DE1794271A1 - Verfahren zur Herstellung flammfester,selbstverloeschender Formmassen,Formteile,Lacke,Filme,Folien und UEberzuege aus an sich brennbaren Kunststoffen - Google Patents
Verfahren zur Herstellung flammfester,selbstverloeschender Formmassen,Formteile,Lacke,Filme,Folien und UEberzuege aus an sich brennbaren KunststoffenInfo
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Description
DiPL-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT
50^8 Rodenkirchen Bz. Köln, Grüngürtelstr. 10
25.9.1968
Dl/L/ra; CFK
"Verfahren zur Herstellung flammfester, selbstverlöschender
Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und Überzüge aus an sich brennbaren Kunststoffen"
Um die Brennbarkeit von Kunststoffen herabzusetzen und damit ihre Anwendungsmöglichkeiten zu erweitern,
hat es sich bewährt, den Kunststoffen organische Halogen und/oder Phosphor enthaltende Verbindungen, wie
beispielsweise Chlorparäffine, Te tr abr oma than, PoIychlordiphenyl,
Pentabromdiphenyläther, Tr is-(2-chloräthyl)-phosphat
oder Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat,
als Flammschutzkomponente zuzusetzen. Soweit diese Flammschutzkomponenten niedermolekular sind und den
Kunststoffen, beispielsweise bei deren Verformung zu einem Formteil, nur mechanisch zugemischt werden, haben
diese Flammschutzkomppnenten den Nachteil, nach einiger Zeit aus dem Kunststoff zu migrieren. Dadurch
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sinkt der Gehalt an Plammschutzkomponenten In dem Kunststoff bzw. in dem Formteil, und diese werden wieder brennbar.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Kunststoffbildungsgemischen einbaufähige organische Halogen- und/oder
Phosphorverbindungen so zuzusetzen, daß diese in die Makromoleküle des Kunststoffs eingebaut werden. Hierzu können beispielsweise Tetrabrombisphenole, Hexachlorendomethylentetrahydr©phthalsäureanhydrid (HET-Säureanhydrid),
TetrabromphthalsäureanhydrId sowie freie Hydroxylgruppen
"enthaltende Phosphate oder Phosphonate eingesetzt werden.
Durch den Zusatz dieser Verbindungen wird -jedoch die Rezeptur und in den meisten Fällen auch das Verfahren zur
Herstellung der Kunststoffe verändert, was zu technischen Schwierigkeiten bei der Herstellung und zu Veränderungen
der mechanischen Eigenschaften der Kunststoffe führt. Viele organische Phosphorverbindungen haben beispielsweise eine weichmachende Wirkung auf die Kunststoffe,
während der Austausch von Phthalsäureanhydrid gegen HET-Säureanhydrld bei der Herstellung flammfester, ungesättigter Polyesterharze zu einer Versprödung der Harze
führt. Außerdem müssen bei der Herstellung solcher flammfester Kunststoffe oftmals andere Katalysatoren, Initiatoren, Beschleuniger oder Stabilisatoren eingesetzt werden« um unerwünschte Nebenreaktionen zu vermeiden.
Es wurde daher nach Möglichkeiten gesucht, diese Nachteile zu vermeiden, ohne daß die erprobte Wirksamkeit
der seit langen technisch eingesetzten Flammschutzkomponenten verzichtet werden muß.
Es wurde ein Verfahren zur Herstellung flanaffester, selbstverlöschender Formmassen, Formteile, Laoke, Filme, Folien
und Überzüge, die in der Hauptaenge oder vollständig aus
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an sich brennbarem Kunststoff bestehen, durch Zumischen
von flammhemmenden Verbindungen gefunden. Danach werden die flammhemmenden Verbindungen in Mikrokapseln von 5
bis 5.000 L· Durchmesser eingeschlossen eingesetzt.
Gegenstand der Erfindung ist weiter die Verwendung von in Mikrokapseln eingeschlossenen, flammhemmenden Verbindungen
als Flammschutzkomponente in Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen, Folien und überzügen, welche in
ihrer Hauptmenge oder vollständig aus an sich brennbarem Kunststoff bestehen und bei maximalen Temperaturen und/
oder unter einer maximalen Druckbelastung erzeugt oder verformt werden, die unter der maximalen thermischen
und/oder mechanischen Festigkeit der Mikrokapseln liegt.
Außerdem werden flammfeste und selbstverlöschende Formmassen,
Formteile, Lacke, Filme, Folien und Überzüge ,v
die in ihrer Hauptmenge oder vollständig aus an sich brennbarem Kunststoff bestehen und flammhemmende Verbindungen
enthalten, gefunden, in denen die flammhemmenden Verbindungen in Mikrokapseln von 5 bis 5*000 L^
Durchmesser eingeschlossen sind.
Die Herstellung der erfindungsgemäß zu verwendenden und mit flammhemmenden Verbindungen gefüllten Mikrokapseln
kann nach Verfahren erfolgen, die für die Erzeugung von mit Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen gefüllten Kapseln von 5 bis 5·000 ^</Durchmesser bekannt sind. Ein
solches Verfahren ist beispielsweise in der USA-Patentschrift 3 159 585 beschrieben. Nach diesem bekannten
Verfahren werden die einzuschließenden Substanzen allseitig mit einem Häutchen des Überzugsstoffes umschlossen,
das so die Mikrokapsel bildet. Als Überzugsstoffe haben sich bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Mikrokapseln
beispielsweise Dextrin- oder Gelatine-Derivate, Homo- und Mischpolymerisate aus ungesättigten Kohlenwasserstoffen
und deren Derivaten bewährt, wie bei-
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spielsweise Styrol, Mischpolymerisate aus Acrylamid und tertiärem Butylacrylamid oder aus Styrol und Divinylbenzol. Auoh Naturharze, wie Gummiarabicum oder Gemische
von Gummiarabicum und Gelatine, sind geeignet. Andere Substanzen können auch als Überzugsstoffe eingesetzt
werden, wenn sie zur Bildung von Mikrokapseln geeignet sind. Als Beispiel für die Erzeugung von erfindungsgemäß .verwendbaren Mikrokapseln wird nachstehend die Herstellung von aus carboxyHertem Dextrin bestehenden Mikrokapseln angegeben, die mit Tris-(2,3-dibrorapropyl)-phosphat gefüllt sind.
500 Gewichtsteile Malsstärke werden in 700 Gewichtsteilen Wasser bei einer Temperatur von 30° C suspendiert.
In diese Lösung wird im Verlauf von zwei Stunden eine wässrige Lösung von Natriumhypochlorit, die 25j£ aktives
Chlor enthält, eingerührt, wobei der pH-Wert der Suspension durch ständige Zugabe geringer Mengen wässriger
Salzsäure auf 7,5 + 0,1 gehalten wird. Nach Zugabe der Natriumhypochloritlösung wird die Suspension 5 Stunden
lang auf dem pH-Wert von 7,5 +0,1 gehalten. Anschließend wird durch Zugabe von 0,25 Gewichtsteilen Natriumhydrogensulfit, gelöst in der geringstmöglichen Wassermenge, Überschüssiges Chlor entfernt. Durch Zusatz von
konzentrierter Salzsäure wird dann der p„-Wert des Reaktionsgemische auf 2,2 bis 2,5 eingestellt und dieses
anschließend zwei Stunden gerührt. Sodann wird das Gemisch filtriert« Die als Rückstand verbleibende carboxylierte Stärke wird säure- und salzfrei gewaschen und bei
Temperaturen von 50 bis 80° C auf einen Restfeuchtegehalt von ca. 10j6 getrocknet.
Die so hergestellte carboxylierte Stärke wird durch Besprühen nlt wässriger Salzsäure bei e,iner Temperatur
von 190° C in 15 Min. in carboxyliertes Dextrin übergeführt. Dieses carboxylierte Dextrin ist zu über 90j£ in
Wasser von 22° C löslich.
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150 Gewichtsteile des so erhaltenen carboxylierten Dextrins werden innerhalb von 20 Min. in 300 Gewichtsteilen Wasser bei 75° C gelöst und auf 22 bis 25° C abgekühlt. Unter Rühren werden 300 Gewichtsteile Tris-2,3-dibrompropyl)-phosphat in dieser Lösung emulgiert. Die
Emulsion wird bei einer Temperatur von 80 bis 85° C
sprühgetrocknet. Das resultierende und aus Mikrokapseln mit etwa 20 J^ Durchmesser bestehende Trockenprodukt enthält 40 Gewichtsprozent Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat. Nach dem gleichen Verfahren können Chlorparaffine mit bis zu 70 Gewichtsprozent Chlorgehalt, Dibromäthan, 1,1,2,2 -Tetrabromäthan, Pentabromdiphenyläther oder Tris-(chloräthyl)-phosphat in Mikrokapseln
eingeschlossen werden. Solche Mikrokapseln enthalten vorzugsweise 90 Gewichtsprozent Chlorparaffin, 85 Gewichtsprozent Dibromathan, 90 Gewichtsprozent 1,1,2,2 -Tetrabromäthan, 80 Gewichtsprozent Pentabromdiphenyläther oder 50 Gewichtsprozent Tris-(chlorHthyI)-phosphat. Auch andere flammhemmende Verbindungen können in
Mikrokapseln eingeschlossen werden,und bestehen, welche
mit den eingeschlossenen flammheramenden Verbindungen
nioht reagieren. Die Mikrokapseln aollen nach Möglichkeit gegenüber dem Kunststoff, mit den sie verarbeitet
werden, Inert sein. In einigen Fällen kann es aber auch vorteilhaft sein, wenn die Substanz, aus der die Mikrokapsel· ibeeteht, oberflächlich mit den Kunststoff oder
dessen Bestandteilen reagiert. Eine derartige Reaktion an der Oberfläche der Mikrokapsel darf jedoch nie zur
Zerstörung der Mikrokapsel führen. Allein in de» Fall
der zerstörungsfreien Reaktion dee Kunststoffe nlt der
Oberfläche der Mikrokapsel wird ein· Verstärkung der
Kapeelwandung bewirkt und die Mikrokapsel feet in dem GefUge der Makromoleküle dee Kunststoffs verankert.
x) wenn diese aus Substanzen erzeugt werden
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Die mit den flammhemmenden Verbindungen gefüllten Mikrokapseln werden den Bildungsgeraischen für die Formnassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und Überzüge
oder diesen selbst, die in Ihrer Hauptmenge aus an sich brennbaren Kunststoffen bestehen, zugemischt
und diese Gemische nach den bisher für solche Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und Überzüge
oder deren Bildungsgemische gebräuchlichen Verfahren weiter verarbeitet, wobei jedoch flammfeste oder selbstverlöschende Produkte entstehen.
So können die mit flanmhemmenden Verbindungen gefüllten Mikrokapseln den Lösungen ungesättigter Polyester, die
beispielsweise aus Phthalsäureanhydrid oder Adipinsäureanhydrid, dem Anhydrid einer ungesättigten, mehrwertigen
Carbonsäure, wie Maleinsäureanhydrid« und einem mehrwertigen Alkohol, wie Äthylenglycol, gebildet worden
sind, In Styrol zugesetzt werden, worauf das erhaltene Gemisch als Gießharz oder Lacklösung nach gebräuchlichem Verfahren welter verarbeitet wird« Die mit flammhenaenden Verindungen gefüllten Mikrokapseln können auch
den beispielsweise aus Bisphenol-bis-(glyeidylather) bestehenden Auegangsgemischen für die Erzeugung von PoIyepoxiden vor deren Aushärtung zugemlsoht werden. Die
hierbei entstehenden und als Gießharz oder Lacklösung vorliegenden Gealsohe werden dann naoh Zusatz von AmIn,
wie beispielsweise. Triäthylentetranin, Metaphenylendl-•JBln, oder von Anhydriden, wie beispielsweise Hexahydrophthalsäureanhydrid oder Maleopiaarsäureanhydrid, in
an sich bekannter Welse ausgehärtet und verformt. Zur Erzeugung von gegebenenfalls verschäumen Formteilen
au« Polyurethanen werden die mit flaaaheanenden Verbindungen gefüllten Mikrokapseln den Polyurethan-Blldungsgeeisohen zugesetzt. Diese Bildur^egeeieohe bestehen bekanntlich in der Hauptnenge aus Polyestern oder PoIy-Ithern alt freien Hydroxylgruppen und mehrwertigen Iso-
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eyanaten, wie beispielsweise Toluylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat
oder Polymethylenpolyphenylisocyanat, denen noch gebräuchliche Katalysatoren, Stabilisatoren
und gegebenenfalls Lösungs- und/oder Treibmittel zugesetzt sein können. Nach Zumischung der mit den flammhemmenden
Verbindungen gefüllten Mikrokapseln werden diese Bildungsgemische unter Formgebung, gegebenenfalls
unter Aufschäumen, in an sich bekannter Weise ausgehärtet.
Zur Herstellung flammfester Polystyrolschäume werden die Mikrokapseln auf die Oberfläche bereits vorgefertigter
blähfähiger Polystyrolgranalien oder von Granalien, die aus einem Mischpolymerisat des Styrole unter
Zusatz von 2 Gewichtsprozent Divinylbenzol bestehen, in einer Schicht aufgebracht. Hierzu werden die Mikrokapseln als Suspension in leichtflüchtigen Lösungsmitteln,
wie beispielsweise Pentan, Petroläther (Kp 40 bis 60° C), Wasser oder Methanol, mit den Polystyrolgranalien
vermischt, worauf das Suspensionsmittel verdampft wird. Es ist vorteilhaft, der Suspension noch
ein gebräuchliches Bindemittel, wie beispielsweise Polyisobutylen, Polyvinylalkohol, Polyvlnylather, zuzusetzen, um die Haftung der Mikrokapseln auf der Oberfläche der Polystyrolgranalien zu verstärken. Die mit
einer Schicht der Mikrokapseln überzogenen Polystyrolgranalien werden anschließend wie üblich unter Verschäumen
verformt.
Die mit dem flammhemmenden Verbindungen gefüllten Mikrokapseln
werden in solchen Mengen eingesetzt, daß die in der Hauptmenge oder vollständig aus Kunststoff
bestehenden Formmassen, Formteile, Lack«, Filme, Folien, Überzug« oder deren Bildungsgemische bis zu 25
Gewichtsprozent Chlor, bis zu 12 Gewichtsprozent Brom und/oder bis zu 4 Gewichtsprozent Phosphor1 enthalten.
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überraschenderweise wird somit nicht mehr an Flammschutzkomponenten
als bei der Verwendung nicht in Kapseln eingeschlossenen Flammschutzkomponenten benötigt.
Sollte es in speziellen Fällen technisch günstig sein, so können neben den in Mikrokapseln eingeschlossenen
Flammschutzkomponenten noch unverkapselte Flammschutzkomponenten, beispielsweise Antimontrioxid,
Arsentrioxid, Wismuttrioxid und/oder mit den Bildungskomponenten
der Kunststoffe reagierende Flammschutzkomponenten, eingesetzt werden. Die Menge der flammhemmenden
Verbindungen zueinander in den Mikrokapseln und die Menge der einzusetzenden Mikrokapseln sollen
so aufeinander abgestimmt sein, daß die Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien, überzüge oder deren
Bildungsgemische, die in ihrer Hauptmenge oder vollständig aus an sich brennbarem Kunststoff bestehen,
z.B. etwa 5 Gewichtsprozent Brom und 0,5 bis 0,7 Gewichtsprozent Phosphor enthalten.
Wenn der Kunststoffanteil der Formmassen, Formteile,
Lacke, Filme, Folien, überzüge oder deren Bildungegemische aus Polyester-Styrol-Gemischen besteht, werden
vorteilhaft Mikrokapseln verwendet, die Tris-(dibrom»-
propyl)-phpsphat und Triphenylphosphat enthalten. Die
gleiche Wirkung kann mit Mikrokapseln hervorgebracht werden, die neben Pentabromdiphenylather noch Trikresylphoaphat
oder roten Phosphor enthalten. Es können aber auch Mikrokapseln eingesetzt werden, die nur Pentabromdlphenylather
enthalten, wenn dieser Kunststoffanteil
der Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien, überzüge oder deren Bildungsgemische eine einbaufähige
Phosphorverbindung, wie beispieleweise Trifcllylphosphat,
enthält. Allgemein sollen die Gemische aus Styrol und ungesättigten Polyestern insgesamt 5 Gewichtsprozent
Bro» und 0,5 bis 0,7 Gewichtsprozent Bho»phor
enthalten. Auch in Mikrokapseln eingeschlossene Chlor-
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paraffine können zum Flammfestmachen von Gemischen aus
Styrol und ungesättigten Polyestern eingesetzt werden und zwar in solchen Mengen, daß diese Gemische 25 Gewichtsprozent
Chlor enthalten. Bei gleichzeitigem Einsatz einer organischen Phosphorverbindung in einer
Menge, daß in dem Endprodukt z.B. 0,5 Gewichtsprozent Phosphor vorliegen, kann die Menge der Chlorparäffine
so gesenkt werden, daß das Endprodukt etwa 15 Gewichtsprozent
Chlor enthält.
Für Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien, überzüge
oder ihre Bildungsgemische, die in der Hauptmenge oder vollständig aus Polyepoxiden oder Polyurethanen
bestehen, können, mit Ausnahme von Triallylphosphat,
alle flammhemmenden Verbindungen eingesetzt werden, die vorstehend für Polyester-Styrol-Gemische genannt
sind. Bei Epoxiden ist es auch möglich, den roten Phosphor
nicht in Mikrokapseln eingeschlossen zu verwenden. Bei Polyepoxiden und Polyurethanen geben Gehalte von
5 Gewichtsprozent Brom und 2 Gewichtsprozent Phosphor im allgemeinen einen vollständigen Flammschutz.
Aus Polystyrol bestehende oder dieses enthaltende Formmassen,
Formteile, Lacke, Filme, Folien, überzüge oder ihren Bildungsgemischen können in Mikrokapseln eingeschlossenes
Dibrora- oder Tetrabromäthan als Flammschutzkomponente
in solchen Mengen enthalten, daß in dem Gemisch etwa 2 Gewichtsprozent Brom vorliegen. Diese Brommenge
kann auf etwa 1 Gewichtsprozent vermindert werden, wenn zusammen mit dem Dibrom- oder Tetrabromäthan geringe
Mengen an organischen Peroxiden, wie beispielsweise Dioumylperoxid, tertiäres Butylperbenzoat, Ferrocen
oder Schwermetallacetylacetonate, als Synergisten
in die Mikrokapseln eingeschlossen sind. Diese Synergisten können Jedoch auch in gesonderten Mikrokapseln
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eingeschlossen sein, die Im Gemisch mit den Mikrokapseln
eingesetzt werden, welche die flammhemmende Komponente enthalten. Ebenso 1st es möglich, bei Anwendung
verschiedener Flammschutzkomponenten jede für sich in Mikrokapseln eingeschlossen einzusetzen und
in die Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien, Überzüge oder ihren Bildungsgemischen ein Gemisch aus
diesen Mikrokapseln einzubringen.
Nach dem Zusatz der mit flammhemmenden Verbindungen gefüllten
Mikrokapseln dürfen diese Bildungsgemische, Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und Überzüge
nicht auf eine Temperatur erhitzt werden, bei der die Mikrokapseln zerstört werden. Außerdem muß vermieden
werden, die Gemische mit den Mikrokapseln unter mechanischer Druckeinwirkung zu erzeugen oder zu verformen,
die über die Festigkeit der Mikrokapseln gegen Druckbelastung hinausgeht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein sicherer Flammschutz von Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen,
Folien und überzügen erreicht, die in ihrer Hauptmenge oder vollständig aus an sich brennbaren Kunststoffen
bestehen. Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch flaamhemroende Komponenten eingesetzt werden, die
gasförmig oder leicht verdampfbar sind. Ebenso ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren der Einsatz von flammhenmenden
Verbindungen möglich, die, nioht in Mikrokapseln eingeschlossen, für diesen Zweck nicht eingesetzt
werden können, entweder weil sie eine starke Migrationstondenz
haben oder weil sie die mechanischen und physikalischen Eigenschaften der In ihrer Hauptmenge oder
vollständig aus an sieh brennbaren Kunststoffen bestehenden Formmassen, For»teile, Lacke, Filee, Folien,
überzüge oder ihren Bildungegemiachen in unerwünschter
Weite ändern. Die erflndungegeaäS zu verwendenden und
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in Mikrokapseln eingeschlossenen Flammschutzkomponenten
zeigen keine Tendenz, aus Formmassen, Formteilen, Lakken,
Filmen, Folien und überzügen, die in der Hauptmenge oder vollständig aus Kunststoff bestehen, zu migrieren.
Außerdem werden durch die erfindungsgemäß zu verwendenden und in Mikrokapseln eingeschlossenen Flammschutzkomponenten
keine unerwünschten Verfärbungen oder praktisch keine Änderungen der mechanischen und physikalischen
Eigenschaften in Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen, Folien und überzügen bewirkt, die in der Hauptmenge
oder vollständig aus an sich brennbaren Kunststoffen bestehen. Auch treten bei der Verarbeitung erfindungsgemäßer
Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und überzüge an aus Stahl oder anderen Metallen
bestehenden Bearbeitungsvorrichtungen keine Korrosionen auf, die bei der Verarbeitung von Kunststoffen leicht
bewirkt werden, welche nicht in Mikrokapseln eingeschlossene Flammschutzkomponenten enthalten.
Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand
von Beispielen näher erläutert:
Die Prüfung des Brandverhaltens erfolgt nach den ASTM-Vorschriften
1692 und 655.
Nach ASTM-Vorschrift I692 werden aus den zu prüfenden
Formteilen 15,24 cm lange Prüfstäbe gesägt, deren quadratische
Grundfläche eine Kantenlänge von 1,27 cm aufweist. Als Halterung für die Prüfstäbe während des Ver-
suchs wird ein Drahtgewebe mit 2,5 Maschen pro cm verwendet,
das zu einer Rinne mit einem öffnungswinkel von 90° gefaltet wird. In dieser Rinne, die unter einem Neigungswinkel
von 30° zugfrei aufgestellt ist, wird der
Prüfstab so eingelegt, daß er 1,27 om aus de» tiefer ge- '
legenen Ende der Rinne hervorragt. Unter das aus der
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Rinne hervorragende Ende des Prüfstabs wird 10 Sekunden
lang ein Bunsenbrenner gehalten, dessen 5 cm lange entleuchtete
Flamme den Prüfstab gerade berührt.
Nach ASTM-Vorschrift 635 werden aus den zu prüfenden
Formteilen Prüfstäbe mit den Abmessungen 1) χ 6,5 χ
127 mm geschnitten. Diese Prüfstäbe werden an einem
Ende in eine Stativklamraer waagerecht so eingespannt,
daß. die Schmalseite der größten der seitlichen Flächen mit der Horizontalen einen Winkel von 45° bildet. Unter
dieser Probe wird im Abstand von 9*6 mm - ebenfalls
ρ durch eine Klammer gehalten - ein etwa 10,3 cm großes
2 Bunsenbrennerdrahtnetz mit 58 Maschen pro cm befestigt,
dessen Länge II6 mm beträgt. Für den Brandversuch wird das freie Ende des Prüfstabs mit einer entleuchteten
Bunsenflamme 30 see lang beflammt und die Zeit gemessen,
in der die Probe nach Entfernung der Flamme verlöscht.
In einem Gemisch aus 20 Gewichtsteilen Pentan, 0,5 Gewichtstellen
Polyisobutylen und 10 Gewichtsteilen Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 40 Gewichtsprozent
TrIs-(2,3-dlbrompropyl)-phosphat eingeschlossen
enthalten, werden 100 Gewichtsteile eines Polystyrol-Suspensionspolymerisats
umgewälzt und aus dem Gemisch das Pentan bei Raumtemperatur verdunstet. Die Mikrokapseln
haben einen Durchmesser von etwa 20 λι. Jede einzelne
Perle des so erhaltenen treibmittelhaltigen Polystyrols ist mir einer dünnen Polyisobutylensehicht umgeben,
in die das mikroverkapselte Flammschutzmittel eingebettet ist. Die Polystyrolperlen werden durch Erwärmen
in siedendem Wasser auf etwa das 30fache ihres
Volumens aufgetrieben. Dieses vorgeschäumte Polystyrol
wird in Formen gefüllt und durch kurzzeitiges Erwärmen mit Wasserdampf zu einem Formteil verschweißt. Zur Entfernung
der Treibmittelreate wird das Formteil ca. 24 Stunden bei 40° C gelagert. Bei der Prüfung des Brandverhaltens
nach dem ASTM-Test 1692 verlösoht die Flamme innerhalb von 4 see.
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Merden für die Arbeltswelse nach Beispiel 1 anstelle
des in Mikrokapseln eingeschlossenen Trie-(2,j5-dibrompropyl)-phosphate
3» 4 Gewichtsteile Mikrokapseln aus carboxyHertem Dextrin eingesetzt, die 85 Gewichtsprozent
Dibromäthan enthalten, so beträgt die nach ASTM
1692 gemessene Löschzeit des erhaltenen flammfesten Polystyrols 3 see.
Werden für die Arbeitsweise nach Beispiel 1 anstelle
des in Mikrokapseln eingeschlossenen Tris-(2,3-dibrompropyl)~phoepilats
3 Gewichtsteile Mikrokapseln aus carb-
oxyliertem Dextrin eingesetzt, die 90 Gewichtsprozent
Tetrabromathan enthalten, so beträgt die nach ASTM 1692
gemessene Löschzeit 2 see.
Ein Gemisch aus:
27,75 Gewichteteilen eines Polyäthers auf Basis Sorbit
und Propylenoxid - OH-Zahl 425
0,45 Gewichtsteilen Poiy-(siloxanglykolester) ^
0,88 Gewichtsteilen Zinnoctoat
25,0 GewichtsteIlen Triehlorfluormethan 17,5 Gewichtsteilen Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 40 Gewichtsprozent Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat enthalten, wird mit
25,0 GewichtsteIlen Triehlorfluormethan 17,5 Gewichtsteilen Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 40 Gewichtsprozent Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat enthalten, wird mit
35,0 Gewichteteilen Polymethylenpolyphenylieocyanat unter
HUhren vermischt.
Unter S«lbeterwärmung schauet dae R«aktion«g«nleoh auf
und h&rtet zu «Inen Schaumetoff mit einer Diente von
36 kg/wr aus. Bei der Prüfung dee Brandverhaltene naoh
dem A3TM-Te»t 1692 verlOeohen die Proben innerhalb von
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100,0 Gewichtstelle 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propan-
glycidylather
9,0 Gewichtsteile Triäthylentetramin
10,0 Gewichtsteile Mikrokapseln aus carboxyHertem
Dextrin, die 80 Gewichtsprozent Pentabromdiphenyläther enthalten,
2,4 Gewichtsteile roter Phosphor 242,0 Gewichtsteile Quarzmehl
werden unter Rühren vermischt und in eine Form gefüllt. Unter Selbsterwärmung härtet die Mischung zu einem Formteil
aus, das anschließend durch zweistündiges Tempern bei einer Temperatur von 8o° C nachgehärtet wird.
Bei einer Prüfung des Brandverhaltens nach ASTM 635 verlöschen
die Proben innerhalb von 3 see.
70,0 Gewichtsteile eines ungesättigten Polyesters aus
Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid und Diäthylenglycol
30,0 Gewichtsteile Styrol
3,0 Gewichtsteile Benzoylperoxid 0,05 Oewiohtsteile N,N-Dirnenthy!anilin 33,0 Gewichtstelle Mikrokapseln aus car boxy Her tem Dextrin, die 90 Gewichtsprozent Chlorparaffine mit 50 Gewichtsprozent Chlor enthalten,
3,0 Gewichtsteile Benzoylperoxid 0,05 Oewiohtsteile N,N-Dirnenthy!anilin 33,0 Gewichtstelle Mikrokapseln aus car boxy Her tem Dextrin, die 90 Gewichtsprozent Chlorparaffine mit 50 Gewichtsprozent Chlor enthalten,
4,0 Gewichtstelle TrialIylphoephat
werden miteinander vermiaoht und in ein· Fora gefüllt.
Unter Selbsterwärmung hurtet die Miachung zu einem Formteil aua, daa duroh dreistündiges Tempern bei einer Temperatur von 80° C naohe»härtet wird.
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Bei der Prüfung des Brandverhaltens na.ört MTM 6^5 verlöschen
die Proben innerhalb von j5 see.
Die Migrationstendenz der Flammschutzfcomponenten in
Kunststoffen und Formteilen läßt sich nur über sehr lange Zeiträume prüfen, während die auch mögliche Kurzzeitmessung
bei erhöhter Temperatur oft zu verfälschten Ergebnissen führt. Es werden daher die Mikrokapseln
selbst auf die Migrationstendenz der Flammsehutzkomponenten aus den Kapseln geprüft.
Dazu werden Mikrokapseln aus carboxy Her tem Dextrin,
die 90 Gewichtsprozent 1,1,2,2 -TetrabromSthan enthalten, ebenso wie nicht in Kapseln eingeschlossenes 1,1,2,2-Tetrabromathan,
jedes in einer flachen Schale, bei einer Temperatur von 50° C unter dauernder Frischluftzufuhr
gehalten. Hierbei ergeben sich folgende Gewichtsabnahmen:
Zeitdauer | mit Mikro | ohne Mikro |
des Versuchs | kapseln in | kapseln in |
in Stunden | Gewichts-% | Gewichts-# |
4,5 | 2,23 | 1,12 |
12,0 . | 2,79 | 6,12 |
20,5 | 2,79 | 10,62 |
Die anfängliche hohe Gewichtsabnahme der in Mikrokapseln
eingeschlossenen Probe beruht auf einem Gehalt der Kapselwandungen an Restfeuchte.
Der gleiche Versuch, bei einer Temperatur von 100° C
durchgeführt, ergibt nach einer Versuehsdauer von 20
Stunden folgende Gewichtsabnahmen:
mit Mikrokapseln 5,03 Gewichtsprozent ·
ohne Mikrokapseln 98,92 Gewichtsprozent.
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Claims (1)
- Patentansprüche1. Verfahren zur Herstellung flammfester, selbstverlöschender Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und überzüge, die in der Hauptmenge oder vollständig aus an sich brennbaren Kunststoffen bestehen, durch Zumischen von flammhemmenden Verbindungen, dadurch gekennzeiohnet, daß die flammhemmenden Verbindungen in Mikrokapseln von 5 bis 5 000 ax eingeschlossen eingesetzt werden.2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrokapseln aus Dextrin-Derivaten eingesetzt werden.3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrokapseln aus Gelatine-Derivaten eingesetzt werden.4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Mikrokapseln aus Homopolyraerisaten ungesättigter Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.QO.9 88 7-7 196 1-2-5.. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mikrokapseln aus Mischpolymerisaten ungesättigter Kohlenwasserstoffe eingesetzt werden.6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gemische von Mikrokapseln eingesetzt werden, deren Wandungen aus mindestens zwei der Substanzen der Gruppe Dextrin-, Gelatine-Derivate, Homo- oder Mischpolymerisate ungesättigter Kohlenwasserstoffe bestehen./ 7.!Verwendung von in Mikrokapseln eingeschlossenen flammhemmenden Verbindungen als Flammschutzkomponente in Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen, Folien und Überzügen, welche in ihrer Hauptmenge oder vollständig aus an sich brennbaren Kunststoffen bestehen und bei maximalen Temperaturen und/oder unter einer maximalen Druckbelastung erzeugt oder verformt werden, die unter der maximalen thermischen und/oder neehanischen Festigkeit der Mikrokapseln liegt.009887/1961 -3-8. Plammfeste und selbstverlöschende Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und überzüge, die in ihrer Hauptmenge
oder vollständig aus an sich brennbaren Kunststoffen bestehen und flammhemmende Verbindungen enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß diese flammhemmenden Ver- - bindungen in Mikrokapseln von 5 bis
5 000 /U Durchmesser eingeschlossen
sind.9· Flaminfeste und selbstverlöschende Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und Überzüge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Teil der
flammhemmenden Verbindungen in die Mikrokapseln eingeschlossen ist.009887/1961
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- 1969-09-30 GB GB48010/69A patent/GB1270990A/en not_active Expired
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