Огнестойкий полимерный композит для панелей



Огнестойкий полимерный композит для панелей
Огнестойкий полимерный композит для панелей

 


Владельцы патента RU 2465290:

Общество с ограниченной ответственностью "КРАСПАН" (RU)

Изобретение относится к огнестойким полимерным композитам для панелей, используемых в качестве материала для сердечника композитных строительных панелей и, в частности, панелей, применяемых в системах вентилируемых фасадов. Полимерный композит имеет слоистую структуру, образованную прослойками полимера нанометровой толщины между слоями модифицированного антипиренами бентонита. При этом состав бентонита содержит не менее 70-72% монтмориллонита (ММТ) с содержанием последнего в композите не менее 5 об.%. Заявляемый композит имеет относительно низкую стоимость и высокую огнестойкость. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл., 7 пр.

 

Изобретение относится к огнестойким полимерным композитам для панелей, используемых в качестве материала для сердечника композитных строительных панелей и, в частности, панелей, применяемых в системах вентилируемых фасадов.

Известна огнестойкая полиолефиновая композиция (RU 2114134 С1, C08L 23/02, С08К 3/04, С08К 3/22, 27.06.1998), имеющая низкие дымообразование и токсичность, содержащая полиолефин, в качестве которого она содержит полиолефин, который является по крайней мере одним представителем, выбранным из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена, сополимера этилена с этилакрилатом и сополимера этилена с винилацетатом, и в качестве антипиренового компонента сложный гидроксид металла общей формулы Mgl-xMx(OH)2, где М - по крайней мере один двухвалентный металл, выбранный из группы, состоящей из марганца, железа, кобальта, никеля, меди и цинка, и тонкодисперсный углеродный порошок, причем на 100 мас.ч. полиолефиновой смолы приходится 80-130 мас.ч. сложного гидроксида металла и углеродного порошка.

Материал, изготовленный на основе данной композиции, предназначенный для использования в качестве материала для оболочки электрических проводов и кабелей или в качестве материала для различных электрических элементов, нецелесообразно использовать в качестве огнестойкого сердечника для строительных панелей вследствие его достаточно высокой стоимости.

Наиболее близким по технической сущности (техническому назначению) к заявляемому решению является огнестойкий полимерный композит, используемый в панелях, описанных в заявке (RU 2008149670 А, Е04С 2/00, 27.06.2010), представляющий собой гомогенную композицию из полиэтилена, наполненного полыми микросферами золы-уноса, полученными от сжигания углей, внутренние полости микросфер заполнены антипиреном.

Данный композит обладает достаточно высокой огнестойкостью, но при этом производство таких панелей связано со значительными затратами, в частности на выделение из золы-уноса фракции полых микросфер, что существенно сказывается и на стоимости панели.

Задачей настоящего изобретения является снижение стоимости производства огнестойкого полимерного композита для панелей, и, как следствие, снижение стоимости производства строительных панелей, в которых заявляемый огнестойкий полимерный композит может использоваться в качестве материала для изготовления сердечника, с сохранением при этом высокой огнестойкости.

Настоящая задача решается тем, что огнестойкий полимерный композит для панелей на основе полиолефина согласно заявляемому изобретению представляет собой нанокомпозит, имеющий слоистую структуру, образованную прослойками полимера нанометровой толщины, сформированными между слоями модифицированного антипиренами бентонита, в состав которого входит не менее 70-72% монтмориллонита (ММТ), с содержанием последнего в композите 5-15 об.%, при этом бентонит для получения нанокомпозита используют в виде глинопорошка, а содержание антипиренов в бентоните составляет 3-10 мас.%

Огнестойкий полимерный композит для панелей содержит полиолефин, который может быть представлен полиэтиленом или полипропиленом.

Технический результат, достигаемый при реализации заявленного изобретения и заключающийся в снижении стоимости огнестойкого полимерного композита для панелей, и соответственно, снижении цены металлических композитных панелей, применяемых при монтаже навесных вентилируемых фасадов, достигается за счет того, что входящие в состав композита слоистые силикаты, представляющие собой природные материалы с толщиной слоев около 1 нм, длина и ширина которых варьируется от 30 нм до нескольких микрон, имеют широкое распространение и большие объемы залежей, вследствие чего исходный материал, используемый в составе композита, является достаточно легкодоступным и сравнительно недорогим.

Монтмориллонит - основной глинистый минерал бентонитовой глины представляет собой слоистый водный алюмосиликат. В природе чаще встречаются бентонитовые глины с содержанием монтмориллонита 30-60%, такие глины не обладают достаточной слоистостью, эластичностью и термостойкостью. При содержании в глине монтмориллонита выше 70% повышается дисперсность глин, их высокая связующая способность и пластичность, увеличивается огнеупорность бентонитов.

При этом огнестойкость полимера и его низкая горючесть обусловлены тем, что при горении в результате окислительной карбонизации формируются углерод-силикатные слои в структуре полимера, которые изолируют полимер от источника тепла с образованием барьера, препятствующего распространению летучих продуктов разложения полимера в зону горения.

При получении огнестойкого полимерного композита для панелей использовались бентонитовые глины производства ОАО «Хакасский бентонит» с содержанием в них монтмориллонита (ММТ) 70-72%. Глины имеют следующий химический состав, мас.%:

SiO2 - 60.5

TiO2 - 0.11

Al2O3 - 16.25

Fe2O3 - 1.70

FeO - 0.75

MgO - 2.38

MnO - 0.03

CaO - 1.75

Na2O - 0.77

K2O - 1.01

Для получения огнестойкого полимерного композита для панелей был выбран метод интеркалирования в расплаве, смешивания расплавленного полиолефина с минералом из подкласса слоистых силикатов.

Опытные образцы огнестойкого полимерного композита для панелей изготавливали следующим образом. Смешивание проводили в обогреваемом экструдере объемом 250 см3. Экструдер разогревали до температуры 200°С, после чего засыпали в него гранулы полиолефина, в частности полиэтилена, и перемешивали. После полного расплавления полиэтилена в него добавляли глинопорошок монтмориллонита (ММТ), в количестве, не менее 5 об.%. Смесь интенсивно перемешивали при температуре расплава 210-225°С. Затем открывали выходное отверстие экструдера, выдавливали полученную смесь, из которой на ручном прессе формовали пластины (толщина 3 мм, ширина 24 мм, длина до 100 мм). Результаты электронной микроскопии показали равномерное распределение глины в полученном композите.

При изготовлении использовалась как исходная бентонитовая глина, так и глина, модифицированная антипиренами (полифосфат аммония, пептаэритрит). Содержание антипирена составляло от 3 до 10%.

Были изготовлены опытные образцы огнестойкого полимерного композита с содержанием в нем монтмориллонита (ММТ) от 3 до 15 об.%.

Результаты морфологического и элементного исследований образцов полимерного композита методом сканирующей электронной микроскопии, произведенной с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM-6390 (JEOL, Япония) с системой рентгеновского микроанализа INCA показали, что композит имеет пластинчатую структуру (фиг.1, 2), при этом толщина слоев укладывается в характерные для наноструктур размеры - не более 0,1 мкм.

Полученные образцы подвергали испытаниям на горючесть

Примеры проведения испытаний сгруппированы в таблице.

Предварительная оценка горючести, определяемая по времени воспламенения и скорости горения, показала следующее.

Воспламенение образцов с содержанием монтмориллонита (ММТ) от 5 до 15% происходило со значительной задержкой по сравнению с контрольным образцом (результаты приведены в таблице). Образование горящих капель не наблюдалось.

В образце с добавлением антипирена (полифосфат аммония) наблюдалось еще большее снижение времени воспламеняемости по сравнению с образцами, имеющими в составе нанокомпозита только монтмориллонит (ММТ) (сравнение образцов №3 и №7).

Таким образом, заявляемый огнестойкий полимерный композит, используемый в качестве сердечника для панелей, обладает устойчивостью к возгоранию, что в сочетании с внешними металлическими слоями, присутствующими в конструкции композитных панелей, обеспечивает высокую огнестойкость этих панелей в целом. Имея при этом сравнительно невысокую стоимость, огнестойкий полимерный композит является перспективным материалом для применения в строительстве.

Горючесть огнестойкого полимерного композита для панелей
Пример № п/п Содержание монтмориллонита (ММТ) в композите (об.%) Время воспламенения, с
1 Контрольный образец (полиэтилен) 11
2 3 12
3 5 15
4 7 16
5 10 18
6 15 18
7 5+5 об.% полифосфата аммония 17

1. Огнестойкий полимерный композит для панелей на основе полиолефина, отличающийся тем, что представляет собой нанокомпозит, имеющий слоистую структуру, образованную прослойками полимера нанометровой толщины, сформированными между слоями, модифицированного антипиренами бентонита, в состав которого входит не менее 70-72% монтмориллонита (ММТ) с содержанием последнего в композите не менее 5 об.%, при этом бентонит для получения нанокомпозита используют в виде глинопорошка, а содержание антипиренов в бентоните составляет 3-10 мас.%.

2. Огнестойкий полимерный композит для панелей по п.1, отличающийся тем, что содержит полиолефин, который является, по крайней мере, одним представителем, выбранным из группы, состоящей из полиэтилена, полипропилена.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу полимеризации олефина (олефинов) с получением полимеров с улучшенной мутностью пленки в присутствии циклотетраметиленсилил(тетраметилциклопентадиенил)(циклопентадиенил) цирконийдиметила, активированного активатором, на носителе.

Изобретение относится к полимерной композиции, обладающей повышенной устойчивостью к разложению под действием металла. .
Изобретение относится к саморазрушающейся полимерной композиции, которая предназначена для получения деструктирующих под воздействием факторов окружающей среды материалов и изделий.
Изобретение относится к полимерным нанокомпозициям, предназначенным для получения пленочных материалов, защищающих от УФ-излучения и фотохимического старения. .

Изобретение относится к полиолефиновой литьевой композиции с улучшенной устойчивостью к термоокислительному разложению и особенно подходит для производства труб, находящихся в длительном термическом контакте с жидкостями, содержащими дезинфицирующие вещества с окисляющим действием.

Изобретение относится к полиолефиновой композиции с повышенной устойчивостью к разрушению, вызванному водой, содержащей ClO2, и к трубе, изготовленной из такой полиолефиновой композиции.
Изобретение относится к дисперсной композиции в виде суспензии на основе масла, содержащей полимеры для снижения сопротивления течению жидкости, и к способу получения такой дисперсной композиции.

Изобретение относится к полиолефиновой композиции, которая пригодна для изготовления труб. .

Изобретение относится к способу переработки расплавов термопластичных органических полимеров и может применяться при формовании экструзией, инжекционным формованием и раздуванием полимерного рукава.

Изобретение относится к композиционным добавкам. .
Изобретение относится к резиновой смеси и может быть использовано в производстве резинотехнических изделий, в частности для изготовления покровного и герметизирующего слоев резинокордных оболочек баллонного типа и боковин шин.
Изобретение относится к самозатухающим полимерным композициям на основе полиэтилена высокого давления и может быть использовано для производства изделий, в частности, методами экструзии, литья под давлением, прессованием.
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к композициям для покрытий рулонных текстильных материалов. .

Изобретение относится к способу получения нанокомпозитов на основе сложных полиэфиров. .
Изобретение относится к антифрикционным полимерным композициям на основе полиамидов. .

Изобретение относится к резиновой смеси для шины и к пневматической шине. .
Изобретение относится к области получения резиновых смесей на основе эпихлоргидриновых и нитрильных каучуков для изготовления резинотехнических изделий, в частности топливных шлангов, работающих в условиях воздействия топлива, и может быть использовано в автомобильной промышленности.

Изобретение относится к способу получения добавки для использования в покрытиях, применяемых в строительных деталях, или в качестве поверхностной отделки для материалов, подверженных возгоранию.

Изобретение относится к полимерной композиции, обладающей повышенной устойчивостью к разложению под действием металла. .

Изобретение относится к контрастному средству для магнитно-резонансной томографии (МРТ), которое содержит наночастицы оксида железа и носитель из микросферической пористой целлюлозы с размером частиц 10-125 мкм и объемом внутренних пор не менее 90%, полученной высаживанием нейтральной целлюлозы из раствора ее смеси с роданистым кальцием.
Наверх