке на основе ПВС /4/. Однако указанный микрокапсулированный замедлитель горения не может быть использован для формования термопластичных полимеров с высокой температурой разложения (температура начала разложения указанного микрокапсулированного замедлителя горения 157^oC). Наличие в составе антипирена брома способствует выделению в процессе пиролиза и горения токсичных газов.

Целью изобретения является повышение огнезащитных свойств термопластичных полимеров и уменьшение выделения токсичных газов при термическом разложении.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве замедлителя горения композиция содержит аммонийную соль амида метилфосфоновой кислоты, которая микрокапсулирована в полимере с температурой разложения, равной или выше на 50 80^oC температуры разложения термопластичного полимера, при массовом соотношении полимера к замедлителю горения (6 20) (80 94), а массовое соотношение термопластичный полимер и микрокапсулированный замедлитель горения составляет (80 92) (8 20).

Нижний предел интервала температуры 50^oC является оптимальным и определяющим процесс формования термопластичного полимера. Превышение верхнего предела температуры 80^oC приводит к снижению эффективности огнезащитного действия микрокапсулированного замедлителя горения.

Микрокапсулирование аммонийной соли амида метилфосфоновой кислоты осуществляют по известному способу /5/.

Предложенная композиция может быть получена традиционным способом /6/.

В соответствии с изобретением используют /7/ аммонийную соль амида метилфосфоновой кислоты (ААМФК) структурной формулы

В качестве полимеров для микрокапсулирования использовали: поли-мета-фениленизофталамид (ПМФИА) (температура, соответствующая максимальной скорости разложения T_макс. 440^oC), поли-пара-фенилентерефталамид (ПФТА) (T_макс. 500^oC).

В качестве термопластичных полимеров использовали:
полиэтилентерефталат ПЭТФ,
ТУ-6-06-05018335-47-92, мол. м. 20000 25000,
T_макс. 440^oC,
поликапроамид ПКА, 6-210/310 (ОСТ 6-06-09-83),
мол. м. 14500 15000,
T_макс. 440^oC.

Огнезащитные показатели оценивались по значению кислородного индекса (КИ), определяемому в соответствии с ГОСТ 12.1.044-89.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Результаты испытаний образцов приведены в таблице. В примерах и таблице проценты даны по массе.

Пример 1. Композиция, включающая 92 г ПЭТФ, 8 г микрокапсулированного (МИК) замедлителя горения (ЗГ), содержащего 6% ПМФИА и 94% ААМФК, подается в экструдер. Расплав поступает на формование пластика и жилки. Температура формования 265 270^oC.

Пример 2. Аналогично примеру 1, но 90 г ПЭТФ смешивают с 10 г МИК ЗГ, содержащего оболочку из ПМФИА (10%) и 90% ААМФК, и используют для формования пластиков или жилки.

Пример 3. Аналогично примеру 1, композицию, содержащую 80 г ПЭТФ и 20 г МИК ЗГ (соотношение оболочки из ПМФИА и ААМФК 6% к 94%), используют для формования пластиков.

Пример 4. Аналогично примеру 1. К 80 г ПЭТФ прибавляют 20 г МИК ЗГ (оболочка из ПМФИА составляет 20% содержание ААМФК 80%) и загружают в бункер шнековой машины для формования.

Пример 5. Аналогично примеру 1. 10 г МИК ЗГ, состоящего из полимерной оболочки на основе ПФТА (6%) и 94% ААМФК, перемешивают с 90 г ПЭТФ и загружают в бункер шнековой машины для формования.

Пример 6. Аналогично примеру 1. К 80 г ПЭТФ прибавляют 20 г ПМФИА и после перемешивания используют для формования пластиков.

Пример 7. Аналогично примеру 1. 90 г ПЭТФ перемешивают с 10 г ААМФК и загружают в бункер шнековой машины для формования.

Пример 8. Аналогично примеру 1. 90 г ПЭТФ смешивается с 5 г МИК ЗГ (оболочка из ПМФИА 6% содержание ААМФК 94%) и используется для формования жилки.

Пример 9. Аналогично примеру 1. 80 г ПКА и 20 г МИК ЗГ (соотношение полимер оболочки и ЗГ составляет 10% и 90%) применяют для формования пластиков.

Пример 10. Аналогично примеру 1. 80 г ПКА смешивают с 20 г ПМФИА и подают в экструдер шнековой машины.

Пример 11. Аналогично примеру 1. К 80 г ПКА прибавляют 20 г МИК ЗГ (25% ПМФИА и 75% ААМФК) и перерабатывают на шнековой машине.

Пример 12 (прототип). Композиция, содержащая 90 г ПЭТФ и 10 г микрокапсулированного (трис 2,3-дибромпропил)фосфата в оболочке на основе ПВС (10%), перерабатывается в пластик.

Как видно из данных, приведенных в таблице, получение огнезащищенной полимерной композиции обеспечивается содержанием в ней 8 20% МИК ЗГ, состоящего из аммонийной соли амида метилфосфоновой кислоты и полимерной оболочки в массовом соотношении (80 94) (6 20). При этом установлен факт синергического повышения огнезащитных свойств композиции в присутствии полимера оболочки из ПМФИА. Этот эффект в большей степени проявляется при содержании оболочки в МИК ЗГ 6 10%
В связи с тем, что используемый в изобретении замедлитель горения не содержит брома, в процессе пиролиза и горения не выделяется токсичных газов.

Использование: в технологии получения огнезащищенных полимерных материалов. Сущность изобретения: огнезащищенная полимерная композиция содержит термопластичный полимер и в качестве замедлителя горения аммониевую соль амида метилфосфоновой кислоты. Энтерпирен микрокапсулирован в полимерной оболочке с температурой разложения полимера оболочки, равной или выше на 50 - 80^oC температуры разложения термопластичного полимера. Массовое соотношение термопластичный полимер: микрокапсулированная аммониевая соль амида метилфосфоновой кислоты равно 80 - 94 : 8 - 20, массовое соотношение названная аммониевая соль: полимерная оболочка микрокапсулы 80 - 92 : 6 - 20. Огнезащитные свойства полиэтилентерефталатной композиции при содержании фосфора 2,5%: кислородный индекс 37,4%. Огнезащитные свойства поликапроамидной композиции при содержании фосфора 2,4% : кислородный индекс 27,0%. 1 табл.

Огнезащищенная полимерная композиция, содержащая термопластичный полимер и микрокапсулированный в полимерной оболочке фосфорсодержащий замедлитель горения, отличающаяся тем, что в качестве фосфорсодержащего замедлителя горения она содержит аммониевую соль амида метилфосфоновой кислоты, микрокапсулированную в полимерной оболочке с температурой разложения полимера оболочки, равной или выше на 50 80^oС температуры разложения термопластичного полимера, при массовом соотношении термопластичный полимер микрокапсулированная аммониевая соль амида метилфосфоновой кислоты соответственно 80 92 8 20 и массовом соотношении аммониевая соль амида метилфосфоновой кислоты полимерная оболочка соответственно 80 94 6 20.