NO154699B - Selvslukkende styrenplast. - Google Patents

Description

Den foreliggende oppfinnelse vedrører en selvslukkende styrenplast som har høy varmestabilitet og som eventuelt inne-

holder polyol i en mengde som ikke overstiger 2 vektsprosent,

regnet av plastens totaltvekt.

Det er kjent at styrenharpikser, såsom gummiforsterket polystyren, akrylnitril-butadienstyrenharpikser samt poly-

styrenskum, kan gjøres selvslukkende ved iblanding av en halo-

genert, organisk forbindelse. Virkningen av denne halogenerte, organiske forbindelse er imidlertid vanligvis ikke tilstrekke-

lig til å gjøre styrenharpiksen brannbestandig, og et syn-

ergistisk middel, såsom et peroksyd eller antimontrioksyd,

anvendes samtidig sammen med denne halogenerte, organiske forbindelse.

For å unngå anvendelse av disse synergistiske midler er

det blitt foreslått som brannhemmende middel å anvende halo-

generte, organiske forbindelser som er mindre varmestabile.

Fordelen med disse forbindelser er at de anvendes alene og i

mindre mengder.

Når styrenharpikser som inneholder en slik type brann-

hemmende middel underkastes en sprøytestøpingsprosess hvis temperatur vanligvis varierer fra 200 til 300°C, oppstår det imidlertid en termisk avspalting av det brannhemmende middel,

og denne spalting har en skadelig virkning på harpiksens egen-

skaper .

For å eliminere denne ulempe innføres det vanligvis varmestabilisatorer i materialet. Disse stabilisatorer består vanligvis av forbindelser av barium, kadmium, bly eller tinn. Varmestabilisatorene har imidlertid en skadelig innvirkning på brannsikkerheten. Den eneste måte å overvinne denne ulempe er å

øke konsentrasjonen av det brannhemmende middel i materialet.

Formålet med den foreliggende oppfinnelse er å frembringe

en styrenplast som gjøres brannsikker ved anvendelse av en halogenert, organisk forbindelse som er termisk stabil og som

anvendes uten nærvær av et synergistisk middel.

Dette er ifølge oppfinnelsen oppnådd ved at den som brannhemmende middel inneholder 1-8 vektsprosent monobrompentaerytritol, dibromneopentylglykol, tribromneopentylglykol og blandinger derav.

Polystyrenplasten ifølge oppfinnelsen har en meget god varmestabilitet.

Styrenharpikser som kan anvendes i plasten ifølge den foreliggende oppfinnelse kan være polystyren, gummiforsterket polystyren, akrylnrtri-l-butadienstyrenharpikser (i det etter-følgende benevnt ABS) samt polystyrenskum.

I den gummiforsterkete polystyren eller i ABS-harpiksene skai mengden gummi vanligvis ikke overstige 6 vektsprosent.

Den dibromerte pentaerytritol er særlig fordelaktig.

Denne, som også benevnes dibromneopentylglykol, består vanligvis av en blanding av dibromneopentylglykol, monobrompentaerytritol samt tribromneopentylglykol, hvorved mengden dibromneopentylglykol i blanding er høyere enn 80 vektsprosent.

Den foretrukne selvslukkende polystyrenplast ifølge oppfinnelsen inneholder minst 1 vektsprosent, regnet av materialets totalvekt, dibromneopentylglykol. De selvslukkende polystyrenplaster fremstilles hensiktsmessig ved anvendelse av dibromneopentylglykol i en mengde på fra 2 til 5 vektsprosent. Større dibromneopentylglykolmengder enn 8 vektsprosent fører ikke til styrenharpikser med gode generelle egenskaper.

Når styrenharpiksene som anvendes ifølge den foreliggende oppfinnelse utsettes for en sprøytestøpingsprosess ved temperaturer på fra 200 til 300°C, er det eneste brannhemmende middel, f.eks. dibromneopentylglykol, tilstrekkelig til å sikre god ildfasthet-samt en~varmestabilitet som er høyere enn den som oppnås ved anvendelse av vanlige brannhemmende midler.

Selv om deres nærvær ikke er nødvendig, kan varmestabilisatorer tilsettes plasten. Varmestabilisatorer, såsom polyoler og særlig pentaerytr itol. eller dipentaerytritol, kan anvendes. Mengden av disse stabilisatorer bør imidlertid ikke overstige 2 vektsprosent, fortrinnsvis 1 vektsprosent, regnet av plastens totalvekt.

Dersom styrenharpiksene på den annen side underkastes eks-trudering, kan man samtidig med det brannhemmende middel tilsette et synergistisk middel av peroksydtype, idet det er kjent at ekstruderingstemperaturer er vesentlig lavere enn de tempera- . turer som er nødvendige for en sprøytestøpingsprosess.

Fordelen med å innføre et synergistisk middel av peroksydtype er at det er mulig å senke konsentrasjonen av brannhemmende middel, f.eks. dibromneopentylglykol, vesentlig. Eksempler på

egnete peroksyder er dikumylperoksyd, bis-(a,a-dietylbenzen)-

peroksyd, bis-(a,a-diisopropylbenzen)-peroksyd samt kumylhydro-peroksyd.

Mengden peroksyd som kan tilsettes bør ikke overstige 5 vektsprosent, fortrinnsvis 3 vektsprosent, regnet av materialets totalvekt.

Den selvslukkende polystyrenplast ifølge oppfinnelsen

må tilfredsstille den vertikale prøve ifølge Underwriters Labora-

tory for å klassifiseres som 94V2.

Denne prøve består i innstilling av en prøve med en tykkelse

på fra 6,35 til 1,60 mm i en avstand på 0,95 cm over en brenner som gir en flamme med 1,9 cm høyde. Prøven utsettes for flammen to ganger i løpet av 10 sekunder. For å klassifiseres som 94V2

må den gjennomsnittelige slukketid for prøven være under 25

sekunder.

Den selvslukkende plast ifølge oppfinnelsen fremstilles vanligvis ved å blande styrenharpiksene godt med brannhemmende middel, f.eks. dibromneopentylglykol. Vanligvis utføres den gode blanding i en kneter eller en ekstruderings-

anordning. Det brannhemmende middel kan imidlertid også innføres ved oppløsning i styrenmonomeren før polymerisasjon. Den sist-

nevnte metode anvendes særlig for fremstilling av brannsikkert polystyrenskum.

Oppfinnelsen vil bli illustrert ved hjelp av de etterfølg-

ende eksempler.

Dibromneopentylglykolene som ble anvendt i disse eksempler

bestod av en blanding som inneholdt 5-7 vektsprosent monobrom-,

80-82% dibrom- og 13-15% tribromneopentylglykol.

Eksempel 1

Det ble fremstilt et materiale av en styrenharpiks ved

god blanding i en kneter av følgende forbindelser:

Dette materiale ble klassifisert som 94V2 ifølge Underwriters Laboratories prøve (subjekt 94). Prøver av dette materiale ble dessuten sprøytestøpt opptil en temperatur på 250°C uten spalting. Tidsrommet for sprøytestøpingssyklusen var 43 sekunder.

For sammenligning ble det fremstilt materialer med samme konsentrasjon av forskjellige brannhemmende midler. I brannhemmende midler som ble prøvet var slike som vanligvis anvendes for seg selv.

Tabellen nedenfor viser de temperaturer hvor termisk spalting inntraff, og av tabellen fremgår det at ingen av de vanlige brannhemmende tilsetningsmidler var stabile ved form-sprøyting ved en temperatur på 250°C.

I et annet forsøk ble det fremstilt et liknende materiale,, men med dekabromdifenyleter som er et termisk stabilt brannhemmende middel, men som vanligvis anvendes med et synergistisk middel.

Med en mengde på 4 vektsprosent dekabromdifenyleter kan materialet ikke klassifiseres som 94V2 ifølge prøve UL94.

Eksempel 2

Det ble fremstilt et materiale av en styrenharpiks med blandinger av følgende forbindelser i en ekstruder:

Dette materiale ble klassifisert som 94V2 ifølge UL94-prøven. Dessuten ble det sprøytestøpt opptil en temperatur på 24 0°C uten spalting. Tidsrommet for sprøytestøpingssyklusen var 43 sekunder.

For sammenligning ble det fremstilt et liknende materiale, dvs. uten noen varmestabilisator og under anvendelse av 5,6-dibrom-heksaklortridecen istedenfor dibromneopentylglykol.

Materialet ble klassifisert som 94V2, men spaltnings-temperaturen var bare 22 5°C.

Eksempel 3

Styrenmonomer som inneholdt oppløst dibromneopentylglykol ble innført i en reaktor. Denne blanding ble underkastet kjente polymerisasjonsbetingelser. Det oppnådde polystyren som inneholdt 4 vektsprosent dibromneopentylglykol ble deretter eks-pandert med pentan i en ekstruderingsanordning. De oppnådde blokker var selvslukkende.

Oppholdstiden i ekstruderingsanordningen var 3 minutter ved 22 0°C. Det ble ikke iakttatt noen termisk nedbrytning.

Eksempel 4

Det ble fremstilt en styrenharpiks ved blanding av følg-ende forbindelser i en kneter:

Dette materiale ble klassifisert som 94V2 og ble ekstrudert ved en temperatur på 2 2 0°C med en oppholdstid på 3 minutter. Ingen termisk nedbrytning ble iakttatt.

Eksempel 5

Et materiale av en styrenharpiks ble fremstilt ved blanding av følgende forbindelser i en kneter:

Dette materiale ble klassifisert som 94V2 ifølge UL94-prøven.

Materialet ble sprøytestøpt ved en temperatur på 250°C. Ingen termisk nedbrytning ble iakttatt.

Eksempel 6

Et materiale av styrenharpiks ble fremstilt ved blanding av følgende forbindelser i en kneter:

Materialet ble sprøytestøpt ved en temperatur på 23 0°C. Ingen termisk nedbrytning ble iakttatt. Materialet ble klassifisert som 94V2 ifølge UL94-prøven.

Eksempel 7

Et materiale av en styrenharpiks ble fremstilt ved blanding av følgende forbindelser i en kneter:

Dette materiale ble sprøytestøpt ved en temperatur på 22 0°C. Ingen termisk nedbrytning ble iakttatt. Det ble klassifisert som 94V2 ifølge UL94-prøven.

For sammenligning ble det fremstilt et liknende materiale, men under anvendelse av dibrometyl-1,3,4-dibromcykloheksan istedenfor dibromneopentylglykol.

For å unngå termisk nedbrytning måtte dette materiale sprøytestøpes ved en temperatur på 195°C.

Eksempel 8

Et materiale av styrenharpikser ble fremstilt ved blanding av følgende forbindelser i en kneter:

Den gjennomsnittlige slukketid for dette materiale var 0"48.

Også sammenligningsmaterialer ble fremstilt på samme måteVx

Tilsetningsmidlet besto av:

Den gjennomsnittlige slukketid var:

Eksempel 9

Et materiale som inneholdt 95,90 vektsprosent polystyren med høy slagfasthet (gummiinnhold 2,4%), 4% tribromneopentylglykol og 0,1% 2,6-di-tert-butylhydroksytoluen ble sprøytestøpt opptil en temperatur, på 24 0°C uten noen spaltning. Den gjennomsnittlige slukketid var 1"97.

Claims (2)

1. Selvslukkende styrenplast som har høy varmestabilitet og som eventuelt inneholder polyol i en mengde som ikke overstiger 2 vekt%, regnet av plastens totalvekt, karakterisert ved at den som brannhemmende middel inneholder 1-8 vekt% monobrompentaerytritol, dibromneopentylglykol, tribromneopentylglykol og blandinger derav.

2. Plast i samsvar med krav 1, karakterisert ved at den inneholder fra 2-5 vekt%, regnet av plastens totalvekt, av en blanding av monobrompentaerytritol, dibromneopentylglykol og tribromneopentylglykol, hvor dibromneo-pentylglykolinneholdet i blandingen er høyere enn 80 vekt%.