DE1694530B2

DE1694530B2 - Nichtglimmende Polyvinylchlorid formmasse

Info

Publication number: DE1694530B2
Application number: DE1694530A
Authority: DE
Inventors: Franz-Josef Dipl.-Chem. Dr. 5030 Huerth Dany; Joachim Dipl.- Chem. Dr. 5043 Lechenich Kandler; Peter 5040 Bruehl Muench
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-03-23
Filing date: 1967-03-23
Publication date: 1975-05-15
Also published as: FR1559966A; BE712560A; NL6803820A; SE343072B; US3551379A; DE1694530C3; GB1147009A; DE1694530A1

Description

Unter den zahlreichen bekannten Anwendung*- möglichkeiten für Polyvinylchlorid gibt es solche, bei denen Polyvinylchlorid nur dann eingesetzt werden kann wenn die ihm eigene Eigenschaft, sich statisch aufzuladen, durch Zusatz bestimmter Stoffe beseitigt ist. Diese Forderung ist beispielsweise bei der Verwendung von Polyvinylchlorid als Fußbodenbelag in Krankenhäusern oder für chirurgische Gegenstände oder auf verschiedenen Gebieten des Bergbaus gegeben. Besonders in letztgenanntem Falle ist nur der Einsatz von antistatisch ausgerüstetem Polyvinylchlorid möglieh, da elektrostatische Aufladungen und Entladungen unter Funkenbildung zur Auslösung von Schlagwetter- «•xplosionen oder von elektrischen Zündern, die bei Sprengarbeiten verwendet werden, führen können. Man setzt deshalb dem Polyvinylchlorid solche Substanzen πι, die seinen elektrischen Widerstand auf einen Wert von weniger als 10' Ohm · cm herabsetzen. Als Zusatzstoff ist Ruß, besonders Acetylenruß, geeignet, der beispielsweise in einer Menge bis zu etwa 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise in einer Menge von etwa 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile PVC im antistatischen Polyvinylchlorid enthalten sein kann.

Das mit Ruß versetzte Polyvinylchlorid besitzt zwar nicht mehr die Fähigkeit, sich statisch aufzuladen, ist jedoch nunmehr mit dem Nachteil behaftet, daß es im Falle eines Brandes auch nach dem Verlöschen des Brandes bei Luftzutritt nachglimmt. Auch das rußfreie Polyvinylchlorid zeigt den Effekt des Nachglimmens, jedoch ist dieser nicht so ausgeprägt wie beim rußhaltigen Polyvinylchlorid. Diese Eigenschaft ist außerordentlich nachteilig für einen Einsatz des Polyvinyl-Chlorids an brandgefährdeten Stellen, wo im allgemeinen vorzugsweise schlecht brennbare Stoffe und solche, die zumindest nicht die Eigenschaft des Nachglimmens besitzen, Anwendung finden.

Zur Herabsetzung der Brennbarkeit eines Stoffes ist es bekannt, diesen mit flammwidrigen Substanzen, wie Verbindungen des Antimons oder Bors oder mit halogenierten Verbindungen der phosphorigen Säure oder Phosphorsäure zu behandeln. Halogeniert organische Verbindungen zeichnen sich im Vergleich zu halogenfreien Verbindungen generell durch eine verminderte Brennbarkeit aus, wobei mit zunehmendem Halogengehalt das flammwidrige Verhalten verbessert wird. Unabhängig von der Eigenschaft eines Stoffes, sich selbst zu verlöschen, ist die des Nachglimmens des teilweise abgebrannten Stoffes. Es wurde festgestellt, daß besonders rußhaltiges Polyvinylchlorid, also eine organische Halogenverbindung mit einer gewissen Befähigung, selbst zu verlöschen, im teilweise abgebrannten Zustand zum Nachgiimmen tendiert, wobei durch Sauerstoff- oder Luftzufuhr ein erneutes Aufflammen eines bereits gelöschten Brandes herbeigeführt werden kann. Das Nachglimmen von Polyvinylchlorid, insbesondere von rußhaltigem, antistatischem Polyvinylchlorid, konnte bisher auch nicht durch Zugabe bekannter Flammschutzmittel, wie z. B. von Antimontri-

ι ο oxy d verhindert werden --,·,·

Es bestand somit das Bedürfnis, das durc.i vielseitige Anwendungsmöglichkeiten gekennzeichnete Polyvinylchlorid von seiner Eigenschaft, im Falle des teilweisen Abbrennens nachzuglimmen, zu befreien. Dieses Ziel wird durch die erfindungsgemäße Polyvinylchloridformmasse erreicht.

Gegenstand der Erfindung sind somit nichtglimmende Polyvinylchloridformmassen, welche aus

^A> ^I0° Gewich isteilen Polyvinylchlorid,

B) etwa 0,3 bis etwa 10 Gewichtsteilen roten Phos-

phors und
_{Q Q} ^ _{etwa 5Q Gewichtsteilen Ruß}

bestehen.

Vorzugsweise enthält die erfindungsgemäße Formmasse 0,5 bis 5 Gewichtsteile roten Phosphors pro 100 Gewichtsteile Polyvinylchlorid. Ein weiteres bevorzugtes Meikmal der Erfindung betrifft die Teilchengröße des roten Phosphors, die etwa 0,001 bis 0,02 mm betragen soll.

Die Verwendung von Ruß, insbesondere Acetylenruß, als Bestandteil des Polyvinylchlorids zur Herabsetzung dessen elektrischen Widerstandes ist. bekannt.

Desgleichen gehört die Anwendung von Antimontrioxyd als Flammschutzmittel zum Stand der Technik. Es wurde jedoch festgestellt, daß Anlimontrioxid nicht geeignet ist, das Nachglimmen von Polyvinylchlorid zu verhindern, so daß die Notwendigkeit besieht, PoIyvinylchlorid durch Zusatz von rotem Phosphor gegen unerwünschtes Nachglimmen zu stabilisieren.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Polyvinylchloridformmasse erfolgt vorteilhafterweise derart, daß man z. B. durch Suspensionspolymerisation hergestelltes, pulverförmiges Polyvinylchlorid mit pulverisiertem rotem Phosphor und gegebenenfalls Ruß mischt und das Gemisch in bekannter Weise durch Extrudieren und Pressen zur Ausbildung eines Gegen-Standes weiterverarbeitet.

Wie bereits erwähnt, zeigt Polyvinylchlorid, das keinen Ruß enthält, nicht die gleiche Neigung zum Nachglimmen bei kürzerer Flammeneinwirkung wie rußhaltiges Polyvinylchlorid. iNach längerer Flammeneinwirkung und somit praktisch völliger Zerstörung des PVC-Gerüsles glimmt es jedoch nach, so daß sich das Einmischen von rotem Phosphor in Polyvinylchlorid gemäß der Erfindung auch auf rußfreics Polyvinylchlorid bezieht. Besondere Bedeutung gewinnt die Erfindung vornehmlich für rußhaltiges Polyvinylchlorid, da letzteres den zum Nachglimmen neigenden Ruß von vornherein enthält, während in einem rußfreien Polyvinylchlorid beim Verbrennen erst wesentliehe Mengen des gebundenen Chlors durch längere Flammeneinwirkung entfernt werden müssen, ehe ein Nachglimmen beobachtet werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung, der nichtglimmende Polyvinylchloridformmassen betrifft, weicht in seiner Zielsetzung von den bekannten selbstverlöschenden

Formmassen ab, da Polyvinylchlorid als Halogenträger bereits in einem bestimmten Ausmaße die Eigenschaft des Selbstverlöschens besitzt. Insofern besteht auch zwischen den in der deutschen Patentschrift 11 73 641 beschriebenen selbstverlöschenden Schaumstoffen und dem Gegenstand der Erfindung kein in der Problemstellung übereinstimmender Zusammenhang.

Die Vorteile der erfindungsgemäßen ?olyviny!- chloridformmassen sind der in nachfolgendem Beispiel dargestellten Tabelle zu entnehmen.

Beispiel

In einer Versuchsreihe von 18 Versuchen wurde das Nachglimmen von entzündeten rußfreien und rußhaltigen Polyvinylchlorid-Probestreifen beobachtet, wobei verschiedene Streifen zusätzlich noch mit \ otem Phosphor oder Antimontrioxyd präpariert waren. Bei allen Versuchen wurde von einem durch Suspensionspolymerisation hergesteliten Polyvinylchloridpu!- ver, das mit 3 Gewichtsteilen Bleistearat stabilisiert war und einen Ä-Wert von 62 sowie eine maximale Teilchengröße von 0,16 mm besaß, ausgegangen. Das Polyvinylchloridpulver wurde in einem Extruder bei 16O⁰C zu Strängen von 3 mm Durchmesser extrudiert, anschließend die Stränge unter Erwärmen auf 190⁰C zu Platten von 2 mm Dicke gepreßt und letztere zu Streifen von 10 mm Breite geschnitten. Besondere Zusätze zum Polyvinylchloridpulver, wie Acetylenruß, roter Phosphor oder Antimontrioxyd, erfolgten vor der Extrudierung des Polyvinylchlorids durch Mischen der einzelnen Komponenten in einem Sigma-Kneter während 30 Minuten. Der als Mischungskomponente eingesetzte Acetylenruß war durch ein Schüttgewichi von 50 g/Liter gekennzeichnet, während der rote Phosphor und das Antimontrioxyd eine maximale Teilchengröße von 0,02 mm aufwiesen. Zur Prüfung des Glimmeffektes wurden die einzelnen Probestreiten an einem Ende etwa 20 Sekunden in die Flartime eines Bunsenbrenners gehalten und zur Entzündung gebracht. Der aus der Flamme entfernte Probestreifen wurde einem Luftstrom von etwa 500 Liter/Stunde. der aus einer Düse ausströmte, ausgesetzt. Die Düsenöffnung besaß einen Durchmesser von 8 mm.

Die folgende Tabelle gibt die Zusammensetzung der einzelnen Probestreifen sowie die beim Glimmversuch erzielten Ergebnisse wieder, wobei den in der letzten Spalte aufgeführten Zahlen folgende Bedeutung zukommt:

0 glimmt nicht nach;

1 glimmt nach wiederholter Flammeneinwirkung nach;

2 glimmt nach einmaliger Flammeneinwirkung nach.

Der spezifische Durchgangswidersland der bei den Versuchen Nr. 10 bis 18 eingesetzten Probestreifen betrug weniger als 100 Ohm · cm.

Versuch	Zusätze im	PVC-Probestreifcn pro	Gewichts	Gewichts	Nach-
Nr.	100 GewichtsteiJe PVC	teile	teile	glimm-
		P-rot	Sb₂O₃	effekt
	Gewichts	0	0
	teile	0	1
	Ruß	0	3
1	0	0	5	1
2	0	0	7	1
3	0	0	0	1
4	0	0	1	1
5	0	0	3	1
6	20	0	5	2
7	20	0	7	2
8	20	1	0	2
9	20	3	0	2
10	20	5	0	2
11	0	7	0	0
12	0	1	0	0
13	0	3	0	0
14	0	5	0	0
15	20	7	0	0
16	20		0
17	20		0
18	20	0

Claims

Patentansprüche:

1. Nichtglimmende Polyvinylchloridformmasse, bestehend aus

A) 100 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid,

B) etwa 0,3 bis etwa 10 Gewichtsteilen roten Phosphors und

C) 0 bis etwa 50 Gewichtsteilen Ruß.

2. Polyvinylchloridformmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie roten Phosphor mit einer Teilchengröße von etwa 0,001 bis etwa 0,02 mm enthält.