Огнестойкие композиционные материалы

Композиционный материал с низкой горючестью и стойкостью к утечке тока получают из 84,5 % ПБТ, 10 % декабромдифенилэтана, содержащего 82% Br, 5 % Sb₂O₃ (плотность 5,2-5,8г/см), 0,5 % тетрастеарата пентаэритрита, 0-70 % обычных добавок. Из композиционного материала отливают детали для электроники, электротехники: цоколи ламп, штекеры, корпуса конденсаторов, реле, рефлекторы, катушки, щиты для защиты выключателей и др. [48].

Термопластичный литьевой композиционный материал содержит: ненаполненный ПБТ; 5-20% термопластичной эпоксидной смолы, состоящей из бромарильных повторяющихся звеньев; 2-20% поликапролактона (молекулярная масса 10-200 тыс.) и 2-7% соединения сурьмы (синергическая добавка к эпоксидной смоле). Из композиционного материала отливают различные изделия с пониженной горючестью [55].

Показано, что введение стекловолокна в композиционный материал на основе ПБТ приводит к снижению его кислородного индекса и повышению горючести. Установлено, что антипирен (смесь бромированного органического вещества и Sb₂O₃) более эффективен в стеклонаполненном ПБТ, чем в ненаполненном полимере. Отмечено также, что введение антипирена приводит к увеличению времени воспламенения и к повышению концентрации дымовыделения и оксида углеродов при горении материалов [56].

Трудновоспламеняемый композиционный материал содержит (А) сополимер на основе ³ 60% ПБТ и /или бутилентерефталата, (Б) 2-25 % Br –содержащего эпоксисоединения, (В) 2-15 % антипирена на основе Sb и (Г) 0-70 % неорганического наполнителя. Компонент Б состоит из смеси 100 ч. модифицированной Br –содержащей (³ 20%) эпоксидной смолы на основе бисфенола формулы

ОСН₂СНСН₂[OC₆H₃(Br_i)C(Me)₂C₆H₃(Br_i)OCH₂CH(OH)CH₂]_n OC₆H₃(Br_i)C(Me)₂C₆H₃(Br_i)OCH₂CHCH₂O,

где i=1-4, n=0-40, и/или продукта полной или частичной блокировки её концевых глицидильных групп, и 0,1-50 ч. производного полиалкиленового эфира Br-cодержащего бисфенола формулы

НО(R)_lOC₆H₃(Br_i)Y C₆H₃(Br_i)O(R)_mOH,

где R-остатки этилен-, изопропилен-, бутиленоксидов, i и m=1-5, Y-CH₂, C(Me)₂,SO₂, O, S или С(О). В качестве компонента В применяют соединение формулы

(NaO)_pSb₂O₅ ×qH₂O, где p=0,4-0,9, q=0-4 (кристаллизационная вода) [49].

Для получения трудно воспламеняющихся плёнок с улучшенной прозрачностью, не выделяющих токсичных галогенсодержащих газов при контакте с открытым пламенем, используемых в качестве защитных плёнок для труб из нержавеющей стали на атомных электростанциях, смешивают 100ч. ПБТ (марки ВТ-1500) или /и эластомерного сложного сополиэфира, содержащего бутилентерефталатные и другие алкилентерфталатные звенья, при их соотношении 3:7-7:3, 0,1-54; не менее 1 поглотителей УФ-лучей, выбранных из 2-(2–гидрокси-5-метилфенил)бензотриазола, 2-гидрокси-4-н-доде-цилоксибензо-фенона, этил-2-циано-3,3¢-дифенилакрилата, 2,4-ди-трет-бутилфенил-3¢,5¢-ди-трет-бутил-4¢-гидроксибензоата, а также обычно не более 100ч. неорганического наполнителя [Mg(OH)₂, Al(OH)₃,Ca(OH)₂, CaCO₃, тальк, гидротальцит] и перерабатыают на экструдерах с кольцевой или Т-образной насадкой в изделия толщиной 10-500мкм [50].

Композиционные материалы с улучшенными огнестойкостью, механическими и диэлектрическими свойствами, в частности, ударопрочностью, используется для изготовления деталей электронной аппаратуры, содержат 25-93,5% термопластичных полибутиленовых полиэфиров (ПБТ), 1-30% органических гаогенсодержащих антипиренов, 5-60 % неорганического наполнителя (тальк, глина, стеклянные частицы, порошки и хлопья) и 1-10% фосфатов формулы

А₂Р(О)[ОROP(O)(A)]_m А(1),

где А- ароматический радикал формулы С₆Н_3-nR¹_n, n = 0-3, R и R¹ –cоответственно ди- и моновалентный алифатический С_1-20, ароматический С_6-18 радикалы, m =1-30 [46].

В работе [47] предложен огнестойкий композиционный материал на основе ПБТ и смеси (галогенированного бензолсульфоната формулы

SO₃YC₆H₄(X)_a, г

де X – Cl, Br, Y – Na, K, а=1-5, 3 и полифосфата аммония формулы (NH₃PO4)_n, где n ³ 50.

Фирмой DSM Engineering разработан новый тип огнестойкого ПБТ стеклоармированного марки Arnite. Его отличает низкая вязкость расплава, хорошая текучесть, быстрое и более полное заполнение формы и гораздо меньший цикл формования изделий, а так же низкие усадка и коробление. Сверхвысокая текучесть Arnite позволяет снизить давление заполнения формы расплавом на 20%, а цикл формования сократить на 15%. Разработаны композиции, армированные 15 и 30% стекловолокна марок соответственно ТV 4 230 SNF и TV 2 260 SNF, в том числе содержащие до 50% вторичного полимера, что заметно снижает стоимость готовых изделий. Применяют их в конструкциях ЭВМ, компьютерной технике и других электронных системах при создании низковольтной аппаратуры. Высокая прочность и жёсткость новых марок ПБТ делает возможным использование их в различных конструкционных изделиях [57].

Огнестойкие термопластичные формовочные композиционные материалы в качестве основного компонента содержат А) 30-80% термопластичного сложного полиэфира и Б) 20-70% смеси из карбонатов металлов 2 главной подгруппы периодической системы, например, смеси из б₁)Mg-Ca-карбоната общей формулы Mg_xCa_y(CO3)_x+y× mH₂O, где x и y=1-5, x/y³1 и m>0, и б₂) основного Mg-карбоната общей формулы Mg_n(СО3)_v(ОН)_2n × WН₂О, где n=1-6, 6>v>0 и W³0, при соотношении б₁:б₂=1:1-3:1. Композиционные материалы отличаются высокой огнестойкостью при хорошем сочетании диэлектрических и механических свойств. Их применяют для получения волокон, плёнок и формованных изделий, например, в автомобильной промышленности, для корпусов электрических приборов и в строительстве [51].

Огнестойкий композиционный материал с улучшенными стабильностью при переработке, механическими и электрическими свойствами, изделия из которого имеют незначительные включения газов, содержит 100 ч. ароматического полиэфира, например, ПБТ, 1-60 ч. органического бромсодержащего соединения с содержанием брома ³ 20% и молекулярной массой ³ 450 и 1-50 ч. Sb₂O₃, 10% которого имеют кристаллическую ромбическую структуру [52].

Самозатухающий ПБТ марок Vestodur X7347 (неармированный) и Х7348 (30% стекловолокна) содержит антипирен, который не мигрирует на поверхность, и добавки, которые не вызывают коррозию металлических частей перерабатывающего оборудования. В состав нового материала не входит полибромированный дифениловый эфир. Материалы Vestodur имеют следующие свойства (Х7347/Х7348): модуль упругости 220/9000 МПа, ударную вязкость по Изоду (образцы с надрезом) 13/18 и 7,5/12 кДж/м соответственно при температуре 23° и -30°, твёрдость по Шору 78/80Д, деформационную теплостойкость 60/210° (1,8 МПа), объёмный индекс расплава 50/8см /10мин (250°, 2,16 кГ), огнестойкость V-0/V-0, усадка 1,8-2,2/1,5-1,8% соответственно в продольном и поперечном направлениях [53].

Термопластичную формовочную массу, содержащую 32,5-74,5 % полиалкилентерефталата, 5-20 % пентабромбензилакрилата, 0,5-7,5 % трехокиси сурьмы и 10-40 % армирующего наполнителя (стекловолокно) используют для изготовления изделий с высокими стойкостью к образованию токопроводящих следов и негорючестью. В качестве полиалкилентерефталата применяют полиэтилентерефталат, ПБТ или их смеси [54].