Трудногорючий композиционный материал на основе термопластов

 

Изобретение относится к производству трудногорючих композиционных материалов на основе термопластов, которые могут быть использованы для получения дешевых кровельных материалов, теплых полов и других строительных материалов. Описывается трудногорючий композиционный материал, включающий полимер, минеральный наполнитель и антипиреновую добавку, отличающийся тем, что он в качестве антипиреновой добавки содержит одно-, двузамещенный фосфат аммония или их смесь и карбонат кальция или магния или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимер 12-25, одно-, двузамещенный фосфат аммония или их смесь 17-23, карбонат кальция или магния или их смесь 1-12, наполнитель - остальное. Технический результат - получение трудногорючих материалов с удовлетворительными физико-химическими характеристиками на основе различных термопластов и минеральных наполнителей. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

Изобретение относится к производству трудногорючих композиционных материалов на основе термопластов, которые могут быть использованы для получения дешевых кровельных материалов, теплых полов и других строительных материалов.

Известны композиционные материалы с использованием полимерного связующего для изготовления изделий, применяемых в строительстве и гидротехнических сооружениях.

Они представляют собой смеси полимерного материала с минеральными наполнителями или заполнителями, в качестве которых используют керамзитовый и кварцевый песок, бой кирпича или стекла, перлит, резиновую крошку, древесные опилки.

Недостатком указанных материалов является их горючесть, что существенно ограничивает их применение.

Наиболее близким к предлагаемому трудногорючему композиционному материалу на основе отходов термопластов является полимербетонный материал, включающий смесь полиэтилена высокого и низкого давления с минеральными наполнителями и заполнителями, причем заполнитель и наполнитель имеют одну и ту же природу, однако отличие наполнителя от заполнителя заключается в различном их фракционном составе: 0,008-0,63 мм и 1-10 мм соответственно. Полимербетонные смеси, полученные по способу, относятся к классу горючих материалов, что является сдерживающим фактором к их широкому применению. Использование описанных в литературе антипиренов (гидроксиды алюминия и магния, синергические смеси оксида сурьмы с галогенсодержащими органическими соединениями) не переводит композиционный материал на основе полимеров и минеральных наполнителей в разряд трудногорючих материалов (SU 1511236 A1).

Задачей заявляемого технического решения является получение трудногорючих материалов с удовлетворительными физико-химическими характеристиками на основе различных термопластов и минеральных наполнителей.

Поставленная задача достигается тем, что композиционный материал, включающий полимер, минеральный наполнитель, дополнительно содержит азот-фосфорсодержащий замедлитель горения (одно-, двузамещенный фосфат аммония или их смесь) и карбонат двухвалентных металлов. С целью придания необходимого цвета материал дополнительно содержит краситель при следующем соотношении компонентов, мас.%: полимер - 12-25 азот-фосфорсодержащий замедлитель горения - 17-23 карбонат двухвалентных металлов - 1-12 краситель - 4-5 наполнитель - остальное В качестве азот-фосфорсодержащего замедлителя горения композиционный материал может содержать как индивидуальные первичный или вторичный фосфат аммония, так и их смесь. Наиболее доступной и дешевой смесью указанных фосфатов является промышленный продукт аммофос.

В качестве карбонатов щелочноземельных металлов заявляемый материал содержит карбонат Mg или Ca или их смесь. Наиболее доступным и дешевым является природный минерал доломит, представляющий собой смесь карбонатов Mg и Ca.

В качестве полимеров в заявляемом композиционном материале могут быть использованы отходы термопластов, как наиболее дешевые (вторичные полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид).

В качестве наполнителя материал содержит кварцевый песок или его смесь с другими известными негорючими наполнителями в произвольном соотношении.

Для окраски композиционного материала используются описанные в литературе красители: неорганические окрашенные оксиды, например Fe₂O₃, Fe₃O₄, Cr₂O₃, введение которых в материал обеспечивает устойчивую его окраску.

Трудногорючий композиционный материал на основе термопластов получают следующим образом.

Вторичный полимер (полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид) перемешивается на обогреваемых вальцах с температурой от 110 до 160^oC в зависимости от природы полимера с требуемым количеством смеси песка, красителя и антипиренов. Смесь указанных ингредиентов добавляется к полимеру порциями в течение 20-30 мин. Перемешивание производится до получения однородной массы. Из вальцованного полотна на электрообогреваемом прессе прессовали пластины размером 60 х150 мм и толщиной 10-15 мм при температуре 160-170^oC в течение 15-20 мин.

Для определения группы горючести композиционных материалов на основе термопластов готовили по три образца каждой композиции длиной 60±1 мм, высотой 150±3 мм и толщиной 10-15 мм. Образцы подвергали кондиционированию, после чего образцы подвергали огневым испытаниям на определение группы горючести по методу керамической трубы по п.4.3. ГОСТ 12.1.044-89.

Составы используемых смесей представлены в таблице 1, физико-химические показатели композиционных материалов на основе термопластов представлены в таблице 2.

Данные таблицы 3 показывают, что предлагаемые замедлители переводят композиционные материалы на основе термопластов в группу трудногорючих материалов.

Приведенные в таблице 1-3 примеры показывают, что разработанные рецептуры композиционных материалов на основе термопластов имеют физико-механические характеристики, сопоставимые с прототипом, однако применение замедлителей горения позволяет получить трудногорючие материалы, что значительно расширяет область их применения по сравнению с горючими композициями.

Источники информации 1. А.с. СССР N 321506 от 28.03.67 г., кл. C 04 B 28/2.

2. А.с. СССР N 239547 от 28.03.67 г., кл. C 08 F 29/04.

3. А.с. СССР N 1511236 от 05.09.88 г., кл. C 09 D 26/04.

4. Пат. РФ N 2069671 от 22.03.94 г., кл. 6 C 08 F 75/14; C 08 L 23/06, 23/12, 25/06, 27/06.

Формула изобретения

1. Трудногорючий композиционный материал, включающий полимер, минеральный наполнитель и антипиреновую добавку, отличающийся тем, что он в качестве антипиреновой добавки содержит одно-, двузамещенный фосфат аммония или их смесь и карбонат кальция или магния или их смесь при следующем соотношении компонентов, мас.%: Полимер - 12 - 25
Одно-, двузамещенный фосфат аммония или их смесь - 17 - 23
Карбонат кальция или магния или их смесь - 1 - 12
Наполнитель - Остальное
2. Трудногорючий композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что он в качестве полимера содержит полиэтилен, полипропилен, поливинилхлорид.

3. Трудногорючий композиционный материал по п.1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит 4 - 5 мас.% красителя.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3