CH435707A - Verfahren zur Herstellung einer schwer entflammbaren, transparenten Kunststoffmischung - Google Patents

Description

  
 



  Verfahren zur Herstellung einer schwer   entflammbaren,    transparenten   Kunststoffniischung   
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines neuen thermoplastischen Materials, das die vorteilhaften Eigenschaften des Celluloids, wie gute Verarbeitbarkeit, gute Anfärbbarkeit usw. auf sich vereint, jedoch nicht dessen leichte Entflammbarkeit besitzt. Die besonders günstige Verarbeitbarkeit des Celluloids macht es auch heute noch unentbehrlich für eine Reihe von Anwendungsgebieten. Es wurde schon verschiedentlich versucht, Kunststoffe zu entwickeln, die diese günstigen Eigenschaften besitzen, jedoch weniger leicht entzündbar sind; doch wurde eine wirklich befriedigende Lösung dieses Problems bisher nicht erreicht.

   Es wurden in der Vergangenheit die verschiedensten Vorschläge zur Herabsetzung der Entflammbarkeit des Celluloids gemacht. Die Mehrzahl der Stoffe, die als Zusatz zum Celluloid vorgeschlagen wurden, lassen sich entweder schwer dem Celluloid einverleiben, oder sie verändern die Eigenschaften wesentlich.



  Es ist ferner bekannt, dass man   Nitro- und    Acetylcellulose mischt und mit Füllstoffen wie Kreide, Schwerspat und dergleichen versetzt, wodurch zwar eine schwer entflammbare Masse erzeugt werden kann, jedoch zeigt dies es Produkt nicht die guten Verarbeitungseigenschaften des Celluloids und kann nicht klartransparent hergestellt werden.



   Eine Modifizierung der Eigenschaften des Celluloids wurde ferner versucht durch die Verwendung von Acetylcellulose-Mischestern. Auch die   Verwendung    von Celluloseacetonitraten ist bekannt. Sie haben jedoch bisher keinen Eingang in die Praxis gefunden. Auch Kunststoffe, die im wesentlichen ganz aus Celluloseacetat bestehen, und daher eine weit bessere Flammwidrigkeit als Celluloid besitzen, wurden bisher nicht im wesentlichen Umfang für Anwendungsgebiete, wie sie dem Celluloid vorbehalten sind, eingesetzt. Die Gründe hierfür sind, dass bei der Verarbeitung leine dauernde Erwärmung erforderlich ist. Spannungserscheinungen oder Versprödungen können eintreten.



   Es wurde ein neues Material gefunden, das praktisch nicht entflammbar, leicht herzustellen und dabei die guten Verarbeitungseigenschaften des Celluloids besitzt.



  Es ist ferner klartransparent und sehr lichtbeständig.



  Dieses Produkt ist gekennzeichnet durch einen Gehalt von etwa 24-48 % Acetylcellulose, etwa   12-36 S    Nitrocellulose und etwa   2040    % eines oder mehrerer Weichmacher, insbesondere aus der Klasse der organischen Phosphorsäureester.



   Es wird hergestellt durch Verarbeitung von 60-80 Teilen eines Gemisches aus   60-80 %    Acetylcellulose und etwa   40-20 %    Nitrocellulose unter Zusatz von etwa 40-20 Teilen eines oder mehrerer Weichmacher, insbesondere aus der Klasse der organischen Phosphorsäureester z. B. einer Mischung aus einem Phosphorsäureester mit geringer Menge eines Phthalsäureesters.



  Die genannten Komponenten werden vorzugsweise in einem Lösungsmittel, z. B. Aceton, gequollen, verknetet, auf Walzenstühlen homogenisiert und dabei von der Hauptmenge des Lösungsmittels befreit. Die Weiterverarbeitung dieses Produktes kann dann in der für Celluloid bekannten Weise erfolgen, wobei beispielsweise einfarbige, mehrfarbige oder dessinierte Platten hergestellt werden können.



   Als besonders vorteilhaft hat sich ein Produkt erwiesen, das aus etwa 65-75 Teilen eines Gemisches aus 65-75 % Acetylcellulose und 25-35 % Nitrocellulose unter Zusatz von 25-35 Teilen eines organischen Phosphorsäureesters bzw. einer Mischung aus einem Phosphorsäureester mit geringen Mengen eines Phthalsäureesters.



   Als Phosphorsäureester sind z. B. die folgenden Verbindungen verwendbar : Trichloroäthylphosphat, Tri  kresylphosphat,      Tnphenylphosphat    und   ähnliche    organische bzw. haloorganische Phosphorsäureester. Als Phthalsäreester die Verbindungen Dibutylphthalat, Di (äthyl-hexyl)-phthalat und ähnliche organische oder auch haloorganische Phthalsäureester. Ausser diesen genann  ten Verbindungen sind als Weichmacher mit Vorteil auch verwendbar: organische Kieselsäure- oder Borsäureester.



   Ausser Aceton sind Diaceton, Methylglykolacetat, Methylacetat oder Mischungen aus diesen sowie anderen an sich bekannte Lösungsmittel verwendbar. Als Acetylcellulose wird ein handelsübliches Produkt z. B. ein solches mit einem Aoetylierungsgrad von   52-56%,    als Nitrocellulose eine solche mit einem Stickstoffgehalt von   10,6-10,9    % verwendet.



   Die genannten Mengenverhältnisse geben die Bereiche an, innerhalb derer Produkte mit den geschilderten günstigen Eigenschaften erhalten werden. Abweichungen hiervon haben insbesondere eine schnelle Versprödung der Produkte zur Folge.



   Als Lichtstabilisator wird zweckmässig dem   erBin-    dungsgemässen Produkt eine an sich bekannte Verbindung der Klasse der Phenone oder Azine zugesetzt z. B.



     2, 2', 4, 4'-Tetramethoxybenzophenon    u. a.



   Beispiel
65 % Acetylcellulose (L 900) und
35 % Nitrocellulose (Viskosität 200-400 E sec) werden in der Knetmaschine gut gemischt und zu 65 % dieser Mischung etwa 35 % Trichloräthylphosphat sowie   0, 1 %    eines UV-Absorbers aus der Gruppe der Phenone zugegeben. Nun wird so viel Aceton zugegeben, bis eine teigartige plastische Masse erreicht ist, die durch Aufbringen auf Walzen weiter homogenisiert wird. Das auf diese Weise erhaltene Produkt wird - wie in der Celluloidfabrikation   üblich - weiterverarbeitet.   



   Die Entflammbarkeit des nach obigen Verfahren beschriebenen Produkts wird in der folgenden Weise geprüft. Ein Versuchsstab von 13 cm Länge, 3,5 cm Breite und 4 mm Dicke senkrecht hängend befestigt, soll an seinem unteren Ende mit der Flamme eines Bunsenbrenners (Flammhöhe 4 cm) zur Entzündung gebracht werden.



   (Siehe Skizze und Tabelle).



  Material in Gewicht   Entzündungs- Versuchsdauer      b    Substanzverlust   Stabform g dauer (Abbrennzeit) Erge ms g    Celluloid 29,2   sofort-I" 26" Total    abgebrannt 29,2 100 Acetat 26,64   15" 60" 5    cm abgebrannt und erloschen 2,32 8,7   Neues vProdukt    29,84 oo   60" 4    cm angeschmort keine eigene
Flammwirkung 0,33 1,1
Bei einem Celluloidstab erfolgte die Entzündung sofort. Dieser war nach 26 sec vollständig abgebrannt.



  Eine Probe aus Celluloseacetat konnte   erz    nach 10 bis 15 sec zur Entzündung gebracht werden und erlosch nach 60 sec, wobei 5 cm des Stabes abgebrannt waren.



  Bei einem Versuchs stab aus einem Produkt gemäss der vorliegenden Erfindung erfolgte überhaupt keine Zündung. Es tritt eine gewisse Verschmorung ein, die jedoch nach dem Entfernen der Flamme wieder unterbrochen wird. Bei ständiger Einwirkung der Flamme waren nach 60 sec 4 cm des Versuchsstabes verschmort.



   Die beiliegende Skizze zeigt diese Versuchsergebnisse in anschaulicher Form. Es ist hieraus ersichtlich, dass das neue Material für Zwecke verwendbar ist, für die bisher weder Celluloid noch Celluloseacetat verwendet werden konnte. Dem neuen Produkt stehen Verwendungsgebiete offen, für die das Celluloid wegen seiner leichten Entflammbarkeit ganz ungeeignet war.



  Wie schon erwähnt, ist die Verarbeitbarkeit des neuen Materials ebensogut wie die des Celluloids; es kann sehr gut und ohne besondere Vorsichtsmassregeln verformt und verarbeitet werden. Die Lichtbeständigkeit und Transparenz des Materials sind hervorragend und wesentlich besser als bei dem heute handelsüblichen Celluloid. So lassen sich insbesondere glasklare Produkte herstellen.   

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbaren, die Verbrennung nicht fördernden, transparenten Kunststoffmischungen auf der Basis von Acetylcellulose, dadurch gekennzeichnet, dass 60-80 Teile eines Gemisches aus 60-80 % Acetylcellulose und 20 bis 40 % Nitrocellulose unter Zusatz von 40-20 Teilen eines oder mehrerer Weichmacher, verarbeitet werden.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass als Weichmacher ein Gemisch aus zwei oder mehreren selbst schwer- oder nicht brennbaren Weichmachern, vorzugsweise aus der Klasse der organischen Phosphorsäureester und Phthalsäureester verwendet wird.

   2. Verfahren gemäss Patentanspruch I und dem Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Weichmacher Trichloräthylphosphat oder eine Mischung desselben mit Dibutylphalat verwendet wird.

   3. Verfahren gemäss Patentanspruch I und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 65-75 Teile eines Gemisches aus 65-75 % Acetylcellulose und 25 bis 35 % Nitrocellulose unter Zusatz von 25-35 Teilen der Weichmacher verarbeitet werden.

   4. Verfahren gemäss Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die genannten Komponenten in einem geeigneten Lösungsmittel, wie Aceton, angequollen, anschliessend verknetet und die erhaltene Knetmasse auf Walzen homogenisiert und dabei von der Hauptmenge des Lösungsmittels wieder befreit wird.

   5. Verfahren gemäss Patentanspruch I und den Unteransprüchen 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass als Lichtstabilisator eine Verbindung aus der Klasse der Phenone oder Azine zugesetzt wird.

   PATENTANSPRUCH II Kunststoffmischung gemäss Verfahren nach Patentanspruch I auf der Basis von Acetylcellulose, gekenn zeichnet durch einen Gehalt von 24-48 % Acetylcellulose, 12-36% Nitrocellulose und 20-40% eines oder mehrerer Weichmacher.

   UNTERANSPRÜCHE 6. Kunststoffmischung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Weichmacher organische Phosphorsäureester sind.

   7. Kunststoffmischung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass sie zwei oder mehrere selbst schwer- oder nichtbrennbare Weichmachler, vorzugsweise organische, gegebenenfalls halogenierte Phosphorsäureester. und Phthalsäureester enthält.

   8. Kunststoffmischung gemäss Unteranspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie Trichloräthylphosphat oder überdies Dibutylphalat enthält.

   9. Kunststoffmischung gemäss Patentanspruch II und Unteranspruch 8, gekennzeichnet durch einen Gehalt an 65-75 Teilen eines Gemisches aus 65-75 % Acetylcellulose und 25-35 % Nitrocellulose und 25-35 Teilen Weichmacher.

   10. Kunststoffmischung gemäss Patentanspruch II und den Unteransprüchen 6-9, dadurch gekennzeichnet, dass sie als Stabilisator gegen die Einwirkung von Licht ein Phenon oder ein Azin enthält.