CS270038B1 - Composite materials on base of polyolefins - Google Patents

Description

Vynález se týká kompozitních materiálů na bázi polyolefinů obsahujících směsná plniva, která půeobí jako netoxické retardéry hoření.

Je známo, že polyolefiny jsou snadno hořlavé materiály· Tato okolnost značně omezuje jejich aplikace v řadě odvětví, jako je pozemní stavitelství, dopravní techniks i elektrotechnika·

Pojem hořlavost je třeba poeuzovat jak z hlediska velikosti zdroje požáru (jiskro, zápalka, malý požár, velký požár), tak i z hlediska doby působení požáru na zkoumaný materiál· V poslední době se stále větší vážnost připisuje sekundárním charakteristikám hořlavosti, mezi které patří především когоživost a toxicita zplodin hoření i hustota kouře. Tyto požadavky vyplývají ze statistických údajů, podle kterých došlo к převážné většině lidských obětí při požáreoh v důsledku otrav zplodinami hoření· To je důvod, proč jsou opouštěny dosud používané retardéry obsahující halo- ^л geny. Tak se například zakazuje používání brómovaného difenyléteru, protože při teplotě aei 600 °C vznikají vysoce toxické tri- až okta-bromo benzofurany. ,

Proto ee začínají rychle prosazovat plniva, která při působení žáru odštěpují vodu. Mezi příklady patří hydroxid hlinitý, který se rozkládá při cca 190 °C (ten je použitelný jen pro polymery zpracovávané pod touto teplotou) a hydroxid horečná- , tý, který odštěpuje vodu teprve od 340 °C. Z toho vyplývá, že hydroxid hlinitý není použitelný pro polypropylen.

Hydroxid hořečnatý o potřebné velikosti částic (1 až 5 /Um) e potřebnou povrchovou úpravou představuje nákladné plnivo (odhaduje se, že jeho cena neklesne pod 1,5 US dolarů/kg), což omezuje jeho použití jen pro speciální aplikace, např· pro elektrotechnický průmysl·

Pro vnl.kotonrtžní aplikace v pozemním stavitelství je proto žádoucí nalézt plnivo, které splňuje požadavek zpracovatelnosti bez rozkladu do teploty minimálně 250 °C a jehož výroba je levnější· Aby došlo к účinné retardaci hoření polyolefinů je třeba, aby к odštěpení vody došlo v teplotním intervalu od 260 do 400 °C, což je již teplota, kdy dochází к samovznícení polyolefinů.

Levný a enadno dostupný hydroxid vápenatý je jako retardér hoření téměř neúčinný, protože к jeho dehydrataci dochází při příliš vysoké teplotě (od 520 °C), stejně málo účinné jsou oxidy a uhličitany vápenaté a hořečnaté, které patří к nejlevnějSím plnivům. _r ' '

Nyní byla naležena levná přísada, která zvyšuje nehořlavost kompozitních materiálů plněných těmito plnivy. v

Předmětem vynálezu jeou kompozitní materiály na bázi polyolefinů plněných hydroxidy, oxidy a uhličitany vápenatými a nebo hořečnatými obsahující případně pigmenty, stabilizátory, zpracovatelské přísady a případně další polymery, které obsahují 20 až 50 hmotnostních dílů polyolefinů, 25 až 75 hmotnostních dílů vápenatých a nebo hořrčnntých plniv a 5 až 45 hmotnostních dílů síranu amonného·

Síran amonný je až do teploty 320 °C stabilní, nad touto teplotou dochází к jeho parciálnímu rozkladu:

(1).

Vzniklý hydrogensíran amonný reaguje s uhličitany např·

CaCO₃ + NH₄HSO₄—^CaS0₄ + NHj + COg * HgO (2)

Zcela analogicky je možno využít síran amonný к rozkladu hydroxidů, např

Ca(0H)₂ + NH₄HS0₄

CaS0₄ + NH^ * 2 H₂0 (3)

OS 270038 B1

Vedle čistého uhličitanu nebo hydroxidu vápenatého lze tedy popsaných reakcí využít i pro četná další plniva obsahující uhličitany a/nebo hydroxidy a oxidy, jako jsou dolomity a hydráty vzniklé částečnou nebo úplnou hydratací pálených karbonátů podle čs. autorského osvědčení č. 249337·

Podmínkou účinnosti jmenovaných aměanýoh plniv je vhodná velikost částic (v rozíjnhu 1 už 20 /um) a jejich vhodné povrchová úprava, tak aby jednotlivé částice byly

	dobře dispergovány.		«
	Vhodné etnéei podle vynáleeu	jsou např, soustavyi
	CaCO3 + (NH4)20O4	až do molárního poměru	1 1	i 1
Л	Meco3 . oaco3 + (nh4)2bo4		1 i	: 2
	Ca(OH)2 + (NH4)2804	« ♦' -	1 i	! 1
> 4	Mg(0H)2 . CaCO3 + (NH4)2SO4		1 i	! 1

Přísada síranu amonného zvýší nejen produkci vody a oxidu uhličitého při působení žáru na kompozitní materiál, ale zvýší též účinnost systému jako retaderu hoření a přispívá i к endotermičnosti probíhajících reakcí·

Jako polymerní matrice mohou být použity polyolefiny ve formě homopolymerů (polypropylen, polyetylén), kopolymerů nebo i směsí s jinými polymery· Materiály mohou obsahovat i další minoritní plniva a výztuže, maziva, pigmenty i stabilizační přísady.

Podstatu vynálezu blíže objasní následující příklady·

Všechny vzorky jsou připraveny na hnětáku Brabender obvyklým postupem při 200 °C, 8 dobou pobytu 10 minut při 50 ot/min, tělíska pro hodnocení kyslíkového čísla (KČ) dle ČSN 640756 byla připravena lisováním. Velikosti částic všech plniv odpovídá jemnosti d 97 = 15 /um· Všechny uvedené díly jsou hmotnostní. PP znamená v příkladech» použití polypropylenu, PE polyetylénu.

Příklady 1 až 2 polymer : PP 55 212 Mosten	Kyslíkové číslo
40 d. PP + 30 d. CaCOj + 30 d.(NH4)2 - SO4	25,0
40 d. PP + 60 d. CaCO^ (srovnávací pokus) '	21,5
Příklady 3 až 4
polymer : PE ?B 29 Liten
30 d. PE ♦ 40 d. CaCOj +30 d.(NH4)2 S04	26,0
30 d. PE + 70 d. СаСО^ (srovnávací pokus)	23,5
Příklady 5 až 6
polymer : ЕРЕМ Hťlls
30 d. kaučuk EP + 40 d. CaCO3 + 30 d.(HH4)2 S04	25,0
30 d. kaučuk EP + 70 d. CaC03 (srovnávací pokus)	22,0
Příklady 7 až 8
polymer PP 55 212	26,5
40 d. PP + 25 d. Ca(0H)2 + 35 d.(NH.)2 SO.	22,0

d. PP + 60 d. Ca(OH>2 (srovnávací pokus)

CS 27ΟΟ3Θ B1

Příklady 9 až 10 polymer : PE FB 29 .

d. PE + 40 d· Mg(OH)₂ . CaCO₃ + 30 d.(NH₄)₂ Š0₄

d. PE + 70 d. Mg(OH)₂ · CaCOj (srovnávací pokus)

Kyslíkové číslo

Claims (1)

1. Kompozitní materiály na bázi polyolefinů plněných hydroxidy, oxidy a uhličitany vápenatými a nebo hořečnatými, obsahující případně pigmenty, stabilizátory, zpracovatelské přísady a nebo dalfií polymery, vyznačené tím, že obsahují 20 až 50 hmotnostních dílů polyolefinů, 25 až 75 hmotnostních dílů vápenatých a nebo hořečnatých plniv a 5 až 45 hmotnostních dílů síranu amonného.