Полимерная композиция и способ ее получения

 

Изобретение относится к полимерным композициям на основе ударопрочного полистирола , а именно к трудногорючему ударопрочномуинтегральному пенополистиролу, содержащему броморганич еский антипирен-декабромдифенилоксид, триоксид сурьмы, дивинилстирольный тетрабромдифенилолпропана с анилином при молярном соотношении 1:(0,10-0,95), и способу его получения, заключающемуся в введении комплекса всех добавок в полимер в виде гранулированного концентрата на основе термоэластопласта непосредственно при переработке полимера в изделия, Разработанный материал высокотехнологичен при переработке литьем под давлением, показатель текучести расплава до 32 г/10 мин, имеет ударную вязкость выше уровня исходного полимера на 30-50% и характеризуется высокой степенью огнезащищенности (Y-0) по стандарту UL-94. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1.3

) втечете ::.с -. - ч н»

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4734199/05 (22) 05.07.89 (46) 15.08.92. Бюл. М 30 (71) Днепропетровский химико-технологический институт им, Ф. Э. Дзержинского (72) А. Б. Суровцев, В. Т. Дорофеев, В, В. Рудницкий, А. Н. Назаров, А.А. Михеева, А. Ф. Семенова, А,Г.Дроздов, О В, Глушаков и С А. Емельянова (56) Акц.заявка ФРГ 2312804 кл, С 08 L

25/06, 1973.: (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПОСОБ EE ПОЛУЧЕНИЯ (57) Изобретение относится к полимерным композициям на основе ударопрочного полистирола, а именно к трудногорючему ударопрочному ." интегральному

Изобретение относится к полимерным композициям на основе стирольйых плаСтиков, в частности к-трудногорючим ударопрочным интегральным пенополистиролам. которые могут найти применение для изго: товления трудногорючих изделий. используемых в строительстве, телерадиотехнике и других областях народного хозяйства.

Известна композиция на основе удароп рочного полистирола (77-95%), включающая 3 — 100 термоэластопласта (сополимера 80:20-20:80 стирала и бутадиена), 2-15% хлорированного полиэтилена (Cl-25-50%), 5-20% ДБДФО и 1-10 трехокиси сурьмы, когда все добавки вводятся путем соэкструзии с основным полимером.

Однако известная композиция обладает низкой термостабильностью при перера„„Бц „„1754742 А1 (st)5 С 08 1 53/02. С 08 К 13/02 // (С 08

L 53/02, 63:02) (С 08 К 13/02,3. 22. 5:06) 2 пенополистиролу, содержащему броморганический антипирен-декабромдифенилоксид, триоксид сурьмы, дивинилстирольный тетрабромдифенилолпропана с анилином при молярном соотношении 1:(0,10-0,95), и способу его получения, заключающемуся в введении комплекса всех добавок в полимер в виде гранулирьованйого концентрата на основе термоэластопласта непосредственно при переработке полимера в изделия, Разработанный материал высокотехнологичен при переработке литьем под давлением, показатель текучести расплава до 32 г/10 мин, имеет ударную вязкость выше уровня иСходного полимера на 30-50 и характеризуется высокой степенью огнезащищенности (Y — 0) по стандарту в=94, 3 табл. ботке из-за наличия хлорированного полиэтилена и низкой текучестью расплава.

Известна композиция на основе суспен зион ного удароп рочйого полистирола, включающая дивинилстирольный термоэластопласт 6-8 мас.%., декабромдифенилок- Фь сид 10-12 мас.%,. трехокись сурьмы 1,5-6 мас.% стеарат цинка 0,3 — 0,6 мас.%, вводи- фь мые на стадии соэкструзии с основным пол- Я имером.

Введение добавок обеспечиввет внсокид уровень труднсторючести и термостебильности, но композиция обладает низкой текучестью расплава.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является композиция для трудногорючего усдоаропчрочного интегрального пенополистирола, включающая, 1754742 мас.ч.; ударопрочный полистирол с содержанием бутадиенового каучука 4 — 12 100; термозластопласт (сополимер бутадиена или изопрена с 10-70% стирола) 2-10; органическое производное, содержащее 30 и 5 более галоида (гексабромциклододекан, ок табромгексадекан, хлорированные парафи. ны (70% хлора), хлорированные или бромированные дифенил или нафталин) 530, насыщенный полиол С4-С 12 с 4 — 12 гид- 10 роксильными группами (пентаэритрит) 0-3; органический фосфит (тринонилфенилфосфат) 0,05 — 3;.замещенный бентриазол 0 — 1; пространственно затрудненный фенол 0-1, : а также может содержать такие добавки, как 15 вспенивающий агент, н;. олнители, пигмен ты, лубриканты в эффективно действующем количестве (прототип). Введение перечисленного комплекса добавок обеспечивает высокий уровень трудногорючести и термо- 20 стабильности в случае применения

ДБДФО, однако композиция обладает низкой текучестью расплава.

Способ приготовления композиции (прототипа) состоит в предварительном смешении порошкообразных антипиренов между собой, затем смешении их с ударопрочным полистиролом и экструзии с последующей грануляцией полимерной композиции, нанесении порошкообразного вспенивающего агента на поверхность гранул полученного трудйогорвчего полимера путем их смешения и использования получаемой композиции для получения интегрального пенопласта методом литья под давлением, Недостатком это о способа является сложность технологии получения трудногорючего ударопрочного интегрального пенопласта, связанная с многостадийностью процесса и необходимостью двукратной переработки всего объема полимера.

Цель изобретения — улучшение технологичности материала при переработке за

-счет повышения текучести расплава компо зиции, увеличения ударной вязкости иупро- 45 щение технологии получения трудногорючего ударопрочного пенополи: . стирола.

Поставленная цель достигается использованием предложенной композиции íà ос- 50 нове ударо прочного полистирола, дивинилстйрол ьного термоэластопласта, декарбромдифейОГлоксида, трехокиси сурьмы и вспенивающего агента, отличительной особенностью которой является то, что она 55 дополнительно содержит продукт олигаконденсации диглицидного эфира тетрабромдифенилолпропана (ДЭТБДФП) с анилином при молярном соотношении ДЭТБДФП и анилина соответственно 1;(0,10 — 0,95) общей формулы

СН2 СН СН20 О С Q ОСН-

Ц 2

Br С Вг

СН СН2 Н СИ2 СН СН2 1

0Н Вг С Вг

-О О)-С -(О -0-СН;СН-СН, Br СНз Вг 0 где h=0,2-7,0, при соотношении компонентов декабромдифенилоксид: продукт олигоконденсации

ДЭТБДФП+ А 80;20 — 20;80 (мас.%), при следующем соотношении компонентов полимерной композиции, мас, :

Декабромдифенилоксид 3,0 — 10,0

Продукт олигоконденсации ДЗТЬДФП+А 2,0 — 13,0

Триоксид сурьмы 3,0-9,0

Дивинилстирольный термоэластопласт 5,0-9,0

Вспенивающий агент 0,2 — 1,0

Ударопрочный полистирол Остальное

Композиция может дополнительно содержать термостабилизаторы для повышения термической стабильности полимера в условиях переработки, смачивающий агент — для фиксирования порошкообразных компонентов композиции на поверхности гранул ударопрочного полистирола, пигменты или суперконцентраты пигментов — для окрашивания материала в массе.

Поставленная цель достигается использованием предложенного способа получения предложенной композиции

1 включающего, смешение антипиренов и термоэластопласта с ударопрочным полистиролом, экструзию и гранулирование композиции, смешение гранул полимерной композиции со вспенивающим агентом, отличающегося тем, что, перед введением добавок в полимер, предварительно получают гранулированный концентрат, состоящий из порошкообразных компонентов и дивинилстирольного термоэластопласта в качестве связующего, а затем смешивают ударопрочный полистирол с гранулами концентрата добавок и используют для дальнейшей переработки в изделия. Продукт олигоконденсации ДЭТБДФП+А формулы представляет собой хрупкий прозрачный плав светло-желтого цвета, основные характерйстики которого в зависимости от соотношения ДЭТБДФП;А приведены в табл, 1 (содержание эпоксидных групп, брома, температура размягчения, температура начала деструкции, молекулярная масса).

Предлагаемая добавка имеет высокую термическую стабильность-температура

1754742. 5 6 начала разложения по данным ДТА — 285 — непосредственйь для переработки в изде- .

300 С (на уровне ДБДФО), хорошо совме- лия литьем под давлением, щается с полимером и не мигрирует из "- -Стандартнйе ооразцы для испытаний— композиции.. - ., - ":. .. бруски (120х10х15 мм), лопатки (150х4 мм), Строение йолученного олигомера @ока- бруски (127х12,.7х10 — 5 мм) готовят методом зано методом ИК-спектроскопийи функци- 5 литья под давлением на литьевом термоплаонального, анализа. В ИК=спектре ставтомате при.температурном режиме по соединения практически отсутствует поло- зонам 100-190 — 200 С. са поглощения в области 3430 см, харак- Показатели текучести расплава (ПТР, в терная для ассиметричного валентного г/10 мин), определяли при 200 С и нагрузке колебания связи N-Н в первичных аромати- 10 5 кг на приборе ИИРТ согласно стандартной ческих аминах. Определяемое практически методике по ГОСТ 11645 — 73. содержание эпоксидных групп сбответству- Предел прочности при растяжении и отет теоретическому, рассчитанному йри ус- носительное удлинейие прй разрыве опреловии взаимодействия "- двух деляли по ГОСТ 11262 — 50 на образцах в реакционноспособных атомов водорода" в 15 виде лопаток (120х4 мм) на разрывной маамине..: ... . :.: . - шине FR — 10 при скорости"движения зажиll р и м е р 1. В реакторе смешивавт мов 50 мм/мин . ""

65,6 г глицидного эфира тетрабромдифени- Горючесть Компози1 ий оценивали по лолпропана с исходным содержанием эпок- стандарту UL — 94, вертйкальный тест 94V сидных групп 12,36% и 0,93 r анилина 20 (высота пламени 19 мм, двукратное поджи(соотношение моль/моль=1;0,5 йагревают гание образца снизу по 10 с) на образцах в до 100 С и при перемешивании выдержива- виде брусков (127х12, 7х (10 ) мм). ют в течение 6 ч. По окОнчании сйнтеза плав . Состав компоэицйи и характеристика продукта выливают на подложку; Застыв- свойств полученного пластика приведены в шую хрупкую массу янтарного цвета из- .25 табл. 2 и 3. мельчают и применяют для модификации Примеры 7-20 осуществляют в соответполимеров. ...: ствии с примером 6; но используют различПолучено 66,53 г вещества, характери- ные соотношения компонентов (табл, 2 и 3). стика которого приведена в табл. 1, Предложенйая полимерная композиция

Пример ы 2 — 5 осуществляют в соот- 30 и способ ее получения позволяют повысить ветствии с примером 1, но используют раз- показатель текучести расплава в 2 — 5 раз, личное молярное соотношение реагентов ударной вязкости на 20 — 30% и относитель(табл. 1). ного удлинения при разрыве на 30-50% при

Пример 6. Готовят йолимерную ком- сохранении огнезащищейнасти материала позицию смешением порошкообразных 35 на уровне V-0 по UL-94. компонентов (антипирен ДБДФО, продукт Предварительноеполучениегранулироолигоконденсации ДЭТБДФП+А, триоксид ванного концентрата добавок, состоящего . сурьмы, вспенивающий агент; пигменты и : из антипиренов, модификатора прочности, т.д.).. - . - . пигментов, вспенйвающего агента, и других

Готовят концентрат добавок на основе 40 ко ронентов позволяет обеспечить высотермоэластопласта одним из двух вариан- кую технологичность переработки полимертов: " ...: ной композиции. (хорошая дозируемость" и

: постепенным введением порошкооб- транспортируемость, отсутствие расслоеразной смеси добавок в термоэластопласт ния компонентов, а следовательно, высокая на вальцах при температуре 100 С в тече- 45 стабильность состава и свойств, отсутствие ние 5-7 мин до получения однородного ли- потерь, улучшение условйй труда и культуры стового материала толщиной 2-3 мм и производства). снижение энергетических последующим измельчением его гранул затрат — нет.двукратйой переработки уда- . размером 2-5 мм; . ропрочного полистирола, связанной с ввесоэкструдирование термоэластопласта 50 дением антипиренов. с порошкообразными добавками на червяч- Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я ном экструдере при температуре 140 С и 1, Полимерная композиция, включаюгрануляцией стренг на гранулы размером щая ударопрочный полистирол, вспениваю2-5 мм.. щий агент, дивинилстирольный

55 термоэластопласт, декабромдифенилоксид, Концентрат добавок смешивают с гра- триаксид сурьмы, отличающийся тем, нулами ударопрочного полистирола в Z-об- что, с целью повышения текучести расплава разном смесителе и используют и механической прочности, она дополнительно содержит продукт олигоконденса54742..ТаблиЦа !

Характеристика л1!6дукто»е конденсации диглицидного эфира тетрабромдифенилоляропана с анилином е ее е

Содержа" т начаЛа ние бро- деструкции ма, 3,0,13 потери массы

Обре аец

»»»««»»»»»»» «» »»ею»ее»»»ее« е»е » л» 1»»»», Соотноае» Молекуляр- Ctewb Содержа- Т раэ-. ние ДЭТВДФЛ ная масса олиго- ние элок- мягчеи анилин меризации сидных ния, С грулл,3

»«ее е« »е»» е»Е « »»

»»»ее»»

»»»»»е е«е» е« ! 10 t0

2 1:0,50

3: 1075

4 . Т:0,80

5 1 0 95

49-50 . 48,10 300

88-90 45,75 . 295

105-! 08 44,35 292

tt6-ll8 44,10 290

124-126 42,95 285

5590

0,20 10,77

1, 16 5,71

3,26 2,83

4,42 2,20

7, 02 1,54

««»««««»««»»»«««««»»»««»»»»«»»»»«««««««»»««»««««»«» «««»»»» «»»е«««««ее»Е«»»

7 ::. . 17 .1:. ции диглицидилевого эфира тетрабромдифенйлолйропана с анилйном при Молярном соотношении этих реагентов соот ветственно 1:(0.10-0,95) общей формулы

Вг СН» Вг

СК»- СН-СН» <1Я C ÑÎ)-О-СН21

p Sr С »Эг

-(H-СН;11-СН; CH-CH»

Он Sr cH Вг..1»н, »

-О Я-С -(О О-СН -CH-СН .!

° Sr СН» В где п-0,2-7,0 при следующем соотношении компонентов композиции, мас.%: Декабромдифенилоксмд 3.0" 10.0

Продукт олигоконденСации диглицидилового эфира

iåòðàáромдифенилолпропана с анилином . 2,0-13,0

Триоксид сурьмы .;3;0-9.0

Дйвинилстйрольный термоэласто пласт. 5,0-9.0

Вспенивающий агент 0,2-1,0

Ударопрочный полистирол - Остальное

2, Полимерная композиция по и, 1, о тл и ч à ю щ а я с я тем, что соотношение декабромдифенилоксида и продукта олигоконденсации диглицидного эфира тетраб5 ромдифенилолпропана с анилином составляет 80:20 — 20:80 мас. .

3. Способ полученйя полимерно композиции, включающий смешение декабромдифенилоксида, триоксида сурьмы, 10 термоэластопласта с ударопрочным полистиролом, экструзию и гранулирование композиции, смешение гранул полимерной композиции со вспенивающим агентом, о тл ич а ю щи и с я тем, что, с целью повыше15 ния текучести расплава и механической прочности,— а также упрощения технологии переработки, перед введением добавок в полимер, предварительно получают гранулированный концентрат, состоящий из по-.

20 рошкообраэных компонентов: антипирена, продукта олигоконденсаций диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана с анилином, триоксида сурьмы, вспенивающего агента на основе дивинилстирольного

25 термоэластопласта в качестве связующего,. а затем смешивают ударопрочный полистирол с гранулами концентрата добавок:и используют Для дальнейшей переработкй в иэделия.

1754742

10 (1 (П 1 (ПЮ

1 Ге(1 (4

1: I

1 0

I е» I ((11, 1

Ig 1

I Ì 1 (СО I

1

1- (1 (I

I (1 Л е

1 ! I

1

1 0 1

I (! (I

I а 1

С>

I.1

:,t .. - 1 I

I .) 1

1!, C> о ф о о

2 а у (» о

Й о

z (*„Э о х

Ф ь

1 (1

1

1 (I

)

I м Ln

В ее м л е ь

o с.

О х о

g1

m а

I»

4 Ln е е

01 -(Э о х

I

1 ! !

1 ь с

П>

>о

О ь а а а

CO 1

Ф

МЭ

А

t ь

1»

П(1v

1 1

И

3.

I о

Э о х

Ю а

° °

Л 00

Ln

LA (х

Э

1

rn l

I

I 1

1 с

lg

I"

v с>

1 с (g

Iv

I S

1 о ! с

1 О

1 1 ! o

1 X

I Ч о

I И

Э о

Э о х

О \ л ь

Я

lg

X и с о

Ф (!

1 С4 1

1 I

1 1 1

1 1

1 I

1 I

Ю

Ю С! (1 с

Се(>0 с> ь

v o о z с е и

2 с> ь ° c> ь

0а е- О>

1 с

П> (о

С> дР е

1 Ю I е !

I !

1 1

1

1 0\ I

I 1

I 1

1 !

1 I! !

1 00

1 1

4 с>

X (-(1 IoÄ

1 (О, а

Со а е е л

Ln ь

1 Ф

l а

I m

I Щ ! (" о о

1 V

1 С1 с

fg

Iv

1 с

Э

IЭ о

z! о

С>

A е >1 а Ln и е

CV (4

Э

S а

С»

I I"

6 Эе

1 1I З.И

1, X

z c о

I С (o v

1 2

D О

1 П> Д

1 Фа э (o (о

1 Э л m о

I I Х

0 И о

1 ! П> П> а z

П> о

a m с д р о

I C

I (Iо

CO

Ю а ц

° Ю е «П

С(1

С >

СЛ!

»»» (I

1 1

1 ео 1

1 1

1 I

1 ь с (О Х ч

X и

Y о З и э а

& >е о

7 ч а и (О Y и о э а т >I

X ч

X оч

Y о с=

L. Я

С 0 о ((- ч

О X ч х

Я

С= и ч

X (X (g

9 Х о ф (о

CL

>S (П

S Y

В X я ч о

И П> х ч

Э с и> о

О> с

I (4 оа 0

l0 Ю ч

О» с>, о

CL

S >X

1- л о х

X y с о

>Х

Б (о ь и> с о с а о

X I" (- о

v (gсю

S П>М

Х91

m асп

СХ (-+

>С

R ч с

X (g

1- х

С> а

CD Ю ее"е

Ю

С> о

1, C

1 S о

1 — — (I t

1 l

1

1 1

I I ((I I

1 1

1 I

I I

3 I

1 I- 1

I Х I

I Э (1 X

I

I

1 со Ln

В * л i»

CO

Ln

Ф CO

4 1

Ф и> м м С 4

CO ь (>

О а

Л .1.

С е с

>е, х а

1»

Э о. ч с о

Я

0ъ с о

Ф

Y

2 о.

Io о

Ю

Се(O.

Э

S

Q.

С:

:С

3 ч

С1

V х

1о о и.

Э

3 ! о

З

Ф

I" Я ч (о

CI o

Я

S. Ф С

Э х о

1Э Х

Э о (а Ф

z 8

I S Х

0С> Э е C о а Ф (S

CL (g

m еС

1784742

Таблмца3 Меректеркстккк сгоасте матеркалое

»»»

Варектермсткке

° »

Составитель A. Суровцев

Редактор М, Самерханова Техред М.Моргентал Корректор 3. Салко

Заказ 2S67 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

1Ькаа»ателм текучее» тм Bscnnsss,r/tÔnnn 7,5 8,2 реелгмал ys»sense алг-, n4crs ль 0юрлм с маклером, кдк/мт 7,6 7, t

Фкосмтелрмое реме» мамке nss регрмае,2 19 18 лгракестг ло стамрерту Utr94 (толам ма обрегцое 5 nn) Ч 4 Ф.О

5,2 8,0 tt,6 25 32 31, 5 Г2 12,5 10,3 30,7, 7 6,5 6,8

60 7,2 93 7,3 68 67 91 89 87 75 64 63 58!

В 20 27 19 15 13 23 25 25 24 15 18 16

Ч-2 0-0 Ч-О Ч-0 0-0 Ч-2 V-О . Ч-0 Ч-О Ч-4 Ч-О Горкт Горит