Огнестойкая полимерная композиция для пленочного материала

Огнестойкая полимерная композиция для пленочного материала

Реферат

Изобретение относится к области переработки полимеров, в частности к разработке полимерной композиции для пленочного материала, используемого при изготовлении натяжных потолков в производственных и бытовых помещениях при строительстве и ремонте.

Известные полимерные композиции повышенной огнестойкости [патенты РФ №2336287 "Композиция для полимерного материала" и №2152410 "Огнестойкая полимерная композиция"] не могут быть реализованы для получения пленочного материала из-за повышенной жесткости и недостаточной степени белизны.

Известна также полимерная композиция для рулонного материала [патент РФ №2281962 "Полимерная композиция для рулонного материала"], однако, указанная композиция не может быть использована в производстве пленочного материала бытового назначения по причине токсичности используемого в качестве пластификатора трикрезилфосфата (ПДК_ТКФ=0,5 мг/м³).

Задачей данного изобретения является создание полимерного пленочного материала, предназначенного для изготовления натяжных потолков, используемых в гражданском строительстве и при ремонте жилых и производственных помещений для выравнивания потолков.

Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что для обеспечения пожаробезопасности полимерная композиция на основе суспензионного поливинилхлорида с константой Фикентчера 70÷72 содержит в качестве пластификатора дифенилоктилфосфат. В качестве стабилизатора используется комплексный барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор м. Вигостаб БКЦ. Антипирирующая добавка выполнена в виде смеси гидроксида магния м. "Экопирен 5С", триоксида сурьмы и микромрамора фракционированного в соотношении (4,66÷6):1:1.

В композиции также содержится пигмент - диоксид титана и оптический отбеливатель в соотношении 1:0,008, а количественный состав этой полимерной композиции выбран при следующем соотношении массовых частей:

Поливинилхлорид м. ПВХ С-7059М	100
Дифенилоктилфосфат	48÷52
Барий-, кадмий-, цинксодержащий
комплексный стабилизатор м. Вигостаб БКЦ	3÷3,5
Гидроксид магния м. "Экопирен 5С"	30÷35
Триоксид сурьмы	5÷7,5
Микромрамор фракционированный	5÷7,5
Диоксид титана	12÷14
Оптический отбеливатель	0,1

В качестве сырья используются компоненты, приведенные в таблице 4.

При изготовлении полимерного пленочного материала соблюдаются следующие технологические операции:

- приготовление полимерной композиции в 2-стадийном турбосмесителе с последующей обработкой в интенсивном смесителе, вальцах, стрейнере;

- изготовление пленочного материала на кашировальной машине или каландре.

Реализация изобретения с разными конкретными значениями отличительных признаков показана в примерах 1-9 (см. таблицу 1).

Пример 1. Поливинилхлорид суспензионный м. ПВХ С-7059М, дифенилоктилфосфат, барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор м. Вигостаб БКЦ, взятые в соотношении 100:50:3, обрабатывают в 2-стадийном смесителе при температуре 110÷120°С в течение 7-10 мин.

В интенсивный смеситель, нагретый до 150°С, загружается набухшая ПВХ-композиция из 2-стадийного смесителя, предварительно замешанные с пластификатором в соотношении гидроксид магния м. "Экопирен 5С" (2:1), микромрамор фракционированный (2:1), затертые в пасту диоксид титана (2:1) и триоксид сурьмы (3:1), оптический отбеливатель. Компоненты антипирирующей добавки: гидроксид магния м. "Экопирен 5С", триоксид сурьмы и микромрамор фракционированный взяты в соотношении 6:1:1 соответственно.

ПВХ-пластикат после интенсивного смесителя обрабатывают на вальцах и в стрейнере. Разогретый ПВХ-пластикат в виде жгута при помощи ленточного транспортера подается в зазор между первым и вторым валами. Размягченная ПВХ-масса в виде сформировавшейся пленки переходит на основной третий - плавильный вал, а затем в зазор между плавильным валом и обрезиненным с последующим тиснением с помощью тиснильного вала.

Пример 2. Аналогичен примеру 1, но содержание пластификатора составляет 55 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ, а соотношение антипирирующей добавки составляет 6:1,5:2 соответственно.

Пример 3. Аналогичен примеру 1, но содержание пластификатора составляет 45 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ, а соотношение антипирирующей добавки составляет 8:1:1 соответственно.

Пример 4. Аналогичен примеру 1, но содержание стабилизатора составляет 4 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ, а соотношение антипирирующей добавки составляет 4:1:1 соответственно.

Пример 5. Аналогичен примеру 1, но содержание стабилизатора составляет 2,5 мас.ч., а содержание диоксида титана - 14 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ.

Пример 6. Аналогичен примеру 1, но соотношение антипирирующей добавки составляет 6:0,6:0,6 соответственно.

Пример 7. Аналогичен примеру 1, но содержание диоксида титана составляет 10 мас.ч., а оптического отбеливателя - 0,08 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ.

Пример 8. Аналогичен примеру 1, но содержание пластификатора составляет 48 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ.

Пример 9. Аналогичен примеру 1, но содержание пластификатора составляет 52 мас.ч., стабилизатора 3,5 мас.ч., диоксида титана 14 мас.ч. на 100 мас.ч. ПВХ, а соотношение антипирирующей добавки составляет 4,66:1:1 соответственно.

Полученный материал испытывался на физико-механические показатели в соответствии с Гостами (см. таблицы 2-3).

Как видно из таблиц 1-3 предложенные технологические режимы и параметры производства материала позволяют полностью достичь цели данного изобретения.

Как видно из данных, приведенных в таблице 2 для примера 1, количественный состав поливинилхлоридной композиции является оптимальным и позволяет получить заявленный в описании пленочный материал, соответствующий требованиям НТД.

При использовании предложенной поливинилхлоридной композиции полимерный пленочный материал дает надежные физико-механические показатели: достаточную прочность, водоупорность до нескольких метров водного столба.

За счет применения более эффективных пластифицирующей, антипирирующей и других добавок обеспечивается достижение высокой огнестойкости и высокой степени белизны полимерного пленочного материала, что, несомненно, повышает безопасность условий проживания и улучшает эстетическое восприятие.

Таблица 1
Состав полимерного пленочного материала(в массовых частях)
№№ п/п	Наименование компонентов	Прототип	Примеры
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.	Поливинилхлорид суспензионный м. ПВХС-7059М	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
2.	Диоктилфталат	15÷30	-	-	-	-	-	-	-	-	-
3.	Смесь крезилдифенилфосфат: ХП-470 (3:1)	23÷45	-	-	-	-	-	-	-	-	-
4.	Дифенилоктилфосфат	-	50	55	45	50	50	50	50	48	52
5.	Стеарин	0,5÷1	-	-	-	-	-	-	-	-	-
6.	Комплексный стабилизатор СКС К-17	1÷2	-	-	-	-	-	-	-	-	-
7.	Трехосновной сульфат свинца	3÷5	-	-	-	-	-	-	-	-	-
8.	Стабилизатор комплексный барий-, кадмий-, цинксодержащий м. Вигостаб БКЦ	-	3	3	3	4	2,5	3	3	3	3,5
9.	Мел	5÷10	-	-	-	-	-	-	-	-	-
10.	Триоксид сурьмы	10÷20	5	7,5	5	5	5	3	5	5	7,5
11.	Микромрамор фракционированный (серия "Супер")	-	5	10	5	5	5	3	5	5	7,5
12.	Гидроксид магния м. "Экопирен 5С"	-	30	30	40	20	30	30	30	30	35
13.	Тригидрат алюминия	30÷40	-	-	-	-	-	-	-	-	-
14.	Пигменты	0,5÷3	-	-	-	-	-	-	-	-	-
15.	Диоксид титана	-	12	12	12	12	14	12	10	12	14
16.	Оптический отбеливатель	-	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,1	0,08	0,1	0,1
	Итого:	188÷256	205,1	215,6	211,1	195,1	206,6	201,1	205,08	203,5	219,5

Таблица 2
Физико-механические показатели
№№ п/п	Наименование показателя	Прототип	Примеры
	1	2	3	4	5*	6	7**	8	9
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1.	Толщина, мм	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02	0,2±0,02
2.	Прочность при разрыве, МПа в продольном направлении	18	19	16,1	19,5	18,4	18,8	18,6	18,8	19,5	18
в поперечном направлении	14	14,2	14	14,8	14,5	14	14,2	14	14,6	14
3.	Относительное удлинение при разрыве, %
в продольном направлении	330	220	225	180	220	220	220	225	220	220
в поперечном направлении	290	265	270	200	260	250	245	260	260	265
4.	Жесткость, сН в продольном направлении	1,1	1,6	1,3	2,8	2,6	1,6	1,5	1,6	1,6	1,5
в поперечном направлении	1,2	1,5	1,2	2,5	2,0	1,5	1,4	1,5	1,5	1,4
5.	Кислородный индекс, % O2	35	35	34	35	34	35	34	35	35	35
6.	Потеря массы, % (время экспозиции 30'')	3,8	2,8	2,6	2,6	3,0	2,8	3,0	3,1	2,8	2,7
7.	Величина обугленного участка, мм	60	50	50	50	55	52	55	55	50	50
* - при обработке наблюдаются окрашенные полосы
** - образцы с пониженной белизной

Таблица 3
Сравнительные физико-механические показатели пленочного материала
№№ п/п	Наименование показателя	Метод испытания	Норма по ТУ 8721-027-00302480-04	Аналог по RU	Предлагаемый материал по патентной заявке
1	2	3	4	5	6
1.	Толщина, мм	ГОСТ 17035	0,2±0,02	0,21	0,21
2.	Разрушающая нагрузка при растяжении, МПа	ГОСТ 14236	не менее
в продольном направлении	15	17,8	19,8
в поперечном направлении	14	14,0	14,2
3.	Относительное удлинение при разрыве, % в продольном направлении	ГОСТ 14236	не менее
150	330	220
в поперечном направлении	140	290	265
4.	Жесткость, сН	ГОСТ 8977	не более
в продольном направлении	3	1,1	1,6
в поперечном направлении		1,2	1,5
5.	Светостойкость, баллы	ГОСТ 9780	не менее 4	3	4
6.	Устойчивость к светотепловому старению (по жесткости), %	ГОСТ 8979-75	не более 200	120	120
7.	Продолжительность самостоятельного горения, с		-	0	0

Таблица 4
Характеристика используемых компонентов
№ п/п	Наименование компонентов	Основные качественные показатели	Норма показателя
1	2	3	4
1.	Поливинилхлорид	1. Агрегатное состояние	порошок
суспензионный м. ПВХС-7059М	2. Количество загрязнений и посторонних включений, шт., не более	16
ГОСТ 14332-78	3. Значение К	70÷72
	4. Насыпная плотность, г/см3	0,45÷0,55
	5. Остаток после просева на сите №0315, %на сите №0063, %	не более 0,5не более 95
2.	Дифенилоктилфосфат	1. Агрегатное состояние	прозрачная жидкость
2. Массовая доля Р, %	8,5
3. Плотность при 20°С, кг/м3	1090
4. Кислотное число, мг. КОН/г	0,01
3.	Стабилизатор комплексный барий-, кадмий-, цинксодержащий м. Вигостаб БКЦ	1. Агрегатное состояние	Однородная пастообразная масса от кремового до светло-коричневого цвета
2. Массовая доля Ва, %	3÷4
3. Массовая доля Zn, %	0,03÷0,1
ТУ 2492-410-04872688-99	4. Массовая доля Cd, %	6,8÷7,9
	5. Массовая доля осадка на сите с сеткой 04 К по ГОСТ 6613,%	не более 4
	6. Цветность по йодной шкале, не более номера	8
4.	Гидроксид магния	1. Агрегатное состояние	Порошок
м. "Экопирен 5С"	2. Насыпная масса, г/л	300÷450
ТУ 1517-003-59074732-2007	3. Гранулометрическое распределение (D 50%), мкм	3÷4,5
	4. Гранулометрическое распределение (D 90%), мкм	10,5÷12
	5. Потери массы при прокаливании, %	не менее 30÷33

Продолжение таблицы 4
1	2	3	4
5.	Триоксид сурьмы	1. Агрегатное состояние	порошок белого цвета
ТУ 48-14-8-83	2. Массовая доля основного вещества, %	не менее 98
6.	Обработанные рутильные	1. Агрегатное состояние	порошок
модификации титана (ТiO2) NE 48-0501-347-92	2. Средний размер частиц, мкм	0,22÷0,26
7.	Микромрамор	1. Агрегатное состояние	порошок
фракционированный (серия	2. Массовая доля, %
"Супер")	СаСО3	не менее 98
ТУ 5716-003-40705684-2001	MgCO3	не более 1,5
	Fе2О3	не более 0,1
	3. Средний медианный диаметр частиц (D50), мкм	1,7÷0,2
	4. Максимальный медианный диаметр частиц (D98), мкм	10÷2
8.	Диоксид титана, пигментный	1. Агрегатное состояние	порошок
ГОСТ 9808-84	2. Массовая доля диоксида титана, %	не менее 93
	3. Массовая доля рутильной формы, %	не менее 95
	4. Укрывистость, г/м2	не более 40
	5. Диспергируемость, мкм	не более 15
	6. Белизна, усл. ед.	не менее 94
9.	Оптический отбеливатель	1. Агрегатное состояние	кристаллический порошок
Threetex FP		желтого цвета
	2. Температура плавления, °С	216÷222
	3. Содержание золы, %	не более 0,1
	4. Содержание основного вещества, %	97

Огнестойкая полимерная композиция для пленочного материала, включающая суспензионный поливинилхлорид, пластификатор, термостабилизатор, антипирен и пигменты, отличающаяся тем, что в качестве пластификатора используется дифенилоктилфосфат, в качестве термостабилизатора барий-, кадмий-, цинксодержащий комплексный стабилизатор м. Вигостаб БКЦ; антипирирующие добавки - гидроксид магния м. "Экопирен 5С", триоксид сурьмы, микромрамор фракционированный, взятые в соотношении (4,66÷6):1:1 соответственно, в качестве пигмента - диоксид титана и оптический отбеливатель, а количественный состав полимерной композиции выбран при следующем соотношении, мас.ч.:

Поливинилхлорид м. ПВХ С-7059М	100
Дифенилоктилфосфат	48÷52
Барий-, кадмий-, цинксодержащий
комплексный стабилизатор м. Вигостаб БКЦ	3÷3,5
Гидроксид магния м. "Экопирен 5С"	30÷35
Триоксид сурьмы	5÷7,5
Микромрамор фракционированный	5÷7,5
Диоксид титана	12÷14
Оптический отбеливатель	0,1