CS238478B1 - Měkčená polyvinylchloridová směs se sníženou hořlavostí - Google Patents

Abstract

Očelem vynálezu je vytvoření optimálního retardačního systému, snižujícího hořlavost měkčené polyvinylchloridové směsi. V měkčené polyvinylchloridové směsi se aplikuje dihydrát síranu vápenatého v množství 2 až 50 hmot. dílů na 100 dílů polyvinvlchloridu, u něhož uvolňování vody nastává již od 160 °C. Kombinací s klasickými retardéry (hydroxidy nebo hydráty) lze teplotní interval účinnosti rozšířit i na oblast vyšších teplot. Použitelný retardér CaS04.2 H2O je dále výhodný tím, že je netoxický, při hoření neuvolnuje jedovaté zplodiny a je velmi levný. Směsi podle vynálezu je možno s výhodou použít k výrobě důlních dopravních pásu, ale i všude tam, kde se vyžaduje snížená hořlavost.

Description

Vynález se týká měkčené polyvinylchloridové směsi se sníženou hořlavostí.

V současné době existuje velmi mnoho výrobků z měkčeného polyvinylchloridu, u nichž je z funkčního hlediska požadována snížená hořlavost. U výrobků, jako jsou polyvinylchloridové dopravní pásy pro důlní použití, koženky pro aplikaci v dolech a dopravních prostředcích, podlahoviny a pod., se vyžaduje samozháš-ivost. To znamená, že výrobek s touto vlastností v normálním ovzduší při zapálení sám uhasíná, respektive nezpůsobuje další šíření požáru. Samozhášivost lze např. hodnotit stanovením kyslíkového čísla dle ČSN 64 0756. Samozhášivý materiál musí mít kyslíkové číslo větší než 27.

Je známo, že samotný polyvinylchlorld je nehořlavý (kyslíkové číslo 46,3). Obsahuje totiž 56-58 % chlóru a při rozkladu uvolňuje dostatečné množství HCI, který neutralizuje reaktivní hydroxylové radikály vznikající v procesu hoření a tím inhibuje celý tento proces. Snížení odolnosti vůči hoření je u výrobků z měkčeného polyvinylchloridu způsob-.eno právě přídavkem změkčovadel, čímž se obsah chloru ve výsledné směsi snižuje; současně se do hořlavosti směsi promítá také hořlavost daných změkčovadel.

K dosažení potřebné nehořlavosti měkčených polyvinylchloridových směsí se používá různých přísad-retardérů, které se liší svým účinkem, případně se svými účinky navzájem doplňují.Požadavky na ideální retardér hoření pro určitý polymer jsou následující:

- 3 238 478

- dobrá mísitelnost s polymerem

- účinnost v potřebném teplotním rozmezí dle druhu polymeru

- účinnost i v malých koncentracích

- ekonomická výhodnost

Přitom retardér nesmí mít negativní vliv na

- vlastnosti směsi, výrobku

- člověka přicházejícího do styku se směsí, výrobkem (dělník, spotřebitel).

Dosud se k dosažení potřebné nehořlavosti měkčeného polyvinylchloridu používá několika různých metod.

Nejrozšířenější je měkčení polyvinylchloridu nehořlavými změkčovadly na bázi esterů kysliny fosforečné. Tento způsob snižování hořlavosti je dostatečně účinný, ale vede současně ke snížení odolnosti vůči nízkým teplotám a navíc zde hraje negativní roli toxicita použitých fosfátových změkčovadel.

Při použití klasických hořlavých změkčovadel se přidávají retardéry. Mohou to být organické sloučeniny obsahující chlór. Používá se např. chlorovaný parafín, který je však možno přidávat pouze v omezeném množství pro jeho málu mísitelnost s polyvinylchloridem.

Jinými používanými retardéry jsou anorganické prášky, jejichž zástupcem je SbgO-j. Je to velmi účinný retardér, jeho nevýhodou je však toxicita látky samotné i produktů rozkladu při hoření - uvolňuje se jedovatý Sb Cl-^.

Poslední skupinu látek používaných jako retardéry hoření pro měkčený polyvinylehlorid tvoří látky uvolňující vodu, případně nehořlavé plyny. Mohou to být hydroxidy - hlinitý, hořečnatý vápenatý - nebo hydráty, většinou boráty, například :

Dn0.3 B₂O₃ . 3 H₂0, BaB₂0₄ . H_£0, 2 CaO . 3 B₂0- . 5 Η_£0.

iyto látky při zvýšení teploty nad určitou mez zřeďují zónu hoření vodními parami, čímž dochází k poklesu teploty a účinnému snížení hořlavosti. Nevýhodou však je skutečnost, že k uvolňování vody dochází u těchto retárdérů až při poměrně vysoké teplotě

238 478

- 240 °C a výěe, to znamená těsně před bodem vznícení měkčených polyvinylchloridových směsí, tedy bezprostředně před vznikem vlastního plamene.

Nevýhody dosud známých nehořlavých měkčených polyvinylchloridových směsí odstraňuje měkčená polyvinylchloridová směs se sníženou hořlavostí podle vynálezu. Podstata vynálezu spočívá v tom, že směs, obsahující vedle polyvinylchloridu změkčovadlo nebo směs změkčovadel a případně další látky ze skupiny běžných přísad, jako jsou stabilizátory, plniva, pigmenty, kikry, nadouvadla, regulátory viskožity, případně klasické retardéry hoření hydroxidového nebo borátového typu, obsahuje jako retartér hoření dihydrát síranu vápenatého v množství 2-50 hmotnostních dílů na 100 dílů polyvinylchloridu.

Hlavní výhodu pro polyvinylchloridovou směs představuje u retardéru podle vynálezu skutečnost, že CaSO^ · 2 H₂O uvolňuje vázanou vodu již od teploty 160 °C‘, tedy od teploty, při níž dochází k měknutí a tání materiálu. Přitom kombinací tohoto retardéru s hydroxidy nebo boráty lze teplotní interval účinnosti retardačního systému rozšířit i na oblpst vyšších teplot - až 310°C.

Retardérem hydroxidového typu může být například hydroxid hlinitý, vápenatý nebo hořečnatý a retardéry borátového typu mohou být následující látky: 2 ZnO . 3 ^B2°3 * ^H2°’ ^{2 Ca0} * . 3 B₂O₃ . 5 H₂0, Ba.B₂0₄ . HgO, Na₂0 . 6 B^ . 7 HgO.

Další výhody řešení podle vynálezu spočívají v tom, že použitý retardér CaSO^ · 2 HgO je netoxický, při hoření neuvolňuje jedovaté zplodiny a je velmi levný. Ve směsi plní současně také funkci plniva.

Měkčené polyvinx-ylchloridové směsi se sníženou hořlavostí podle vynálezu lze s výhodou použít ve formě impregnační pasty pro důlní dopravní pásy nebo ve formě fóliové krycí vrstvy těchto pásů.

Vlastnosti směsí podle vynálezu lze dokumentovat následujícími příklady. Složení směsí je uváděno v hmotnostních dílech.

- 5 238 478

Příklad 1 impregnační pasta běžně používaná:

polyvinylchlorid pastotvorný emulzní k=70 100 dialkylarylfosfátové změkčovadlo 64 chlórparafin (42 % .chlóru) 4 mikromletý vápenec 18 trichlóretylén 9

Kyslíkové číslo pasty činí 28,75.

Viskozita ihned po přípravě při smykové rychlosti 48 i=P je 2 200 mPas.

Impregnační pasta podle vynálezu:

polyvinylchlorid pastotvorný emulzní k=70 100 dialkylarylfosfátové změkčovadlo 40 dioktylftalát 24 trichlóretylén 11 A1(OH)₃ 33 CaSO₄.2H₂O 16

Kyslíkové číslo pasty činí 28,75.

Viskozita ihned po přípravě při smykové rychlosti 48 je 3 000 mPas, tedy dostatečně nízká pro impregnaci.

Směs dle vynálezu má stejné kyslíkové číslo při nižším obsahu polyvinylchloridu a při snížené hladině toxického a nákladného fosfátového změkčovadla.

Příklad 2

Směs pro krycí vrstvu běžně používaná:

polyvinylchlorid emulzní k=62 47 polyvinylchlorid suspenzní k=65 53 dialkylarylfosfátové změkčovadlo 16 chlórparafin /42 % ch|óru/ 9,5 dioktylf talát 33,5 antistatické činidlo-neionogenní povrchově aktivní látka 9,5 tepelný stabilizátor organocíničitý 0,5

- 6 238 478 grafit 3,8 saze retortové 0,4

A1(OH)₃ 11

Sb₂O₃ 2

Podle uvedené receptury byla připravena fólie tloušťky 2 mm válcováním při T = 160 °C po dobu 10 minut a lisováním při T = 165 °C, tlaku 2 MPa po dobu 10 minut.

Fyzikálně-mechanické vlastnosti této folie:

pevnost v tahu tažnost tvrdost odolnost vůči oděru kyslíkové číslo

9,94 MPa 278 % °Sh-A

62,14 (Bussen-Schbbach) 25,75

Směs podle vynálezu:

polyvinylchlorid emulzní k = 62 47 polyvinylchlorid suspenzní k = 70 53 dialkylarylfosfátové změkčovadlo 15 chlórparafín (42 % chlóru) 9,5 dioktylftalát 36 antistatické činidlo-neionogenní povrchově aktivní látka 9,5 tepelný stabilizátor organocíničitý 0,5 grafit 3,7

A1(OH)₃ 4

CaS0,.2H_o0 10

2 pevnost v tahu tažnost tvrdost

Podle uvedené receptury byla připravena fólie tlouštky 2 mm stejným způsobem jako u dosud používané směsi.

Fyzikálně-mechanické vlastnosti této folie;

12,78 MPa 330 %

74,5 °Sh-A

- 7 238 478 odolnost vůči oděru 97,68 % (Bussen-Schlobach) kyslíkové číslo 26,25 %

Směs dle vynálezu má vyšší fyzikálně-mechanické vlastnosti a rovněž vyšší odolnost vůči hoření, vyjádřenou vyšším kyslíkovým číslem.

Claims (1)

1. Měkčená pólyvinylchloridová směs se sníženou hořlavostí, obsahující vedle polyvinylchloridu změkčovadlo nebo směs změkčovadel a další látky ze skupiny běžných přísad, jako jsou stabilizátory, plniva, pigmenty, kikry, nadouvadla, regulátory viskozity, případně klasické retardéry hoření hydroxidového nebo borátového typu, vyznačená tím, že obsahuje jako retardér hoření dihydrát síranu vápenatého v množství 2-50 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů polyvinylchloridu.