Самозатухающая полиамидная композиция

ют с 40-95 мас. ПА, содержащих в структуре основной цепи макромолекул более 30 мол. звеньев с ароматическими или алициклическими группами, и 5-50 мас.ч. цианурата меламина. Недостатком данного технического решения является необходимость осуществления специальных синтезов по получению ПА, содержащих в своем составе звенья с ароматическими или алициклическими группами, что приводит к удорожанию материала и ограничивает области его применения по экономическим соображениям.В состав огнестойкой ПА композиции, получаемой согласно заявке ЕПВ 1160276,МПК С 08 К 5/5399, С 08 Ь 77/00, 2001, входят (мас.ч) 100 ч. - алифатического ПА (ПА 6),1-100 ч. фосфазенового соединения и полифениленоксид или полистирол, или их смесь в количестве 10-500 мас. от массы фосфазенового соединения. Основным недостатком данного технического решения является необходимость введения больших количеств (до 100 ч.) фосфазеновь 1 х соединений, что приводит к снижению прочностных свойств материала и его удорожанию.Согласно патенту РБ 4121, МПК С 08 К 3/26, 2001, полимерная трудногорючая композиция содержит (мас. ) 12-25 ПА, 17-23 одно-двузамещенного фосфата аммония или смесь, 1-12 карбоната кальция или магния, или их смесь и минеральный наполнитель (до 100 ). Недостатком данного патента является низкая концентрация ПА связующего в композиции, что не позволяет получать прочные материалы, пригодные для применения в качестве инженерных пластиков.В заявке Великобритании 2301105, МПК С 08 Ь 77/00, 1996, описана композиция с пониженной горючестью, которая содержит (мас. ) ПА 6 или ПА 66, 1-10 улучшающего поверхность изделия агента (ПЭГ, полипропиленгликоль, СПЛ этилен- и пропиленгликоля, их смеси), 43,7 наполнителя (М 3(ОН)2), 25 стекловолокна. Недостатком данного технического решения является то, что для достижения высокой категории огнестойкости требуются большие концентрации Мд(ОН)2, что приводит к ухудшению перерабать 1 ваемости материала и снижению показателей его механических характеристик.Согласно патенту США 6204314, МПК С 08 К 5/34, С 08 К 3/22, 2001, полиамидная композиция с повышенной огнестойкостью содержит 100 мас.ч. двухалифатического или алифатического и полуароматического ПА и 0,4-20 мас.ч. ме-ламинцианурата. Недостатком этой композиции является невозможность обеспечения высшей категории стойкости к горению при низких концентрациях АП. Кроме того, материалы ПА обладают неудовлетворительной формуемостью при переработке.Наиболее близким к заявляемому техническому решению (прототипом) является изобретение (а.с. СССР 727151, МПК С 08 Ь 77/02, 1980), согласно которому в ПА вводится огнестойкая добавка - 3-30 в.ч. (на 100 в.ч. ПА) соединений триазина, выбранных из группь 1 соль циануровой или изоциануровой кислоты и меламина или соль циануровой или изоциануровой кислоты и смеси меламина и ацетогуаномина при мольном соотношении меламина и ацетогуаномина 10-19, 9 0,1-10. Недостатком данного решения является невозможность устранения каплепадения при горении, вследствие чего затруднено обеспе чение высшей категории стойкости к горению материала.Задачей предполагаемого изобретения является повышение стойкости полиамидного материала к горению и показателей его механических свойств, в частности прочности при сжатии, за счет введения в состав композиции безгалогенного антипирена и функциональных добавок.Решение поставленной задачи достигается тем, что в составе самозатухающей композиции, содержащей алифатический полиамид и триазиновый антипирен, в качестве триазинового антипирена используют меламин и дополнительно вводят графит и/или технический углерод (мас. )Дополнительное улучшение показателей свойств материала достигается при введении в ее состав антиоксиданта для полиамида в количестве 0,05-1,50 мас. .Для экспериментального подтверждения эффективности предполагаемого изобретения проводят серию сравнительных экспериментов. При этом используют следующие материалы алифатические полиамидь 1 - полиамид 6 (ПА 6, марка 210/310, ТУ РБ 00206262.151-97 производство ОАО Гродно Химволокно), полиамид 66 (ПА 66, ТУ У 60 О 204 О 48.О 81-95 производство ОАО Черниговское Химволокно) меламин (2, 4, 6 триамино - 1, 3, 5 - триазин), производство Австрии, меламинцианурат - соль меламина и циануровой кислоты (производство Германии) графит марки ГС-1 (ГОСТ 17022-81), технический углерод марки П-234 (ГОСТ 7885-86) органические антиоксиданты - вь 1 сокомолекулярнь 1 й, многофункциональный азотсодержаший, стерически затрудненнь 1 й фенольный антиоксидантон снз снз о сн 2 С / (сн 2)3Согласно прототипу ПА 6, ПА 66 или их смесь смешивают с предварительно измельченной (дисперсность не более 50 мкм) солью циануровой кислоты и меламина (циануратом меламина). Смешение производят в высокоскоростном двухлопастном смесителе. Далее производят экструдирование смеси и гранулирование материала. Для этого используют экструзионно-грануляционную линию на базе двухшнекового экструдера (диаметр шнека 65 мм, отношение 1413 1721), снабженного 5-ю зонами нагрева. Распределение температуры по зонам материального цилиндра составляет для материалов на базе ПА 6 1, П - 250 С, 1 П, ТУ - 240 С, головка - 240 С для материалов на базе ПА 66 или его смеси с ПА 6 1, П зоны - 270 С, П 1, ТУ - 265 С, головка - 265 С.Полученный гранулят сушат при температуре 9515 С в течение 24 ч и используют для изготовления экспериментальных образцов методом литья под давлением на термопластавтомате ДГ 3121-16 П. Изготавливают следуюшие типы образцов лопатки типа 2(ГОСТ 1126-80) для испытаний методом растяжения, цилиндрические образцы диаметром 10 мм, высотой 15 мм для испытаний на сжатие (ГОСТ 4651-82), бруски размером 120104 мм для определения категории горючести материалов по ГОСТ 28157-89, метод Б.Отличаются от примеров Не 1-М 9 3 тем, что в состав огнестойкой композиции в качестве триазинового антипирена вводят меламин и дополнительно графит или технический углерод или их смесь.Отличаются от примеров Не 4-Л 9 8 тем, что в состав огнестойкой композиции дополнительно вводят антиоксидант - ирганокс 1098, Н-1 или ирганокс 1010.Относятся К запредельным составам и отличаются от примеров Не 4-Л 9 13 концентрацией компонентов - меламина, графита, технического углерода, их смеси и антиоксиданта,которая находится за пределами диапазона, оговоренного формулой изобретения.Результаты экспериментов приведены в таблице. Их анализ позволяет сделать следующие выводы1. Использование предполагаемого изобретения позволяет создать полиамидные материалы с высшей категорией стойкости к горению ПВ-О.2. Материалы, полученные согласно предлагаемому изобретению, обладают повь 1 шенными по сравнению с прототипом показателями механических свойств, в том числе по пределам текучести при растяжении - на 13-40 , при сжатии - на 10-38 .3. Положительный эффект (повышение показателей механических свойств) усиливается при дополнительном введении в состав композиции антиоксидантов.Технический результат предполагаемого изобретения заключается в следующем. Графит или технический углерод, возгораясь, повышают в зоне горения концентрацию углекислого газа, что приводит к ее обеднению активным кислородом. Наличие в ПА материале антиоксидантов замедляет поступление активного кислорода в объем материала и ускоряет карбонизацию (обугливание) поверхностного (горящего) слоя. Карбонизация приводит к образованию упрочненного каркаса на поверхности образца, что препятствует каплепадению и способствует повышению огнестойкости.Примеры самозатухающих композиций и их свойстваСостав КОМПОЗИЦИИ, ПОрЯДКОВЫЙ НОМСр эксперимента, значения показателей СВОЙСТВ КОМПОЗИЦИЙ2. Показатели свойств композиций ПВ-О2.2. Предел текучести при растяжении, МПа 2.3. Предел текучести при сжатии, МПа