DD143622A1 - Flammwidrige kunststoffe auf der basis eines styrolpolymeren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft flammwidrige Kunststoffe auf der Basis eines Styrolpolymeren. Ziel der Erfindung ist es, solche Flammschutzmittelzusätze für das Polystyrol zu finden, d£e im Gegensatz zu den üblichen kernbromierten Aromaten in möglichst einfacher auch bekannter Weise hergestellt werden, wobei die mechanischen Eigenschaften des Polymeren nur in kleinstmöglicher Weise herabgesetzt werden und sich keine anderen nachteiligen Nebenwirkungen zeigen. Als Flammschutzmittel werden 0,5 bis 15 Gew.T. auf 100 Gew.T, Styrolpolymeren des 2,3-Dibrombuten-2-diol-1,4 zugesetzt. Als Synergisten können anorganische Flammschutzmittel, wie Antimontrioxid, zugemischt werden. Das bromhaltige Diol eignet sich zur Flammfestmachung von Polystyrol, besonders für schlagzähe Kompaktmassen.

Description

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Titel der Erfindung

Flammwidrige Kunststoffe auf der Basis eines Styrolpolynieren

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft flammwidrige Kunststoffe auf Basis eines Styrolpoly mere η mit halogenhaltigen Fl amins c hut ζ-mittelzusätzeijo

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Polystyrolkunststoffe finden einen breiten technischen Anwendungsbereich,, Für viele Zwecke ist es jedoch wünschenswert, daß die Kunststoffe selbstlöschend wirken.

Diese .Eigenschaft wird durch die Anwesenheit von Flammschutzmitteln auf der Basis von halogenierten organischen Verbindungen erzielt. Bei Kunststoffen auf Styrolbasis zeigt sich die Zugabe von halogenierten Diphenyl, Diphenylether und dgl. als besonders vorteilhaft. Sine bedeutungsvolle Stoffgruppe, welche die Brennbarkeit, der Polystyrolkunststoffe hemmt, bilden bromierte aromatische Kohlenwasserstoffe wie Tetrabrombenzol, Tetrabromtoluol (C-B-PS 1 158 168), Tetrabromxylol (CS-PS 97 296) , bromierte Alkylbenzole (DE-AS 2 13o'296, DB-AS 2 o64 677, JP-PS 71.24 132), bromiertes Hexamethylbenzol (F-PS . 2 ol8 49o) oder Hexabrombenzol (US-PS 2 698 347). Sine weitere große Flammschutzmittelgruppe bilden die bromierten Polymeren und Oligomeren, wie z* B. Oligomere der Alkylbenzole (DE-AS 2 358 855,F-PS 1 52o 880), Alkylbenzol-Copolymere mit Dienen (DE-AS 1 258 08I) und Additionsprodokte des Cyclopentadien und vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen (US-PS 3 891 599, üS-ps 3 711 653). Der Nachteil all dieser Stoffe von aromatischer Natur ist, daß ihre Synthese über die Substitution von Wasserstoff am Benzolkern durch Halogen in Gegenwart von zumeist überwiegend stark elektropiailen Katalysatoren wie FeCIo, AICIq u. a. in Halogenkohlenwasserstoffen als Lösungsmittel verläuft und daher technisch sehr aufwendig ist. Ferner setzen sie in v/irksamer Menge die mechanischen Eigenschaften der Styrolpolymeren bedeutend herab.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist, ein solches Flammschutzmittel zu finden, das in einfacher Weise ohne Zwangsanfall an lästigen Nebenprodukten gegenüber den bekannten Flammschutzmittel auf alipnatischer Basis herstellbar ist und dessen Wirksamkeit die der bekannten Flammschutzmittel auf Aromatenbasis übertrifft. Es soll ferner im Gegensatz zu bekannten Flammschutzmittelzusätzen die mechanischen' Eigenschaften der Styrolpolymeren nicht beeinträchtigen.

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgäbe.zugrunde, einen flammwidrigen Kunststoff "auf Basis eines Styrο!polymeren mit geeigneten Flaromschutzmittelzusätzen zu· entwickeln, der den genannten Anforderungen gerecht wird.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß die Zugabe von 2,3-Dibrombuten-2-diol-1,4 mit einem Gehalt von 65,04 Gewichtsprozent aliphatisch gebundenem Brom, dessen Herstellung in der F-PS 1 492 303 beschrieben wird, in einer Menge von 0,5 bis 15 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile Polymeren zu Styrolpolymeren zugemischt einen Kunststoff ergibt, der außerordentlich gute flammwidrige Eigenschaften besitzt ohne wesentliche Herabsetzung seiner mechanischen Kenndaten oder nachteiliger Einflüsse auf sein äußeres Erscheinungsbild, wie Farbe, Glanzj Oberflächengüte usw.

Das ist für den Fachmann unerwartet, da aliphatisch^ Bromverbindungen wegen zu geringer Themostabilität, leichter Abspaltbarkeit von Brom in Form der chemisch aggressiven Bromwasserstoffsäure, niedrigen Schmelzpunkten, geringer Verträglichkeit mit aromatischen Basispolymeren nicht als Zusatzstoffe zur Herstellung flammwidriger Kunststoffe geeignet . erscheinen (R. Burkhardt, Έ.Ή. Petersen und N. Vollkommer, Chemiker-Ztg. 102, 11-13 (1978).

Die Wirkung dieses Flammschutzmittel läßt sich weiter synergistisch steigern, wenn der flammwidrige Kunststoff auch anorganische Flammschutzmittel beigemischt enthält, besonders Antimontrioxid mit einer Teilchengröße unter 5/·¹ i*¹ einer Menge von 3-11 Gewichtsteilen auf 100 Teile Styrο!polymer«

Der flammwidrige Kunststoff auf der Basis eines Styrolpolyiaeren kann auch andere bekannte Flammschutzmittel, wie z. B« Verbindungen des Aluminiums und Phosphors zusätzlich enthaltene Zu den Kunststoffen lassen sich auch weitere Zusätze, wie Schäummittel, Farbstoffe, Plastifiziermittel, Füllstoffe usw. beimengen. Der Vorteil des flammwidrigen Kunststoffes auf der Basis eines Styrolpolymeren und eines bromhaltigen Diols gemäß der Erfindung liegt auch darin begründet, daß das zugesetzte Flammschutzmittel auf einfache und bekannte Weise durch Addition von Brom an ungesättigte aliphatische Diole in wäßriger Phase ohne Entstehung schädlicher Mengen von Nebenprodukten in Bezug auf Korrosion und Arbeits-, Gesundheits- und Umweltschutz hergestellt werden kann, wie sie die F-PS 1.492- 3o3 beschreibt, und zum Unterschied von herkömmlichen bekannten Flammschutzmitteln, den kernbromierten Aromaten, eine vergleichbar bessere Flammschutzwirkung erzielt wird, ohne die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffes negativ zu beeinflussen.

Die Erfindung wird an folgendem Beispiel erläutert, wobei die erzielten Ergebnisse mit Parametern des Hexabrombenzol und Antimontrioxid als Flammschutzmittel enthaltenen Polystyrols und mit Parametern eines Polystyrols ohne Flaimnschutzmittelzusatz verglichen werden.

Ausführ ungsbe is pie I.

In einem Schnellmischer wurden loo Gew.-Teile schlagfestes Polystyrol mit den in der Tabelle angegebenen Gewichtsteilen Hexabrombenzol bzw. 2,3-Dibrombuten-2-diol-l,4 und Antimontrioxid vermischt. Das Gemisch wurde in einem Zweischneckenextruder plastiziert und anschließend granuliert. Aus dem Granulat wurden Prüfkörper angefertigt und die Brennbarkeit nach AST D 2867-7o (Sauerstoffindexmethode) bestimmt.

.996

Es wurden folgende Werte gefunden:

PSS ohne

PSS	10	PSS
HBB	11	DBD
Sb2C	Sb2O3
10	10 10
3	3 11

Flammschutzmittel —

Antimontrioxid —

Brennbarkeit

nach ASTLl D 2867-70 17

21,2 22,3 24,5 26,2

Erläuterung der Abkürzungen:

PSS = Polystyrol schlagzäh

FSM ü Flammschutzmittel

HBB = Hexabrombenzol

BBD = 2,3-Dibrorabuten - 2-diol~1,4

Sb₀O₀ = Antimontrioxid

Claims (2)

1. iPrf indunp;sanspr uch

   · FlamirLV/i&riger Kunststoff auf der Basis eines Styrolpolyiaeren und Flammschutamittelztisätzen, gekennzeich- ;..net dadurch, daß er ^j e 100 Gewicht steile Styrolpolymei: 0>5 - 15 Gev/ichtsteile des 2,3~Dibrombuten-2-diol-1 ,H enthält.
2. 2. Flarmwidriger Kunststoff nach Punkt Ί, gekennzeichnet dadurch, daß er zusatzlich.synexgistisch wirkende 'Flammschutzmittel, vorzugsweise Antiniontrioxid einei? Teilchengröße unter 5 p- und/oder Flammschutzmittel wie Verbindungen des· Aluminiums oder Phosphors enthält.