PL210520B1 - Process for the preparation of polyolefin composites - Google Patents
Process for the preparation of polyolefin compositesInfo
- Publication number
- PL210520B1 PL210520B1 PL389112A PL38911209A PL210520B1 PL 210520 B1 PL210520 B1 PL 210520B1 PL 389112 A PL389112 A PL 389112A PL 38911209 A PL38911209 A PL 38911209A PL 210520 B1 PL210520 B1 PL 210520B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- magnesium
- polyethylene
- iron
- acetylacetonate
- silicon compound
- Prior art date
Links
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 13
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 title description 10
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title description 2
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 17
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 11
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 11
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims description 10
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 9
- AQBLLJNPHDIAPN-LNTINUHCSA-K iron(3+);(z)-4-oxopent-2-en-2-olate Chemical compound [Fe+3].C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O.C\C([O-])=C\C(C)=O AQBLLJNPHDIAPN-LNTINUHCSA-K 0.000 claims description 9
- 229960000869 magnesium oxide Drugs 0.000 claims description 8
- 150000003377 silicon compounds Chemical class 0.000 claims description 7
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 6
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 4
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 3
- UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N vinylsilane Chemical compound [SiH3]C=C UKRDPEFKFJNXQM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 description 7
- 229910052736 halogen Inorganic materials 0.000 description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 6
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 6
- 150000002367 halogens Chemical class 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical class [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 235000012254 magnesium hydroxide Nutrition 0.000 description 4
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 4
- 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 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 3
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 229910000410 antimony oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 2
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 2
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 2
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 2
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 2
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 2
- 150000002366 halogen compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229940091250 magnesium supplement Drugs 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N oxoantimony Chemical compound [Sb]=O VTRUBDSFZJNXHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004711 α-olefin Substances 0.000 description 2
- KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 2-prop-2-enoyloxyethyl prop-2-enoate Chemical compound C=CC(=O)OCCOC(=O)C=C KUDUQBURMYMBIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N antipyrene Natural products C1=CC=C2C=CC3=CC=CC4=CC=C1C2=C43 BBEAQIROQSPTKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 125000002915 carbonyl group Chemical group [*:2]C([*:1])=O 0.000 description 1
- 239000003610 charcoal Substances 0.000 description 1
- IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N cobalt(ii) oxide Chemical class [Co]=O IVMYJDGYRUAWML-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001609 comparable effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N decabromodiphenyl ether Chemical compound BrC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1OC1=C(Br)C(Br)=C(Br)C(Br)=C1Br WHHGLZMJPXIBIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 125000000118 dimethyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol dimethacrylate Chemical compound CC(=C)C(=O)OCCOC(=O)C(C)=C STVZJERGLQHEKB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 description 1
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N maleic anhydride Chemical compound O=C1OC(=O)C=C1 FPYJFEHAWHCUMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- XFZRQAZGUOTJCS-UHFFFAOYSA-N phosphoric acid;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound OP(O)(O)=O.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 XFZRQAZGUOTJCS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 230000007096 poisonous effect Effects 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920002239 polyacrylonitrile Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 229920002545 silicone oil Polymers 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004753 textile Substances 0.000 description 1
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N trizinc;diborate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]B([O-])[O-].[O-]B([O-])[O-] BIKXLKXABVUSMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytów polietylenowych stosowanych w przemyś le budowlanym, motoryzacyjnym, elektrycznym, elektronicznym,The subject of the invention is a method of producing polyethylene composites used in the construction, automotive, electrical and electronic industries,
Możliwość stosowania tworzyw sztucznych w różnorodnych segmentach przemysłu, w tym budowlanym, samochodowym, lotniczym, elektrycznym, elektronicznym, czy meblarskim, wiąże się z koniecznością zapewnienia szeroko rozumianego bezpieczeństwa ich użytkowania. Jednym z uwzględnianych czynników jest bezpieczeństwo pożarowe. Znajdujące szerokie zastosowanie poliolefiny, a w tym polietylen, przy wielu swoich zaletach, należą do kategorii materiałów palnych. Spalają się w atmosferze nawet uboższej w tlen niż powietrze atmosferyczne. Wymusza to konieczność modyfikowania tych tworzyw w kierunku zmniejszenia ich palności. Jedną z metod jest wprowadzanie do polimeru środków zmniejszających ich palność (antypirenów).The possibility of using plastics in various segments of the industry, including construction, automotive, aviation, electrical, electronic and furniture, is associated with the need to ensure the broadly understood safety of their use. One of the factors taken into account is fire safety. The widely used polyolefins, including polyethylene, with many of their advantages, belong to the category of combustible materials. They burn in an atmosphere that is even poorer in oxygen than the atmospheric air. This necessitates the modification of these materials in order to reduce their flammability. One of the methods is to introduce flame retardants (flame retardants) into the polymer.
Liczbę substancji chemicznych znanych jako antypireny szacuje się na około 180. Wyróżnia się cztery główne grupy takich środków: nieorganiczne, organiczne halogenopochodne, związki fosforoorganiczne oraz związki zawierające azot. Wykorzystywane są w budownictwie, kablach i przewodach, do zastosowań elektrycznych i elektronicznych, w przemyśle motoryzacyjnym i tekstylnym.The number of chemicals known as flame retardants is estimated to be around 180. There are four main groups of such agents: inorganic, organic halogen, organophosphorus and nitrogen-containing compounds. They are used in construction, cables and wires, for electrical and electronic applications, in the automotive and textile industries.
Według danych z końca lat dziewięćdziesiątych, największy udział w rynku antypirenów miały związki halogenopochodne. Ich zaletą jest skuteczność działania przy stosunkowo niewielkich udziałach ilościowych w materiale. Zawartość związków halogenowych w tworzywie, w zależności od oczekiwanej klasy palności, może sięgać 40 cg/g. Ilość modyfikatora można jeszcze zmniejszyć przez zastosowanie dodatkowego modyfikatora wykazującego synergizm działania ze stosowaną halogenopochodną. Najlepiej zbadanym układem środków wykazujących synergizm działania zmniejszającego palność poliolefin jest układ dekabromodifenyloeter/tlenek antymonu.According to data from the end of the nineties, halogen derivatives had the largest share in the flame retardant market. Their advantage is the effectiveness of operation with relatively small amounts in the material. The content of halogen compounds in the material, depending on the expected flammability class, may reach 40 cg / g. The amount of the modifier can be further reduced by the use of an additional modifier showing synergy in action with the halogen derivative used. The decabromodiphenylether / antimony oxide system is the most studied system of agents showing synergism in the flame retardant effect of polyolefins.
Jako najbardziej popularną grupę antypirenów, halogenopochodne poddawano szczególnie dokładnym badaniom. Stwierdzono, że podczas pożaru produkty ich rozkładu, w połączeniu z wodą gaszącą powodują silną korozję metalowych elementów, przyczyniając się do większych materialnych strat niż spowodowane działaniem samego ognia. Skutkiem obecności synergicznych układów halogenopochodna aromatyczna/tlenek antymonu jest wydzielanie trujących oparów i duże zadymienie, co utrudnia prowadzenie akcji ratowniczej podczas pożaru. Dlatego ich stosowanie jest stopniowo zmniejszane.As the most popular group of flame retardants, halogen derivatives have been thoroughly investigated. It was found that during a fire, their decomposition products, in combination with extinguishing water, cause severe corrosion of metal elements, contributing to greater material losses than caused by the action of the fire itself. The presence of synergistic aromatic halogen derivative / antimony oxide systems results in the emission of poisonous vapors and high smoke, which makes it difficult to conduct rescue operations during a fire. Therefore, their use is gradually reduced.
Najlepszą w tej chwili alternatywą dla związków halogenopochodnych są wodorotlenki glinu (ATH) i magnezu (MH). Niewątpliwą ich zaletą jest brak toksyczności. Z kolei podstawową wadą jest konieczność wprowadzania ich do tworzywa w dużej ilości, w celu uzyskania oczekiwanego poziomu zmniejszenia palności. W materiałach, które nie zawierają związków halogenowych zawartość ATH wynosi 35-70 cg/g, a MH 50-70 cg/g. Ilość dodatku zależy między innymi od oczekiwanego stopnia palności i rodzaju modyfikowanej matrycy polimerowej. Tak wysoki udział nieorganicznych dodatków bardzo niekorzystnie wpływa na możliwości przetwórstwa materiałów oraz ich parametry użytkowe.The best alternatives to halogen derivatives at the moment are aluminum (ATH) and magnesium (MH) hydroxides. Their undoubted advantage is the lack of toxicity. In turn, the main disadvantage is the necessity to introduce them into the material in large amounts in order to obtain the expected level of flame retardancy. In materials that do not contain halogen compounds, the ATH content is 35-70 cg / g, and MH 50-70 cg / g. The amount of additive depends, inter alia, on the expected degree of flammability and the type of modified polymer matrix. Such a high proportion of inorganic additives has a very negative impact on the processing possibilities of the materials and their functional parameters.
Pewnym rozwiązaniem tych problemów może być całkowite lub częściowe zastąpienie polietylenu wybranym kopolimerem etylenu, na przykład z wyższą α-olefiną, czy polarnym monomerem. Innym lub równolegle stosowanym rozwiązaniem jest wprowadzenie do tworzywa modyfikatora, którego obecność obok wodorotlenku umożliwia uzyskanie układu antypirenowego o zwiększonej efektywności działania, co stwarza możliwość zmniejszenia całkowitego udziału ilościowego napełniaczy w kompozycie. Literatura przedmiotowa podaje, że 3-5 cg/g czerwonego fosforu umożliwia zmniejszenie ilości wodorotlenku do poziomu ok. 40-50 cg/g. Zastosowanie wspomnianego układu jest jednak ograniczone barwą produktu.One solution to these problems may be a complete or partial replacement of the polyethylene with a selected ethylene copolymer, for example with a higher α-olefin or a polar monomer. Another or a parallel solution is the introduction of a modifier to the material, the presence of which, in addition to hydroxide, allows to obtain a flame retardant system with increased effectiveness, which makes it possible to reduce the total amount of fillers in the composite. The literature on the subject states that 3-5 cg / g of red phosphorus makes it possible to reduce the amount of hydroxide to about 40-50 cg / g. The use of said system is however limited by the color of the product.
Korzystne efekty obserwowano także po zastosowaniu 0,5-1 cg/g poliakrylonitrylu. Umożliwiło to zmniejszenie ilości wodorotlenku o ok. 5-7 cg/g (z poziomu około 60 cg/g), jednocześnie obserwowano zwiększenie wytrzymałości na zerwanie materiałów polimerowych. Porównywalny efekt, w odniesieniu do palności, obserwowano po wprowadzeniu do kompozytu z wodorotlenkiem około 2-5 cg/g tlenków niklu i kobaltu. Aby zmniejszyć udział wodorotlenków glinu lub magnezu w kompozycie polimerowym stosuje się dodatek boranu cynku.The beneficial effects were also observed after the use of 0.5-1 cg / g of polyacrylonitrile. This made it possible to reduce the amount of hydroxide by about 5-7 cg / g (from the level of about 60 cg / g), at the same time increasing the tensile strength of polymeric materials. A comparable effect, in terms of flammability, was observed when about 2-5 cg / g of nickel and cobalt oxides were incorporated into the composite with hydroxide. To reduce the proportion of aluminum or magnesium hydroxides in the polymer composite, the addition of zinc borate is used.
Zmniejsza on szybkość wydzielania ciepła, sprzyja tworzeniu odpornej warstwy zwęgliny. Obok boranu korzystnie jest wprowadzić do układu związek silikonowy, poli(fosforan melaminy) i talk. W literaturze patentowej znaleźć można propozycje zastosowania obok wodorotlenku metalu, węglanu wapnia, sadzy czy wyższych kwasów tłuszczowych.It reduces the rate of heat release and promotes the creation of a resistant charcoal layer. In addition to borate, it is advantageous to incorporate a silicone compound, poly (melamine phosphate) and talc into the system. In the patent literature, you can find proposals for the use of metal hydroxide, calcium carbonate, carbon black or higher fatty acids.
PL 210 520 B1PL 210 520 B1
Przedstawiając przykłady podobnych układów można się odwołać do patentu nr JP 3 055 551, którego autorzy proponują wprowadzenie do matrycy poliolefinowej nieorganicznego napełniacza typu wodorotlenku magnezu lub glinu, węglanu wapnia, polisiloksanu dimetylu jako reaktywnego środka smarnego oraz kopolimeru bezwodnika maleinowego z polietylenem o niewielkim ciężarze cząsteczkowym.Presenting examples of similar systems, reference can be made to the patent No. JP 3 055 551, the authors of which propose the introduction of an inorganic filler of the type of magnesium or aluminum hydroxide, calcium carbonate, polysiloxane dimethyl as a reactive lubricant and a copolymer of maleic anhydride with polyethylene of low molecular weight into the polyolefin matrix.
W opisie nr JP 34 460 666 znaleźć można propozycję zastosowania kopolimeru etylenu z inną α-olefiną przynajmniej jednego kopolimeru z grupy obejmującej kopolimery etylenu z octanem winylu, akrylanem etylenowym lub metakrylanem etylenowym z dodatkiem wodorotlenku magnezu oraz polisiloksanu.JP 34 460 666 describes the use of an ethylene copolymer with another α-olefin of at least one copolymer from the group of ethylene vinyl acetate copolymers, ethylene acrylate or ethylene methacrylate with the addition of magnesium hydroxide and polysiloxane.
Autorzy zgłoszenia EP nr 1 985 659 proponują mając na uwadze głównie dobrą przetwarzalność oraz właściwości mechaniczne kompozytu o zmniejszonej palności, zastosowanie układu złożonego z tworzywa termoplastycznego zawierającego ugrupowania karbonylowe, stopu polimerowego składającego się z polietylenu i polipropylenu, polimeru poliolefinowego z udziałem ugrupowań kwasowych (o średnim wagowym ciężarze cząsteczkowym 10000-80000) oraz nieorganicznego związku metalu.The authors of EP application No. 1 985 659 propose, taking into account mainly good processability and mechanical properties of the composite with reduced flammability, the use of a system consisting of a thermoplastic material containing carbonyl units, a polymer alloy consisting of polyethylene and polypropylene, a polyolefin polymer with the participation of acidic groups (with medium molecular weight 10,000-80000) and an inorganic metal compound.
Elementem często powtarzającym się w ostatnich latach w zgłoszeniach patentowych dotyczących kompozytów poliolefinowych z udziałem wodorotlenku metalu, jest udział związku silikonowego. Środki tego typu stosowane są bądź jako samodzielny składnik całego układu, bądź jako substancje powlekające powierzchnię wodorotlenku.An element frequently recurring in recent years in patent applications relating to polyolefin composites with metal hydroxide is the proportion of silicone compound. Agents of this type are used either as an independent component of the entire system or as substances that coat the surface of the hydroxide.
Przykładem jest zgłoszenie nr US 2008 300 342, w którym proponuje się zastosować kompozyt poliolefinowy zawierający wodorotlenek magnezu, którego powierzchnię pokrywają po części olej silikonowy oraz wyższy kwas tłuszczowy. Celem modyfikacji było uzyskanie materiału o zmniejszonej palności i dobrych właściwościach mechanicznych.An example is US application no. 2008,300,342, which proposes to use a polyolefin composite containing magnesium hydroxide, the surface of which is partially covered with silicone oil and a higher fatty acid. The purpose of the modification was to obtain a material with reduced flammability and good mechanical properties.
Wodorotlenek metalu powlekany wysoko spolimeryzowanym poliorganosiloksanem jako składnik kompozytu poliolefinowego jest przedmiotem zgłoszenia nr JP 2003 261 719. Z kolei wodorotlenek magnezu o określonych rozmiarach cząstek, powlekany 0,3 do 4,5 cg/g związkiem silikonowym był wprowadzany do poliolefiny przez autorów JP nr 2007 217 474.Metal hydroxide coated with highly polymerized polyorganosiloxane as a component of a polyolefin composite is the subject of the application JP 2003 261 719. In turn, magnesium hydroxide with specific particle sizes, coated with 0.3 to 4.5 cg / g with a silicone compound, was introduced into the polyolefin by the authors of JP No. 2007 217 474.
Modyfikacja powierzchni wodorotlenku związkiem silikonowym rzeczywiście wpływa zarówno na przetwarzalność jak i na właściwości użytkowe tworzywa, w tym palność oraz właściwości mechaniczne. Zmiany te jednak często są niesatysfakcjonujące. Uzyskane kompozyty cechuje bardzo niska wartość wydłużenia przy zerwaniu.Modifying the surface of the hydroxide with a silicone compound actually affects both the processability and the functional properties of the material, including flammability and mechanical properties. However, these changes are often unsatisfactory. The obtained composites are characterized by a very low elongation at break value.
Celem wynalazku było opracowanie sposobu otrzymywania kompozytów polietylenu małej gęstości (0,905-0,930 g/cm3) z wodorotlenkiem magnezu i/lub glinu o wysokiej efektywności działania stosowanego antypirenu z jednoczesną poprawą wydłużenia przy zerwaniu materiału.The aim of the invention was to develop a method for the preparation of low-density polyethylene composites (0.905-0.930 g / cm 3 ) with magnesium and / or aluminum hydroxide with high effectiveness of the applied anti-pyrene, with simultaneous improvement of elongation at break of the material.
Nieoczekiwanie okazało się, że jest możliwe otrzymanie kompozytu o zmniejszonej palności układu, zarówno w teście palności UL-94, jak i określaną wartością indeksu tlenowego, jeżeli do wytwarzania kompozytu poliolefinowego zastosuje się acetyloacetonian żelaza (III) oraz wodorotlenek magnezu i/lub glinu, którego powierzchnię zmodyfikuje się organicznym związkiem krzemu.Unexpectedly, it turned out that it is possible to obtain a composite with a reduced flammability of the system, both in the UL-94 flammability test and determined by the value of the oxygen index, if iron (III) acetylacetonate and magnesium and / or aluminum hydroxide, which is used to produce a polyolefin composite, are used. the surface is modified with an organic silicon compound.
Uzyskanie korzystnych wyników jest możliwe przez zastosowanie obok 45-70 cg/g wodorotlenku magnezu i/lub glinu 0,05-1,5 cg/g acetyloacetonianu żelaza (III). Stwierdzono, że w zależności od oczekiwanego stopnia palności kompozytu, dodatek związku żelaza daje możliwość zmniejszenia ilości wodorotlenku metalu i/lub glinu w kompozycie o co najmniej 5-10 cg/g, skutkując jednocześnie poprawą wydłużenia materiału przy zerwaniu.It is possible to obtain favorable results by using, in addition to 45-70 cg / g magnesium and / or aluminum hydroxide, 0.05-1.5 cg / g iron (III) acetylacetonate. It was found that depending on the expected degree of flammability of the composite, the addition of an iron compound makes it possible to reduce the amount of metal and / or aluminum hydroxide in the composite by at least 5-10 cg / g, while improving the elongation of the material at break.
Istota wynalazku polega na tym, że do urządzenia do homogenizacji nagrzanego do temperatury 130-170°C wprowadza się polietylen małej gęstości, wodorotlenek magnezu i/lub glinu modyfikowany organicznym związkiem krzemu i acetyloacetonian żelaza, całość homogenizuje się przez okres nie mniejszy niż 1 minuta, przy czym proporcje surowców z zakresu: polietylen 30-54 cg/g, wodorotlenek magnezu i/lub glinu o powierzchni modyfikowanej organicznym związkiem krzemu 45-70 cg/g, acetyloacetonianu żelaza (III) 0,05-1,5 cg/g dobiera się w zależności od przeznaczenia produktu, a kolejność dozowania surowców jest dowolna.The essence of the invention consists in the fact that low-density polyethylene, magnesium and / or aluminum modified with organic silicon compound and iron acetylacetonate are introduced into the homogenization device, heated to a temperature of 130-170 ° C, and the whole is homogenized for a period of not less than 1 minute, with the proportions of raw materials in the range of: polyethylene 30-54 cg / g, magnesium and / or aluminum hydroxide with a surface modified with an organic silicon compound 45-70 cg / g, iron (III) acetylacetonate 0.05-1.5 cg / g depending on the intended use of the product, and the order of dosing the raw materials is optional.
Korzystnie jest, jeżeli jako urządzenie do homogenizacji stosuje się współbieżną wytłaczarkę dwuślimakowąPreferably, a co-rotating twin-screw extruder is used as the homogenization device
Korzystnie jest, jeżeli jako urządzenie do homogenizacji stosuje się plastografometr.Preferably, a plastographometer is used as the homogenization device.
Korzystnie jest, jeżeli jako urządzenie do homogenizacji stosuje się walcarkę.Preferably, a rolling mill is used as the homogenization device.
Korzystnie jest, jeżeli jako związek krzemu stosuje się winylosilan.Preferably, a vinylsilane is used as the silicon compound.
PL 210 520 B1PL 210 520 B1
P r z y k ł a d 1P r z k ł a d 1
Do plastografometru z komorą o pojemności około 60 cm3 rozgrzanego do temperatury 150°C, wprowadza się z szybkością obrotową ślimaków 30 obrotów/minutę 32,5 g polietylenu o gęstości 0,921 g/cm3 i o wskaźniku szybkości płynięcia równym 2 g/10 minut. Zamyka się urządzenie, a po upływie 2 minut wprowadza się do stopu 33 g wodorotlenku magnezu modyfikowanego winylosilanem, zmieszanego z 0,1 g acetyloacetonianu żelaza (III). Ponownie zamyka się urządzenie i homogenizuje się przez 5 minut, a następnie opróżnia się komorę aparatu.32.5 g of polyethylene with a density of 0.921 g / cm 3 and a melt flow rate of 2 g / 10 minutes are introduced into a plastographometer with a chamber capacity of about 60 cm 3 heated to a temperature of 150 ° C, at a screw speed of 30 rpm. The device is closed, and after 2 minutes, 33 g of vinyl silane-modified magnesium hydroxide mixed with 0.1 g of iron (III) acetylacetonate are introduced into the melt. The apparatus is closed again and homogenized for 5 minutes, then the apparatus chamber is emptied.
P r z y k ł a d 2P r z k ł a d 2
Do rozgrzanej do temperatury 160°C walcarki laboratoryjnej wprowadza się stopniowo na walce 103,5 g polietylenu o gęstości 0,920 g/cm3 i o wskaźniku szybkości płynięcia 3 g/10 minut, homogenizuje się do pełnego stopienia materiału. Do stopu wprowadza się stopniowo 195 g wodorotlenku magnezu i glinu w proporcji 50:50 wagowo modyfikowanego winylosilanem, a następnie 1,5 g acetyloacetonianu żelaza (III). Całość homogenizuje się trzy minuty. Uzyskany w ten sposób materiał można wykorzystać do dalszej obróbki.103.5 g of polyethylene with a density of 0.920 g / cm 3 and a melt flow rate of 3 g / 10 minutes are gradually introduced on the rolls into the laboratory rolling mill heated to 160 ° C, and homogenized until the material is fully melted. 195 g of magnesium and aluminum hydroxide in a 50:50 proportion by weight of vinylsilane modified by weight are gradually introduced into the melt, and then 1.5 g of iron (III) acetylacetonate. The whole is homogenized for three minutes. The material obtained in this way can be used for further processing.
P r z y k ł a d 3P r z k ł a d 3
Na kolejnych strefach wytłaczarki współbieżnej dwuślimakowej o L/D = 40 ustala się rozkład temperatur według schematu: 125/130/135/140/145/145/150/155/155/155, a na głowicy również 155°C. Szybkość obrotową ślimaków ustala się na 200 obrotów/minutę. Do wytłaczarki wprowadza się polietylen o gęstości 0,913 g/cm3 o wskaźniku szybkości płynięcia 7 g/minutę, przy użyciu podajnika grawimetrycznego z wydajnością 50 kg/godzinę. Kolejnym podajnikiem, zamontowanym przy trzeciej strefie grzewczej wprowadza się do stopu mieszankę wodorotlenku glinu modyfikowanego winylosilanem i acetyloacetonianu żelaza w stosunku ilościowym (99,5:0,5), z wydajnością 50 kg/godzinę. Wytłoczynę chłodzi się wodą i granuluje.In the following zones of the co-rotating twin-screw extruder with L / D = 40, the temperature distribution is determined according to the scheme: 125/130/135/140/145/145/150/155/155/155, and also 155 ° C on the head. The rotation speed of the screws is set at 200 rpm. The extruder is fed with polyethylene with a density of 0.913 g / cm 3 with a melt index of 7 g / minute, using a gravimetric feeder at a throughput of 50 kg / hour. Another feeder, mounted at the third heating zone, is introduced into the melt of a mixture of vinyl silane modified aluminum hydroxide and iron acetylacetonate in the quantity ratio (99.5: 0.5), with a capacity of 50 kg / hour. The extrudate is cooled with water and granulated.
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL389112A PL210520B1 (en) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Process for the preparation of polyolefin composites |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL389112A PL210520B1 (en) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Process for the preparation of polyolefin composites |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL389112A1 PL389112A1 (en) | 2011-03-28 |
| PL210520B1 true PL210520B1 (en) | 2012-01-31 |
Family
ID=43981311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL389112A PL210520B1 (en) | 2009-09-24 | 2009-09-24 | Process for the preparation of polyolefin composites |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL210520B1 (en) |
-
2009
- 2009-09-24 PL PL389112A patent/PL210520B1/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL389112A1 (en) | 2011-03-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3495629B2 (en) | Flame retardant resin composition and use thereof | |
| Zhan et al. | Synergistic effects of sepiolite on the flame retardant properties and thermal degradation behaviors of polyamide 66/aluminum diethylphosphinate composites | |
| Wang et al. | Preparation and characterization of microencapsulated ammonium polyphosphate with UMF and its application in WPCs | |
| CN110041612B (en) | Halogen-free flame-retardant polypropylene composite material compatibilized by oligomeric silsesquioxane and synergistic effect and preparation method thereof | |
| Yücesoy et al. | Improvement of flame retardancy and thermal stability of highly loaded low density polyethylene/magnesium hydroxide composites | |
| CN113754902B (en) | Environment-friendly polyamide flame-retardant master batch and preparation method thereof | |
| Ramírez‐Vargas et al. | Structural characterization of LDPE/EVA blends containing nanoclay‐flame retardant combinations | |
| CN106947158A (en) | A kind of Halogen high-impact anti-flaming polypropylene material | |
| CN102898769A (en) | Thermoplastic elastomer (TPE) composition for electric wires and cables based on phosphorus and nitrogen composite flame retardant system | |
| CN105061854A (en) | Halogen-free flame retardation polyolefin material and use thereof | |
| CN116218031A (en) | Halogen-free flame retardant composition and preparation method of polyolefin-based master batch thereof | |
| CN106995556A (en) | A kind of anti-flaming anti-static electricity polypropylene composition, sheet material and preparation method thereof | |
| JPS63280754A (en) | Fireproofing halogen-free thermoplastic polymer composition | |
| CN102295818A (en) | Zero-halogen, low-smoke and flame-retardant TPE (Thermoplastic Elastomer) cable material and preparation method thereof | |
| CN104842620A (en) | Precipitation-resistant halogen-free flame retardation polypropylene cast sheet and production method thereof | |
| CN101553518B (en) | Flame-retardant compound and method of forming a continuous material therefrom | |
| CN100374497C (en) | Smokeless and halogen-free expanding fire-retardant electric wire materials with thermoplastic elastomer and production thereof | |
| CN108250573B (en) | Thermo-oxidative aging resistant halogen-free environment-friendly flame-retardant polypropylene material and preparation method thereof | |
| CN100363415C (en) | Low smoke non-halogen fire retarding expansive polyolefins electronic wire material and preparation process thereof | |
| PL210520B1 (en) | Process for the preparation of polyolefin composites | |
| JP4937195B2 (en) | Flame retardant resin composition | |
| CN107163381A (en) | Polypropylene fibre halogen-free flame-retardant master batch and its manufacture method | |
| WO1996026244A1 (en) | Hydrophilic resin composition and process for preparing it | |
| CN115975296A (en) | A kind of halogen-free flame-retardant polyolefin composition and preparation method thereof | |
| KR100688993B1 (en) | Polypropylene Resin Composition for Automotive Wire |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Decisions on the lapse of the protection rights |
Effective date: 20130924 |