<Desc/Clms Page number 1>
Flammfeste thermoplastische Masse
Olefinpolymerisate lassen sich nach verschiedenen Verfahren herstellen und hiedurch, je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck, in ihren physikalischen Eigenschaften weitgehend variieren. Sie haben aber immer den Nachteil, dass sie, wie niedermolekulare Paraffine, leicht brennen. Dies ist für die meisten Anwendungsgebiete ohne Bedeutung. Für bestimmte Zwecke, z. B. in der Elektrotechnik, ist es jedoch erwünscht, einen nichtbrennbaren Kunststoff mit den mechanischen Eigenschaften eines Polyolefins verwenden zu können.
Es wurden deshalb schon viele Versuche unternommen, Olefinpolymerisate flammfest zu machen, z. B. durch Zusatz von Chlorparaffinen. Es gelang jedoch bisher praktisch nicht, hiefür geeignete Zusatzstoffe zu finden, entweder weil diese nicht genügend wirksam oder aber unverträglich mit Olefinpolyrnerisaten waren und damit deren Farbe oder mechanische Eigenschaften wesentlich verschlechterten. Wegen des unpolaren Charakters von Olefinpolymerisaten und der Polarität der meisten Flammschutzmittel waren die Aussichten zur Lösung dieses Problems gering.
Es wurde nun gefunden, dass man Olefinpolymerisate dadurch flammfest machen kann, dass man sie mit Octachlordiphenylendioxyd und einer Sauerstoff- oder Schwefelverbindung eines Elements der V. Hauptgruppe des Periodischen Systems der Elemente mit einem Atomgewicht von mindestens 74, wie Arsen, Antimon und Wismut, homogen vermischt. Überraschenderweise verleihen die erfindungsgemässen Zusätze dem Olefinpolymerisai selbstverlöschende Eigenschaften. Darüber hinaus werden auch die Grenzbiegespannung, Kugeldruckhärte und der Torsionsmodul verbessert, während Farbe und mechanische Eigenschaften des Polymerisats sich dabei nicht mindern.
Als Olefinpolymerisate, die erfindungsgemäss flammfest gemacht werden können, seien genannt :
Polymerisate aus polymerisierbaren Monomeren der allgemeinen Formel CH2 = CHR, worin R entweder ein Wasserstoffatom, eine CH1"Gruppe oder einen geradkettigen oder verzweigten, gesättigten oder ungesättigten aliphatischen Kohlenwasserstoffrest von 2 bis 10 Kohlenstoffatomen bedeutet ; besonders aber Äthylen, Propylen, Butylen, Isobutylen,-Penten, Methylpenten, Butadien, Dimethylbutadien ; cyclische polymerisierbare Verbindungen wie Styrol, Dimethylstyrol ; Mischpolymerisate der eben genannten Verbindungen unter sich oder mit andern, damit mischpolymerisierbaren Verbindungen wie ungesättigten organischen Säuren oder deren Ester oder Nitrile, z. B.
Maleinsäure, Citraconsäure, Itaconsäure, Acrylsäure, Methacrylsäureester, Acrylnitril oder mit Vinyl- und Vinylidenverbindungen, vor allem Vinylchlorid, Vinylidenchlorid, Vinylacetat, ebenso Polymerisatm1schungen aus allen oben erwähnten Polymerisaten. Ein besonders vorteilhafter erfindungsgemässer Effekt wird bei Polyäthylen und Mischpolyme- risaten von Äthylen mit seinen höheren Homologen erzielt.
Die Herstellung des Octachlordiphenylendioxyds kann nach bekannten Verfahren, beispielsweise durch anhaltendes Erhitzen von Pentachlorphenol bei etwa 300 C, erfolgen.
EMI1.1
Schwefelverbindungen,oxyd, Arsentrisulfid, ebenso Wismuttrioxyd. Gegebenenfalls bringt die Anwendung einer Mischung aus mehreren der genannten Verbindungen Vorteile.
<Desc/Clms Page number 2>
Der Zusatz von Octachlordiphenylendioxyd zum Polyolefin beträgt im allgemeinen zwischen 5 und
80 Gew. -'10. vorzugsweise zwischen 8 und 40 Gew. -'10, bezogen auf die gesamte Polyolefinmenge. Die erwähnten Oxyde und Sulfide der genannten Elemente werden nach der vorliegenden Erfindung dem Poly- merisat in einer Menge zwischen 3 und SOo, insbesondere zwischen 5 und 20% (bezogen auf das gesamte
Olefinpolymerisat) beigemischt.
Die Zumischung von Octachlordiphenylendioxyd und den Oxyden und/oder Sulfiden der genannten
Elemente zum Olefinpolymerisat kann getrennt vorgenommen werden, jedoch empfiehlt es sich, diese beiden Komponenten vorzumischen und dann erst dem betreffenden Polymerisat beizumischen.
Mit Octachlordiphenylendioxyd flammfest gemachte Olefinpolymerisate können überall dort verwen- det werden, wo diese Eigenschaft gefordert wird und Olefinpolymerisate deshalb bisher nicht verwendet werden konnten, z. B. auf bestimmten Gebieten der Elektroindustrie.
Die Erfindung soll an einigen Beispielen erläutert werden : Beispiel 1 : 760 g pulverförmiges Niederdruckpolyäthylen (Dichte 0, 95 g/cms) 190 g Octachlordiphenylendioxyd und 50 g Antimontrioxyd werden in einem handelsüblichen schnellaufenden Mischer (Starmix) 1 min lang gemischt, darauf 10 min lang bei 1600C auf einem Zweiwalzenstuhl verwalzt, das
Walzfell in kleine Stücke geschnitten und diese auf einer beheizbaren hydraulischen Presse bei 1600C unter Kontaktdruck zu einer 3 mm dicken Platte verpresst. Beim Abkühlen wird der Druck auf 100 kg/cn erhöht. Beim Untermischen und der Verarbeitung des Octachlordiphenylendioxyds und Antimontrioxyds mit Niederdruckpolyäthylen behält das Gemisch eine helle Farbe.
Kugeldruckhärte, Grenzbiegespannung und Torsionsmodul der hergestellten Platten sind höher als die einer gleichen Platte aus dem verwendeten Polyäthylen allein. Die Kerbschlagzähigkeit sinkt kaum ab.
Wird ein 3 cm breiter Streifen der Platte 10 sec lang in die nicht leuchtende Flamme eines Teklu- brennersgehaltenu. zw. so, dasssich der Unterrand des Streifens 1 cm über der Spitze des inneren Flammenkegels befindet und darauf langsam herausgezogen, so verlöscht er innerhalb von 3 sec. Die Probe kann mit demselben Streifen mehrmals nacheinander mit dem gleichen Erfolg wiederholt werden.
Beispiel 2 : 75 g eines pulverförmigen Mischpolymerisates aus zirka 90 Mol. -'10 Äthylen und 10 Mol. -0/0 Propylen (Dichte = 0, 925), 20 g Octachlordiphenylendioxyd und 5 g Antimontrioxyd wer- denineinemhandelsüblichenschnellaufenden Mischer (Starmix) eine Minute lang gemischt, darauf 10 min lang bei 1450C auf einem Zweiwalzenstuhl verwalzt, das Walzfell in kleine Stücke geschnitten und diese auf einer beheizbaren hydraulischen Presse bei 1600C unter Kontaktdruck zu einer 3 mm dicken Platte verpresst. Beim Abkühlen wird der Druck auf 100 kg/cm2erhöht. Beim Vermischen und der Verarbeitung des Octachlordiphenylendioxyds und Antimontrioxyds mit dem Mischpolymerisat behält das Gemisch eine helle Farbe.
Wird ein 3 cm breiter Streifen der Platte 10 sec lang in die nicht leuchtende Flamme eines Teklubrenners gehalten, u. zw. so, dass sich der Unterrand des Streifens 1 cm über der Spitze des Flammkegels befindet, und darauf langsam herausgezogen, so verlöscht er innerhalb von 10 sec.
Beispiel 3 : Es wird, wie in Beispiel 2 beschrieben. verfahren. An Stelle des Äthylen-PropylenMischpolymerisates wird jedoch ein solches von zirka 99. 2 Mol. -'10 Äthylen und 0, 8 Mol. -0/0 Buten verwendet (Dichte = 0, 945 g/cm3) und an Stelle von Antimontrioxyd wird Arsentrioxyd zugesetzt. Der Probestreifen verlöscht beim Flammtest innerhalb 3 sec.
Beispiel4 :750gHochdruckpolyäthylen-Granulatmiteinemi2-Wertvon1,5(nachASTM1238-52T)
EMI2.1
einer beheizbaren hydraulischen Presse bei 1400C unter Kontaktdruck zu einer 3 mm dicken Platte verpresst. Beim Abkühlen wird der Druck auf 100 kg/cm2 erhöht. Das Gemisch hat eine helle Farbe.
Wird ein 3 cm breiter Streifen der Platte 10 sec lang in die nicht leuchtende Flamme eines Teklubrenners gehalten, u. zw. so, dass sich der Unterrand des Streifens 1 cm über der Spitze des inneren Flammkegels befindet und daraus langsam herausgezogen, so verlöscht er innerhalb von 5 bis 10 sec.
Beispiel 5 : Eine Mischung von 500 g Niederdruckpolyäthylen der Dichte 0,95 g/cm3 und 100g Hochdruckpolyäthylen der Dichte 0, 918 g/cms wird auf einem Zweiwalzenstuhl 10 min bei 1550C mit 300 g Octaehlordiphenylendioxyd und 100 g sups verwalzt. Aus dieser Mischung hergestellte Pressplatten von 1 mm Dicke, 2 cm Breite und 3cm Länge werden mit einem Ende auf einer waagrecht liegenden Gabel festgeklemmt. In einem gegen Zug geschützten Raum wird eine Gasflamme 10 sec schräg von unten auf die freie Vorderkante der Probe gerichtet, so dass die Probe zu brennen beginnt. Nach Fortnehmen der Flamme verlöscht die Platte nach 2 sec.
Beispiel 6: Pressplatten aus einer Mischung von 500g Niederdruckpolyäthylen (Dichte 0,95). 100 g
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
chlordiphenylendioxyd und 50 g BLO werden wie in Beispiel 5 beschrieben auf ihre Flammfestigkeit untersucht. Die Proben verlöschen nach Fortnahme der Flamme nach 10 sec.
Beispiel 7 : Aus einem Mischpolymerisat aus 60 Mol.-% Äthylen und 40 Mol. -0/0 Propylen (Dichte 0, 850), das auf einem Zweiwalzenstuhl 10 min bei 1600C mit 200 g Octachlordiphenylendioxyd und 50 g Sb. s verwalzt wurde, werden Prüfplatten von 1 mm Dicke, 2 cm Breite und 3 cm Länge gepresst.
Bei dem in Beispiel 5 beschriebenen Flammtest verlöschten die Proben 7 sec nach Fortnahme der Flamme.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Flammfeste thermoplastische Masse, dadurch gekennzeichnet, dass sie ausser mindestens einem Polyolefin bzw. einem Mischpolymerisat von Olefinen untereinander, oder einem Mischpolymerisat von Olefinen mit andern damit mischpolymerisierbarenolefinisch ungesättigten Verbindungen oder einem Gemisch derartiger Polymerisate, Octachlordiphenylendioxyd und mindestens eine Sauerstoff- oder Schwe- felverbindung eines Elements der V. Hauptgruppe des Periodischen Systems mit einem Atomgewicht von mindestens 74 enthält.