полимерная композиция для изготовления электродов электрофильтров

Формула изобретения

Полимерная композиция для изготовления электродов электрофильтров, включающая полипропилен стабилизированный, электропроводящий наполнитель, антипирен и модифицированную полимерную кремнийорганическую добавку, отличающаяся тем, что содержит в качестве электропроводящего наполнителя смесь сажи и графита в соотношении 1,5 1 соответственно, а в качестве антипирена смесь бромированного бисфенола-А с триоксидом сурьмы в соотношении 2 1 соответственно и дополнительно этиленпропиленовый каучук при следующем соотношении компонентов композиции, мас.

Печная сажа 12 15

Графит электропроводящий 8 10

Бромированный бисфенол-А [3,3", 5,5"-тетрабром-2,2"-бис-(4-гидроксифенил)пропан] 15 16

Триоксид сурьмы 7,5 8

Модифицированная полимерная кремнийорганическая добавка 0,5 1,5

Этиленпропиленовый каучук 10 15

Полипропилен стабилизированный Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к композиционным полимерным материалам, которые могут применяться для изготовления электродов электрофильтров, предназначенных для очистки химически агрессивных и влажных газов.

Известна полимерная электропроводящая композиция на основе полипропилена с сажевым наполнителем [1]

Недостатком этого материала является высокая способность к возгоранию, что осложняет возможность его применения, так как в условиях работы электрофильтров происходит пробой разрядных промежутков.

Наиболее близкой к предлагаемой является полимерная композиция следующего состава, [2] мас.

Полипропилен стабилизированный 43-56,5

Электропроводящий наполнитель (сажа) 20-30

Антипирен: смесь декабромдифенилоксида с триоксидом сурьмы в соотношении 1 (2-4) 20-27

Модифицированная полимерная кремнийорганическая добавка 0,5-2,0

Однако, как на осадительных, так и в точках коронирования на коронирующих электродах, изготовленных из известной композиции, отмечаются явления локальной деструкции, обусловленные повышением температуры в этих местах, связанных с низкой теплопроводностью материала. Эти явления приводят к снижению электрических характеристик материала.

К недостаткам следует отнести высокую хрупкость и низкие технологические характеристики этого материала, которые связаны с введением большого количества триоксида сурьмы и сажевого наполнителя, а также высокую стоимость декабромдифенилоксида.

Целью изобретения является повышение эффективности применения полимерной композиции для изготовления электродов электрофильтров за счет улучшения ее электрических, физико-механических и технологических характеристик и снижения стоимости.

Поставленная цель достигается тем, что полимерная композиция для изготовления электродов электрофильтров, включающая полипропилен стабилизированный, электропроводящий наполнитель, антипирен и модифицированную кремнийорганическую добавку, содержит в качестве электропроводящего наполнителя смесь сажи и графита в соотношении 1,5 1, соответственно, а в качестве антипирена смесь бромированного бисфенола-А с триоксидом сурьмы в соотношении 2 1, соответственно, и дополнительно этиленпропиленовый каучук при следующих соотношениях компонентов, мас.

Печная сажа 12-15

Графит электропроводящий 8-10

Бромированный бисфенол-А 15-16

Триоксид сурьмы 7,5-8

Модифицированная полимерная кремнийорганическая добавка 0,5-1,5

Этиленпропиленовый каучук 10-15

Пропилен стабилизированный Остальное

В соответствии с изобретением используют: полипропилен стабилизированный (ГОСТ 26996-86, марка 01010, термостабилизаторы по рецептуре 35), молекулярная масса 190000, печная сажа П268-Э (ТУ 3811591-87), графит электропроводящий ГЭ-4 (ГОСТ 7478-85), бромированный бисфенол-А (3,3",5,5"-тетрабром-2,2"-бис-(4-гидроксифенил) пропан), (ТУ 6-22-348-93), структурная формула



триоксид сурьмы (ТУ 48-14-1-8-2), модифицированная кремнийорганическая добавка СКТН "А" (ГОСТ 13835-93), полиметилсилоксан вязкостью 10-18 мин по ВЗ-1, молекулярная масса 50000-70000, структурная формула



тройной этиленпропиленовый каучук СКЭПТ-60 (ТУ 38-103252-79), молекулярная масса 80000-250000, структурная формула



Композицию готовят следующим образом: все компоненты смешивают в лопастном смесителе в течение 15-20 мин, готовую смесь подают в шнековый экструдер "Anger", состоящий из 4-х зон. Формование проводится при следующих параметрах.

Температура по зонам, ^oC:

I зона (зона загрузки) 160-170

II зона (зона смешения) 170-185

III зона (зона гомогенизации) 185-190

IV зона (фильерная головка) 185-190

Число оборотов шнека 90-110 об/мин.

Приготовленная смесь подается в I зону экструдера, продвигается по шнеку, при этом происходит плавление смеси, смешение и гомогенизация. Гомогенный расплав поступает в фильерную головку. Свежесформованный пруток охлаждается в ванне с водой (18-25^oC) и поступает на тянущее устройство. Толщина прутка регулируется числом оборотов тянущих валков. Затем пруток подается на грануляцию в роторную дробилку. Электроды формуют экструзией полученных гранул через плоско-щелевую профильную головку, оснащенную тянущим и калибрующим устройствами.

В табл. 1 приведены состав и количественные соотношения компонентов известной, предлагаемой и контрольной композиций.

Ниже приводится обоснование выбора количественного соотношения компонентов сажеграфитового наполнителя и антипирена.

В табл. 2 показана зависимость коэффициента теплопроводности от количественного соотношения сажи и графита в смеси.

Как видно из табл.2, оптимальным соотношением сажи к графиту является 1,5 1.

В табл. 3 показана зависимость величины кислородного индекса от соотношения компонентов антипирена.

В табл. 4 приведены сравнительные электрические, физико-механические и технологические характеристики известной, предлагаемой и контрольной композиций.

Из табл.4 видно, что:

использование в качестве электропроводящих наполнителей (сажи и графита) приводит к тому, что предлагаемый материал обладает более высокими теплопроводностью и электропроводностью, чем материал прототипа, что отражают: увеличение времени наступления электрического пробоя, коэффициентов теплопроводности и температуропроводности и уменьшение температуры в месте пробоя. Улучшение перечисленных параметров обусловлено образованием новой плотной и упорядоченной структуры материала, что подтверждают микрофотографии, полученные с помощью просвечивающего электронного микроскопа МВ-100л методом угольных реплик с поверхности скола;

введение более дешевого антипирена бромированного бисфенола-А в другом соотношении с трехокисью сурьмы положительно сказывается на перерабатываемости материала и является более экономически целесообразным, а также позволяет получить более негорючий материал;

введение в состав композиции этиленпропиленового каучука приводит к повышению эластичности материала при одновременном снижении его хрупкости, а также увеличению морозостойкости материала.

Все это в целом улучшает как технологические, так и эксплуатационные характеристики материала, что делает его эффективным конструкционным материалом для изготовления электродов электрофильтров.