PL163320B1 - Sposób wytwarzania koncentratów opóźniaczy palenia polistyrenu i terpollmeru akrylonitryl-butadlen-styren - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania koncentratów opóźniaczy palenia polistyrenu i terpolimeru akrylonitryl-butadien-styren, znamienny tym, ze kompozycję opóźniaczy palenia w postaci synergicznej mieszaniny eteru dekabromodifenylowego i trójtlenku antymonu, stanowiącej od 20% do 70% masy koncentratu i środka homogenizującego w postaci bromowanych związków aromatycznych lub cykloalifatycznych o temperaturze topnienia poniżej 200°C, takich jak tetrabromobisfenol A, eter oktabromodifenylowy lub heksabromocyklododekan, użytego w ilości od 0,5% do 3,5% masy koncentratu, miesza się w mieszalniku wraz z tworzywem bazowym, którym jest polistyren lub terpolimer akrylonitryl-butadien-styren użytym w ilości uzupełniającej do 100% masy koncentratu, a następnie uzyskaną mieszaninę przeprowadza się w wyniku podgrzania w jednorodną masę, którą dalej, poddaje się wytłaczaniu i granulacji.

Description

Przedmiotem wynalazku jest właśnie rozwiązanie problemu uzyskiwania homogenicznego koncentratu opóźniaczy palenia, stanowiących mieszaninę synergiczną, stosowanych do polistyrenu i tworzywa ABS.

Sposób według wynalazku polega na uzyskaniu wysokoskoncentrowanych opóźniaczy palenia w tworzywie bazowym, którym może być polistyren lub tworzywo ABS.

Mieszanina synergiczną może być użyta w różnych stosunkach wagowych składników, przy czym najkorzystniejsze jest stosowanie składu o stosunku wagowym od 2 do 4 części eteru dekabromodifenylowego na 1 część trójtlenku antymonu.

Opóźniacze palenia miesza się wraz z tworzywem bazowym, ogrzewa i następnie wytłacza i granuluje. Najpoważniejszą trudnością procesu jest uzyskanie wysoko skoncentrowanej mieszaniny o właściwościach homogenicznych, tak aby uzyskany granulat nie rozpadł się na wyjściowe składniki mieszaniny i uległ bez trudu dalszej homogenizacji w przetworzonym tworzywie.

Nieoczekiwanie stwierdzono, ze niewielki dodatek aromatycznych lub cykloalifatycznych bromopochodnych o temperaturze topnienia poniżej 200°C, takich jak tetrabromobisfenol (temp. topn. 180°C) lub eter oktabromodifenylowy (temp. topn. 125-165°C) lub heksabromocyklododekan (temp. topn. 180-190°C), spełnia doskonale rolę środka łączącego, pozwalając na uzyskanie koncentratów zawierających do 70% kompozycji opóźniaczy palenia.

Wynalazek ilustrują, nie ograniczając jego zakresu, następujące przykłady:

Przykład I Do mieszalnika typu Wernera-Pfleiderera dozuje się mieszaninę surowców o

składzie:
Polistyren	- 61,7 cz. wag.
Eter dekabromodifenylowy	-25,0“ “
Trójtlenek antymonu	- 10,0 “ “
Tetrabromobisfenol A	- 3,0“ “
Stearynian wapnia	- 0,3“ “

Surowce te poddaje się mieszaniu w ciągu około 30 minut, przy czym wykorzystuje się zjawisko elektryzowania polistyrenu, przez co opóźniacze palenia oblepiają granulki polistyrenu.

Z mieszalnika surowce przesyła się transportem pneumatycznym do zasobnika wytłaczarki. Granulat koncentratu opóźniaczy palenia otrzymuje się w jednoetapowym procesie technologicznym, przy zastosowaniu wytłaczarki o dostatecznie długiej strefie uplastycznienia tworzywa, umożliwiającej homogenizację stopionego polistyrenu z antypirenami. Temperatury stref grzejnych wytłaczarki wynoszą poniżej 200°C.

Shomogenizowana masa wytłaczana jest w postaci pręta, chłodzona w strumieniu zimnego powietrza, a następnie rozdrabniana w granulatorze.

Przykład II. Do mieszalnika zetowego dozuje sią mieszaninę surowców o składzie: ABS-tcrpolimer akrylonitryl/

Butadien/styren - 57,7 cz . wag.

Eter dekabromodifenylowy - 22,0 “ “

Trójtlenek antymonu - 12,0 “ “

Eter oktabromoddenylowy - 1,0“ “

Stearynian wapnia - 0,,3 “ “

Wsad mieszalnika poddaje się mieszaniu w ciągu około 30 minut, następnie transporterem pneumatycznym surowce podaje się do leja wytłaczarki. Homogenizację i rozdrabnianie otrzymanego koncentratu wykonuje się w sposób jak w przykładzie I.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 10 000 zł

Claims (2)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Sposób wytwarzania koncentratów opóźniaczy palenia polistyrenu i terpolimeru akrylonitryl-butadien-styren, znamienny tym, że kompozycję opóźniaczy palenia w postaci synergicznej mieszaniny eteru dekabromodifenylowego i trójtlenku antymonu, stanowiącej od 20% do 70% masy koncentratu i środka homogenizującego w postaci bromowanych związków aromatycznych lub cykloalifatycznych o temperaturze topnienia poniżej 200°C, takich jak tetrabromobisfenol A, eter oktabromodifenylowy lub heksabromocyklododekan, użytego w ilości od 0,5% do 3,5% masy koncentratu, miesza się w mieszalniku wraz z tworzywem bazowym, którym jest polistyren lub terpolimer akrylonitryl-butadien-styren użytym w ilości uzupełniającej do 100% masy koncentratu, a następnie uzyskaną mieszaninę przeprowadza się w wyniku podgrzania w jednorodną masę, którą dalej, poddaje się wytłaczaniu i granulacji.
2. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek wagowy komponentów mieszaniny synergicznej wynosi 2-4 części eteru dekabromodifenylowego na 1 część trójtlenku antymonu.

   W wyrobach stanowiących sprzęt powszechnego użytku zawierających detale z polistyrenu i tworzywa ABS (terpolimer akrylonitryl-butadien-styren) istnieje konieczność stosowania tych materiałów w wersji trudnopalnej.

   Polistyren należy do najłatwiej palnych tworzyw sztucznych. Wskaźnik tlenowy tego tworzywa wynosi około 18%, a ciepło spalania w przybliżeniu 4X 10⁸ J/kg (dla drewna sosnowego odpowiednio 20% i 1,8 X 108j/kg). Wskaźnik tlenowy terpolimeru ABS, zawierającego zwykle ponad 50% związanego styrenu, wynosi 18,3-18,8%, w zależności od zawartości kopolimerów.

   Spośród opóźniaczy palenia stosowanych do tworzyw polistyrenowych największe znaczenie mają związki zawierające brom. Dla uzyskania polistyrenu o własnościach samogasnących konieczne jest wprowadzenie takiej ilości dodatków aby stężenie bromu w tworzywie wynosiło 4-10%. Szczególnie przydatne do stosowania jako opóźniacze palenia tworzyw przetwarzanych w temperaturach rzędu 220-240°C są związki bromoaromatyczne. Działają one skutecznie w obecności trójtlenku antymonu lub związków fosforoorganicznych.

   Dobre efekty zmniejszania palności polistyrenu i tworzywa ABS uzyskuje się przy stosowaniu synergicznej kompozycji opóźniaczy palenia, stanowiącej mieszaninę trójtlenku antymonu i eteru dekabromodfenylowego.

   Techniczne rozwiązanie problemu zmniejszenia palności polistyrenu i tworzywa ABS można osiągnąć w dwojaki sposób:

   - przez wprowadzenie odpowiedniej ilości modyfikatorów, tzn. opóźniaczy palenia, na etapie wytwarzania tworzywa polimerycznego, przez co osiąga się określoną klasę jego palności, bez możliwości dalszego wpływu na tę właściwość tworzywa,

   - przez wytwarzanie koncentratów zawierających w tworzywie bazowym opóźniacze palenia w stężeniu wielokrotnie przekraczającym ilość jaka jest potrzebna do uzyskania żądanej klasy palności tworzywa. Koncentraty takie miesza się ze standardowym tworzywem w procesie przetwórstwa.

   Podstawową zaletą drugiego sposobu jest możliwość uzyskania tworzywa o zmiennej, żądanej klasie palności poprzez wprowadzenie odpowiedniej ilości koncentratu do tworzywa bazowego, na etapie zasilania urządzeń przetwórczych, jego wadą natomiast trudność uzyskania homogenicznego koncentratu o wysokiej zawartości opóźniaczy palenia, który bez trudu ulegnie dalszej homogenizacji w przetwarzanym tworzywie.

   163 320

   Uzyskanie koncetratów tej kompozacji w polistyrenie lub tworzywie ABS, w stężeniu uzasadniającym nazwę „koncentrat jest trudne na skutek tego, że stopione tworzywo nie zwilża kompozycji opóźniaczy palenia i w procesie przetłaczania nie uzyskuje się substancji homogenicznej. Znane są np. z opisu patentowego PRL nr 119 797 sposoby uzyskiwania koncentratów innych dopdatków do polimerów np. antystatyków, według których jako tworzywa bazowego używa się stearyny lub wosków o niskiej temperaturze topnienia i dobrej zwilżalności substancji skoncentrowanej. Jednakże w przypadku otrzymywania koncentratów opóźniaczy palenia rozwiązanie to jest praktycznie niemożliwe ze względu na wzrost stopnia palności wynikający z wysokiej palności stearyny i wosków.