CS232310B1 - Samozháěivý materiál pro slaboproudou elektrotechniku - Google Patents

Abstract

Vynález ee týká saaozháfiivých materiálů pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu ve směsi se styrenovými plasty a polyolefiny, stabilizátory, retardéry hoření a dalěími přísadami. Materiál obsahuje 0,05 až 3 hmotnostní díly derivátů guanidinu, 0,2 až 5 hmotnostních dílů kysličníku molybdenového a 2 až 20 hmotnostních dílů trifenylfosfátů anebo substituovaných trifenylfosfátů a vyznačuje se dobrými elektrickými vlastnostmi, zejména nízkým ztrátovým činitelem.

Description

Vynález se týká samozháSivého materiálu vhodného pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu ve směsi s jinými polymery, s přídavkem stabilizátorů, retardérů hoření, případně pigment lubrikantů a dalších přísad.

Čistý poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylénoxid) se vyznačuje vynikajícími elektrickými vlastnostmi v Širokém intervalu teplot i frekvencí, velmi dobrou rozměrovou stálostí, značnou tepelnou odolností, samozháěivostí a dobrou mechanickou pevností, což spolu s výbornou odolností vůči vlhkosti, kyselinám, zásadám a alkoholům jej předurčuje pro využití v elektrotechnickém průmyslu. Jeho použití v čisté formě je věak velmi omezené vzhledem k vysoké vyskozitě taveniny. Obvyklým řeěením tohoto problému je smíchávání polyfenylénoxidu s jinými polymery, z nichž se nejčastěji používá čirý nebo houževnatý polystyrén v kombinaci s menším množstvím kaučuků a polyolefinů. Tyto směsi mají velmi dobré tokové i mechanické vlastnosti, přísadou dalších polymerů dochází však ke snížení termooxidační stability a ^horšení elektrických vlastností. Vysoký obsah polystyrénu ve směsích způsobuje navíc hořlavost materiálu, to pro většinu aplikací znamená přidávat kromě stabilizátorů také retardéry hoření, čímž dochází k dalšímu podstatného zhoršení elektrických vlastností, zejména ztrátového činitele.

U směsí připravených s přísadou dusíkatých bází podle ČS 159 032 lze tento problém řešit přidáním některých běžných kovových kysličníků podle čs. autorského osvědčení č. 232 308. Ještě výraznějšího zlepšení elektrických vlastností stabilizovaných směsí lze dosáhnout podle ČS 201 766 použitím substituovaných guanidinů nebo biguanidinů jako látek potlačujících ve směsi nežádoucí změny vlastností polyfenylénoxidu při tepelném zpracování. Jejich použití je vhodné rovněž pro směsi retardované organickými halogenderiváty nebo elementárním červeným fosforem, používanými obvykle jako retardéry hoření.

Pro speciální aplikace v elektrotechnickém průmyslu se však v některých případech nedoporučuje používat výše uvedené retardéry hoření vzhledem k možné korozi elektrotechnických součástek, případně vzniku toxických zplodin při eventuální havárii přístroje, v němž byl materiál použit. Běžné retardéry hoření ze skupiny triarylfosfátů, které by byly nejvýhodnější vzhledem k tomu, že nevykazují zmíněné nepříjemné efekty, v tomto případě nelze použít, poněvadž se ukázalo, Že v kombinaci s guanidiny nebo biguanidiny u směsí obsahujících více než 40 hmotnostních dílů polystyrénu nedochází (zejména při laboratorní teplotě) ke zlepšení elektrických vlastností v takovém rozsahu jako bez použití uvedených retardéri, navíc není dostačující samozhášivost. To znamená, že materiál s původně výbornými vlastnost mi nelze připravit v samozhéšivé úpravě vyhovující kvality. Nyní bylo zjištěno, že toho lze dosáhnout ternární kombinací substituovaných guanidinů nebo biguanidinů, triarylfosfátů a kysličníku molybdenového.

Předmětem vynálezu je samozháěivý materiál pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu ve směsi se styrenovými plasty a polyolefiny, stabilizátory a retardéry hoření ze skupiny trifenylfosfátů v kombinaci s kysličníkem molybdenovým a případně dalšími přísadami jako jsou například pigmenty nebo lubrikanty, přičemž materiál obsahuje: 0,05 až 3 hmotnostní díly .derivátů guanidinu (1) (I) nebo biguanidinu (11)

R²- N

N - R² .C - H - C.

(II)

R³- N

7 kde R až R je vodík, metyl, etyl, fenyl, tolyl nebo xylyl, 0,2 až 5 hmotnostních dílů kysličníku molybdenového a 2 až 20 hmotnostních dílů trifenylfosfátu anebo substituovaných trifenylfosfátů.

Jako polyfenylénoxid se rozumí póly(2,6-dimetyl-1,4-fenylénoxid). SalSí složkou směsi může být některý z následujících polymerů, případně jejich kombinace: styrénový plast, t například čirý polystyrén, houževnatý polystyrén nebo terpolymer akrylonitrilu, butadiénu a styrénu, polyolefiny, například polyetylén, polypropylén, etylén-propylénový kopolymér (s vlastnostmi termoplastu nebo elastomaru), polyizobutylén, dále etylén-propyléndienový * kaučuk nebo butylkaučuk. Celkový obsah těchto modifikačních polymerů se může pohybovat v rozmezí 1 až 70 hmotnostních % počítáno na směs s polyfenylénoxidem. Materiál obsahuje dále termooxidační stabilizátory, přísady ke zlepšení odolnosti vůči atmosférickému stárnutí, případně také pigmenty, lubrikanty a podobně.

Přísadou kysličníku molybdenového společně s deriváty guanidinu nebo biguanidinu do směsí retardovaných triarylfosfáty se dosáhne dobré saaozháěivosti materiálu. Současně dochází k vyznačenému zlepSení elektrických vlastností, zejména hodnoty ztrátového činitele při vyěěích teplotách ve srovnání s materiálem připraveným s přísadou jiných dusíkatých bází a trifenylfosfátu jako retardéru hoření anebo substituovaných trifenylfosfátů. Jako substituovaná trifenylfosfáty se rozumí fosfáty u nichž alespoň jeden vodík fenylových skupin je substituován alkyly, jako metyl, etyl, propyl, izopropyl nebo tercbutyl. Použitelné jsou tedy například trifenylfoafát, trikrezylfosfát, izopropylfenyl-difenylfosfát, 4,4-dietyldifenylfenylfoafát.

Vynález osvětlí následující příklady. Díly v příkladech uváděná jsou hmotnostní.

Přikladl

Ke směsi 50 dílů poly(2,6-dimethyl-1,4-fenylánoxidu), 43 dílů čirého polystyrénu, dílů etylén-propylánového kaučuku, 2 dílů kysličníku zinečnatého, 1 dílu tria /4-(1*-fenyl) etylfenylesteru/ kyseliny fosforité jako stabilizátoru a 7 dílů trifenylfosfátu bylo přidáno v případě A: 0,5 dílů Ν,Ν'-dimetylhexaaetylendiaminu, v případě B a C 0,5 dílu dimetylguanidinu. Směs C obsahovala navíc jeětě 5 hmotnostních dílů kysličníku molybdenového MoOj.

K přípravě těchto i v dalěím příkladě uváděných vzorků byl použit práškový polyfenylénoxid, jehož viskozitní číslo bylo 56,5 ml/g měřeno v chloroformu při koncentraci 0,3 g/100 mi roztoku při teplotě 25 °C.

Směs byla po důkladná homogenizaci přetavena na laboratorním šnekovém výtlačném stroji a vytlačená struna granulována. Z granulátu byly vylisovány desky a z nich mechanickým obráběním připravena zkušební tělesa pro stanovení základních mechanických, elektrických a tepelných vlastností. Naměřené hodnoty srovnávaných materiálů uvádí tabulka I.

Příklad 2

Ke směsi 50 dílů poly(2,6-dimetyl-1,4-fenylénoxidu), 48 dílů houževnatého polystyrénu, 2 dílů polyetylénu, 5 dílů kysličníku titaničitého, déle stabilizátoru ve složení: 1,2 dílu tris(nonylfenylfosfitu) a 0,2 dílu diterc.butyl-4-metylfenolu a 5 dílů izopropylřenyl-difenylfoafátu byly přidány v připadá A: 3 díly 8-fenyloktylaminu-l, v připadá B a C: 3 díly fenyl-o-tolylxylylguanidlnu, Směs C jeětě navíc obsahovala 0,2 dílu kysličníku molybdenového. Materiál byl zpracován a vyhodnocen stejná jako v předchozím příkladě, výsledky mířeni uvádí tabulka 11.

Tabulka 1

Vlastnost	Teplota měření	Směs A	Směs B	Směs C
ztrátový činitel, 50 Hz	23	2,5.10-3	7,2.10-3	3,2.10-3
	100	11,0.10-3	5,9.10-3	5,2.10-3
ČSN 346466	150	690.10-3	27,4.10-3	33,8.10-3
měrný vnitřní odpor [ílcm]	23	2,5.1016	3,1.1016	2,8.1016
ČSN 346460
hořlavost, UL 94 [s]	-	21	41	19
klasifikace		V - 1	nevyhovuje	V - 1
pevnost v tahu [líPa]
mikrotělesa s průřezem pracovní	23	51,2	51,7	50,9
části 1 mm2, deformační
rychlost 50 mm/min
vrubová houževnatost [j/cm2]	23	0,75	0,79	0,74

ČSN 640612, zkušební tělesa typu 3

teplota měknutí podle Viceta [°c]	135	133	135
ČSN 64 05 21, metoda B

Tabulka II

Vlastnost	Teplota měření [°c]	Směs A	Směs B	Směs C
ztrátový činitel, 50 Hz	23	2,4.10-3	4,3.10-3	3,0.10-3
	100	16,3.10-3	11,0.10-3	5,7.10-3
	150	110,0.10-3	68,0.10-3	40,5.10-3
měrný vnitřní odpor (pcm]	23	1,8.1016	1,7.1016 ·	1,7.1016
hořlavost [s]	-	18,2	42,5	’9,4
klasifikace		V - 1	nevyhovuje	V - 1
pevnost v tahu [MPa]	23	49,7	50,3	49,6
vrubová houževnatost fj/cm2]	23	0,71	0,73	0,68
teplota měknutí podle Vlčata °C-	-	135	134	134

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   2323IO

   SamozháSivý materiál pro slaboproudou elektrotechniku na bázi polyfenylénoxidu a jeho směsí se styrenovými plasty a polyolefiny, stabilizátory, retardéry hoření ze skupiny trifenylfosfátů v kombinaci s kysličníkem molybdenovým a případně dalšími přísadami jako jsou například pigmenty nebo lubrikanty, vyznačený tím, že obsahuje 0,05 až 3 hmotnost ní díly derivátů guanidinu (I)

   N - C - N (I) nebo biguanidinu (II)

   R²- N

   N - R³ (II)
2. 3_ 'N - R⁶ kde r’ až R? je vodík, metyl, etyl, fenyl, tolyl nebo xylyl, 0,2 až 5 hmotnostních dílů kysličníku molybdenového a 2 až 20 hmotnostních dílů trifenylfosfátů anebo substituovaných trifenylfosfátů.