RU2631881C1

RU2631881C1 - Composition for low-combustible plasticate

Info

Publication number: RU2631881C1
Application number: RU2016132063A
Authority: RU
Inventors: Виктор Федорович Каблов; Наталья Александровна Кейбал; Тамара Викторовна Крекалева; Марина Александровна Москвичева; Ирина Олеговна Ким; Анастасия Геннадьевна Степанова; Татьяна Андреевна Мунш
Priority date: 2016-08-03
Filing date: 2016-08-03
Publication date: 2017-09-28

Abstract

FIELD: chemistry.

SUBSTANCE: composition for low-combustible plasticate contains dioctyl phthalate, calcium stearate, tribasic lead sulfate, ED-20 epoxy resin, diphenylolpropane, trichloropropyl phosphate, carbon black and EP 6602-C emulsion PVC.

EFFECT: provision of plasticate fire resistance while maintaining its strength characteristics.

2 tbl

Description

Изобретение относится к области химической технологии, в частности к пластифицированным композициям на основе поливинилхлорида для кабельного пластиката.The invention relates to the field of chemical technology, in particular to plasticized compositions based on polyvinyl chloride for cable compound.

Известна полимерная композиция для кабельного пластиката, содержащая поливинилхлорид, диоктилфталат, хлорпарафин ХП-470, трехосновной сульфат свинца, стеарат кальция, трехокись сурьмы, мел, дифенилолпропан, углерод технический, дополнительно содержит металлсодержащую смазку с кислотным числом не более 30 мг КОН/г, полученную взаимодействием альфа-разветвленных насыщенных монокарбоновых кислот фракции С₁₀-С₂₈ с многоатомным спиртом при 180-230°С в мольном соотношении 1:(1-2) в присутствии оксидов двухвалентных металлов CaO, PbO, ZnO, CdO, MgO, ВаО или их двухкомпонентных смесей в массовом соотношении 0,25-1:0,5-1 в количестве 0,5-2,0 мас. % от общей реакционной массы, где в качестве многоатомного спирта используют этиленгликоль, глицерин, полиглицерин - кубовый остаток дистилляции глицерина (Пат. Ru 2251559, C08L 27/06, C08K 13/02, C08K 3/04, C08K 3/20, C08K 3/26, C08K 3/30, C08K 5/02, C08K 5/053, C08K 5/06, C08K 5/10, C08K 5/13, C08K 5/103, C08K 5/09; опубл. 10.05.2005).Known polymer composition for cable plastic compound containing polyvinyl chloride, dioctyl phthalate, chlorine paraffin HP-470, tribasic lead sulfate, calcium stearate, antimony trioxide, chalk, diphenylol propane, technical carbon, additionally contains a metal-containing lubricant with an acid number of not more than 30 mg KOH / g, obtained the interaction of alpha-branched saturated monocarboxylic acids fraction C ₁₀ -C ₂₈ with polyhydric alcohol at 180-230 ° C in a molar ratio of 1: (1-2) in the presence of divalent metal oxides CaO, PbO, ZnO, CdO, MgO, BaO or their two-component mixtures in a mass ratio of 0.25-1: 0.5-1 in an amount of 0.5-2.0 wt. % of the total reaction mass, where ethylene glycol, glycerin, polyglycerin — distillation residue of glycerol are used as polyhydric alcohol (US Pat. Ru 2251559, C08L 27/06, C08K 13/02, C08K 3/04, C08K 3/20, C08K 3 / 26, C08K 3/30, C08K 5/02, C08K 5/053, C08K 5/06, C08K 5/10, C08K 5/13, C08K 5/103, C08K 5/09; publ. 10.05.2005).

Однакопластикат, полученный из данной композиции, имеет невысокую прочность и не обладает огнестойкостью.However, the plastic obtained from this composition has a low strength and does not have fire resistance.

Известна поливинилхлоридная композиция, включающая поливинилхлорид, дифенилолпропан, эпоксидно-диановую смолу марки ЭД-16, стеариновую кислоту, стеарат бария, стеарат кадмия, двуокись титана и диоктилфталат, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит смесь диоксановых спиртов и их высококипящих эфиров, представляющую собой фракцию флотореагент-оксаля, выкипающую до 90% при 115-160°С и давлении 5-10 мм рт.ст. (Пат. Ru 2108352, C08L 27/06, C08L 63/04, C08K 13/02, C08K 3/22, С08К 5/04, C08K 5/05, C08K 5/09, C08K 5/098; опубл. 10.04.1998).A known polyvinyl chloride composition comprising polyvinyl chloride, diphenylol propane, epoxy diane resin brand ED-16, stearic acid, barium stearate, cadmium stearate, titanium dioxide and dioctyl phthalate, characterized in that it additionally contains a mixture of dioxane alcohols and dioxane alcohols flotation reagent-oxal, boiling up to 90% at 115-160 ° C and a pressure of 5-10 mm Hg (Pat. Ru 2108352, C08L 27/06, C08L 63/04, C08K 13/02, C08K 3/22, C08K 5/04, C08K 5/05, C08K 5/09, C08K 5/098; publ. 10.04. 1998).

Однако пластикат, полученный из данной композиции, не обладает необходимой огнестойкостью.However, the plastic compound obtained from this composition does not have the necessary fire resistance.

Известна полимерная композиция для кабельного пластиката включающая поливинилхлорид, диоктилфталат, дифенилолпропан, аэросил, трехосновной сульфат свинца, стабилизатор. Отличается тем, что используют комплексный стабилизатор - пластификатор, представляющий собой продукт, включающий стеарат кальция, стеарат магния, стеарат цинка при их мольном отношении 2:2:1 с кислотным числом не более 5 мг КОН/г в среде хлорпарафина ХП-30 в массовом отношении 1:6 соответственно и дополнительно агидол (Пат. Ru 2520097, C08L 27/06; опубл. 20.06.2014).Known polymer composition for cable plastic compound including polyvinyl chloride, dioctyl phthalate, diphenylol propane, aerosil, tribasic lead sulfate, stabilizer. It differs in that a complex stabilizer is used - a plasticizer, which is a product that includes calcium stearate, magnesium stearate, zinc stearate with a molar ratio of 2: 2: 1 with an acid number of not more than 5 mg KOH / g in the mass of chlorine paraffin XP-30 in mass the ratio of 1: 6, respectively, and additionally agidol (Pat. Ru 2520097, C08L 27/06; publ. 06/20/2014).

Однако пластикат, полученный из данной композиции, не обладает необходимой прочностью, термостабильностью и огнестойкостью.However, the plastic compound obtained from this composition does not have the necessary strength, thermal stability and fire resistance.

Известна композиция для кабельного пластиката на основе поливинилхлорида, включающая диоктилфталат, вторичный пластификатор, стеарат кальция, трехосновной сульфат свинца, мел, трехокись сурьмы, дифенилолпропан, углерод технический, отличающаяся тем, что она содержит в качестве вторичного пластификатора хлоруглеводороды фракции С₁₄-С₃₂ со степенью хлорирования 24-55%, полученные хлорированием отходов производства олигомеризации этилена (Пат. Ru 2246508, C08L 27/06, C08K 13/02, C08K 3/04, C08K 3/20, C08K 3/24, C08K 3/26, C08K 5/02, C08K 5/12, C08K 5/13, C08K 5/098; опубл. 20.02.2005).A known composition for cable plastic compound based on polyvinyl chloride, including dioctyl phthalate, a secondary plasticizer, calcium stearate, tribasic lead sulfate, chalk, antimony trioxide, diphenylol propane, industrial carbon, characterized in that it contains C ₁₄ -C ₃₂ fractions as a secondary plasticizer of co-hydrocarbons with the degree of chlorination of 24-55% obtained by chlorination of waste from the production of ethylene oligomerization (US Pat. Ru 2246508, C08L 27/06, C08K 13/02, C08K 3/04, C08K 3/20, C08K 3/24, C08K 3/26, C08K 5/02, C08K 5/12, C08K 5/13, C08K 5/098; publ. 02.20.2005).

Однако пластикат, полученный из данной композиции, имеет невысокую прочность.However, the plastic compound obtained from this composition has a low strength.

Наиболее близкой к изобретению является полимерная композиция для кабельного пластиката, включающая поливинилхлорид суспензионный, диоктилфталат, вторичный пластификатор, стабилизатор - трехосновный сульфат свинца, трехокись сурьмы, стеарат кальция, дополнительно содержит эпоксистабилизаторы - эпоксидированное соевое масло или эпоксидную смолу, диоксид титана, стеариновую кислоту, дифенилолпропан и мел с массовой долей карбоната кальция не менее 99%, белизной не менее 98%, а в качестве термостабилизатора могут быть использованы нетоксичные (безсвинцовые) кальций-цинковые термостабилизаторы марок STABIOL CZ 3046 или STABIOL CZ 3134 или Naftosafe GKX 2208 или алюминий-марганец-цинк-содержащий - термостабилизатор Naftosafe GKX 2011. В качестве вторичных пластификаторов используют хлорпарафин 470 и/или хлорированные α-олефины (Пат. Ru 2339660, C08L 27/06, C08K 3/06; опубл. 27.11.2008).Closest to the invention is a polymer composition for cable compound, including suspension polyvinyl chloride, dioctyl phthalate, a secondary plasticizer, a stabilizer tribasic lead sulfate, antimony trioxide, calcium stearate, additionally contains epoxy stabilizers - epoxidized soybean oil or epoxy resin, titanium dioxide, titanium dioxide, titanium dioxide, and chalk with a mass fraction of calcium carbonate of at least 99%, whiteness of at least 98%, and nontox can be used as a heat stabilizer pure (lead-free) calcium-zinc thermal stabilizers of the STABIOL CZ 3046 or STABIOL CZ 3134 or Naftosafe GKX 2208 brands or aluminum-manganese-zinc-containing - Naftosafe GKX 2011 thermal stabilizers. Chloroparaffin 470 and / or chlorinated α-ol (Secondary plasticizers) are used as secondary plasticizers. Ru 2339660, C08L 27/06, C08K 3/06; publ. 11/27/2008).

Задача: создание композиции для огнестойких пластикатов.Task: creating a composition for fire-resistant plastic compounds.

Техническим результатом является придание огнестойкости пластикату при сохранении его прочностных характеристик.The technical result is to impart fire resistance to the plastic compound while maintaining its strength characteristics.

Поставленный технический результат достигается при использовании композиции для трудногорючего пластиката на основе дисперсионного поливинилхлорида, включающей диоктилфталат, стеарат кальция, трехосновной сульфат свинца, эпоксидную смолу и дифенилолпропан, при этом композиция дополнительно содержит трихлорпропилфосфат и технический углерод, причем в качестве дисперсионного поливинилхлорида композиция содержит поливинилхлорид эмульсионный ЕП 6602-С при следующем соотношении компонентов, мас.ч.: поливинилхлорид эмульсионный ЕП 6602-С - 100,0; эпоксидная смола ЭД-20 - 3,0; диоктилфталат - 20,0; трехосновной сульфат свинца - 6,0; стеарат кальция - 1,5; дифенилолпропан - 0,4; технический углерод К-354 - 1,0; трихлорпропилфосфат - 30,0-50,0.The technical result achieved is achieved by using a composition for refractory plastic compound based on dispersion polyvinyl chloride, including dioctyl phthalate, calcium stearate, tribasic lead sulfate, epoxy resin and diphenylol propane, while the composition additionally contains trichloropropyl phosphate and carbon black, and the composition contains polyvinylchloride E dispersion polyvinyl chloride and contains 6602-C in the following ratio of components, parts by weight: emulsion polyvinyl chloride EP 6602- - 100.0; epoxy resin ED-20 - 3.0; dioctyl phthalate - 20.0; tribasic lead sulfate - 6.0; calcium stearate - 1.5; diphenylolpropane - 0.4; carbon black K-354 - 1.0; trichloropropyl phosphate - 30.0-50.0.

Сущностью изобретения является введение в состав композиции наполнителя технического углерода К-354 (ГОСТ 7885-86) и трихлорпропилфосфата (ТУ 2493-320-05763441-2000), который применяется в качестве антипирена (огнегасящей добавки) в производстве кабельных пластификаторов. Данные компоненты композиции придают пластикату прочность и огнестойкость.The essence of the invention is the introduction of the composition of the composition of the filler of carbon black K-354 (GOST 7885-86) and trichloropropyl phosphate (TU 2493-320-05763441-2000), which is used as a flame retardant (extinguishing agent) in the manufacture of cable plasticizers. These components of the composition give the plastic compound strength and fire resistance.

Используемый поливинилхлорид эмульсионный ЕП 6602-С (ГОСТ 14039-78) является основным компонентом в композиции.Used emulsion polyvinyl chloride EP 6602-C (GOST 14039-78) is the main component in the composition.

Трехосновный сульфат свинца (ТУ 6-09-4098-78), стеарат кальция (ТУ 6-14-722-76), эпоксидная смола ЭД-20 (ГОСТ 10587-76), дифенилолпропан (ГОСТ 12138-76) выполняют роль термосветостабилизаторов, а диоктилфталат (ГОСТ 8728-88) является пластификатором.Tribasic lead sulfate (TU 6-09-4098-78), calcium stearate (TU 6-14-722-76), epoxy resin ED-20 (GOST 10587-76), diphenylol propane (GOST 12138-76) act as heat and light stabilizers, and dioctyl phthalate (GOST 8728-88) is a plasticizer.

Данная композиция позволяет получать пластикат с улучшенными физико-механическими свойствами, термостабильностью и огнестойкостью.This composition allows to obtain a plastic compound with improved physical and mechanical properties, thermal stability and fire resistance.

Уменьшение содержания трихлорпропилфосфата приводит к снижению огнестойкости, а повышение его содержания нецелесообразно, т.к. наблюдается ухудшение свойств.A decrease in the content of trichloropropyl phosphate leads to a decrease in fire resistance, and an increase in its content is impractical, because deterioration is observed.

Композицию для трудногорючего пластиката на основе поливинилхлорида приготавливают следующим образом.Composition for slow-burning plastic compound based on polyvinyl chloride is prepared as follows.

Производят смешение поливинилхлорида, диоктилфталата, стеарата кальция, трехосновного сульфата свинца, эпоксидной смолы ЭД-20, технического углерода, дифенилолпропана и трихлорпропилфосфата. После набухания полученной смеси, в диспергаторе проводится ее смешение и последующее экструдирование с гранулированием. Композиция представляет собой гранулы серого цвета.A mixture of polyvinyl chloride, dioctyl phthalate, calcium stearate, tribasic lead sulfate, epoxy resin ED-20, carbon black, diphenylol propane and trichloropropyl phosphate is mixed. After swelling of the mixture obtained, it is mixed in a dispersant and then extruded with granulation. The composition is a gray granules.

Заявленные пределы обусловлены тем, что при увеличении указанных дозировок эксплуатационные показатели практически не меняются, а при уменьшении - наблюдается их снижение.The declared limits are due to the fact that with an increase in the indicated dosages, the operational indicators practically do not change, and with a decrease, their decrease is observed.

Полученные по рецептурам пластикаты прессовались в пластины толщиной 2-3 мм для последующей оценки свойств.The plastic compounds obtained according to the formulations were pressed into plates with a thickness of 2–3 mm for subsequent evaluation of the properties.

Для проведения сравнительных испытаний было приготовлено 5 вариантов композиций (по способу, описанному в примере), рецептуры которых представлены в таблице 1.For comparative tests, 5 variants of compositions were prepared (by the method described in the example), the formulations of which are presented in table 1.

Были исследованы свойства полимерной композиции пониженной горючести на основе поливинилхлорида при различном содержании трихлорпропилфосфата. Результаты испытаний основных эксплуатационных свойств пластиката по приведенным примерам рецептур заявленной композиции представлены в таблице 2.The properties of the low flammability polymer composition based on polyvinyl chloride were studied at various trichloropropyl phosphate contents. The test results of the main operational properties of the plastic according to the given examples of formulations of the claimed composition are presented in table 2.

Пластикаты по предлагаемым композициям исследовались на плотность (ГОСТ 267), условную прочность при растяжении (ГОСТ 270), относительное удлинение при разрыве (ГОСТ 270), твердость по Шору (ГОСТ 263), горючесть по кислородному индексу (КИ) (ГОСТ 12.1.044-89), термостабильность (ГОСТ 14041).The compounds according to the proposed compositions were tested for density (GOST 267), conditional tensile strength (GOST 270), elongation at break (GOST 270), Shore hardness (GOST 263), oxygen index flammability (KI) (GOST 12.1.044 -89), thermal stability (GOST 14041).

Данные представлены в таблице 2, из которой видно, что все пластикаты из композиций предлагаемого состава обладают огнестойкостью при сохранении высоких прочностных характеристик.The data are presented in table 2, from which it is seen that all the plastic compounds from the compositions of the proposed composition are fire resistant while maintaining high strength characteristics.

Таким образом, композиции для трудногорючего пластиката на основе поливинилхлорида эмульсионного ЕП 6602-С, включающие диоктилфталат, стеарат кальция, трехосновной сульфат свинца, эпоксидную смолу, дифенилолпропан, трихлорпропилфосфат и технический углерод, при заявленном соотношении компонентов придают пластикатам огнестойкость при сохранении высоких прочностных характеристик.Thus, compositions for refractory plastic compound based on emulsion polyvinyl chloride EP 6602-C, including dioctyl phthalate, calcium stearate, tribasic lead sulfate, epoxy resin, diphenylol propane, trichloropropyl phosphate and carbon black, with the stated ratio of components give high resistance to plastic compounds at high flame resistance.

Claims

Composition for refractory plastic compound based on dispersion polyvinyl chloride, including dioctyl phthalate, calcium stearate, tribasic lead sulfate, epoxy resin and diphenylol propane, characterized in that the composition additionally contains trichloropropyl phosphate and carbon black, and the composition contains 660-polyvinylchloride emulsion polyvinylchloride the following ratio of components, parts by weight:

Polyvinyl chloride emulsion EP 6602-C 100.0 Epoxy resin ED-20 3.0 Dioctyl phthalate 20,0 Tribasic Lead Sulfate 6.0 Calcium stearate 1,5 Diphenylolpropane 0.4 Carbon black K-354 1,0 Trichloropropyl phosphate 30.0-50.0