Огнестойкая поликарбонатная композиция

Огнестойкая поликарбонатная композиция

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Использование: для получения огнестойких материалов, используемых в замкнутых помещениях. Сущность: композицию, содержащую 100 мае.ч. поликарбоната, 0,01-0,5 мае.ч. натриевой соли сахарина и 0,1-1,0 мае.ч. смеси алифатических одноатомных спиртов . готовят смешением компонентов в низкоскоростном смесителе, сушат, экструдируют и гранулируют . 1 табл. ;

СОЮЭ СОВЕ1СКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

<я)л С 08 1. 69/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4912810/05 (22) 26,12,90 (46) 15,04,93, Бюл. N 14 (71) Научно-исследовательский институт пластических масс им. Г.С,Петрова Научнопроизводственного объединения "Пластмассы (72) А.Г.Гальченко, Е.Г,Махаринский, В.М, Елисеев, Ю.В. Э рман, Е.А.Мили цкова, Э,Э.Рауш и И.Д,Александров (56) Патент США М 4254015, кл. С 08 L 69/00, опублик. 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 1552518. кл, В 32 В27/36,,1987.

Авторское свидетельство СССР

N. 1558939, кл, С 081 69/00, 1987.

Изобретение относится к области получения огнестойких композиций на основе поликарбоната, применяемых для изготовления конструкционных изделий для космической техники, для автомобильной, судостроительной, электронной и др, отраслей промышленности.

Целью изобретения является снижение дымовыделения композиций на основе поликарбоната.

Поставленная цель достигается тем,что композиция, включающая поликарбонат, натриевую соль сахарина и модифицирующую добавку, в качестве модифицирующей добавки содержит смесь алифатических одноатомных спиртов С10-С1в при следующем

„„. Ж„„1808842 А1 (54) ОГНЕСТОЙКАЯ ПОЛИКАРБОНАТНАЯ

КОМПОЗИЦИЯ (57) Использование: для получения огнестойких материалов, используемых в замкнутых помещениях. Сущность: композицию, содержащую 100 мас.ч. поликарбоната, 0,01 — 0,5 мас.ч. натриевой соли сахарина и

0,1-1,0 мас.ч. смеси алифатических одноатомных спиртов Сю — С1в, готовят смешением компонентов в низкоскоростном смесителе, сушат, экструдируют и гранулируют. 1 табл. соотношении компонентов композиции, мас,ч.:

Поликарбонат 100

Натриевая соль сахарина 0,01 — 0,5

Модифицирующая добавка 0,1 — 1,0

Композиция может содержать усиливающий наполнитель — стекло- или углеволок но в количестве 10-75 мас.ч. на 100 мас.ч. поликарбоната. При необходимости в состав композиции могут быть введены целевые добавки (красители, мягчители, антипирены и др.) в любых подходящих количествах.

Использование натриевой соли Сх и смеси одноатомных спиртов для снижения

1808842

20

6-19-390-88) 30

599-87) 40

55 дымовыделения полимерных композиций до настоящего времени не известно.

Предельные количества натриевой соли

Сх определяются тем, что при ее содержании менее 0,01 мас.ч. и более 0,5 мас.ч. не достигается требуемый высокий уровень огнестойкости.

Заявленные количества смеси С10-18одноатомных спиртов определяются тем, что при содержании менее 0,1 мас.ч. менее проявляется эффект снижения дымовыделения, а при содержании более 1,0 мас.ч. ухудшаются физико-механические характеристики.

При изготовлении композиций использованы:

Поликарбонат — ТУ 6-06-68-89.

Сахарин в виде натриевой соли — фармстатья — 42-1429-80.

Смесь одноатомных спиртов С10-18—

ГОСТ 13937-86, Стековолокно ДСВЧ-83 — ТУ 6-19-39088.

Стеклоровинг — ГОСТ 17139-79, Углеволокно — ГОСТ 6-06-31-599-87, Уровень дымовыделения образцов композиций определяется по методике, описанной в ГОСТ 24632-81, которая состоит в следующем; в режиме пиролиза (тления) и в режиме горения (пламенное горение) образцы в специальной камере выделяют дым, удельная оптическая плотность (D) которого рассчитывается на основании измерения интенсивности светового потока, прошедшего через задымленное пространство камеры, и сравнения с первоначальной интенсивностью светового потока по форV !о муле D= — S- Ig —, где V — объем испы1 I тательной камеры, — длина светового пути в задымленной. среде, S — площадь образца, Iо — первоначальная интенсивность светового потока, I — интенсивность светового потока в опыте.

Так как измерение интенсивности светового потока производится на протяжении всего опыта, начиная с момента подачи на образец теплового потока, можно рассчитывать ее для любого момента опыта. Наиболее информативными являются данные по дымовыделению в первые минуты после начала опыта (обычно через 2 минуты после подачи теплового потока — D2) и максимальное дымовыделение Эмак (гак как зависимость оптической плотности дыма имеет экстремальный характер в зависимости от времени опыта). . Пример 1, К 100 мас.ч. поликарбоната (ТУ 6-06-68-89) добавляют 0,01 мас.ч. порошка натриевой соли сахарина (Сх), (фармстатья — 42-14-29-80) 0,1 мас.ч. смеси одноатомныхспиртов(С10-18) (ОС),(ГОСТ1393786), и перемешивают в низкоскоростном сухом смесителе. Полученную смесь сушат при температуре 120 С в течение 24 часов под вакуумом с остаточным давлением 20 мм рт.ст., подают в загрузочную зону экструдера и гранулируют при режимах, обычных для получения поликарбонатных композиций, Полученный материал перерабатывают литьем под давлением обычным способом на термопластавтоматах и получают стандартные образцы для испытаний на огнестойкость, физико-механические характеристики и дымообразующую способность..

Характеристики материалов на основе пол- ученных композиций приведены в таблице.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но добавляют0,5 мас,ч, натриевой соли Сх и 1,0 мас.ч. смеси одноатомных спиртов.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, но в качестве усиливающего наполнителя добавляют 43 мас,ч. стекловолокна в виде "дозирующегося стекловолокна ДСВЧ-83" (ТУ

Пример 4, Аналогичен примеру 2, но в качестве усиливающего наполнителя добавляют стекловолокно в виде ровинга из стеклянных нитей (ГОСТ 17139-79) в количестве 75 мас.ч., который непрерывно подают в вакуумную зону экструдера в расплав.

П римеры 5 и 6, Аналогичны примерам

1,2, но в качестве усиливающего наполните- . ля добавляют углеволокно (ГОСТ 6-06-31Пример ы 7 и 8, Аналогичны примеру

1, но дополнительно вводят усиливающий наполнитель — стекловолокно или углеволокно в количестве 10 мас.ч

Контрольные примеры

Пример ы 9-20 (обосновывающие выбор граничных значений компонентов) аналогичны примеру 1. Количественный и качественный состав композиций приведен в таблице, Пример ы 21-23 (иллюстрирующие использование гидроокиси алюминия вместо заявленной смеси антипиренов).

Составы и свойства указаны в таблице.

Пример ы 24 — 28. Аналогичны примерам композиции по прототипу.

Как видно из таблицы, заявленные композиции (примеры 1-8) имеют такие же высокие, как у композиции по прототипу (примеры 24 — 28), огнестойкие (V-О) и физико-механические характеристики; удельная плотность дыма (0) для заявляемых композиций ниже, чем у композиции по прототипу. значения Dz (удельной плотности дыма

1808842 через 2 минуты после начала воздействия теплового потока в случае пиролиза или после поджига в случае горения) ниже в 4 — 15 раз, а значения D a c (максимальной удельной плотности дыма) ниже в 2 — 4 раза и находятся ниже уровня 200, что отвечает современным требованиям по дымовыделению.

При отсутствии в композиции одного из синергических компонентов уровень дымовыделения становится черезвычайно высоким (гораздо больше 200), Так, при отсутствии в композициях смеси одноатом ных спиртов (OC) (примеры 10,12,14) уровейь дымовыделения находится на уровне значений по дымовыделению у композиции по прототипу. При отсутствии в композициях натриевой соли сахарина (примеры 9,.11, 13) уровень дымовыделения также становится таким же высоким, как у композиции по прототипу, к тому же в этом случае композиции теряют свои огнестойкие свойства и переходят в класс горючести V-1; это означает горение образца полимера в течение

25 с, что не отвечает современным требованиям по огнестойкости, В случае, когда содержание синергических компонентов (соли сахарина и смеси одноатомных спиртов) ниже заявляемого и составляет 0,005 мас.ч. и 0,05 мас.ч. соответственно(примеры 15,17,19) происходитснижение огнестойких характеристик (клас V-1) и увеличение уровня дымовыделения. При содержании соли Сх и OC выше заявляемого — 0,6 мас.ч. и 1,1 мас.ч, соответственно (примеры 16, 18, 20) наблюдается снижение всех характеристик; физико-механических свойств и, соответственно, уровня дымовыделения.

Таким образом, из приведенных примеров видно, что поставленная цель достигается только при использовании всех предложенных компонентов в заявляемом соотношении, Для сравнения с заявленной композицией были приготовлены и испытаны компо-.

5 эиции, содержащие гидроокись алюминия (примеры 21 — 23), Материал по всем показателям уступает заявляемой композиции: снижается огнестойкость (класс V-1), резко ухудшаются физико-механические характе10 ристики, уровень дымовыделения повышается и значения Ом>«превосходят 200 при пиролизе и при горении. При попытке введения больших количеств гидроокиси алюминия (60 — 80 мас,ч,) в поликарбонат

15 процесс получения материалов методами экструзионного смешения становится нестабильным и плохо регулируется. что не позволяет получать такие же материалы в промышленном масштабе. При этом уро20 вень дымовыделения в таких материалах значительно снижается, в то время как физико-механические характеристики резко ухудшаются, Формула изобретения

1. Огнестойкая поликарбонатная композиция, включающая поликарбонат, натриевую соль сахарина и модифицирующую добавку, отличающаяся тем, что, с

30 целью снижения дымовыделения, в качестве модифицирующей добавки она содержит смесь алифатических одноатомных спиртов

С1о — С а, при следующем соотношении компонентов композиции, мас.ч.:

35 Поликарбонат 100

Натриевая соль сахарина 0,01 — 0,5

Модифицирующая добавка 0,1 — 1,0

2. Композиция по п.1, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что она дополнительно содержит

40 10 — 75 мас.ч. на 100 мас.ч. поликарбоната стекло- или углеволокна.

1808842

Состав и свойства заявлен>к>й композиции в сравнении с протот>к>ом н контроль>ь>ни примерани л! (at) .Кислородиь>Й индекс

Горю честь щ.-94

Предел прочмостм прм разрыве, лда

Дымовыделение

Содериание комтонентов, мас.ч.

Пример

Ударная вязкость кг.см смз

ОС.ПК CB

УО горение натриевая соль

Ск через)макс, 2 мим через макс

2 мин

4,6

3,5

64

162,3 83 ° О 184,7

153,8 78, 2 177, Ь

0,01 О,l

0,5 1,0

V-0

1 100

2 100

V-О

100 Ь3

100 75

100

V »"О

0,01 0,1

V-О

05 1,0

43 О ° 01 О 1

Ч-0

75 05 10

Ч-О

100 10 - О ° 01 0,1

V-О

V-О

Ч 2 V-О

V-1

10 0,01 0>1

1,0

О ° 05

100

100 ВЭ

100 43

1 0.0

0,5

Ч-О

0,1

43 .43

0,5 V-l

Ч-О (00 °

tÐ0

106

10Ь„, 43

100. 43

100 43

100;

100

0,05

V-1

0,005

0,6

Ч-1

0,5

l>1

0,05

1,1

V-1

О ° 005

0,6

0,005

0,6

V-1

43

Ч 1

V 1

Ч-1

30»

V-1

Ч-!

V-О

О ° 05 в снеси с

0,1 Анфосфитб на основе пентаэритрита

25 100 43

123 35

35,4 258;2 338,4 600,3

0,05 в смеси с

0,Ф дифосОмта на основе пентазритрита

Ч-О

26,1 00

V-0 8,2 278,4 346,8 610,4 63 б/р 37

О> 09 . в смеси с

0,1 дифосфита на основе лентаэритрита н

0,1 словно

> ro стеаратв ! из смеси ноно» и ди» стеарата (пальмитата глице рина) v-О 39, 5 282, 1 351;4 606, Ъ, . 120 . 36 . 38 ч»0 40 ° 8 283 ° 2 360,7 608 5 . 126 38 37

27 - 43

28

> и

Составитель, А,Гальченко

Техред М.Моргентал Корректор g,Гереши

Редактор

Заказ 1256 Тираж Подписное, . ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

3. .4

6

8

l1

12

33

14.

l5

16

17

18

19 .

2l

22 .

23 .24

Прото- трп "

2,8

2,2

2,8

2,6

3,0

3,2

39 ° 4

34,2

37,3

32,3

36,4

34,1

42,4

30,4

41,8

30,6

46,4

34,1

24,6

26,3

28,1

33,6

136,7

130,2

143,"

139,1

147,4

150,5

272,5

236,8

242,1

228, 5

235 1

230,3

260, 5

232, 1

240, 4

242 ° 0

258, 5

250 ° 4

230>2

221,4

232,8

262, 4

60,4

56,6

62,8

58,7

72,3

76,!

354,8

338,4

346,5

332,3

343,7

341,6

370,2

355>4

362,8

354 ° 5

362> 1 .358,7

296>8

290,2

283,5

335,6

156,2

150,1

164,3

159, 2.

163,8

178, 5

562,7

554,2

560,8

558,9

562,4

554,8

569,Э

551,6

556,1

550>0

556,8

552,9

363,5

358,7

352,4

602,3, 125

134

128

136

123

62

63

123

127

126

61

121

128

92

43

91

93

64 б/р 37 б/р 37 (без раз рувения)

36 38

34 38

38 37

36 38

37 37

38 . 37 б/р . 30 б/р 36

35 31

36 37

36 32

37 " 37. б/р 31 б/р 38

34 32

26 37

38 31

27 38 б/р 33

23 32

25 32 б/р,,37