PL221850B1 - Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności - Google Patents
Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palnościInfo
- Publication number
- PL221850B1 PL221850B1 PL401548A PL40154812A PL221850B1 PL 221850 B1 PL221850 B1 PL 221850B1 PL 401548 A PL401548 A PL 401548A PL 40154812 A PL40154812 A PL 40154812A PL 221850 B1 PL221850 B1 PL 221850B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- parts
- weight
- rubber
- expandable graphite
- mixture
- Prior art date
Links
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 title claims description 20
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 title claims description 15
- 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 title claims description 14
- 239000002131 composite material Substances 0.000 title claims description 7
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 title claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 37
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 30
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 27
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims description 13
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 12
- VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 1-monostearoylglycerol Chemical compound CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(O)CO VBICKXHEKHSIBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N Glycerol trioctadecanoate Natural products CCCCCCCCCCCCCCCCCC(=O)OCC(OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC)COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCCCC DCXXMTOCNZCJGO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 8
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 claims description 8
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 8
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 claims description 7
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 7
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 claims description 5
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 claims description 5
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 claims description 5
- KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N thiram Chemical compound CN(C)C(=S)SSC(=S)N(C)C KUAZQDVKQLNFPE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 claims description 4
- XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 2-(2-phenylpropan-2-ylperoxy)propan-2-ylbenzene Chemical compound C=1C=CC=CC=1C(C)(C)OOC(C)(C)C1=CC=CC=C1 XMNIXWIUMCBBBL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- VRKQEIXDEZVPSY-UHFFFAOYSA-N 4-n-phenyl-4-n-propan-2-ylbenzene-1,4-diamine Chemical compound C=1C=C(N)C=CC=1N(C(C)C)C1=CC=CC=C1 VRKQEIXDEZVPSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229960002447 thiram Drugs 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010059 sulfur vulcanization Methods 0.000 claims description 2
- KMNUDJAXRXUZQS-UHFFFAOYSA-L zinc;n-ethyl-n-phenylcarbamodithioate Chemical compound [Zn+2].CCN(C([S-])=S)C1=CC=CC=C1.CCN(C([S-])=S)C1=CC=CC=C1 KMNUDJAXRXUZQS-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 15
- 239000002174 Styrene-butadiene Substances 0.000 description 13
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 description 9
- ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 2,2,4-trimethyl-1h-quinoline Chemical compound C1=CC=C2C(C)=CC(C)(C)NC2=C1 ZNRLMGFXSPUZNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Chemical compound O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000012667 polymer degradation Methods 0.000 description 6
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 5
- GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N Triethanolamine Chemical compound OCCN(CCO)CCO GSEJCLTVZPLZKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 4
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 4
- QKUNKVYPGIOQNP-UHFFFAOYSA-N 4,8,11,14,17,21-hexachlorotetracosane Chemical compound CCCC(Cl)CCCC(Cl)CCC(Cl)CCC(Cl)CCC(Cl)CCCC(Cl)CCC QKUNKVYPGIOQNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004254 Ammonium phosphate Substances 0.000 description 3
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 3
- 229920005830 Polyurethane Foam Polymers 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910000148 ammonium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000019289 ammonium phosphates Nutrition 0.000 description 3
- MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N diammonium hydrogen phosphate Chemical compound [NH4+].[NH4+].OP([O-])([O-])=O MNNHAPBLZZVQHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 3
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JYYAMHTVKVGSEP-UHFFFAOYSA-N [S].C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 Chemical compound [S].C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 JYYAMHTVKVGSEP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 2
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920001903 high density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001684 low density polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 239000011496 polyurethane foam Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- 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 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002292 Nylon 6 Polymers 0.000 description 1
- XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N Phosphine Chemical compound P XYFCBTPGUUZFHI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920012485 Plasticized Polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N Vinyl acetate Chemical compound CC(=O)OC=C XTXRWKRVRITETP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVPRUAZVDOHSHP-UHFFFAOYSA-N [S-][S-].[Zn+2] Chemical compound [S-][S-].[Zn+2] BVPRUAZVDOHSHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- IZJSTXINDUKPRP-UHFFFAOYSA-N aluminum lead Chemical compound [Al].[Pb] IZJSTXINDUKPRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WPRGNHYSWLEVBK-UHFFFAOYSA-N azane;triethyl phosphate Chemical compound N.CCOP(=O)(OCC)OCC WPRGNHYSWLEVBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 1
- DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N but-3-enoic acid;ethene Chemical compound C=C.OC(=O)CC=C DQXBYHZEEUGOBF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005660 chlorination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010835 comparative analysis Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 238000013329 compounding Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 238000007865 diluting Methods 0.000 description 1
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- GWCGONFKYSQUBK-UHFFFAOYSA-N ethyl n-phenylcarbamodithioate Chemical compound CCSC(=S)NC1=CC=CC=C1 GWCGONFKYSQUBK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001038 ethylene copolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005038 ethylene vinyl acetate Substances 0.000 description 1
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 description 1
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004700 high-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 239000004702 low-density polyethylene Substances 0.000 description 1
- VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L magnesium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mg+2] VTHJTEIRLNZDEV-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000347 magnesium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001862 magnesium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N n-(1,3-benzothiazol-2-ylsulfanyl)cyclohexanamine Chemical compound C1CCCCC1NSC1=NC2=CC=CC=C2S1 DEQZTKGFXNUBJL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 150000002896 organic halogen compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012188 paraffin wax Substances 0.000 description 1
- 150000003018 phosphorus compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000747 poly(lactic acid) Polymers 0.000 description 1
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 1
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 230000001988 toxicity Effects 0.000 description 1
- 231100000419 toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229920006305 unsaturated polyester Polymers 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności z kauczuku syntetycznego, naturalnego lub ich mieszaniny.
Elastomery ze względu na swoje unikalne właściwości, do których zaliczyć należy przede wszystkim zdolność do znacznych odkształceń o charakterze odwracalnym i do tłumienia drgań, którym towarzyszą mały ciężar właściwy, umiarkowany koszt i łatwość przetwórstwa, są szeroko stosowane do wyrobu uszczelnień, osłon elastycznych i elementów tłumiących drgania, w transporcie i motoryzacji, przemyśle maszynowym i wydobywczym, w tym również w górnictwie. Liczne zastosowania, także w warunkach zagrożenia pożarowego, na przykład w kopalniach, są przyczyną poszukiwania sposobów uniepalniania materiałów elastomerowych. Tylko nieliczne elastomery, jak plastyfikowany polichlorek winylu, chlorosulfonowany polietylen czy kauczuk fluorowy są niepalne, co wynika z ich budowy chemicznej.
W celu uzyskania niepalnych lub trudnopalnych materiałów elastomerowych, do mieszanek kauczukowych wprowadza się antypireny, których działanie polega na przerwaniu lub ograniczeniu dostępu tlenu do strefy ognia, absorpcji wydzielającego się podczas spalania ciepła lub produkcji niepalnych gazów, na przykład pary wodnej, co dodatkowo prowadzi do obniżenia temperatury badanego układu. Antypireny mogą działać fizycznie (poprzez chłodzenie, powstawanie warstwy ochronnej na powierzchni spalanego materiału, rozcieńczanie palnych gazów) lub chemicznie (poprzez reakcje towarzyszące spalaniu w fazie stałej lub gazowej). Niektóre z tych efektów mogą się sumować, co określane jest mianem efektu synergistycznego.
Powszechnie znany jest sposób zmniejszania palności materiałów polimerowych na bazie żywic epoksydowych, nienasyconych poliestrów, polietylenu lub poli(chlorku winylu), polegający na wprowadzeniu do nich wodorotlenku glinu. Znaczące zmniejszenie palności uzyskuje się jednakże dopiero po wprowadzeniu dużych jego ilości, co z kolei wpływa negatywnie na właściwości mechaniczne materiałów. Uniepalniające działanie wodorotlenku glinu opisano m.in. w czasopiśmie Plastics Additives & Compounding 2003, 5, 18.
Znany jest także sposób zmniejszania palności materiałów polimerowych polegający na wprowadzeniu do nich związków fluoru, boru czy chloru, na przykład taniej i łatwej w przetwórstwie chloroparafiny o stopniu schlorowania 40-70%. Produkty rozkładu termicznego chloroparafiny są bardziej lotne i przez to efektywność jej działania uniepalniającego jest mniejsza niż związków fluoro, czy boroorganicznych. Jednakże ogólną wadą związków halogenoorganicznych jest toksyczność wydzielających się produktów ich termicznego rozkładu oraz kapanie w trakcie palenia, ułatwiające rozprzestrzenianie się płomienia.
Powszechnie znane jest również synergistyczne działanie chloroparafiny i trójtlenku antymonu. Sam trójtlenek antymonu może być wprowadzany do poli(chlorku winylu), gdzie w wyniku reakcji z obecnym w polimerze chlorem tworzy stabilne halogenki antymonu.
Znany jest również sposób poprawy stabilności termicznej polietylenu o wysokiej gęstości (PE-HD) poprzez wprowadzenie do polimeru parafiny, chloroparafiny, trójtlenku antymonu i ekspandowanego grafitu, co zostało opisane w czasopiśmie Energy Conversion and Mangement 2010, 51, 2733.
Znane jest zastosowanie grafitu ekspandowalnego, określanego też mianem ekspandującego, jako komponentu niepalnych ognioodpornych tworzyw sztucznych. Grafit ekspandowalny jest nowym antypirenem barierotwórczym, w którym warstwy grafitu, interkalowane najczęściej kwasem siarkowym(VI), kwasem azotowym(V) lub octowym, ulegają rozsunięciu, powodując wzrost objętości materiału, która może sięgnąć nawet 250-krotności wartości początkowej. Rodzaj użytego kwasu determinuje temperaturę początku procesu ekspandowania. Ekspandowalny grafit może być stosowany sam lub jednocześnie z innym antypirenem, najczęściej boranem cynku lub poli(fosforanem amonu).
I tak w opisie zgłoszenia patentowego US 8178449 przedstawiono zastosowanie ekspandowalnego grafitu do wytwarzania powłok niepalnych pokryć dachowych.
Z czasopisma Polymer Degradation and Stability 2005, 89, 70 jest znany sposób poprawy właściwości termicznych nanokompozytów na bazie poliamidu 6 poprzez wprowadzenie do nich ekspandowalnego grafitu w ilości 1-5% wagowych.
Z kolei w Polymer Degradation and Stability 2002, 77, 195 przedstawiono zastosowanie ekspandowalnego grafitu samego lub w połączeniu z trietylofosforanem amonu w celu uzyskania poprawy stabilności termicznej i zmniejszenia palności pianek poli(izocyjaninowo-poliuretanowych).
PL 221 850 B1
W czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 183 opisano synergistyczne działanie ekspandowalnego grafitu i poli(fosforanu amonu, jako środka zmniejszającego palność w kompozytach polilaktydu.
Natomiast w czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2001, 71, 375 opisano współdziałanie ekspandowalnego grafitu z poli(fosforanem amonu), boranem cynku, związkiem fosforoazotowym NP28 lub mikrokapsułowanym czerwonym fosforem jako środka zmniejszającego palność w polietylenie niskiej gęstości (PE-LD) lub kopolimerze etylenu z octanem winylu (EVA).
Ekspandowalny grafit działa także synergistycznie z wodorotlenkiem magnezu jako środek zmniejszający palność kompozytów poli(propylenowych, co opisano w czasopiśmie Polymer Engineering and Science 2007, 47, 1756, lub kopolimeru etylenu z octanem winylu prowadząc do zmniejszenia jego palności, co przedstawiono w czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2003, 81, 401.
Znane są również sposoby poprawy dyspersji ekspandowalnego grafitu w piankach poliuretanowych poprzez kapsulację i jednoczesną modyfikację cząstek grafitu poli(metakrylanem metylu), co zapobiega uwalnianiu gazów ekspandujących grafit i jednocześnie przyczynia się do poprawy jego mieszalności z matrycą polimerową. Taka modyfikacja prowadzi do zmniejszenia palności pianek poliuretanowych, przy czym także kompozyty zawierające niemodyfikowany ekspandowalny grafit wykazują zmniejszoną palność, co zostało opisane w czasopiśmie Polymer Degradation and Stability 2009, 94, 971.
Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności z kauczuku syntetycznego, naturalnego lub ich mieszaniny, polegający na sporządzeniu mieszanki elastomerowej zawierającej kauczuk lub mieszaninę kauczuków, siarkę lub nadtlenek dikumylu, przeciwutleniacz, przyspieszacze wulkanizacji siarkowej, korzystnie w postaci disiarczku tetrametylotiuramu, N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu i N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy lub etylofenyloditiokarbaminianu cynku, krzemionkę, stearynę, tlenek cynku oraz antypiryny, w tym ekspandowalny grafit interkalowany kwasem nieorganicznym, korzystnie kwasem siarkowym(VI), a następnie ogrzewaniu mieszanki elastomerowej pod ciśnieniem w podwyższonej temperaturze i w czasie wyznaczonym na podstawie pomiarów wulkametrycznych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako antypiryny stosuje się, oprócz ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 150-350 ml/g, korzystnie 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 150-250°C, korzystnie 200°C, interkalowanego kwasem, użytego w ilości 10-60, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku, także wodorotlenek glinu w ilości 15-90, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku oraz chloroparafinę o zawartości chloru 40 lub 70%, w ilości 5-30, korzystnie 15, części wagowych/100 części wagowych kauczuku.
Sposób według wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
P r z y k ł a d 1
Sporządzono mieszankę kauczukową zawierającą w częściach wagowych: kauczuku butadienowo-styrenowego (SBR) marki Ker 1500 (Syntos, Polska) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) trójetanoloaminy przeciwutleniacza Polnox R N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy disiarczku tetrametylotiuramu N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki wodorotlenku glinu (Martinal OL-107, Martinswerk GmbH, Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70% wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy)
Przygotowano także mieszankę, w której zamiast SBR użyto kauczuk naturalny (NR, RSSII) oraz mieszankę, w której zamiast SBR użyto mieszaninę SBR i NR o stosunku wagowym składników 40/60.
- 100 części,
- 40 części,
- 1 część,
- 3,5 części,
- 4 części,
- 2 części,
- 2 części,
- 0,2 części,
- 1,4 części,
- 1,2 części,
- 30 części,
- 15 części,
- 30 części.
PL 221 850 B1
- 100 części,
- 40 części,
- 1 część,
- 5 części,
- 4 części,
- 1 część,
- 0,5 części,
- 1,5 części,
- 1,5 części,
- 0,5 części,
- 30 części,
- 15 części,
Przygotowane mieszanki prasowano pod ciśnieniem w formie stalowej, ogrzanej do temperatury 433K, w czasie 20 min (SBR), 30 min (SBR/NR) i 5 min (NR).
Następnie wykonano oznaczenie palności wulkanizatów SBR w 3-ech niezależnych laboratoriach (Instytut Technologii Polimerów i Barwników Politechniki Łódzkiej, Główny Instytut Górnictwa w Katowicach i Instytut Inżynierii Materiałów Polimerowych i Barwników w Poznaniu). Stwierdzono, że otrzymany wulkanizat charakteryzuje się indeksem tlenowym Ol = 35,2-35,8%, co świadczyło o jego niepalności.
W przypadku wulkanizatu SBR/NR wartość wskaźnika tlenowego była równa 30,1%, co również świadczyło o jego niepalności, natomiast dla wulkanizatu NR wskaźnik tlenowy przyjął wartość 27,8% będącą na pograniczu między materiałem niepalnym i trudnopalnym.
P r z yk ł a d 2
Przygotowano mieszankę o następującym składzie w częściach wagowych:
kauczuku butadienowo-akrylonitrylowego (NBR) marki Nipol N41 (ZEON Corp. Japonia) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej
ZnO glikolu etylenowego przeciwutleniacza Polnox R etylofenyloditiokarbaminianu cynku disiarczku tetrametylotiuramu N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki wodorotlenku glinu (Martina OL-107, Martinswerk GMbH Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70 % wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) ekspandowanego grafitu o stopniu ekspansji 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy)
Przygotowaną mieszankę prasowano pod ciśnieniem w prasie stalowej ogrzanej do temperatury 433K, w czasie 15 min.
Następnie wykonano oznaczenia palności, z których wynikało, że badany materiał jest niepalny (Ol = 32,7%).
P r z yk ł a d 3
Sporządzono mieszankę zawierającą w częściach wagowych:
kauczuku etylenowo-propylenowo-dienowego (EPDM) marki Keltan 2340 (Brenntag Grouo, Wlk. Brytania) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej
ZnO trójetanoloaminy nadtlenku dikumylu wodorotlenku glinu (Martina OL-107, Martinswerk GmbH, Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70% wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord_min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy)
Przygotowaną mieszankę prasowano pod ciśnieniem w prasie stalowej ogrzanej do temperatury 433K, w czasie 30 min.
Wartość wskaźnika tlenowego wulkanizatu była równa 31,6%, co świadczyło o tym, że wulkanizat EPDM jest niepalny.
- 30 części.
- 100 części,
- 40 części,
- 1 część,
- 5 części,
- 4 części,
- 0,6 części,
- 30 części,
- 15 części,
- 30 części.
PL 221 850 B1
Pr zyk ła d 4
Dla celów porównawczych przygotowano mieszanki o następujących składach w częściach wagowych:
SBR marki Ker 1500 (Syntos, Polska) - 100 części, krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) - 40 części, stearyny technicznej - 1 część,
ZnO - 3,5 części, trójetanoloaminy - 4 części, przeciwutleniacza Polnox R - 2 części,
N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy - 2 części, disiarczku tetrametylotiuramu - 0,2 części,
N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu - 1,4 części, siarki - 1,2 części.
Przygotowano także mieszankę, w której zamiast SBR użyto kauczuk naturalny (NR, RSSII) oraz mieszankę, w której zamiast SBR użyto mieszaninę SBR i NR o stosunku wagowym składników 40/60.
Mieszanki po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie co świadczyło o ich palności;
NBR marki Nipol N41 (ZEON Corp., Japonia) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) glikolu etylenowego przeciwutleniacza Polnox R etylofenylodwutiokarbaminianu cynku disiarczku tetrametylotiuramu
N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki która po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie 1 co świadczyło o jej palności;
SBR marki Ker 1500 (Syntos, Polska) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) trójetanoloaminy przeciwutleniacza Polnox R
N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy disiarczku tetrametylotiuramu
N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki wodorotlenku glinu (Martinal OL-107, Martinswerk GmbH, Niemcy) chloroparafiny o zawartości Cl 70 % wagowych (Chlorez 700, ICC Industrie-Dover, Wlk. Brytania) która po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie 1 co świadczyło o jej palności;
SBR marki Ker 1500 (Syntos, Polska) krzemionki (Arsil, Degussa, Niemcy) stearyny technicznej tlenku cynku (ZnO) trójetanoloaminy przeciwutleniacza Polnox R
N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy disiarczku tetrametylotiuramu
N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu siarki charakteryzowały się Ol = 19,4%,
- 100 części,
- 40 części,
- 1 część,
- 5 części,
- 4 części,
- 1 część,
- 0,5 części,
- 1,5 części,
- 1,5 części,
- 0,5 części, charakteryzowała się Ol = 21,1%,
- 100 części,
- 40 części,
- 1 część,
- 3,5 części,
- 4 części,
- 2 części,
- 2 części,
- 0,2 części,
- 1,4 części,
- 1,2 części,
- 60 części,
- 15 części, charakteryzowała się Ol = 22,2%,
- 100 części,
- 40 części,
- 1 część,
- 3,5 części,
- 4 części,
- 2 części,
- 2 części,
- 0,2 części,
- 1,4 części,
- 1,2 części,
PL 221 850 B1 ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 150 ml/g i temperaturze początku ekspansji 200°C, interkalowanego kwasem (Nord-Min 251, Nordmann Rassmann, Niemcy) - 30 części, która po prasowaniu w warunkach jak w przykładzie 1 charakteryzowała się 01 = 21,9%, co świadczyło o tym, że dodanie samego tylko ekspandowalnego grafitu nie powoduje niepalności kompozytu.
Na podstawie analizy porównawczej zdjęć wykonanych przy pomocy wysokorozdzielczego skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) usieciowanej mieszanki kauczuku butadienowo-styrenowego zawierającej sam ekspandowalny grafit oraz mieszanki zawierającej wodorotlenek glinu, chloroparafinę i ekspandowalny grafit stwierdzono, że równoczesne zastosowanie ekspandowalnego grafitu, wodorotlenku glinu i chloroparafiny prowadzi do lepszej dyspersji dużych cząstek ekspandowalnego grafitu w matrycy elastomerowej. Pozwala to płytkom grafitowym ekspandowalnego grafitu przejawić w pełni barierowy mechanizm uniepalniania.
Claims (1)
- Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności z kauczuku syntetycznego, naturalnego lub ich mieszaniny, polegający na sporządzeniu mieszanki elastomerowej zawierającej kauczuk lub mieszaninę kauczuków, siarkę lub nadtlenek dikumylu, przeciwutleniacz, przyspieszacze wulkanizacji siarkowej, korzystnie w postaci disiarczku tetrametylotiuramu, N-cykloheksylo-2-benzotiazolilosulfenamidu i N-izopropylo-N-fenylo-p-fenylenodiaminy lub etylofenyloditiokarbaminianu cynku, krzemionkę, stearynę, tlenek cynku oraz antypiryny, w tym ekspandowalny grafit interkalowany kwasem nieorganicznym, korzystnie kwasem siarkowym(VI), a następnie ogrzewaniu mieszanki elastomerowej pod ciśnieniem w podwyższonej temperaturze i w czasie wyznaczonym na podstawie pomiarów wulkametrycznych, znamienny tym, że jako antypiryny stosuje się, oprócz ekspandowalnego grafitu o stopniu ekspansji 150-350 ml/g, korzystnie 250 ml/g i temperaturze początku ekspansji 150-250°C, korzystnie 200°C, interkalowanego kwasem, użytego w ilości 10-60, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku, także wodorotlenek glinu w ilości 15-90, korzystnie 30, części wagowych/100 części wagowych kauczuku oraz chloroparafinę o zawartości chloru 40 lub 70%, w ilości 5-30, korzystnie 15, części wagowych/100 części wagowych kauczuku.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401548A PL221850B1 (pl) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL401548A PL221850B1 (pl) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL401548A1 PL401548A1 (pl) | 2014-05-26 |
| PL221850B1 true PL221850B1 (pl) | 2016-06-30 |
Family
ID=50771764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL401548A PL221850B1 (pl) | 2012-11-12 | 2012-11-12 | Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL221850B1 (pl) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL452035A1 (pl) * | 2025-05-13 | 2026-03-16 | Uniwersytet Jana Kochanowskiego W Kielcach | Ekologiczny kompozyt elastomerowy o zredukowanej palności, emisji dymu oraz toksyczności gazowych destruktów rozkładu termicznego |
-
2012
- 2012-11-12 PL PL401548A patent/PL221850B1/pl unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PL452035A1 (pl) * | 2025-05-13 | 2026-03-16 | Uniwersytet Jana Kochanowskiego W Kielcach | Ekologiczny kompozyt elastomerowy o zredukowanej palności, emisji dymu oraz toksyczności gazowych destruktów rozkładu termicznego |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL401548A1 (pl) | 2014-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Liu et al. | Synergistic flame retardant effects between hollow glass microspheres and magnesium hydroxide in ethylene-vinyl acetate composites | |
| JP7197634B2 (ja) | 耐火性樹脂組成物 | |
| KR100361561B1 (ko) | 난연성 폴리올레핀 발포체 조성물과 그 제조방법 | |
| DK3006491T3 (en) | Flexible insulation foam with low smoke generation | |
| JP7157187B2 (ja) | 熱膨張性耐火シート | |
| KR101547988B1 (ko) | 난연성 발포고무 조성물 및 그 제조방법 | |
| JP6139018B2 (ja) | 耐火性樹脂組成物 | |
| EP3388477B1 (en) | Expansion system for flexible insulation foams | |
| Wang et al. | Influence of caged bicyclic phosphate and CaCO3 nanoparticles on char-forming property of PU rigid foams | |
| KR100415680B1 (ko) | 폐타이어 분쇄물을 이용한 난연성 고무발포체 조성물과 그제조방법 | |
| EP2824134B1 (en) | Compressible fire retardant foam | |
| KR100415682B1 (ko) | 타이어고무분말을 이용한 난연성 폴리올레핀 발포체조성물과 그 제조방법 | |
| PL221850B1 (pl) | Sposób wytwarzania kompozytu elastomerowego o obniżonej palności | |
| Choi et al. | Halogen-free flame retarding NBR/GTR foams | |
| KR100388638B1 (ko) | 타이어 분말을 이용한 난연성 폴리올레핀 발포체 조성물과그 제조방법 | |
| JP6244000B2 (ja) | 耐火性樹脂組成物 | |
| Harhoosh et al. | Flame retardant strategies and the physical barrier effect of nanoparticles to improve the thermal performance of a polymer | |
| Atagür et al. | Flame Retardancy of Composites and Nanocomposites Based on PU Polymers | |
| Ushkov et al. | Plasticized polymer matrix composites for fire-safe construction | |
| Yehia et al. | Elaboration of fire-retardant materials from rubber and plastic blending | |
| Mohammadi et al. | Flame-retardant polyurethane nanocomposites | |
| Salim et al. | Fire-Retardant Properties of the Styrene-Butadiene Rubber-Based Biocomposites and Bionanocomposites | |
| Vindizheva et al. | The development of fire-resistant plasticised polyvinyl chloride | |
| Kumar et al. | Flame-retardant rubber nanocomposites | |
| KR100536568B1 (ko) | 난연성 발포체 조성물 |