Полиамидная композиция

 

Использование: огнестойкие полиамидные композиции для изготовления конструкционных деталей. Сущность изобретения: композиция содержит, мас.ч.: алифатический полиамид 100, бромсодержащее ароматическое соединение 20 - 50, трехокись сурьмы 12 - 18, резольная фенолформальдегидная смола 0,9 - 1,8, трифенилфосфат 0,15 - 0,3, фторированный полиолефин 9 - 13, стекловолокно 40-54.1 табл.

Изобретение относится к области создания огнестойких полимерных композиций на основе полиамидов, предназначенных для изготовления различных видов конструкционных деталей, используемых в радиоэлектронной и электротехнической промышленности.

В связи с возросшими требованиями к конструкционным деталям, используемым в радиоэлектронике и электротехнической промышленности, возникла необходимость разработать материал на основе полиамида, не поддерживающий горение, не образующий капель, поддерживающих вторичное горение, относимый по стойкости к горению к категории ПВ-О, а также обладающий комплексом прочностных и диэлектрических свойств.

В настоящее время в патентной литературе описано много технических решений, относящихся к огнестойким композициям на основе полиамида, относимых по стойкости к горению к категории ПВ-О.

Известна огнестойкая композиция, включающая смесь полиамидов ПА-66 и ПА-6 (97: 3), меламинцианурат (9,5%), Fe₂O₃0,75% и Sb₂O₃0,75% /1/. Такая композиция имеет огнестойкость V=0, каплеобразование (70^o, 168с)О и время горения 1,2с.

Известна огнестойкая композиция, включающая полиамид в количестве 96,9 - 45% вес, полифинилиденфторид (0,1-5%), антипирен-декабромдифениловый эфир (2-30%) и Sb₂O₃ (1-20%) /2/.

Однако при испытании композиции, включающей,вес.ч. полиамид 110 поливинилиденфторид 5, ДБДФО 10 Sb₂O₃ 8, получены следующие данные: КИ 30,0% (при толщине образца 4 мм), КИ 27,0% (при толщине образца 1,6 мм). При определении категории стойкости к горению образец не затухает при выносе из пламени и сгорает полностью. Физико-механические свойства также невысоки: _f--124 МПа, _pp-81 МПа, a-16 кДж/м².

При дальнейшем увеличении содержания ДФДФО и Sb₂O₃ происходит резкое увеличение вязкости системы, т.е. ухудшение технологических свойств и затруднение литья тонкостенных изделий, а также снижение прочностных показателей.

Ближайшим по технической сущности к предложенному решению является огнестойкая полиамидная композиция, включающая бромсодержащее соединение (политрибромстирол, бромированную эпоксидную смолу, бромированный полифениоксид) и синергист Sb₂O₃/4/.

Отношение пламяустойчивой добавки в синергисту составляет от 1:1 до 5:1, предпочтительно 2:1 до 4:1.

Хотя горючесть этого материала V-O, однако использование этого материала представляет повышенную пожарную опасность из-за высокой температуры отходящих газов.

Техническая задача изобретения снижение максимальной температуры отходящих газов и увеличение времени ее достижения.

Достигается это тем, что огнестойкая композиция на основе полиамида, включающая бромсодержащее ароматическое соединение и трехокись сурьмы, дополнительно содержит резольную фенолоформальдегидную смолу, трифенилфосфат и фторированный полиофелин при следующем соотношении компонентов, мас. ч.

Полиамид 100 Бромсодержащее ароматическое соединение 20,0 50,0 Трехокись сурьмы 12,0 18,0 Резольная фенолоформальдегидная смола 0,9- 1,8 Трифенилфосфат 0,15 0,3 Фторированный полиолефин 9,0-13,0 Стекловолокно 40-54 В качестве бромсодержащих ароматических соединений могут быть применены декабромдифенилоксид (ДФДФО), гексабромбензол (ГББ), пентабромдифенилоксид (ПБДФО), тетра- или гексабромортоксилол, а также бромированный полифениленоксид (ПФО). Предпочтительно использовать гексабромбензол ТУ-6-22-11-60-80.

В качестве полиамида используют полиамид ПА-66,(ТУ6-05-211-1396-60-80. 85), трехокись сурьмы (ТУ6-09-3267-84).

В качестве фенолформальдегидной смолы используют смолу марки СФ-3021 (ГОСТ 18694-80), трифенилфосфат (ТФФ), ТУ6-05-1611-78, фторированный полиолефин марки Ф-4МБ по ОСТ 6-05-400-78.

В качестве стекловолокнистого наполнителя используют стекловолокно-ровинг марки РБН10-2520-78, ТУ6-11-370-75.

Существенность отличий состоит в том, что при совместном введении вышеуказанных компонентов удалось получить материал, фактически не воспламеняющийся: ПВ-0 (ГОСТ 28757-80) при толщине образцов 4 мм и 1,6 мм, при этом температура отходящих газов низкая, тем самым его пожарная опасность снижается. При этом материал имеет высокий КИ, сохраняет высокий уровень прочностных, электрических свойств. При использовании этих компонентов в отдельности или их сочетаний по два, или при других соотношениях компонентов не удается достичь такого комплекса свойств, какой иметь место для материала в соответствии с заявленным решением (см. таблицу).

Способ реализуют следующим образом. Предварительно смешение исходных компонентов производят в смесителе лопастного или роторного типа при температуре 80^oC. Последовательность загрузки следующая: полиамид, трифенилфосфат, фенолформальдегидная смола, бромсодержащие соединение, трехокись сурьмы и фторированный полиолефин. Затем смесь полиамида с добавками подается в экструдер для гомогенизации компонентов, стекловолокно подается в расплав. Смешение в экструдере производится при температуре 250 280^oC при скорости вращения шнека 40 50 оборотов/мин.

Огнестойкая композиция согласно прототипу изготовлена по следующему примеру: 100 вес. ч. полиамида, 18 вес.ч. бромированного полифениленоксида, 6 вес. ч. Sb₂O₃ и в 5 вес.ч. стеклянного наполнителя перемешиваются при температуре 80^oC с последующей гомогенизацией в экструдере при температуре 260 270^oC.

Для экспериментальной проверки было приготовлено 11 вариантов композиции.

Соотношение компонентов, а также результаты испытаний полученного материала представлены в таблице.

Образцы материала испытывались в соответствии с принятыми ГОСТами (ударная вязкость, прочность при растяжении, изгибающее напряжение при разрушении, электрическая прочность).

Данные по огнестойкости материала получены согласно ГОСТ 12.1.044-89 п. 4.3 и 4.14 "Метод экспериментального определения группы трудногорючих веществ и материалов" и ГОСТ 28157-89 "Определение категории стойкости к горению.

Как видно из представленных в таблице данных, предлагаемый материал по сравнению с материалом по прототипу обладает более высоким кислородным индексом, повышенной пожарной безопасностью.

Формула изобретения

Полиамидная композиция, включающая алифатический полиамид, бромсодержащее ароматическое соединение, трехокись сурьмы и стекловолокно, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит резольную фенолформальдегидную смолу, трифенилфосфат и фторированный полиолефин при следующем соотношении компонентов композиции, мас. ч.

Алифатический полиамид 100
Бромсодержащее ароматическое соединение 20-50
Трехокись сурьмы 12-18
Резольная фенолформальдегидная смола 0,9-1,8
Трифенилфосфат 0,15-0,3
Фторированный полиолефин 9-13
Стекловолокно 40-54

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2