PL241760B1 - Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący - Google Patents

Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący Download PDF

Info

Publication number
PL241760B1
PL241760B1 PL431029A PL43102919A PL241760B1 PL 241760 B1 PL241760 B1 PL 241760B1 PL 431029 A PL431029 A PL 431029A PL 43102919 A PL43102919 A PL 43102919A PL 241760 B1 PL241760 B1 PL 241760B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
parts
weight
amount
basalt
mixture
Prior art date
Application number
PL431029A
Other languages
English (en)
Other versions
PL431029A1 (pl
Inventor
Przemysław Rybiński
Original Assignee
Univ Jana Kochanowskiego W Kielcach
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Univ Jana Kochanowskiego W Kielcach filed Critical Univ Jana Kochanowskiego W Kielcach
Priority to PL431029A priority Critical patent/PL241760B1/pl
Publication of PL431029A1 publication Critical patent/PL431029A1/pl
Publication of PL241760B1 publication Critical patent/PL241760B1/pl

Links

Landscapes

  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt, ceramizujący o właściwościach powłokowych i izolacyjnych, przeznaczony na osłony przewodów elektrycznych, na uszczelki, elementy powlekające i osłaniające oraz do produkcji elementów stosowanych w ośrodkach narażonych na wystąpienie pożaru. Powyższa mieszanka, zawiera jako matrycę polimerową kauczuk silikonowy, fazę rozproszoną w skład której wchodzą napełniacze wzmacniające w postaci krzemionki w ilości 5 - 50 części wagowych oraz węglanu wapnia w ilości 5 - 30 części wagowych, topników w postaci tlenków sodu, baru, glinu, cynku, boru w ilości 30 - 90 części wagowych oraz boranu cynku w ilości 10 - 40 części wagowych, o temperaturze mięknięcia 300 - 800°C, zawierająca ponadto substancję sieciującą, nadtlenek dikumylu, w ilości 0,1 - 10 części wagowych, charakteryzuje się tym, że jako układ antypiretyczny stosowany jest cyjanuran melaminy w ilości 10 - 60 części wagowych oraz napełniacz bazaltowy w ilości 10 - 50 części wagowych, w postaci włókna o rozmiarach 15 - 2000 µm korzystnie w postaci płatków bazaltowych o rozmiarach 0,1 - 1000 µm 10 - 50 części wagowych.

Description

Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący o właściwościach powłokowych i izolacyjnych, przeznaczony na osłony przewodów elektrycznych, na uszczelki, elementy powlekające i osłaniające oraz do produkcji elementów stosowanych w ośrodkach narażonych na wystąpienie pożaru.
Znane są silikonowe kompozyty ceramizujące składające się z silikonowej matrycy tworzącej fazę ciągłą oraz zespołu napełniaczy mineralnych (wzmacniających, niewzmacniających, topników, włókien) tworzących fazę rozporoszoną. Dzięki obecności szklistych topników bądź odpowiednich napełniaczy w warunkach występowania ognia i/lub wysokiej temperatury tworzy się ciągła, ochronna faza ceramiczna, zabezpieczająca pokryte nią elementy przed efektami pożaru, jak promieniowanie cieplne, obecność gorących i żrących gazów, bodźce mechaniczne. Takie kompozyty ujawniono między innymi w czasopismach: Journal of Materials Science vol. 40 (2005) str. 5741, Polymer Degradation and Stability vol. 94 (2009), str. 465 i vol. 95 (2010), str. 1911 i vol. 96 (2011), str. 1562 i vol. 98 (2013) str. 2021, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry vol. 125 (2016) 1373 i vol. 130 (2017) str. 813, Journal of Alloys and Compounds vol. 678 (2016) 499 i vol. 706 (2017) 322, a także w opisach zgłoszeń patentowych: CN 101430954 A, GB 2460512 A, GB 2460513 A, WO 2009054995 A1, FR 2899905 A oraz w opisie patentowym US 6623864 B1.
Z opisu zgłoszenia patentowego PL 228088 B1 znana jest mieszanka na silikonowy kompozyt ceramizujący zawierająca matrycę polimerową w postaci kauczuku silikonowego, zawierającą krzemionkę w ilości 10-50 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku, wollastonit w ilości 10-100 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku, topnik w ilości 10-40 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku oraz wzmacniające włókno węglowe o średnicy 0,5-30 μm i długości 100-5000 μm w ilości 0,1-25 części wagowych. Jako substancję sieciującą zawiera nadtlenek 2,4 dichlorobenzoilu w ilości 0,1-5 części wagowych na 100 części wagowych kauczuku. Z opisów patentowych US 7271341 B2 oraz US 2006040114 A1 znana jest mieszanka na kompozyt ceramizujący zawierająca matrycę polimerową w postaci kauczuku silikonowego, w której napełniacz wzmacniający stanowi włókno szklane.
Znane są kompozyty ceramizujące składające się z fazy rozproszonej, w postaci zespołu napełniaczy mineralnych (wzmacniających, topników, włókien) oraz fazy ciągłej w postaci polimerów organicznych. Takie kompozyty ujawniono między innymi w czasopismach: Journal of Composite Materials vol. 52 (2018) str. 2815, High Temperature Materials and Processes vol. 36 (2017) str. 963, Advanced Composites Letters vol. 27 (2018) str. 89 i vol. 19 (2010) 175, Express Polymer Letters vol. 4 (2010) 79, a także w opisie zgłoszenia patentowego PL 230241 B1.
Znana jest mieszanka na trudnopalny kompozyt ceramizujący, zawierająca matrycę polimerową w postaci kauczuku chloroprenowego, zawierającą napełniacz mineralny w postaci kaolinu, kaolinu kalcynowanego, miki, haloizytu bądź wollastonitu oraz topnika w postaci szkliwa niskotopliwego otrzymanego z zespołu tlenków sodu, baru, glinu, krzemu, boru, potasu, wapnia, litu, cyrkonu i magnezu.
Wpływ napełniacza bazaltowego na właściwości termomechaniczne kompozytów polimerowych ujawniono między innymi w czasopismach: Composites Part B vol. 125 (2017) str. 157 i vol. 164 (2019) str. 272, Composites Structures vol. 189 (2018) 394, Materials and Design vol. 60 (2014) 334.
Przedstawione rozwiązanie charakteryzuje się w stosunku do znanych mieszanek na silikonowy kompozyt ceramizujący tym, że kompozyty ceramizujące otrzymane sposobem według zgłaszanego wynalazku charakteryzują się niepalnością, brakiem toksycznych, gazowych halogenowych, produktów rozkładu termicznego oraz homogeniczną izolującą strukturą warstwy ceramicznej o lepszych właściwościach mechanicznych.
Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący, zawiera jako matrycę polimerową kauczuk silikonowy, fazę rozproszoną, w skład której wchodzą napełniacze wzmacniające w postaci krzemionki w ilości 5-50 części wagowych oraz węglanu wapnia w ilości 5-30 części wagowych, topników w postaci tlenków sodu, baru, glinu, cynku, boru w ilości 30-90 części wagowych oraz boranu cynku w ilości 10-40 części wagowych, o temperaturze mięknięcia 300-800°C, zawierająca ponadto substancję sieciującą, nadtlenek dikumylu, w ilości 0,1-10 części wagowych, według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako układ zmniejszający palność stosowany jest cyjanuran melaminy w ilości 10-60 części wagowych oraz napełniacz bazaltowy w ilości 10-50 części wagowych, w postaci włókna o rozmiarach 15-2000 μm korzystnie w postaci płatków bazaltowych o rozmiarach 0,1-1000 μm w ilości 10-50 części wagowych.
PL 241 760 Β1
Zaletą wynalazku, dzięki zastosowaniu napełniacza bazaltowego, także w układzie synergicznym z cyjanuranem melaminy znacząco zwiększa się ognioodporność kompozytów ceramizujących. Kompozyty te nie ulegają zapłonowi przez okres czasu powyżej 10 minut, co według badań normatywnych pozwala kompozyty te zaliczyć do materiałów niepalnych. Zastosowanie napełniacza bazaltowego znacząco poprawia właściwości mechaniczne otrzymanej warstwy ceramicznej. Faza rozproszona w mieszance elastomerowej według wynalazku pozwala na wytworzenie jednorodnej, izolującej warstwy ceramicznej. Podczas tworzenia się warstwy ceramicznej brak jest toksycznych, halogenowych produktów rozkładu termicznego kompozytu, które w większości przypadków uniemożliwiają zastosowanie na skalę produkcyjną obecnie istniejących mieszanek na kompozyty ceramizujące. Przedmiot wynalazku ilustrują poniższe przykłady.
Przygotowano mieszanki zawierające w częściach wagowych kauczuk silikonowy - aktywator wulkanizacji w postaci nadtlenku dikumylu krzemionka - węglan wapnia - szkliwo niskotopliwe o temperaturze mięknienia T = 515°C 100 części, 2,5 części, 22,5 części, 22,5 części,
(13,7% Na2O; 2.0% BaO, 2.0% AI2O3,43,1% SiO2, 23,5% ZnO, 15,7% B2O3) 45 części,
- topnik w postaci boranu cynku o temperaturze mięknienia T = 450°C 22,5 części,
- cyjanuran melaminy o temperaturze rozkładu >T = 600°C 45 części, płatki bazaltowe o rozmiarach 100-1000 pm 15; 22,5; 30 części,
- włókno bazaltowe 0,2 x 0,2 x 0,2 mm 15; 22,5; 30 części.
Mieszanki zwulkanizowano w temperaturze 160°C w czasie 5 minut. W tabeli poniżej podano wartości parametrów mechanicznych kompozytów otrzymanych z powyższym mieszanek przed obróbką cieplną, siłę potrzebną do rozkruszania tych kompozytów po obróbce cieplnej oraz wartości określonych parametrów uzyskanych metodą kalorymetrii stożkowej.
Skład mieszanek [w częściach wagowych]
Kauczuk silikonowy 150 150 150 150 150
Nadtlenek dikumylu 3,75 3,75 3,75 3,75 3,75
Krzemionka 22,5 45 22,5 22,5 22,5
Cyjanuran melaminy 45 45 45 45 45
Węglan wapnia 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5
Szkliwo niskotopliwe 45 45 45 45 45
Boran cynku 22,5 22,5 22,5 22,5 22,5
Płatki bazaltowe 15 22,5 30
Włókno bazaltowe 30
PL 241 760 Β1
Właściwości mechaniczne kompozytów przed obróbką cieplną
Naprężenie przy zerwaniu [MPa] 2,7±0,5 3,3±0,3 3,l±0,2 3,2±0,2 3.6+0,2
Wydłużenie przy zerwaniu [%] 49±21 72±14 89±15 88±9 13±6
Siła potrzebna do rozkruszenia kompozytów po o jróbce termicznej
Ogrzewanie 1=20-950 [°Cj 645±155 71O±13O 898±263 1263±168 937±176
Ogrzewanie T=20-550 °C T=550-1000 [°q 729+11 832±265 968±191 1016±265 1000±23
Kalorymetria stożkowa
Czas do zapłonu t, [s] 292 655 665 813 781
Szybkość wydzielania ciepła HRR [kW/m2] 26,29 19,59 20,44 15,14 16,94
Maksymalna szybkość wydzielania ciepła HRRmax [kW/m2] 53,28 47,16 42,44 34,10 37,18
Czas do osiągnięcia piku tHRRmax [s] 400 735 795 945 925
Całkowite wydzielone ciepło THR [MJ/m2] 13,3 6,6 6,3 4,9 6,1
PL 241 760 B1

Claims (1)

1. Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący, zawiera jako matrycę polimerową kauczuk silikonowy, fazę rozproszoną, w skład której wchodzą napełniacze wzmacniające w postaci krzemionki w ilości 5-50 części wagowych oraz węglanu wapnia w ilości 5-30 części wagowych, topników w postaci tlenków sodu, baru, glinu, cynku, boru w ilości 30-90 części wagowych oraz boranu cynku w ilości 10-40 części wagowych, o temperaturze mięknięcia 300-800oC, zawierająca ponadto substancję sieciującą, nadtlenek dikumylu, w ilości 0,1-10 części wagowych, znamienna tym, że jako układ zmniejszający palność stosowany jest cyjanuran melaminy w ilości 10-60 części wagowych oraz napełniacz bazaltowy w ilości 10-50 części wagowych, w postaci włókna o rozmiarach 15-2000 μm, korzystnie w postaci płatków bazaltowych o rozmiarach 0,1-1000 μm w ilości 10-50 części wagowych.
PL431029A 2019-09-03 2019-09-03 Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący PL241760B1 (pl)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431029A PL241760B1 (pl) 2019-09-03 2019-09-03 Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL431029A PL241760B1 (pl) 2019-09-03 2019-09-03 Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL431029A1 PL431029A1 (pl) 2020-02-10
PL241760B1 true PL241760B1 (pl) 2022-12-05

Family

ID=69399742

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL431029A PL241760B1 (pl) 2019-09-03 2019-09-03 Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący

Country Status (1)

Country Link
PL (1) PL241760B1 (pl)

Also Published As

Publication number Publication date
PL431029A1 (pl) 2020-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5236773A (en) Fire-resistant barriers for composite materials
CN109285618B (zh) 高阻燃耐火低烟无卤电缆及其制备方法
KR20050039838A (ko) 내화성 실리콘 폴리머 조성물
Anyszka et al. Effect of mineral filler additives on flammability, processing and use of silicone-based ceramifiable composites
CN108003633A (zh) 一种具有优异耐烧灼性能的陶瓷化硅橡胶组合物
Haurie et al. Addition of flame retardants in epoxy mortars: Thermal and mechanical characterization
Yu et al. Study on char reinforcing of different inorganic fillers for expandable fire resistance silicone rubber
CN105777150A (zh) 防火电线电缆用改进型隔离层防火材料及其制作方法
CN109957248A (zh) 用于形成阻燃硅橡胶的组合物及阻燃硅橡胶
JP3524396B2 (ja) 高温耐久性の改善されたシリコーン組成物
Li Improving the mechanical and ceramifiable properties of low temperature prepared silicone rubber composites
KR101885583B1 (ko) 바인더 조성물, 이를 포함하는 내화구조용 무기 섬유 단열재 및 그 제조방법
Yew et al. Effect of epoxy binder on fire protection and bonding strength of intumescent fire protective coatings for steel
PL241760B1 (pl) Mieszanka na niepalny silikonowy kompozyt ceramizujący
Zhang et al. Effect of crystalline phase formed by compound flame retardant on the flame retardancy and ceramization of polyethylene composites
CN110396297B (zh) 一种防火耐高温有机硅橡胶料及其制备方法
Shi et al. Ceramification of Composites of MgO-Al3O3-SiO2/Boron Phenolic Resin with Different Calcine Time
PL228088B1 (pl) Mieszanka na silikonowy kompozyt ceramizujacy
CN108560258A (zh) 一种可瓷化防火布及其制备方法
CN103790499B (zh) 防火门
RU2567955C2 (ru) Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала
Yasir et al. Effect of dispersing agent on the thermal properties of basalt fibre reinforced intumescent coating
CZ181698A3 (cs) Produkt z minerální vlny odolný vůči teplotě a jeho použití
El-Rafey et al. Thermal protection of steel using various ceramic-like fireproofing coatings systems: Comparative study
Khalili et al. The synergistic effect of flame retardants on flammability, thermal and mechanical properties of natural fiber reinforced epoxy composite