Огнестойкая полимерная композиция и изделие, выполненное из нее

Изобретение относится к негорючим слабодымящим полимерным композициям на основе полибутилентерефталата. Полученная композиция может быть использована для изготовления литьем под давлением и экструзией деталей конструкционного и декоративно-конструкционного назначения, применяемых в автомобиле- и авиастроении и других видах транспорта, а также электротехнике. Техническая задача - разработка полимерной композиции, обеспечивающей пожаробезопасность (высокую огнестойкость и низкое дымовыделение) изготовленных из нее изделий при сохранении высокого уровня физико-механических свойств. Предложена огнестойкая полимерная композиция, включающая полибутилентерефталат, органогалогенный антипирен и политетрафторэтилен, которая в качестве органогалогенного антипирена содержит декабромдифенилоксид или его смесь с трехокисью сурьмы, и дополнительно содержит модификатор блоксополимер полиблочного строения, полученный путем синтеза бутандиола с олиготетраметиленоксидом при избытке диметилтерефталата, при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: полибутилентерефталат 79,5-91, декабромдифенилоксид или его смесь с трехокисью сурьмы 4-10, указанный модификатор 4-15, политетрафторэтилен 1-3, а также изделия, изготовленные из предлагаемой огнестойкой полимерной композиции. Вышеуказанные изделия обеспечивают необходимый уровень пожаробезопасных свойств. 2 табл.

 

Изобретение относится к негорючим слабодымящим полимерным композициям на основе полибутилентерефталата. Полученная композиция может быть использована для изготовления литьем под давлением и экструзией деталей конструкционного и декоративно-конструкционного назначения, применяемых в автомобиле- и авиастроении и других видах транспорта, а также электротехнике.

Известна формовочная огнестойкая композиция, содержащая полибутилентерефталат, меламин (антипирен) и сернокислый барий (наполнитель) (ав.св. СССР 1578158 ).

Недостатками композиции являются сильное дымовыделение при горении, низкие значения деформационных, в т.ч. демпфирующих, свойств и недостаточная огнестойкость.

Известна огнестойкая полимерная композиция, содержащая полиалкилентерефталат, антипирен, термостабилизатор, стекловолокнистый наполнитель и модификатор - эпоксидную смолу (ав.св. СССР 1789533).

Недостатками композиции являются сильное дымовыделение и высокая плотность.

Известна огнестойкая полиэфирная формовочная композиция, содержащая полиэфир (полибутилентерефталат, полиэтилентерефталат), антипирен, модификатор, стабилизатор, наполнитель (Германия, заявка № 19837701)

Указанная полимерная композиция имеет высокие показатели негорючести, хорошие деформационные свойства (не содержит наполнителей), но обладает высоким дымовыделением.

Изделия, изготовленные из известных полимерных композиций, не обеспечивают необходимого уровня пожаробезопасных свойств за счет высокого дымовыделения.

Наиболее близкой к заявляемой композиции, принятой за прототип, является огнестойкая полиэфирная композиция, включающая, мас.%:

Органогалогенный антипирен (предпочтительно
ароматические бромсодержащие соединения - дифениловый
эфир с 5-10 ат.Вr, тетрабромобисфенол А и др.)1-40
Политетрафторэтилен с размером частиц 20-800 мкм
(предпочтительно 100-700 мкм)0,01-5
Триоксид сурьмы1-30

в расчете на 100 мас.% полиэфира - в основном полибутилентерефталата (патент США № 5194481).

Указанная полимерная композиция имеет высокие показатели негорючести (К.И.= 29,3-30,1), хорошие прочностные и деформационные свойства, но обладает высоким дымовыделением. Поэтому изделия, изготовленные из композиции-прототипа, также не обеспечивают необходимого уровня пожаробезопасных свойств.

Технической задачей предлагаемого изобретения является разработка полимерной композиции, обеспечивающей пожаробезопасность (высокую огнестойкость и низкое дымовыделение) изготовленных из нее изделий при сохранении высокого уровня физико-механических свойств.

Для решения поставленной технической задачи предложены:

Огнестойкая полимерная композиция, включающая полибутилентерефталат, органогалогенный антипирен и политетрафторэтилен, которая в качестве органогалогенного антипирена содержит декабромдифенилоксид или его смесь с трехокисью сурьмы, и дополнительно содержит модификатор - блоксополимер полиблочного строения, полученный путем синтеза бутандиола с олиготетраметиленоксидом при избытке диметилтерефталата, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Полибутилентерефталат79,5-91
Декабромдифенилоксид или
его смесь с трехокисью сурьмы4-10
Указанный модификатор4-15
Политетрафторэтилен1-3

и изделия, изготовленные из предлагаемой огнестойкой полимерной композиции.

Массовое соотношение бутандиола и олиготетраметиленоксида при синтезе блоксополимера составляет 9:1.

Массовое соотношение декабромдифенилоксида и трехокиси сурьмы составляет 2:1.

В качестве политетрафторэтилена предлагаемая композиция содержит ультрадисперсный порошок политетрафторэтилена с размером частиц 1-20 мкм.

Снижение дымовыделения и сохранение физико-механических свойств достигается введением в рецептуру предлагаемой огнестойкой полимерной композиции модификатора - указанного блоксополимера и ультрадисперсного порошка политетрафторэтилена.

Модификатор - блоксополимер полиблочного строения - содержит блоки звеньев, образованных диметилтерефталатом и бутандиолом, и звеньев, образованных диметилтерефталатом и олиготетраметиленоксидом. Синтез блоксополимера осуществляют при избытке диметилтерефталата. Массовое соотношение бутандиола и олиготетраметиленоксида может быть любым, но предпочтительно соотношение 9:1.

Модификатор-блоксополимер имеет хорошее сродство с полибутилентерефталатом, хорошо совмещается с ним в расплаве, равномерно распределяется по объему полимера и способствует кристаллизации последнего без возникновения внутренних напряжений.

Центрами кристаллизации являются частицы ультрадисперсного порошка политетрафторэтилена.

Равномерное распределение модификатора-блоксополимера в полибутилентерефталате способствует более плотной упаковке макромолекул последнего, что позволяет уменьшить доступ кислорода в объем полимера, а сильно развитая поверхность частиц ультрадисперсного (1-20 мкм) порошка политетрафторэтилена способствует поглощению продуктов горения. Все это приводит к снижению дымовыделения.

В предлагаемой полимерной композиции был использован полибутилентерефталат по ТУ 2226-001-45372259-98.

В качестве органогалогенного антипирена могут быть использованы различные галогенсодержащие соединения, но предпочтительнее использовать декабромдифенилоксид (ТУ 2494-451-04872688-2003) или его смесь с трехокисью сурьмы (ТУ 48-15-1-88). Соотношение декабромдифенилоксида и трехокиси сурьмы может быть различным, но наилучший технический результат достигается при соотношении 2:1.

Ультрадисперсный порошок политетрафторэтилена имеет размер частиц 1-20 мкм (ТУ).

Из предлагаемой полимерной композиции можно получить методами литья под давлением и экструзии такие изделия, как корпуса приборов, детали пассажирских кресел, профили крепления и др.

Примеры осуществления

Пример 1.

Получение блоксополимера.

В реактор, снабженный обогревом и мешалкой, загружают 177 г диметилтерефталата, 112,5 г бутандиола и 12,5 г олиготетраметиленоксида с молекулярной массой 1000. В качестве катализатора используется тетрабутоксититан, в качестве термостабилизатора - Ирганокс 1010 (фосфоросодержащий ингибитор).

Синтез ведут при температуре 150-200°С и интенсивном перемешивании в течение 2 час. На первой стадии происходит образование олигомеров с концевыми бутандиольными группами и отгоняется метанол.

Затем поднимают температуру до 245°С и синтез проводят в течение 1,5-2 ч в вакууме при остаточном давлении 1 мм рт.ст. до полной отгонки избыточного бутандиола.

Получение полимерной композиции.

Смесь, состоящая из 79,5 мас.ч полибутилентерефталата (ТУ 2226-001-45372259-98), 5,0 мас.ч декабромдифенилоксида, 2,5 мас.ч. трехокиси сурьмы, 10 мас.ч. блоксополимера и 3 мас.ч. ультрадисперсного политетрафторэтилена, тщательно перемешивается в смесителе и подается в загрузочный бункер экструдера, где гомогенизируется и превращается в гранулы. Температурный режим экструдера 200-230°С, зона сопла -227±2°С. Образцы для испытаний полимерной композиции изготавливаются на стандартной литьевой машине.

Из предложенной огнестойкой полимерной композиции по примеру 1 были изготовлены методом литья под давлением образцы для испытаний в виде дисков (ГОСТ 18616-80) и лопаток (ГОСТ 11262-80). Методом экструзии из композиции по примеру 1 были изготовлены изделия - профили крепления.

Примеры 2-5.

Получение огнестойкой полимерной композиции осуществляют аналогично примеру 1, но при соотношении компонентов, указанных в таблице 1.

Из предложенной огнестойкой полимерной композиции по примерам 2-5 были изготовлены образцы в виде дисков (ГОСТ 18616-80) и лопаток (ГОСТ 11262-80). Методом литья под давлением из композиций по примерам 2-5 были изготовлены изделия - детали пассажирских кресел, корпуса приборов, выключатели, штепсельные разъемы.

Свойства огнестойкой полимерной композиции по сравнению с прототипом приведены в таблице 2.

Таблица 1
Наименование компонентовСостав, мас. ч., по примерамПрототип
12345
Полибутилентерефталат79,586,091,079,583,0100
Модификатор
(блоксополимер)10,07,04,015,05,0-
Органогалогенный
антипирен5,04,03,04,010,01-40
Трехокись сурьмы2,5-1,52,0-1-30
Политетрафторэтилен3,02,01,02,02,00,01-5

Таблица 2
НаименованиеСостав, мас. г., по примерамПрототип
свойств12345
Физико-механические свойства
Плотность, г/см31,361,351,351,351,41,45
Предел прочности при разрыве, МПа636562586060
Относительное удлинение при разрыве, %7810984
Пожаробезопасные свойства
Горючесть
τocт, с7898410-12
Нпрогор, см1,11,31,31,21,04,2
Дымовыделение
D2105110110105100>150
D4190195205195200250
Примечание: τост - время остаточного горения (тления) после воздействия пламени газовой горелки в течение 12 с на вертикально расположенных образцах;

Нпрогор - высота прогорания;

D2, D4 - удельная оптическая плотность дыма за 2 и 4 минуты соответственно (усл. ед.).

Физико-механические свойства композиций определялись по стандартным методикам, горючесть - по ОСТ 1 90094-79, дымообразование - по ГОСТ 24632-81.

Из таблицы 2 следует, что предлагаемая огнестойкая полимерная композиция обладает пониженным на 25-30% дымообразованием по сравнению с прототипом.

Таким образом, предлагаемая огнестойкая композиция сочетает в себе низкие дымовыделение и горючесть наряду с высокими прочностными и деформационными свойствами.

Изделия, изготовленные из предлагаемой огнестойкой полимерной композиции, обеспечивают необходимый уровень пожаробезопасных свойств.

1. Огнестойкая полимерная композиция, включающая полибутилентерефталат, органогалогенный антипирен и политетрафторэтилен, отличающаяся тем, что в качестве органогалогенного антипирена она содержит декабромдифенилоксид или его смесь с трехокисью сурьмы и дополнительно содержит модификатор-блоксополимер полиблочного строения, полученный путем синтеза бутандиола с олиготетраметиленоксидом при избытке диметилтерефталата, при следующем соотношении компонентов, мас.ч:

Полибутилентерефталат79,5-91
Декабромдифенилоксид или
его смесь с трехокисью сурьмы4-10
Политетрафторэтилен1-3
Модификатор4-15

2. Огнестойкая полимерная композиция по п.1, отличающаяся тем, что массовое соотношение бутандиола и олиготетраметиленоксида при синтезе блоксополимера составляет 9:1.

3. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп.1 и 2, отличающаяся тем, что массовое соотношение декабромдифенилоксида и трехокиси сурьмы в смеси составляет 2:1.

4. Огнестойкая полимерная композиция по любому из пп.1-3, отличающаяся тем, что в качестве политетрафторэтилена она содержит ультрадисперсный порошок политетрафторэтилена с размером частиц 1-20 мкм.

5. Изделие, отличающееся тем, что оно изготовлено из огнестойкой полимерной композиции по любому из пп.1-4.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности к получению полимерных материалов с пониженной горючестью, применяемых в различных отраслях народного хозяйства.

Изобретение относится к композициям холодного отверждения на основе олигомерных эпоксидных систем с пониженной горючестью для покрытия наливных полов на бетонной подложке, находящих применение в химической, нефтехимической, радиоэлектронной промышленности, в том числе и на АЭС.

Изобретение относится к области химии, в частности к огнестойким материалам содержащим высокомолекулярные соединения. .
Изобретение относится к огнезащитной композиции и способу ее получения. .
Изобретение относится к антипиренам - веществам, предохраняющим материалы органического происхождения от воспламенения и горения, в частности к интумесцентным коксообразующим антипиренам, т.е.

Изобретение относится к защитным текстильным материалам со специальными свойствами, а именно к огнестойким текстильным материалам. .

Изобретение относится к производству экологически чистого трудно сгораемого теплоизоляционного засыпного материала в виде сферических гранул (окатышей) из отходов переработки древесного сырья, конкретно из опилок, остающихся на деревообрабатывающих предприятиях.

Изобретение относится к полимерным огнезащитным материалам, предназначенным для защиты металлических конструкций от воздействия огня в условиях пожара. .

Изобретение относится к разработке термопластичной композиции на основе смеси полиэтилентерефталата (ПЭТФ) и его отходов, перерабатываемых формованием литьем под давлением, экструзией и др.

Изобретение относится к стабилизированным полимерным композициям на основе полибутилентерефталата (ПБТФ), которые могут быть использованы в качестве термопластичного конструкционного материала.

Изобретение относится к термопластичной формовочной массе на основе полиэтилентерефталата (ПЭТФ), применяемой для изготовления малогабаритных изделий. .

Изобретение относится к композициям, содержащим привитые сополимеры полипропилена, поликарбонат, алифатический полиэфир и, необязательно, каучуковый компонент и/или полипропилен.

Изобретение относится к технологии пластмасс и может быть использовано при производстве волокон, литьевых изделий и т.д. .

Изобретение относится к твердофазной полимеризации бывшего и не бывшего в употреблении полиэтилентерефталата (ПЭТФ). .

Изобретение относится к получению полимерной композиции, обладающей высокими механическими свойствами и маслобензостойкостью, которая легко перерабатывается экструзией, литьем под давлением, термоформованием и другими методами.

Изобретение относится к термопластичным полимерным композициям на основе полиэфиров, в частности поликарбоната (ПК), полиэфиркарбоната (ПЭК), полибутилентерефталата (ПТБ), полисульфона (ПС), используемых для получения конструкционных материалов, находящих применение в машиностроении, электротехнике, радиотехнике, приборостроении, кабельной промышленности, для протезирования и т.

Изобретение относится к получению термопластичных композиций, которые могут найти широкое применение для изготовления деталей конструкционного назначения с высокой ударной прочностью в различных отраслях промышленности, в частности, в автомобилестроении для изготовления литьем под давлением бамперов, решеток радиаторов, декоративных колпаков, передней панели приборов, в электротехнике для изготовления корпусных деталей.

Изобретение относится к композициям полибутилентерефталата (ПБТФ), которые находят широкое применение в качестве конструкционного материала

Изобретение относится к негорючим слабодымящим полимерным композициям на основе полибутилентерефталата

Наверх