RU2533137C1 - Olefin-based polymer composition, characterised by reduced combustibility - Google Patents
Olefin-based polymer composition, characterised by reduced combustibility Download PDFInfo
- Publication number
- RU2533137C1 RU2533137C1 RU2013113667/05A RU2013113667A RU2533137C1 RU 2533137 C1 RU2533137 C1 RU 2533137C1 RU 2013113667/05 A RU2013113667/05 A RU 2013113667/05A RU 2013113667 A RU2013113667 A RU 2013113667A RU 2533137 C1 RU2533137 C1 RU 2533137C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- polymer
- weight
- composition
- mixing
- magnesium
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к полимерным антипиренам, в частности к композициям на основе полиолефинов, характеризующимся пониженной горючестью, и может быть использовано для производства полиолефиновых материалов и композитов на их основе, обладающих пониженной способностью к воспламенению и поддержанию горения, для применения в строительстве, машиностроении, производстве электротехнических изделий, кабельной промышленности, производстве электробытовых приборов общего назначения.The invention relates to polymer flame retardants, in particular to compositions based on polyolefins, characterized by reduced combustibility, and can be used for the production of polyolefin materials and composites based on them, with a reduced ability to ignite and maintain combustion, for use in construction, engineering, electrical engineering products, the cable industry, the production of household electrical appliances for general use.
Известен целый ряд классических антипиренов, снижающих горючесть полиолефинов. К ним относятся галогенсодержащие, фосфорсодержащие антипирены, гидроксиды металлов, в основном гидроксид магния и гидроксид алюминия [Zhang S., Horrocks A.R., A review of flame retardant polypropylene fibres. Progress in Polymer Science (Oxford), Vol.28, (11), pp.1517-1538 (2003), Lomakin S.M., Zaikov G.E., Modern Polymer Flame Retardancy, VSP Int. Sci. Publ. Utrecht, Boston, pp.274, (2003)]. Галоген- и фосфорсодержащие соединения являются наиболее эффективными антипиренами, однако они не отвечают требованиям экологической безопасности, поэтому применение данных соединений является нежелательным. Еще в конце XX века в продуктах пиролиза бромированного дифенил оксида и других галогенсодержащих антипиренов при температурах выше 450°С были обнаружены бромсодержащие диоксины и фураны. Важность этих исследований трудно переоценить, поскольку дальнейшее применение целого класса галогенсодержащих антипиренов стало проблематичным вследствие выделения экстремально опасных продуктов загрязнения окружающей среды. В результате данных исследований в Германии и в Голландии были приняты меры по запрету применения и резкому сокращению производства бромированного дифенил оксида из-за высокой вероятности образования в процессе горения и переработки высокотоксичных и канцерогенных бромированных диоксинов и фуранов [Lomakin S.M., Zaikov G.E., Modern Polymer Flame Retardancy, VSP Int. Sci. Publ. Utrecht, Boston, pp.274, (2003)].A number of classic flame retardants are known to reduce the flammability of polyolefins. These include halogen-containing, phosphorus-containing flame retardants, metal hydroxides, mainly magnesium hydroxide and aluminum hydroxide [Zhang S., Horrocks A.R., A review of flame retardant polypropylene fibers. Progress in Polymer Science (Oxford), Vol. 28, (11), pp. 1517-1538 (2003), Lomakin S.M., Zaikov G.E., Modern Polymer Flame Retardancy, VSP Int. Sci. Publ. Utrecht, Boston, pp. 274, (2003)]. Halogen- and phosphorus-containing compounds are the most effective flame retardants, however, they do not meet environmental safety requirements, therefore, the use of these compounds is undesirable. Already at the end of the 20th century, bromine-containing dioxins and furans were detected in the pyrolysis products of brominated diphenyl oxide and other halogen-containing flame retardants at temperatures above 450 ° C. The importance of these studies can hardly be overestimated, since the further use of a whole class of halogen-containing flame retardants has become problematic due to the allocation of extremely dangerous products of environmental pollution. As a result of these studies in Germany and the Netherlands, measures were taken to prohibit the use and sharply reduce the production of brominated diphenyl oxide due to the high probability of the formation of highly toxic and carcinogenic brominated dioxins and furans during combustion and processing [Lomakin SM, Zaikov GE, Modern Polymer Flame Retardancy, VSP Int. Sci. Publ. Utrecht, Boston, pp. 274, (2003)].
Безопасными с точки зрения экологических последствий являются антипирены на основе неорганических гидроксидов, однако из-за необходимости введения гидроксидов в полимерную матрицу в большом количестве (60% мас. и выше), полученные композиты обладают рядом существенных недостатков, таких как: неудовлетворительные физико-механические характеристики, а также технические проблемы, связанные с длительностью процесса переработки в расплаве. При введении более 40% наполнителя в полимерную матрицу резко ухудшаются технологические параметры переработки материалов методами литья и экструзии. В этом случае при переработке используются скользящие добавки: стеараты металлов, эрукамид, фторопласты, что несомненно усложняет технологию приготовления композиций.Inorganic hydroxide-based flame retardants are safe from the point of view of environmental consequences, however, due to the need to introduce large amounts of hydroxides into the polymer matrix (60% wt. And above), the obtained composites have a number of significant drawbacks, such as: poor physical and mechanical characteristics , as well as technical problems associated with the duration of the melt processing process. When more than 40% of the filler is introduced into the polymer matrix, the technological parameters of material processing by casting and extrusion methods sharply deteriorate. In this case, processing additives use sliding additives: metal stearates, erucamide, fluoroplastics, which undoubtedly complicates the technology for preparing compositions.
Для преодоления этого недостатка в качестве антипиреновой добавки к полиолефинам применяют композиции, содержащие наряду с гидроксидами металлов дополнительные компоненты.To overcome this drawback, compositions containing, in addition to metal hydroxides, additional components are used as flame retardants for polyolefins.
Например, описана не содержащая хлора композиция с пониженной горючестью, содержащая гидратированные гидроксиды металлов алюминия и магния и поверхностно-активные вещества на основе редкоземельных элементов, способствующие улучшению совместимости между полимером и гидроксидами и проявляющие синергетическое действие [CN 101503627 (А), опубл. 12.08.2009]. Композиция обладает хорошими огнезащитными и физико-механическими свойствами, экологически безопасна. Однако высокая стоимость редкоземельных элементов на мировом рынке приводит к многократному удорожанию материалов даже при небольших добавках (2-5% мас.).For example, a chlorine-free composition with reduced flammability is described, containing hydrated hydroxides of aluminum and magnesium metals and surfactants based on rare-earth elements, which improve the compatibility between the polymer and hydroxides and exhibit a synergistic effect [CN 101503627 (A), publ. 08/12/2009]. The composition has good flame retardant and physico-mechanical properties, environmentally friendly. However, the high cost of rare-earth elements in the world market leads to a multiple rise in the cost of materials even with small additives (2-5% wt.).
В заявке [CN 101016395 (А), опубл. 15.08.2007] описана низкодымная, не содержащая хлора огнезащитная композиция на основе полиолефинов, содержащая 59-77% гидроксида алюминия, 10-25% этиленвинилацетата, 5-10% полиэтилена низкой плотности, 6-25% низкомолекулярного полиэтилена, а также минорные компоненты, понижающие взрывоопасность, обладающие свойствами окислителя, лубриканты, сшивающие агенты, поверхностно-активное вещества. Основной недостаток данной композиции состоит в высокой концентрации гидроксида алюминия, ухудшающего технологические параметры переработки материалов методами литья и экструзии.In the application [CN 101016395 (A), publ. 08/15/2007] a low-smoke, chlorine-free flame retardant composition based on polyolefins is described, containing 59-77% aluminum hydroxide, 10-25% ethylene vinyl acetate, 5-10% low density polyethylene, 6-25% low molecular weight polyethylene, as well as minor components, reducing explosiveness, having the properties of an oxidizing agent, lubricants, crosslinking agents, surfactants. The main disadvantage of this composition is the high concentration of aluminum hydroxide, which worsens the technological parameters of the processing of materials by casting and extrusion.
Согласно [CN 1869113 (А), опубл. 29.11.2006] огнезащитная, не содержащая хлора полиолефиновая композиция включает гидроксид алюминия, порошкообразный брусит (гидроксид магния), покрытый отбеливающей оболочкой красный фосфор, дифосфат резорцина, полифосфат алюминия, борат цинка. К недостаткам данной композиции можно отнести высокую концентрацию гидроксида алюминия, усложняющую технологию экструзии, а также добавки красного фосфора, придающие свойства взрывоопасности изделиям при их механической переработке.According to [CN 1869113 (A), publ. 11.29.2006] a flame retardant, chlorine-free polyolefin composition includes aluminum hydroxide, powdered brucite (magnesium hydroxide), bleached red phosphorus, resorcinol diphosphate, aluminum polyphosphate, zinc borate. The disadvantages of this composition include a high concentration of aluminum hydroxide, complicating the extrusion technology, as well as additives of red phosphorus, imparting explosive properties to products during their mechanical processing.
Описана негорючая полиолефиновая композиция, предназначенная для производства алюминиевых панелей [KR 20020049444 (А), опубл. 26.06], содержащая 15-25% вес. полиэтилена низкой плотности, 65-80% гидроксида магния, 5-10% компатибилизатора, в качестве которого используют этиленовые ненасыщенные жирные кислоты или их ангидриды, или линейные сополимеры полиэтилена низкой плотности, содержащие 0.25-5 весовых частей эфирных мономеров на 100 частей линейного полиэтилена низкой плотности, этиленвинилацетат и полистирола.Describes a non-combustible polyolefin composition intended for the production of aluminum panels [KR 20020049444 (A), publ. 06/26], containing 15-25% of the weight. low density polyethylene, 65-80% magnesium hydroxide, 5-10% compatibilizer, which use ethylenically unsaturated fatty acids or their anhydrides, or linear low density polyethylene copolymers containing 0.25-5 weight parts of ether monomers per 100 parts of linear low polyethylene density, ethylene vinyl acetate and polystyrene.
Недостатком данной композиции является высокое содержание гидроксида магния.The disadvantage of this composition is the high content of magnesium hydroxide.
В литературе описано применение окиси графита в качестве добавки, понижающей горючесть полимерных композиций на основе полистирола, эпоксидных смол, а также акрилбутадиенстирольного сополимера. Полученные данные говорят о том, что в результате введения в полимерную матрицу 5-10% окиси графита максимальное значение скорости тепловыделения при сгорании образцов снижается на 30-40% по сравнению с исходными материалами. Однако, несмотря на снижение значения скорости тепловыделения, значительного снижения пожарной опасности материалов не наблюдалось [Т.Kashiwagi, Chapter 10. Progress in Flammability Studies of Nanocomposites with New Types of Nanoparticles, in Flame Retardant Polymer Nanocomposites, ed. by A.B.Morgan, Ch.A. Wilkie, Wiley Interscience, 2007, pp.285-324].The literature describes the use of graphite oxide as an additive that reduces the flammability of polymer compositions based on polystyrene, epoxy resins, as well as acryl-butadiene-styrene copolymer. The data obtained indicate that as a result of introducing 5-10% graphite oxide into the polymer matrix, the maximum value of the heat release rate during sample combustion decreases by 30-40% compared to the starting materials. However, despite a decrease in the rate of heat generation, no significant reduction in the fire hazard of materials was observed [T. Kashiwagi, Chapter 10. Progress in Flammability Studies of Nanocomposites, in New Types of Nanoparticles, in Flame Retardant Polymer Nanocomposites, ed. by A.B. Morgan, Ch.A. Wilkie, Wiley Interscience, 2007, pp. 285-324].
Наиболее близкой по технической сущности является полиолефиновая композиция, характеризующаяся низким дымообразованием и пониженной горючестью [CN 1172128 А, 1998-02-04], содержащая на 100 частей полиолефинового полимера 60-150 весовых частей антипиреновой добавки, которая содержит 100 весовых частей гидроксида металла Mgl-× Мх2 (ОН)2, где М+2 (металл) выбран из группы Mn+2 Fe+2, СО+2, N+2, Cu+2 и Zn+2, причем X находится в диапазоне от 0,001 до 0,9, а также 1-20 весовых частей мелкодисперсного углеродного порошка. Однако данная добавка обладает традиционным недостатком, заключающимся в высокой концентрации антипиреновой добавки, ведущей к снижению эксплуатационных характеристик материалов.The closest in technical essence is a polyolefin composition, characterized by low smoke and low combustibility [CN 1172128 A, 1998-02-04], containing 100-150 parts by weight of flame retardant additive per 100 parts of polyolefin polymer, which contains 100 parts by weight of Mgl- metal hydroxide × Mx 2 (OH) 2 , where M +2 (metal) is selected from the group Mn +2 Fe +2 , СО +2 , N +2 , Cu +2 and Zn +2 , and X is in the range from 0.001 to 0 , 9, as well as 1-20 weight parts of finely divided carbon powder. However, this additive has the traditional disadvantage of a high concentration of flame retardant additives, leading to a decrease in the operational characteristics of the materials.
Задача, на решение которой направлено настоящее изобретение, состоит в том, чтобы создать полимерную композицию на основе полиолефинов, не выделяющую при повышенных температурах вредных веществ, характеризующуюся пониженной горючестью и при этом обладающую комплексом физико-механических свойств, позволяющих использовать ее для производства негорючих материалов для электротехнической и кабельной промышленности, строительства, машиностроения, производства электробытовой техники и др.The problem to which the present invention is directed, is to create a polymer composition based on polyolefins that does not emit harmful substances at elevated temperatures, is characterized by reduced flammability and at the same time possesses a set of physicomechanical properties that can be used to produce non-combustible materials for electrical and cable industries, construction, engineering, production of household appliances, etc.
В соответствии с изобретением описывается композиция на основе полиолефинов, характеризующаяся пониженной горючестью, содержащая гидроксид магния, или гидроксид алюминия, или их смесь и углерод в форме нанопластин графита, так называемый слоистый нанографит, при следующих количественных соотношениях компонентов, мас.%:In accordance with the invention, a composition based on polyolefins, characterized by reduced combustibility, containing magnesium hydroxide or aluminum hydroxide, or a mixture thereof and carbon in the form of graphite nanoplates, the so-called layered nanographite, is described in the following quantitative ratios of components, wt.%:
В качестве полиолефинов композиция может включать полиэтилен (ПЭ) (высокого давления, низкого давления, высокой плотности, низкой плотности, промышленные или бытовые отходы), полипропилен (ПП) (высокоизотактический полипропилен), сшитый полипропилен, вспенивающийся полипропилен, а также их смеси, получаемые сополимеризацией пропилена и этилена в присутствии металлоорганических катализаторов при низком и среднем давлениях - полипропилен блок-сополимер, блок-сополимер пропилена и этилена, блок-сополимер пропилена и этилена с низким содержанием полиэтилена, блок-сополимер пропилена и этилена со средним содержанием полиэтилена, блок-сополимер пропилена и этилена с высоким содержанием полиэтилена, блок-сополимер пропилена и этилена с очень высоким содержанием полиэтилена, статистический сополимер пропилена и этилена а также смесь полипропилена и тройного сополимера этилена, пропилена и диена.As polyolefins, the composition may include polyethylene (PE) (high pressure, low pressure, high density, low density, industrial or household waste), polypropylene (PP) (highly isotactic polypropylene), crosslinked polypropylene, expandable polypropylene, as well as mixtures thereof copolymerization of propylene and ethylene in the presence of organometallic catalysts at low and medium pressures - polypropylene block copolymer, block copolymer of propylene and ethylene, block copolymer of propylene and ethylene with low content burning polyethylene, a block copolymer of propylene and ethylene with an average content of polyethylene, a block copolymer of propylene and ethylene with a high content of polyethylene, a block copolymer of propylene and ethylene with a very high content of polyethylene, a random copolymer of propylene and ethylene, as well as a mixture of polypropylene and a triple ethylene copolymer , propylene and diene.
В качестве гидроксидов могут быть использованы широко применяемые в настоящее время в качестве антипиренов гидроксиды магния или алюминия, а также их смеси. Общепринято, что гидроксид магния проявляет свойства антипирена за счет газофазного разбавления продуктов пиролиза полимеров водой, которая образуется при эндотермическом (1450 Дж/г) разложении Mg(OH)2 при температуре выше 340°С [Lomakin S.M., Zaikov G.E., Modern Polymer Flame Retardancy, VSP Int. Sci. Publ. Utrecht, Boston, p.274, (2003).]:Magnesium or aluminum hydroxides, as well as mixtures thereof, which are currently widely used as flame retardants, can be used as hydroxides. It is generally accepted that magnesium hydroxide exhibits flame retardant properties due to the gas-phase dilution of the pyrolysis products of polymers with water, which is formed during the endothermic (1450 J / g) decomposition of Mg (OH) 2 at temperatures above 340 ° С [Lomakin SM, Zaikov GE, Modern Polymer Flame Retardancy , VSP Int. Sci. Publ. Utrecht, Boston, p. 274, (2003).]:
Mg(OH)2=MgO+H2O↑Mg (OH) 2 = MgO + H 2 O ↑
Огнезащитное действие гидроксида магния обусловлено тем, что эндотермичность этой реакции существенно снижает температуру на поверхности разлагающегося полимера. С другой стороны, выделение большого количества воды приводит к разбавлению смеси летучих продуктов термодеструкции полимера, что изменяет тепловой баланс в зоне горения. Аналогичным образом ведет себя и гидроокись алюминия, который также используют в качестве антипирена в композиции с полиэтиленом.The fire-retardant effect of magnesium hydroxide is due to the fact that the endothermicity of this reaction significantly reduces the temperature on the surface of the decomposing polymer. On the other hand, the release of large amounts of water leads to dilution of the mixture of volatile products of thermal degradation of the polymer, which changes the heat balance in the combustion zone. Similarly, aluminum hydroxide also behaves, which is also used as a flame retardant in a composition with polyethylene.
Выбор гидроксида алюминия или магния или смеси указанных гидроксидов того или иного состава в соответствии с изобретением зависит от взятого полиолефина и определяется его температурой переработки и температурой разложения гидроксидов алюминия и магния. Гидроксид алюминия начинает разлагаться при температуре ниже 300°С, а гидроксид магния при температуре 420°С.The choice of aluminum or magnesium hydroxide or a mixture of these hydroxides of one or another composition in accordance with the invention depends on the polyolefin taken and is determined by its processing temperature and the decomposition temperature of aluminum and magnesium hydroxides. Aluminum hydroxide begins to decompose at temperatures below 300 ° C, and magnesium hydroxide at a temperature of 420 ° C.
Поскольку промышленная переработка полиэтилена происходит при температуре, как правило, не превышающей 150-170°С, то для него преимущественно используется гидроксид алюминия. Полипропилен перерабатывается при более высокой температуре (180-200°С), поэтому для него в промышленности применяется гидроксид магния.Since the industrial processing of polyethylene occurs at a temperature, as a rule, not exceeding 150-170 ° C, aluminum hydroxide is mainly used for it. Polypropylene is processed at a higher temperature (180-200 ° C), therefore, magnesium hydroxide is used for it in industry.
Нанопластины графита фирмы XG Sciences, Inc. Michigan, США, используемые в описываемой композиции, получают термической эксфолиацией оксида графита под действием микроволнового излучения и дальнейшей ультразвуковой обработкой образующихся "червеобразных" частиц. Используют нанопластины графита с толщиной чешуек D около 10 нм и поперечным размером частиц L=10 мкм. Характеристики использованных нанопластин приведены в таблице 1.Graphite Nanoplates from XG Sciences, Inc. Michigan, USA, used in the described composition, obtained by thermal exfoliation of graphite oxide under the influence of microwave radiation and further ultrasonic treatment of the resulting "worm-like" particles. Graphite nanoplates with a flake thickness D of about 10 nm and a transverse particle size of L = 10 μm are used. The characteristics of the used nanoplates are shown in table 1.
D, нмThickness
D, nm
Оценка эффективности нанопластин как наполнителей показала, что нанопластины графита эффективны в плане повышения жесткости композиций, их теплостойкости и термостабильности [Е. V. Kuvardina, L. A. Novokshonova, S. М. Lomakin, S. A. Timan, I. A. Tchmutin. Effect of the Graphite Nanoplatelet Size on the Mechanical, Thermal, and Electrical Properties of Polypropylene/Exfoliated Graphite Nanocomposites. Journal of Appl. Polymer Sci. 2013, р.1417]. Кроме того, найдено, что нанопластины способствуют снижению горючести композиций. Указанный эффект связывают с образованием барьерного слоя и ограничением процесса массопереноса летучих продуктов термоокислительной деструкции в зону горения.Evaluation of the effectiveness of nanoplates as fillers showed that graphite nanoplates are effective in terms of increasing the rigidity of the compositions, their heat resistance and thermal stability [E. V. Kuvardina, L. A. Novokshonova, S. M. Lomakin, S. A. Timan, I. A. Tchmutin. Effect of the Graphite Nanoplatelet Size on the Mechanical, Thermal, and Electrical Properties of Polypropylene / Exfoliated Graphite Nanocomposites. Journal of Appl. Polymer Sci. 2013, p. 1417]. In addition, it was found that nanoplates help to reduce the combustibility of the compositions. This effect is associated with the formation of a barrier layer and the limitation of the process of mass transfer of volatile products of thermal oxidative degradation to the combustion zone.
В соответствии с изобретением совместное применение нанопластин графита и гидроксидов металлов для снижения горючести полиолефинов имеет целью улучшить комплекс эксплуатационных свойств композиций. В таких комбинированных системах реализуются два механизма снижения горючести. В случае нанопластин графита - это образование барьерного слоя, а в случае гидроксидов - ингибирование процесса горения в газовой фазе за счет выделения воды при разложении Mg(OH)2.In accordance with the invention, the combined use of graphite nanoplates and metal hydroxides to reduce the combustibility of polyolefins aims to improve the range of performance properties of the compositions. In such combined systems, two mechanisms for reducing flammability are implemented. In the case of graphite nanoplates, this is the formation of a barrier layer, and in the case of hydroxides, inhibition of the combustion process in the gas phase due to the release of water during the decomposition of Mg (OH) 2 .
Образцы полиолефинов для проведения измерений горючести готовят следующим образом.Samples of polyolefins for the measurement of combustibility are prepared as follows.
Пример 1. Чистый полиэтилен (ПЭ) подвергают переработке на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводят при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции используют 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводят в течение 10 минут.Example 1. Pure polyethylene (PE) is subjected to processing on a laboratory two-rotor mixer type "Brabender". Mixing is carried out at a temperature of 170 ° C and a rotor speed of 90 rpm. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) are used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing is carried out for 10 minutes.
Пример 2. Композицию ПЭ с 20 мас.% гидроксида алюминия Аl(ОН)3 получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили наполнитель. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 2. A composition of PE with 20 wt.% Aluminum hydroxide Al (OH) 3 was obtained by mixing in a polymer melt on a Brabender type laboratory two-rotor mixer. Mixing was carried out at a temperature of 170 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which filler was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 3. Композицию ПЭ с 50 мас.% гидроксида алюминия А1(ОН)3 получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили наполнитель. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 3. The composition of PE with 50 wt.% Aluminum hydroxide A1 (OH) 3 was obtained by mixing in a polymer melt on a laboratory two-rotor mixer type "Brabender". Mixing was carried out at a temperature of 170 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which filler was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 4. Композицию ПЭ с 20 мас.% гидроксида алюминия Al(ОН)3 и 10 мас.% нанопластин графита (НПГ) получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили смесь наполнителей. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 4. A composition of PE with 20 wt.% Aluminum hydroxide Al (OH) 3 and 10 wt.% Graphite nanoplates (NPG) was obtained by mixing in a polymer melt on a Brabender type laboratory rotary mixer. Mixing was carried out at a temperature of 170 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which a mixture of fillers was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 5. Композицию ПЭ с 20 мас.% гидроксида магния Mg(OH)2 и 10 мас.% нанопластин графита (НПГ) получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 170°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили смесь наполнителей. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 5. A composition of PE with 20 wt.% Magnesium hydroxide Mg (OH) 2 and 10 wt.% Graphite nanoplates (NPG) was obtained by melt blending of a polymer in a Brabender type laboratory rotary mixer. Mixing was carried out at a temperature of 170 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which a mixture of fillers was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 6. Чистый полипропилен (ПП) подвергали переработке на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 180°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3 -Трис-(6'-метил-3 '-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 6. Pure polypropylene (PP) was subjected to processing on a laboratory two-rotor mixer type "Brabender". Mixing was carried out at a temperature of 180 ° C and a rotor speed of 90 rpm. As stabilizers of thermo-oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) -butane, or topanol (in the amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 7. Композицию ПП с 20 мас.% гидроксида магния Mg(OH)2 получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 180°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили наполнитель. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 7. The composition of PP with 20 wt.% Magnesium hydroxide Mg (OH) 2 was obtained by mixing in a polymer melt in a laboratory two-rotor mixer type "Brabender". Mixing was carried out at a temperature of 180 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which filler was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 8. Композицию ПП с 50 мас.% гидроксида магния Mg(OH)2 получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 180°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили наполнитель. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 8. A PP composition with 50 wt.% Magnesium hydroxide Mg (OH) 2 was prepared by melt blending of a polymer in a Brabender type laboratory two-rotor mixer. Mixing was carried out at a temperature of 180 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which filler was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 9. Композицию ПП с 20 мас.% гидроксида магния Mg(OH)2 и 10 мас.% нанопластин графита (НПГ) получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 180°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили смесь наполнителей. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 9. A PP composition with 20 wt.% Magnesium hydroxide Mg (OH) 2 and 10 wt.% Graphite nanoplates (NPG) was obtained by melt blending of a polymer in a Brabender type laboratory rotary mixer. Mixing was carried out at a temperature of 180 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which a mixture of fillers was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 10. Композицию ПП с 10 мас.% гидроксида магния Mg(OH)2 и 5 мас.%) нанопластин графита (НПГ) получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 180°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили смесь наполнителей. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 10. A PP composition with 10 wt.% Magnesium hydroxide Mg (OH) 2 and 5 wt.%) Graphite nanoplates (NPG) was obtained by melt blending of a polymer in a Brabender type laboratory two-rotor mixer. Mixing was carried out at a temperature of 180 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which a mixture of fillers was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Пример 11. Композицию ПП с 20 мас.% гидроксида алюминия Al(ОН)3 и 10 мас.% нанопластин графита (НПТ) получали смешением в расплаве полимера на лабораторном двухроторном смесителе типа "Брабендер". Смешение проводили при температуре 180°С и скорости вращения роторов 90 об/мин. Сначала в течение 5 минут в бункер смесителя загружали полимер с термостабилизаторами, после чего в расплав вводили смесь наполнителей. В качестве стабилизаторов термоокислительной деструкции использовали 1,1,3-Трис-(6'-метил-3'-трет-бутил-4'-оксифенил)-бутан, или топанол (в количестве 0,3% от веса полимера) в сочетании с додециловым эфиром тиодипропионовой кислоты или дилаурилдитиодипропионатом (ДЛТП) (в количестве 0,5% вес. от содержания полимера). Смешение проводили в течение 10 минут.Example 11. A PP composition with 20 wt.% Aluminum hydroxide Al (OH) 3 and 10 wt.% Graphite nanoplates (NPT) was prepared by melt-blending of a polymer on a Brabender type laboratory rotary mixer. Mixing was carried out at a temperature of 180 ° C and a rotor speed of 90 rpm. First, a polymer with heat stabilizers was loaded into the mixer hopper for 5 minutes, after which a mixture of fillers was introduced into the melt. As stabilizers of thermal oxidative degradation, 1,1,3-Tris- (6'-methyl-3'-tert-butyl-4'-hydroxyphenyl) butane or topanol (in an amount of 0.3% by weight of the polymer) were used in combination with dodecyl ether of thiodipropionic acid or dilauryl dithiodipropionate (DLTP) (in an amount of 0.5% by weight of the polymer content). Mixing was carried out for 10 minutes.
Из полимерных материалов, содержащих различные количества наполнителя, методом горячего прессования готовили пластины толщиной от 1 до 5 мм, из которых с помощью тарированного пробойника вырубают образцы диаметром 10-15 мм, при этом вес образца должен находиться в пределах 0,3-0,6 г, что обеспечивает необходимую чувствительность метода. Для предотвращения растекания расплава, образующегося при нагреве образца в процессе измерений, образец помещают в чашу из фольги так, чтобы поверхность образца оставалась открытой.From polymeric materials containing various amounts of filler, plates from 1 to 5 mm thick were prepared by hot pressing, of which samples with a diameter of 10-15 mm were cut using a calibrated punch, while the weight of the sample should be in the range 0.3-0.6 g, which provides the necessary sensitivity of the method. To prevent the spreading of the melt formed when the sample is heated during measurement, the sample is placed in a foil bowl so that the surface of the sample remains open.
Для характеристики горючести полученных образцов используют устройство для тестирования материалов на горючесть (полезная модель RU 119115 U1, опубл. 10.08.2012). Строят интегральную кривую потери массы от времени. Ее дифференцирование позволяет определить максимальную скорость потери массы, которая в случае отсутствия ингибирования газофазного горения пропорциональна скорости тепловыделения, характеризующей пожароопасность образца. Из полученных значений определяют индукционный период до начала устойчивого горения образца, скорость потери массы образца в условиях горения и остаточный вес образца.To characterize the flammability of the obtained samples use a device for testing materials for flammability (utility model RU 119115 U1, publ. 08/10/2012). An integral mass loss curve is plotted against time. Its differentiation allows one to determine the maximum mass loss rate, which, in the absence of inhibition of gas-phase combustion, is proportional to the heat release rate characterizing the fire hazard of the sample. From the obtained values, the induction period before the start of stable burning of the sample, the rate of loss of mass of the sample under combustion conditions and the residual weight of the sample are determined.
На Фиг.1-4 показаны зависимости максимальной скорости потери массы, которая в случае отсутствия ингибирования газофазного горения пропорциональна скорости тепловыделения, характеризующей пожароопасность образца при заданном тепловом потоке 20 кВт/м2.Figure 1-4 shows the dependence of the maximum mass loss rate, which, in the absence of inhibition of gas-phase combustion, is proportional to the heat release rate characterizing the fire hazard of the sample at a given heat flux of 20 kW / m 2 .
Так на Фиг.1 показаны временные зависимости скорости потери массы композиций на основе полипропилена.So figure 1 shows the temporal dependence of the rate of mass loss of compositions based on polypropylene.
1 - исходный полипропилен (ПП),1 - source polypropylene (PP),
2 - ПП в присутствии 20 мас.% Mg(OH)2,2 - PP in the presence of 20 wt.% Mg (OH) 2 ,
3 - ПП в присутствии 10 мас.% Mg(OH)2 и 5 мас.% НПГ,3 - PP in the presence of 10 wt.% Mg (OH) 2 and 5 wt.% NPG,
4 - ПП в присутствии 20 мас.% Mg(OH)2 и 10 мас.% НПГ,4 - PP in the presence of 20 wt.% Mg (OH) 2 and 10 wt.% NPG,
5 - ПП в присутствии 50 мас.% Mg(OH)2.5 - PP in the presence of 50 wt.% Mg (OH) 2 .
На Фиг.2 показаны временные зависимости скорости потери массы композиций на основе полиэтилена.Figure 2 shows the time dependence of the rate of mass loss of compositions based on polyethylene.
1 - исходный полиэтилен (ПЭ),1 - source polyethylene (PE),
2 - ПЭ в присутствии 20 мас.% Al(ОН)3,2 - PE in the presence of 20 wt.% Al (OH) 3 ,
3 - ПЭ в присутствии 20 мас.% Al(ОН)3 и 10 мас.% НПГ,3 - PE in the presence of 20 wt.% Al (OH) 3 and 10 wt.% NPG,
4 - ПЭ в присутствии 50 мас.% Al(ОН)3.4 - PE in the presence of 50 wt.% Al (OH) 3 .
На Фиг.3 показаны временные зависимости скорости потери массы композиций на основе полипропилена.Figure 3 shows the time dependence of the rate of weight loss of compositions based on polypropylene.
1 - исходный полипропилен (ПП),1 - source polypropylene (PP),
2 - ПП в присутствии 20 мас.% Al(ОН)3 и 10 мас.% НПГ,2 - PP in the presence of 20 wt.% Al (OH) 3 and 10 wt.% NPG,
3 - ПП в присутствии 20 мас.% Mg(OH)2 и 10 мас.% НПГ.3 - PP in the presence of 20 wt.% Mg (OH) 2 and 10 wt.% NPH.
На Фиг.4 показаны временные зависимости скорости потери массы композиций на основе полиэтилена.Figure 4 shows the temporal dependence of the rate of mass loss of compositions based on polyethylene.
1 - исходный полиэтилен (ПЭ),1 - source polyethylene (PE),
2 - ПЭ в присутствии 20 мас.% Al(ОН)3 и 10 мас.% НПГ,2 - PE in the presence of 20 wt.% Al (OH) 3 and 10 wt.% NPG,
3 - ПЭ в присутствии 20 мас.% Mg(OH)2 и 10 мас.% НПГ.3 - PE in the presence of 20 wt.% Mg (OH) 2 and 10 wt.% NPG.
Результаты сравнительных измерений показателей горючести композиций в зависимости от содержания в них нанографита приведены в таблице 2.The results of comparative measurements of the combustibility of the compositions, depending on the content of nanographite in them, are shown in table 2.
Таблица 2. Изменение показателей горючести композиций на основе полиэтилена, полипропилена, гидроксидов алюминия, магния и нанопластин графита.Table 2. Change in the combustibility indices of compositions based on polyethylene, polypropylene, aluminum, magnesium hydroxides and graphite nanoplates.
Из таблицы 2 видно, что скорость потери массы композиции полиэтилена, содержащей 10 мас.% нанографита и 20 мас.% гидроксида алюминия, снижается более чем в два раза (на 60%) по сравнению с полимером, не содержащим добавки, и на 45% по сравнению с полиэтиленом, содержащим 20% гидроксида алюминия. Аналогичный результат получен для композиции полиэтилена, содержащего 10 мас.% нанографита и 20 мас.% гидроксида магния.From table 2 it is seen that the weight loss rate of the polyethylene composition containing 10 wt.% Nanographite and 20 wt.% Aluminum hydroxide is reduced by more than two times (60%) compared with the polymer containing no additives, and by 45% compared to polyethylene containing 20% aluminum hydroxide. A similar result was obtained for a polyethylene composition containing 10 wt.% Nanographite and 20 wt.% Magnesium hydroxide.
Для композиций с полипропиленом наблюдается схожий характер снижения горючести. При введении в полипропиленовую композицию 10 мас.% нанографита и 20 мас.% гидроксида магния максимальная скорость потери массы снижается на 54%, а при введении 10 мас.% нанографита и 20 мас.% гидроксида алюминия - на 55%.For compositions with polypropylene, a similar nature of the reduction in flammability is observed. When 10 wt.% Nanographite and 20 wt.% Magnesium hydroxide are introduced into the polypropylene composition, the maximum weight loss rate decreases by 54%, and when 10 wt.% Nanographite and 20 wt.% Aluminum hydroxide are added, by 55%.
Полученные результаты говорят о значительном снижении горючести композиций на основе полиолефинов и слоистого нанографита. Установлено, что введение слоистого нанографита позволяет значительно (в два раза) снизить концентрацию основных антипиренов (гидроксидов алюминия, магния) для достижения уровня негорючих свойств композиций полиолефинов.The results obtained indicate a significant decrease in the combustibility of compositions based on polyolefins and layered nanographite. It has been established that the introduction of layered nanographite can significantly (twice) reduce the concentration of the main flame retardants (aluminum, magnesium hydroxides) to achieve the level of non-combustible properties of the polyolefin compositions.
Сравнительные характеристики физико-механических свойствComparative characteristics of physical and mechanical properties
полученных композиций.the resulting compositions.
Физико-механические свойства полимерных композиций были оценены в режиме квазистатического растяжения на испытательной машине Instron со скоростью растяжения 20 мм/мин и нагрузке 50 кг. Образцы в форме лопаток с шириной рабочей части 5 мм и толщиной 0,5 мм получали методом горячего прессования в форме закрытого типа. Материал в течение 5 минут выдерживали при температуре 190°С без давления, затем 5 минут под давлением 10 МПа, после чего охлаждали со скоростью 17 С/мин.The physicomechanical properties of the polymer compositions were evaluated under quasistatic tension on an Instron testing machine with a tensile speed of 20 mm / min and a load of 50 kg. Samples in the form of blades with a width of the working part of 5 mm and a thickness of 0.5 mm were obtained by hot pressing in the form of a closed type. The material was kept at a temperature of 190 ° С without pressure for 5 minutes, then 5 minutes at a pressure of 10 MPa, and then cooled at a speed of 17 C / min
В ходе испытаний получали диаграммы напряжение-деформация, из которых рассчитывали прочность, модуль упругости и относительный модуль упругости композиций. Результаты приведены в таблице 3.During the tests, stress-strain diagrams were obtained, from which strength, elastic modulus and relative elastic modulus of the compositions were calculated. The results are shown in table 3.
где: σр, МПа - напряжение при разрыве (прочность),where: σ p , MPa - stress at break (strength),
Е, МПа - модуль упругости (жесткость),E, MPa - modulus of elasticity (stiffness),
Е/Ем - относительный модуль упругости - отношение модуля упругости композиции к модулю упругости исходного полимера (характеризует усиливающее действие наполнителя).E / E m - relative modulus of elasticity - the ratio of the modulus of elasticity of the composition to the modulus of elasticity of the original polymer (characterizes the enhancing effect of the filler).
Полученные данные показывают значительное увеличение модуля упругости и относительного модуля упругости для всех композиций по сравнению с исходными полимерами. Установлено, что прочность (σр, МПа) композиций полипропилена и полиэтилена, содержащих НПГ с гидроксидом магния и алюминия выше, чем композиций полиолефинов, содержащих 50% Mg(OH)2 и Al(ОН)3, что является несомненным преимуществом описываемых антипиренов на основе гидроксидов магния и алюминия и слоистого нанографита.The data obtained show a significant increase in the elastic modulus and relative elastic modulus for all compositions compared to the starting polymers. It was found that the strength (σ p , MPa) of polypropylene and polyethylene compositions containing NPG with magnesium and aluminum hydroxide is higher than polyolefin compositions containing 50% Mg (OH) 2 and Al (OH) 3 , which is an undoubted advantage of the described flame retardants on based on hydroxides of magnesium and aluminum and layered nanographite.
Таким образом, использование в качестве антипиреновой добавки описанной выше комбинации гидроксидов магния и алюминия и нанопластин графита в указанных соотношениях позволяет снизить содержание гидроксидов по сравнению с известными аналогами и прототипом на 50%, что позволяет получать материалы на основе полиолефинов, характеризующиеся пониженной горючестью и обладающие комплексом физико-механических свойств, позволяющих использовать их в электротехнической и кабельной промышленности, строительстве, машиностроении, производстве электробытовой техники и др.Thus, the use of the above combination of magnesium and aluminum hydroxides and graphite nanoplates in the indicated proportions as a flame retardant can reduce the hydroxide content by 50% in comparison with the known analogues and prototype, which makes it possible to obtain materials based on polyolefins that are characterized by reduced combustibility and having a complex physical and mechanical properties that allow them to be used in the electrical and cable industries, construction, engineering, e household appliances, etc.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113667/05A RU2533137C1 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Olefin-based polymer composition, characterised by reduced combustibility |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013113667/05A RU2533137C1 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Olefin-based polymer composition, characterised by reduced combustibility |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013113667A RU2013113667A (en) | 2014-10-10 |
| RU2533137C1 true RU2533137C1 (en) | 2014-11-20 |
Family
ID=53379672
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013113667/05A RU2533137C1 (en) | 2013-03-27 | 2013-03-27 | Olefin-based polymer composition, characterised by reduced combustibility |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2533137C1 (en) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879332A (en) * | 1986-08-09 | 1989-11-07 | Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co. Ltd. | Halogen-free flame resisting synthetic resin composition |
| RU2154074C1 (en) * | 1998-04-09 | 2000-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СТАС ЛТД" | Fireproof polymeric composition |
| CN1172128C (en) * | 2001-03-07 | 2004-10-20 | 株式会社荏原制作所 | Heat pump and dehumidifier |
| RU2262526C2 (en) * | 2002-10-16 | 2005-10-20 | Набальтек ГмбХ | Fire-resistant resin composition method for production and uses thereof |
| EP1008445B1 (en) * | 1998-12-07 | 2006-03-01 | Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. | Flame-retardant laminated resin molded article |
| RU2344158C2 (en) * | 2002-11-04 | 2009-01-20 | Циба Спешиалти Кемикэлз Холдинг Инк. | Fireproof polymeric composition |
| DE102008046481A1 (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-11 | Rehau Ag + Co. | Composite material, useful e.g. in outdoor area, preferably in form of fence, comprises natural fibers, thermoplastic or thermoplastic editable polymer, flame retardant e.g. halogen free compound and further additive, preferably lubricant |
-
2013
- 2013-03-27 RU RU2013113667/05A patent/RU2533137C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4879332A (en) * | 1986-08-09 | 1989-11-07 | Dainichiseika Color & Chemicals Mfg. Co. Ltd. | Halogen-free flame resisting synthetic resin composition |
| RU2154074C1 (en) * | 1998-04-09 | 2000-08-10 | Общество с ограниченной ответственностью "СТАС ЛТД" | Fireproof polymeric composition |
| EP1008445B1 (en) * | 1998-12-07 | 2006-03-01 | Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. | Flame-retardant laminated resin molded article |
| CN1172128C (en) * | 2001-03-07 | 2004-10-20 | 株式会社荏原制作所 | Heat pump and dehumidifier |
| RU2262526C2 (en) * | 2002-10-16 | 2005-10-20 | Набальтек ГмбХ | Fire-resistant resin composition method for production and uses thereof |
| RU2344158C2 (en) * | 2002-11-04 | 2009-01-20 | Циба Спешиалти Кемикэлз Холдинг Инк. | Fireproof polymeric composition |
| DE102008046481A1 (en) * | 2008-09-09 | 2010-03-11 | Rehau Ag + Co. | Composite material, useful e.g. in outdoor area, preferably in form of fence, comprises natural fibers, thermoplastic or thermoplastic editable polymer, flame retardant e.g. halogen free compound and further additive, preferably lubricant |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013113667A (en) | 2014-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Jiao et al. | Flame retardation of ethylene-vinyl acetate copolymer using nano magnesium hydroxide and nano hydrotalcite | |
| Chen et al. | Smoke suppression properties of ferrite yellow on flame retardant thermoplastic polyurethane based on ammonium polyphosphate | |
| Gao et al. | Flame retardant polymer/layered double hydroxide nanocomposites | |
| Zhan et al. | Synergistic effects of sepiolite on the flame retardant properties and thermal degradation behaviors of polyamide 66/aluminum diethylphosphinate composites | |
| Wang et al. | Combustion characteristics of halogen‐free flame‐retarded polyethylene containing magnesium hydroxide and some synergists | |
| Lim et al. | A review of application of ammonium polyphosphate as intumescent flame retardant in thermoplastic composites | |
| Zhang et al. | Effects of divalent metal ions on the flame retardancy and pyrolysis products of alginate fibres | |
| Xie et al. | Synergistic effects of expandable graphite with some halogen-free flame retardants in polyolefin blends | |
| Bahattab et al. | Cross-linked poly (ethylene vinyl acetate)(EVA)/low density polyethylene (LDPE)/metal hydroxides composites for wire and cable applications | |
| Zhou et al. | Combination effect of MoS 2 with aluminum hypophosphite in flame retardant ethylene-vinyl acetate composites | |
| Dike et al. | Influence of zinc borate on flame retardant and thermal properties of polyurethane elastomer composites containing huntite‐hydromagnesite mineral | |
| Ramírez‐Vargas et al. | Structural characterization of LDPE/EVA blends containing nanoclay‐flame retardant combinations | |
| Wawrzyn et al. | Flame-retarded bisphenol A polycarbonate/silicon rubber/bisphenol A bis (diphenyl phosphate): Adding inorganic additives | |
| Makhlouf et al. | A novel intumescent flame retardant: synthesis and its application for linear low-density polyethylene | |
| Zhou et al. | Facile preparation of nickel phosphide (Ni12P5) and synergistic effect with intumescent flame retardants in ethylene–vinyl acetate copolymer | |
| CN106496759A (en) | A kind of low smoke and zero halogen nano fire-retarding composite material for the ethylene vinyl acetate copolymer for promoting into charcoal and preparation method thereof | |
| Duquesne et al. | Influence of talc on the fire retardant properties of highly filled intumescent polypropylene composites | |
| Cui et al. | Synergistic effects of layered double hydroxide with phosphorus-nitrogen intumescent flame retardant in PP/EPDM/IFR/LDH nanocomposites | |
| Jiao et al. | Irradiation crosslinking and halogen-free flame retardation of EVA using hydrotalcite and red phosphorus | |
| Bee et al. | Electron beam irradiation of zinc borate flame retardant containing acrylonite-butadiene-styrene (ABS) composites | |
| Hu et al. | Poly (propylene)/clay nanocomposites and their application in flame retardancy | |
| Jiao et al. | Synergistic flame-retardant effects of aluminum oxide with layered double hydroxides in EVA/LDH composites | |
| Li et al. | Effects of gamma irradiation on the properties of flame-retardant EVM/magnesium hydroxide blends | |
| Coudreuse et al. | Influence of radiation cross-linking and nano-filler on the flammability of ethylene vinyl acetate and low density polyethylene blends for wire and cable applications | |
| Fredi et al. | Synergistic effects of metal hydroxides and fumed nanosilica as fire retardants for polyethylene |