Полімерна композиція спеціального призначення

Винахід відноситься до технології переробки поліолефінів і може бути використаний для виготовлення роликів стрічкових конвеєрів, які застосовуються для транспортування сипучих матеріалів в умовах підвищеної пожежо і вибухової небезпечності, зокрема у вугільних шахтах. Відомі полімерні композиції зі зниженою горючестю, які складаються з:- гексабромциклодекану, триоксиду сурми, фенольного термостабілізатора, поліметилкарбаміду і поліпропілену [1]. Відома композиція має знижену горючесть, але є недостатньо електропровідною і вміщує токсичну добавку гексаброциклодекан- поліфосфата амонію, поліаміда, меламіна, поліпропілена [2]. Дана композиція є само затухаючою, але вона вміщує поліамід (полярний полімер), який не може якісно суміщатися з неполярним поліпропиленом, тому вона має понижену міцність і не може використатися в конструкціях.Відома також полімерна композиція, яка є найбільш близькою до заявляємої за суттю [3]. Відома полімерна композиція - прототип включає, масс.% Поліпропілен 15-78 Технічний вуглець 10-25 Графіт 10-40 Нафталін 1-10 Порошок никеля 1-10 Недоліком відомої композиції- прототипа є підвищена горючесть і токсичність за рахунок наявності в ній нафталіну і порошка нікелю, а також недостатня електропровідність, що обмежує її застосування в умовах наявності статичного електричества. Задачею даного винаходу є зниження горючесті композиції та її токсичності, а також підвищення електропровідності. Поставлена задача досягається тим, що полімерна композиція спеціального призначення, яка вміщує поліпропілен, технічний вуглець, додатково вміщує синтетичний алюмосилікат, в якому іон натрія замінений на іон сурьми за рахунок реакцій іонного обміну, а також антипірен, термостабілізатор і антистатик. Причому, як антипірен в композиції застосовується Tinuvin FR 2021 і тригідрат алюмінія, як стабілізатор - Richnox 1010, як антистатик -АС -12 ПП, при слідуючому співвідношенні інгредієнтів, % мас.: Поліпропілен 47-56 Технічний вуглець 15-25 Синтетичний алюмосилікат, в якому іон натрія замінений на іон сурьми за рахунок реакції іонного обміну 5-7 Антипірен: Tinuvin FR 2021 7-8 Тригідрат алюмінія 11-15 Стабілізатор - Richnox 1010 0,2-1 Антистатик - AC -12 ПП 0,8-2 Принциповою відмінаю запропонованої композиції від відомої є наявність в її складі синтетичного алюмосилікату, в якому іон натрія замінений на іон сурьми, що з одного боку знижує горючесть композиції за рахунок виділення при горінні конституційної води і наявності в його складі іона сурми, а з іншого - підвищення електропровідності композиції за рахунок конституційної вологи, яка входить до складу синтетичного алюмосілікату.Крім того, відсутність в композиції низькомолекулярних галогенвміщуючи х органічних сполук, а також нафталіну, значно зменшує її токсичність.Композицію отримують за наступною технологією. Синтетичний алюмосилікат обробляють при кімнатній температурі 15% воднім розчином трихлористої сурми на протязі 1 години. При такій обробці 3 іони натрія замініють іоном сурми, за рахунок чого вона входить до складу синтетичного алюмосилікату. Після цього іонообмінений алюмосилікат відділяють від розчину і сушать при 50-60 °С на протязі 2-3 годин. Для виготовлення композиції використовивалі наступні марки матеріалів: синтетичний алюмосилікат загальної формули Na2O*Al 2O 3*2SiO2* 1,9*Н2O марки NaA за ТУ 6-18-29-85, антипірен - Tinuvin FR 2021 (Ciba® TINUVIN® FR), тригідрат алюмінія - Martinal (Albemarle Corporation), стабілізатор - Richnox 1010 (Rich Yu, Taiwan ), антистатик -AC -12 ПП за ТУ У 24.1-22629342-003-2003. Потім всі інгредієнти, які входять до складу композиції змішують в апараті типу "п'яна бочка" при кімнатній температурі і передають на горяче змішування на екструдер. Змішування і грануляцію проводять на одно шнековому екструдері за таких умов: Температура циліндра по зонам, °С: 1-185 2-200 3-220 4-230 Температура головки по зонам, °С: 1-230 2-240 Тиск в головці, МПа - 15-20 З отриманої композиції виготовляють вироби литтям під тиском, які працюють в умовах підвищеної пожежо і вибухової небезпеки. Нижче (табл.1) наведені приклади отримання композиції за нижньою, верхньою, середньою межою вмісту інгредієнтів, та склади, які є позамежними. Отримані за наведеними прикладами полімерні композиції випробувалі на горючість за ГОСТ 28157 та електропровідність за ГОСТ 6433.2. В аналогічних умовах була випробувана композиція - прототип. Порівняні дані запропонованої композиції і композиції - прототипу наведені в табл.2. З даних порівняльних випробувань видно, що запропонована композиція за цільовими показниками значно перевищує відому. При цьому вона є нетоксичною тому, що не вміщує токсичних компонентів. Техніко-економічними перевагами запропонованої композиції є: - знижена горючесть;підвищена електропровідність; - не токсичність; - висока міцність і можливість бути використаною для виготовлення конструкційнихвиробів. Апробація запропонованої композиції здійснена у виробничих умовах ТОВ "АВАНГАРД". Бібліографічні дані: 1. Патент Російської Федерації № 2039771 С1 по кл. C08L 23/12, 1995 р. 2. Патент SU№ 1079180 А по кл. C08L 23/12, 1995р. 3. Авт.свід. СРСР № 123682 А1 по кл. C08L 23/12, 1986 p. Таблиця 1 Приклади отримання композиції Вміст інгредієнтів за прикладами, % мас. Інгредієнти Поліпропілен Технічний вуглець Синтетичний алюмосилікат, в якому іон натрія замінений на іон сурьми Антипірен TinuvinFR2021 Тригідрат алюмінія Стабілізатор - Richnox 1010 Антиста тик 1 47 24 2 50 20 3 56 18 4 45 26 5 57,6 13 7 6 4 2 8 8 11 1 2 7 15 0,6 1,4 7 14 0,2 0,8 9 14 1,5 2.5 6 15 0,1 0,5 Таблиця 2 Дані порівняльних випробувань Показники Питомий об'ємний електричний опір, Ом*см (ГОСТ 6433.2 ) Огнестійкість (ГОСТ 28157 метод Б ) Композиція - Прототип 1 Заявляємий матеріал за прикладами 2 3 4 5 3*109 7*108 108 3*107 3*106 1*1010 ПВ-2 ПВ-0 ПВ-0 ПВ-0 ПВ-1 ПВ-0