SU1754742A1 - Полимерна композици и способ ее получени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к полимерным композици м на основе ударопрочного полистирола , а именно к трудногорючему ударопрочномуинтегральному пенополистиролу, содержащему броморга- нич еский антипирен-декабромдифенилок- сид, триоксид сурьмы, дивинилстирольный тетрабромдифенилолпропана с анилином при мол рном соотношении 1:(0,10-0,95), и способу его получени , заключающемус  в введении комплекса всех добавок в полимер в виде гранулированного концентрата на основе термоэластопласта непосредственно при переработке полимера в издели , Разработанный материал высокотехнологичен при переработке литьем под давлением, показатель текучести расплава до 32 г/10 мин, имеет ударную в зкость выше уровн  исходного полимера на 30-50% и характеризуетс  высокой степенью огнезащищен- ности (Y-0) по стандарту UL-94. 3 табл.

Description

w

Ё

Изобретение относитс  к полимерным композици м на основе стирольных пластиков , в частности к трудногорючим ударопрочным интегральным пенополистиролам. которые могут найти применение дл  изготовлени  трудногорючих изделий, используемых в строительстве, телерадиотехнике и других област х народного хоз йства,

Известна композици  на основе ударопрочного полистирола (77-95%), включающа  3-10% термоэластопласта (сополимера 80:20-20:80 стирола и бутадиена ), 2-15% хлорированного полиэтилена (CI-25-50%). 5-20% ДБДФО и 1-10% трех- окиси сурьмы, когда все добавки ввод тс  путем соэкструзии с основным полимером.

Однако известна  композици  обладает низкой термостабильностью при переработ е из-за наличи  хлорированного полиэтилена и низкой текучестью расплава.

Известна композици  на основе суспензионного ударопрочного полистирола, включающа  дивинилстирольный термоэла- стопласт 6-8 мас.%., декабромдифенилок- сид 10-12 мас.%., трехокись сурьмы 1,5-6 мас.% стеарат цинка 0,3-0,6 мас.%, вводимые на стадии соэкструзии с основным полимером .

Введение добавок обеспечивает высокий уровень трудногорючести и термостабильности , но композици  обладает низкой текучестью расплава.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к за вл емому изобретению  вл етс  композици  дл  трудногорючего ударопрочного интегрального пенополистирола, включающа .

XI

сл

ь XI

to

мае.ч.: ударопрочный полистирол с содержанием бутадиенового каучука 4-12% 100; термоэластопласт (сополимер бутадиена или изопрена с 10-70% стирола) 2-10; органическое производное, содержащее 30% и более галоида (гексабромциклододекан, ок- табромгексадекан, хлорированные парафиг ны (70% хлора), хлорированные или бромированные дифенил или нафталин) 5- 30, насыщенный полиол С4-С 12 с 4-12 гид- роксильными группами (пентээритрит) 0-3; органический фосфит (трмнонилфенилфос- фат) 0,05-3; .замещенный бентриазол 0-1; ггространственно затрудненный фенол 0-1, а также может содержать такие добавки, как вспенивающий агент, нг полнители, пигменты , лубриканты в эффективно действующем количестве (прототип). Введение перечисленного комплекса добавок обеспечивает высокий уровень трудногорючести и термо- стабильности в случае применени  ДБДФО, однако композици  обладает низкой текучестью расплава.

Способ приготовлений композиции (прототипа) состоит в предварительном смешении порошкообразных антипиренов между собой, затем смешении их с ударопрочным полистиролом и экструзии с последующей гранул цией полимерной композиции, нанесении порошкообразного вспенивающего агента на поверхность гра- нул полученного трудногорючего полимера путем их смешени  и использовани  получаемой композиции дл  получени  интегрального пенопласта методом лить  под давлением.

Недостатком этого способа  вл етс  сложность технологии получени  трудногорючего ударопрочного интегрального пенопласта , св занна  с многостадийностью процесса и необходимостью двукратной пе- реработки всего объема полимера.

Цель изобретени  -улучшение технологичности материала при переработке за счет повышени  текучести расплава композиции , увеличени  ударной в зкости и упро- щение технологии получени  трудногорючего ударопрочного пенополи- стирола.

Поставленна  цель достигаетс  использованием предложенной композиции на ос- нове ударопрочного полистирола, дивинилстирольного термоэластопласта, декарбромдифенйТюксида, трехокиси сурьмы и вспенивающего агента, отличительной особенностью которой  вл етс  то, что она дополнительно содержит продукт олигоконденсации диглицидного эфира тетрабром- дифенилолпропана (ДЭТБДФП) с анилином при мол рном соотношении ДЭТБДФП и

3,0-10,0

2,0-13,0 3,0-9,0

5,0-9,0 0,2-1,0

анилина соответственно 1 :(0,10-0,95) общей формулыВг Вг

сн рн-снг|о- -с- -о-сн2Ч

0 (ор Вг сн3 вг

-CH-CH2-N-CH2-CH-CH2| ОН вг сн3 Вг -In

- очЭъ с о-сн,- сн- сн,

I -( s

Вг СН3 Вг°

где ,2-7,0,

при соотношении компонентов декабром- дифенилоксид: продукт олигоконденсации ДЭТБДФП + А 80:20-20:80 (мае. %), при следующем соотношении компонентов полимерной композиции, мас.%:

Декабромдифенилоксид

Продукт олигоконденсации ДЭТБДФП+А

Триоксид сурьмы

Дивинилстирольный

термоэластопласт

Вспенивающий агент

Ударопрочный полистирол Остальное

Композици  может дополнительно содержать термостабилизаторы дл  повышени  термической стабильности полимера в услови х переработки, смачивающий агент -дл  фиксировани  порошкообразных компонентов композиции на поверхности гранул ударопрочного полистирола, пигменты или суперконцентраты пигментов - дл  окрашивани  материала в массе.

Поставленна  цель достигаетс  использованием предложенного способа получени  предложенной композиции включающего, смешение антипиренов и термоэластопласта с ударопрочным полистиролом , экструзию и гранулирование композиции , смешение гранул полимерной композиции со вспенивающим агентом, отличающегос  тем, что, перед введением добавок в полимер, предварительно получают гранулированный концентрат, состо щий из порошкообразных компонентов и дивинилстирольного термоэластопласта в качестве св зующего, а затем смешивают ударопрочный полистирол с гранулами концентрата добавок и используют дл  дальнейшей переработки в издели . Продукт олигоконденсации ДЭТБДФП+А формулы I представл ет собой хрупкий прозрачный плав светло-желтого цвета, основные характеристики которого в зависимости от соотношени  ДЭТБДФП:А приведены в табл 1 (содержание эпоксидных групп, брома, температура разм гчени , температура начала деструкции, молекул рна  масса).

Предлагаема  добавка имеет высокую термическую стабильность-температура

начала разложени  по данным ДТА - 285- 300°С (на уровне ДБДФО), хорошо совмещаетс  с полимером и не мигрирует из композиции.

- .Строение полученного олигомбра доказано методом ИК-спектроскопийи функционального .анализа. В ПК-спектре соединени  практически отсутствует полоса поглощени  в области 3430 , характерна  дл  ассиметричногО валентного колебани  св зи N-H в первичных ароматических аминах. Определ емое практически содержание эпоксидных групп соответсТву- ет теоретическому, рассчитанному при условиивзаимодействи двух реакционноспособных атомов водорода в амине.

Пример 1. В реакторе смешивают 65,6 г глицмдного эфира тетрабромдйфени- лрлпропана с исходным содержанием эпоксидных групп 12,36% и 0,93 г анилина (соотношение моль/мольН :0,5 нагревают до 100°С и при перемешивании выдерживают в.течение 6ч. По окончании ейнтеМ плав продукта выливают на подложку. Застывшую хрупкую массу  нтарного цвета измельчают и примен ют дл  модификации полимеров.-: ;;

Получено 66,53 г вещества, характеристика которого приведена в табл. 1.

Примеры 2-5 осуществл ют в соответствии с примером 1, но используют различное мол рное соотношение реагентов (табл. 1).:;;,

П р им е р 6. Готов т полимерную композицию смешением порошкообразных компонентов (антипирен ДБДФО, продукт олигоконденсации ДЭТБДФП+А, трирксид сурьмы, вспенивающий агент, пигменты и

.т-д-),-- . . :...:

Готов т концентрат добавок на основе термоэластопласта одним из двух вариантов: . . . ;. -- -. ..- .- : ;у-:- /.-/,:.:/

постепенным введением порошкообразной смеси добавок в термоэластопласт на вальцах Нрй температуре 100°С в тече- ние 5-7 мин до получени  однородного листового материала толщиной 2-3 мм и последующим измельчением его гранул размером 2-5 мм;

соэксТрудйрОваниё термоэластопласта С порошкообразными добавками на черв чном экструдере при температуре 140°С и гранул цией стренг на гранулы размером 2-5 мм.

Концентрат добавок смешивают с гранулами ударопрочного полистирола в Z-об- разном смесителе и используют

непосредственно дли перер аботйи в издели  литьем под Давлением; - -Стандартныеобразцыг дл i испытаний - бруски (120x10x15 мм), логцатки (150x4 мм), бруски (127x12,7x10-5 мм) готов т методом 5 лить  подда вл(енькем: |;литье врм тёр мопла-- ставтоматё njin температурном режиме по зонам 100-190-200°С. .,;,,,

Показатели текучасти расплава (ПТР, в г/10 мин), определ ли при 200ЬС и нагрузке

0 5 кг на приборе ЙЙРТ согласно стандартной методике по ГОСТ 11645-73.

Предел прочности при раст жении и относительное удлинение при разрыве определ ли по ГОСТ 11262-50 на образцах в

5 виде лопаток (120x4 мм) на разрывной машине FR-10 при скорости движени  зажимов 50 мм/мин.

Горючесть композиций бценивали по стандарту UL-94, вертикальный тест 94V

0 (высота пламени 19 мм, двукратное поджигание образца снизу по 10 с) на образцах в виде брусков (127x12, 7х () мм).

Состав композиции и характеристика свойств полученного пластике приведены в

5 табл. 2 и 3,

Примеры 7-20 осуществл ют в соответствии с примером 6, но используют различные соотношени  компонентов (табл. 2 и 3). Предложенна  полимерна  композици 

0 и способ ее получени  позвол ют повысить показатель текучести расплава в 2-5 раз, ударной в зкости на 20-30% и относительного удлинени  при разрыве на 30-50% при сохранений огнезаЩищенности материала

5.на уровне V-ti по UL-94. Предварительное получение гранулированного концентрата добавок, состо щего ,: из антипиренОв, модификатора прочности, пигментов, вспенивающего агента, и других

0 ком/юнентов позвол ет рбеспечить высокую технологичность переработки полимерной композиции (хороша  дозйруемость и транспортируемость, отсутствие расслоени  компонентов, а следовательно, высока 

5 стабильность состава и свойств, отсутствие потерь, улучшение условий труда и культуры . производства), снижение энергетических затрат - нет Двукратной переработки уда-. ропрочного полистирола, св занной с вве0 дением антипирёнов.

Ф о р м у л а л 3 о б р е т е н и   1. Полимерна  композици , включающа  ударопрочный полистирол, вспенивающий агент, дивинилстирольный

5 термоэластОпласт, декабромдйфенилоксид, триаксид сурьмы, о т л и ч а ю щ и и с   тем, что, с целью повышени  текучести расплава и механической прочности, она дополнительно содержит продукт олигоконденсации диглицидилевого эфира тетрабромди- фенилолпропана с анилином при Мол рном соотношении этих реагентов соответственно 1 :(0.10-0,95) общей формулы

-fH-CHrN-CHj-CH-CHjt OHBr CH, Вг ™

СН3 -С- -0-СНг-т-СН2

CH, BrО

Ју

Вг

е .2-7,0 ри следующем соотношении компонентов омпозиции, мас.%:

Декабромдифенилоксид 3.0-10,0 Продукт олигоконденсации диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана

с анилином

Триоксид сурьмы

Дивинилстирольный

термоэластопласт

Вспенивающий агент

Ударопрочный

полистирол

2,0-13,0 3,0-9.0

5,0-9.0 0,2-1,0

Остальное

Характеристика продуктов конденсации диглицидного эфира тетрабромдифенилолпропана с анилином

0

5

0

5

0

2.Полимерна  композици  по п. 1, отличающа с  тем, что соотношение декабромдифенилоксида и продукта олигоконденсации диглицидного эфира тетрабромдифенилолпропана с анилином составл ет 80:20-20:80 мас.%.

3.Способ получени  полимерной композиции , включающий смешение декабром- дифенилоксида, триоксида сурьмы, термоэластопласта с ударопрочным полистиролом , экструзию и гранулирование композиции , смешение гранул полимерной композиции со вспенивающим агентом, о т- личающийс  тем, что, с целью повышени  текучести расплава и механической прочности, а также упрощени  технологии переработки, перед введением добавок в полимер, предварительно получают гранулированный концентрат, состо щий из порошкообразных компонентов: антипирена, продукта олигоконденсации диглицидилового эфира тетрабромдифенилолпропана с анилином, триоксида сурьмы, вспенивающего агента на основе дивинилстирольного термоэластопласта в качестве св зующего, а затем смешивают ударопрочный полистирол с гранулами концентрата добавок и используют дл  дальнейшей переработки в издели .

Таблица t

По примерам 6-17 образцы получены литьем под давлением смеси гранул исходного полистирола и концентрата всех вводимых а полимер добавок на основе термоэластопласта. Пример 20 - образцы пластиков получают опудриванием гранул УПМ Об12л вспенивающим агентом

Лример 18 - антипирогенные добавки ввод т в полимер совместным зкструдированием, затем гранулы трудногорючего материала опудри- вают вспенивающим агентом и отливают образцы

Таблица) Характеристики etoRcra нат риало

Показатель по примру

(иетм«а

Г ПГ 7ТТ;Г Г П5 ПГ Lr и Го Т

J iLlJ J-J jLJJLJLJ-J J J.

20

IJTSSSL /SS, 7.Sв,МММ...SИIM«.3J0.77.5.«

у/ильм  ударим 7.«7,«.ОМ9.37.3«.в«,79.«(9в,77.5,6.35.8

«1 5 3 «2J2015 8 6

по ст«н« Йв -0 -0 -2 V-0 V-0 WO Г-0 V-Z V-0 V-0 V-0 V-0 V-0 Горит Горит

20

Claims (3)

Формула изобретения

1. Полимерная композиция, включающая ударопрочный полистирол, вспенивающий агент, дивинилстирольный те рмоэласто пласт, декабромдифенилоксид, триаксид сурьмы, о тли чаю щ и й с я тем, что, с целью повышения текучести расплава и механической прочности. Она дополнительно содержит продукт олигоконденса55

2,0-13,0

3.0-9.0

5.0-9.0

0,2-1,0

Остальное

15 ния текучести расплава и механической прочности, а также упрощения технологии переработки, перед введением добавок в полимер, предварительно получают гранулированныйконцентрат, состоящий из по20 рошкообраэных компонентов: антипирена, Продукта олигоконденсации 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 переработки в изделия.

bo:././// :7-77/7- ·

Таблица!

Характеристика продуктов конденсации диглицидного эфира тетрабромдифенйлолпропана с анилином

Образец Соотношение ДЭТВДФП и анилин Молекулярная масса Степень олигомеризации Содержание эпоксидных групп,% Т размягчения,* С Содержание брома, % t начала деструкции .0,1% потери массы • •«а... 1 1:0,10' 800 0,20 10,77 49-50 . 48, ι о зоо / 2 1:0,50 1510 1,16 5,71 88-90 45,75 295 3 1:0,75 3050 3,26 2,83 105-108 44,35 292 4 1:0,80 3900 4,42 2,20 / 116-118 44,10 290 5 1:0,95 5590 7,02 1.54 ' 124-126 42,95 285

О 1 а 1 *·· i 1 0) 5 1 Σ а t I X С£ л ,ι ё > q . . 4.--..,) О С flj | g О оо u\ сч la i υ о * »> А t tn S о X N. N. -4· LA Q ί q

СО 10) а Η и а> о о иЧ * * О •иЧ + ? о X N. СО *4* ЧО о ί Й чЗ

ь 0) и о о X Ν. 1 л q О н ф - · ♦» υ о О о X I-

>х 1 c X 1 dp 1 1 го =г t e ) t Η <J> о оо la сч X t U 1 о 1 υ 0 «к ' •к •к СО о 1 ГО 1 ! Ϊ L *“ 1 ο X r>. N* -4 LA с Ζ i i 1 * 1 “1 1 1 Л с 1 CO I 1 • q X 1 ГО 1 I ГО 1 К 1 1 ь <D о 3 1 U 1 t и 0 f. ID го Ь 1 οι σ> 1 о X LA <*% ГЛ <м 1 ' t- □ iX- i 1 I <3 ! δ ! I 1 J3 q <ϋ о LA ил 1 0 1 t о ro 0 А «к: 1 Σ' 1 ί X' I 00 1 о H X «Ό см <ч г- I Q. h —1 ! 1 c 1 C’ Л 1 1 X* q 1 t M го со j. 1 1 O| ί- £ а К US .- 1 1 Ι- ο о О i i N Ο ' о X N. *· *4·

2. Полимерная композиция по π. 1, στη и ч а ю щ а я с я тем, что соотношение декабромдйфенилоксида и продукта олигоконденсации диглицидного эфира тетрабанилином ! 1754742 ции диглицидилевого эфира тетрабромдифенилолпропана с анилином при Молярном соотношении этих реагентов соответствен5 ромдифенилолпропана с составляет 80:20-20:80 мас.%.

3, Способ получения полимерной композиции, включающий смешение декабромдифенилоксида, триоксида сурьмы, 10 термоэластопласта с ударопрочным полистиролом, экструзию и гранулирование композиции, смешение гранул полимерной композиции со вспенивающим агентом, о тпри следующем соотношении компонентов л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышеком позиции, мас.%:

Декабромдифенилоксид 3.0-10,0 Продукт олигоконденсации диглицидйлового эфира тетрабромдифенилолпропана с анилином -/7/7,- / ^{я л}

Т риоксид сурьмы Дивинилстирольный термбэластопласт Вспенивающий агент Ударопрочный полистирол но 1:(0,10-0.95) общей формулы 77 ' Г ^{Вг сн}*-/^Вгί сн^сн-сн4о-0-с-<^-о-сн₂''о (ор Вг СНз Вг ' ОНВг сн₃ Вг· Jⁿ¹

С -Q-o-cHfOi-cH, Вт СНз Вг· где η·=0,2-7,0

3 г q >> X н 1 о Ι- г 1 - CL Ο 0 1 X IX q X 1 Ь Έ X 0 1 О I х с 1 X J X Σ 1 q О CD О too. X hi i с с

1784742

Таблиц a J

lT? в 9 1 прото- 1

показатель по примеру

Маразгтеристими свойств материала··

Хара ггарие тика

Пжметели текучее тм расплава»г/Юмин

Удельная ударная яка мбеть nb Шарли е надрезом, кДв/м* Лносмтельмор уд/··мемиР при ратзмвеД ’ Пэрметь Йо ёгай-. ’ дарту ВХг94 (толанна обрвзиов 5 мм)

ΊΛ «4 54 8Λ 25 ' 32 31.5 12 12,5 io,3 30,7 7 4.5 м 7,4 74 м 7,2 93 7,3 4.8 4,7 9,1 4,9 4,7 7,5 4,4 4,3 $, а и 1S. ί⁸ . '2® 27 19 15 13 23 25 25 20 15 18 16 »-0 V-0 V-2 v-o V-0 »-0 Vo V-2 v- o . v-o ν-Ό V-0 *? Горит Горит