Полимерная композиция с пониженной горючестью

 

Использование: изготовление деталей теле-, радио- и светотехники и электротехнического назначения из полимерного материала с повышенной стойкостью к горению и термоокислительному старению. Сущность изобретения: полимерная композиция, включающая полипропилен, гексабромциклододекан, трехокись сурьмы, фенольный термостабилизатор и химическую добавку, в качестве химической добавки содержит полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас. гексабормциклододекан 6,0 16,0; трехокись сурьмы 3,0 8,0; фенольный термостабилизатор 0,2 15; полиметиленкарбамид 4,0 14,0; полипропилен остальное. Использование композиции полипропилена указанного состава позволяет изготавливать различные детали, имеющие стойкость к горению класса ПВ О и стойкость к термоокислительному старению более 170 и до 540 ч. 2 табл.

Изобретение относится к полимерным материалам с повышенной стойкостью к горению и термоокислительному старению и может быть использовано при изготовлении деталей теле-, радио- и светотехники, изделий электротехнического назначения.

Известно использование циклоалифатического броморганического замедлителя горения гексабромциклододекана, в частности 3 мас. гексабромциклододекана в сочетании с 1-2 мас. трехокиси сурьмы, способны обеспечить материалу полипропилену класс горючести V-2 по UL-94 [1] Недостатком данной композиции является то, что материал не может быть отнесен к классу V-0 или V-1 из-за каплепадения.

Известна полимерная композиция с повышенной стойкостью к горению, включающая полипропилен, гексабромциклододекан и трехокись сурьмы [2] Недостатком данной композиции является сравнительно низкая стойкость к горению, составляющая класс V-2 по методу UL-94.

Известна полимерная композиция с пониженной горючестью, включающая полипропилен, гексабромциклододекан, трехокись сурьмы и химическую добавку 2,4,6-триамино-симм-триазин следующего состава, мас. гексабромциклододекан 8,0-16,0; трехокись сурьмы 4,0-8,0; 2,4,6-триамино-симм-триазин (меламин) 2,0-5,0; полипропилен остальное [3] Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому изобретению является полимерная композиция с пониженной горючестью, включающая, мас. полипропилен (стабилизированный по 16 рецептуре (Ирганокс) 86,0; гексабромциклододекан 8,0; трехокись сурьмы 4,0 и химическая добавка меламин 2,0 [4] Недостатками данных композиций являются низкая стойкость к горению, составляющая класс ПВ-2 (по принятому в 1989 году методу определения стойкости к горению по ГОСТ 28157-89); низкая стойкость к термоокислительному старению (ТОС), составляющая от 0,5 до 6 сут при 150^оС (по ГОСТ 26996-86 п. 5.12) в зависимости от содержания фенольного термостабилизатора, а следовательно, невозможность использования данных композиций в изделиях электротехнического назначения, где стойкость ТОС должна быть не менее 7 сут, и в конденсаторах, где ТОС не менее 15 сут.

Технической задачей изобретения является повышение стойкости композиции к горению и термоокислительному старению при сохранении физико-механических, тепло-физических и электрических показателей композиции на должном уровне.

Поставленная техническая задача обеспечивается тем, что известная композиция, включающая полипропилен, фенольный термостабилизатор, гексабромциклододекан, трехокись сурьмы и химическую добавку полиметиленкарбамид, при следующем соотношении компонентов, мас. Гексабромциклододекан 6,0-16,0 Трехокись сурьмы 3,0-8,0 Фенольный термо- стабилизатор 0,2-1,5 Полиметиленкарбамид 4,0-14,0 Полипропилен Остальное Для экспериментальной проверки заявляемого состава композиции были подготовлены 12 смесей ингредиентов, из которых 6 показали оптимальные результаты (см. табл.1,2, пример 13 по прототипу, примеры 14-17 по аналогу).

В качестве компонентов используют: изотактический полипропилен по ГОСТ 26996-86, в качестве антипиренов гексабромциклододекан в виде порошка с содержанием связанного брома не менее 70% по ТУ 6-47-06-89 и трехокись сурьмы в виде порошка по ТУ 48-14-2-82.

Используемая химическая добавка полиметиленкарбамид (ПМК) побочный продукт производства карбосмол (по ТУ 6-05-211-1448-87), представляет собой белый порошок с насыпной массой 460-520 г/л, средний размер частиц 40 мкм.

ПМК имеет следующую структурную формулу: NH₂ -NH-CH₂- CH OH где n 2-50.

Содержание азота в ПМК ≈ 35 мас. показатель белизны ПМК ≈ 90-95 усл.ед.

В качестве термостабилизатора используют эфир 3,5-ди-трет-бутил-4-гидрооксифенилпропионовой кислоты и пентаэритрита (Ирганокс 1010-импорт) или ди-3-(3,5-ди-трет-бутил-4-оксифенил)пропилфталат (Фенозан-43) по ТУ 88-15326-03-90 (ПО "Алтайхимпром"). Композиции готовят в смесителе типа Бенбери при температуре 160-180^оС в течение 10 мин. Полученные композиции гранулируют на экструдере типа "Brabender" и отливают из нее образцы для испытаний. Определение предела текучести при растяжении проводят по ГОСТ 11262-80 и п. 4.4 ТУ 301-05-35-90. Электрическую прочность при частоте 50 Гц определяют по ГОСТ 6433-71 и п. 4.5 ТУ 301-05-35-90. Показатель белизны определяют на фотоэлектрическом блескомере типа ФБ-2 по ГОСТ 896-69. Термостабильность при 200^оС определяют по ГОСТ 14041-68. Устойчивость композиции к термоокислительному старению определяют по ГОСТ 26996-86. Определение стойкости композиции к горению определяют по ГОСТ 28157-89 и п. 4.7 ТУ 301-05-35-90.

Представленные результаты показывают, что композиция предлагаемого состава (примеры 2-7 табл.1,2) на основе полипропилена с использованием в качестве химической добавки полиметиленкарбамида обладает повышенной стойкостью к горению и составляет ПВ-0, кроме того, повышается стойкость к термоокислительному старению и составляет 170 ч (пример 5 табл.2), 540 ч (пример 7 табл. 2), при сохранении других показателей композиции на должном уровне. Повышение стойкости композиции к горению объясняется вероятно тем, что химическая добавка полиметиленкарбамид в данном сочетании ингредиентов проявляет антипирирующий эффект, который можно вероятно объяснить усиленным коксообразованием на поверхности горящего материала, а также выделением негорючего газа азота при термическом разложении полиметиленкарбамида.

Эффект повышения стойкости заявляемой композиции к термоокислительному старению при введении в нее полиметиленкарбамида обусловлен тем, что ПМК является более эффективным акцептором HBr и других продуктов разложения гексабромциклододекана, чем меламин, поскольку обладает более развитой структурой поверхности и наряду с чисто химическим взаимодействием проявляется сильное адсорбционное взаимодействие.

Использование изобретения позволит получить композицию полипропилена, имеющую стойкость к горению класса ПВ-0 и стойкость к термоокислительному старению более 170 ч и до 540 ч.

Формула изобретения

ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ С ПОНИЖЕННОЙ ГОРЮЧЕСТЬЮ, включающая полипропилен, гексабромциклододекан, трехокись сурьмы, фенольный термостабилизатор и химическую добавку, отличающаяся тем, что она в качестве химической добавки содержит полиметиленкарбамид при следующем соотношении компонентов, мас.

Гексабромциклододекан 6,0 16,0 Трехокись сурьмы 3,0 8,0
Фенольный термостабилизатор 0,2 15,0
Полиметиленкарбамид 4,0 14,0
Полипропилен Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 30.03.1997

Номер и год публикации бюллетеня: 32-2001

Извещение опубликовано: 20.11.2001        

---