Самозатухающая полимерная композиция Советский патент 1979 года по МПК C09K3/28 C08L23/02 

(54) САМОЗАТУХАЮЩАЯ ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ

Изобретение относится к композициям на основе полиолефинов, содержащих огнегасящие агенты. Известные процессы, которые обеспечивают производство огнестойких (невоспламеняемых) полимеров в основном заключаются в добавлении к полимеру термически неустойчивых галогенированных соединений, которые разлагаются под действием тепла с образованием при этом хлористовоДОрОдной или бромистоводородной кислот. Такими галогенированными соединениями являются хлорированные парафиновые воски, содержащие 40-75% хлора,,а также хлорированные или бромированные фенолы. В тех случаях, когда галогенированные соединения такого тцпа добавляются к полиэтилену или полипропилену, имеет место снижение способности этих полимеров к горению, и эта способность зависит от количества галогена в полимере. Чтобы добиться удовлетворительной степени огнестойкости, необходимо, однако, использовать очень больщие количества галогенированных соединений, т. е. их требуется более 30 вес. % по отнбщению к- весу полимера. -Также известно, что количество галогенированной присадки можно снизить путем введения в эти полимеры кислородсодержащего соединения сурьмы, например трехокиси сурьмы, или ее оксигалогенного соединения 1 Несмотря на то что компаунды, состоящие из трехокиси сурьмы и галогенированного парафина, придают полимерам свойства самогашения, такие компаунды обладают рядом серьезных недостатков. Как правило, для получения удовлетворительных результатов необходимо, чтобы количество трехокиси сурьмы, добавляемой к полимеру, составляло более 10 вес. %, а количество галогенирбванногр парафина было бы равно 15-30 вес. /о, и,, таким образом, общее количестВО прй(;аД1 й (соединение сурьмы + галогенированный парафин) будет составлять 30-35 вес. % от веса полимера. Это приводит к ухудшению качества полимера, которое выражается в изменении таких его механических свойств, как предел прочности на разрыв, предел текучести, твердость упругость. Кроме того, имеет место коррозия аппаратуры, в которой проводится такая обработка, а также происходит интенсйвйбе выделение токсичных дымов и газов при горении такого полимера. Было установлено, что могут быть про,изведены огнегасящие агенты для полимеров и в особенности для полиолефинов, которые позволяют значительно уменьшить указанные выше недостатки,в особенности при использовании их в необходимом количестве в качестве присадок к полимерам. Известны самозатухающие композиции, которые содержат полимер SbOCl или Sbt Oi Cl и термически нестабильное хлористое соединение 2. Но для таких композиций требуются еще большие количества общей добавки, что приводит к нарушению их . физических свойств. .-,--.,,„Целью изобретения является снижение количества огнезащитного средства при сохранении механических свойств и огнестой.Поставленная цель достигается тем, что самозатухающая полимерная кo fпoзиция на основе полио ефина и огнезащитного средства в качестве последнего содержит продукт-взаимодействия хлорида или бромида висмута или сурьмы с,соединением, выбранным из группы, включающей альфа-олефин С,5 -Qe , полиолефин, полиэтиленгликоль, хлорированный парафин, бромированное ароматическое соединение, при следующем соотношении компонентов, вес. ч.: Полиолефин100 Огнезащитное средство 3-10. Предпочтительными галоидами висмута и сурьмы являются BiClj и SbClj. Наилучшие результаты дают соединения висмута в случае полипропилена, и сурьмыв случае полиэтилена. Пламягасяп|ие агенты (В) можно получить двумя способами: а)реакцией галоида висмута или сурьмы с углеводородным полимером в сухих УСЛОВИЯХ при 70-250°С, или с мономером, содержащим по меньшей мере 6 атомов углерода, при 70-250°С, в таком органическом растворителе как ацетон, сероуглерод, хлорированные углеводороды, эфиры; б)реакцией галоида висмута или сурьмы с частично галоидированным органичесКИМ соединением при- 70-150°С в одном из указанных растворителей, используемых в реакции между галоидом металла и мономером. Реакция между галоидом металла и полиэтиленгликолем может быть удачно осуществлена путем предварительного превращений последнего в его натриевое производное.. Вероятно, эти реакции осуществляются благодаря наличлю таких групп, как например:СН 2tH Гвлоеен х Toлoгe Галоген В результате реакции получают очень корродирующий продукт реакции, у которого возможен гидролиз всех ионов хлора, например при многократном промывании про-, дукта водными растворами NaOH. Пример 4. В трехгорлую колбу емкостью 1л помещают 60 г (0,19 моля) безводного и 100 г смеси, состоящей из альфаолефинов C,s -C.g , количество которых соответствует примерно двухкратному эквимолярному количеству, и эту смесь подвергают растворению в 300 мл ацетона, а за м подвергают нагреванию до кипения при интенсивном перемешивании. Реакцию провоДят в течение 48 ч, после чего при постоянном перемешивании добавляют 700 см воды. Полученную таким образом смесь.перемешивают еще в течение 3 ч при комнатной температуре, далее продукт отфильтровывают и промывают водой до нейтральной реакции, затем промывают ацетоном, сушат и получают 90 г белого порошкообразного продукта. Содержание хлора в готовом пpoдyкte 10,7%, висмута - 68,5%. По той же методике и при тех же условиях треххлористую сурьму подвергают взаимодействию с альфа-олефинами. Аналитически установлено, что содержание хлора в продукте 9,1%; сурьмы - 63,2%. При добавлении различных количеств полученных продуктов к полипропилену в присутствии или отсутствие «CEREC1 - 70, были получены образцы, результаты испытаний которых приведены в табл. 1.

Примечание:Продукт, полученный в результате реакции

между треххлористой сурьмой и альфа-олефином Cig - Си ) Продукт, полученный в результате реакции между треххлористым висмутом и альфа-олефином 18 Пример 2. 20 г треххлористого висмута растворяют в 100 см ацетона и полученный раствор выливают в колбу, установленную на вращающемся испарителе, в котором также находится 100 г галогенированного органического соединения, как указано в табл. 2. Предварительно раствор выпаривают при 60-70°С, а затем на масляной бане температуру поднимают до 120°С и вращение продолжают в течение 30 мин. Полученный порошок ох лаждают до 50°С, добавляют 100 см ацетона, а затем по каплям добавляют 1 и. раствор гидроокиси натрия.

Композиция

Полипропилен + 5% СЕК -7О + висмут Полшгропилен + 5% DBRD + висмут Полипропилен + 5% Feammex5ВТ + висмут

Примечание:Продукт, полученный в результате реакции

между CEREC80R- 70 и треххлористпым висмутом, взятых,в весовом соотношении 5:1.

Продукт, полученный в результате реакции между дибромпропилдианом и треххлористым висмутом, взятых в весовом cooTHOflieffliif 5:1,

Продукт, полученный в результате реакции FEammex- 5ВТ

и треххлористым висмутом, взятых в весовом соотношений 5:1.

Пример 3. 90 г f opoшкa полипропилена, состоящего из частиц менее 0,048 мм (си- 55 то № 300 по американскому стандарту АТМ) перемешивают с 30 г (0,1 моля) хлористого висмута, растворенного в 100 мя ацетона.

Таблица

Кислородный индекс

29,0 27,5 25,5

Весь растворитель испаряют при 30- 40°С под вакуумом, в результате чего снова получают очень мелкодисперсный порошок.

Полученный таким образом порошок вводя т в колбу, установленную на вращающемдо тех пор пока продукт не выделится в виде осадка. Полученный таким образом продукт отфильтровывают, промывают сначала водой до нейтральной реакции, а затем метанолом, сушат впечи под вакуумом при температуре 60°С. Выход продукта 80 г. В табл. 2 приведены данные результатов испытания, образцов полипропилена, к которым были добавлены 5 вес. % ряда продуктов, полученных по примеру 2-при использовании различных галогенированных органических соединений. Таблица2