PL221850B1 - Method for producing elastomer composite with flame retardant - Google Patents

Method for producing elastomer composite with flame retardant

Info

Publication number
PL221850B1
PL221850B1 PL401548A PL40154812A PL221850B1 PL 221850 B1 PL221850 B1 PL 221850B1 PL 401548 A PL401548 A PL 401548A PL 40154812 A PL40154812 A PL 40154812A PL 221850 B1 PL221850 B1 PL 221850B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
weight
rubber
expandable graphite
mixture
Prior art date
Application number
PL401548A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL401548A1 (en
Inventor
Dariusz M. Bieliński
Magdalena Kmiotek
Joanna Kleczewska
Mariusz Siciński
Rafał Anyszka
Original Assignee
Politechnika Łódzka
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Politechnika Łódzka filed Critical Politechnika Łódzka
Priority to PL401548A priority Critical patent/PL221850B1/en
Publication of PL401548A1 publication Critical patent/PL401548A1/en
Publication of PL221850B1 publication Critical patent/PL221850B1/en

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności z kauczuku syntetycznego, naturalnego lub ich mieszaniny.The subject of the invention is a method of producing a flame retardant elastomer composite from synthetic or natural rubber or a mixture thereof.

Elastomery ze względu na swoje unikalne właściwości, do których zaliczyć należy przede wszystkim zdolność do znacznych odkształceń o charakterze odwracalnym i do tłumienia drgań, którym towarzyszą mały ciężar właściwy, umiarkowany koszt i łatwość przetwórstwa, są szeroko stosowane do wyrobu uszczelnień, osłon elastycznych i elementów tłumiących drgania, w transporcie i motoryzacji, przemyśle maszynowym i wydobywczym, w tym również w górnictwie. Liczne zastosowania, także w warunkach zagrożenia pożarowego, na przykład w kopalniach, są przyczyną poszukiwania sposobów uniepalniania materiałów elastomerowych. Tylko nieliczne elastomery, jak plastyfikowany polichlorek winylu, chlorosulfonowany polietylen czy kauczuk fluorowy są niepalne, co wynika z ich budowy chemicznej.Elastomers, due to their unique properties, which include, first of all, the ability to significant reversible deformations and to damp vibrations, accompanied by low specific weight, moderate cost and ease of processing, are widely used for the production of seals, flexible covers and damping elements. vibrations, in transport and automotive, machinery and mining industries, including mining. Numerous applications, also in fire hazard conditions, for example in mines, are the reason for the search for methods of flame retardant elastomeric materials. Only a few elastomers, such as plasticized polyvinyl chloride, chlorosulfonated polyethylene or fluorine rubber, are non-flammable due to their chemical structure.

W celu uzyskania niepalnych lub trudnopalnych materiałów elastomerowych, do mieszanek kauczukowych wprowadza się antypireny, których działanie polega na przerwaniu lub ograniczeniu dostępu tlenu do strefy ognia, absorpcji wydzielającego się podczas spalania ciepła lub produkcji niepalnych gazów, na przykład pary wodnej, co dodatkowo prowadzi do obniżenia temperatury badanego układu. Antypireny mogą działać fizycznie (poprzez chłodzenie, powstawanie warstwy ochronnej na powierzchni spalanego materiału, rozcieńczanie palnych gazów) lub chemicznie (poprzez reakcje towarzyszące spalaniu w fazie stałej lub gazowej). Niektóre z tych efektów mogą się sumować, co określane jest mianem efektu synergistycznego.In order to obtain non-flammable or flame-retardant elastomeric materials, flame retardants are introduced into rubber mixtures, the action of which consists in interrupting or limiting the access of oxygen to the fire zone, absorption of heat generated during combustion or the production of non-flammable gases, e.g. water vapor, which additionally reduces temperature of the tested system. Antipyires can act physically (by cooling, creating a protective layer on the surface of the combusted material, diluting flammable gases) or chemically (through reactions accompanying solid or gas combustion). Some of these effects can add up, which is known as a synergistic effect.

Powszechnie znany jest sposób zmniejszania palności materiałów polimerowych na bazie żywic epoksydowych, nienasyconych poliestrów, polietylenu lub poli(chlorku winylu), polegający na wprowadzeniu do nich wodorotlenku glinu. Znaczące zmniejszenie palności uzyskuje się jednakże dopiero po wprowadzeniu dużych jego ilości, co z kolei wpływa negatywnie na właściwości mechaniczne materiałów. Uniepalniające działanie wodorotlenku glinu opisano m.in. w czasopiśmie Plastics Additives & Compounding 2003, 5, 18.There is a well-known method of reducing the flammability of polymeric materials based on epoxy resins, unsaturated polyesters, polyethylene or polyvinyl chloride by introducing aluminum hydroxide into them. However, a significant reduction in flammability is achieved only after the introduction of large amounts of it, which in turn negatively affects the mechanical properties of the materials. The flame-retardant effect of aluminum hydroxide is described, among others, by in the journal Plastics Additives & Compounding 2003, 5, 18.

Znany jest także sposób zmniejszania palności materiałów polimerowych polegający na wprowadzeniu do nich związków fluoru, boru czy chloru, na przykład taniej i łatwej w przetwórstwie chloroparafiny o stopniu schlorowania 40-70%. Produkty rozkładu termicznego chloroparafiny są bardziej lotne i przez to efektywność jej działania uniepalniającego jest mniejsza niż związków fluoro, czy boroorganicznych. Jednakże ogólną wadą związków halogenoorganicznych jest toksyczność wydzielających się produktów ich termicznego rozkładu oraz kapanie w trakcie palenia, ułatwiające rozprzestrzenianie się płomienia.There is also a known method of reducing the flammability of polymeric materials by introducing into them compounds of fluorine, boron or chlorine, for example cheap and easy to process chloroparaffin with a degree of chlorination of 40-70%. The products of the thermal decomposition of chloroparaffin are more volatile and therefore the effectiveness of its flame retardant action is lower than that of fluoro or organo boron compounds. However, the general disadvantage of organohalogen compounds is the toxicity of the released products of their thermal decomposition and the dripping when burning, which facilitates the spread of the flame.

Powszechnie znane jest również synergistyczne działanie chloroparafiny i trójtlenku antymonu. Sam trójtlenek antymonu może być wprowadzany do poli(chlorku winylu), gdzie w wyniku reakcji z obecnym w polimerze chlorem tworzy stabilne halogenki antymonu.The synergistic effect of chloroparaffin and antimony trioxide is also well known. Antimony trioxide itself can be introduced into polyvinyl chloride, where it reacts with chlorine present in the polymer to form stable antimony halides.

Znany jest również sposób poprawy stabilności termicznej polietylenu o wysokiej gęstości (PE-HD) poprzez wprowadzenie do polimeru parafiny, chloroparafiny, trójtlenku antymonu i ekspandowanego grafitu, co zostało opisane w czasopiśmie Energy Conversion and Mangement 2010, 51, 2733.There is also a known method of improving the thermal stability of high-density polyethylene (PE-HD) by incorporating paraffin, chloroparaffin, antimony trioxide, and expanded graphite into the polymer, as described in the Energy Conversion and Mangement 2010, 51, 2733 journal.

Znane jest zastosowanie grafitu ekspandowalnego, określanego też mianem ekspandującego, jako komponentu niepalnych ognioodpornych tworzyw sztucznych. Grafit ekspandowalny jest nowym antypirenem barierotwórczym, w którym warstwy grafitu, interkalowane najczęściej kwasem siarkowym(VI), kwasem azotowym(V) lub octowym, ulegają rozsunięciu, powodując wzrost objętości materiału, która może sięgnąć nawet 250-krotności wartości początkowej. Rodzaj użytego kwasu determinuje temperaturę początku procesu ekspandowania. Ekspandowalny grafit może być stosowany sam lub jednocześnie z innym antypirenem, najczęściej boranem cynku lub poli(fosforanem amonu).It is known to use expandable graphite, also known as expanding, as a component of non-flammable fire-resistant plastics. Expandable graphite is a new barrier flame retardant, in which graphite layers, most often intercalated with sulfuric (VI) acid, nitric (V) or acetic acid, are pulled apart, resulting in an increase in the volume of the material, which can reach up to 250 times the initial value. The type of acid used determines the starting temperature of the expansion process. The expandable graphite can be used alone or simultaneously with another flame retardant, most often zinc borate or poly (ammonium phosphate).

I tak w opisie zgłoszenia patentowego US 8178449 przedstawiono zastosowanie ekspandowalnego grafitu do wytwarzania powłok niepalnych pokryć dachowych.Thus, in the patent application US 8178449 the use of expandable graphite in the production of non-flammable roofing coatings is described.

Z czasopisma Polymer Degradation and Stability 2005, 89, 70 jest znany sposób poprawy właściwości termicznych nanokompozytów na bazie poliamidu 6 poprzez wprowadzenie do nich ekspandowalnego grafitu w ilości 1-5% wagowych.From the journal Polymer Degradation and Stability 2005, 89, 70 there is known a method of improving the thermal properties of polyamide 6-based nanocomposites by incorporating therein in an amount of 1-5% by weight of expandable graphite.

Z kolei w Polymer Degradation and Stability 2002, 77, 195 przedstawiono zastosowanie ekspandowalnego grafitu samego lub w połączeniu z trietylofosforanem amonu w celu uzyskania poprawy stabilności termicznej i zmniejszenia palności pianek poli(izocyjaninowo-poliuretanowych).In turn, Polymer Degradation and Stability 2002, 77, 195 shows the use of expandable graphite alone or in combination with ammonium triethylphosphate in order to improve thermal stability and reduce the flammability of poly (isocyanine-polyurethane) foams.

PL 221 850 B1PL 221 850 B1

W czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 183 opisano synergistyczne działanie ekspandowalnego grafitu i poli(fosforanu amonu, jako środka zmniejszającego palność w kompozytach polilaktydu.The journal Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 183 describes the synergistic effect of expandable graphite and poly (ammonium phosphate as a flame retardant in polylactide composites).

Natomiast w czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2001, 71, 375 opisano współdziałanie ekspandowalnego grafitu z poli(fosforanem amonu), boranem cynku, związkiem fosforoazotowym NP28 lub mikrokapsułowanym czerwonym fosforem jako środka zmniejszającego palność w polietylenie niskiej gęstości (PE-LD) lub kopolimerze etylenu z octanem winylu (EVA).In contrast, the journal Polymer Degradation and Stability 2001, 71, 375 describes the interaction of expandable graphite with poly (ammonium phosphate), zinc borate, NP28 phosphorous compound or microencapsulated red phosphorus as a flame retardant in low density polyethylene (PE-LD) or ethylene copolymer with vinyl acetate (EVA).

Ekspandowalny grafit działa także synergistycznie z wodorotlenkiem magnezu jako środek zmniejszający palność kompozytów poli(propylenowych, co opisano w czasopiśmie Polymer Engineering and Science 2007, 47, 1756, lub kopolimeru etylenu z octanem winylu prowadząc do zmniejszenia jego palności, co przedstawiono w czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2003, 81, 401.Expandable graphite also works synergistically with magnesium hydroxide as a flame retardant for poly (propylene composites, as reported in Polymer Engineering and Science 2007, 47, 1756, or ethylene vinyl acetate) to reduce its flammability, as reported in Polymer Degradation and Stability 2003, 81, 401.

Znane są również sposoby poprawy dyspersji ekspandowalnego grafitu w piankach poliuretanowych poprzez kapsulację i jednoczesną modyfikację cząstek grafitu poli(metakrylanem metylu), co zapobiega uwalnianiu gazów ekspandujących grafit i jednocześnie przyczynia się do poprawy jego mieszalności z matrycą polimerową. Taka modyfikacja prowadzi do zmniejszenia palności pianek poliuretanowych, przy czym także kompozyty zawierające niemodyfikowany ekspandowalny grafit wykazują zmniejszoną palność, co zostało opisane w czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2009, 94, 971.There are also known methods of improving the dispersion of expandable graphite in polyurethane foams by encapsulation and simultaneous modification of graphite particles with poly (methyl methacrylate), which prevents the release of gases expanding graphite and at the same time contributes to the improvement of its miscibility with the polymer matrix. Such modification leads to a reduction in the flammability of polyurethane foams, and also composites containing unmodified expandable graphite exhibit flame retardancy, as described in the journal Polymer Degradation and Stability 2009, 94, 971.

Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności z kauczuku syntetycznego, naturalnego lub ich mieszaniny, polegający na sporządzeniu mieszanki elastomerowej zawierającej kauczuk lub mieszaninę kauczuków, siarkę lub nadtlenek dikumylu, przeciwutleniacz, przyspieszacze wulkanizacji siarkowej, korzystnie w postaci disiarczku tetrametylotiuramu, N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu i N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy lub etylofenyloditiokarbaminianu cynku, krzemionkę, stearynę, tlenek cynku oraz antypiryny, w tym ekspandowalny grafit interkalowany kwasem nieorganicznym, korzystnie kwasem siarkowym(VI), a następnie ogrzewaniu mieszanki elastomerowej pod ciśnieniem w podwyższonej temperaturze i w czasie wyznaczonym na podstawie pomiarów wulkametrycznych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako antypiryny stosuje się, oprócz ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 150-350 ml/g, korzystnie 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 150-250°C, korzystnie 200°C, interkalowanego kwasem, użytego w ilości 10-60, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku, także wodorotlenek glinu w ilości 15-90, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku oraz chloroparafinę o zawartości chloru 40 lub 70%, w ilości 5-30, korzystnie 15, części wagowych/100 części wagowych kauczuku.A method of producing a flame-retardant elastomer composite from synthetic natural rubber or a mixture thereof, which consists in preparing an elastomeric blend containing rubber or a mixture of rubbers, sulfur or dicumyl peroxide, antioxidant, sulfur vulcanization accelerators, preferably in the form of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2-cyclohexyl benzothiazolylsulfenamide and N-isopropyl-N-phenyl-p-phenylenediamine or zinc ethylphenyldithiocarbamate, silica, stearin, zinc oxide and antipyrins, including expandable graphite intercalated with an inorganic acid, preferably sulfuric acid (VI), and then heating the elastomeric mixture temperature and time determined on the basis of volkametric measurements, according to the invention, it is characterized in that the antipyrins used are, in addition to expandable graphite, with an expansion degree of 150-350 ml / g, preferably 250 ml / g, and an expansion start temperature of 150-250 ° C, preferably e 200 ° C, acid intercalated, used in an amount of 10-60, preferably 30, parts by weight / 100 parts by weight of rubber, also aluminum hydroxide in an amount of 15-90, preferably 30, parts by weight / 100 parts by weight of rubber and chloroparaffin with a chlorine content 40 or 70%, in an amount of 5-30, preferably 15, parts by weight / 100 parts by weight of rubber.

Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.The process of the invention is illustrated by the following examples.

P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1

Sporządzono mieszankę kauczukową zawierającą w częściach wagowych: kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) marki Ker 1500 (Syntos, Polska) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) trójetanoloaminy przeciwutleniacza Polnox R N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy disiarczku tetrametylotiuramu N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki wodorotlenku glinu (Martinal OL-107, Martinswerk GmbH, Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70% wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy)A rubber blend was prepared containing in parts by weight: styrene-butadiene rubber (SBR) by Ker 1500 (Syntos, Poland), silicas (Arsil, Degussa, Germany), stearin of zinc oxide technical (ZnO), triethanolamine, antioxidant Polnox R N-isopropyl-N-phenyl- p-phenylenediamine tetramethylthiuram disulfide N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide sulfur aluminum hydroxide (Martinal OL-107, Martinswerk GmbH, Germany) chloroparaffin with a content of Cl 70% by weight (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, UK) expandable graphite expansion of 250 ml / g and an expansion start temperature of 200 ° C, intercalated with acid (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Germany)

Przygotowano także mieszankę, w której zamiast SBR użyto kauczuk naturalny (NR, RSSII) oraz mieszankę, w której zamiast SBR użyto mieszaninę SBR i NR o stosunku wagowym składników 40/60.A mix was also prepared in which natural rubber (NR, RSSII) was used instead of SBR, and a mix in which, instead of SBR, a mixture of SBR and NR with a weight ratio of 40/60 components was used.

- 100 części,- 100 parts,

- 40 części,- 40 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 3,5 części,- 3.5 parts,

- 4 części,- 4 parts,

- 2 części,- 2 parts,

- 2 części,- 2 parts,

- 0,2 części,- 0.2 parts,

- 1,4 części,- 1.4 parts,

- 1,2 części,- 1.2 parts,

- 30 części,- 30 parts,

- 15 części,- 15 parts,

- 30 części.- 30 parts.

PL 221 850 B1PL 221 850 B1

- 100 części,- 100 parts,

- 40 części,- 40 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 5 części,- 5 parts,

- 4 części,- 4 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 0,5 części,- 0.5 parts,

- 1,5 części,- 1.5 parts,

- 1,5 części,- 1.5 parts,

- 0,5 części,- 0.5 parts,

- 30 części,- 30 parts,

- 15 części,- 15 parts,

Przygotowane mieszanki prasowano pod ciśnieniem w formie stalowej, ogrzanej do temperatury 433K, w czasie 20 min (SBR), 30 min (SBR/NR) i 5 min (NR).The prepared mixtures were pressed under pressure in a steel mold, heated to the temperature of 433K, for 20 min (SBR), 30 min (SBR / NR) and 5 min (NR).

Następnie wykonano oznaczenie palności wulkanizatów SBR w 3-ech niezależnych laboratoriach (Instytut Technologii Polimerów i Barwników Politechniki Łódzkiej, Główny Instytut Górnictwa w Katowicach i Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Poznaniu). Stwierdzono, że otrzymany wulkanizat charakteryzuje się indeksem tlenowym Ol = 35,2-35,8%, co świadczyło o jego niepalności.Then, the flammability of SBR vulcanizates was determined in 3 independent laboratories (Institute of Polymers and Dyes Technology of the Lodz University of Technology, Central Mining Institute in Katowice and the Institute of Polymer Materials and Dyes Engineering in Poznań). It was found that the obtained vulcanizate is characterized by the oxygen index Ol = 35.2-35.8%, which proves its non-flammability.

W przypadku wulkanizatu SBR/NR wartość wskaźnika tlenowego była równa 30,1%, co również świadczyło o jego niepalności, natomiast dla wulkanizatu NR wskaźnik tlenowy przyjął wartość 27,8% będącą na pograniczu między materiałem niepalnym i trudnopalnym.In the case of the SBR / NR vulcanizate, the value of the oxygen index was equal to 30.1%, which also proved its non-flammability, while for the NR vulcanizate, the oxygen index was 27.8%, which is on the borderline between non-flammable and slow-burning material.

P r z yk ł a d 2P r z o f e 2

Przygotowano mieszankę o następującym składzie w częściach wagowych:A mixture was prepared with the following composition in parts by weight:

kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) marki Nipol N41 (ZEON Corp. Japonia) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznejacrylonitrile-butadiene rubber (NBR) by Nipol N41 (ZEON Corp. Japan) silica (Arsil, Degussa, Germany) technical stearin

ZnO glikolu etylenowego przeciwutleniacza Polnox R etylofenyloditiokarbaminianu cynku disiarczku tetrametylotiuramu N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki wodorotlenku glinu (Martina OL-107, Martinswerk GMbH Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70 % wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) ekspandowanego grafitu o stopniu ekspansji 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy)ZnO ethylene glycol antioxidant Polnox R ethylphenyldithiocarbamate zinc disulfide tetramethylthiuram N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide sulfur aluminum hydroxide (Martina OL-107, Martinswerk GMbH Germany) chloroparaffins with a content of Clustrorez-700% by weight (ChoverClCl. expanded graphite with an expansion rate of 250 ml / g and an expansion temperature of 200 ° C, intercalated with acid (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Germany)

Przygotowaną mieszankę prasowano pod ciśnieniem w prasie stalowej ogrzanej do temperatury 433K, w czasie 15 min.The prepared mix was pressed under pressure in a steel press heated to the temperature of 433K, for 15 minutes.

Następnie wykonano oznaczenia palności, z których wynikało, że badany materiał jest niepalny (Ol = 32,7%).Then, the flammability determinations were made, which showed that the tested material was non-flammable (Ol = 32.7%).

P r z yk ł a d 3P r z o f e 3

Sporządzono mieszankę zawierającą w częściach wagowych:A mixture was prepared containing in parts by weight:

kauczuku etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM) marki Keltan 2340 (Brenntag Grouo, Wlk. Brytania) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznejKeltan 2340 ethylene propylene diene rubber (EPDM) (Brenntag Grouo, UK) silica (Arsil, Degussa, Germany) technical stearin

ZnO trójetanoloaminy nadtlenku dikumylu wodorotlenku glinu (Martina OL-107, Martinswerk GmbH, Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70% wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord_min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy)ZnO, triethanolamine, dicumyl peroxide, aluminum hydroxide (Martina OL-107, Martinswerk GmbH, Germany), chloroparaffins with a Cl content of 70% by weight (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, UK), expandable graphite with an expansion degree of 250 ml / g and an expansion temperature of 200 ° C, acid intercalated (Nord_min 251, Nordmann Rassmann, Germany)

Przygotowaną mieszankę prasowano pod ciśnieniem w prasie stalowej ogrzanej do temperatury 433K, w czasie 30 min.The prepared mixture was pressed under pressure in a steel press heated to the temperature of 433K, for 30 minutes.

Wartość wskaźnika tlenowego wulkanizatu była równa 31,6%, co świadczyło o tym, że wulkanizat EPDM jest niepalny.The oxygen index of the vulcanizate was 31.6%, which proved that the EPDM vulcanizate is non-flammable.

- 30 części.- 30 parts.

- 100 części,- 100 parts,

- 40 części,- 40 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 5 części,- 5 parts,

- 4 części,- 4 parts,

- 0,6 części,- 0.6 parts,

- 30 części,- 30 parts,

- 15 części,- 15 parts,

- 30 części.- 30 parts.

PL 221 850 B1PL 221 850 B1

Pr zyk ła d 4Example 4

Dla celów porównawczych przygotowano mieszanki o następujących składach w częściach wagowych:For comparative purposes, mixtures with the following compositions were prepared in parts by weight:

SBR marki Ker 1500 (Syntos, Polska) - 100 części, krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) - 40 części, stearyny technicznej - 1 część,Ker 1500 SBR (Syntos, Poland) - 100 parts, silica (Arsil, Degussa, Germany) - 40 parts, technical stearin - 1 part,

ZnO - 3,5 części, trójetanoloaminy - 4 części, przeciwutleniacza Polnox R - 2 części,ZnO - 3.5 parts, triethanolamine - 4 parts, antioxidant Polnox R - 2 parts,

N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy - 2 części, disiarczku tetrametylotiuramu - 0,2 części,N-isopropyl-N-phenyl-p-phenylenediamine - 2 parts, tetramethylthiuram disulfide - 0.2 parts,

N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu - 1,4 części, siarki - 1,2 części.N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide - 1.4 parts, sulfur - 1.2 parts.

Przygotowano także mieszankę, w której zamiast SBR użyto kauczuk naturalny (NR, RSSII) oraz mieszankę, w której zamiast SBR użyto mieszaninę SBR i NR o stosunku wagowym składników 40/60.A mix was also prepared in which natural rubber (NR, RSSII) was used instead of SBR, and a mix in which, instead of SBR, a mixture of SBR and NR with a weight ratio of 40/60 components was used.

Mieszanki po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie co świadczyło o ich palności;Mixes after pressing in conditions as in the example, which proved their flammability;

NBR marki Nipol N41 (ZEON Corp., Japonia) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) glikolu etylenowego przeciwutleniacza Polnox R etylofenylodwutiokarbaminianu cynku disiarczku tetrametylotiuramuNBR brand Nipol N41 (ZEON Corp., Japan) silica (Arsil, Degussa, Germany) technical stearin zinc oxide (ZnO) ethylene glycol antioxidant Polnox R ethyl phenyl dithiocarbamate zinc disulfide tetramethylthiuram

N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki która po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie 1 co świadczyło o jej palności;Sulfur N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide, which after pressing in the conditions as in Example 1, which indicated its flammability;

SBR marki Ker 1500 (Syntos, Polska) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) trójetanoloaminy przeciwutleniacza Polnox RKer 1500 SBR (Syntos, Poland) silica (Arsil, Degussa, Germany) technical stearin zinc oxide (ZnO) triethanolamine antioxidant Polnox R

N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy disiarczku tetrametylotiuramuN-isopropyl-N-phenyl-p-phenylenediamine tetramethylthiuram disulfide

N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki wodorotlenku glinu (Martinal OL-107, Martinswerk GmbH, Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70 % wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) która po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie 1 co świadczyło o jej palności;N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide sulfur aluminum hydroxide (Martinal OL-107, Martinswerk GmbH, Germany) chloroparaffins with a Cl content of 70% by weight (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, UK) which after pressing under the conditions of example 1 which testified to its flammability;

SBR marki Ker 1500 (Syntos, Polska) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) trójetanoloaminy przeciwutleniacza Polnox RKer 1500 SBR (Syntos, Poland) silica (Arsil, Degussa, Germany) technical stearin zinc oxide (ZnO) triethanolamine antioxidant Polnox R

N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy disiarczku tetrametylotiuramuN-isopropyl-N-phenyl-p-phenylenediamine tetramethylthiuram disulfide

N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki charakteryzowały się Ol = 19,4%,Sulfur N-cyclohexyl-2-benzothiazolylsulfenamide was characterized by O1 = 19.4%,

- 100 części,- 100 parts,

- 40 części,- 40 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 5 części,- 5 parts,

- 4 części,- 4 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 0,5 części,- 0.5 parts,

- 1,5 części,- 1.5 parts,

- 1,5 części,- 1.5 parts,

- 0,5 części, charakteryzowała się Ol = 21,1%,- 0.5 parts, it was characterized by Ol = 21.1%,

- 100 części,- 100 parts,

- 40 części,- 40 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 3,5 części,- 3.5 parts,

- 4 części,- 4 parts,

- 2 części,- 2 parts,

- 2 części,- 2 parts,

- 0,2 części,- 0.2 parts,

- 1,4 części,- 1.4 parts,

- 1,2 części,- 1.2 parts,

- 60 części,- 60 parts,

- 15 części, charakteryzowała się Ol = 22,2%,- 15 parts, characterized by Ol = 22.2%,

- 100 części,- 100 parts,

- 40 części,- 40 parts,

- 1 część,- 1 part,

- 3,5 części,- 3.5 parts,

- 4 części,- 4 parts,

- 2 części,- 2 parts,

- 2 części,- 2 parts,

- 0,2 części,- 0.2 parts,

- 1,4 części,- 1.4 parts,

- 1,2 części,- 1.2 parts,

PL 221 850 B1 ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 150 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy) - 30 części, która po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie 1 charakteryzowała się 01 = 21,9%, co świadczyło o tym, że dodanie samego tylko ekspandowalnego grafitu nie powoduje niepalności kompozytu.PL 221 850 B1 of expandable graphite with an expansion rate of 150 ml / g and an expansion temperature of 200 ° C, intercalated with acid (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Germany) - 30 parts, which after pressing in the conditions as in example 1 was characterized by 01 = 21.9%, which proved that adding only expandable graphite did not cause the composite non-flammability.

Na podstawie analizy porównawczej zdjęć wykonanych przy pomocy wysokorozdzielczego skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) usieciowanej mieszanki kauczuku butadienowo-styrenowego zawierającej sam ekspandowalny grafit oraz mieszanki zawierającej wodorotlenek glinu, chloroparafinę i ekspandowalny grafit stwierdzono, że równoczesne zastosowanie ekspandowalnego grafitu, wodorotlenku glinu i chloroparafiny prowadzi do lepszej dyspersji dużych cząstek ekspandowalnego grafitu w matrycy elastomerowej. Pozwala to płytkom grafitowym ekspandowalnego grafitu przejawić w pełni barierowy mechanizm uniepalniania.Based on a comparative analysis of photos taken with a high-resolution scanning electron microscope (SEM) of a cross-linked styrene-butadiene rubber mixture containing only expandable graphite and a mixture containing aluminum hydroxide, chloroparaffin and expandable graphite, it was found that the simultaneous use of expandable graphite, better aluminum hydroxide and lead to aluminum hydroxide. dispersion of large particles of expandable graphite in an elastomer matrix. This allows the graphite plates of the expandable graphite to exhibit a fully barrier flame retardant mechanism.

Claims (1)

Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności z kauczuku syntetycznego, naturalnego lub ich mieszaniny, polegający na sporządzeniu mieszanki elastomerowej zawierającej kauczuk lub mieszaninę kauczuków, siarkę lub nadtlenek dikumylu, przeciwutleniacz, przyspieszacze wulkanizacji siarkowej, korzystnie w postaci disiarczku tetrametylotiuramu, N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu i N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy lub etylofenyloditiokarbaminianu cynku, krzemionkę, stearynę, tlenek cynku oraz antypiryny, w tym ekspandowalny grafit interkalowany kwasem nieorganicznym, korzystnie kwasem siarkowym(VI), a następnie ogrzewaniu mieszanki elastomerowej pod ciśnieniem w podwyższonej temperaturze i w czasie wyznaczonym na podstawie pomiarów wulkametrycznych, znamienny tym, że jako antypiryny stosuje się, oprócz ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 150-350 ml/g, korzystnie 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 150-250°C, korzystnie 200°C, interkalowanego kwasem, użytego w ilości 10-60, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku, także wodorotlenek glinu w ilości 15-90, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku oraz chloroparafinę o zawartości chloru 40 lub 70%, w ilości 5-30, korzystnie 15, części wagowych/100 części wagowych kauczuku.A method of producing a flame-retardant elastomer composite from synthetic natural rubber or a mixture thereof, which consists in preparing an elastomeric blend containing rubber or a mixture of rubbers, sulfur or dicumyl peroxide, antioxidant, sulfur vulcanization accelerators, preferably in the form of tetramethylthiuram disulfide, N-cyclohexyl-2-cyclohexyl benzothiazolylsulfenamide and N-isopropyl-N-phenyl-p-phenylenediamine or zinc ethylphenyldithiocarbamate, silica, stearin, zinc oxide and antipyrines, including expandable graphite intercalated with an inorganic acid, preferably sulfuric acid (VI), and then heating the elastomeric mixture temperature and time determined on the basis of volkametric measurements, characterized in that the antipyrins used are, in addition to expandable graphite, with an expansion degree of 150-350 ml / g, preferably 250 ml / g, and an expansion temperature of 150-250 ° C, preferably 200 ° C, intercalated k wasem, used in an amount of 10-60, preferably 30, parts by weight / 100 parts by weight of rubber, also aluminum hydroxide in an amount of 15-90, preferably 30, parts by weight / 100 parts by weight of rubber and chloroparaffin with a chlorine content of 40 or 70%, in amounts of 5-30, preferably 15, parts by weight / 100 parts by weight of rubber.
PL401548A 2012-11-12 2012-11-12 Method for producing elastomer composite with flame retardant PL221850B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL401548A PL221850B1 (en) 2012-11-12 2012-11-12 Method for producing elastomer composite with flame retardant

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL401548A PL221850B1 (en) 2012-11-12 2012-11-12 Method for producing elastomer composite with flame retardant

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL401548A1 PL401548A1 (en) 2014-05-26
PL221850B1 true PL221850B1 (en) 2016-06-30

Family

ID=50771764

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL401548A PL221850B1 (en) 2012-11-12 2012-11-12 Method for producing elastomer composite with flame retardant

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL221850B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL452035A1 (en) * 2025-05-13 2026-03-16 Uniwersytet Jana Kochanowskiego W Kielcach Ecological elastomer composite with reduced flammability, smoke emission and toxicity of gaseous decomposition products

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL452035A1 (en) * 2025-05-13 2026-03-16 Uniwersytet Jana Kochanowskiego W Kielcach Ecological elastomer composite with reduced flammability, smoke emission and toxicity of gaseous decomposition products

Also Published As

Publication number Publication date
PL401548A1 (en) 2014-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Liu et al. Synergistic flame retardant effects between hollow glass microspheres and magnesium hydroxide in ethylene-vinyl acetate composites
JP7197634B2 (en) Fire resistant resin composition
KR100361561B1 (en) A Blowing Composition of Polyolefins with Flame-Retardantivity and Method Thereof
DK3006491T3 (en) Flexible insulation foam with low smoke generation
JP7157187B2 (en) thermally expandable fireproof sheet
KR101547988B1 (en) Flame resistant foaming rubber composition and manufacturing method thereof
JP6139018B2 (en) Fireproof resin composition
EP3388477B1 (en) Expansion system for flexible insulation foams
Wang et al. Influence of caged bicyclic phosphate and CaCO3 nanoparticles on char-forming property of PU rigid foams
KR100415680B1 (en) A composition of flame retarding rubber foams with ground tire rubber and tire cord fibers and its manufacturing method
EP2824134B1 (en) Compressible fire retardant foam
KR100415682B1 (en) A composition for flame retarding polyolefin foams with ground tire rubber and its manufacturing method
PL221850B1 (en) Method for producing elastomer composite with flame retardant
Choi et al. Halogen-free flame retarding NBR/GTR foams
KR100388638B1 (en) A composition for flame retarding polyolefin foams with ground tire rubber and its manufacturing method
JP6244000B2 (en) Fireproof resin composition
Harhoosh et al. Flame retardant strategies and the physical barrier effect of nanoparticles to improve the thermal performance of a polymer
Atagür et al. Flame Retardancy of Composites and Nanocomposites Based on PU Polymers
Ushkov et al. Plasticized polymer matrix composites for fire-safe construction
Yehia et al. Elaboration of fire-retardant materials from rubber and plastic blending
Mohammadi et al. Flame-retardant polyurethane nanocomposites
Salim et al. Fire-Retardant Properties of the Styrene-Butadiene Rubber-Based Biocomposites and Bionanocomposites
Vindizheva et al. The development of fire-resistant plasticised polyvinyl chloride
Kumar et al. Flame-retardant rubber nanocomposites
KR100536568B1 (en) A composition of modified flame retarding foams