PL249450B1

PL249450B1 - Kompozycja bezhalogenowych środków ograniczających palność i dymotwórczość pianek poliizocyjanurowych

Info

Publication number: PL249450B1
Application number: PL442882A
Authority: PL
Inventors: Kamila Mizera; Maciej Celiński; Kamila Sałasińska; Monika Borucka; Jan Przybysz; Agnieszka Gajek
Original assignee: Centralny Instytut Ochrony Pracy - Państwowy Instytut Badawczy; Centralny Instytut Ochrony Pracy – Państwowy Instytut Badawczy
Priority date: 2022-11-18
Filing date: 2022-11-18
Publication date: 2026-04-20
Also published as: PL442882A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest kompozycja ograniczająca palność i dymotwórczość do zastosowania w piankach poliizocyjanurowych, która składa się z grafitu expandowanego oraz estru dibutylowego kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego i/albo difosforanu histydyny, przy czym składniki stosuje się w proporcji od 10% — 15% wagowych każdy względem masy uniepalnianej pianki poliizocyjanurowej. Jeśli stosuje się wszystkie trzy składniki, każdy z nich stosuje się w ilości 10% wagowych względem masy uniepalnianej pianki, a jeśli stosuje się grafit expandowany oraz ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego lub difosforan histydyny, każdy z nich stosuje się w ilości 15% wagowych względem masy uniepalnianej pianki.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja bezhalogenowych środków ograniczających palność i dymotwórczość do zastosowania w piankach poliizocyjanurowych, zwłaszcza dla budynków mieszkalnych i przemysłowych.

Spalanie tworzyw sztucznych jest procesem samopodtrzymującym się zapoczątkowanym poprzez dostarczenie z zewnątrz odpowiedniej ilości energii w postaci ciepła.

Mechanizm palenia się jest mechanizmem skomplikowanym, składającym się z nie do końca poznanych reakcji. W trakcie spalania, zarówno wewnątrz jak i na powierzchni polimeru zachodzą bardzo złożone procesy chemiczne i fizyczne, często różne i zależne od budowy i składu tworzywa sztucznego, tj. przemiany fazowe, degradacja termiczna, wytwarzanie dymów i wiele innych.

Z chemicznego punktu widzenia pianki poliuretanowe są tworzywami, których budowa ściśle powiązana jest z reakcją estryfikacji kwasu karbaminowego (tworzenie wiązania uretanowego). Wiązanie uretanowe łączy dwa rozróżnialne rodzaje segmentów łańcucha polimeru: segmenty giętkie i sztywne. Segmenty sztywne, składające się ze związków posiadających grupy izocyjanianowe posiadają najczęściej strukturę semikrystaliczną lub bezpostaciową. Segmenty giętkie to przede wszystkim długie łańcuchy alifatyczne nadające odpowiednie właściwości mechaniczne.

Ogólnie degradację termiczną poliuretanów można w skrócie podzielić na trzy etapy. Etap pierwszy, związany z uwolnieniem cząsteczek czynnika spęczniającego wraz z innymi związkami lotnymi zokludowanymi wewnątrz pianki. Etap drugi, zachodzący w temperaturze 200-300°C, w trakcie którego dochodzi do rozszczepiania i depolimeryzacji wiązań uretanowych oraz emisji dużej ilości lotnych izocyjanianów w strefę spalania. W zakresie 300-600°C, następuje rozkład łańcuchów polioli i emisja lotnych produktów pirolizy.

Sztywne pianki poliuretanowe charakteryzują się wysokim stopniem usieciowania. Zwarta struktura oraz duża ilość wiązań powoduje, że stabilność termiczna i temperatura mięknięcia sztywnych pianek jest zdecydowanie wyższa niż w przypadku pianek elastycznych, często wyższa nawet od temperatury rozkładu, co skutkuje tworzeniem się sztywnego węglowego osadu w trakcie termicznej degradacji tworzywa.

W przypadku pianek poliizocyjanurowych (PIR) zwiększenie odporności na działanie wysokiej temperatury i ognia uzyskuje się często przez dodatek/wbudowanie w strukturę pianki środków ograniczających palność (antypirenów). Stosowanymi dotychczas antypirenami były głównie związki halogenowe, przede wszystkim fosforan tris(1-chloro-2-metyloetylowy) (TCPP), eter dekabromodifenylowy (DEBDE), użycie których, ze względu na wydzielanie się związków o działaniu korozyjnym i drażniących, jest obecnie ograniczane w krajach Unii Europejskiej, co znane jest z publikacji Rakotomalala M., Wagner S., Doring M., Materials 2010, 3, 4300. Przykładem bezhalogenowych substancji wykorzystywanych z powodzeniem do ograniczenia palności pianek poliizocyjanurowych są związki fosforu (fosforan tert-butylofenylo-fenylowy, polifosforan amonu) tlenki lub wodorotlenku metali (tlenek magnezu, aluminium), a także związki boru (boran cynku, kwas borowy, boran wapnia) oraz grafit ekspandowany, co znane jest z publikacji Horrocks A.R. Price D. Fire Retardant Materials Woodhead Publishing Ltd. Canbridge 2001, Zink J. Combustion Handbook, Combustion Safety, ed by Baukal Charles E., asoc. Ed. Schwartz Robert London CRC Press Boca Raton i Fabijański M., Problemy kolejnictwa, 2009, 149, 53.

Inną zyskującą na znaczeniu metodą jest stosowanie związków chemicznych, zawierających w swoim składzie kwas nieorganiczny i związek fosforu. Jest to tzw. układ spęczniejący (lub układ intumescent), podczas spalania którego na powierzchni polimeru powstaje spieniona warstwa zwęglenia, co znane jest z publikacji Iwko J., Tworzywa sztuczne i chemia 2009, 6, 24. Niestety dodanie komercyjnych środków uniepalniających w ilości zapewniającej ich skuteczne działanie (nawet 60% wagowych) wiąże się zazwyczaj z pogorszeniem cech użytkowych i może powodować trudności w przetwórstwie. Zdarza się również, że zastosowany środek uniepalniający wpływa korzystnie na zapalność tworzywa i/lub szybkość uwalniania ciepła do otoczenia, ale w momencie zapalenia materiału powoduje wydzielanie znacznych ilości dymów (antypireny halogenowe, związki fosforu i melaminy) oraz gazów o działaniu korodującym, drażniącym lub wręcz toksycznym dla objętych obszarem osób i mienia. Jednoczesne ograniczenia palności i dymotwórczości tworzyw polimerowych jest obecnie przedmiotem licznych badań prowadzonych przez jednostki badawczo-rozwojowe i koncerny chemiczne na całym świecie.

Interesującym kierunkiem w dziedzinie uniepalniania tworzyw jest ich modyfikacja z wykorzystaniem napełniaczy w postaci grafitu ekspandowanego (EG) oraz nanomateriałów węglowych. Obec ność tych związków w materiale wpływa na proces degradacji polimeru i poprzez tworzenie zwęgliny, hamuje ilość wydzielającego się podczas palenia ciepła i dymów, a także ogranicza utratę masy materiału. Redukcja ilości środków uniepalniających, przy jednoczesnym zachowaniu pożądanej ognioodporności materiału, jest również możliwa dzięki występowaniu zjawiska synergizmu. Dowiedziono, iż sumaryczny efekt współdziałania wybranych grup antypirenów (tlenki antymonu i halogen, brom i fosfor, brom i chlor, azot i fosfor), a także uniepalniaczy i nanonapełniaczy (POSS ze związkami fosforu), prowadzi do zwiększenia działania uniepalniającego poszczególnych składników w porównaniu do skuteczności jaką wykazują podczas ich indywidualnego zastosowania.

Wśród polskich opisów patentowych dotyczących uniepalniania tworzyw termousieciowanych odnotowano cztery pozycje o numerach 195392, 198605, 214525 oraz 213760.

Pierwszy z wymienionych wynalazków dotyczy metody otrzymywania ekologicznej sztywnej pianki poliuretanowej o zmniejszonej palności charakteryzującej się tym, że zawiera 34-79 części wagowych mieszanych polieteroli, 15-30 części wagowych dibromobutendiolu jako antypirenu reaktywnego, 5-35 części wagowych 2-(2-hydroksyetoksy)etylo-2-hydroksypropylo-3,4,5,6-tetrabromoftalanu jako antypirenu reaktywnego, 10-20 części wagowych ekologicznego czynnika spieniającego - frakcji pentanowej (n-petan/izopentan 25:75) i wody oraz 5-30 części wagowych addytywnego antypirenu tri(2-chloropropylo)fosforanu, ewentualnie N,N-dimetylocykloheksyloaminę jako katalizatora i środek powierzchniowo czynny - kopolimer krzemoorganicznopoliestrowy. Uzyskano wzrost indeksu tlenowego, który dla sztywnych pianek poliuretanowych wynosi zazwyczaj około 20, do wartości 24 a nawet 27,6 w przypadku opisanych materiałów.

Przedmiotem kolejnego wynalazku była sztywna pianka poliuretanowa o obniżonej palności powstała w wyniku reakcji przedmieszki poliolowej w ilości 24-90 części wagowych, katalizatora w ilości 1,0-2,5 części wagowych w stosunku do przedmieszki poliolowej, 1,5-4,0 części wagowych środka powierzchniowo czynnego, 10-30 części wagowych czynnika spieniającego, antypirenów zawierających brom i fosfor w ilościach od 5 do 40% wagowych elementów uniepalniających w stosunku do całej ilości przedmieszki poliolowej oraz czynnika izocyjanianowego (indeks IC 2-3), a także katalizatora trimeryzacji w ilości 3,0-5,0 części wagowych w stosunku do obliczonego nadmiaru czynnika izocyjanianowego. Wartości indeksu tlenowego dla przedstawionych w dokumencie pianek poliuretanowych o zmniejszonej palności wyniosły od niespełna 25 do ponad 30, podczas gdy dla materiału porównawczego 22,1.

Opis patentowy PL 214525, dotyczy kompozycji antypirenów zmniejszającej palność tworzyw sztucznych, w tym przede wszystkim poliuretanów oraz innych tworzyw termousieciowanych. Zaproponowana kompozycja składała się z polifosforanu amonu w ilości 20-35% wagowych, fosforanu dimetylopropylu w ilości 20-35% wagowych oraz wodorotlenku glinu III w ilości 30-60% wagowych. Wprowadzenie przytoczonego układu antypirenów bezhalogenowych przyczyniło się do zwiększenia wartości indeksu tlenowego z 25,42 dla poliuretanu niemodyfikowanego do 29,36 lub nawet 34,84 w przypadku materiałów stanowiących przedmiot wynalazku.

Przedmiotem wynalazku PL 213760 jest elastyczna pianka poliuretanowa, charakteryzująca się tym, że w procesie formowania kształtek, dodawano środek uniepalniający w postaci mieszaniny grafitu w ilości od 10% do 20% jednostek wagowych i fyrolu w granicach od 10% do 20% wagowych. Indeks tlenowy dla materiału modyfikowanego opisanym środkiem wyniósł 36.

Europejski opis patentowy o numerze EP0450403 ujawnia elastyczną, uniepalnioną piankę poliuretanową zawierającą środek uniepalniający w postaci grafitu i melaminy w proporcjach 1:3 do 2:3, przy udziale środka w ogólnej masie pianki na poziomie 20-40%.

Międzynarodowe zgłoszenie o numerze WO2019011761A1 dotyczy uniepalnionej pianki PIR zawierającej halogenowe cykliczne fosfazeny zawierające mono-fluorowane/mono-bromowane/mono-chlorowane łańcuchy alifatyczne. Patent obejmuje zawartość wyżej opisanych związków w takiej ilości aby całkowita zawartość fosforu w piance nie przekraczała 1,5% wagowych. Dla tak przygotowanej pianki kalorymetryczny parametr określający maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) nie powinien przekraczać 90 MJ/m² przy zastosowaniu źródła ciepła o gęstości 50 kW/m².

Celem wynalazku jest uzyskanie pianki poliizocyjanurowej o zmniejszonej palności i dymotwórczości w stosunku do znanych pianek PIR, która przyczyni się do zwiększenia bezpieczeństwa i komfortu ludzi w budynkach mieszkalnych i przemysłowych, poprzez zredukowaną palność i emisję dymu, gdy dojdzie do pożaru, przy zachowaniu wymaganych właściwości użytkowych.

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja ograniczająca palność i dymotwórczość do zastosowania w piankach poliizocyjanurowych PIR. Zaproponowany układ środków uniepalniających, wpro

PL 249450 Β1 wadzany do pianki PIR zgodnie z opracowaną i przedstawioną w przykładach procedurą, składa się z grafitu ekspandowanego oraz estru dibutylowego kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego i/albo difosforanu histydyny, przy czym składniki stosuje się w ilości od 10-15% Wagowych każdy względem masy uniepalnianej pianki poliizocyjanurowej. Przedstawiona kompozycja środków uniepalniających powinna być stosowana do uniepalniania pianek poliizocyjanurowych w ilości nieprzekraczającej 30% wagowych względem masy uniepalnianej pianki.

Jeśli stosuje się wszystkie trzy składniki każdy z nich stosuje się w ilości 10% wagowych względem masy uniepalnianej pianki.

Jeśli stosuje się grafit ekspandowany oraz ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego albo difosforan histydyny każdy z nich stosuje się w ilości 15% wagowych względem masy uniepalnianej pianki.

Palność i dymotwórczość badanych tworzyw sztucznych została zredukowana w wyniku wprowadzenia do niego układu grafitu ekspandowanego i uniepalniaczy bezhalogenowych, prowadzące do powstania między użytymi komponentami synergicznego efektu uniepalniania. Do redukcji palności pianek poliizocyjanurowych użyto dostępnego na rynku grafitu ekspandowanego oraz antypireny z grupy fosforowych związków organicznych. Ograniczenie palności i emisji dymów jest prawdopodobnie efektem wydzielania się gazowych substancji zmniejszających stężenie gazów palnych i czynnika utleniającego, a także obniżających temperaturę płomienia. Ponadto powstająca na powierzchni polimeru warstwa zwęglenia ogranicza dostęp wysokiej temperatury do głębszych warstw materiału, co hamuje proces jego destrukcji i efektywnie zmniejsza szybkość wydzielania się palnych substancji małocząsteczkowych.

Wyniki prowadzonych badań wykazały, że wytworzone w podany sposób pianki poliizocyjanurowe, zawierające układ grafitu ekspandowanego i uniepalniaczy bezhalogenowych, charakteryzują się zredukowaną palnością i emisją dymów w porównaniu do niemodyfikowanej pianki poliizocyjanurowej, a także pianek modyfikowanych różnymi układami powyższych uniepalniaczy oraz komercyjnie dostępnych.

Przedmiot wynalazku został objaśniony szczegółowo za pomocą zamieszczonych poniżej przykładów.

Przykład 1

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano grafit ekspandowany w ilości 10% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki, difosforan histydyny w ilości 10% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki oraz ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego w ilości 10% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki. Układ mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Tabela. Receptura pianki wykorzystanej w wynalazku

Nazwa chemiczna	CAS	Ilość, g
Poliol polieterowy, polioksyalkilenowany alkohol wielowodorotlenowy	56449-05-9	25
Poliol poliestrowy na bazie glikolu dietylenowego i bezwodnika kwasu ftalowego	-	75
Oktanian metylu, C9H18O2	127-08-2	6
Katalizator na bazie trzeciorzędowej aminy	33329-35-0	1,5
Kopolimer silikonowy	68937-55-3	1,5
Cyklopentan, C5H10	287-92-3	13
Woda destylowana	7732-18-5	1,0
Izocyjanian PMDI	101-68-8	213,5

Wytworzony materiał poddano serii badań z wykorzystaniem kalorymetru stożkowego (ISO 5660) oraz komory do badań dymotwórczości firmy FireTesting Technology Ltd (ISO 5659-2). Badanie gęstości pianek polegało na określeniu masy i objętości próbki oraz obliczeniu stosunku tych wielkości (ISO 845). Do wyznaczenia gęstości zostały użyte próbki o wymiarach 100x100x25 mm. Badanie zapalności metodą wskaźnika tlenowego przeprowadzono według normy PN-EN ISO 4589-2 w temperaturze pokojowej za pomocą aparatu Oxygen Index Module firmy Concept Equipment na próbkach pianki o wymiarach 10x10x100 mm.

W celu określenia właściwości palnych materiałów polimerowych i ich cech pożarowych na szczególną uwagę zasługują trzy parametry, tj. indeks tlenowy (IO) określający minimalne stężenie tlenu niezbędne do zapłonu materiału, szybkość wydzielania ciepła (Heat Release Rate) oraz ilość wydzielanych dymów. Ilość dymu w metodzie dynamicznej (kalorymetr stożkowy) wyznaczana jest m.in. za pomocą parametru określanego jako całkowita ilość wydzielonego dymu (Total Smoke Release) oraz powierzchni ekstynkcji właściwej (Specific Extinction Area). Dodatkowo poniżej zamieszczono wartości maksymalnego średniego współczynnika emisji ciepła (MAHRE), który pozwala prognozować o rozwoju pożaru w warunkach pełnej skali oraz całkowite ciepło wydzielone (Total Heat Release). Uzyskanie relatywnie niskich wartości przytoczonych wskaźników zwiększa szansę uratowania ofiar i ograniczenia zasięgu pożaru. Dla celów porównawczych przedstawiono także czas zapłonu materiałów (TTI), korzystne jest, aby jego wartości, w przeciwieństwie do ww. parametrów, były relatywnie wysokie. Natomiast na podstawie pomiarów gęstości dymu metodą testu jednokomorowego, wyznaczono maksymalną właściwą gęstość optyczną dymów (Ds,max) i wskaźnika VOF 4, który informuje o ilości dymu wydzielającego się w ciągu pierwszych 4 minut pożaru, kluczowych z uwagi na efektywną ewakuację ludzi.

Wyniki badania palności i dymotwórczości przeprowadzone zgodnie z normą ISO 5660: Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 129 kW/m² (± 2), Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 105 kW/m² (± 2), Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 18 MJ/m² (± 1), Całkowita ilość dymu (TSR) - 229 m²/m² (± 15), Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 244 m²/kg (± 40), Czas zapłonu (TTI) - 2 s (± 0).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2:

Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 109 (± 4),

Parametr VOF4 (VOF4) - 315 (± 16).

Wyniki badania indeksu tlenowego przeprowadzonego zgodnie z normą PN-EN ISO 4589-2:

IO - 27,5 (± 0,1)

Gęstość pozorna - 46,46 kg/m³ (± 0,65).

Przykład 2

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano grafit ekspandowany w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki oraz ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki. Układ mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Dla otrzymanych próbek badawczych o zadanych wymiarach przeprowadzono następnie serię badań z wykorzystaniem kalorymetru stożkowego, komory do badań dymotwórczości firmy FireTesting Technology Ltd., indeksu tlenowego oraz zbadano gęstości pianek.

Wyniki badania palności i dymotwórczości przeprowadzone zgodnie z normą ISO 5660: Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 127 kW/m² (± 1), Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 97 kW/m² (± 4), Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 15 MJ/m² (± 1), Całkowita ilość dymu (TSR) - 257 m²/m² (± 16), Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 339 m²/kg (± 6), Czas zapłonu (TTI) - 2 s (± 1).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2:

Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 82 (± 2),

Parametr VOF4 (VOF4) - 248 (± 7).

IO - 28,0 (± 0,1)

Gęstość pozorna - 42,67 kg/m³ (± 1,17).

Przykład 3

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano grafit ekspandowany w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki oraz difosforan histydyny w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki. Układ mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Wyniki badania palności i dymotwórczości przeprowadzone zgodnie z normą ISO 5660:

Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 123 kW/m² (± 3),

Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 96 kW/m² (± 1),

Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 8 MJ/m² (± 1),

Całkowita ilość dymu (TSR) - 236 m²/m² (± 12),

Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 336 m²/kg (± 12),

Czas zapłonu (TTI) - 2 s (± 1).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2:

Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 144 (± 1),

Parametr VOF4 (VOF4) - 410 (± 0).

IO - 31,2 (± 0,1)

Gęstość pozorna - 65,89 kg/m³ (± 0,94).

Przykład 4 - porównawczy:

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano difosforan histydyny w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki oraz ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na całkowitą masę pianki. Układ mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 172 kW/m² (± 7),

Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 146 kW/m² (± 8),

Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 19 MJ/m² (± 1),

Całkowita ilość dymu (TSR) - 590 m²/m² (± 26),

Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 632 m²/kg (± 16),

Czas zapłonu (TTI) - 2 s (± 1).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2:

Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 167 (± 22),

Parametr VOF4 (VOF4) - 458 (± 49).

IO - 24,1 (± 0,1)

Gęstość pozorna - 45,27 kg/m³ (± 0,82).

Przykład 5 - porównawczy:

W przedstawionym poniżej przykładzie porównawczym zastosowano recepturę pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli i technikę wytwarzania materiałów, nie zastosowano jednak środków ograniczających palność.

Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 174 kW/m² (± 3),

Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 151 kW/m² (± 5),

Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 24 MJ/m² (± 1),

Całkowita ilość dymu (TSR) - 804 m²/m² (± 26),

Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 729 m²/kg (± 12),

Czas zapłonu (TTI) - 1 s (± 0).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2:

Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 141 (± 4),

Parametr VOF4 (VOF4) - 192 (± 6).

IO - 21,2 (± 0,1)

Gęstość pozorna - 44,14 kg/m³ (± 2,70).

Przykład 6 - porównawczy:

W przedstawionym poniżej przykładzie porównawczym zastosowano analogiczne tworzywo sztuczne i technikę wytwarzania materiałów oraz ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego.

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki, i mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 186 kW/m² (± 3),

Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 148 kW/m² (± 4),

Całkowite ciepło wydzielone 617 m²/m² (± 53),

Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 750 m²/kg (± 47),

Czas zapłonu (TTI) - 2 s (± 1).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2:

Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 76 (± 9),

Parametr VOF4 (VOF4) - 182 (± 4).

IO - 22,3 (± 0,1)

Gęstość pozorna - 35,00 kg/m³ (± 0,62).

Przykład 7 - porównawczy:

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego w ilości 30% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki, i mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 179 kW/m² (± 5),

Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 141 kW/m² (± 5),

Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 17 MJ/m² (± 2), Całkowita ilość dymu (TSR) - 560 m²/m² (± 18), Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 655 m²/kg (± 19), Czas zapłonu (TTI) - 2 s (± 0).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2: Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 156 (± 2), Parametr VOF4 (VOF4) - 388 (± 3).

Wyniki badania indeksu tlenowego przeprowadzonego zgodnie z normą PN-EN ISO 4589-2: IO - 22,5 (± 0,2)

Gęstość pozorna - 40,11 kg/m³ (± 7,73).

Przykład 8 - porównawczy:

W przedstawionym poniżej przykładzie porównawczym zastosowano analogiczne tworzywo sztuczne i technikę wytwarzania materiałów oraz komercyjny bezhalogenowy środek ograniczający palność polifosforan amonu (APP).

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano polifosforan amonu (CAS: 68333-79-9) w ilości 15% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki i mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Wyniki badania palności i dymotwórczości przeprowadzone zgodnie z normą ISO 5660: Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 218 kW/m² (± 10), Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 182 kW/m² (± 4), Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 24 MJ/m² (± 2), Całkowita ilość dymu (TSR) - 705 m²/m² (± 27), Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 667 m²/kg (± 22), Czas zapłonu (TTI) - 1 s (± 0).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2: Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 78 (± 1), Parametr VOF4 (VOF4) - 192 (± 12).

Wyniki badania indeksu tlenowego przeprowadzonego zgodnie z normą PN-EN ISO 4589-2: IO - 25,3 (± 0,1)

Gęstość pozorna - 51,58 kg/m³ (± 3,48).

Przykład 9 - porównawczy:

Do receptury pianki poliizocyjanurowej przedstawionej w tabeli dodano polifosforan amonu (CAS: 68333-79-9) w ilości 30% wagowych w przeliczeniu na masę całkowitą pianki i mieszano za pomocą mieszadła śmigłowego przez ok. 10 sekund i wylano do prostopadłościennej otwartej formy i pozostawiono na 24 h.

Wyniki badania palności i dymotwórczości przeprowadzone zgodnie z normą ISO 5660: Maksymalna szybkość wydzielania ciepła (HRRmax) - 131 kW/m² (± 22), Maksymalny średni współczynnik emisji ciepła (MAHRE) - 182 kW/m² (± 4), Całkowite ciepło wydzielone (THR) - 284 MJ/m² (± 0), Całkowita ilość dymu (TSR) - 1051 m²/m² (± 19), Powierzchnia ekstynkcji właściwej (SEA) - 723 m²/kg (± 19), Czas zapłonu (TTI) - 2 s (± 1).

Wyniki badania emisji dymów przeprowadzonego zgodnie z ISO 5659-2: Maksymalna gęstość optyczna dymów (Ds,max) - 106 (± 9), Parametr VOF4 (VOF4) - 278 (± 19).

Wyniki badania indeksu tlenowego przeprowadzonego zgodnie z normą PN-EN ISO 4589-2: IO - 24,0 (± 0,6)

Gęstość pozorna - 79,06 kg/m³ (± 8,26).

Claims

1. Kompozycja ograniczająca palność i dymotwórczość do zastosowania w piankach poliizocyjanurowych, składająca się ze środków uniepalniających oraz zmniejszających wydzielanie dymów, znamienna tym, że składa się z grafitu ekspandowanego oraz estru dibutylowego kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego i/albo difosforanu histydyny, przy czym składniki stosuje się w proporcji od 10-15% wagowych każdy względem masy uniepalnianej pianki poliizocyjanurowej, przy czym jeśli stosuje się wszystkie trzy składniki każdy z nich stosuje się w ilości 10% wagowych względem masy uniepalnianej pianki, a jeśli stosuje się grafit ekspandowany oraz ester dibutylowy kwasu N,N-bis-(2-hydroksyetylo)-amino-metylo-fosfonowego albo difosforan histydyny każdy z nich stosuje się w ilości 15% wagowych względem masy uniepalnianej pianki.