RU2024560C1

RU2024560C1 - Flame resistant polymeric composition

Info

Publication number: RU2024560C1
Authority: RU
Inventors: Н.С. Зубкова; Э.Д. Сукачева; М.А. Тюганова
Original assignee: Московская государственная текстильная академия им.А.Н.Косыгина
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1994-12-15

Abstract

FIELD: preparation of polymeric materials. SUBSTANCE: the composition comprises the following components, wt %: 2-3 silicon dioxide; 10-12.5 methylphosphonic acid diamine; 8-10 ammonium chloride, and aliphatic polyamide or propylene, the balance. The methyl phosphonic acid diamide and ammonium chloride being used in a 1:0.8 ratio, respectively. EFFECT: improved properties of the flame resistant composition. 2 tbl

Description

Изобретение относится к области высокомолекулярных соединений, в частности получению полимерных материалов с пониженной горючестью. The invention relates to the field of macromolecular compounds, in particular the production of polymeric materials with reduced flammability.

Огнезащитные полимерные композиции могут быть использованы в радиотехнике, самолетостроении, судостроении, а также при формовании огнезащищенных волокон и получении стеклопластиков. Fire-retardant polymer compositions can be used in radio engineering, aircraft construction, shipbuilding, as well as in the formation of fire-resistant fibers and obtaining fiberglass.

Известны огнезащитные полимерные композиции на основе поликапроамида, включающие бораты или фосфаты металлов и оксидов металлов, в частности триоксид сурьмы и оксид алюминия. Polycaproamide-based flame retardant polymer compositions are known, including borates or phosphates of metals and metal oxides, in particular antimony trioxide and alumina.

Для повышения эффективности огнезащитного действия в композицию дополнительно вводят полибромированные алкены, алкендиолы и т.д. To increase the effectiveness of fire retardant action, polybrominated alkenes, alkenediols, etc. are additionally introduced into the composition.

Аддитивная добавка в полимере составляет преимущественно 8,0-20% от массы полимера. The additive additive in the polymer is mainly 8.0-20% by weight of the polymer.

Известно, что применение галогенорганических соединений приводит к повышению дымообразующей способности материала и, таким образом, ограничивает области применения огнезащитных полимерных композиций. It is known that the use of organohalogen compounds leads to an increase in the smoke-generating ability of the material and, thus, limits the scope of application of flame retardant polymer compositions.

Известно использование составов, включающих диамид метилфосфоновой кислоты и хлорид аммония, для получения огнезащитных текстильных материалов из смеси целлюлозных и полиэфирных волокон. It is known to use formulations including methylphosphonic acid diamide and ammonium chloride to produce flame retardant textile materials from a mixture of cellulosic and polyester fibers.

Данный состав при введении его в ПКА композиции не обеспечивает получения огнезащитных материалов. This composition, when introduced into a PCA composition, does not provide flame retardant materials.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому эффекту является композиция, включающая до 15% синтетического силиката, содержащего до 70% SiO₂ и 10-45% MgO и СаO. В качестве полимерных термопластов используют, в частности, найлон-6 (поликапроамид) и полипропилен. Существенным недостатком указанной композиции является высокое содержание низкомолекулярного наполнителя, вызывающего понижение прочности.The closest in technical essence and the achieved effect is a composition comprising up to 15% synthetic silicate containing up to 70% SiO ₂ and 10-45% MgO and CaO. As polymer thermoplastics, in particular, nylon-6 (polycaproamide) and polypropylene are used. A significant disadvantage of this composition is the high content of low molecular weight filler, causing a decrease in strength.

Целью изобретения является повышение огнезащитных свойств полимерной композиции. The aim of the invention is to increase the flame retardant properties of the polymer composition.

Представленная цель достигается тем, что в качестве неорганического соединения кремния композиция содержит SiO₂ и дополнительно диамид метилфосфоновой кислоты (ДАМФК) и хлорид аммония (NH₄Cl) при соотношении ДАМФК : NH₄Cl, равном 1 : 0,8, при следующем содержании компонентов композиции, мас. % : Двуокись кремния 2-3 Диамид метилфосфо- новой кислоты 10-12,5 Хлорид аммония 8-10 Алифатический поли- амид или пропилен Остальное
В соответствии с изобретением используют: диамидметилфосфоновой кислоты структурной формулы
CH₃-

двуокись кремния - аэросил А-300 (ГОСТ 14922-77), хлорид аммония NH₄Cl (ГОСТ 3773-60),
В композицию вводят полимерное связующее:
поликапроамид - ПКА 6-210/310 (ОСГ 6-06-09-83),
мол. масса - 14500-15000,
полипропилен а ПП (ТУ 6-05-1756-78 марка 21130),
молекулярная масса 400000 - 450000.This goal is achieved by the fact that, as an inorganic compound of silicon, the composition contains SiO ₂ and additionally methylphosphonic acid diamide (DAMPA) and ammonium chloride (NH ₄ Cl) with a DAMPA: NH ₄ Cl ratio of 1: 0.8, with the following components composition, wt. %: Silicon dioxide 2-3 Methylphosphonic acid diamide 10-12.5 Ammonium chloride 8-10 Aliphatic polyamide or propylene Rest
In accordance with the invention use: diamide methylphosphonic acid of the structural formula
CH ₃ -

silicon dioxide - Aerosil A-300 (GOST 14922-77), ammonium chloride NH ₄ Cl (GOST 3773-60),
The polymer binder is introduced into the composition:
polycaproamide - PKA 6-210 / 310 (OSG 6-06-09-83),
pier mass - 14500-15000,
polypropylene a PP (TU 6-05-1756-78 grade 21130),
molecular weight 400,000 - 450,000.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами. The invention is illustrated by the following examples.

П р и м е р 1. Композиция, включающая 75,5 г ПКА, 2,0 г SiO₂, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl, подается в шнековый экструдер, состоящий из пяти зон. Формование проводится при следующих температурах по зонам: I зона - 240^о, II зона - 230^о, III зона - (вал смесителя) - 170^оС, IV зона (загрузочный шнек) - 170^оС, V зона (фильерная головка) - 250^оС. Число оборотов шнека - 200-240 об/мин. Композиция подается в первую зону экструдера, продвигается по шнеку, в котором происходит плавление ПКА, смешение компонентов и их гомогенизация. Гомогенный расплав с добавками через промежуточную зону поступает в фильерную головку. Свежесформованная жилка охлаждается в ванне с водой (+18-25^оС) и поступает на тянущее устройство. Толщина жилки регулируется числом оборотов тянущих валков.PRI me R 1. A composition comprising 75.5 g of PKA, 2.0 g of SiO ₂ , 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl, is fed into a screw extruder, consisting of five zones. The molding is carried out at the following temperatures in the zones: I zone - 240 ^о , II zone - 230 ^о , III zone - (mixer shaft) - 170 ^о С, IV zone (loading auger) - 170 ^о С, V zone (die head) - 250 ^about C. The number of revolutions of the screw is 200-240 rpm. The composition is fed into the first zone of the extruder, moves along the screw, in which the PCA is melted, the components are mixed and their homogenization. Homogeneous melt with additives through the intermediate zone enters the die head. Svezhesformovannaya vein cooled in a water bath (+ 18-25 ° ^C) and enters the pulling device. The thickness of the vein is regulated by the number of revolutions of the pulling rolls.

П р и м е р 2. Аналогично примеру 1, но 79 г ПКА смешивают с 30 г SiO₂, 10 г ДАМФК, 8 г NH₄Cl и используют для формования пластиков или жилки.PRI me R 2. Analogously to example 1, but 79 g of PKA are mixed with 30 g of SiO ₂ , 10 g of DAMPA, 8 g of NH ₄ Cl and used to form plastics or veins.

П р и м е р 3. Аналогично примеру 1, по соотношению компонентов: 4,0 г SiO₂, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl смешивают с 73,5 г ПАН.PRI me R 3. Analogously to example 1, in the ratio of components: 4.0 g of SiO ₂ , 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl are mixed with 73.5 g of PAN.

П р и м е р 4. Аналогично примеру 1, 76,7 г ПКА смешивают с 0,8 г SiO₂ и 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl. Формование пластиков в шнековой машине.PRI me R 4. Analogously to example 1, 76.7 g of PKA is mixed with 0.8 g of SiO ₂ and 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl. Plastic molding in a screw machine.

П р и м е р 5. Аналогично примеру 1,70 г ПКА смешивают с 3,0 г SiO₂, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl и загружают в бункер шнековой машины для формования жилки.PRI me R 5. Analogously to example 1.70 g PKA is mixed with 3.0 g of SiO ₂ , 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl and loaded into the hopper of a screw machine for forming the vein.

П р и м е р 6. 74,5 г ПКА смешивают с 3,0 г SiO₂, 12,4 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl и загружают в бункер шнековой машины для формования жилки.PRI me R 6. 74.5 g of PKA are mixed with 3.0 g of SiO ₂ , 12.4 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl and loaded into the hopper of the screw machine for forming the vein.

П р и м е р 7. Аналогично примеру 1. Композицию, включающую 77,5 г ПКА, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl применяют для формования пластиков.PRI me R 7. Analogously to example 1. A composition comprising 77.5 g of PKA, 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl is used for molding plastics.

П р и м е р 8. Аналогично примеру 1. К 75 г ПКА добавляют 25 гSiO₂и после перемешивания применяют для формования пластиков.PRI me R 8. Analogously to example 1. To 75 g of PKA add 25 g of SiO ₂ and after mixing used to form plastics.

П р и м е р 9. Аналогично примеру 1. 75,5 г ПП смешивают с 2,0 г SiO₂, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl и подают в экструдер шнековой машины.PRI me R 9. Analogously to example 1. 75.5 g of PP are mixed with 2.0 g of SiO ₂ , 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl and fed into the extruder of a screw machine.

П р и м е р 10. Аналогично примеру 1 получают композицию, включающую 79 г ПП, 23,0 г SiO₂, 10 г ДАМФК, и 8 г NH₄Cl используют для формования жилки.PRI me R 10. Analogously to example 1, a composition is obtained comprising 79 g of PP, 23.0 g of SiO ₂ , 10 g of DAMPA, and 8 g of NH ₄ Cl are used to form a vein.

П р и м е р 11. Аналогично примеру 9. 73,5 г ПП смешивают с 4,0 г SiO₂, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl и применяют для формования пластиков.PRI me R 11. Analogously to example 9. 73.5 g of PP are mixed with 4.0 g of SiO ₂ , 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl and used for molding plastics.

П р и м е р 12. Аналогично примеру 9. 76,7 г ПП смешивают с 0,8 г SiO₂, 12,5 ДАМФК и 10 г NH₄Cl.PRI me R 12. Analogously to example 9. 76.7 g of PP are mixed with 0.8 g of SiO ₂ , 12.5 DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl.

П р и м е р 13. 70 г ПП крошек смешивают с 3,0 г SiO₂, 15 г ДАМФК и 12 г NH₄Cl и используют для формования пластика.PRI me R 13. 70 g of PP crumbs are mixed with 3.0 g of SiO ₂ , 15 g of DAMPA and 12 g of NH ₄ Cl and used for molding plastic.

П р и м е р 14. 74,5 г ПП смешивают с 3,0 г SiO₂, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl.PRI me R 14. 74.5 g of PP are mixed with 3.0 g of SiO ₂ , 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl.

П р и м е р 15. Композиция, содержащая 77,5 г ПП, 12,5 г ДАМФК и 10 г NH₄Cl, применяется для формования пластика.PRI me R 15. A composition containing 77.5 g of PP, 12.5 g of DAMPA and 10 g of NH ₄ Cl, is used for molding plastic.

П р и м е р 16. Композицию, содержащую 75% ПП и 25 SiO₂, перерабатывают на шнековой машине.PRI me R 16. A composition containing 75% PP and 25 SiO ₂ processed in a screw machine.

П р и м е р 17 (прототип). Композиция, содержащая 50 г ПП, 15% синтетического силиката (содержание SiO₂ до 70%) и 50% NH₄Cl перерабатывается на шнековой машине.PRI me R 17 (prototype). A composition containing 50 g of PP, 15% synthetic silicate (SiO ₂ content up to 70%) and 50% NH ₄ Cl is processed on a screw machine.

Результаты, полученные при использовании композиции, приведены в табл. 1 и 2. The results obtained using the composition are shown in table. 1 and 2.

Как видно из приведенных данных, получение огнезащитной полимерной композиции обеспечивается содержанием в ней SiO₂ 2-3, ДAМФК 12-10, NH₄Cl 10-8% , при этом установлен факт синергетического повышения огнезащитных свойств полимерного материала в присутствии кремний и фосфорсодержащих соединений.As can be seen from the above data, the production of a flame retardant polymer composition is ensured by the content of SiO ₂ 2-3, DAMPK 12-10, NH ₄ Cl 10-8% in it, while the fact of a synergistic increase in the flame retardant properties of the polymer material in the presence of silicon and phosphorus compounds was established.

Предлагаемая композиция имеет то преимущество, что введение в нее оксида кремния приводит к повышению прочности изделий, в частности ПКА жилки. The proposed composition has the advantage that the introduction of silicon oxide into it leads to an increase in the strength of products, in particular PKA veins.

Claims

FIRE-PROTECTED POLYMER COMPOSITION, containing an aliphatic polyamide or polypropylene and an inorganic silicon compound, characterized in that the composition contains silicon dioxide and additional methylphosphonic acid diamide and ammonium chloride, taken in a ratio of 1: 0.8, respectively, in the following ratio of components, as an inorganic silicon compound composition, wt.%:
Silicon Dioxide 2 - 3
Methylphosphonic Acid Diamide 10.0 - 12.5
Ammonium Chloride 8-10
Aliphatic polyamide or polypropylene