RU2688157C1 - Полиэтиленовая композиция для получения трудногорючих материалов общетехнического назначения - Google Patents
Полиэтиленовая композиция для получения трудногорючих материалов общетехнического назначения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2688157C1 RU2688157C1 RU2018115019A RU2018115019A RU2688157C1 RU 2688157 C1 RU2688157 C1 RU 2688157C1 RU 2018115019 A RU2018115019 A RU 2018115019A RU 2018115019 A RU2018115019 A RU 2018115019A RU 2688157 C1 RU2688157 C1 RU 2688157C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- composition
- amount
- filler
- polyethylene
- modifying additive
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 45
- -1 Polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 title claims abstract description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims abstract description 19
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 claims abstract description 19
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 claims abstract description 19
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 4
- WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N decabromodiphenyl ether Chemical group BrC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1OC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1Br WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 239000004035 construction material Substances 0.000 claims 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 abstract description 7
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 6
- 238000005452 bending Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 208000020442 loss of weight Diseases 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 5
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 3
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 239000004114 Ammonium polyphosphate Substances 0.000 description 2
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 235000019826 ammonium polyphosphate Nutrition 0.000 description 2
- 229920001276 ammonium polyphosphate Polymers 0.000 description 2
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 2
- 210000002268 wool Anatomy 0.000 description 2
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000001066 destructive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004580 weight loss Effects 0.000 description 1
- 239000010803 wood ash Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/01—Use of inorganic substances as compounding ingredients characterized by their specific function
- C08K3/016—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/34—Silicon-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K5/00—Use of organic ingredients
- C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
- C08K5/0066—Flame-proofing or flame-retarding additives
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
- C08L23/04—Homopolymers or copolymers of ethene
- C08L23/06—Polyethene
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к полиэтиленовой композиции для получения трудногорючих конструкционных материалов. Композиция содержит полиэтилен высокой плотности в количестве 52,7-66,8 мас. %, наполнитель в количестве 21-26,6 масс. % и модифицирующую добавку в количестве 6,6-26,3 масс. %. Причем в качестве наполнителя используют частицы базальта, а в качестве модифицирующей добавки - декабромдифенилоксид. Композиция по изобретению обладает повышенными кислородным индексом, температурой начала деструкции, ударной вязкостью, прочностью при изгибе и более низкой потерей массы при горении. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 пр.
Description
Изобретение относится к разработке композиционных полимеров на основе полиэтилена, удовлетворяющих требованиям конструкционных материалов общетехнического и инженерно-технического назначения.
Известна композиция па основе полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) наполненного хлорпарафином в качестве замедлителя горения и карбонатом кальция или древесной золой в качестве наполнителя [1]. Однако разработанные материалы: обладают низкой ударной вязкостью и разрушающим напряжением при изгибе.
Известна также композиция на основе ПЭВП и полиакрилонитрильного (ПАН) волокна. Чтобы обеспечить лучшее распределение волокна в полимере, на гранулы полиэтилена наносили полиэтиленсилоксановую жидкость [2]. Недостатком указанной композиции является то, что необходимо дополнительно проводить модифицированирование ПАН-волокна пирофаксом при 200°С в течение 10 мин. а затем осуществлять его резку.
Известна полиэтиленовая композиция на основе полиэтилена высокой плотности, и полифосфата аммония следующего состава, масс. ч. [3]:
полиэтилен высокой плотности - 100,
полифосфат аммония - 30.
Полиэтиленовая композиция получена методом литья под давлением при температуре 190°С и давлении 100 МПа. Недостатком этой полиэтиленовой композиции являются низкие выход коксового остатка при 600°С, теплостойкость по Вика, температура начала деструкции, ударная вязкость, прочность при изгибе, а также высокие потери массы при горении.
Наиболее близкой по составу к предлагаемой полиэтиленовой композиции является композиция на основе полиэтилена высокой плотности содержащая полиэтилен высокой плотности в количестве 100 масс. ч. и наполнитель, в качестве наполнителя содержит смесь измельченного базальта и измельченной базальтовой ваты с размерами частиц 0,125-0,315 мм. при следующем соотношении компонентов, масс.ч.: полиэтилен высокой плотности - 100,
смесь измельченного базальта и измельченной базальтовой ваты - 30-50 [4].
Недостатком этой полиэтиленовой композиции являются низкие: выход коксового остатка при 600°С, теплостойкость по Вика, температура начала деструкции, ударная вязкость, прочность при изгибе, а также высокая потеря массы при горении.
Техническая проблема заключается в необходимости повышения кислородного индекса, температуры начала деструкции, ударной вязкости, прочности при изгибе, а также снижение потерь массы при горении.
Новым в данной композиции является использование в качестве наполнителя измельченного базальта и модифицирующей добавки -декабромдифенилоксида. За счет содержания молекул брома в составе модифицирующей добавки - ДБДФО при воздействии высоких температур модифицирующая добавка разлагается с выделением паров брома, что затрудняет процесс горения содержащих его композиций.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение кислородного индекса, температуры начала деструкции, ударной вязкости, прочности при изгибе, а также снижение потерь массы при горении.
Полимерный композиционный материал получают методом литья под давлением при температуре 190°С и давлении 100 МПа.
Поставленная проблема решается тем, что полиэтиленовая композиция, включающая в себя полиэтилен высокой плотности в количестве 52,7-66,8 масс. %, наполнитель, в качестве наполнителя базальт в количестве 21-26,6 масс. % и модифицирующую добавку, в качестве модифицирующей добавки - декабромдифенилоксид в количестве 6,6-26,3 масс. %.
Полиэтилен высокой плотности в количестве 62,5 масс. %, данное количество полиэтилена высокой плотности является минимальным расчетным количеством для получения композиций на его основе, наполняют измельченным базальтом и модифицирующей добавкой - декабромдифенилоксидом. При введении менее или более 25 масс. % наполнителя и менее 12,5 масс. % модификатора в композицию весь комплекс характеристик ухудшается.
Определение свойств показало, что при введении наполнителя и модификатора в ПЭВП повышаются все свойства по сравнению с прототипом. Так, кислородный индекс по сравнению с прототипом повышается на 16%, температура начала деструкции - на 2%, ударная вязкость - на 48%, прочность при изгибе - на 33%, а также снижаются потери массы при горении на 32%. По значению кислородного индекса разработанные композиции относятся к трудногорючим. При выборе эффективного состава изучены свойства полиэтиленовых композиций содержащих 6,6-26,3 масс. % модифицирующей добавки - ДБДФО.
При введении модифицирующей добавки в количестве от 6,6-26,3 масс. % практически все свойства превосходят свойства прототипа. Наиболее высокие показатели достигаются при использовании модифицирующей добавки в количестве 12,5 масс. %.
Разработанные полиэтиленовые композиции могут применяться для изготовления деталей при производстве пассажирского транспорта, так как полиэтиленовая композиция, содержащая смесь измельченного базальта и модифицирующей добавки - декабромдифенилоксида, не поддерживает горения на воздухе и относится к трудногорючей. Также ведение природных материалов, к которым относятся базальт, не ухудшает экологических свойств полиэтиленовой композиции, т.к. данный наполнитель безвреден для человека.
В таблице 1 представлены основные свойства предлагаемой полиэтиленовой композиции и прототипа.
Это связано с введением в композицию наполнителя - измельченного базальта и модифицирующей добавки. По значению кислородного индекса разработанный композиционный материал относится к трудногорючим.
Пример 1. Для получения композиции готовят смесь при следующем соотношении компонентов, масс. %:
полиэтилен высокой плотности - 66,8,
наполнитель: измельченный базальт - 26,6,
модифицирующая добавка - декабромдифенилоксид - 6,6.
Пример 2. Для получения композиции готовят смесь при следующем соотношении компонентов, масс. %:
полиэтилен высокой плотности - 62,5,
наполнитель: измельченный базальт - 25,
модифицирующая добавка - декабромдифенилоксид - 12,5.
Пример 3. Для получения композиции готовят смесь при следующем соотношении компонентов, масс %:
полиэтилен высокой плотности - 58,9,
наполнитель: измельченный базальт - 23,5,
модифицирующая добавка - декабромдифенилоксид - 17,6.
Пример 4. Для получения композиции готовят смесь при следующем соотношении компонентов, масс %:
полиэтилен высокой плотности - 55,6,
наполнитель: измельченный базальт - 22,2,
модифицирующая добавка - декабромдифенилоксид - 22,2.
Пример 5. Для получения композиции готовят смесь при следующем соотношении компонентов, масс. %:
полиэтилен высокой плотности - 52,7,
наполнитель: измельченный базальт - 21,
модифицирующая добавка - декабромдифенилоксид - 26,3.
Claims (3)
1. Полиэтиленовая композиция для получения трудногорючих конструкционных материалов, включающая полиэтилен высокой плотности в количестве 52,7-66,8 мас.%, наполнитель - частицы базальта в количестве 21-26,6 мас.% и модифицирующую добавку -декабромдифенилоксид в количестве 6,6-26,3 мас.%.
2. Полиэтиленовая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве модифицирующей добавки используют декабромдифенилоксид в количестве 25 мас.%.
3. Полиэтиленовая композиция по п. 1, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя используют частицы базальта в количестве 12,5 мас.%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115019A RU2688157C1 (ru) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Полиэтиленовая композиция для получения трудногорючих материалов общетехнического назначения |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018115019A RU2688157C1 (ru) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Полиэтиленовая композиция для получения трудногорючих материалов общетехнического назначения |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2688157C1 true RU2688157C1 (ru) | 2019-05-20 |
Family
ID=66579115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018115019A RU2688157C1 (ru) | 2018-04-23 | 2018-04-23 | Полиэтиленовая композиция для получения трудногорючих материалов общетехнического назначения |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2688157C1 (ru) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1318601A1 (ru) * | 1985-09-17 | 1987-06-23 | Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Самозатухающа композици |
| SU1666480A1 (ru) * | 1989-05-15 | 1991-07-30 | Кутаисский Комплексный Научный Центр Ан Гсср | Полимерна композици |
| RU2309964C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Белкард" | Состав композиционного термопластичного материала |
| US8871843B2 (en) * | 2009-12-15 | 2014-10-28 | Apple Inc. | Halogen-free flame retardant material |
| RU2540406C2 (ru) * | 2013-04-01 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." | Полиэтиленовая композиция |
| RU2617165C1 (ru) * | 2016-03-10 | 2017-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения электроизоляционной композиции |
-
2018
- 2018-04-23 RU RU2018115019A patent/RU2688157C1/ru active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1318601A1 (ru) * | 1985-09-17 | 1987-06-23 | Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева | Самозатухающа композици |
| SU1666480A1 (ru) * | 1989-05-15 | 1991-07-30 | Кутаисский Комплексный Научный Центр Ан Гсср | Полимерна композици |
| RU2309964C1 (ru) * | 2006-04-10 | 2007-11-10 | Открытое акционерное общество "Белкард" | Состав композиционного термопластичного материала |
| US8871843B2 (en) * | 2009-12-15 | 2014-10-28 | Apple Inc. | Halogen-free flame retardant material |
| RU2540406C2 (ru) * | 2013-04-01 | 2015-02-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А." | Полиэтиленовая композиция |
| RU2617165C1 (ru) * | 2016-03-10 | 2017-04-21 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Способ получения электроизоляционной композиции |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| М.В.Наумова и др. Термопластичные композиции пониженной горючести конструкционного назначения // Пластические массы. - 1999, N.7, с.39-40. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Subasinghe et al. | Effects of wool fibre and other additives on the flammability and mechanical performance of polypropylene/kenaf composites | |
| Jones et al. | Thermal degradation and fire reaction properties of mycelium composites | |
| Umemura et al. | Synergy effects of wood flour and fire retardants in flammability of wood-plastic composites | |
| CN107129702A (zh) | 一种阻燃型木塑相变复合材料 | |
| Yang et al. | Bio-based materials for fire-retardant application in construction products: a review | |
| RU2688157C1 (ru) | Полиэтиленовая композиция для получения трудногорючих материалов общетехнического назначения | |
| CN105623020A (zh) | 一种阻燃抗静电橡胶v带 | |
| CN108034126B (zh) | 无卤阻燃聚烯烃复合材料及其制备方法 | |
| CN103819805A (zh) | 一种无卤阻燃电缆护套材料及其制备方法 | |
| CN100365052C (zh) | 一种以坡缕石为阻燃剂制备的阻燃聚丙烯复合材料 | |
| RU2540406C2 (ru) | Полиэтиленовая композиция | |
| CN107057514A (zh) | 一种用于火电厂脱硫防腐的阻燃型玻璃鳞片胶泥及其制备方法 | |
| CN106046488A (zh) | 一种质轻耐高温的土工格栅用阻燃聚乙烯材料及其制作方法 | |
| CN103936374B (zh) | 一种保险箱用防火材料 | |
| CN101974196B (zh) | 一种高含油热塑性弹性体sebs阻燃复合材料及其制备方法 | |
| Beycioğlu et al. | Usage of antimony trioxide, aluminum hydroxide and zinc borate in GRP composite production as fire-retardant additives: An experimental research | |
| KR102474880B1 (ko) | 커피찌꺼기 애쉬가 혼합된 콘크리트 조성물 | |
| JP2022513181A (ja) | 熱硬化性発泡体、この製造方法及びこれを含む断熱材 | |
| Salim et al. | Mechanical, thermal and flammability properties of nonwoven kenaf reinforced acrylic based polyester composites: Effect of water glass treatment | |
| RU2733448C1 (ru) | Улучшенная композиция фенол-фурановой смолы с пониженной горючестью, композитный материал, предварительно пропитанный и армированный волокном, и их применение | |
| JP2008542574A (ja) | 難燃性フェルト材料 | |
| CN108328968A (zh) | 一种粉煤灰发泡混凝土防火恒温材料 | |
| Wang et al. | Novel halogen‐free Si‐C‐P flame‐retarding coatings constructed by DOPO/flake graphite co‐doping silica fume‐based geopolymer | |
| US1819893A (en) | Heat insulation material and composition | |
| JP2006096800A (ja) | インシュレーション材 |