EA031761B1 - Огнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов - Google Patents
Огнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов Download PDFInfo
- Publication number
- EA031761B1 EA031761B1 EA201700047A EA201700047A EA031761B1 EA 031761 B1 EA031761 B1 EA 031761B1 EA 201700047 A EA201700047 A EA 201700047A EA 201700047 A EA201700047 A EA 201700047A EA 031761 B1 EA031761 B1 EA 031761B1
- Authority
- EA
- Eurasian Patent Office
- Prior art keywords
- fire
- polypropylene
- polyolefin
- richvin
- melamine
- Prior art date
Links
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к огнезащищенным композициям, предназначенным для изготовления прочных и твердых полимерных материалов, обладающих несущей способностью. Задачей заявляемого технического решения является разработка огнестойкой конструкционной полимерной композиции на основе полиолефинов, имеющей категорию стойкости к горению ПВ-0 с сохранением физико-механических характеристик. Поставленная задача достигается тем, что в огнестойкой конструкционной полимерной композиции на основе полиолефинов, содержащей полиэтилен высокой плотности или полипропилен, а в качестве замедлителя горения полифосфат аммония, замедлитель горения дополнительно содержит меламин, пентаэритрит, гидроксид магния, в качестве модификатора содержит стеариновую кислоту, а в качестве термостабилизатора - Ричвин 944 при следующем соотношении компонентов, мас.%: полифосфат аммония - 15-25, гидроксид магния - 1-10, меламин - 2-6,5, пентаэритрит - 1,5-6, стеариновая кислота - 0,5-1, термостабилизатор (Ричвин 944) - 0,5-1, полиэтилен высокой плотности или полипропилен - остальное.
Description
Изобретение относится к огнезащищенным композициям, предназначенным для изготовления прочных и твердых полимерных материалов, обладающих несущей способностью. Задачей заявляемого технического решения является разработка огнестойкой конструкционной полимерной композиции на основе полиолефинов, имеющей категорию стойкости к горению ПВ-0 с сохранением физико-механических характеристик. Поставленная задача достигается тем, что в огнестойкой конструкционной полимерной композиции на основе полиолефинов, содержащей полиэтилен высокой плотности или полипропилен, а в качестве замедлителя горения полифосфат аммония, замедлитель горения дополнительно содержит меламин, пентаэритрит, гидроксид магния, в качестве модификатора содержит стеариновую кислоту, а в качестве термостабилизатора Ричвин 944 при следующем соотношении компонентов, мас.%: полифосфат аммония - 15-25, гидроксид магния - 1-10, меламин - 2-6,5, пентаэритрит - 1,5-6, стеариновая кислота - 0,5-1, термостабилизатор (Ричвин 944) - 0,5-1, полиэтилен высокой плотности или полипропилен остальное.
031761 В1
Изобретение относится к огнезащищенным композициям, предназначенным для изготовления прочных и твердых полимерных материалов, обладающих несущей способностью.
Композиция представляет собой гранулы и изготавливается на основе полиэтилена высокой плотности или полипропилена с введением модифицирующих добавок, регулирующих огнестойкость и физико-механические свойства.
Материалы на основе полиэтилена и полипропилена являются наиболее широко используемыми полимерными материалами. Они обладают высокой механической прочностью, высоким сопротивлением ударным нагрузкам, стойкостью к действию агрессивных сред и влаги, электроизоляционными свойствами. Одним из основных недостатков, сдерживающих применение полиолефиновых материалов, является их высокая горючесть. Горят эти полимеры, образуя расплав, который может разбрызгиваться в виде горящих капель. В соответствии с современными требованиями необходимо использовать материалы с пониженной горючестью, не образующие токсичных продуктов термического разложения и горения. В качестве замедлителей горения для изготовления конструкционных материалов, как правило, применяются органические и неорганические соединения азота и фосфора, оксиды и гидроксиды двух- и трехвалентных металлов [1].
Однако применение дорогостоящих органических соединений приводит к резкому удорожанию материалов, а введение неорганических замедлителей горения приводит к снижению физико-механических характеристик.
Известна формовочная композиция и изделия из нее, изготавливаемые методом экструзионного формования [2], относящаяся к полимерным материалам с пониженной горючестью, на основе полипропилена. Снижение горючести полипропилена без ухудшения физико-механических свойств получаемого полипропиленового гранулята с пониженной горючестью обеспечивает следующее содержание компонентов (мас.%): гранулят полипропилена - 85,2; м-фенилендиамин - 0,24; SiO2 - 0,45; Fe2O3 - 0,35; CaO 0,80; MgO - 0,79; Na2O - 0,70; K2O - 0,75; Sb2O3 - 0,41; парафин - 1,03; сажа - 2,44; антиоксидант - 1,0; краситель - 4,0; тальк - остальное. Недостатком данной композиции является использование оксида сурьмы, который в прогретом слое полимера при огневом воздействии образует токсичные продукты. Эффективность снижения горючести определяется по значению кислородного индекса, полученному при испытаниях материала, изготовленного методом экструзионного формования из полипропиленового гранулята. Данный метод является недостаточно показательным для получения огнезащитных характеристик испытуемого материала из-за склонности к образованию расплава и затуханию его за счет скапывания.
Известен огнестойкий материал [3], относящийся к конструкционным композиционным материалам, на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена, используемый для промышленного производства огнестойких изделий методом прессования. Огнестойкий материал содержит сверхвысокомолекулярный полиэтилен (80 мас.%), взятый в порошкообразном виде с размером частиц порошка 20-50 мкм, и полифосфат аммония (20 мас.%) с размером частиц порошка не более 10 мкм. Изготовление огнестойкого материала является технологически трудоемким и дорогостоящим процессом из-за необходимости получения полиэтилена в порошкообразном виде. Кроме того, он не обеспечивает равномерности получаемого композита.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является огнестойкая композиция [4] на основе полиолефинов (ПЭВД, ПЭНД или полипропилена), содержащая в качестве замедлителя горения полифосфат аммония и блок-сополимер мочевины с диэтиленгликоль-бис-(4-метил-3изоцианатофенил)карбаматом, дополнительно содержит полиамид и бутадиен-стирольный термоэластопласт с содержанием связанного стирола 27-47%. Оценка стойкости к горению для категории ПВ-0 заключается в определении времени самостоятельного горения образца, которое не должно превышать 10 с. Недостатком данной композиции является низкий уровень огнестойкости получаемых полипропиленовых и полиэтиленовых композиций - в основном ПВ-2. Согласно ГОСТ 28157 при такой категории огнестойкости допускается образование горящих капель, а время самостоятельного горения образца после приложения пламени может составлять 30 с. Для применения конструкционных полимерных материалов в изделиях различного назначения требуются материалы с категорией огнестойкости ПВ-0 - отсутствие образования горящих капель, время самостоятельного горения образца не должно превышать 10 с.
Задачей заявляемого технического решения является разработка огнестойкой конструкционной полимерной композиции на основе полиолефинов, имеющей категорию стойкости к горению ПВ-0 с сохранением физико-механических характеристик.
Поставленная задача достигается тем, что огнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов, содержащая полиэтилен высокой плотности или полипропилен, в качестве замедлителя горения - полифосфат аммония, замедлитель горения дополнительно содержит меламин, пентаэритрит, гидроксид магния, в качестве модификатора содержит стеариновую кислоту, а в качестве термостабилизатора - Ричвин 944 при следующем соотношении компонентов, мас.%:
- 1 031761
| полифосфат аммония | 15-25 |
| гидроксид магния | 1-10 |
| меламин | 2-6,5 |
| пентаэритрит | 1,5-6 |
| стеариновая кислота | 0,5-1 |
| термостабилизатор (Ричвин 944) | 0,5-1 |
| полиэтилен высокой плотности | остальное |
или полипропилен
Пример 1. Огнестойкую конструкционную полимерную композицию готовят смешением порошкообразных компонентов с размером частиц, не превышающих 100 мкм, при следующем содержании, мас.%: полифосфат аммония - 25 (ТУ 6-47-15); гидроксид магния - 1 (ТУ 6-09-3759); меламин - 6,5 (ГОСТ 7579); пентаэритрит - 6 (ГОСТ 9286), стеариновая кислота - 1 (ГОСТ 6484) и термостабилизатор (Ричвин 944 - поли[[6-[(1,1,3,3-тетраметилбутил)амино]-1,3,5-триазин-2,4-диил][(2,2,6,6-тетраметил-4пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]-0,5 (Rich Yu Chemical Co., Ltd., Тайвань) на любом смесительном оборудовании, например бетономешалке, при скорости перемешивания 40 об/мин - время перемешивания 5-10 мин и последующим совмещением полученной смеси с расплавом полипропилена 60 (ГОСТ 26996) в двухшнековом экструдере. Дальнейшую переработку композиции осуществляют в экструдере в интервале температур 190-210°С в течение 5-7 мин. Полученная композиция представляет собой однородную по всему объему массу материала, который на выходе из экструдера подвергают грануляции. Для определения категории стойкости к горению готовили образцы имеющие форму бруска длиной 125 мм, шириной 10 мм и толщиной 3 мм.
Другие примеры рецептур полимерных композиций, получаемых аналогично примеру 1, представлены в табл. 1.
Таблица 1
| Компоненты композиции | Содержание компонентов в композиции, масс. % | ||||||
| Прото- тип | Пример 1 | Пример 2 | Пример 3 | Пример 4 | Пример 5 | Пример 6 | |
| полифосфат аммония | 15 | 25 | 20 | 15 | 15 | 20 | 25 |
| гидроксид магния | 1 | 5,5 | 10 | 10 | 5,5 | 1 | |
| меламин | 6,5 | 4,25 | 2 | 2 | 4,25 | 6,5 | |
| пентаэритрит | 6 | 3,75 | 1,5 | 1,5 | 3,75 | 6 | |
| стеариновая кислота | - | 1 | 0,75 | 0,5 | 0,5 | 0,75 | 1 |
| термостабилизатор (Ричвин 944) | - | 0,5 | 0,75 | 1 | 1 | 0,75 | 0,5 |
| полиамид | 6 | ||||||
| блоксополимер мочевины с диэтиленгликольбис-(4-метил-3изоцианатофенил) карбаматом | 15 | ||||||
| бутадиенстирольный термоэластопласт | 4 | - | - | - | - | - | - |
| полипропилен | 60 | 60 | 65 | 70 | |||
| полиэтилен высокой плотности | - | - | - | - | 70 | 65 | 60 |
Категорию стойкости к горению полимерных композиций определяли по ГОСТ 28157 (метод Б).
Материалы, отнесенные к категории ПВ-0 по ГОСТ 28157 (метод Б), должны удовлетворять следующим требованиям:
время горения образца не должно превышать 10 с после каждого приложения пламени;
суммарное время горения серии из пяти образцов после двукратного приложения пламени не должно превышать 50 с;
ни один из образцов не должен гореть или тлеть до зажима;
гигроскопическая хирургическая вата, находящаяся на расстоянии 300 мм под образцом, не должна
- 2 031761 воспламеняться падающими частицами вещества;
ни один образец не должен гореть и тлеть более 30 с после второго удаления пламени.
Результаты определения категории стойкости к горению и физико-механических характеристик полимерных композиций представлены в табл. 2.
Данные, представленные в табл. 2, подтверждают, что предлагаемая огнестойкая конструкционная композиция на основе полиолефинов по стойкости к горению относится к категории ПВ-0 по ГОСТ 28157 (метод Б).
Таким образом, заявляемое техническое решение позволяет изготовить композицию, отвечающую категории стойкости к горению ПВ-0 с сохранением физико-механических характеристик (предел текучести при растяжении и относительное удлинение).
Источники информации.
1. Асеева P.M. Горение полимерных материалов/Р.М. Асеева, Г.Е. Заиков//М. Наука, 1981, стр. 255, 259.
2. Патент RU № 2483922, МПК B29C 70/62, C09K 21/14, B29C 47/00, 10.06.2013.
3. Патент RU № 2350642, МПК C09K 21/14, C09K 21/04, C08L 23/06, 27.03.2009.
4. Патент BY № 5296. МПК C08L 23/06, 23/12, 75/02, 77/00, C09K 21/14, 30.06.2003 (прототип).
Таблица 2
| Характеристики | Образцы | ||||||||||||||||||||||||||||||
| Прото тип | Пример 1 (5 образцов) | Пример 2 (5 образцов) | Пример 3 (5 образцов) | Пример 4 (5 образцов) | Пример 5 (5 образцов) | Пример 6 (5 образцов) | |||||||||||||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | ||
| Время горения после первого приложения пламени, с | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 2 | 1 | 2 | 1 | 0 | 0 | 1 | 2 | 1 | 1 | |
| Время горения после второго приложения пламени, с | 1 | 2 | 1 | 0 | 2 | 2 | 2 | 1 | 0 | 1 | 4 | 5 | 0 | 1 | 5 | 3 | 2 | 4 | 1 | 2 | 5 | 3 | 2 | 1 | 3 | 2 | 4 | 4 | 3 | 2 | |
| Время тления после второго приложения пламени, с | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | |
| Суммарное время горения серии из пяти образцов, с | 8 | 7 | 21 | 14 | 22 | 20 | |||||||||||||||||||||||||
| Образцы, прогоревшие до зажима | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | ||||
| Наличие падающих частиц, поджигающих вату | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | нет | |||||
| Категория стойкости к горению по ГОСТ 28157 | ПВ-2 | ПВ-0 | ПВ-0 | ПВ-0 | ПВ-0 | ПВ-0 | ПВ-0 | ||||||||||||||||||||||||
| Предел текучести при растяжении, МПа | 23,9 | 29,2 | 32,8 | 37,5 | 25,3 | 22,8 | 23,4 | ||||||||||||||||||||||||
| Относительное удлинение при разрыве, % | 49,8 | 37 | 42 | 48 | 350 | 328 | 335 |
Claims (1)
- ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯОгнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов, содержащая полиэтилен высокой плотности или полипропилен, а в качестве замедлителя горения - полифосфат аммония, отличающаяся тем, что замедлитель горения дополнительно содержит меламин, пентаэритрит, гидроксид магния, в качестве модификатора содержит стеариновую кислоту, а в качестве термостабилизатора поли[[6-[(1,1,3,3-тетраметилбутил)амино]-1,3,5-триазин-2,4-диил] [(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]] (Ричвин 944) при следующем соотношении компонентов, мас.%:полифосфат аммония - 15-25, гидроксид магния - 1-10, меламин - 2-6,5, пентаэритрит - 1,5-6, стеариновая кислота - 0,5-1, поли[[6-[(1,1,3,3-тетраметилбутил)амино]-1,3,5-триазин-2,4-диил][(2,2,6,6-тетраметил-4пиперидинил)имино]-1,6-гександиил[(2,2,6,6-тетраметил-4-пиперидинил)имино]]-0,5 (термостабилизатор - Ричвин 944) - 0,5-1, полиэтилен высокой плотности или полипропилен - остальное.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700047A EA031761B1 (ru) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Огнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201700047A EA031761B1 (ru) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Огнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| EA201700047A1 EA201700047A1 (ru) | 2018-06-29 |
| EA031761B1 true EA031761B1 (ru) | 2019-02-28 |
Family
ID=62684514
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| EA201700047A EA031761B1 (ru) | 2016-12-21 | 2016-12-21 | Огнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA031761B1 (ru) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7138448B2 (en) * | 2002-11-04 | 2006-11-21 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Flame retardant compositions |
| US20100298474A1 (en) * | 2007-07-28 | 2010-11-25 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Halogen-free flame-proofing agent |
-
2016
- 2016-12-21 EA EA201700047A patent/EA031761B1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7138448B2 (en) * | 2002-11-04 | 2006-11-21 | Ciba Specialty Chemicals Corporation | Flame retardant compositions |
| US20100298474A1 (en) * | 2007-07-28 | 2010-11-25 | Chemische Fabrik Budenheim Kg | Halogen-free flame-proofing agent |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA201700047A1 (ru) | 2018-06-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Stark et al. | Evaluation of various fire retardants for use in wood flour–polyethylene composites | |
| CN102134352B (zh) | 一种膨胀型阻燃聚丙烯复合材料及其制备方法 | |
| Nazarov et al. | Research of fire resistance and physical-mechanical properties of secondary polyethylene | |
| Zhao et al. | Flame retardancy and thermal degradation properties of polypropylene/wood flour composite modified with aluminum hypophosphite/melamine cyanurate | |
| CN102229719B (zh) | 纳米介孔分子筛协效膨胀阻燃剂阻燃聚丙烯 | |
| WO2023179555A1 (zh) | 一种无卤阻燃聚碳酸酯/苯乙烯类树脂合金及其制备方法和应用 | |
| KR20070091037A (ko) | 방화성 조성물 | |
| Liu et al. | Preparation of aluminum hydroxide/aluminum phosphinate flame‐retardant poly (vinyl alcohol) foam through thermal processing | |
| CN105440564B (zh) | 一种无卤阻燃型abs复合材料及其制备方法 | |
| SU462336A3 (ru) | Формовочный состав на основе полиолефинов | |
| EA031761B1 (ru) | Огнестойкая конструкционная полимерная композиция на основе полиолефинов | |
| CN112080074A (zh) | 一种阻燃聚丙烯组合物及其制备方法和应用 | |
| CN111286169A (zh) | 含聚合物型单分子阻燃剂的聚乳酸乳酸阻燃复合材料及其制备方法 | |
| CN102153811B (zh) | 同时具备阻燃和增韧的聚丙烯复合材料 | |
| CN108570205A (zh) | 一种阻燃苯乙烯组合物及其制备方法 | |
| CN108250573B (zh) | 一种耐热氧老化的无卤环保阻燃聚丙烯材料及其制备方法 | |
| CN104130505A (zh) | 一种无卤阻燃交联聚丙烯及其制备方法与应用 | |
| RU2309964C1 (ru) | Состав композиционного термопластичного материала | |
| Borukaev et al. | Effect of zinc molybdate on the fire-resistant and physicomechanical properties of PVC plastic | |
| JP6816288B2 (ja) | ポリオレフィン系難燃性発泡体製造用樹脂組成物およびこれから形成された難燃性発泡体 | |
| KR102007219B1 (ko) | 난연성을 가진 열가소성 폴리우레탄 수지 조성물 및 그 제조 방법 | |
| CN106554605A (zh) | 一种磷溴协效高膨胀阻燃pet材料及其制备方法 | |
| Suparanon et al. | Highly impact toughened and excellent flame-retardant polylactide/poly (butylene adipate-co-terephthalate) blend foams with phosphorus-containing and food waste-derived flame retardants | |
| CN113121913A (zh) | 一种耐划伤无卤阻燃长纤pp及其制备方法 | |
| KR102656925B1 (ko) | 인계 난연 복합 컴파운드 및 이의 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | Lapse of a eurasian patent due to non-payment of renewal fees within the time limit in the following designated state(s) |
Designated state(s): AM AZ BY KZ KG TJ TM RU |