PL166760B1 - Sposób wytwarzania kompozycji samogasnącego tworzywa na bazie polipropylenu - Google Patents

Abstract

Sposób wytwarzania kompozycji tworzywa na bazie polipropylenu polegający na mieszaniu mieszaniny synergicznej składającej się z eteru dekabromodifenyłowego i trójtlenku antymonu, stanowiącej 15-30% masy kompozycji z kauczukiem polipropylenowym użytym w ilości 0,5-3,0% masy kompozycji i napełniaczem nieorganicznym użytym w ilości 20-30% masy kompozycji oraz kopolimerem etylenowo-propylenowym w ilości uzupełniającej do 100% masy kompozycji, znamienny tym, że do tej mieszaniny dodaje się w temperaturze 50°C środek homogenizujący w postaci związku z grupy polibromowanych eterów difenylowych o t.t. poniżej 180°C, użyty w ilości 0,5 do 4,0% masy kompozycji, ewentualnie z dodatkiem środka uplastyczniającego z grupy amidów w ilości nie większej niż 0,5% masy kompozycji, przy czym stosunek wagowy składników bromopochodnych wynosi 2 do 4 części wagowych na 1 część użytego trójtlenku antymonu, następnie całość przetłacza się w wytłaczarce, w temperaturze uplastycznienia tworzywa bazowego tj. 140 -170°C, a powstałe nitki tworzywa po ich wstępnym schłodzeniu poddaje się granulacji.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania samogasnącego tworzywa na bazie polipropylenu, przeznaczonego do stosowania w przemyśle elektrotechnicznym, elektromaszynowym itp.

Tworzywa polipropylenowe są często stosowane w przemyśle, z uwagi na cenne właściwości mechaniczne, termiczne, estetyczne i inne. Ujemną cechą tych tworzyw jest ich łatwopalność, z powodu czego stosowane np. w urządzeniach elektrotechnicznych, narażone na miejscowe przegrzewanie mogą być przyczyną pożarów.

Wymagania dotyczące palności materiałów są zależne od ich przeznaczenia, z uwzględnieniem głównie stopnia zagrożenia pożarem i niebezpieczeństwa rozprzestrzeniania się ognia.

Istnieją międzynarodowe unormowania prawne dotyczące poszczególnych branż, narzucające wymagania odnośnie do tych parametrów, które stanowią o bezpieczeństwie stosowania tworzyw. Jedną z podstawowych cech ujętych w tych normach jest palność materiałów stosowanych w urządzeniach. Powszechnie stosowaną jest amerykańska norma Ul-94, klasyfikująca palność różnych materiałów. Według normy UL-94 tworzywo o najlepszych parametrach, tzw. niepalne, klasyfikuje się jako V-0.

Znane sposoby wytwarzania tworzyw polipropylenowych o zmniejszonej palności polegają na wprowadzeniu, w trakcie procesu wytwarzania tworzywa, różnych dodatków tzw. opóźniaczy palenia. Tworzywa charakteryzują się wówczas zmniejszoną palnością i właściwościami fizyko-mechanicznymi w szerokim zakresie parametrów, ale często wiąże się to z pogorszeniem udamości, zmniejszeniem wydłużenia względnego przy zerwaniu itp. zmianami właściwości. Ze stosowanych w celu zmniejszenia palności dodatków znane jest wprowadzenie, w procesie wytwarzania tworzywa, mieszanin związków bromopochodnych z trójtlenkiem antymonu. Otrzymane przy użyciu tych dodatków tworzywa charakteryzują się jednak znacznie pogorszonymi parametrami wytrzymałościowymi. Przyczynąjest małe powinowactwo tworzywa do tych aktywnych napełniaczy i mała zwilżalność ziaren wprowadzanych dodatków przez uplastycznione tworzywo. Proces wytwarzania zmodyfikowanego tworzywa na drodze wytłaczania mieszaniny w temperaturze 140-170°C jest przez to technicznie utrudniony, a otrzymany produkt w postaci granulatu nie jest jednorodny, zaś kształtki otrzymywane z niego metodą wtrysku mogą być kruche.

Z opisu patentowego Stanów Zjednoczonych Ameryki Płn nr 3 419 518 znane jest dodawanie w trakcie wytwarzania tworzywa heksabromocyklododekanu w ilości 2,2% i trójtlenku antymonu w ilości 1 %. Prowadzi to wprawdzie do otrzymania tworzywa samogasnącego, ale ze względu na małą stabilność termiczną heksabromocyklododekanu jest ono porowate i kruche.

Można również dodawać w procesie wytwarzania tworzywa polipropylenowego mieszaninę kilkunastu procent heksabromobenzenu z około 5% trójtlenku antymonu, w wyniku czego otrzymuje się tworzywo o klasie palności V-1. Cechą ujemną użytego heksabromobenzenu jest jego migracja z poliolefin, co powoduje, że otrzymane tworzywo traci po pewnym czasie odporność na ogień.

Z publikacji Plasticeskie Massy 11990, nr 1 znane jest wytwarzanie samogasnącej kompozycji na bazie polipropylenu, przez wprowadzenie do tworzywa mieszaniny eteru dekabromodifenylowego, trójtlenku antymonowego jak również 20% azbestu. Otrzymane tworzywo charakteryzuje się wprawdzie klasą palności V-0, ale również znacznie pogorszonymi parametrami wytrzymałościowymi i dużą szkodliwością ze względu na zawartość azbestu.

Nieoczekiwanie stwierdzono, że można otrzymać nietoksyczne tworzywo na bazie polipropylenu w postaci granulatu, charakteryzujące się klasą palności V-0, z jednocześnie bardzo dobrymi parametrami wytrzymałościowymi i przetwórczymi, jeżeli w trakcie procesu wytwarzania wprowadzi się dodatkowo, oprócz mieszaniny eteru dekabromodifenylowego z trójtlenkiem antymonowym, środek homogenizujący również z grupy polibromowanych estrów difenylowych, o znacznie niższej temperaturze topnienia od użytego eteru dekabromodifenylowego, a w dalszej kolejności, jako środek uplastyczniający tworzywo, związek organiczny z grupy amidów.

Sposób wytwarzania samogasnącego tworzywa na bazie polipropylenu według wynalazku polega na mieszaniu mieszaniny synergicznej, składającej się z eteru dekabromodifenylowego o temperaturze topnienia powyżej 300°C i trójtlenku antymonu, stanowiącej 15-30% masy kompozycji, z kauczukiem polipropylenowym, użytym w ilości 0,5-3,0% masy kompozycji, napełniaczem nieorganicznym np. talkiem użytym w ilości 20-30% masy kompozycji oraz kopolimerem etylenowo-propylenowym w ilości uzupełniającej do 100% masy kompozycji a następnie ze środkiem homogenizującym, którymjest związek z grupy polibromowanych eterów difenylowych, takich jak eter oktabromodifenylowy o temperaturze topnienia 125-165°C lub eter pentabromodifenylowy o temperaturze topnienia 60-70°C, w ilości 0,5-4,0% masy kompozycji. Do mieszaniny można również dodać czynnik uplastyczniający, którym może być związek organiczny z grupy amidów w minimalnych ilościach, nie więcej niż 0,5% masy kompozycji. Proces prowadzi się w temperaturze około 50°C. Wszystkie składniki przetłacza się następnie przez wytłaczarkę w temperaturze odpowiedniej do uplastycznienia tworzywa bazowego tj. 140-170°C. Uzyskane nitki tworzywa, po ich wstępnym schłodzeniu, poddaje się granulacji dla uzyskania jednorodnego granulatu. Stosunek wagowy sumy składników bromowych wynosi 2 do 4 części na 1 część trójtlenku antymonu. Dodanie nawet tak małej ilości antypirenujakimjest np. eter oktabromodifenylowy, będącyjednocześnie środkiem zwilżającym i homogenizującym, powoduje wyraźne zwiększenie skuteczności działania mieszaniny eteru dekabromodifenylowego z trójtlenkiem antymonu jak również wyklucza konieczność stosowania innych dodatków homogenizujących, które z reguły częściowo niwelują działanie antypirenów.

Tworzywo otrzymane sposobem według wynalazku stanowi nową kompozycję, charakteryzuje się klasą palności V-0, przy zachowaniu bardzo dobrych walorów przetwórczych.

Sposób według wynalazku ilustrują przykłady.

Przykład I. Do mieszalnika typu Wemera-Pfleiderera dozuje się składniki kompozycji w następujących ilościach: eter dekabromodifenylowy - 13 części wagowych, trójtlenek antymonu - 7 części wagowych, talk - 24 części wagowe, kauczuk polipropylenowy - 2 części wagowe, amid mieszany kwasów tłuszczowych /Mazamid O/ - 0,01 części wagowych, kopolimer etylenowo-propylenowy - 51,99 części wagowych. Składniki te poddaje się dokładnemu mieszaniu i ogrzewa do temperatury 50°C, następnie do tak otrzymanej kompozycji wprowadza się 2 części wagowe eteru oktabromodifenylowego i całość poddaje się mieszaniu przez okres

166 760 minut. Z mieszalnika surowce przesyła się transporterem pneumatycznym do zasobnika wytłaczarki.

Granulat niepalnego tworzywa polipropylenowego otrzymuje się w jednoetapowym procesie technologicznym, przy zastosowaniu wytłaczarki o dostatecznie długiej strefie uplastycznienia tworzywa, umożliwiającej homogenizację stopionego polipropylenu z pozostałymi składnikami kompozycji. Shomogenizowana masa jest wytłaczana w temperaturze ok. 170° w postaci prętów, chłodzona strumieniem zimnego powietrza, a następnie rozdrabniana w granulatorze. Otrzymane tworzywo spełnia wymagania normy UL-94 w zakresie klasy V-0.

Przykład II. Do mieszalnika jak w przykładzie I, dodaje się składniki kompozycji w następujących ilościach: eter dekabromodifenylowy -14 części wagowych, trójtlenek antymonu- 7 części wagowych, talk - 26 części wagowych, kauczuk polipropylenowy - 2 części wagowe, polipropylen - 49,5 części wagowych. Składniki te poddaje się dokładnemu mieszaniu i ogrzewa do temperatury 50°C a następnie do tak otrzymanej mieszaniny wprowadza się 1,5 części wagowych eteru pentabromodifenylowego, całość poddaje się mieszaniu przez okres 30 minut. Dalszy tok postępowania jest identyczny jak w przykładzie I.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.

Cena 1,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Sposób wytwarzania kompozycji tworzywa na bazie polipropylenu polegający na mieszaniu mieszaniny synergicznej składającej się z eteru dekabromodifenylowego i trójtlenku antymonu, stanowiącej 15-30% masy kompozycji z kauczukiem polipropylenowym użytym w ilości 0,5-3,0% masy kompozycji i napełniaczem nieorganicznym użytym w ilości 20-30% masy kompozycji oraz kopolimerem etylenowo-propylenowym w ilości uzupełniającej do 100% masy kompozycji, znamienny tym, że do tej mieszaniny dodaje się w temperaturze 50°C środek homogenizujący w postaci związku z grupy polibromowanych eterów difenylowych o t.t. poniżej 180°C, użyty w ilości 0,5 do 4,0% masy kompozycji, ewentualnie z dodatkiem środka uplastyczniającego z grupy amidów w ilości nie większej niż 0,5% masy kompozycji, przy czym stosunek wagowy składników bromopochodnych wynosi 2 do 4 części wagowych na 1 część użytego trójtlenku antymonu, następnie całość przetłacza się w wytłaczarce, w temperaturze uplastycznienia tworzywa bazowego tj. 140-170°C, a powstałe nitki tworzywa po ich wstępnym schłodzeniu poddaje się granulacji.