DE2402659B2 - Flammwidriger schichtkoerper - Google Patents
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Description
Xm < 0,2 d
wobei XMfür die Mindestwellung der Prägung steht
und d den inneren Durchmesser des Zylinders bedeutet.
35
40,
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen flammwidrigen Schichtkörper, bestehend aus einem
Polyolefinschaum und einer flammwidrigen Beschichtung. Sie bezieht sich insbesondere auf einen solchen aus
einem Polyolefin und einem folienartigen, filmartigen oder faserartigen geformten Gegenstand eines an den
Polyolefinschaum anschweißbaren Polyolefins, das durch Verschweißen als Schicht auf den Polyolefinschaum
aufgebracht wird.
Flammverzögernde Polyolefinschäume wurden bisher nach zwei Verfahren hergestellt; ein Verfahren
bestand im Einkneten eines Flamimverzögerungsmittels in das Polyolefinpräparat, Mischen des Präparats und
Verschäumen des gemischten Präparats in üblicher Weise; das andere Verfahren bestand im Überziehen
eines Polyolefinschaumes mit einem Flammverzögerungsanstrich.
Aus H. V ο g e 1, »Flammfestmachen von Kunststoffen«
(1966), Dr. Alfred Hüthig Verlag, Heidelberg, Seiten 46, 47, ist es bekannt, Formkörper, wie
elektrische Leitungen, mit flammfesten Überzügen, die Polyolefin, eine halogenhaltige organische Verbindung
und Antimontrioxyd enthalten, zu überziehen.
In dieser Druckschrift wird weder die Aufgabe gestellt noch gelöst, einen flammverzögernden Polyolefinschaum
durch Beschichtung mittels Verschweißen mit einem das Flammverzögerungsmittel enthaltenden
und als Folie, Film oder Faser vorliegenden Polyolefinmaterial zu erhalten.
Diese Verfahren hatten jedoch verschiedene Mängel und Nachteile. Das Knetverfahren zeigte insbesondere
die folgenden:
(1) Die Flammverzögerungsmittel (die meist vom Halogen- oder Phosphor-Typ sind) werden bei den
in der Verschäumungsstufe angewendeten hohen Temperaturen zersetzt
(2) Die in das Polyolefin einverleibten Flammverzögerungsmittel beeinflussen die Verschäumungsbedin
gungen des Polyolefins und verhindern ein gutes Verschäumen.
(3) Die durch Zersetzung der Flammverzögerungsmittel bei de. Verschäumungsstufe gebildeten Gase
sind giftig.
Das Verfahren mit einem Flammverzögerungsanstrich hat die folgenden Mängel:
(1) Aufgrund der Verwendung eines Lösungsmittels muß eine Lösungsmittel-Trocknungssttife durchgeführt
werden.
(2) Es besteht die Gefahr einer Explosion oder Entzündung des Lösungsmittels.
(3) Wegen der niedrigen Haftfähigkeit aufgrund der Nichtpolarität des Polyolefins ist die Bindung des
aufgebrachten Verzögerungsmittels nicht gut. Daher wird das Verzögerungsmittel häufig während
der Verarbeitungsverfahren oder der Verwendung von der Polyolefinschaumoberfläche abgezogen
bzw. pellt ab.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines flammverzögernden Polyolefinschaumes,
der leicht ohne die Arbeitsschwierigkeiten der üblichen Verfahren hergestellt werden kann und die
ausgezeichneten, dem Polyolefingrundschaum innewohnenden Eigenschaften bewahrt, wie Weichheit und
Elastizität.
Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines geformten Gegenstandes, insbesondere eines wärmdsolierenden
Zylinders, aus dem obigen flammverzögernden Polyolefinschaum mit ausgezeichneten physikalischen Eigenschaften
und hohe Flammverzögerung und Wärmeisolierung.
Es wurde nun ein flammwidriger Schichtkörper gefunden, bestehend aus einem Polyolefinschaum und
einer flammwidrigen Beschichtung aus Olefinpolymerisaten, halogenierten organischen Verbindungen und
einer Antimonverbindung, wobei die Menge der Halogenverbindung mindestens 2 Gew.-Teile, ausgedrückt
als Halogen, pro 100 Gew.-Teile Polyolefinschaum beträgt.
Durch Aufbringung der flammwidrigen Beschichtung aus einem folienartigen, filmartigen oder faserartigen
geformten Gegenstand auf einen Polyolefinschaum durch Verschweißen können die obigen Nachteile der
bekannten Verfahren überwunden werden und der erhaltene, flammverzögernde Polyolefinschaum hat
eine hohe Bruchdehnung und ausgezeichnete Weichheit und Elastizität Bei Verwendung eines Polyolefinschaumes
mit der obigen Laminatstruktur zur !Bildung eines flammverzögernden, wärmeisolierenden Zylinders hat
dieser eine ausgezeichnete Wärmeisoliemng und ein gutes Aussehen und kann zweckmäßig für städtische
Wasserleitungen und Rohre für Kühler, zentrale Heizanlagen, Kühlschränke usw. verwendet werden, wo
eine Taubildung nicht erwünscht ist.
Die Zeichnungen veranschaulichen dui vorliegende
Mindung;
F i g. 1 bis 4 zeigen das Verhältnis zwischen dem
rlalo^engehalt und den flammverzögernden Eigenschaften des erfindungsgemäßen flammverzögernden
Polyolefinschaumes;
F i g. 1 bis 3 werden durch die Beispiele 1 bis 3 und F i g. 4 durch Beispiel 16 erläutert
In F i g. 1 bis 4 sind auf der Abszisse die Gewichtsteile
Halogen: 100 Gewichtsteilen Schaum und auf der Ordinate das Ausmaß des Brennens in mm aufgetragen.
Im einzelnen bedeutet:
B brennbar
Die angewandte Testmethode entspricht ASTM D 1692-59T.
F i g. 5 ist ein Schnitt durch einen wärmeisolierenden Zylinder aus dem erfindungsgemäöen flammverzögernden Polyolefinschaum;
F i g. 6 ist ein Schnitt durch einen wärmeisolierenden Zylinder, hergestellt durch Prägen des wärmeisolierenden Zylinders von F i g. 5;
Fig.7 ist ein Schnitt durch einen bevorzugten Wärmeisolierungszylinder, hergestellt durch Prägen des
Wärmeisolierungszylinders von Fig.5 nach einem bevorzugten, erfindungsgemäß entwickelten Prägeverfahren.
t die innere und äußere Schicht eines flammverzögernden Polyolefinfilmes,
2 eine Zwischenschicht aus einem Polyolefinschaum,
3 ein Rohr und
4 Hohlräume.
Die Beschichtung des flammverzögernden geformten Polyolefingegenstandes und des Polyolefingrundschaumes erfolgt durch Verschweißen. Daher können bei
Bildung des erfindungsgemäßen, flammverzögernden Polyolefinschaumes die Nachteile und Arbeitsschwierigkeiten der bekannten Knet- und Überzugsverfahren
vermieden werden.
Erfindungsgemäß können zur Bildung eines Polyolefinschaumes und des darauf aufzubringenden, geformten Polyolefingegenstandes Homopolymerisate von
Olefinen, Olefinmischpolymerisate und Mischungen dieser Polyolefine mit anderen Harzen verwendet
werden. Erfindungsgemäß können z.B. bekannte Polyolefinschäume, wie Polyäthylenschäume, Polypropylenschäume, Äthylen- Vinylacetat-Mischpolymerisatschäume und Schäume aus mit einem Kautschuk, wie
Polyisobutylen oder Polybutadien, modifiziertem Polyäthylen verwendet werden.
Wie erwähnt, wird der folien-, film- oder faserartige, geformte Polyolefingegenstand aus einem Polyolefin
hergestellt, in das ein Flammverzögerungs- oder flammfestmachendes Mittel einverleibt wurde. Als
erfindungsgemäß verwendbare Mittel können Halogenverbindungen, wie
Tetrabromphthalsäureanhydrid (TBPA),
Tetrachlorphthalsäureanhydrid (TCPA),
Perchlorpentacyclodecan (PCPCD),
Tetrabrombenzol (TBB),
Hexabrombenzol (HBB),
chloriertes Paraffin,
Tetrabrombisphenol-A (1 BA) und
Hexabromcyclodecan (HBCD) sowie
Hexabrombiphenyl (HB),
Tris-(23-dibrompropyl)*phosphat,
Tris-(23-dichlorpropyl)-phosphat und
Tris-(bromchlorpropyl)-phosphat,
erwähnt werden.
ίο Flammverzögerungsmittel in die Polyolefinharzpräpa
rate einverleibt und eingemischt, worauf die Präparate
zu Polyolefinschäumen verformt werden. Wenn die
flammverzögernder Polyolefinschäume verwendet wer
den, müssen sie die folgenden Bedingungen erfüllen:
(1) Die Flammverzögerungsmittel sollten eine gute Verträglichkeit mit dem Polyolefin und eine gute
Dispergierbarkeit im Polyolefin haben.
(2) Sie sollten keine extreme Verminderung der inhärenten Eigenschaften des Polyolefins bewirken.
(3) Sie sollten, selbst bei Einverleibung in geringer Menge, eine ausreichende Flammverzögerungswirkung zeigen.
(4) Sie sollten durch die Po'yolefinverarbeitungsstufen
nicht zersetzt werden.
Die Zahl der die obigen Forderungen (1), (2) und (4)
gleichzeitig erfüllenden Flammverzögerungsmittel ist sehr begrenzt, und bisher sind nur sehr besondere
Flammverzögerungsmittel auf diesem Gebiet verwen
det worden. Da es jedoch eine bestimmte Grenze der
Dispergierbarkeit dieser Flammverzögerungsmittel gibt und die Verschlechterung der physikalischen
Eigenschaften der Polyolefinharze durch Zugabe dieser Mittel beträchtlich ist, ist die Wahl der zuzugebenden
Menge an Flammverzögerungsmittel schwierig; und daher ist es auch schwierig, das MaB an Rammverzögerung einzustellen (insbesondere, wenn eine hohe
Flammverzögerung gewünscht ist). Da erfindungsgemäß jedoch ein ein Flammverzögerungsmittel enthal-
tender, geformter Polyolefingegenstand auf einen Polyolefinschaum beschichtet wird, hat das Mittel kaum
irgendeinen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften des Polyolefinschaumes, sondern wirkt mehr als
Verstärkung. Obgleich es weiterhin wünschenswert ist,
daß das Flammverzögerungsmittel eine gute Dispergierbarkeit hat, reicht es aus, wenn das Mittel eine
solche Dispergierbarkeit hat, die keine Uneinheitlichkeit der Flammverzögerung bewirkt Daher ist die
Dispergierbarkeit des Flammverzögerungsmittels erfin
dungsgemäß nicht besonders entscheidend.
Weiterhin ist die zum Verformen einer Polyolefinfo-He, eines -filmes oder -faser angewendete Temperatur
gewöhnlich wesentlich niedriger als die zur Bildung eines Polyolefinschaumes verwendete Temperatur.
Daher können unerwünschte Phänomene, wie Zersetzung des Flammverzögerungsmittels bei der Herstellungsstufe, erfindungsgemäß wirksam vermieden werden. Wenn ein zweckmäßiges Polyolefmharz ausgewählt ist kann die Temperatur zum Verformen eines ein
Flammverzögerungsmittel enthaltenden Polyolefins wesentlich verringert werden.
Wio ersichtlich, können somit die an das Flammverzögerungsmittel gestellten Anforderungen wesentlich
erleichtert werden, und erfindungsgemäß können die
(15 meisten der im Handel verfügbaren, halogenhaltigen Flammve. zögerungsmittel verwendet werden.
Damit der erhaltene Schichtkörper eine ausreichende Flammverzögerungswirkung hat muß das halogenhalti-
ge Flammverzögerungsmittel dem geformten Polyolefingegenstand, mit dem der Polyolefinschaum zu
beschichten ist, in solcher Menge einverleibt werden, daß die Menge an Halogenverbindung 2 bis 30
Gewichtsteile, ausgedrückt als Halogen, pro 100 S Gewichtsteile Polyolefinschaum beträgt
Die Verwendung von halogenierten Kohlenwasserstoffen oder von makromolekularen, halogenhaltigen
Flammverzögerungsharzen, wie chloriertes Polyäthylen und chlorsulfonierte Polyäthylenharze, wird besonders ι ο
bevorzugt, da die inhärente Weichheit und Elastizität des Polyolefinschaumes bei Verwendung dieser polymeren Flammverzögerungsmittel auf einem hohen Wert
gehalten werden können.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird daher mindestens ein Mitglied aus
der Gruppe von chlorierten Polyäthylenharzen und chlorsulfonierten Polyäthylenharzen als Flammverzögerungsmittel verwendet. Gewöhnlich werden chlorierte Polyäthylenharze mit einem Chlorgehalt von 30
bis 70 Gew.-°/o verwendet. Da jedoch ein chloriertes Polyäthylenharz mit einem höheren Chlorgehalt dazu
neigt, hart zu werden, wird vorzugsweise ein solches mit einem Chlorgehalt von 30 bis 50 Gew.-% verwendet. Bei
chlorsulfonierten Polyäthylenharzen wird ein Chlorgehalt zwischen 25 und 50 Gew.-% bevorzugt. In jedem
Fall bewirkt ein höherer Chlorgehalt eine höhere Flammverzögerungswirkung. Da jedoch ein zu hoher
Chlorgehalt unerwünschte Phänomene, wie Verminderung der physikalischen Eigenschaften des Polyolefin-
schaumes, bewirkt, sollte er innerhalb des obengenannten Bereiches ausgewählt werden. Diese polymeren
Flammverzögerungsmittel können einzeln oder in Mischung verwendet werden. Man kann auch diese
polymeren Flammverzögerungsmittel mit anderen, im Handel verfügbaren Fiammverzögerungsmitteln der
obengenannten Art verwenden. Durch Verwendung dieser polymeren Flammverzögerungsmittel erzielt
man den weiteren Vorteil, daß die Witterungsbeständigkeit des erhaltenen Polyolefinschaumes wesentlich
verbessert werden kann.
Bekanntlich kann durch Verwendung einer halogenhaltigen Flammverzögerungsverbindung in Kombination mit einer Antimonverbindung die Flammverzögerungswirkung verbessert werden. Zu diesem Zweck
wird erfindungsgemäß eine Antimonverbindung verwendet, und zwar vorzugsweise in einer Menge von 0,2
bis 1 Gew.-Teil pro Gew.-Teil der flammverzögernden Halogenverbindung. Erfindungsgemäß verwendbare
Antimonverbindungen umfassen z. B. Antimontrioxid, Antimonoxychlorid, Antimonoxybromid, Antimontribromid und Antimontrichlorid, wobei Anümontrioxid
besonders bevorzugt wird.
Die Bildung eines geformten Gegenstandes aus einem Polyolefin, das eine flammverzögernde Halogenverbin·
dung und eine Antimonverbindung enthält, kann zweckmäßig durch Strangpreßverformung erfolgen.
Dabei ist das Polyolefin vorzugsweise genügend mit der flammverzögernden Halogenverbindung und Antimonverbindung mittels Mischwalzen, Hochleistungsmi- fio
schern, Knetvorrichtungen, Strangpressen usw. gemischt. Selbstverständlich können, je nach Erfordernis,
die bekannten Zusätze, wie Stabilisatoren, UV-Absorptionsmittel, antistatische Mittel und Pigmente, einverleibt werden, as
Die Beschichtung des so geformten, flammverzögernden Polyoleflnfollen-, 'film- oder-fasergegenstandes auf
einen Polyolefinschaum kann direkt durch Strangpreß·
beschichtungsverfahren erfolgen; oder eine vorher
hergestellte Folie, ein Film oder eine Faser kann durch Verschweißen auf einen Polyolefinschaum beschichtet
werden. In jedem Fall kann die Beschichtung in einfacher, wirtschaftlicher Weise durchgeführt werden.
Neben einem aus zwei Schichten bestehenden Schichtkörper aus einem Polyolefinschaum und einem
flammverzögernden, geformten Polyolefin können erfindungsgemäß verschiedene, mehrschichtige Strukturen, entsprechend ihrer beabsichtigen Verwendung
gebildet werden. So kann z. B. erfindungsgemäß eine Schichtstruktur aus einem Polyolefinschaum mit flammverzögernden, geformten Polyolefinschichten auf einer
oder beiden Oberflächen bzw. eine Schichtstruktur aus einer inneren Schicht des flammverzögernden, geformten Polyolefins in »sandwich«-Weise mit äußeren
Schichten des Polyolefinschaumes erhalten werden. Man kann auch den Polyolefinschaum und den
geformten Polyolefingegenstand alternierend zur Bildung einer mehrschichtigen Struktur aufeinanderschichten.
Der erfindungsgemäße, flammverzögernde Polyolefinschaum hat verschiedene Verwendungszwecke; er
kann z. B. wirksam als wärmeisolierender Zylinder für städtische Wasserleitungen und Rohre von Kühlern,
zentralen Heizanlagen, Kühlschränken usw. verwendet werden, bei welchen das Auftreten einer Taubildung
unerwünscht ist. Die meisten, bisher auf diesem Gebiet verwendeten Polyolefinschäume waren nicht flammverzögert, in neuerer Zeit werden jedoch auf manchen
Gebieten flammverzögernde Zylinder anstelle der nichtflammverzögernden Polyolefinschaumzylinder
verwendet.
Die Verwendung des erfindungsgemäßen, flammverzögernden Polyolefinschaumes zur Herstellung solcher
flammverzögernder, wärmeisolierender Zylinder wird mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben.
Wie in F i g. 5 dargestellt, wird eine Schichtstruktur aus einer inneren und äußeren Schicht eines flammverzögernden Polyolefinfilmes 1 und einer Zwischenschicht
aus einem Polyolefinschaum 2 um ein Rohr 3 gedeckt. Dabei passiert es jedoch manchmal, daß der innere,
flammverzögernde, an die innere Oberfläche des Polyolefinschaumes 2 gebundene Polyolefinfilm örtlich
in der Verformungsstufe deformiert wird und nicht die in Fig.5 dargestellte kreisförmige Konfiguration hat.
Diese Deformierung beruht auf den unterschiedlichen Verformungseigenschaften (wie Dehnung und Elastizität) zwischen dem flammverzögernden Film und dem
Schaum. Daher werden zwischen dem Schaumteil 2 und dem Rohrteil 3 Hohlräume 4 gebildet, wobei die Gefahr
besteht, daß das in diesen Hohlräumen 4 verweilende Wasser die Wärmeisolierungswirkung vermindert. Weiterhin werden bei Biegungen des Rohres auf dem
Oberflächenteil des wärmeisolierenden Zylinders leicht unregelmäßige Falten gebildet, was das Aussehen des
Zylinders verschlechtert. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß der flammverzögernde Film in diesen
Faltenabschnitten zerbricht.
Bei Untersuchungen zwecks Verbesserung dieser unregelmäßigen Deformation wurde festgestellt, daß
man gute Ergebnisse erzielt, indem man die innere, flammverzögernde Polyolefinschicht prägt; diese Prägebehandlung erfolgt vorzugsweise in solcher Welse,
daß die folgende Bedingung erfüllt wird:
Prägung, und d bedeutet den inneren Durchmesser des StttätSi kann die unregelmäßi-
gende Erfindung. ^."
anders angegeben, sind alle Gew.-Teile und Gew.-%.
Ein Polyäthylen niedriger Dichte wurde mit einer Mischung aus einem Flammverzögerungsmittel und
Antimontrioxid gemischt. Der Gewichtsprozentsatz des Flammverzögerungsmittels war gleich demjenigen des
Antimontrioxids. Die Mischung wurde mittels Mischwalzen mit einem Durchmesser von 20 cm 10 Minuten
bei 140° C geknetet, tablettiert und bei 180° C mittels
einer Strangpresse (Zylinderdurchmesser 40 mm, Verhältnis von Länge zu Durchmesser [LJD] = 26) zu
einem Film stranggepreßt.
Der erhaltene, ein Flammverzögerungsmittel enthalige- tende Polyäthylenfilm wurde durch Verschweißen auf
auf 15 beide Oberflächen eines Polyäthylenschaumes aufgebracht
und die Schichtstruktur dem Brennbarkeitstest gemäß ASTM-Verfahren D 1692-59T unterworfen.
Die genauen Mengenverhältnisse sind der nachfolgenden Tabelle 1 und die erzielten Ergebnisse der
1 F i g. 1 zu entnehmen.
Film Flamm-Nr. verzögerndes Mittel FVM
Film Zusammensetzung
PVM Sb2O., I'Ä
Dicke Gewicht
HaIogcn- mcngc
(g/m2)
Menge Oewichtstcilc Halogen: Gew.-Teile
Harzschaum )
Bemerkungen
9 10 11 12 13
14 15 16 17
18 19
20 21 22 23 24
25 26 27 28 29
PCPCD (Perchlorpentacyclo- decan) Cl = 78,3%
HBB (llcxabrom benzol) Br = 86,9%
10 20 20 40 60
10 20 20 40
100 100 100 100
60
ΤΒΡΛ (Tctrabromphthulsiiurcanhydrid)
Br - 68,0%
TBB
(Tetrabrombenzol)
Br - 81,2%
HB
(Hexubromblphonyl)
Br - 75,0%
10 10
10 H)
20 20
20 20
20 20
40 40
40 40
H) K)
H) K) H)O
2() 20
20 20 UK)
40 40
10 20 20 40 40
10 20 20 40
10 20 20 40 40
10 20 20 40
100 100 100 100 100
100 100 100 100
103
126
34 52 45 62 89 82 150
60
82
118
121
185
371
82
118
121
185
371
36
55
53
74
106
116
212
55
53
74
106
116
212
46
71
68
102
131 262
71
68
102
131 262
103
117
208
42
62
130
119
238
3,9
9,2 13,2 21,1 39,6 66,0
2,6
4,0
6,6
9,2 13,2 22,4 40,9
2,6 4,0 6,6 9,9 19,8 39,6
3,6
6.6
11,9
21.1
37.6
2.6 6,6 13.9 19.8 39.6
7 10 16 30 50
7 10 17 31
2 3 5
7,5 15 30
9 16 28,5
10,5 15 30
Bei der Herstellung des Films Nr. 6 wurden zur Beschichtung zwei Bögen
des Filmes Nr. 3 und ein Bogen des Filmes Nr. verwendet
Bei der Herstellung des Filmes Nr. 19 wurden zur
Beschichtung zwei Bogen des Filmes Nr. verwendet
Bei dor Herstellung des Filmes Nr. 29 wurden zur Beschichtung zwei Bogen
dos Filmes Nr. verwendet
709 633/629
Fortsetzung
Film Flamni-Nr. verzögerndes
Mittel FVM
Mittel FVM
Film
Zusammensetzung I-V M Sb,0.» I'Ä
Dicke
Ci ewiehl
(B/m·)
10
I IaIo-
Menge Gewichlsteile
Halogen: H)O
Cjcw.-Teile
llarzschaum1)
Halogen: H)O
Cjcw.-Teile
llarzschaum1)
Bemerkungen
TBA 10
(Tetrabrom- 20
bisphenol-A) 2„
Br = 59,0% 40
10 20 20 40
100 100 100 100
51
68
102
117
53
78
118
156
312
7,5
15,5
31
15,5
31
Zur Herstellung des
Filmes Nr. 34 wurden zwei Bogen des Filmes Nr. 33
verwendet
Filmes Nr. 34 wurden zwei Bogen des Filmes Nr. 33
verwendet
') Ein Polyiithylcnschaum mit einem spezifischen Gewicht von 0,033, einer Dicke von 8 mm und einer Harzschaumcinhcitsmenge
von 264 g/m2 wurde beidseitig mit einem Film beschichtet. Die in dieser Kolonne angegebenen Werte sind auf der
Abszisse der Fig. 1 aufgetragen.
Das in Beispiel 1 verwendete Polyäthylen niedriger Dichte wurde mit einem Flammverzögerungsmittel und
Antimontrioxid versehen, wobei die Gewichtsprozentsätze beider Mittel gleich waren. Die Mischung wurde
wie in Beispiel 1 zu einem ein Flammverzögerungsmittel enthaltenden Polyäthylenfilm verformt.
Der so erhaltene Film wurde auf beide Oberflächen des in Beispiel 1 verwendeten Polyäthylenschaumes mit
unterschiedlicher Dicke durch Verschweißen aufgebracht. Jede Schichtstruktur wurde dem in Beispiel 1
genannten Brennbarkeitstest unterworfen.
Die genauen Mengenverhältnisse sind der nachfolgenden Tabelle 2 und die erzielten Ergebnisse der
Fig. 2zu entnehmen.
Tabelle 2 | Film | 1JSb2O., | PA | Dicke | Gc- | HaIo- | Menge Halogen pro | 5 | H) mm | Bemerkungen |
Film | wicht | gen- | 100 Gew.-Teile | 9 | ||||||
Nr. | K) | 100 | menge | llarzschaum | 15 | |||||
- | - | (Gewichtsteile)2) | 30 | |||||||
20 | 100 | (μ) | (g/m2) | (B/m2) | ||||||
_ | „ | 42 | 44 | 2,5 | Schaumdicke: | |||||
- | 88 | 5,0 | 3 mm 5 mm 8 mm1) | |||||||
K) | 100 | 65* | 76 | 7,4 | 5 | Zur Beschichtung wurden zwei | ||||
35 | Zusammensetzung | 20 | 100 | 152 | 14,8 | H) | Bogen des Films Nr. 35 | |||
36 | (Gewichlstcilc) | 40 | 100 | 15 | Zur Beschichtung wurden zwei | |||||
37 | 40 | 100 | 69 | 72 | 4,1 | 30 | 2,5 | Bogen des Films Nr. 37 | ||
38 | FVM | 10 | 100 | 65 | 76 | 7,4 | 5 | verwendet | ||
_ | - | 60 | 82 | 12,4 | ils wurde Film Nr. 37 verwendet | |||||
39 | 10 | 120 | 164 | 24,8 | 7,5 | |||||
40 | - | 40 | 100 | 69 | 72 | 4.1 | 15 | |||
41 | 20 | 40 | 100 | - | 144 | 8,2 | 30 | |||
42 | _ | _ | - | Es wurde Film Nr. 39 vorwondet | ||||||
43 | 60 | 82 | 12,4 | Bs wurden zwei Bogon des Films | ||||||
44 | 10 | 120 | 164 | 24,8 | Nr. 39 verwendet | |||||
20 | - | 328 | 49,6 | Bs wurde Film Nr. 41 vorwendot | ||||||
45 | 40 | Bh wurde Film Nr.42 vorwondet | ||||||||
46 | 40 | Bs wurden zwol Bogon dos Films | ||||||||
47 | 10 | Nr, 42 vorwondot | ||||||||
_ | ||||||||||
40 | ||||||||||
40 | ||||||||||
') Totrubromphthulilluroanhydrltl (TUPA).
J) Ein PolyUlhylanschuum mit olnom spezifischen (Jowichl von 0,033 wurde holdmaig mit olnom Film beschichtet. DIo In diener
Kolonno umtegebonon Worte sind uuftlor Abszisse dor FIu. 2 uul'uotrngon
3) Die i'Ur olnen Schuum mit elnor Dicke von 8 mm erhtiltonon Worte Hlnü in Tnbollo I unjogeben,
3) Die i'Ur olnen Schuum mit elnor Dicke von 8 mm erhtiltonon Worte Hlnü in Tnbollo I unjogeben,
Der in Beispiel 2 verwendete, mit einem Flammverzögerungsmittel versehene Polyäthylenfilm wurde
durch Verschweißen auf eine Oberfläche eines in Beispiel 1 verwendeten Polyäthylenschaumes einer
Dicke von 8 mm aufgebracht und die Schichtstruktur dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen,
wobei der Brenner auf die mit Film versehene Oberfläche (Test A) oder die andere Oberfläche
(Schaumoberfläche) (Test B) angelegt wurde.
Die genauen Mengenverhältnisse sind der nachfolgenden Tabelle 3 und die erzielten Ergebnisse der
F i g. 3 zu entnehmen.
Kombination der in Beispiel 3 benutzten flammver-
zögernden | Filme |
Menge an | Kombination der llammverzögernden |
Gewichts | Filme |
teilen Halo | |
gen: 100Gc- | |
wichtsteile | |
Hurzschuum | |
(Gewichts | |
teile)*) | |
2 | Zur Beschichtung wurden zwei Bogen |
des Films Nr. 14 verwendet | |
3,8 | Film Nr. 17 |
7,5 | Film Nr. 18 |
12,2 | Zur Beschichtung wurde ein Bogen |
35
des Films Nr. 37 und ein Bogen des
Films Nr. 42 verwendet
Zur Beschichtung wurde ein Bogen
des Fiims Nr. 42 und ein Bogen des
Films Nr. 18 verwendet
Zur Beschichtung wurden zwei Bogen
des Films Nr. 42 und ein Bogen des
Films Nr.41 verwendet
40
*) Bin Polyiithyleiisehaum mit einem spezifischen Gewicht
von 0,033 und einer Dicke von 8 mm wurde einseitig beschichtet.
Die Werte in der linken Kolonne sind aul% der
Abszisse der Fig. 3 aufgetragen.
Aus den Ergebnissen von F i g. 1 bis 3 ist leicht ersichtlich, daß die Flammverzögerungswirkung nicht
durch die Art des halogenhaltigen Flammverzögerungsmittels, sondern durch den Gewichtsprozentsatz an
Halogen, bezogen auf das verschäumte Harz, bestimmt wird und daß ein Polyc'.efinschaum leicht flammverzögernd
gemacht werden kann, indem man darauf einen geformten Polyolefingegenstand aufbringt, der mindestens
2 Gew.-%, ausgedrückt in Halogen, eines halogenhaltigen Flammverzögerungsmittels enthält.
100 Teile niedrig dichtes Polyäthylen wurden mit 10 Teilen eines chlorierten Paraffins und Antimontrioxid in
derselben Menge wie das chlorierte Paraffin versehen. Gemäß Beispiel 1 wurde durch Strangpressen ein
flammverzögernder Film einer Dicke von etwa 100 μ hergestellt. Dieser wurde durch Verschweißen auf beide
Oberflächen eines in Beispiel 1 verwendeten Polyäthylenschaumes einer Dicke von 5 mm und einer Dichte
von 0,022 aufgebracht. Der erhaltene, flammverzögernde Polyäthylenschaum wurde dem in Beispiel 1
genannten Brennbarkeitstest unterworfen. Das Ausmaß des Brennens betrug 25 mm, und der Schaum wurde als
nichtbrennend bewertet.
Beispiele 5bis 15
Ein Hochdruck-Polyäthylen mit einem spez. Gewicht von 0,92 und einem Schmelzindex von 7,0 wurde mit den
folgenden Flammverzögerungsmitteln: Tetrabromphthalsäureanhydrid (TBPA; Bromgehalt = 58%, spez.
Gewicht = 3,15), chloriertes Paraffin (Ausmaß der Chlorierung = 70%, spez. Gewicht = 1,65), chloriertes
Polyäthylen (Ausmaß der Chlorierung = 40%, spez, Gewicht = 1,20) und chlorsulfoniertes Polyäthylen
(Ausmaß der Chlorierung = 35%, spez. Gewicht = 1,18) sowie mit Antimontrioxid in einer der Hälfte der
Flammverzögerungsmittelmenge entsprechenden Menge versehen. Die Mischung wurde mittels Mischwalzer
von 20 cm Durchmesser 10 Minuten bei 14O0C geknetet
tablettiert und bei 180 bis 2000C durch Strangpressen zu
einem flammverzögernden Film gemäß Tabelle 1 verformt. Der erhaltene Film wurde durch Verschweißen
auf beide Oberflächen eines Polyäthylenschaumes mit einer Dichte von 0,022 und einer Dicke von 5 mir
aufgebracht (die Mengeneinheit des verschäumter Harzes betrug 110 g/m2). Die Schichtstruktur wurde
dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 4 aufgeführi
werden.
Bolsplol | Flummvorzögorndor | Film | Mongo») | Dicke | llalogon- | Brcnnburkoitstest | Bo wertung | Flummverzögemdei | Dehnung |
mengo**) | Schaum | bol Brucl | |||||||
Im Dumm- | (%) nach | ||||||||
MIttel | vorzögern· | Aus | Deh | Witter.- | |||||
(μ) | den Schaum | mall | nung | test***) | |||||
7 | UO | dos | selbstverlöschend | bei | 91 | ||||
Il | 117 | Uran. | selbstverlöschend | Bruch | 90 | ||||
17 | 100 | (mm) | selbstverlöschend | P/o) | 83 | ||||
S | chlor, Polyethylen | SO | 100 | 5,0 | 43 | nicht brennend | 130 | 71 | |
6 | chlor. Polyäthylen | 7,3 | 31 | 130 | |||||
7 | chlor. Polyäthylen | 9,0 | 27 | 125 | |||||
8 | chlor. Polyäthylen | 18,8 | 21 | 126 | |||||
Fortsetzung | Flammvcrzögernclcr l'ilm | Menge*) | 24 | 02 659 | I | Bewertung | HammverzöBcmder | Dehnung | |
Beispiel | Schaum | bei Bruch | |||||||
& | (%) nach | ||||||||
13 | Mittel | llalogen- | If 14 | Deh | Witter | ||||
mcnge**| | ! | nung | test***) | ||||||
10 | im flamm | Brcnnbarkcitstcs'; | selbstverlöschend | bei | 100 | ||||
Dicke | verzögern | Bruch | |||||||
21 | den Schaum | selbstverlöschend | (%) | 95 | |||||
chlorsulfoniertes | Aus | 130 | |||||||
9 | Polyäthylen | 50 | maß | nicht brennend | 76 | ||||
chlorsulfoniertes | des | 131 | |||||||
10 | Polyäthylen | 17 | 112 | 5,7 | Urcn. | nicht brennend | 52 | ||
chlorsulfoniertes | 22 | (mm) | nicht brennend | 125 | 39 | ||||
11 | Polyäthylen | 7 | 100 | 7,8 | 40 | seibsiverlöschend | 52 | ||
TBPA | 10 | nicht brennend | 99 | 28 | |||||
!2 | TBPA | _ | 105 | 14,8 | 29 | bn. :inend | 85 | 72 | |
13 | chlor. Paraffin | 101 | |||||||
14 | chlor. Paraffin | 92 | 13,4 | 22 | 66 | ||||
15 | keines | 90 | 16,5 | 95 | |||||
Kontr. | 102 | 8,2 | 21 | ||||||
90 | 9,9 | 20 | |||||||
__ | _ | 28 | |||||||
25 | |||||||||
*) Gew.-Teile pro lOüGew.-Teile Polyäthylenharz im flammverzögernden Film.
**) Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Polyäthylenschaumharz. ***) 140 Std. in einem Weatherometer bestrahlt.
Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, daß man durch Verwendung eines chlorierten oder chlorsulfonierten
Polyäthylens die Bruchdehnung des erhaltenen, flammverzögernden Schaumes wesentlich verbessern
kann und daß die Verminderung der Bruchdehnung bei hohem Gehalt an Flammverzögerungsmittel (nämlich
bei hohem Flammverzögerungsmaß) sehr gering ist.
Jeder der in Beispiel 5 bis 11 verwendeten flammverzögernden Filme wurde durch Verschweißen
auf beide Oberflächen eines Polyäthylenschaumes einer Dicke von 5 mm und einer Dichte von 0,031
(Mengeneinheit des Harzes - 155 g/m2) oder eines Polyäthylenschaumes mit einer Dicke von 5 mm und
einer Dichte von 0,046 (Mengeneinheit des Harzes = 230 g/m2) aufgebracht. Die erhaltenen Schichtstrukturen
wurden dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen. Di'j Beziehung zwischen der Chk>rmenge
pro 100 Teile verschäumtes Harz und dem Ausmaß des Brennens ist in Fig.4 dargestellt, aus
welcher ersichtlich ist, daß zur Erzielung einer ausreichenden Flammverzögerungswirkung das
Flammverzögerungsmittel in einer Menge von mindestens 2 Gew.-Teilen, ausgedrückt als Halogen, pro 100
Gew.-Teile verschäumtes Harz verwendet werden muß.
Ein Präparat aus 70 Teilen niedrig dichtem Polyäthylen mit einem spez. Gewicht von 0,92 und einem
Schmelzindex von 3,5,30 Teilen eines Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisats
mit einem Vinylacetatgehalt von 10% und einem Schmelzindex von 1,5, 84 Teilen eines
chlorierten Polyäthylens mit einem Ausmaß an Chlorierung von 40%, 8 Teilen eines chlorierten Paraffins mit
einem Ausmaß an Chlorierung von 70% und 28 Teilen Antimontrioxid wurde mittels Mischwalzen mit einem
Durchmesser von 20 ecm bei 120 bis 13O0C geknetet,
tablettiert und bei 1800C mittels Strangpresse mit einem
Zylinderdurchmesser von 40 mm (UD = 26) zu einem Film einer Dicke von 95 μ verformt. Der erhaltene
flammverzögernde Film wurde durch Verschweißen auf beide Oberflächen eines Polyäthylenschaumes einer
Dicke von 7 mm und eines spez. Gewichtes von 0,05 zur Bildung eines flammverzögernden Schaumes aufgebracht,
in welchem die Chlormenge 12 Teile pro 100 Teile verschäumtes Harz betrug. Dieser Schaum wurde
dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen. Das Ausmaß des Brennens betrug 20 mm, und
die Probe wurde als nichtbrennend bewertet. Dieser flammverzögernde Schaum, der das Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat
in der Flammverzögerungsfilm-
schicht enthält, war von ausgezeichneter Weichheit und Elastizität.
100 Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisats
mit einem Vinylacetatgehalt von 10% und einem Schmelzindex von 1,5,15 Teile Azodicarbonamid eines
Blähmittels, das durch hohe Temperatur zersetzt wird, und 5 Teile Dicumylperoxid als Vernetzungsmittel
wurden mittels Knetwalzen von 20 cm Durchmesser ausreichend bei 12O0C geknetet und dann bei 1200C zu
einer expandierbaren Folie aus dem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat
mit einer Dicke von etwa 2 mm verformt. Diese Folie wurde zur Zersetzung des Blähmittels bei einer auf 2000C gehaltenen Atmosphäre
stehengelassen, wodurch man einen Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisatschaum
mit einem spez. Gewicht von 0,033 und einer Dicke von etwa 6 mm erhielt. Dann wurde ein Polyäthylenfilm mit einverleibtem Flammverzögerungsmittel
mit einer Dicke von 90 μ aus 100 Teilen
6,s niedrig dichtem Polyäthylen und 50 Teilen einer
Kombination aus Tetrabromphthalsäureanhydrid als Flammverzögerungsmittel und Antimontrioxid in einem
Verhältnis von 5 :1 hergestellt und durch Verschweißen
auf beide Oberflachen des obigen Mischpolymerisatschaumes aufgebracht So erhielt, man einen flammverzögernden Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisatschaum mit einem Bromgehalt von 10 Teilen pro 100
Teile verschäumtes Harz, der dem in Beispiel 1
genannten Brennbarkeitstest unterworfen wurde. Das
Ausmaß des Bronnens betrug 18 mm, und die Pro wurde als rjchllbrennend bewertet Der erhalte
Schaum war weiterhin im Vergleich zu einem ( Polyäthylen bestehenden, flammverzögernden Schai
von ausgezeichneter Weichheit und Elastizität,
Claims (6)
1. Flammwidriger Schichtkörper, bestehend aus einem Polyolefinschautn und einer flammwidrigen
Beschichtung aus Olefinpolymerisaten, halogenierten organischen Verbindungen und einer Antimonverbindung,
wobei die Menge der Halogenverbindung mindestens 2 Gew.-Teile, ausgedrückt als
Halogen, pro 100 Gew.-Teile Polyolefinschaum )0
beträgt
2. Flammwidriger Schichtkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Menge an Halogenverbindung
2 bis 30 Gew.-Teile, ausgedrückt als Halogen, pro 100 Gew.-Teile Polyolefinschaum
beträgt
3. Flammwidriger Schichtkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antimonverbindung
in einer Menge von 0,2 bis 1 Gew.-Teil pro Teil der Halogenverbindung anwesend ist.
4. Fiammwidriger Schichtkörper nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der
Schichtkörper aus einer alternierenden Schichtstruktur mit mindestens zwei Schichten aus Polyolefinschaum
und flammwidriger Schicht besteht.
5. Fiammwidriger Schichtkörper nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der
flammwidrige Schichtkörper die Form eines Zylinders aufweist.
6. Flammwidriger Zylinder nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder so geprägt worden ist, daß die Prägung die folgende
Bedingung erfüllt
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