ОТДЕЛОЧНАЯ КОМПОЗИЦИЯ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1999 года по МПК C08L27/24 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/04 C08K5/00 C08K5/521 

Изобретение относится к производству полимерных материалов технического и специального назначения, в частности к производству трубного павинола и защитных материалов для техники.

Уровень техники
Для воздуховодов шахт широкое применение находит армированный материал с поливинилхлоридным покрытием, известный под названием трубного павинола. Наряду с высокими физико-механическими свойствами трубный павинол должен обладать электропроводящими свойствами для снятия статического электричества и огнестойкостью, а для защитных материалов наряду с электропроводностью и огнестойкостью в ряде случаев требуется и высокое светопоглощение.

Известно получение элекропроводных материалов путем введения в их состав металлических порошков, графита и электропроводных саж (Наполнители для полимерных композиционных материалов. / Под редакцией Каца Г.С. и Милевски Д. В. -М. : Химия, 1981, с. 227-252, 335, 338, 339, 344-346; Сайто Эйдза, Икеда Акихиро - заявка 326746, Япония, кл. C 08 L 53/00, C 08 K 3/04, 1991). Однако для достижения высокой электропроводности (10^-4 Ом ^-1•см^-1) необходимо введение значительных количеств указанных ингредиентов (более 25 мас. %), что приводит к снижению физико-механических свойств материалов. При этом значительно снижается целый ряд показателей качества, таких важных, как устойчивость к раздирающим нагрузкам, устойчивость к многократному изгибу, эластичность материалов. Введение металлических порошков и графита, хотя и приводит к повышению огнестойкости полимерных материалов, но получаемые при этом материалы обладают высоким блеском, поэтому не годятся для использования в качестве защитных.

Таким образом, указанные способы не позволяют получать материалы, обладающие одновременно высокими физико-механическими и указанными выше целевыми свойствами.

Известно придание поверхностной электропроводности готовым полимерным материалам путем их металлизации (G.Nentwig-Mettalisierungsverfahren von Kunstatoff Folin oder Cellephan, Stendruck, 1991, т.37, N 8, c.19, 20, 22; Япония, патент N 1882, 22.03.1961; ФРГ, патент N 1068971, 28.04.1960). Однако при этом материалы приобретают высокое светоотражение и блеск.

Более современным является металлизация полимерных материалов в глубоком вакууме (Файкова Т.Н. Металлизация пластмассовых деталей и пленок в глубоком вакууме. Промышленность искусственной кожи, 1964, N 9, с.1-13; США, патент N 2951774, 06.09.1960). Однако она не применима для работы с пластифицированными материалами из-за невозможности получения высокого вакуума вследствие выделения низкомолекулярных пластификаторов.

Наиболее близким по техническому существу является нанесение на готовые полимерные материалы отделочных композиций. Отделочные композиции состоят из полимерного связующего, полярного органического растворителя и целевых добавок. В качестве полимерного связующего используют полиметилметакрилат и другие полиакрилаты, поливинилхлорид и его сополимеры, поливинилиденхлорид, полиуретаны, полиамиды. В качестве полярного органического растворителя используют этилацетат, бутилацетат, циклогексанон. Могут быть использованы и другие полярные растворители. Целевые добавки вводят для придания полимерным материалам необходимых органолептических свойств.

Так, известна отделочная композиция (Андрианова Г.П., Полякова К.А., Фильчиков А.С., Матвеев Ю.С. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. -М.: Легкопромбытиздат, 1990, ч.2, с.94), содержащая в качестве полимерного связующего полиметилметакрилат и поливинилхлорид, в качестве органического растворителя этилацетат и циклогексанон, а в качестве целевой добавки - аэросил. При отделке такой композицией получают материалы с высокими органолептическими свойствами.

Однако нанесение на полимерные материалы такой композиции не придает достаточного светопоглощения. Даже при содержании аэросила А-380 в количестве 30 мас. ч. на 100 мас. ч. эмульсионного поливинилхлорида светопоглощение составляет лишь 89%, что является серьезным недостатком при использовании материала для специальных целей. К тому же у таких материалов отсутствует поверхностная электропроводность и недостаточно высокая огнестойкость.

Таким образом, не известна отделочная композиция, позволяющая придать полимерному материалу одновременно высокое светопоглощение, поверхностную электропроводность и повышенную огнестойкость.

Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в поиске отделочной композиции для полимерных материалов, которая позволила бы придать им одновременно высокие светопоглощение, поверхностную электропроводность и повышенную огнестойкость.

Поставленная задача решена композицией, содержащей следующие ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:
Перхлорвиниловая смола - 8 - 12
Электропроводная сажа - 8 - 12
Трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат - 5 - 13
Полярный органический растворитель - До 100
Отличительными признаками изобретения являются наличие в композиции трис-(2,3-дибромпропил)-фосфата, использование в качестве полимерного связующего перхлорвиниловой смолы, в качестве целевой добавки - электропроводной сажи и количественное соотношение ингредиентов.

Изобретение позволяет придать полимерным материалам высокое светопоглощение - 98-99%, поверхностную электропроводность - до 10^-2 Ом^-1, повысить их огнестойкость. При этом получаются материалы с высокими органолептическими свойствами.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Отделочная композиция содержит следующие компоненты.

В качестве перхлорвиниловой смолы можно использовать перхлорвиниловую смолу любой марки, с любым содержанием хлора, изготовленную из любого исходного поливинилхлорида, например по ГОСТ 10004-85. Смола представляет собой продукт, получаемый путем хлорирования поливинилхлорида и имеет вид белого порошка, хорошо растворимого в полярных органических растворителях. Трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат (ТУ-6-16-3086-88) - вязкая жидкость от светло-желтого до темно-желтого с плотностью 2150-2350 кг/м³ и кислотным числом не более 2 мг КОН/г. Жидкость негорючая, невзрывоопасная, замедляющая горение других органических веществ.

Электропроводная сажа. Возможно использование различных марок печной сажи, а также ацетиленовой сажи, получаемой при термическом разложении ацетилена без доступа воздуха. В частности, использовалась сажа марки П-805-Э - это технический печной углерод, предназначенный для производства электроугольных изделий и получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья.

Полярный органический растворитель. Можно использовать полярные органические растворители с температурой кипения не выше 130^oC, что обусловлено техническими возможностями традиционно используемого оборудования. В частности, использовали смесь этилацетата и бутилацетата в массовом соотношении 1: 1.

Композицию получают следующим образом. В смеситель загружают перхлорвиниловую смолу и расчетное количество органического растворителя. Смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 2 часов до полного растворения перхлорвиниловой смолы. Затем в полученный раствор вносят при перемешивании трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат и порциями электропроводную сажу, перемешивают в течение 1,5 часов.

Отделочную композицию наносят на рулонные полимерные материалы на печатно-отделочных агрегатах, используемых в промышленности искусственных кож и пленочных материалов. Сушку проводят при температуре 100-130^oC.

В таблице приведены качественные показатели полимерного материала, обработанного заявленной отделочной композицией при различных соотношениях ингредиентов, и полимерного материала, обработанного отделочной композицией, выбранной в качестве прототипа.

Как видно из данных таблицы в заявленной отделочной композиции стало возможным добиться значительно большего содержания сажи относительно связующего (до 125%), в то время как для известной отделочной композиции эта цифра не превышает 20%, что обеспечивает светопоглощение лишь 83%.

Изобретение относится к производству полимерных материалов технического и специального назначения. Сущность изобретения заключается в отделочной композиции для полимерных материалов, которая содержит следующие компоненты в следующем соотношении, мас.%: перхлорвиниловая смола 8-12, электропроводная сажа 8-12, трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат 5-13, органический растворитель до 100. Применение композиции дает возможность придать отделанным ею полимерным материалам одновременно высокие светопоглощение и поверхностную электропроводность и повысить их огнестойкость. 1 табл.

Отделочная композиция для полимерных материалов, включающая полимерное связующее, полярный органический растворитель и целевую добавку, отличающаяся тем, что композиция дополнительно содержит трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат, в качестве полимерного связующего содержит перхлорвиниловую смолу, а в качестве целевой добавки - электропроводную сажу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Перхлорвиниловая смола - 8 - 12
Электропроводная сажа - 8 - 12
Трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат - 5 - 13
Полярный органический растворитель - До 100о