Состав для получения пленок на основе поливинилового спирта

Состав для получения пленок на основе поливинилового спирта

Реферат

Изобретение относится к составу для получения пленок с повышенной огнестойкостью путем обработки фосфорсодержащими соединениями. Подобные пленки отличаются хорошими прочностными свойствами, эластичностью и огнестойкостью, что позволяет использовать их в различных отраслях промышленности и народного хозяйства.

Известен состав для получения пленок на основе водного раствора поливинилового спирта и растворов хлоридов рения, обладающих водо-, свето-, термостойкостью и устойчивой окраской (Авторское свидетельство СССР №332102, кл. С08F 27/04, опубл. 14.03.72).

Однако данный состав не обеспечивает огнестойкости пленок.

Известен состав для получения пленок на основе водного раствора поливинилового спирта с молекулярной массой 77000-100000, обладающих водостойкостью (Патент №2256674, кл. С08J 5/18, опубл. 20.07.05).

Однако данный состав не обеспечивает огнестойкости пленок.

Наиболее близким к изобретению является способ получения модифицированных пленок на основе поливинилового спирта путем обработки фосфорсодержащими соединениями, отличающийся тем, что пленки обрабатывают в течение 1-2 минут фосфорборсодержащим соединением, в качестве которого используют 5-15%-ный водный раствор борат метилфосфита, с последующей сушкой при комнатной температуре (Патент РФ №2278874, кл. С08F 27/04, опубл. 27.06.06).

Однако данный способ не обеспечивает высокой прочности пленок и продолжителен по времени.

Задачей изобретения является разработка состава для получения пленок на основе поливинилового спирта, позволяющего получать изделия с повышенной прочностью.

Техническим результатом является разработка состава для получения огнестойких пленок на основе поливинилового спирта с повышенной прочностью.

Поставленный технический результат достигается тем, что состав для получения пленок на основе поливинилового спирта, включаюший воду, борат метилфосфита, причем он дополнительно содержит пластификатор, в качестве которого используют глицерин, этиленгликоль или диэтиленгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: поливиниловый спирт - 1,0-5,0, вода - 95,0-99,0, борат метилфосфита - 0,5, пластификатор - 2,0.

Поливиниловый спирт (ГОСТ 10779-78) является основным пленкообразующим веществом.

Борат метилфосфита известен ранее как ингибитор горения (Патент № 2278874).

Глицерин (ГОСТ 6259-75), этиленгликоль (ГОСТ 19710-83) или диэтиленгликоль (ГОСТ 10136-77) являются пластификаторами.

Наличие в составе бората метилфосфита атомов фосфора и бора, являющихся ингибиторами процессов горения и окисления, придает огнестойкость пленкам на основе поливинилового спирта. Кроме того, значительное содержание фосфора и бора в структуре вещества способствует достижению максимального результата, не прибегая к использованию больших концентраций. Высокая прочность может быть объяснена образованием поперечных связей в образцах модифицированных пленок на основе поливинилового спирта за счет возникновения нерастворимых комплексных соединений по атому бора вследствие образования донорно-акцепторной связи при переходе неподеленной пары электронов от атома кислорода гидроксильных групп поливинилового спирта на р-свободную орбиталь атома бора. Взаимодействие бората метилфосфита с указанным пластификатором препятствует выпадению в осадок поливинилового спирта из раствора, так как р-свободная орбиталь атома бора блокируется неподеленной парой электронов от атома кислорода гидроксильных групп указанного пластификатора.

Данный состав позволяет получать пленки на основе поливинилового спирта с повышенной прочностью и огнестойкостью. Использование 1-5%-ных водных растворов поливинилового спирта наиболее оптимально. При увеличении концентрации повышается вязкость растворов, что затрудняет смешение. Использование меньшей концентрации поливинилового спирта приводит к увеличению объема растворов для получения пленок необходимой толщины. Уменьшение содержания бората метилфосфита приводит к снижению огнестойкости, а увеличение его содержания способствует сшиванию и выпадению в осадок поливинилового спирта. Уменьшение содержания пластификатора приводит к увеличению жесткости пленок и снижению их прочности, а увеличение является нецелесообразным.

Состав готовят следующим образом: пластификатор предварительно смешивают с боратом метилфосфита, затем при постоянном перемешивании туда добавляют 1-5%-ный водный раствор поливинилового спирта, далее после перемешивания в течение одной минуты пленки отливают на ровную стеклянную поверхность и выдерживают в течение суток.

Изобретение иллюстрируется следующим примером.

Пример 1. Глицерин в количестве 2,0 г предварительно смешивают с 0,5 г бората метилфосфита, затем при постоянном перемешивании туда добавляют 1%-ный водный раствор поливинилового спирта, далее после перемешивания в течение одной минуты пленки отливают на ровную стеклянную поверхность, после чего подвергают сушке при комнатной температуре в течение суток до постоянного веса.

Пример 2 осуществляется аналогично примеру 1, причем используют 3%-ный водный раствор поливинилового спирта и в качестве пластификатора этиленгликоль.

Пример 3 осуществляется аналогично примеру 1, причем используют 5%-ный водный раствор поливинилового спирта и в качестве пластификатора диэтиленгликоль.

Получают пленки по примеру 1-3, рецептура которых приведена в таблице 1.

Полученные образцы по примерам 1-3 подвергались исследованию на стойкость к горению (ГОСТ 21793-76), прочность при растяжении (ГОСТ 20403-75). Полученные результаты представлены в таблице 2.

Таблица 1
Компонент	Содержание компонентов, мас.ч., в композиции
1	2	3
Поливиниловый спирт	1,0	3,0	5,0
Вода	99,0	97,0	95,0
Борат метилфосфита	0,5	0,5	0,5
Указанный пластификатор (глицерин, этиленгликоль или диэтиленгликоль)	2,0	2,0	2,0

Таблица 2
№ примера	Прочность, МПа	Относительное удлинение, %	Стойкость к горению
Прототип	9,5	64	Не восплам.
1	10,0	282	Не восплам.
2	30,0	390	Не восплам.
3	26,3	430	Не восплам.

Исследование прочности и горючести пленок показывает, что совместное введение в раствор поливинилового спирта бората метилфосфита и указанного пластификатора способствует значительному повышению прочности при сохранении стойкости к горению.

Технико-экономический эффект, полученный от применения данного состава, заключается в том, что его применение позволяет значительно повысить прочность пленок, упростить технологические параметры процесса получения огнестойких пленок.

Состав для получения пленок на основе поливинилового спирта, включающий воду, борат метилфосфита, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пластификатор, в качестве которого используют глицерин, этиленгликоль или диэтиленгликоль, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Поливиниловый спирт	1,0-5,0
Вода	95,0-99,0
Борат метилфосфита	0,5
Указанный пластификатор	2,0