1014854 - Полимерная композиция

Полимерная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

1. ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИ 1ШЯ вкпючаюшая попивинипхпорид, ппаотификатор ,, стабилизатор, трехокись сурьмы и соль борной кислоты, о т л и ч а - ю щ а я с я твм,что, с цепью повышения огнестойкости и термостабильности, в качестве соли кислоты она содерж .ит метабррат формулы Ва( РО ) X 0,4 или Ва( В0а)а Zh( 60,)51 я О,3 в вис ЗО-55%-ио1Й пасты в пластификаторе сложноэфирного типа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: . ПоливишшхлориЬЮО Пластификатор 33-55 Стабилизатор1,15-4,8 Трехокись сурьмы2-4 Указанный метаборат 5-1О 2i Композиция DO п. 1, от п и ч а (О ю та я с я тем, что дополнительно она содержит 5О-9О мас.ч. акрилонитрилбутадиенстиропьдаго сополимере.

091 (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н втоЕСкому Св тельСтвУ (21 ) 2973031 /23-05 (25) 2974544/23-05 (22) 18.08.80 (46) 30.04.83. Бюп. % 16 (72) Г.И.Болдов, 3. С. Рудницкий, Т.B.Ãàñèëèía, Т.А. Романова, М.О.Лозинский, Б.И. Штейсепьбейн, Л. Н.Марковский,, В. В.Маловик, В. Н. Заиапкнй, А. В.Syriaновнч и B.Ã. Федотов (71) Сызранский завод пластмасс и

Опытное производство Институт органической химии-АН Украинской CCP (53) 678.743.22.046 (088.8) (56) 1. Патент США % 4035324,, кл. С 08 К 3/38, оцублик. 1977.

2. Патент Франции М 2283926, кп. С 081 27/04, опублнк. 1976 (прототип) . (54)(57) 1. ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИ

ЦИЯ, включаюшая цоливинилхлорид, ппас др С 08L 27/06; С 08 К . /38 тификатор,. стабилизатор, трехокись сурь.мы и соль борной кислоты, о т л и ч аю m, а я с я тем,что, с цейью повышения огнестойкости и -термостабильности, в качестве сопи борной кислоты она оодержит метаборат формулы- Ьц(SO ) " х 0,4 Н О или Ьа(80 ) Zq(60<) i х 0,3 Н О в виде 30-55%нс и пасты в пластификаторе сложноэфирного типа при следуюшем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливинилхлорид 100

Пластифика тор 33-55

Стабилизатор 1,15-4,8

Трехокись сурьмы 2-4

Указанный метаборат-- 5-10

2. Композиция по п. 1, о т и и ч .аю я а я с я тем, что дополнительно она содержит 50-90 мас.ч. акрилонитрилбутадие нстирального сополимера.

1014854

Изобретение относится к обпадающим огнестойкостью полимерным комцозициям на основе попивинипхпорида (ПВХ) поливинилхлорида и акрипонитрипбутадиенстиропьного сопопимера (ЛБС) и может быть использовано в производстве материалов и изделий пониженной горючести в автомобильной, судостроительной и других отраслях промышпе нности.

Применение антипиренов вЂ” наиболее распространенный и эффективный способ снижения горючести полимерных материалов.

В качестве аягипиренов в упомянутых композициях часто применяют трехокись сурьмы, хпорированные парафины, эфиры фосфорной кислоты, гапоид- и борсодержащие соединения, др.

Известно применение порошкообразных солей щелочных, щепочноземельных метаппов, борной и метаборной кислоты в качестве антипиренов.

Бораты, метабораты метаппов применяют в композициях самостоятельно, в смеси с трехокисью сурьмы ипи gpyгими антипиренами f 1).

Однако композиции не обладают достаточнойй те рмостабипьностью.

Наибоиее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предпагаемой является полимерная композиция, содержащая трехокись сурьмы, борат цинка, стабилизатор, ппастификатор (2$

К недостаткам композиции следует отнести применение порошкообразного бората цинка (7,5-11 мас.ч. на 100 ПВХ), который существенно понижает термсьстабильность композиции. Применение в композиции значительного количества трехокиси сурьмы (7,5-11 мас.ч. на

100 ПВХ) вызывает при горении полимерного глатериапа обильное дымовыдепе ние. Трехокись сурьмы обладает высокой укрывистостью, что не позволяет получать материалы, окрашенные в чистые тона, и придает материалам белесость.

Существенным ограничением к применению в полимерных композициях порошкообразных боратов и метаборатов металлов в качестве антипиренов является то, что большинство их доступно лишь в виде гидратов, которые теряют гидратную воду при температурах переработки полимера (от 150 до 220 С). Отщеппяюшаяся при. этом гидратная вода гидропизует ряд химдобавок попимерной композиции: фосфиты и др., реагирует обычно с выдепяюшимся при переработке полимера хлористым водородом, вызывай

° Э автокатапитическое ускорение дегидро25

40 хлорирования (деструкцию) попимера и коррозию оборудования.

К недостаткам порошкообразных боратов металлов следует также отнести их низкую дисперсностьь (частиц до 3 мкм не более

25 %), a также высокое пылеобразование, Цель изобретения вЂ” повышение огнестойкости и термостабипьности.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция, вкпючаюшая попивинипхпорид, ппастификатор, стабипизатор, трехокись сурьмы и соль борной кислоты, в качестве соли борной кислоты она содержит метаборат формулы

Sa (ВО ) 0,4 Н О ипи Оо(80 ) Хи (8 О ) 0,3 Н О в виде 30-55 /ной пасты в ппастификаторе спожноэфир- .". ного типа при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Попивинипхпорид 100

Ппа стификатор 33-55

Стабипизатор 1,1 5-4,8

Трехокись сурьмы 2-4

Указанный метаборат 5-10

Попимерная композиция может также дополнитепьно содержать 50-90 мас.ч. акриI лонитрилбутадиенстирольного сопопимера.

Пасты в ппастификаторах характеризуются спедуюшими данными:

a) Паста метабората бария

Содержание Ва, мас.% 28,5-41,7

Содержание ппастификатора, мас.% 30-55

Формула сопи Ва{Во )

0,4 Н О

Содержание гидратной воды в соли, мас.% 3,46

Начало отщеппения гидратной воды из соли, о С Выше 270

Лисперсность сопи, мас.% фракции до. 3. мкм 90

l фракции до 8 мкм Остальное б) Паста метабората бария-цинка:

Содержание Ва, мас.% 17,3-25,3

45 Содержание, и, мас.,% 8,22-12

Содержание ппастификатора, мас.% 30-55

Формула соли Ва(ВО )z х Ъи(ВО) 0,3 Н О

Содержание гидратной воды в соли, мас.% 2,8

Начало отщеппения гидратной воды из соли, С Выше 270

Дисперсность соли, мас.%

55 фракции до 3 мкм 95 фракции до 8 мкм Остальное

Пример, Готовят композиции на основе попивинипхпорида, состав которых указан в табл. 1 и 2.

Таблица 1

Рецептуры, мас.ч., показатели испытаний

Наименование компонентов и показателей и

1 2 3 4 5 6

7 8

Компоненты

Пол ивинилхлорид

100 100 100 100 100 100 100 100 Пластификаторы

Диоктилфталат (ДОФ): 30 30

Диоктилазелат (ДОАз)

Диоктилсебапинат (ДОС) 18 18

18 18 18

1,9 1,9 1,9

5 2 2

18,0 18,0 18,0

19 17 13

2 2 1,5

Стабилизируюшая смесь 1,9 1,9

Т,рех окись суры4ы

2,5 3

Метаборат бария-пинка

1:-1 (паста ДОФ 45%) Целевые добавки:

15 15 15 15 15 15 15 15

Мел

Стеарин

Смола (ЭД-20) Тинувин

Полигард

Показатели

Скорость горения пленок мм/мии

1lO 0 0

214 0

0 0 (по РТМ 37.001 028-76

Термостабильность, мин при 170 С по

30 . 35 25» 25 25- 35- 35- 35115 110 100 65 70 130 120 115 методике. % 31-М 12-78

Показатель текучести расплаза, г/10 мин. 857 123 7,3 . 7,08 7,3 13,1 129 120

Метаборат бария aopom кообразный (по прототи пу)

Метаборат бария (паота, ДОС 55%)

Метаборат бария (паста

ДОАз 30%) 30 30 30 27,5- -27,5 27,5

1014854

Продолжение табл. 1

Наименование компонентов и показателей ис ытаний

Рецептуры, мас.ч., показатели испытаний

9 .. 10 11 12 13 14 15 16 17

100 100 100 100 100 100 100 100 100

Компоненты

Поливинилхлориц

Пластификаторы

Диоктилфталат (ЛОФ) 44 5 44,5 42 33 33

29 22,5 22,5 20

Пиоктилазелат (11ОАз) 5 15 15 15

Лиоктилсебацинат (llOC) Стабилизирующая смесь 1 15 1 i15

1,15 3,6

2 10

3,6

36 19 19 19

4 10 2 2

Трехокись сурьмы

Метаборат бария порош10 2

4 кообразный (по прототи2,5 пу) 25

Метаборат бария (паста, QOC 55%)

Метаборат бария (паста

ЛОАз 30%) Метаборат бария-цинка

1: 1 (паста ДОФ 45%)

Целевые цобавки:

Мел

15 15

0,15 0,15 0,15 0,35 0,35 0,35

1,7 1,7 1,7 1,4 1,4 1,4

Стеарин

Смола (ЭЛ-20) Тинувин

Полигард

0,3 0,3

0,3

Показатели

Скорость горения

0 0

0 0 0

0 0

30- 25

110 75 150 150 95 165 115 75 160

8,6 6,5 7,69 12,1 11,4 14,06 8,9 6,9 8,7 пленок ммlмин (по РТМ 37.001.028-76)

Термостабильность, мин при 170 С по методике

N. 31-М-1 2-78

Показатель текучести расплава, г/10 мин

35- 50- 35- 50- 35- 25- 35 1014884

Продолжение табл. 1

Наименование компонентов и показателей спытаний

Компоненты

Поливинилхл ори ц

Пластификаторы

Лиоктилфталат (ЛОФ) Диоктилазелат (QOAe) Диоктилсебацинат (IIOC) . - 28 25 25 28

Стабилизирующая смесь 1,9 1,9 1,9

Трехокись сурьмы 10 4 4

18 36 19 19 19

2 4,0 4,0 2,6 2,6

Метаборат бария цорошкообразный (по прото» типу) 4,0

ЮЮ

Метаборат бария (паста, lIOC 55%) Метаборат бария (пас та IIOAa 307) 5,0 5,0

Метаборат бария-цинка

1:1 (паста ЛОФ 45%) Uenesbre добавки:

15 15 15 15 .15

0,35 0,35 0,35 0,35

Мел

1,7 1,7 1,7

0,3 0,3 0,3

1,7

0,3

0 5 0 5 0 5 0 5 0 0 0

0 0

Термостабильность, мин при 170 С по методике

N 31 М-1„2-78

110, Показатель текучести расплава, г/10 м"ин

Примечание. 1.Скорость горения пленок соответствует 0 -пленкисамозатухают., 2.Согласно РТМ 37.001.028-76 при скорости горения пленок менее 100 ммlмин пленки относят к огнестойким.

Стеарин

Смола (ЭЛ-20)

Тинувин

Полигард

Показатели

Скорость горения . пленок мм/мин (по РТМ 37.001.028-76) Рецептуры, мас,ч., показатели испытаний

18 19 20 21 22 23 24 -25 б

100 100 100 100 100 100 100 100

23 23 i 8 20 30 30 30 30

i8 15 15 15

25- 35- 35- 25- 35- 35- 35

G0 150 . 150 90 130 130 130

9>5 7е9 8э85 8э9 10ф1 12э5 1215 12 Я

10 о о о { о о

CD о» о о -1 о» о

К о о о -1 о

t0)

Щ о о о о о

CD о» о о о о

CD о (9 (О со о о о

1- о» о

CD о о с 1 о

1 о о о о» о

CD о

Сi) о

Г» о о о о о

CD, 1 1

0 х

И о о

6 е о м

С4

И о о

t т-1 т-1 1 о» о о о

СЧ И о о о

О1 1 т-(о о

t t -1 -

o a

O 1С

o„c» о гл

1014854

K о

3 (б

Ю и

Й а о

1г о о о

«1 о о

OIl ° о„

СЧ о»

t о о й) о о о

1-1 о

« 1

Я о

tQ » о о

CU о о о о» о (Ч о

Я о»

tQ »

I nl о о о с4

СЧ о о

Я (О

1 СО о о о

Э,"Ц

Ж ж Ф

2 и .

О и о»

Л рэ о (О (о о

t«j о о о о о. о

« 1 о»

l о о

0) о

Я о» о

CII о

C«j

tQ (С9

Щ о

С4 о» о (Ч

tQ tQ

C«j о о о

С0

« о о

Я о

Я tQ

СО (Ч

O ъ (м

И о. о о о

«-1 о

t о» о

Я о» о

Q tQ. с 4 03 о о о ъ"1.о о

CD о о

СЧ о»

Я Я с 4 С9 о о о

«1 о

03 о о

Cg о о

CCj о (Я

OО

t» в ,» PO

О и э0

И и

М й ч

О „..р й

Ф Ж

o > и й

О О

jj) 4g

g Ц

ctj

Ф Ijj

М (Ц х ж

СО

tQ о

t х

3 ь0 ж а.

„„g О

2 ж

О ж

Б а.

D ж

3 а.

М о

Я с

s4 ,.

v о

С3

Ijj ж

& . М с6

° Е О С

О О

Ж Ф

Е Cf

1014854

O. °

О а

«ч ю I ч

& ф

СЧ О 1О (б

Ои о и и м

ы и а. ж 2 а.

jjj д î е и ж М 2

3-"

В о

О Х

И а а СО

Cl » и О

Ш (ц а

М И

И О C,m O а. О а- Ф ю а.

Щ о.

jg О О и Ю а. 1О О

Ч 8 О

0 а3 ц О

l»

63 jjj

О Б м и г

1014854

, о

CO о

I с

I l о

1 1

o„ о

Я о о

СО СО

С о

O O„ т-(CO т4 СО

«О

° е Ф

g o

Я и

Й 8 о ° ф Ф с о

1О 8У

1 O o

Ю а 8 а @ 0o о о а О

g М о е . Я о о о о ю « (д ее« (б

g р ь а Я ф Я

Я о Я 3Я и ф Я, о

Й а (-е

Г»

1 и

1 р.

Т «е« со

««« о (0 е"Ц

g о

- Ф

1014854

o R

О„

О-, О!

О п3

О И 3

О»

О„О (О сЧ

Д R c сО

О„О с9 О!

О„

О С0

О (О

Д (О с0

О.

g) O„.О

О!

О (0

e < а с0 (О„

О (Ч

IQ СЯ! с !

I Ф

О„. О 1 а

0) О

О» О

--О, С0

О (0

О о! A

OÄ

0) О„.„!, g c0

» î о

А а ъ

h а а о

& °

X _#_

Ж & о

A .М о. и у h3

Ф аФ

Ф (ц Ф а &»

Ф C. о а

Ж В

Q я,о. О е О и g а р р о о и

C щ и ы

Ф а .р.

C ф &

D Ц а

3 а о м ф о ц Е щ ф» о р

В: ц

Л о цр L ь м и оо cj

D а о, о а щ

Ф Ф

Ж (Й й." 2 юй

° . а

Ф О

&i Ж

& ° Ф

>ъ

f о ц !О ао2

Щ щ о и о

U D

» Ч

Ж О

Ф о

С о

O о и СQ

СЧ ! о

&»

8 д ф Й

Ф . 8 о.,а 5

g) Ф Ф

54 18 содержит 17% гидратной воды. При применении бората цинка термостабильность

ПВХ и ПВХ и АБС композиций резко понижается, что приводит к резкому увеличению расхода термостабилизаторов. В связи с этим борат цинка, как правило, 1 не применяют в композициях на основе

ПВХ, Аналогично в композициях на основе поливинилхлорида и акрилонитрилбутадие нстирольного сополимера, согласно результатам, приведенным в табл. 2, применение пасты метабората бария (пример 8) позволяет сократить расход стабилизатора на 18%, трехокиси сурьмы на 14% по сравнению с применением в композиции йорошкообраэного метабората бария (пример 4.). При этом термостабильность композиции по примеру 8 остается на 50 мин или в 1,7 раза выше.

Применение в композиции пасты метабората бария-цинка (пример 12) позволяет понизить расход стабилизирующей смеси на 23% и трехокиси сурьмы на 28.5% (пример 23). При этом термо стабильность композиции по примеру 12 остается на 35 мин илив 1-4 раза выше., Из анализа приведенных примеров ! можно сделать вывод, что улучшение свойств ПВХ и ПВХ и АБС композиций достигается благодаря двойному синергическому эффекту, а также существенному понижению горючести пленок от применения смеси пастообразных метаборатов бария, бария-цинка и трехокиси сурьмы, что позволяет сократить расход остродефицитной трехокиси сурьмы в 3,3-5 раз, существенно понизить отрицательные факторы, присущие трехок1.си сурьмы, Существенно повышена термостабильность композиций от применения смеси пастообразных метаборатов бария, барияцинка и стабилизирующей смеси, что наряду со снижением расхода стабилизато- ров повышает качество получаемых материалов, облегчает переработку композиций.

Предложенные ПВХ, ПВХ и АБС композиции могут быть использовань1 при изготовлении пластифицированных и полужестких пленок и листов, обладающих повышенной огнестойкостью для автомобильной, авиационной и других отраслей промышле нно от и.

Применение декоративно-отделочных самозатухаюших пленочных материалов повышает безопасность транспортных средств при их эксплуатации.

Тираж 494 Подписное

17 10l 48

Эффективность предлагаемых пастообразных метаборатов металлов в сравнении с известным порошкообразным метаборатом бария, трехокисью сурьмы поясняется для композиций на основе поли- 5 винилхлорида на примерах 1-25 (табл. 1), а для композиций на основе ПВХ и АБС н на примерах 1-19, приведенных в табл.2, Согласно табл. 1 в отсутствие антипиренов скорость горения пленок дости1О гает 214 мм/мин (пример 1), при введении в композицию 10 мас.ч. трехокиси сурьмы пленки самозатух,"ют (пример 2), уменьшение содержания трехокиси сурьмы до 5 мас.ч. (пример 3) повышает го-15 рючесть пленок. Композиции с использованием порошкообразного метабората бария (примеры 4,5, 10,13,16,19,22) имеют низк ло термостабильность, пони1 женный показатель текучести. 20

Использование в композициях паст ме- таборатов бария, метабората бария-цинка (примеры 6-8, 14, 17, 20-24 и 11, 25) пъзволяет обеспечить пониженную горючесть композиции и оптимальные показа >5 тели термостабильности композиции и текучести расплава. Так, термостабильность композиций в примере 6 в 1,85 раз выше, чем с применением порошкооб. разного метабората бария (пример 5); 30 показатель текучести расплава в 1,8 раз выше. Указанное обстоятельство позволяет сократить расход стабилизующей смеси на 32%,трехокиси сурьмы на 25% (пример 8) .

Аналогично применение в композициях пасты метабората бария (примеры 21, 24) и пасты метабората бария-цинка (пример 35) позволяет сократить расход стабилизирующей смеси на 22-53%, а трехокиси сурьмы на 35%.

Порошкообраэный метаборат формулы

Ba(BO>) 4Н О, полученный по известному способу, в процессе сушки до

130ОС теряет только одну молекулу воды, в процессе дальнейшего обеэвожива- 45 ния образуется товарная соль формулы

Ва(ВО) . 12/3 Н О, т.е. содержание гидратной воды 11% или в 3,2 раза выше, чем в метаборате, выделенном из пасты. Эта гидратная вода теряется при температуре до 200 С, т.е. при температурном режиме переработки полимерной композиции, что сказывается отрицательно на термостабильности, качестве материала, сохранности оборудования.

:55

Известный порошкообразщ.1й антипирен борат цинка формулы и (ВО ), " 3,5Н 0

ВНИИПИ Заказ 3128/19 филиал ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полимерная композиция

Патент 1014854