Полимерная композиция и способ ее получения

(й) 5 С 08 53/02. С 08 К 13/02 О ( С 08 ). 53/02, 63: 02) )С 08 К 13/02,3. 22, 5: 06) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТПРИ ГКНТ СССР РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ И ЧУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ АВ 12(21) 4734199/05 . : пенополистиролу, содержащему броморга- (22) 05.07,89нический антипирен-декабромдифенилок- (46) 15.08,92. Бюл, М 30:;сид, триоксид сурьмы, дивинилстирольный (71) Днепропетровский химико-технологи- тетрабромдифенилолпропана с анилином ческий институт им, Ф, Э, Дзержинского - при молярном соотношении 1:(0,10-0,95), и (72) А. Б. Суровцев, В. Т. Дорофеев, В, В. Руд- способу его получения, заключающемуся в ницкий,А.Н.Назаров,А.А.Михеева,А,Ф.Семе- .введении комплекса всех добавок в полнова, А Г Дроздов, О В, ГлушаковиС А. Емельянова имер в виде гранулированйого концентрата (56) Акц.заявка ФРГ 2312804 кл, С 08 Е. на основе термоэластопласта непосредст/06, 1973.: ;. вейно при переработке полимера в изделия,Разработанный материал высокотехнологи- (54) ПОЛИМЕРНАЯ КОМПОЗИЦИЯ И СПО- ценприпереработкелитьемподдавлением, СОБ ЕЕ ПОЛУЧЕНЙЯпоказатель текучести расплава до 32 г/1 (57) Изобретение относится к полимерным мин, имеет ударную вязкость выше уровня композициям на основе ударопрочного по- . иСходного полимера на 30-50% и характелистирола, а именно к трудногорючему уда- риэуется высокой степенью огнезащищенропрочному ." интегральному ности (У - 0) по стандарту и=94, 3 табл.арф 0 4Иаай Изобретение относится к полимерным композициям на основе стирольйых йлаСтиков, в частности к-трудногорючим удароп-рочным интегральным пенополистиролам, которые могут найти применение для изготовления трудногорючих изделий, исполь-зуемых в строительстве, телерадиотехнике и других областях народного хозяйства.Известна композиция на основе ударой рочного полистирола (77-95%), включающая 3 - 10% термоэластопласта (сополимера 80:20-20:80 стирала и бутадиена), 2-15% хлорированного полиэтилена (С-50%), 5-20% ДБДФО и 1-10% трех- окиси сурьмы, когда все добавки вводятся путем соэкструзии с основным полимером,Однако известная композиция обладает низкой термостабильностью при перерабойе из-за наличия хлорированного полиэтилена и низкой текучестью расплава.Известна композиция на основе суспен- зион ного удароп рочйого полистирола, включающая дивинилстирольный термозластопласт 6-8 мас,%., декабромдифенилоксид 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 композиция обладает низкой текучестью расплава,Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому изобретению является композиция для трудногорючегоу 3 даропрочного интегрального пенополистирола, включающая,мас.ц,: ударопрочный полистирол с содержанием бутадиенового каучука 4 - 12 100; термозластопласт (сополимер бутадиена или изопрена с 10-700, стирола) 2-10; органическое производное, содержащее 30; и 5 более галоида (гексабромциклододекан, ок табромгексадекан, хлорированные парафи.ны (700 хлора), хлорированные или бромированные дифенил или нафталин) 5- 30, насыщенный полиол Са-С 12 с 4 - 12 гид роксильными группами (пентаэритрит) 0-3; органический фосфит (тринонилфенилфосфат) 0,05 - 3;.замещенный бентриазол 0 - 1; ггространственно 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 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 полученногб трудйогорвчегополимера путем их смешения и использования получаемой композиции для получения интегрального пенопласта методом литья под давлением,Недостатком этого способа является сложность технологии получения трудногорючего ударопрочного интегрального пенопласта, связанная с многостадийностью процесса и необходимостью двукратной переработки всего объема полимера,35 40 Цель изобретения - улучшение технологичности материала при переработке за-счет повышения текучести расплава композиции, увелицения ударной вязкости иупро щение технологии получения трудногорючего ударопроцного пенополи: . стирола.Поставленная цель достигается использованием предложенной композиции на ос нове ударо прочного полистирола,дивинилстйромьного термоэластопласта,декарбромдифей 0 Глоксида, трехокиси сурьмы и вспенивающего агента, отличительной особенностью которой является то, цто она 55 дополнительно содержит продукт олигаконденсации диглицидного эфира тетрабромдифенилолпропана (ДЭТБДФП) с анилином при молярном соотношении ДЭТБДФП и анилина соответственно 1:(0,10 - 0,95) общейформулыСН-СН-СН, О-Р-с-р О Сн1 Ц 20 В снз Вг-ОС 07-с -(О.О-СН-СН-снгде п=0,2-7,0,при соотношении компонентов декабромдифенилохсид: продукт олигоконденсацииДЭТБДФП+ А 80;20 - 20;80 (мас.%), при следующем соотношении компонентов полимерной композиции, мас,0 Д:Декабромдифенилоксид 3,0 - 10,0Продукт олигоконденсации ДЗТЬДФП+А 2,0 - 13,0Триоксид сурьмы 3,0-9,0Дивинилстирольныйтермоэласто пласт 5,0-9,0Вспенивающий агент 0,2 - 1,0Ударопрочный полистирол ОстальноеКомпозиция может дополнительно содержать термостабилизаторы для повышения термической стабильности полимера вусловиях переработки, смачивающий агент- для фиксирования порошкообразных компонентов композиции на поверхности гранул ударопроцного полистирола, пигментыили суперконцентраты пигментов - для окрашивания материала в массе,Поставленная цель достигается использованием предложенного способа получения предложенной композициивключающего, смешение антипиренов итермоэластопласта с ударопрочным полистиролом, экструзию и гранулирование композиции, смешение гранул полимернойкомпозиции со вспенивающим агентом, отличающегося тем, что; перед введением добавок в полимер, предварительно получаютгранулированный концентрат, состоящийиз порошкообразных компонентов и дивинилстирольного термоэластопласта в качестве связующего, а затем смешиваютударопрочный полистирол 6 гранулами концентрата добавок и используют для дальнейшей переработки в изделия. Продуктолигоконденсации ДЭТБДФП+А формулыпредставляет собой хрупкий прозрачныйплав светло-желтого цвета, основные характерйстики которого в зависимости от соотношения ДЭТБДФП;А приведены в табл, 1(содержание эпоксидных групп, брома, температура размягчения, температура началадеструкции, молекулярная масса).Предлагаемая добавка имеет высокуютермическую стабильность-температура. 5 6начала разложения по данным ДТА - 285 - непосредственйьдля переработкив изде 300 С (на уровне ДБДФО), хорошо совме- лия литьем поддавлением,щается с полимером и не мигрирует из "-:Стандартнйе образцы дляиспытаний -композиции. - ., " " :бруски (120 х 10 х 15 мм), лопатки (150 х 4 мм),Строение йолученного олигомера дока- бруски (127 х 12,7 х 10 - 5 мм) готовят методомзано методом ИК-спектроскопийи функци литья под давлением на литьевом термоплаонального, анализа, В ИК-.спектре ставтомате при.температурномрежиме посоединения практически отсутствует поло- зонам 100-190 - 200 С.са поглощения в области 3430 см, харак- Показатели текучести расплава (ПТР, втерная для ассиметричного валентного г/10 мин), определяли при 200 С и нагрузкеколебания связи й-Н в первичных аромати 5 кг на приборе ИИРТ согласно стандартнойческих аминах, Определяемое практически методике по ГОСТ 11645 - 73.содержание эпоксидныхгрупп соответству- Предел прочности при растяжениииотет теоретическому, рассчитанному йри ус- носительное удлинейие прй разрыве опреловии взаимодействия ": двух деляли по ГОСТ 11262 - 50 на образцах вреакционноспособных атомов водорода" в 15 виде лопаток (120 х 4 мм) на разрывной маамине., . . :.:"шине ГВ - 10 прискорости"движе"ния зажиП р и м е р 1. В реакторе смешивавт мов 50 мм/мин;65,6 г глицидного эфира тетрабромдифени- Горючесть компбзиций оценивали пололпропана с исходным содержанием эпок- стандарту ОЕ - 94, вертйкальный тест 94 Чсидных групп 12,36( и 0,93 г анилина 20 (высота пламени 19 мм, двукратное поджи(соотношение моль/моль=1;0,5 йагревают гание образца снизу йо 10 с) на образцах вдо 100 С и при перемешивании въдержива- виде брусков (127 х 12, 7 х (10) мм)ют в течение 6 ч. По окончании сйнтеза плав .Состав компоэицйи и характеристикапродукта выливают на подложку; Застыв- свойств полученного пластика приведены вшую хрупкую массу янтарного цвета из- .25 табл. 2 и 3.мельчают и применяют для модификации Примеры.1-20 осуществляют всоответполимеров. : 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 композицияП р и м е р ы 2 - 5 осуществляют в соот и способ ее получения позволяют повыситьветствии 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; приП р и м е р 6. Готовят йолимернуюком- сохраненйи огнезащищейнасти материалапозицию смешением порошкообразных 35 на уровне Ч-О по 0.-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 другихГотовят концентрат добавок на основе 40 коронентов 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, высокаяна вальцах при температуре 100 С в тече стабильность состава и свойств, отсутствиение 5-7 мин до получения однородного ли- потерь, улучшение условйй труда и культурыстового материала толщиной 2-3 мм и производства), снижение энергетическихпоследующим 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 3 о б р е т е н и яном экструдере при температуре 140 С и 1, Полимерная композиция, включаюгрануляцией стренг на гранулы размером щая ударопрочный полистирол, вспениваю 2-5 мм щий агент, дивинилстирольный55 термоэластопласт, декабромдифенилоксид,Концентрат добавок смешивают с гра- триаксид сурьмы, о т л и ча ю щ и й с я тем,нулами ударопрочного полистирола в Е-об- что, с целью повышения текучести расплаваразном смесителе и используют и механической прочности, она дополнительно содержит продукт олигоконденса. 1. ции диглицидилевого эфира тетрабромдифенйлолпвропана санилйном при Молярном соотношении этих реагентов соответственно 1:(0.10-0,95) общей формулыВг СНЗ ВгСК-СК-СН О С О О-СН 2О. Вг СН ВгН СНД Н СН 2 СН СНОН Вг СН Вгфф л-.О Р-С-ГО О-СН СК-СН,Вг С рВггде п.2-7,0при следующем соотношении компонентов кОмпОзиции, мас. ф.Декабромдифенилокесид 3,0" 10,0Продукт олигаокоенденСациидиглицидилового эфиратетрабромдифенилол пропанас анилином2,0-13,0Триоксид сурьмы;3;0-9,0Дйвинилстйрольныйтермоэласто пласт 5,0-9,0Вспенивающий агент 0,2-1,0Ударопрочныйполистирол - Остальное 82, Полимерная композиция по п, 1, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что соотношение декабромдифенилоксида и продукта олигоконденсации диглицидного эфира тетрабб ромдифенилолпропана с анилиномсоставляет 80:20-20:80 мас,3.3. Способ полученйя полимерно 9 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 й с я тем, что, с целью повыше ния текучести расплава и механическойпрочности; а также упрощения технологии переработки, перед введением добавок в полимер, предварительно получают гранулированный концентрат, состоящий из по 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 даля дальнейшей переработкй в иэделия.30Табли 1 а ееавива аввавв ааваевТ раэе.мя гчения, С ее еевв еевавааваева еееевааваев ае ееве ватат Соотнаение дЭтВдфли анилин Обреаец Молекулярная масса Содержа"ние брома, Ф е еетааветатееететитает аввее авв ааавив титететатее атетиививттатааатте е1:0,10 8000,20 10,77 49-50 . 48,10 3002 10,501510 1,165,71 88-9045,75 2953 1:0,75 30503,26 2,83 105-08 4435 2924 . 1:0,80 3900 4,42 2,20 116-118 441029051:0,95 55907,02 1,54124 и 126 42,95 285ввеаваевиаавеетваваеаиеететиеевиветатетавта иееи аавиа ваваее ие иветтететитиеХарактерисетика прбдуакатов конденсации диглицидного эфиратетрабромдифеннлолпропана с анилииои Степень Содержаолиго- ние эпокмеризации сидныхгрум, Ф т начеладеструкции1 Щ 1- О Ю 1 с Ф 19 о хО Ю ьам а ПСа са Эас 1 1"6 е1 1 3 О1, Х п 3г с,ч х О 4 оЗ х 9 аь Х О 7 ч а О о х щ о 9 а с 1 Е1 х п9 1оп оаХ ПТ МВ 1я чп оИ ЯХ сс9с пОс сЧ оа.О П Ю ч с, о а 1 1- л О Х х х с о)1 З 1 О л п с о с а о Х 1"О О П- сю х пм 11 9- Ф ас 4 1 ЭЯ чочосЯс ло 1- чхч хЯС: О 8С ХЯч сХ П1- Х Юаа аЮ ЮФ 1 еаЮаЮ о 1, С 11о 1 1 1 1 111 1 11 1 1 1 1 1 З 1 1- 1 1 Х1 Э1 Х 11754742 12 Таблнцазйеректарнстнки свойств иатериалоеамаааа аа ""ее еемеееваваемавХарактеристика Ькааатель ло ламеру е ееФ 7 О 9 1 О 11 1 й 13 . 16 15 6 17 1 Э 19 йакротоавваеевавве а вема е е аее емаме аа ееав е е е мее ее мааеФеваааеееаееавеаееааае еа веа аа аве еев Е ееаееаввааваевав ааа аев а ееаСоставитель А, СуровцевРедактор М, Самерханова Техред М.Моргентал Корректор 3. Салко Заказ 2867 ТиражПодписное 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 1 Ькааетели текучеети раслеаае,т/Фини 7,5 Ойреельиал чареалела-,кдсть ль Осели сиаелеаои, кйи/нф 7,6 7,1Юносите Крное чалюнаина т Регаиае,111 Ъренасть ио стаирертт Ойлра толинна обратное 5 ю)Ч ОФО 52 В,6 Н 6 25 Зй З 5 Гй Гй 5 1 О З 307 7 6.5 6,0 6,0 7,й"Э.З 7,З 6,В 6,7 9,1 а,9 В,7 7,5 6,6 6,З 5,а В 20 27 9 15 13 23 25 25 20 15 18 16 ЧЧ-О Ч"0 Ч-ОЧ 0 Ч 2 Ч 0 . Ч-О Ч-О Ч-О Ч"0 Горит Горит,