CS218980B1 - Směs aditiv pro antistatickou a nehořlavou úpravu polymerů - Google Patents

Abstract

Směs aditiv na intumescentní bázi pro antistatickou a nehořlavou úpravu některých plastů a elastomerů. Směs sestává ze 4 až 20 hmot. dílů amelidu, ameltnu a/nebo melaminu a/nebo aneurinu, 30 až 80 hmot. dílů aktivních sazí nebo· grafitu, 10 až 30 hmot. dílů čtyř- až šestimocného polyalko- holu, nejlépe mono- až tripentaerytritolu a 10 až 40 hmot. dílů fosforečnanu nebo polyfosforečnanu amonného, příp. fosforečnanu nebo polyfosforečnanu vápenatého nebo jejich směsi.

Description

Vynález řeší směs aditiv na intumescentní bázi pro antistatickou a nehořlavou úpravu některých plastů a elastomerů.

V posledních letech stále více přibývá aplikací na bázi nejrůznějších materiálů, u kterých se vyžaduje vedle řady jiných vlastností i nehořlavá a antistatická úprava. Platí to především pro plasty, v menší míře i pro některé syntetické, ale zejména přírodní elastomery, které patří vesměs mezi izolanty. Obvykle je úprava těchto materiálů značně obtížná, protože technologie 'zpracování vyžaduje dodržení přesných Teologických vlastností, naopak však úprava směsí pomocí aditiv do potřebné míry značně zvyšuje viskozitu a tím i zpracovatelnost finálního produktu.

V současné době prakticky neexistuje účinné aditivum, které by současně zajišťovalo nehořlavou a antistatickou úpravu polymeru. Obě vlastnosti je nutno zajišťovat nezávisle na sobě vhodnou volbou jednotlivých přísad. Tak je možno užít například pro nenasycené polyesterové pryskyřice kombinace halogenových sloučenin s antimontrioxidem. Jako dono-rů halogenu je užíváno nejčastěji chlor- nebo obecně halogenparalfinů, případně hexachlorendometylentetrahydroftalové kyseliny či anhydridu, ihalogenderivátů difenylu atd. Další cestou je přísada hydrátu hlinitého, případně různých minerálních plniv včetně asbestu v mikrokrystalické úpravě. V posledních letech se užívají mimo to i retardéry na fosforečné bázi (nejčastěji) nebo obecně na bázi fosforu, vázaného v různém stupni. Sy.nergicky s fosforem působí i některé kysličníky kovů. Právě tak jsou využívány i retardéry na intumescentní bázi, které působí objemným uhlíkatým zbytkem, vytvářeným při vyšších teplotách na povrchu polymeru. Tyto retardéry jsou obvykle užívány v podobě povrchových ochranných vrstev.

Pro antistatickou úpravu polymerů se užívají většinou různé typy grafitu, případně elektricky vodivých sazí. V menší míře bylo využito i železných pilin, případně dalších podobných přísad, pro uvedenou úpravu jsou však obvykle užívány i různé kovové sítě, vodivé pásky atd. Základní nevýhodou všech uvedených postupů je především značné procento plnění uvedených aditiv do polymeru, aby bylo dosaženo požadovaného účinku. To v řadě případů přímo vylučuje použití toho kterého systému, i když by jeho vlastnosti působily příznivě. Tak například kombinace hydrátu hlinitého (který tvoří v současné době více než 50 % celkového objemu ve světě vyráběných retardérů hoření pro polymery) spolu s antistatickými přísadami j-e téměř vyloučena, protože celkové procento- aditiv by v polymeru dosáhlo více než 50 % a směs by byla prakticky nezpracovatelná. Mimo toi jsou kombinace dosud užívaných směsí poměrně nákladné a s požadovaným cílovým efektem finanční náklady na výrobu samozřejmě velmi rychle rostou. Stejně rychle ovšem klesají i fyzikálně-mechanické vlastnosti konečného produktu.

Většinu výše uvedených nevýhod odstraňuje řešení podle předmětného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává ze 4 až 20 hmot. dílů amelidu, amelinu, melaminu, případně urotropinu a/nebo jeho nitroderivátů, případně guanidinu nebo aneurinu, 30 až 80 hmot. dílů aktivních sazí nebo grafitu, 10 až 30 hmot. dílů mono- až tri-pentaerytritolu sorbitu nebo manitu a 10 až 40 hmot. dílů fosforečnanu nebo polyíosforečnanu amonného, případně fosforečnanu nebo polyfosforečnanu vápenatého nebo jejich směsi, podle potřeby doplněný 1 až 50 hmot. díly škrobu, dextrínu a/nebo karboxymetylcelulózy. Tím se zajistí vedle plné samozhášivosti i snížení elektrického odporu polymeru. Zkouškami bylo prokázáno, že lze tímto způsobem zajistit snížení hořlavosti například u polyesterových skelných laminátů do třídy B při měrném odporu řádově až ΙΟ³ Ω.

Výhody směsi podle vynálezu vyplývají z jejího určení. Některé anorganické soli na bázi fosforu, přidávané jako aditivní retardér hoření do polymerů působí spolu s grafitem či aktivními sazemi synergicky a velmi podstatně zvyšují elektrickou vodivost polymeru. To v praxi znamená, že již malý přídavek směsi podle vynálezu zajistí vedle plné samozhášivosti a snížení elektrického odporu polymeru. Uvedeným způsobem lze již s poměrně nízkými přídavky této víceúčelové směsi dosáhnout podstatně vyšších účinků z hlediska antistatické úpravy nehořlavých polymerní ch materiálů, než u dosavadních způsobů. Vlivem synergického působení grafitu a (pravděpodobně) fosforečných solí dochází ke snížení měrného odporu nejméně o 1 až 2 řády v porovnání se stejným obsahem grafitu či sazí bez dalších přísad. Snižuje se tím samozřejmě i obsah plniv celkově, což má dále podstatný vliv na zpracovatenost konečného produktu, tedy plněného polymeru. Nižší spotřebou aditiva dochází dále k úsporám v nákladech, a to jednak vlivem materiálových úspor, jednak lepší zpracovatelností konečné směsi. Nižší spotřebou aditiva se současně zlepšují i fyzikálně-mechanické parametry výrobku, protože tyto vlastnosti se stoupajícím obsahem plniv obvykle klesají.

Řešení má vedle popsaných výhod ještě další přínos, zejména pro< výrobce, ale i pro zpracovatele aditivních samozhášivých směsí, a to především v tom, že přídavkem grafitu či sazí dochází k podstatnému snížení lepivosti a spékání či hrudkování při delším skladování a prodlužuje se tak skladovatelnost a odpadá manipulace u zpracovatele při drcení hrudě To je spíše ovšem ná218980 sledný efekt, vyplývající z vlastností grafitu a jeho mazných účinků.

Směs podle vynálezu nalezne své použiti především pro výrobu větracích sklolaminátových potrubí pro důlní účely, resp. pro hlubinné doly, dále pak pro sklolaminátové aparáty v chemickém průmyslu, pro vzduchotechnická zařízení ve výbušných prostředích a ve značném rozsahu pro výrobu polyesterových či epoxidových podlahovin v průmyslu. Značný přínos může vykázat uvedená směs i při aplikaci v některých elastomerech, například při plnění kaučukových těsnicích tmelů, těsnicích pásků a ί tak dále.

hexametylén-tetramin kyselý fosforečnan amonný sekundární tripentaerytritol aktivní saze hmot. dílů hmot. dílů 18 hmot. dílů 53 hmot. dílů

Podlahovina byla testována státní zkušebnou a obdržela ates-t podle platné ČSN 73 0862 ve třídě A. Povrchový odpor byl naměřen 12,1.10⁴ ohmu.

Použitím saží bez dalších přísad lze získat hořlavou směs ve třídě C 2 podle téže normy s povrchovým odporem 2.10⁷ ohmu. Příklad 3

Příklad 1

Pro výrobu sklolaminátových luten s obsahem cca 50 % nenasycené polyesterové pryskyřice ortoftalového typu bylo použito aditivní směsi následujícího složení:

Amelin grafit MV 90/92 polyfosforečnan amonný pentaerytritol bramborový škrob hmot. dílů 50 hmot. dílů 40 hmot. dílů 12 hmot. dílů hmot. díly

Uvedená směs dosáhla třídy hořlavosti podle platné CSN 73 0862 ve třídě B, tj. kyslíkového indexu cca 40 a povrchového odporu 4.10⁴ ohmu.

Tatáž směs 'bez použití grafitu měla povrchový odpor 2.10¹² ohmu, pryskyřice bez použití jiných přísad než uvedeného procenta grafitu dosáhla povrchového odporu 8.10⁶ ohmu. Pryskyřice hořela. Měření byla provedena podle CSN 34 1382 a ČSN 33 2030.

Příklad 2

Polyesterová podlahovina opět na bázi nenasycené polyesterové pryskyřice má následující složení:

Ochranná vodivá vrstva pro zásobník na bázi epoxidové pryskyřice byla navržena takto:

Melamin 17 hmot. dílů polyfosforečnan vápenatý 40 hmot. dílů grafit 40 hmot. dílů sorbit 20 hmot. dílů karboxymetylceluloza 20 hmot. dílů

Směs byla zařazena podle ČSN 64 0756 mezi materiály nehořlavé, s kyslíkovým indexem 38,2. Povrchový odpor byl naměřen 6,3.10⁵ ohmu.

Příklad 4

Pro výrobu laminátového krytu na bázi ortoftalového typu nenasycené polyesterové pryskyřice bylo užito:

Amelid	12 hmot. dílů
hexanitrát hexametylén-
tetr aminu	8 hmot. dílů
dipentaerytritol	30 hmot. dílů
akt. saze	55 hmot. dílů
fosforečnan amonný
primární	40 hmot. dílů

Povrchový odpor byl naměřen na povrchu dílce 3,3.10⁴ ohmu, hořlavost ve třídě B podle CSN 73 0862.

Claims (1)

1. Směs aditiv pro antistatickou a nehořlavou úpravu polymerů, vyznačená tím, že sestává ze 4 až 20 'hmot. dílů amelidu, amelinu, melaminu, případně urotropinu a/nebo jeho nitroderivátů nebo guanidinu či aneurinu, 30 až 80 hmot. dílů aktivních sazí neVYNÁLEZU bo grafitu, 10 až 30 hmot. mono- až tri-pentaerytritolu, sorbitu nebo manitu, a 10 až 40 hmot. dílů fosforečnanu nebo polyfosforečnanu amonného, příp. fosforečnanu nebo polyfosforečnanu vápenatého nebo jejich směsi.