DE3318105A1 - Trockengesponnene polyacrylnitrilfaser und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Trockengesponnene polyacrylnitrilfaser und verfahren zu deren herstellungInfo
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Postfach 78Ο. D-Booo München 43 ZUGELASSENE VERTRETER BEIM
EUROPÄISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEYS
telefon: (oas) 2 71 es 83
TELEX: O821B2O8 ISAR D
BAUERSTRASSE 22, D-8000 MÜNCHEN 4O
17. Mai 1983
UNSERE AKTE: .
OURREF: M/24 080
BETREFF:
RE
CHEMIE LINZ AKTIENGESELLSCHAFT,
A-4020 Linz, Sankt-Peter-Straße 25
und
CHEMIEFASER LENZING AKTIENGESELLSCHAFT
A-4860 Lenzing
Trockengesponnene Polyacrylnitrxlfaser und Verfahren zu deren Herstellung
POSTANSCHRIFT. «-.-o.-,~~ .,""-.ir-., ίο οποτελγη ΤβΟ
if. '
M/24 080
Die vorliegende Erfindung betrifft eine trookengesponnene Polyacrylnitrilfaser,
die permanente flammhemmende Eigenschaften besitzt und ein Verfahren zu deren Herstellung über ein übliches Trockenspinnverfahren.
Fasern aus Polyacrylnitril gelten als wollähnlichste der synthetischen Fasern
durch ihren angenehmen Griff und die hohe Bauschfähigkeit. Die hervorragende Licht- und Wetterbeständigkeit, gute Knittererholung, hervorragende Anfärbbarkeit,
Pflegeleichtigkeit und gute chemische Beständigkeit haben dazu geführt, daß Acrylfasern in großem Umfang im Heimtextiliensektor sowie im
Bereich der Oberbekleidung eingesetzt werden. Gerade diese Verwendungsbereiche
aktualisieren die Forderung, diese Fasern, die leicht entzündbar sind und selbständig weiterbrennen, flammhemmend auszurüsten, wobei möglichst
die oben genannten guten Eigenschaften erhalten bleiben sollen.
Ein häufig beschrittener Weg, dieses Ziel zu erreichen, ist die Verwendung von
Copolymerisaten von Acrylnitril mit halogenhaltigen Comonomeren zur Herstellung
der Faser, wobei der Acrylnitrilanteil in der Faser bis zu 50 Gew.%
vermindert wird. Derartige Fasern, die sog. Modacrylfasern, sind aber in ihren
Eigenschaften gegenüber der üblichen Polyacrylnitrilfaser, die gemäß DIN
60001 einen Acrylnitrilgehalt von mindestfens 85 Gew.% besitzen, verändert.
So geht der wollähnliche Griff meist verloren, der Grundweißgrad und die UV-
Stabilität der Fasern ist vermindert und die Fasern tendieren dazu, bei
heißnaß-Behandlungen ihren Glanz zu verlieren. Wegen der geringeren Thermostabilität
der Modacryle wird deren Herstellung meistens über ein Naßspinnverfahren
durchgeführt. Beim Trockenspinnen tritt bei den üblichen Spinngastemperaturen von 200 bis 300 C Faservergilbung ein.
In der AT-PS 284 327 wurde auch schon vorgeschlagen, Polyacrylnitrilfasern
durch Zusatz von halogenieren Verbindungen, und zwar von Verbindungen, die
möglichst viel aromatisch gebundenes Brom oder Chlor enthalten, flammhemmend
auszurüsten, wobei außerdem ein Zusatz einer festen hochschmelzenden, wasserunlöslichen Phosphinverbindung oder einer Antimonverbindung, wie Antimontrioxyd,
notwendig ist, um einen ausreichenden fla*Timhemmenden Effekt
zu erzielen. Ebenfalls geprüfte Verbindungen mit aliphatisch gebundenem Brom wurden hingegen wegen zu hoher Auswaschverluste als nicht brauchbar
befunden. Die Herstellung der Fasern erfolgte hierbei ebenfalls über ein Naßspinnverfahren, die empfohlenen Zusatzmengen an halogenierter Verbindung
betrugen unter 10 Gew.%, wobei darauf hingewiesen wurde, daß höhere Zusatzmengen nicht empfehlenswert seien, da die Fasereigenschaften dabei zu
sehr beeinträchtigt wurden. Angaben über Weißgrad, Griff und Festigkeit der
mit den niedrigen Zusatzmengen ausgerüsteten Fasern sind dieser österr.Patentschrift
allerdings nicht zu entnehmen. Ebenso ist in dieser Patentschrift nur angegeben, welcher Additiv-Verlust beim Trocknen der Faser, beim
Dämpfen bei 130 C und bei einstündigem Kochen in Wasser zu verzeichnen ist, nicht aber, wie viel an dem Additiv bereits bei der Herstellung der Faser
verloren geht. Gerade hier treten aber die größten Verluste an Additiv ein.
Für den Einsatz bei einem Trockenspinnverfahren ist es ferner noch Voraussetzung,
daß sich das Additiv bei den hohen Spinngastemperaturen von rund 200 bis 300 C weder zersetzt noch daß es sublimiert oder schmilzt. Schließlich ist
für den Gebrauch erforderlich, daß der Additivgehalt nicht nur beständig gegen
Naßwäsche, sondern auch Trockenwäsche ist. Diesen Anforderungen wurden Additive, die gleichzeitig eine genügende Flammfestigkeit verleihen, ohne die
Fasereigenschaften wesentlich zu verschlechtern, bisher nicht gerecht.
Aus der DE-AS 22 44 543 ist bekannt, daß sich Tris-2,3-dibrompropylisocyanurat
als Flammhemmer für verschiedene Kunststoffe, unter anderem auch für Acrylharze eignet, da es sich in niederen monomeren Acrylaten und Methacrylaten
löst und deshalb vor der Polymerisation zugesetzt werden kann.
Der DE-PS 24 24 410 ist ferner zu entnehmen, daß diese Verbindung bei der
Flammfestausrüstung von Polypropylen eine Sonderstellung einnimmt, da sie
zusammen mit Antimontrioxid als Synergisten bereits in Mengen von 2 bis 7
Gew.%, bezogen auf das Polymere, ausgezeichnete flammhemmende Eigenschaften entfaltet. Im Gegensatz dazu werden für die Ausrüstung anderer
Polymerer, wie z.B. Polyäthylen, Polystyrol oder ABS, wesentlich höhere
Zusatzmengen an dieser Bromverbindung benötigt, um auch nur brauchbare flammhemmende Eigenschaften zu erzielen.
Gemäß EP 0005496 wird das Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat gemeinsam mit
Antimontrioxyd und bestimmten zinnorganischen Verbindungen auch für die Herstellung einer flammfest ausgerüsteten Polypropylenfaser eingesetzt. Die
Zusatzmengen an der Bromverbindung betragen hier 0,5 bis 10 Gew.%. Bevorzugt werden aber nur rund 3 Gew.% an dieser Verbindung verwendet,
wobei auch hier hervorgehoben wird, daß diese geringen Zusatzmengen den Vorteil mit sich bringen, daß die Fasereigenschaften kaum beeinflußt werden.
Überraschenderweise konnte nun gefunden werden, daß sich trockengesponnene
PolyacrylrVitrilfasern durch Zusatz von 15 bis 40 Gew.% an Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat
flammhemmend ausrüsten lassen, wobei trotz der hohen Zusatzmenge völlig entgegen den Erwartungen die Fasereigenschaften praktisch
nicht oder nur ganz geringfügig verändert werden und vor allem der wollähnliche
Griff voll erhalten bleibt. Die Eignung dieser Bromverbindung als Additiv für die Herstellung einer trockengesponnenen Polyacrylnitrilfaser ist hierbei
völlig überraschend, da die Verbindung einen Schmelzpunkt von 90 C besitzt.
Trotzdem sind bei den hohen Temperaturen im Spinnschacht weder Schmelzerscheinungen
zu beobachten, noch nennenswerte Verluste an dieser Bromverbindung
zu verzeichnen. Dieser Umstand und die Tatsache, daß diese Verbindung trotz Löslichkeit in Perchloräthylen eine gute Beständigkeit in der Faser
gegen Trockenwäsche aufweist sowie schließlich, daß trotz guter Löslichkeit in
231 S 1 "Q5
Dimethylformamid im Verstreckbad und bei der Waschbehandlung nur geringe
Verluste an Bromverbindung (max. 2 bis 3 %) auftreten, läßt vermuten, daß das Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat an das Polyacrylnitril oder an eines der
verwendeten Copolymeren in irgendeiner Weise chemisch gebunden wird. Dafür spricht auch, daß in der Differential-Thermoanalyse der Faser ein
Schmelzen des Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurats nicht mehr nachweisbar ist.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demnach eine trockengesponnene
Polyacrylnitrilfaser mit einem Acrylnitrilgehalt des zugrundeliegenden Polymeren
von mindestens 85 Gew.% mit flammhemmenden Eigenschaften, die gekennzeichnet ist durch einen Gehalt an 15 bis 40 Gew.% Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat,
bezogen auf das Polymere. Vorzugsweise liegt der Gehalt an dieser Bromverbindung bei 25 bis 40 Gew.%.
Die flammhemmenden Eigenschaften des Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurats
können durch Zusatz von bis zu 10 Gew.%, bezogen auf den Polymergehait, an einem oder mehreren synergistisch wirkenden Verbindungen noch verstärkt
werden, wobei als solche Synergisten Oxide oder Verbindungen von Antimon, Wismut, Molybdän, Phosphor, Zink oder Magnesium genannt werden können.
Vorzugsweise betragt die Menge an diesen Synergisten 2 bis 6 Gew.%.
Besonders gute synergistische Wirkungen zeigen hierbei die Oxide des Antimons, vor allem Antimontrioxid, sowie Molybdänverbindungen. Aber auch
Zinkverbindungen, wie Zinkoxid oder Zinkphosphat, sowie Magnesiumoxid sind hervorzuheben.
Besonders bevorzugt ist es, Mischungen von zwei Synergisten einzusetzen,
wovon einer ein Oxid oder eine Verbindung mit basischem Charakter ist. Dies hat den Vorteil, daß die basische synergistisch wirkende Verbindung gleichzeitig
als Säurefänger für die geringen Mengen an Bromwasserstoff wirkt, der während der Herstellung der Faser entstehen kann, sodaß damit ev. korrosiven
Erscheinungen an Spinnpumpen, Düsen etc. wirksam entgegengewirkt werden
kann. Ferner wird dadurch auch die UV-Stabilität erhöht. Unter den Synergisten
mit basischem Charakter haben sich Zinkoxid oder basisch reagierende Magnesiumverbindungen besonders bewährt, wobei sie insbesondere im Gemisch
mit Antimonoxiden, Molybdänoxiden oder Molybdänverbindungen einge-
setzt werden, in welchen Gemischen die Antimon- oder Molybdänkomponente
mengenmäßig überwiegt. Bevorzugt beträgt hierbei der Gesamtgehalt an
Synergisten 6 Hew.%, jener an basischen Verbindungen, wie Zinkoxid, die im
Gemisch vorliegen, 2 Gew.%.
Natürlich kann die Faser gewünschtenfalls auch einen üblichen Säurefänger
enthalten, der gemeinsam mit dem Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat keine
synergistische Wirkung entfaltet. Als solche Säurefänger sind beispielsweise Epoxide, wie l-Brom-2,3-epoxypropan, 1,2-Decanepoxid, 1,2-Dodecanepoxid
und 2,3-Epoxypropanol hervorzuheben. Ebenso können auch andere übliche
Zusätze, wie z.B. Aufheller oder Lichtschutzmittel usw. zugegen sein.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen flammgehemmten Polyacrylnitrilfasern
gelingt nach der üblichen Vorgangsweise im sog. Trockenspinnprozeß,
wobei die flammhemmend wirkende Bromverbindungen, sowie gegebenenfalls vorhandene Synergisten und die anderen Zusätze während oder nach Bereitung
der Spinnlösung zugesetzt werden. Als bevorzugtes Lösungsmittel dient hierbei
Dimethylformamid. So können z.B. die Additive gemeinsam mit dem Polymeren in Dimethylformamid aufgelöst bzw. suspendiert oder der Lösung des
Polymeren während oder unmittelbar nach dem Lösungsvorgang in jenen
Mengen zugesetzt werden, daß der erfindungsgemäß geforderte Gehalt an r=n
Additiven resultiert.
Da die Spinnlösung im Zuge der üblichen Herstellung längere Zeit auf höherer
Temperatur gehalten werden muß und dies Anlaß zu Verlusten an der Bromverbindung
durch HBr-Abspaltung geben könnte, empfiehlt es sich, die Bromverbindung
und die Synergisten so spät wie möglich, vorzugsweise unmittelbar vor der Verspinnung zuzusetzen. Dieser Zusatz erfolgt am besten in From eines
sog. "Masterbatch", das heißt, das Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat und der oder die Synergisten werden zunächst mit geringen Mengen an Dimethylformamid
und an Polyacrylnitril homogen gemischt und dann in die Spinnlösung
eingetragen, wo sich die Mischung durch statische oder dynamische Mischer unschwer gleichmäßig verteilen läßt.
Da das Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat in Dimethylformamid gut löslich ist
und daher nur die relativ geringe Menge an Synergisten, soferne solche
verwendet werden, in der Spinnlösung in suspendierter Form vorliegt, wird eine problemlose Verspinnung erreicht. Außerdem tritt bei der Herstellung der
Spinnlösung eine HBr-Abspaltung durch Erhitzen nur in sehr geringem Umfang
auf. Sie kann durch den schon erwähnten Zusatz eines basischen Synergisten unschwer beherrscht werden, sodaß an Düsen etc. keine Korrosionsprobleme
auftreten.
Nach Zusatz der Additivkombination empfiehlt es sich, die Lösung gut
durchzumischen.
Die Aufbereitung der Spinnlösung erfolgt, gleichgültig an welcher Stelle das
oder die Additive zugesetzt werden, in der für das Trockenspinnverfahren üblichen Weise, d.h. also das Polymere wird in üblicher Weise angeteigt, gelöst
und nach Entgasen und Filtrieren auf die übliche Spinntemperatur gebracht. In den meisten Fällen werden hierbei Temperaturen von etwa 70 bis 120 C
eingehalten. Bei der Verspinnung kann wie üblich mit Spinngastemperaturen von 180 bis 320 Π gearbeitet werden.
Auch die nachfolgenden Schritte zur Nachbehandlung der Faser, wie Badverstreckung,
Waschung, Avivage, Trocknung, Stauchkräuselung, Faserdämpfung und Schnitt zur Stapelfaser unterscheiden sich nicht von der üblichen Vorgangsweise
für Polyacrylnitrilfasern.
Die Feststellung der flammhemmenden Eigenschaften der fertigen Faser
erfolgt einerseits durch die Bestimmung des LOI-Wertes (= Limiting Oxygen
Index) nach ASTM D 2863 und andererseits nach DIN 53906 durch Kantenbeflammung
sowohl an Strickstücken als auch an Geweben, wobei die Brennzeit sowohl nach 3 Sekunden andauernder Beflammunq als auch nach 15 Sekunden
andauernder Itoflammunij nowio die ["inreilil.'iiujo nach Fntnohmon dnr Probe,
welche das Maß der Zerstörung der Probe angibt, bestimmt wird.
An diesen LOI-Werten ist zu erkennen, daß die erfindungsgemäße Faser eine
Flammhemmung in der Größenordnung von am Markt befindlichen Modacrylfa-
sern (LOI 23 bis 26 % O7) besitzt. Sie hat aber gegenüber solchen Fasern ganz
erhebliche Vorteile aufzuweisen. So ist es nicht nötig, zu ihrer Herstellung gesonderte Polymere zu erzeugen, sondern man kann von den nach DIN 60001
genormten Acrylnitrilpolymeren ausgehen und diese lediglich durch einen
Zusatz mit flammhemmenden Eigenschaften versehen, ohne daß die Spinntechnologie in irgendeiner Weise geändert werden muß. Das bringt eine wesentlich
einfachere Verfahrensführung mit sich. Auch die Fasernachbehandlung bedarf in keiner Weise einer Veränderung.
Die so hergestellten Fasern besitzen einen ausgesprochen weichen, wollähnlichen
Griff und weichen in den textlien Daten nur unwesentlich von trockengesponnenen Polyacrylnitril-Standardfasern ab. Die Flammschutzkombination
wird nicht nur beim Trockenspinnprozeß und der Nachbehandlung, sondern auch
bei nachfolgenden Ausrüstungsprozessen, wie Entschlichten, Bleichen und Färben nicht nennenswert angegriffen. Auch bei 25maüger Feinwäsche bei
3O0C und lOmaliger Trockenwäsche (Perchloräthylen) sind nur geringe Verluste,
nämlich unter 5 %, bezogen auf Additiv zu verzeichnen.
Schließlich muß auch noch hervorgehoben werden, daß die UV-Stabilität der
erfindungsgemäßen Faser zwar etwas geringer als bei der Standardacrylnitrilfaser,
aber immer noch besser ist als jene von Modacrylfasern.
Den erfindungsgemäßen Fasern stehen daher alle Anwendungsgebiete der
Standardacrylnitrilfaser offen.
Nähere Daten, die der weiteren Erläuterung der vorliegenden Erfindung
dienen, sind den nachfolgenden Beispielen zu entnehmen.
O O
318105
Aus Polyacrylnitril und Dimethylformamid wurden bei einer Lösungstemperatur
von 50 C eine Lösung mit einer Konzentration an Polyacrylnitril von 31,5 Gew.% bereitet. Nach Entgasen dieser Lösung wurde mittels einer Dosierpumpe
bei einer Temperatur von 80 C pro 100 g Lösung 31,11 g eines Masterbatch, bestehend aus 5,5 Gew.% Polyacrylnitril, 31,2 Gew.% Tris-2,3-dibrompropylisocyanurat,
3,9 Gew.% Antimontrioxid und 59,4 Gew.% Dimethylformamid
zugesetzt und durch intensives Rühren gleichmäßig verteilt, wobei eine
Spinnmasse folgender Zusammensetzung resultiert:
Polyacrylnitril 25,33 Gew.%
Tris-2,3-dibrompropyl-
isocyanurat 7,40 Gew.%
Sb2O3 0,93 Gew.%
Dimethylformamid 66,34 Gew.%
Viskosität bei 90°C 10 Pas
Diese Lösung wurde nach Aufheizen auf 90 C über eine 240-Lochdüse mit
Einzellochdurchmessern von 175,um versponnen, wobei im Spinnschacht eine
Gastemperatur oben von 210 C und unten von 100 C herrschte. Es wurden
Fäden mit Schachtkabeltitern von 10,5 bis 11 dtex ersponnen und anschließend
im Verhältnis 1: 4,4 verstreckt, kochend gewaschen und bei 160 C getrocknet.
Es resultierte eine Faser mit einem Gehalt an Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat
von 29,2 Gew.% und an Sb O, von 3,7 Gew.%, bezogen auf den Polymerengehalt.
Die so erhaltene Faser zeigte folgende textile Daten:
Titer 3,5 dtex, Festigkeit 24 cN/tex, Dehnung 34 % und Weißgrad (Grundweißgrad
ohne Aufheller) 48 BE.
Prüfung des LOI-Wertes nach ASTM D 2863: 24,5 % O9. Beim Kantenbeflam-
2
mungstest an daraus gefertigten Strickschläuchen von 150 bis 170 g/m nach DIN 53906 wurde nach 3 Sekunden Beflammung eine Brennzeit von 4 Sekunden und eine Einreißlänge von 62 mm, nach 15 Sekunden Beflammung eine Brennzeit von 0 Sekunden und eine Einreißlänge von 69 mm festgestellt.
mungstest an daraus gefertigten Strickschläuchen von 150 bis 170 g/m nach DIN 53906 wurde nach 3 Sekunden Beflammung eine Brennzeit von 4 Sekunden und eine Einreißlänge von 62 mm, nach 15 Sekunden Beflammung eine Brennzeit von 0 Sekunden und eine Einreißlänge von 69 mm festgestellt.
331 8 1 Gb
Die textlien Daten einer daraus erzeugten Stapelfaser sowie eines aus dieser
hergestellten Gewebes wurden den Daten einer Standardacrylfaser gegenübergestellt.
Die Daten sind in folgenden Tabellen 1 und 2 festgehalten.
- 10 -
T a b e 1 1 e 1
Textile Daten Stapelfaser im Vergleich zu einer Standard-Polyacrylnitrilfaser (mit 0,4 % TiO9 mattiert)
Titer Festig Dehnung
Titer Festig Dehnung
Festig keit dtex cN/tex
Trocken
modul
cN/tex/%
modul
cN/tex/%
Schlingen festigkeit cN/tex
Koch Weiß
schrumpf gehalt % BE
η = 100 | η = 100 | η = 100 | η = 50 | η = 50 | η = 20 | η = 5 | |
Faser nach Beispiel 1 |
3,4-3,7 | 24-25 | 33-34 | 2,6-2,9 | 13-14 | 1,2 | 48 |
Standard | 2,9-3,3 | 25-26 | 34-35 | 4,0-4,7 | 17-18 | 1,0 | 52 |
Tabelle 2
Textile Gewebedaten im Vergleich zu einer Standard-Polyacrylnitrilfaser Gewicht: 135 g/m'
Textile Gewebedaten im Vergleich zu einer Standard-Polyacrylnitrilfaser Gewicht: 135 g/m'
Höchstzugkraft N
Dehnung %
Zungenein- | Weiterreiß- | Berstwider | Scheuer |
reißkraft | kraft | stand | festigkeit |
N | N | mm | (Lochbildung |
nach χ Min.) |
Kette | Schuß | Kette | Schuß | Kette | Schuß | Kette | Schuß | Wölb höhe |
bar | 11 | |
Fasern nach Beispiel 1 |
410 | 460 | 18 | 30 | 55 | 48 | 22 | 20 | 25 | 2,8 | 12 |
Standard | 455 | 480 | 20 | 28 | 37 | 32 | 18 | 16 | 25 | 3,5 | |
Q ο -1 O i η γ-Ο
Ο ld IU J
In analoger Weise Wurden Fasern mit 20, 30 und 40 Gew.% Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat
sowie ohne als auch mit variierenden Mengen an Antimontrioxid
hergestellt. Alle diese Fasern wurden hinsichtlich der textlien Daten
untersucht und den oben angegebenen Flammprüfungen unterzogen. Die Ergebnisse
sind in nachfolgender Tabelle 3 zusammengestellt. Der angegebene Weißgrad der Fasern ist der GrundweiQgrad ohne optischen Aufheller. Zum
Vergleich wurden die Werte einer Acrylfaser ohne erfindungsgemäQe Zusätze,
jedoch, um sie vergleichbar zu machen, mit einem Gehalt an 0,4 Gew.% TiO„
angegeben.
- .12-
Tris-2,3-dibrompropylisocyanurat / Sb„O,(bez.auf PAC)
Gew.%
textile Daten
Titer Festig- Deh-
keit nung
dtex cN/tex %
Flammhemmung best, an Strickschläuehen (ca. 150 bis 170 g/m )
Weiß- ASTM D
grad 2863 DIN 53906
(LOl) (Kantenbeflammungstest)
nach 3 sek.Zündzeit nach 15 sek.Zündzeit
(BE) % O9 Brenn- EinreiQ. Brenn- Einreiß-
zeit länge zeit länge
sek. mm sek. mm
Vergleichsprobe | 3,3 | 25 | 30 | 52 | 18 | * | - | # | - |
ohne Zusatz | 3,6 | 22 | 30 | 50 | 23 | 22 | 120 | 0 | 75 |
30/0 | 3,5 | 24 | 31 | 48 | 25 | 7 | 60 | 0 | 75 |
30/ 6 | 3,5 | 23 | 32 | 47 | 25 | 1 | 58 | 0 | 87 |
40/ 4 | 3,7 | 21 | 32 | 49 | 24 | 2 | 55 | 0 | 80 |
40/ 0 | 3,9 | 23 | 41 | 48 | 23 | 17 | 95 | 3 | 100 |
20/ 6 | |||||||||
*) Probe brennt ab
Analog der in Beispiel 1 beschriebenen Verfahrensweise wurde eine Polyacrylnitrilfaser
mit einem Gehalt von 30 Gew.% Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat sowie 4 Gew.% Antimontrioxid und 2 Gew.% Zinkoxid als Synergisten hergestellt.
Die so erhaltene Faser hatte einen Titer von 3,3 dtex, eine Festigkeit von 23 cN/tex, eine Dehnung von 29 % und einen Weißgrad von 50 BE. Der
LOI-Wert nach ASTM D 2863 betrug 26 % O~, war also gegenüber einer Faser,
die neben 30 % der Bromverbindung 6 % Sb2O, als alleinigen Synergisten
enthält, verbessert.
Wird anstelle des Zinkoxyds die gleiche Menge Zinkphosphat als zweiter
Synergist eingesetzt, liegt der LOI-Wert bei 25 % Ό .
Aus Polyacrylnitril und Dimethylformamid wurde unter Zusatz eines entsprechend
zusammengesetzten Masterbatch wie in Beispiel 1 beschrieben eine Faser hergestellt, die 30 Gew.% Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat und
2 Gew.% Zinkoxid enthält. Der LOI-Wert der so hergestellten Faser beträgt
24 % O2-
Verwendet man anstelle des Zinkoxids 4 Gew.% Zinkphosphat oder 4 Gew.%
einer Magnesiumverbindung (Frimis MZ 3 der Firma Calcit Füllstoff GmbH,
Köln), beträgt der LOI-Wert 23,5 % O2-
Wie in Beispiel 1 beschrieben wurde aus Polyacrylnitril nach dem Trockenspinnprozeß
eine Polyacrylnitrilfaser erzeugt, wobei als flammhemmendes Additiv 30 Gew.% Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat und als Synergist
4 Gew.% einer Molybdän-Zinkverbindung (Kemgard 911 A der Firma Lehmann und Voss) eingesetzt wurde. Die so erzeugte Faser besitzt bei ausgezeichneter
UV-Stabilität einen LOI-Wert von 24 % O2- Setzt man außerdem noch 2 Gew.%
Zinkoxyd zu, so läßt sich der LOI-Wert auf 25 % O? steigern.
Werden als zweiter Synergist anstelle von ZnO 2 Gew.% einer Magnesiumverbindung
(Frimis MH 3 der Firma Caicit Füllstoff GmbH) verwendet, steigt der
LOI-Wert auf 26 % O2-
Wie in Beispiel 1 beschrieben wurde aus Polyacrylnitril nach dem Trockenspinnprozeß
eine Polyacrylnitrilfaser hergestellt, wobei als Flammschutzadditiv 30 Gew.% Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat und als Synergistengemisch
4 Gew.% Antimontrioxid und 2 Gew.% einer Molybdänzinkverbindung (Kemgard
911 A) eingesetzt werden. Der LOI-Wert der Faser beträgt 26 % 0_.
Claims (9)
1. Trockengesponnene Polyacrylnitrilfaser mit einem Acrylnitrilgehalt des
zugrundeliegenden Polymeren von mindestens 85 Gevv.% mit flammhemmenden Eigenschaften, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 15 bis 40
Gew.% Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat, bezogen auf das Polymere, so- .
wie 0 bis 10 Gew.%, bezogen auf den Polymergehalt eines oder mehrerer Synergisten, wie Oxide oder Verbindungen von Antimon, Wismut, Molybdän,
Phosphor, Zink oder Magnesium, gegebenenfalls neben üblichen Säurefängern, Aufhellern und/oder Lichtschutzmitteln.
2. Polyacrylnitrilfaser nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gehalt an Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat 25 bis 40 Gew.%, bezogen auf
das Polymere, beträgt.
3. Polyacrylnitrilfaser nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Gehalt an Synergisten 2 bis 6 Gew.%, bezogen auf das Polymere,
beträgt.
4. Polyacrylnitrilfaser nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß sie ein Gemisch von zwei Synergisten enthält, von denen einer ein Oxid oder eine Verbindung mit basischem Charakter ist.
5. Polyacrylnitrilfaser nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als
Synergisten ein Gemisch von Antimonoxiden, Molybdänoxiden oder Molybdänverbindungen
mit Zinkoxid enthält, wobei der Anteil an Antimon- oder Molybdänverbindungen gegenüber dem Zinkoxyd überwiegt.
6. Polyacrylnitrilfaser nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der
Gesamtgehalt an Synergisten 6 Gew.% und der Zinkoxidgehalt 2 Gew.% beträgt.
7. Verfahren zur Herstellung der Polyacrylnitrilfaser gemäß den Ansprüchen 1
bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spinnlösung des Polyacrylnitrile
während oder nach deren Bereitung durch Auflösen des Polymeren in
";-■-;;■-.;- 331 s ι ο
Dimethylformamid Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat, gegebenenfalls zusammen
mit einem oder mehreren Synergisten, wie Oxide oder Verbindungen von Antimon, Wismut, Molybdän, Phosphor, Zink oder Magnesium als
solches oder in Form eines Masterbatch mit Polyacrylnitril und Dimethylformamid
sowie gegebenenfalls übliche Säurefänger, Aufheller und/oder Lichtschutzmittel zugesetzt werden und die so erhaltene Spinnmasse dem
an sich bekannten TrockenspinnprozeQ unterworfen wird, wobei die Menfle
an den Zusätzen so bemessen wird, daß in der fertigen Faser ein Gehalt an Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat von 15 bis 40 Gew.% sowie ein solcher
an den Synergisten von 0 bis 10 Gew.%, jeweils bezogen auf das Polymere, resultiert.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat
und gegebenenfalls die Synergisten in Form eines Masterbatch unmittelbar vor der Verspinnung in die Spinnlösung eingemischt
werden.
9. Verwendung von Tris-2,3-dibrompropyl-isocyanurat als flamnenhemmendes
Additiv für Polyacrylnitrilfaser.
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