PL185039B1 - Uniwersalny koncentrat opóźniaczy palenia - Google Patents

Abstract

Uniwersalny koncentrat opóźniaczy palenia, w tworzywie termoplastycznym zawierający opóźniacze palenia takie jak związki antymonu, związki bromoaromatyczne, związki fosforu, wodorotlenek magnezu, wodorotlenek glinu oraz zawierający barwniki, pigmenty, antystatyki, środki uplastyczniające ewentualnie stabilizatory, znamienny tym, że jako tworzywo termoplastyczne zawiera kopolimer etylen - octan winylu lub jego mieszaninę z innym polimerem, w ilości od 19 do 39% masowych, zaś zawartość opóźniaczy palenia stanowi od 60 do 80% masowych a zawartość środków modyfikujących od 1 do 10% masowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest uniwersalny koncentrat opóźniaczy palenia o charakterze napełniaczy, przeznaczony do różnego rodzaju tworzyw termoplastycznych.

Większość powszechnie stosowanych tworzyw termoplastycznych charakteryzuje się palnością porównywalną z palnością drewna sosnowego. Cecha ta uniemożliwia stosowanie ich tam, gdzie z uwagi na bezpieczeństwo użytkowników tworzywa muszą spełniać kryteria materiałów niepalnych, samogasnących lub o zmniejszonej palności.

Polski opis patentowy RP 166760 opisuje wytwarzanie samogasnących lub niepalnych tworzyw termoplastycznych, w których użyto koncentratów opóźniaczy palenia.

Polski opis patentowy RP 163320 podaje zastosowanie koncentratów opóźniaczy palenia do tworzyw styrenowych.

W obu przypadkach podane jest ograniczenie stosowania koncentratu jedynie do tego polimeru, który jest tworzywem bazowym koncentratu antypirenów.

W opisie patentowym RP 119797 podano sposoby uzyskiwania skoncentrowanej formy użytkowej środków pomocniczych do tworzyw sztucznych np. antystatyków w lepiszczu, takim jak stearyna lub woski syntetyczne.

Z dostępnych informacji o udzielonych patentach znane są skoncentrowane formy dodatków do tworzyw sztucznych.

Z japońskiego opisu patentowego Nr 06256763 znana jest granulowana kompozycja opóźniaczy palenia, która zawiera tlenki antymonu jako zasadniczy składnik, amid kwasu tłuszczowego jako twarde lepiszcze i środek smarny jako miękkie lepiszcze. Zawartość twardego lepiszcza wynosi od 1 do 10% a zawartość miękkiego lepiszcza od 3 do 30% w stosunku do nieorganicznego opóźniacza palenia. Preferowane w tej kompozycji miękkie lepiszcze to kwas tłuszczowy lub mydło metaliczne ewentualnie ester kwasu tłuszczowego. Kompozycja opóźniaczy palenia wytwarzana według tego patentu rozwiązuje tylko problem wprowadzania do tworzywa tlenków antymonu, które są jednym ze składników synergicznej mieszaniny opóźniaczy palenia, ponadto metoda ta wymaga zastosowania urządzenia do sprasowania składników koncentratu.

Z japońskiego opisu patentowego Nr 08092562 znana jest granulowana kompozycja opóźniaczy palenia do gumy i tworzyw sztucznych. Użyte do wytwarzania kompozycji antypireny mają postać proszków o przeciętnej średnicy ziaren nie większej niż 0,3 mm. Mieszanina opóźniaczy palenia składa się z organicznego opóźniacza palenia, np. związku zawierającego halogen lub związku zawierającego fosfor oraz nieorganicznego opóźniacza palenia, np. polifosforanu amonu, wodorotlenku glinowego, wodorotlenku magnezowego lub czerwonego fosforu. Opóźniacz palenia ma punkt topnienia w granicach 50-300°C. Kompozycja zawiera również 5-40% wagowych pomocniczego opóźniacza palenia jak np. trójtlenek antymonu i antymonian sodu oraz inne dodatki np. dyspergatory, UV-absorbery, antystatyki, stabilizatory, barwniki, plastyfikatory i oleje mineralne lub roślinne. Mieszanina nie zawiera lepiszcza

185 039 polimerycznego a związanie masy kompozycji następuje w wyniku stapiania składników. Zarówno w przytoczonych patentach jak również w znanej literaturze patentowej nie występuje kopolimer etylen - octan winylu w charakterze lepiszcza koncentratu antypirenów.

Celem wynalazku jest modyfikowane tworzywo termoplastyczne otrzymane przez wprowadzenie do tworzywa tzw. zewnętrznych opóźniaczy palenia, czyli antypirenów addytywnych, które nie są związane z polimerem wiązaniami chemicznymi.

Wprowadzenie opóźniaczy palenia do tworzywa termoplastycznego można zrealizować dwoma sposobami:

- przez wprowadzenie odpowiedniej ilości kompozycji opóźniaczy palenia do masy tworzywa w jednym z etapów procesu wytwarzania, przez co osiąga się określoną klasę palności tworzywa, bez możliwości dalszego wpływu na tę właściwość produktu,

- przez wprowadzenie do tworzywa, na etapie jego przetwarzania, opóźniaczy palenia w postaci przedmieszki - zgranulowanego koncentratu tych dodatków.

Koncentrat zawiera rozproszone w wybranym tworzywie bazowym opóźniacze palenia w stężeniu wielokrotnie przekraczającym stężenia niezbędne do uzyskania wyraźnego zmniejszenia palności produktu.

Podstawową zaletą wprowadzania do tworzywa opóźniaczy palenia w formie koncentratu jest bardziej racjonalne, oszczędne wykorzystanie stosunkowo drogich opóźniaczy palenia oraz możliwość łatwego regulowania, na etapie przetwórstwa, poziomu palności otrzymywanego tworzywa w zależności od potrzeb, przez zmianę ilości wprowadzanego koncentratu.

Istota wynalazku polega na wytworzeniu uniwersalnego koncentratu opóźniaczy palenia zawierającego opóźniacze palenia takie jak związki antymonu, związki bromoaromatyczne, związki fosforu, wodorotlenek magnezu, wodorotlenek glinu oraz barwniki, pigmenty, antystatyki, środki uplastyczniające, ewentualnie stabilizatory, znamiennego tym, że jako tworzywo termoplastyczne zawiera kopolimer etylen - octan winylu (EVA) lub jego mieszaninę z innym polimerem, w ilości od 19 do 39% masowych, zaś zawartość opóźniaczy palenia stanowi od 60 do 80% masowych a zawartość środków modyfikujących od 1 do 10% masowych.

Zastosowane jako lepiszcze tworzywo polimeryczne daje się wytłaczać i granulować przy napełnieniu wysokotopliwymi opóźniaczami palenia do stężeń powyżej 60%, a dzięki wysokiej płynności i kompatybilności do innych tworzyw zastosowane lepiszcze spełnia rolę czynnika ułatwiającego homogenizację trudnotopliwych opóźniaczy palenia z tworzywem poddawanym modyfikacji.

Koncentrat opóźniaczy palenia zawiera synergiczny układ opóźniaczy palenia w postaci wysoko zbromowanego eteru difenylowego z trójtlenkiem antymonu w proporcji wagowej od 2:1 do 3:1 lub mieszaninę tej kompozycji opóźniaczy palenia z nieorganicznymi opóźniaczami palenia, lub jeden, dwa, lub więcej nieorganicznych opóźniaczy palenia a tworzywo termoplastyczne umożliwiające homogenizację, wytłaczanie i granulację koncentratu opóźniaczy palenia zawiera kopolimer etylen - octan winylu, który jest kompatybilny z większością powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych, przez co koncentrat może być stosowany do różnych tworzyw termoplastycznych.

Korzystne skutki wynalazku uzyskuje się wtedy, gdy uplastycznienie i wytłoczenie mieszaniny zawierającej kopolimer etylen - octan winylu, opóźniacze palenia i inne dodatki modyfikujące prowadzi się w temperaturach zbliżonych do górnej granicy temperatur przetwórstwa kopolimeru EVA, gdyż wprowadzone dodatki łatwo ulegają wtedy rozproszeniu w tworzywie a wytłaczany produkt jest homogeniczny. Uzyskany koncentrat ma postać granulatu tworzywa o wysokim stopniu napełnienia. Taka forma użytkowa opóźniaczy palenia pozwala na łatwe i oszczędne dozowanie tych dodatków do tworzyw w czasie procesu przetwarzania tworzyw poddawanych modyfikacji.

Stosowanie opóźniaczy palenia w formie koncentratu w kopolimerze EVA zmniejsza zagrożenia związane z pyleniem się antypirenów a obecność tak dobranego lepiszcza powoduje dobre wymieszanie wszystkich dodatków z tworzywem poddawanym modyfikacji.

Koncentrat według wynalazku stanowi nową formę użytkową synergicznych kompozycji opóźniaczy palenia stosowanych do tworzyw termoplastycznych.

185 039

Modyfikowane z jego udziałem tworzywo sztuczne charakteryzuje się dobrym rozproszeniem wprowadzanych dodatków oraz możliwością łatwego uzyskania palności na żądanym poziomie, w zależności od potrzeb, przez zmianę ilości wprowadzanego koncentratu.

Koncentrat według wynalazku ilustrują przykłady:

Przykład I

Do mieszalnika typu Wemera-Pfleiderera dozuje się składniki koncentratu w następujących ilościach: eter dekabromodifenyłowy - 35 części masowych, trójtlenek antymonu

- 13 części masowych, wodorotlenek magnezowy - 20 części masowych, tlenek tytanu

- 2 części masowe, kopolimer EVA - 30 części masowych. Składniki te poddaje się dokładnemu mieszaniu a następnie stapia w cylindrze wytłaczarki, wytłacza i granuluje znanym sposobem.

Przykład II

Do mieszalnika zetowego dozuje się składniki koncentratu w następujących ilościach: eter dekabromodifenyłowy - 48 części masowych, trójtlenek antymonu - 19 części masowych, antystatyk do tworzyw - 3 części masowe, homopolimer propylenowy włóknotwórczy

- 14 części masowych, kopolimer EVA - 16 części masowych. Składniki te poddaje się dokładnemu mieszaniu a następnie podaje do zasobnika wytłaczarki i w temperaturze w granicach 160-220°C poddaje stopieniu i homogenizacji w cylindrze wytłaczarki a po wytłoczeniu tak otrzymaną przedmieszkę granuluje się znanym sposobem.

Przykład III

Do mieszalnika wolnoobrotowego dozuje się składniki koncentratu w następujących ilościach: eter dekabromodifenyłowy - 40 części masowych, eter oktabromodifenylowy

- 14 części masowych, trójtlenek antymonu - 20 części masowych, kopolimer EVA - 25 części masowych, olej parafinowy - 1 część masowa. Wsad mieszalnika po dokładnym wymieszaniu poddaje się wytłoczeniu i granulacji znanym sposobem.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Uniwersalny koncentrat opóźniaczy palenia, w tworzywie termoplastycznym zawierający opóźniacze palenia takie jak związki antymonu, związki bromoaromatyczne, związki fosforu, wodorotlenek magnezu, wodorotlenek glinu oraz zawierający barwniki, pigmenty, antystatyki, środki uplastyczniające ewentualnie stabilizatory, znamienny tym, że jako tworzywo termoplastyczne zawiera kopolimer etylen - octan winylu lub jego mieszaninę z innym polimerem, w ilości od 19 do 39% masowych, zaś zawartość opóźniaczy palenia stanowi od 60 do 80% masowych a zawartość środków modyfikujących od 1 do 10% masowych.