NO770092L - Vinylkloridpolymerer. - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører vinylkloridpolymerer som inneholder kobberoksalat.

Det foreligger et behov for forbedrede plastprodukter som oppviser gode brannhemmende egenskaper, og dette gjelder også for vinylkloridpolymerer som vanligvis anses å være flamme-sikre. Selv om stive vinylkloridprodukter har mange nyttige anvendelser innen byggkonstruksjon og kjøretøyer, er det også mange anvendelser for myknede vinylkloridpolymerer slik som i tøyer, møbelstoffer, veggbelegg og lignende der flammebestandig-het og røkdannelse kan være et problem. Det foreligger, nå sikkerhetsbestemmelser angående slike materialer. I tillegg

til at flammemotstandsevnen må reduseres i slike materialer som vinylkloridplastprodukter, må også røk som utvikles av slike polymerprodukter ved brann reduseres. NBS-røkkammere er akseptert som et mål for røkutvikling. Det har vært foreslått og benyttet en rekke materialer i vinylklorid for dette formål, men meget få har vært funnet å være helt tilfredsstillende. Mange er ikke forenlige eller lett blandbare med vinylkloridpolymerer, mange er fargede eller danner fargede produkter i

vinylkioridpolymersammensetninger, og mange har skadelige innvirkninger på vinylkloridpolymerenes fysikalske egenskaper.

US-patent nr. 3.845.001 beskriver bruk av kobber-forbindelser alene, slik som CU2O eller blandinger av M0O3og

CU2O, som reduserer røkdannelse ved forbrenning. I dette patent angis det også at anvendelsen av slike oksyder foreslår bruk av andre forbindelser, slik som acetylacetonylacetater og kobber-salter av karboksylsyrer slik som acetatene og butyratene.

Mens kuprooksyd er tilfredsstillende for reduksjon av røk utvik-let under forbrenning av polyvinylklorid,- resulterer det i en uønsket rød farge hos forbindelsene. Dette fargeproblem er spesielt akutt med tinn-svovelstabilisatorene som er utbredt benyttet i industrien. De foreslåtte kobberkarboksylater er

vanligvis utilfredsstillende fra andre synspunkt enn røkreduk-sjon, f.eks. forårsaker kupriformiat under maling sammen med

polyvinylklorid misfarging og sorte flekker. Kobberacetyl-acetonat bevirker misfarging under behandling og denne misfarging forøkes ved oppvarming.

Kobberoksalat er et meget effektivt brann- og røk-hemmende middel i vinylkloridpolymersammensetninger. Kobberoksalatet er forenlig og lett blandbart med vinylkloridpolymerer i både. stive og bøyelige former, de danner ikke uønskede fargede produkter i vinylkloridpolymerer og har ingen skadelig innvirk-ning på de fysikalske egenskapene i eller behandlingen av forbindelser som inneholder dette stoff.

Kobberoksalat anvendes vanligvis i pulverform i mengder på over ca. 0,01 del pr. 100 vektdeler vinylkloridpolymer,.og fortrinnsvis fra ca. 0,1 til ca. 20 vektdeler pr.

100 vektdeler vinylkloridpolymer. Fra ca. 1 til ca. 10 vektdeler . er et meget praktisk område og gir en god balanse når det gjelder forbindelsenes ønskede egenskaper. Kobberoksalat blandes lett med vinylkloridpolymerene i pulverform i like stor grad som andre pulverformige bestanddeler som blandes med vinylkloridpolymerer.

Kuprioksalat kan lett fremstilles ved blanding av støkiometriske mengder av varme konsentrerte oppløsninger av kuprisulfat og oksalsyre. Bunnfallet filtreres og kan tørkes i vakuum eller ved 100°C og atmosfæretrykk.

Vinylkloridpolymerene omfatter de vinylkloridpolymerer som er homopolymerer, dvs. polyvinylklorid samt de kopolymerer som inneholder vinylklorid og opp til ca. 50 %, og vanligvis ca. 30 vekt-% av minst en annen vinylidenmonomer inneholdende minst en CH2=C<=>C endegruppe, slik som vinyliden-klorid, alkylakrylater og metakrylater hvori alkylgruppen inneholder 1-10 karbonatomer, akrylsyrer, amider og nitriler derav, slik som akrylsyre, etakrylsyre, akrylamider, N-metylolmetakryl-amid, akrylonitril, metakrylonitril og lignende, a-olefiner inneholdende 2-6 karbonatomer slik som etylen og propylen, vinylestere slik som vinylacetat, vinylbutyrat, vinylbenzoat, vinylaromatiske stoffer slik som styren, klorstyren, etylstyren, vinylnaftalen, vinylalkyletere, vinylketoner, klorerte vinylkloridpolymerer; og blandinger av vinylkloridpolymerer med andre polymerer, både plaster og elastomerer, f.eks. med ABS-harpikser, med 10-40 % kopolymerer av styren og akrylonitril eller styren og metylmetakrylat hvori styren er hovedbestand-delen, elastomerer inneholdende ca. like mengder styren og akrylonitril med butadien, polyuretaner, nitrilelastomerer,

både flytende og faste inneholdende fra ca. 15-40 % akrylonitril hvor resten er butadien, polyolefiner og lignende.

Disse vinylkloridpolymerer er normalt polymerer med høy molekyl-vekt og med en spesifikk viskositet større enn 0,4 målt som en 0,4 % oppløsning i nitrobenzen.

Vinylkloridmonomerene vil bli blandet med standard bestanddeler slik som myknere, smøremidler, stabiliseringsmidler, fyllstoffer, fargestoffer, behandlingshjelpemidler, andre flamme- og røkhemmende midler, og lignende. Selv om disse forbindelser er mest effektive i vinylkloridpolymerer som er vesentlig frie for myknere og som brennes, gir de forbedrede sammensetninger med hensyn til flammeutvikling og røk når myknere

er tilstede.

I de følgende eksempler angis verdien for D^/g, nemlig maksimal optisk tetthet pr. gram prøve observert med en vertikal lysstråle i the Nation Bureau of Smoke Chamber (NBS)

og prosent røkreduksjon. Dmer maksimal optisk tetthet ifølge Gross. NBS-røkkammeret og bruken av dette er beskrevet av Gross et al. i brann-test-metoder ASTM STP 422, 1967, sidene 166-206. De rapporterte NBS Dm/g røkverdier gjelder når flammer er tilstede.

Eksempel 1

En vinylkloridpolymer-forbindelse ble fremstilt ved blanding av 100 vektdeler polyvinylklorid med en spesifikk viskositet på 0,38-0,42 i nitrobenzen ved 30°C med 2 vektdeler polyetylen med en spesifikk vekt på 0,924 g/cm 3 og smelteindeks på 5 g/10 min., samt de kobberoksalat-mengder som er angitt i nedenstående tabell som Phr av polyvinylklorid. Bestanddelene ble alle tørrblandet, malt ved 163°C og trykkstøpt ved 177°C i 3 min. til ark med en tykkelse av 0,63 mm. Prøver med dimensjo-ner 75 x 75 mm ble testet ved flammeutførelsen i NBS-røkkammere.

Eksempel 2

For å demonstrere de uventede fordeler som gis av kobberoksalat i polyvinylkloridforbindelser, ble forbindelser inneholdende 100 vektdeler polyvinylklorid fra eksempel 1,

2 vektdeler dibutyltinnbisisooktylditioglykolat, 4 vektdeler

metylmetakrylat-behandlingshjelpemiddel med én Brookfield-viskositet i 10 % toluen oppløsning på 200-1000 eps, 3 vektdeler titandioksyd, 1 vektdel kalsiumstearat og 1 vektdel etylenbis-stearamid, blandet med 0,5-10 vektdeler kobberoksalat ved maling og støpt som angitt ovenfor for dannelse av prøveark med dimensjonen 150 x 150 x 0,63 mm. Det ble ikke observert noen misfarging opp til et nivå på omkring 5 vektdeler, og ved et

nivå på 5-10 vektdeler forekom bare en lys blågrønn tone på forbindelsene. I motsetning til dette ga kupriheksanoat og kupriacetat meget sterk mørk misfarging ved nivåer på såpass lavt som 1 vektdel. Kupristearat kunne ikke innføres i forbindelsen ved nivåer over 2,5 vektdeler på grunn av for sterk smøring og selv ved en mengde på 1 vektdel ble forbindelsen farget mørkebrun sammenlignet med at man ikke fikk noen misfarging med 2,5 vektdeler kobberoksalat. Ved NBS-røkkammer-prøver var kuprioksalat mer effektiv på en lik vektbasis enn mange av disse karboksylater, slik det fremgår av nedenstående data, og hadde ikke ulempene med misfarging. Andre bearbei-dingsproblemer forekommer dessuten når disse kobberkarboksylater

anvendes, og i tillegg får man tap av fysikalske egenskaper hos

. den resulterende polyvinylkloridforbindelse.

'j 1

Claims (5)

1. Sammensetning, karakterisert ved at den omfatter en vinylkloridpolymer og kobberoksalat.

2. Sammensetning ifølge krav 1, karakterisert ved at kobberoksalatet er tilstede i mengder på fra ca. 0,01 til ca. 20 vektdeler pr. 100 vektdeler vinylkloridpolymer.

3. Sammensetning ifølge krav 2, karakterisert ved at vinylkloridpolymeren er. poly(vinylklorid).

4. Sammensetning ifølge krav 2, karakterisert ved at vinylkloridpolymeren inneholder opp til ca.

50 vekt-% av minst.en vinylidenforbindelse som er kopolymeri-sert med nevnte polymer, og som har en CE^ CzZ. endegruppe.

5. Sammensetning ifølge krav 3, karakterisert ved at den inneholder omkring 1-10 vektdeler kuprioksalat.,