ОГНЕСТОЙКАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2000 года по МПК C08L23/12 C08K13/02 C08K13/02 C08K3/22 C08K3/34 C08K5/98 C08K5/02 

Изобретение относится к разработке полимерной огнестойкой композиции на основе полипропилена.

Известна полипропиленовая композиция, включающая, мас.%: 60-80 полипропилена, 5-10 оксида сурьмы и 15-30 "Дехлоран Плас" (алициклическое хлорсодержащее соединение) или декабромдифенилоксида (Наполнители для полимерных композиционных материалов, М.: Химия, 1981 г., с. 275-277, 281, 282). Однако существенное повышение огнестойкости изделий из нее достигается за счет большого содержания антипирена.

Известна огнестойкая композиция на основе полипропилена, содержащая галогенсодержащее соединение, основной углекислый висмут и фенольный антиоксидант (авторское свидетельство СССР N 1052518).

В указанном техническом решении трехокись сурьмы заменена на основной углекислый висмут, что позволило повысить термо- и огнестойкость изделий из данной композиции, и по тесту UL-94 их огнестойкость относится к V-0.

На решение проблемы разработки самозатухающей полипропиленовой композиции направлено техническое решение по патенту N 1079180, в котором используются огнезащитные свойства полифосфата аммония, полиамида и меламина в определенном их соотношении (патент СССР N 1079180). По тесту UL-94 огнестойкость изделий из предлагаемых композиций относится к V-0.

Наиболее близким техническим решением является самозатухающая полимерная композиция, включающая, мас.%: 25-35 дегидрохлорированный ПВХ, 17-18 асбест, 8-10 трехокись сурьмы и изотактический полипропилен - остальное (авторское свидетельство СССР N 1235884).

Однако изделия из данной композиции, имея достаточно высокий показатель горючести, обладают низкими физико-механическими свойствами и долговечностью под действием УФ-излучения.

Цель изобретения - повышение огнестойкости полипропиленовых композиций при одновременном повышении комплекса физико-механических свойств и долговечности изделий под действием УФ-излучения.

Поставленная цель достигается тем, что огнестойкая полимерная композиция на основе полипропилена, включающая галогенсодержащее соединение, трехокись сурьмы и наполнитель, в качестве галогенсодержащего соединения она включает бромсодержащее органическое соединение, выбранное из группы декабромдифенилоксид, 1,2,5,6,9,10-гексабромциклододекан и тетрабромфталевый ангидрид, а в качестве наполнителя - силикат 2-валентного металла и дополнительно дибутилмалеат олова при содержании компонентов композиции, мас.%:
Полипропилен - 72,6-67,4
Бромсодержащее органическое соединение - 6,5-13,0
Силикат 2-валентного металла - 10,0-17,5
Трехокись сурьмы - 3,0-6,0
Дибутилмалеат олова - 1,4-2,6
По предлагаемому изобретению использовали:
- силикат кальция (волластонит) с L/D= 15:1;
- гидросиликат магния (тальк) с насыпной плотностью 240 кг/м³ с pH 5%-ной дисперсии в воде 9,0-9,5;
- cиликат свинца с размером частиц 40-60 мкм;
- декабромдифенилоксид - жидкость с температурой кипения, ^oC = 219-221;
- 1,2,5,6,9,10-гексабромциклододекан - кристаллы с температурой плавления, ^oC = 162-171;
- тетрабромфталевый ангидрид - кристаллы с температурой плавления, ^oC = 279,5-280,5;
- полипропилен "Каплен" (ТУ 2211-015-00203521-95).

Климатические испытания проводились в соответствии с ГОСТ В20.57,304-76 и ГОСТ 13025.2-85.

Режим климатических испытаний (см. в конце описания) рассчитывался из ускоренного значения эффективной энергии активации старения полимерных материалов, равной 15 ккал/моль.

Пять лет хранения в условиях открытой атмосферной площадки имитируются пятью циклами испытаний.

Пример 1. Композицию состава, мас.%:
Полипропилен "Каплен" марки 01030 (ПТР г/10 мин = 3,5) - 67,4
Декабромдифенилоксид - 6,5
Силикат кальция - 17,5
Трехокись сурьмы - 6,0
Дибутилмалеат олова - 2,6
перемешивают в смесителе типа "Хеншель", гранулируют при температуре 210^oC и на литьевой машине из готовых гранул формуют изделия при температуре зон, ^oC: I - 200; II - 210; III - 220; IV - 220; V - 240.

Физико-механические показатели готовых изделий представлены в таблице 2.

Пример 2. Аналогично примеру 1 композицию состава, мас.%:
Полипропилен "Каплен" марки 01060 (ПТР г/10 мин = 7,0) - 70,0
1,2,5,6,9,10-гексабромциклододекан - 9,0
Гидросиликат магния - 14,5
Дибутилмалеат олова - 2,0
Трехокись сурьмы - 4,5
перемешивают в смесителе типа "Хеншель", гранулируют при температуре 190^oC и на литьевой машине из готовых гранул формуют изделия при температуре зон, ^oC: I - 190; II - 200; III - 215; IV - 225; V - 230.

Физико-механические показатели изделий представлены в таблице 2.

Пример 3. Композицию состава, мас.%:
Полипропилен "Каплен" марки 01130 (ПТР г/10 мин = 15,0) - 72,6
Тетрабромфталевый ангидрид - 13,0
Силикат свинца - 10,0
Трехокись сурьмы - 3,0
Дибутилмалеат олова - 1,4
аналогично примеру 1 перемешивают, гранулируют при температуре 180^oC и на литьевой машине из приготовленных гранул формуют изделия при температуре зон, ^oC: I - 190; II - 200; III - 210; IV - 215; V - 220.

Показатели готовых изделий представлены в таблице 2.

Примеры 4 и 5. Композиции составов, указанных в таблице 1, аналогично примеру 1 перемешивают, гранулируют и методом литья формуют изделия.

Физико-механические показатели представлены в таблице 2.

Пример 6 (аналог). Аналогично примеру 1 готовят композицию состава, мас. %:
Полипропилен - 80
Трехокись сурьмы - 5
Декабромдифенилоксид - 15
гранулируют и из гранул методом литья формуют изделия.

Физико-механические показатели изделий представлены в таблице 2.

Примеры 7-9. Аналогично примеру 1 композиции составов по a.c. 1052518, патенту 1079180 и а.с. 1235884 перемешивают в смесителе "Хеншель", гранулируют и из готовых гранул на литьевой машине формуют изделия.

Физико-механические показатели изделий представлены в таблице 2.

Анализ показателей физико-механических испытаний (таблица 2) свидетельствует о высокой эффективности предлагаемой композиции при получении огнестойких изделий с высокими физико-механическими свойствами и долговечностью не менее 5 лет.

Описывается огнестойкая полимерная композиция на основе полипропилена, включающая галогенсодержащее соединение, трехокись сурьмы и наполнитель, при этом в качестве галогенсодержащего соединения она включает бромсодержащее органическое соединение, выбранное из группы декабромдифенилоксид, 1,2,5,6,9,10-гексабромциклододекан и тетрабромфталевый ангидрид, а в качестве наполнителя - силикат 2-валентного металла и дополнительно дибутилмалеат олова при следующем содержании компонентов композиции, мас.%: полипропилен - остальное, бромсодержащее органическое соединение - 6,5-13,0; силикат 2-валентного металла - 10,0-17,5; трехокись сурьмы - 3,0-6,0; дибутилмалеат олова - 1,4-2,6. Технический результат - повышение огнестойкости композиции при одновременном повышении комплекса физико-механических свойств и долговечности изделий под действием УФ-излучения. 2 табл.

Огнестойкая полимерная композиция на основе полипропилена, включающая галогенсодержащее соединение, трехокись сурьмы и наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве галогенсодержащего соединения она включает бромсодержащее органическое соединение, выбранное из группы декабромдифенилоксид, 1,2,5,6,9,10 - гексабромциклододекан и тетрабромфталевый ангидрид, а в качестве наполнителя - силикат 2-валентного металла и дополнительно дибутилмалеат олова при следующем содержании компонентов композиции, мас.%:
Полипропилен - Остальное
Бромсодержащее органическое соединение - 6,5 - 13,0
Силикат 2-валентного металла - 10,0 - 17,5
Трехокись сурьмы - 3,0 - 6,0
Дибутилмалеат олова - 1,4 - 2,6