RU2124536C1

RU2124536C1 - Finishing composition for polymeric materials

Info

Publication number: RU2124536C1
Application number: RU97112585/04A
Authority: RU
Inventors: А.В. Журко; Р.Н. Хелевин; Л.Л. Линдер; Л.П. Балым; Н.В. Лугова; Н.В. Луговая
Original assignee: Научно-производственное объединение "Конверсипол"
Priority date: 1997-07-23
Filing date: 1997-07-23
Publication date: 1999-01-10

Abstract

FIELD: manufacture of polymeric materials for technical and special purposes. SUBSTANCE: claimed composition comprises the following components (wt %): 8-12 perchlorovinyl resin; 8-12 conductive black; 5-13 tris- (2,3-dibromopropyl)phosphatate; up to 100 organic solvent. EFFECT: high light absorption and surface conductance and improved fireproofness of the finishing composition. 1 tbl

Description

Изобретение относится к производству полимерных материалов технического и специального назначения, в частности к производству трубного павинола и защитных материалов для техники. The invention relates to the production of polymer materials for technical and special purposes, in particular to the production of pipe peacock and protective materials for equipment.

Уровень техники
Для воздуховодов шахт широкое применение находит армированный материал с поливинилхлоридным покрытием, известный под названием трубного павинола. Наряду с высокими физико-механическими свойствами трубный павинол должен обладать электропроводящими свойствами для снятия статического электричества и огнестойкостью, а для защитных материалов наряду с электропроводностью и огнестойкостью в ряде случаев требуется и высокое светопоглощение.State of the art
For mine ducts, a reinforced material with a polyvinyl chloride coating, known as a pipe peacock, is widely used. Along with high physicomechanical properties, a pipe pavinol must have electrically conductive properties for removing static electricity and fire resistance, and for protective materials, in addition to electrical conductivity and fire resistance, high light absorption is required in some cases.

Известно получение элекропроводных материалов путем введения в их состав металлических порошков, графита и электропроводных саж (Наполнители для полимерных композиционных материалов. / Под редакцией Каца Г.С. и Милевски Д. В. -М. : Химия, 1981, с. 227-252, 335, 338, 339, 344-346; Сайто Эйдза, Икеда Акихиро - заявка 326746, Япония, кл. C 08 L 53/00, C 08 K 3/04, 1991). Однако для достижения высокой электропроводности (10^-4 Ом ^-1•см^-1) необходимо введение значительных количеств указанных ингредиентов (более 25 мас. %), что приводит к снижению физико-механических свойств материалов. При этом значительно снижается целый ряд показателей качества, таких важных, как устойчивость к раздирающим нагрузкам, устойчивость к многократному изгибу, эластичность материалов. Введение металлических порошков и графита, хотя и приводит к повышению огнестойкости полимерных материалов, но получаемые при этом материалы обладают высоким блеском, поэтому не годятся для использования в качестве защитных.It is known to obtain electrically conductive materials by introducing into their composition metal powders, graphite and electrically conductive soot (Fillers for polymer composite materials. / Edited by Katz G.S. and Milevsky D.V. -M.: Chemistry, 1981, pp. 227-252 , 335, 338, 339, 344-346; Saito Eiza, Ikeda Akihiro - Application 326746, Japan, CL C 08 L 53/00, C 08 K 3/04, 1991). However, to achieve high electrical conductivity (10 ^-4 Ohm ^-1 • cm ^-1 ) it is necessary to introduce significant quantities of these ingredients (more than 25 wt.%), Which leads to a decrease in the physicomechanical properties of materials. At the same time, a number of quality indicators are significantly reduced, such important as resistance to tearing loads, resistance to repeated bending, elasticity of materials. The introduction of metal powders and graphite, although it leads to an increase in the fire resistance of polymeric materials, but the materials obtained with this have a high gloss and therefore are not suitable for use as protective materials.

Таким образом, указанные способы не позволяют получать материалы, обладающие одновременно высокими физико-механическими и указанными выше целевыми свойствами. Thus, these methods do not allow to obtain materials with both high physical and mechanical properties and the above target properties.

Известно придание поверхностной электропроводности готовым полимерным материалам путем их металлизации (G.Nentwig-Mettalisierungsverfahren von Kunstatoff Folin oder Cellephan, Stendruck, 1991, т.37, N 8, c.19, 20, 22; Япония, патент N 1882, 22.03.1961; ФРГ, патент N 1068971, 28.04.1960). Однако при этом материалы приобретают высокое светоотражение и блеск. It is known to impart surface conductivity to finished polymer materials by metallization (G. Nentwig-Mettalisierungsverfahren von Kunstatoff Folin oder Cellephan, Stendruck, 1991, v. 37, No. 8, p. 19, 20, 22; Japan, patent N 1882, 03/22/1961 ; Germany, patent N 1068971, 04/28/1960). However, at the same time, materials acquire high light reflection and gloss.

Более современным является металлизация полимерных материалов в глубоком вакууме (Файкова Т.Н. Металлизация пластмассовых деталей и пленок в глубоком вакууме. Промышленность искусственной кожи, 1964, N 9, с.1-13; США, патент N 2951774, 06.09.1960). Однако она не применима для работы с пластифицированными материалами из-за невозможности получения высокого вакуума вследствие выделения низкомолекулярных пластификаторов. More modern is the metallization of polymeric materials in high vacuum (Faykova T.N. Metallization of plastic parts and films in high vacuum. Artificial leather industry, 1964, N 9, pp. 1-13; USA, patent N 2951774, 09/06/1960). However, it is not applicable for working with plasticized materials due to the impossibility of obtaining a high vacuum due to the release of low molecular weight plasticizers.

Наиболее близким по техническому существу является нанесение на готовые полимерные материалы отделочных композиций. Отделочные композиции состоят из полимерного связующего, полярного органического растворителя и целевых добавок. В качестве полимерного связующего используют полиметилметакрилат и другие полиакрилаты, поливинилхлорид и его сополимеры, поливинилиденхлорид, полиуретаны, полиамиды. В качестве полярного органического растворителя используют этилацетат, бутилацетат, циклогексанон. Могут быть использованы и другие полярные растворители. Целевые добавки вводят для придания полимерным материалам необходимых органолептических свойств. The closest in technical essence is the application of finished compositions to finished polymer materials. Finishing compositions consist of a polymer binder, a polar organic solvent, and targeted additives. As the polymer binder, polymethyl methacrylate and other polyacrylates, polyvinyl chloride and its copolymers, polyvinylidene chloride, polyurethanes, polyamides are used. Ethyl acetate, butyl acetate, cyclohexanone are used as the polar organic solvent. Other polar solvents may also be used. Targeted additives are introduced to give the polymeric materials the necessary organoleptic properties.

Так, известна отделочная композиция (Андрианова Г.П., Полякова К.А., Фильчиков А.С., Матвеев Ю.С. Химия и технология полимерных пленочных материалов и искусственной кожи. -М.: Легкопромбытиздат, 1990, ч.2, с.94), содержащая в качестве полимерного связующего полиметилметакрилат и поливинилхлорид, в качестве органического растворителя этилацетат и циклогексанон, а в качестве целевой добавки - аэросил. При отделке такой композицией получают материалы с высокими органолептическими свойствами. So, the finishing composition is known (Andrianova G.P., Polyakova K.A., Filchikov A.S., Matveev Yu.S. Chemistry and technology of polymer film materials and artificial leather. -M.: Legkoprombytizdat, 1990, part 2 , p. 94), containing polymethyl methacrylate and polyvinyl chloride as a polymer binder, ethyl acetate and cyclohexanone as an organic solvent, and aerosil as a target additive. When finishing with such a composition, materials with high organoleptic properties are obtained.

Однако нанесение на полимерные материалы такой композиции не придает достаточного светопоглощения. Даже при содержании аэросила А-380 в количестве 30 мас. ч. на 100 мас. ч. эмульсионного поливинилхлорида светопоглощение составляет лишь 89%, что является серьезным недостатком при использовании материала для специальных целей. К тому же у таких материалов отсутствует поверхностная электропроводность и недостаточно высокая огнестойкость. However, the application of such a composition to polymeric materials does not provide sufficient light absorption. Even with the content of Aerosil A-380 in an amount of 30 wt. hours per 100 wt. including emulsion polyvinyl chloride light absorption is only 89%, which is a serious drawback when using the material for special purposes. In addition, such materials lack surface conductivity and insufficiently high fire resistance.

Таким образом, не известна отделочная композиция, позволяющая придать полимерному материалу одновременно высокое светопоглощение, поверхностную электропроводность и повышенную огнестойкость. Thus, the finishing composition is not known, which allows to give the polymer material simultaneously high light absorption, surface conductivity and increased fire resistance.

Сущность изобретения
Изобретательская задача состояла в поиске отделочной композиции для полимерных материалов, которая позволила бы придать им одновременно высокие светопоглощение, поверхностную электропроводность и повышенную огнестойкость.SUMMARY OF THE INVENTION
The inventive task was to find a finishing composition for polymeric materials, which would make it possible to simultaneously give them high light absorption, surface conductivity and increased fire resistance.

Поставленная задача решена композицией, содержащей следующие ингредиенты в следующем соотношении, мас.%:
Перхлорвиниловая смола - 8 - 12
Электропроводная сажа - 8 - 12
Трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат - 5 - 13
Полярный органический растворитель - До 100
Отличительными признаками изобретения являются наличие в композиции трис-(2,3-дибромпропил)-фосфата, использование в качестве полимерного связующего перхлорвиниловой смолы, в качестве целевой добавки - электропроводной сажи и количественное соотношение ингредиентов.The problem is solved by a composition containing the following ingredients in the following ratio, wt.%:
Perchlorovinyl resin - 8 - 12
Electrically conductive soot - 8 - 12
Tris- (2,3-dibromopropyl) -phosphate - 5 - 13
Polar Organic Solvent - Up to 100
Distinctive features of the invention are the presence of tris (2,3-dibromopropyl) phosphate in the composition, the use of perchlorovinyl resin as a polymer binder, electrically conductive carbon black and the proportion of ingredients as a target additive.

Изобретение позволяет придать полимерным материалам высокое светопоглощение - 98-99%, поверхностную электропроводность - до 10^-2 Ом^-1, повысить их огнестойкость. При этом получаются материалы с высокими органолептическими свойствами.EFFECT: invention makes it possible to impart high light absorption to polymer materials - 98-99%, surface conductivity - up to 10 ^-2 Ohm ^-1 , to increase their fire resistance. In this case, materials with high organoleptic properties are obtained.

Сведения, подтверждающие возможность воспроизведения изобретения
Отделочная композиция содержит следующие компоненты.Information confirming the reproducibility of the invention
Finishing composition contains the following components.

В качестве перхлорвиниловой смолы можно использовать перхлорвиниловую смолу любой марки, с любым содержанием хлора, изготовленную из любого исходного поливинилхлорида, например по ГОСТ 10004-85. Смола представляет собой продукт, получаемый путем хлорирования поливинилхлорида и имеет вид белого порошка, хорошо растворимого в полярных органических растворителях. Трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат (ТУ-6-16-3086-88) - вязкая жидкость от светло-желтого до темно-желтого с плотностью 2150-2350 кг/м³ и кислотным числом не более 2 мг КОН/г. Жидкость негорючая, невзрывоопасная, замедляющая горение других органических веществ.As perchlorovinyl resin, you can use perchlorovinyl resin of any brand, with any chlorine content, made from any of the original polyvinyl chloride, for example according to GOST 10004-85. The resin is a product obtained by chlorination of polyvinyl chloride and has the form of a white powder, readily soluble in polar organic solvents. Tris- (2,3-dibromopropyl) -phosphate (TU-6-16-30-3086-88) is a viscous liquid from light yellow to dark yellow with a density of 2150-2350 kg / m ³ and an acid number of not more than 2 mg KOH / g The liquid is non-combustible, non-explosive, slowing down the combustion of other organic substances.

Электропроводная сажа. Возможно использование различных марок печной сажи, а также ацетиленовой сажи, получаемой при термическом разложении ацетилена без доступа воздуха. В частности, использовалась сажа марки П-805-Э - это технический печной углерод, предназначенный для производства электроугольных изделий и получаемый при термоокислительном разложении жидкого углеводородного сырья. Electrically conductive soot. It is possible to use various grades of furnace black, as well as acetylene black obtained by thermal decomposition of acetylene without air. In particular, P-805-E soot was used - it is a technical furnace carbon intended for the production of electro-carbon products and obtained by thermo-oxidative decomposition of liquid hydrocarbon feedstocks.

Полярный органический растворитель. Можно использовать полярные органические растворители с температурой кипения не выше 130^oC, что обусловлено техническими возможностями традиционно используемого оборудования. В частности, использовали смесь этилацетата и бутилацетата в массовом соотношении 1: 1.Polar organic solvent. You can use polar organic solvents with a boiling point of not higher than 130 ^o C, which is due to the technical capabilities of traditionally used equipment. In particular, a mixture of ethyl acetate and butyl acetate was used in a weight ratio of 1: 1.

Композицию получают следующим образом. В смеситель загружают перхлорвиниловую смолу и расчетное количество органического растворителя. Смесь перемешивают при комнатной температуре в течение 2 часов до полного растворения перхлорвиниловой смолы. Затем в полученный раствор вносят при перемешивании трис-(2,3-дибромпропил)-фосфат и порциями электропроводную сажу, перемешивают в течение 1,5 часов. The composition is prepared as follows. Perchlorovinyl resin and a calculated amount of organic solvent are loaded into the mixer. The mixture was stirred at room temperature for 2 hours until the perchlorovinyl resin was completely dissolved. Then, tris (2,3-dibromopropyl) -phosphate is added to the resulting solution with stirring and the electrically conductive carbon black is added in portions, and the mixture is stirred for 1.5 hours.

Отделочную композицию наносят на рулонные полимерные материалы на печатно-отделочных агрегатах, используемых в промышленности искусственных кож и пленочных материалов. Сушку проводят при температуре 100-130^oC.The finishing composition is applied to rolled polymeric materials on printing and finishing units used in the industry of artificial leather and film materials. Drying is carried out at a temperature of 100-130 ^o C.

В таблице приведены качественные показатели полимерного материала, обработанного заявленной отделочной композицией при различных соотношениях ингредиентов, и полимерного материала, обработанного отделочной композицией, выбранной в качестве прототипа. The table shows the quality indicators of the polymer material treated with the claimed finishing composition at various ratios of ingredients, and the polymer material treated with the finishing composition selected as a prototype.

Как видно из данных таблицы в заявленной отделочной композиции стало возможным добиться значительно большего содержания сажи относительно связующего (до 125%), в то время как для известной отделочной композиции эта цифра не превышает 20%, что обеспечивает светопоглощение лишь 83%. As can be seen from the table in the claimed finishing composition, it became possible to achieve a much higher soot content relative to the binder (up to 125%), while for the known finishing composition this figure does not exceed 20%, which ensures light absorption of only 83%.

Claims

Finishing composition for polymeric materials, including a polymeric binder, a polar organic solvent and a target additive, characterized in that the composition additionally contains tris (2,3-dibromopropyl) phosphate, contains perchlorovinyl resin as a polymer binder, and as a target additive electrically conductive soot in the following ratio of components, wt.%:
Perchlorovinyl resin - 8 - 12
Electrically conductive soot - 8 - 12
Tris- (2,3-dibromopropyl) -phosphate - 5 - 13
Polar organic solvent - Up to 100o