Полимерная композиция

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым для изготовления огнезащитных изделий, например волокон, пленок, иных формованных изделий. Описываются 2 варианта полимерных композиций, включающих полимер и добавку гексадекабромфталоцианина меди при содержании компонентов, мас.ч.: полимер - 85-95, указанная добавка - 15-5. В качестве полимера по одному из вариантов композиция включает полимер, представляющий собой продукт сополиконденсации терефталевой и паратолуиловой кислот и гидразин сульфата; по другому варианту - полимер, представляющий собой продукт сополиконденсации смеси терефталевой, изофталевой, паратолуиловой, метатолуиловой кислот и гидразин сульфата. Предложенные композиции обеспечивают повышенную огнестойкость изделиям: кислородный индекс составляет 30-32%. При этом по варианту 1 дополнительно обеспечивается технологичность при получении пленок, по варианту 2 дополнительно обеспечивается технологичность при получении пленок, а также волокон и формованных изделий. 2 н.п. ф-лы, 1 табл.

 

Изобретение относится к полимерным композициям, применяемым в качестве покрытий материалов для придания огнезащитных свойств в областях, нуждающихся в защитной одежде, в качестве текстильного материала для отделки помещений. Полимерная композиция может быть выполнена в виде пленок, волокон, формованных изделий.

Из уровня техники известно полимерное связующее, включающее эпоксидную смолу, отвердитель и добавку, в качестве добавки содержит тетра-4-карбоксифталоцианин меди или тетра-4-аминофталоцианин меди, а в качестве отвердителя - резольную фенолформальдегидную смолу СФ 341 А при следующем соотношении компонентов, мас.ч.:

Эпоксидная смола	95-100
Фенолформальдегидная смола СФ 341 А (отвердитель)	65-75
Фталоцианин	0,9-1,1

[пат. Р.Ф. №2148598, МПК C08L 63/00, дата подачи заявки 1995.08.31, опубликовано 2000.05.10. «Полимерное связующее для композиционных материалов].

Однако низкая термостойкость связующего до 268°С не позволяет использовать его для создания огнезащитных материалов.

Наиболее близкой по своему составу к заявленному является огнестойкая композиция на основе стирольной смолы, включающая, мас.ч.:

Стирольная смола	100
Бромсодержащий антипирен	0,1-30
Фталоцианин (железа, марганца, кобальта,
никеля, платины или палладия)	0,01-0,2

[Заявка US 20070173569 A1, C08K 5/34 Flame-retardant styrene resin composition 26.07.2007, пат. ЕР 1983028 A1, МПК C08L 25/04].

Однако достигнутый кислородный индекс не превышает 27.1%, к тому же большое количество компонентов композиции усложняет технологию получения материала, а количество чистого брома в композиции составляет 15 м.ч., что является существенным для экологичности использования материала.

Техническим результатом заявленного изобретения является увеличение кислородного индекса при сохранении самозатухаемости при одновременном упрощении технологии получения композиции путем уменьшения количества компонентов композиции и уменьшении содержания в композиции галогенов до 0,63-1,89 м.ч. Причем полимерная композиция по варианту 1 дополнительно обеспечивает технологичность при получении пленок, по варианту 2 дополнительно обеспечивает технологичность при получении пленок, а также волокон и формованных изделий.

Вариант 1

Указанный технический результат достигается тем, что в полимерной композиции, включающей металлсодержащую фталоцианиновую добавку, в качестве полимера содержит полиоксадиазол, представляющий собой продукт сополиконденсации терефталевой и паратолуиловой кислот и гидразин сульфата, а в качестве добавки гексадекабромфталоцианин меди общей формулы:

, где R=Cl или Br

при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

Полимер	85-95
Добавка	15-5

Вариант 2

Указанный технический результат достигается тем, что в полимерной композиции, включающей металлсодержащую фталоцианиновую добавку, в качестве полимера содержит полиоксадиазол, представляющий собой продукт сополиконденсации смеси терефталевой, изофталевой, паратолуиловой, метатолуиловой кислот и гидразин сульфата, а в качестве добавки гексадекабромфталоцианин меди общей формулы:

, где R=Cl или Br

при следующем содержании компонентов, мас.ч.

Полимер	85-95
Добавка	15-5

Известно, что гексадекагалогенфталоцианины меди применяют в качестве пигментов [Н.Г.Лаптев, Б.М.Богословский, Химия красителей. / М.: Химия. 1970. с 339-340; Аналитическая химия синтетических красителей. / Под. ред. К.Венкатармана. / Л.: Химия. 1979. с.289.].

Известно, что нити и волокна на основе полиоксадиазола, представляющего собой продукт сополиконденсации смеси терефталевой и паратолуиловой кислот и гидразин сульфата или смеси терефталевой, изофталевой, паратолуиловой, мататолуиловой кислот и гидразин сульфата, применяют для изготовления различных термостойких изделий металлургической, химической и других отраслей промышленности, однако кислородный индекс таких материалов не превышает 26-27% для волокна и 25-26% для нити. [Пат. RU 2213814, опубл. 10.10.2003 г.].

Известно, что соединения брома и хлора обладают антипирирующим эффектом [Энциклопедия полимеров под ред. В.А.Каргина, Изд.Советская Энциклопедиям. М.: 1972, T.1 (А-К), с.191].

Однако неизвестно полимерной композиции состава, мас.ч.:

Полимер	85-95
Добавка	15-5

позволяющей получить технический результат, изложенный выше.

Пример 1 (Вариант 1)

Получение полимерной композиции в виде пленки. К 85 м.ч. полимера продукта сополиконденсации терефталиевой и паратолуиловой кислот и гидразин сульфата в серной кислоте вводят 15 м.ч. добавки гексадекабромфталоцианина, содержащего бром, тщательно перемешивают. Пленку формуют через щелевидную фильеру при температуре 20±5°С в осадительную ванну, содержащую концентрированную серную кислоту. Полученную пленку, содержащую 85 м.ч. полимера и 15 м.ч. добавки, отмывают в дистиллированной воде до нейтральной реакции, затем сушат. Полученная композиция содержит 85 м.ч. полимера, 15 м.ч. добавки. Свойства:

Толщина, мкм - 100

Кислородный индекс, % - 32

Самозатухаемость - да

Цвет - зеленый

Прочность, Н - 18

Влажность, % - 12

Термостойкость (температура начала потери массы), °С - 410

Пример 8 (Вариант 2)

Получение полимерной композиции в виде волокна

К 85 м.ч. полимера продукта сополиконденсации смеси терефталевой, изофталевой, паратолуиловой, метатолуиловой кислот и гидразин сульфата в серной кислоте вводят 15 м.ч. добавки гексадекабромфталоцианина, содержащего бром, тщательно перемешивают. Волокно формуют через формовочную фильеру при температуре 20±5°С в осадительную ванну, содержащую концентрированную серную кислоту. Полученное волокно, содержащее 85 м.ч. полимера и 15 м.ч. добавки, отмывают в дистиллированной воде до нейтральной реакции, затем сушат. Полученная композиция содержит 85 м.ч. полимера, 15 м.ч. добавки.

Свойства:

Толщина, текс - 115

Кислородный индекс, % - 32

Самозатухаемость - да

Цвет - зеленый

Прочность, Н - 47

Влажность, % - 12

Термостойкость (температура начала потери массы), °С - 410

Пример 5 (Вариант 1)

Получение полимерной композиции в виде пленки

К 90 м.ч. полимера продукта сополиконденсации терефталиевой и паратолуиловой кислот и гидразин сульфата в серной кислоте вводят 10 м.ч. добавки гексадекабромфталоцианина, содержащего хлор, тщательно перемешивают. Пленку формуют через щелевидную фильеру при температуре 20±5°С в осадительную ванну, содержащую концентрированную серную кислоту. Полученную пленку, содержащую 90 м.ч. полимера и 10 м.ч. добавки, отмывают в дистиллированной воде до нейтральной реакции, затем сушат. Полученная композиция содержит 90 м.ч. полимера, 10 м.ч. добавки.

Свойства:

Толщина, мкм - 100

Кислородный индекс - 29

Самозатухаемость - да

Цвет - светло-зеленый

Прочность, Н - 18

Влажность, % - 10

Термостойкость (температура начала потери массы), °С - 405

Пример 16 (Вариант 2)

Получение полимерной композиции в виде волокна

К 90 м.ч. полимера продукта сополиконденсации терефталиевой, изофталиевой, паратолуиловой и метатолуиловой кислот и гидразин сульфата в серной кислоте вводят 10 м.ч. добавки гексадекабромфталоцианина, содержащего хлор, тщательно перемешивают. Волокно формуют через формовочную фильеру при температуре 20±5°С в осадительную ванну, содержащую концентрированную серную кислоту. Полученное волокно, содержащее 90 м.ч. полимера и 10 м.ч. добавки, отмывают в дистиллированной воде до нейтральной реакции, затем сушат. Полученная композиция содержит 90 м.ч. полимера, 10 м.ч. добавки.

Свойства:

Толщина, текс - 115

Кислородный индекс, % - 30

Самозатухаемость - да

Цвет - зеленый

Прочность, Н - 46

Влажность, % - 10

Термостойкость (температура начала потери массы), °С - 405

Остальные примеры описаны в таблице.

Таким образом заявляемая совокупность компонентов с граничными значениями их содержания обеспечивает получение пленок для варианта 1 с показателями, позволяющими их использовать как огнезащитную пленку для различных материалов. При минимальном содержании бромсодержащей добавки 5 м.ч. кислородный индекс составляет 29,5 (пример 3). При минимальном содержании

хлорсодержащей добавки 5 м.ч. кислородный индекс составляет 28,3% (пример 6). При содержании бромсодержащей добавки 10 м.ч кислородный индекс составляет 30% (примеры 2). При содержании хлорсодержащей добавки 10 м.ч. кислородный индекс составляет 29% (пример 5). Полимерная композиция, содержащая максимальное количество бромсодержащей добавки 15 м.ч., имеет кислородный индекс 32% (примеры 1) и полимерная композиция, содержащая максимальное количество

хлорсодержащей добавки 15 м.ч., имеет кислородный индекс 31% (пример 4).

Совокупность признаков по варианту 2 обеспечивает получение волокон, которые могут быть переработаны в ткань. При минимальном содержании бромсодержащей добавки 5 м.ч. кислородный индекс 30% (пример 12), при содержании

бромсодержащей добавки 10 м.ч. волокна имеют кислородный индекс 31% (пример 10) и при максимальном содержании бромсодержащей добавки 15 м.ч. (пример 8) волокна имеют кислородный индекс 32%. При минимальном содержании хлорсодержащей добавки 5 м.ч. волокна имеют кислородный индекс 29,5% (пример 18), при содержании хлорсодержащей добавки 10 м.ч. (пример 16) волокна имеют кислородный индекс 30%, при максимальном содержании хлорсодержащей добавки 15 м.ч. (пример 14) волокна имеют кислородный индекс 31%.

По варианту 2 можно получить и пленку, которая может быть использована для покрытия различных материалов. При минимальном содержании бромсодержащей добавки 5 м.ч. (пример 11) пленка имеет кислородный индекс 29,5%, при содержании бромсодержащей добавки 10 м.ч. (пример 9) пленка имеет кислородный индекс 30%, при максимальном содержании бромсодержащей с добавки 15 м.ч. (пример 7) пленка имеет кислородный индекс 32. При минимальном содержании хлорсодержащей добавки 5 м.ч. (пример 17) пленка имеет кислородный индекс 29,5%, при содержании хлорсодержащей добавки 10 м.ч. (пример 15) пленка имеет кислородный индекс 30%, при максимальном содержании хлорсодержащей с добавки 15 м.ч. (пример 13) пленка имеет кислородный индекс 30,5%.

В то же время этот состав ингредиентов позволяет получать формованные изделия с огнестойкими свойствами.

Все остальные показатели, такие как толщина, влажность, находятся на уровне данных, приведенных в примерах.

Использование в качестве добавки бром- или хлорсодержащую добавку обеспечивает придание полимерной композиции зеленого цвета от светлых до темных оттенков, что может быть использовано в декоративных целях.

Полимерная композиция, включающая металлсодержащую фталоцианиновую добавку, отличающаяся тем, что в качестве полимера содержит продукт сополиконденсации терефталевой и паратолуиловой кислот и гидразин сульфата, а добавка представляет собой гексадекагалогенфталоцианин меди общей формулы:

где R-Cl или Br, при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

указанный полимер	85-95
указанная добавка	15-5

2. Полимерная композиция, включающая металлсодержащую фталоцианиновую добавку, отличающаяся тем, что в качестве полимера содержит продукт сополиконденсации смеси терефталевой, изофталевой, паратолуиловой, метатолуиловой кислот и гидразин сульфата, а добавка представляет собой гексадекагалогенфталоцианин меди общей формулы:

где R-Cl или Br, при следующем содержании компонентов, мас.ч.:

указанный полимер	85-95
указанная добавка	15-5