Огнестойкая поликарбонатная композиция
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
