CH517142A

CH517142A - Harz

Info

Publication number: CH517142A
Application number: CH906168A
Authority: CH
Inventors: George Woods William
Original assignee: United States Borax Chem
Priority date: 1967-06-19
Filing date: 1968-06-18
Publication date: 1971-12-31
Also published as: GB1166775A; BE716757A; DE1769312A1; NL6803595A; DE1769312B2; FR1567368A

Description

Harz
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Harz.

Mit dem Fortschritt in der Press-, Giess- und Laminiertechnik von verstärktem Kunstharz erfahren Anwendungen von Kunststoffen als konstruktive und dekorative Materialien für Gebäude, Flugzeuge, Wasserfahrzeuge und andere Bauwerke rasche Verbreitung. Die meisten dieser Kunststoffe sind brennbar, und die leichte Entflammbarkeit von Kunststoffüberzügen oder -belägen stellt ein ernsthaftes Gefahrenmoment dar. Daraus ergab sich ein Bedarf für wirkungsvolle und wirtschaftliche feuer- oder entzündnngshemmende Materialien.

Ein wirkungsvoller flammenaufhaltender oder -hemmender Kunststoff sollte zu fester Beschaffenheit ausgehärtet sein, eine langsame Verbrennungsgeschwindigkeit aufweisen, vorzugsweise nach kurzer Zeit selbstlöschend sein, und es wäre wünschenswert, dass nach dem Verbrennen noch eine gewisse Strukturfestigkeit übrig bleiben würde.

Das vorliegende Harz ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass es eine feuerhemmende Menge mindestens eines in Form von Partikeln mit einer mittleren Teilchengrösse von ungefähr 0,1 bis ungefähr 25 Mikron vorliegenden Borates aus der Gruppe der Natrium- Kalium-, Lithium- und Ammoniumborate enthält.

Zweckmässigerweise können wässrige Borate verwendet werden, insbesondere Wasserstoffnatriumborate mit einem Na,O:B3O3 Molverhältnis von nicht mehr als 0,5. Die mittlere Partikelgrösse des Borates beträgt von 0,1 bis ungefähr 25 Mikron, und vorzugsweise weniger als ungefähr 15 Mikron, da überraschenderweise gefunden wurde, dass ein Borat von dieser Parti kelgrösse den im Handel erhältlichen groben Boraten überlegen ist. Das Harzgemisch kann auch andere brandhemmende Materialien, wie z. B. Phosphate, Antimonverbindungen oder Borsäure enthalten.

Die vorliegenden feuerhemmenden Harzmaterialien zeigen die oben erwähnten wünschenswerten Eigenschaften und weisen im weiteren überraschenderweise keinen unzulässigen Härteverlust oder eine unzulässig erhöhte Verbrennungsgeschwindigkeit nach Wasserauslaugung auf, selbst wenn die brandverzögernden Additive wasserlöslich sind.

Die vorliegenden Kunststoffe verbrennen hinrei chend langsam, um anerkannten Teststandards zu genügen, olme wesentliches Triefen, Zurücklassen von grossen Aschenanteilen und beträchtlichen angrenzenden an- oder verkohlten Schichten, was wichtig ist, um die strukturelle Unversehrtheit der Wände während eines tatsächlich auftretenden Brandfalles aufrechtzuerhalten.

Die Borate können einer grossen Vielfalt von Harzen beigemengt werden, und zwar sowohl dem Kondensationstyp angehörenden Harzen, wie z. B. Polyestern, Polyphenylenoxyden, Polyalkylenoxyden, Poly- amiden, Polyvinyläthern, Polycarbonaten, Polyaldehyden, Poiyakrylaten, Polymethakrylaten, Polyurethanen und Athoxylin- oder Epoxyharzen als auch Polyolefinharzen, wie z. B. Polymeren oder Mischpolymeren von Athylen,-Propylen, Butylen, VinyIchlorid, Vinylidinchlorid, Styrol, Acrylnitril oder elastischen Dienpolymeren, wie z. B. Polymeren von Butadien, Isopren, Chloropren und Mischpolymeren von diesen mit Styrol, Akrylnitril oder Isobutylen.

Die Kunststoffe, welche im vorliegenden Fall von grösstem Interesse sind, sind Giess- und Pressharze, wie z. B. Polyesterharze, Epoxyde und Vinyle. Beispielsweise kann ein Polyestermaterial als Press- oder Giessharz mit oder ohne Glasverstärkung verwendet werden. Diese Kunststoffe sind typische Reaktionsprodukte eines Polyols, wie z. B. Äthylenglykol, Propylen g]ykol, Neopenthylglykol, Glyzerin, Pentrit, Trimethyloläthan, oder Trimethylolpropan mit einer polybasischen Säure, wie z. B. einer der drei isomeren Phthalsäuren, Adipin- oder Sebazinsäure. Die Polyesterstoffe können mit monobasischen Säuren oder einwertigen Alkoholen modifiziert werden.

Die in verslärkten Kunststoffen verwendeten Polyesterharze enthalten im allgemeinen ungesättigtes Äthy- len, welches mit Hilfe von Malein-, Fumar- oder einer anderen ungesättigten Säure gewonnen wird; der vorhandene Gehalt hängt von der gewünschten Festigkeit oder Steifheit ab. Diese Harze können dann mit einem reaktionsfähigen Monomer, wie z. B. Styrol, a-Methylstyrol, Diallylphthalat oder Methylmethakrylat vernetzt werden.

Nach der Behandlung kann das Harz in einem reaktionsfähigen Monomer aufgelöst werden. Die Aushärtung kann durch einen Katalysator mit freiem Radikal, üblicherweise ein organisches Peroxyd oder Hydroperoxyd, eingeleitet und durch den Gebrauch von schweren Metallsalzen organischer Säuren beschleunigt werden. Viele solcher Polyesterharze sind im Handel erhältlich. Ein typisches Polyesterharz wird von einem Polypropylenglykol, Isophthal- und Maleinsäuren gebildet und hat eine Säurezahl von weniger als 20 und eine Hydroxylzahl von weniger als 40. Die Polyesterlösung enthält 32 /o Styroll und wird mit t Butylpyrokatechin gehemmt.

Dieses Harz härtet schnell und kann mit Glaswatte, zerhacktem Vorgespinst oder Lunte oder anderer Verstärkung geformt oder gepresst werden, um Produkte von hoher Festigkeit und hoher Formbeständigkeit oder Wärmewiderstandsfähigkeit zu bilden.

Um die Eigenschaften der erfindungsgemässen Zu sammensetzung beispielsweise zu erläutern, wurden gemessene Mengen von feuerhemmenden Boratmaterialien zu 100 Gewichtsteilen der oben beschriebenen Polyesterharze gemäss dem nachfolgenden Verfahren beigefügt:
Beispiel 1
Proben für Verbrennungstests wurden mit Polyester gemacht, welcher in 15 Gewichtsteilen pro 100 Harzteile (parts by weight per one hundred parts of resin oder p.h.r.) von zusätzlichem Styrol gelöst war.

0.2 p.h.r. von 12 o Kobaltoktoat wurden im Harz mit dem feuerhemmenden Zusatz durch Mischen in einem Papierbecher bei Verwendung eines hölzernen Mischstabes oder durch Zerdrücken mit einer Spachtel auf einer Glasplatte fein verteilt. 1-2 p.h.r. von Methyl äthylketoperoxyd wurden dann beigefügt und daruntergemischt und das Harzpräparat auf eine mit Zelle phan bedeckte Glasplatte mit einer 3,175 mm hohen Stahlumrandung gegossen, um ein Rechteck von unge fähr 15 x20 mm zu bilden. Nach Biasenentfernung wurde eine Deckglasplatte aufgesetzt und dem Harz gestattet, bei Zimmertemperatur auszuhärten.

Wenn nötig, wurde der Guss während 1-2 Stunden bei 60-1000 C nachgehärtet. Glas, Umrandung und Zellophan wurden entfernt und der Guss in 12,7 mm -Streifen geschnitten. Brenngeschwindigkeits- und Här teresuitate von verschiedenen solchen Güssen sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt:
Tabelle I
Verbrennungsgeschwindigkeit von Polyestergiissen Guss No. Zusatz Grösse p. h. r. Verbrennungs- Härtegrad Selbstlöschungszeit (Mikron) geschwindigkeit (Barcol) (min.) (inmimin.)
1. Kontrolle - 19,3021,34 44,6
2, Borax- (sehr fein verteilt) 42 10 12,45 44,3
3.

Borax (sehr fein verteilt) 30 10,41 49,1
4. Borax (sehr fein verteilt) 100 3,30 37,6 2,( > 1 + 0,15
5, Borax - Borsäure 42 21 7,87 41,6
9
6. Bora:t-Borsäure 42 35 5,33 16,3
15
7. Na2O: B203(0,28) 35-40 10 14,48 47,2
8. Na2O: B2O3(0,28) 75 5,59 55,4
9. Na2O: B2OS(Q,28) 100 5,08 54,5 2,67 + 0,15 10. Polybor (nachstehend definiert) 14 50 8,64 51,5 11. Polybor (nachstehend definiert) 100 5,59 56,9 2,76 + 0,21
12. Anunoniumbiborat 36 10 12,95 38,0
13. Arunoniuinbiborat 20 9,14 44,9
Verbrennungstests wurden mittels der ASTM D 757-49 (Globar) Methode erhalten.

Die Brennstrecke wurde bis zur Schmelzlinie, welche zwischen der Randund der Russiinie gefunden wird, welche die maximale Ausdehnung des wirklichen Brandes darstellen, gemessen. Die Verbrennungsgeschwindigkeit in mm pro Min. wird durch Dividieren der Brennstrecke durch 3 Min. erhaIten. Selbstlöschende Proben wurden in horizontaler Position, für die vollen 3 Minuten gegen den heissen Globar gerichtet, belassen. Eine Aluminiumfolie wurde unterhalb der Probe angebracht, um ge schmolzene Tropfen oder heruntergefallene Asche zu sammeln.

Es kann gesehen werden, dass der Zusatz von Metall der Gruppe I oder Ammoniumboraten eine wesentliche Verbesserung in der Verbrennungsgeschwindigkeit zur Folge hat. Na2O:B203 (0,28) ist ein wässriges Natriumborat, welches ungefähr 66 /o B203 enthält und ein Molverhältnis von Na2O:B2O2 von un ungefähr 0.28 aufweist.

Wenn nichts anderes vermerkt wird. handelt es sich bei diesem Borat um ein -200 Mesh -Produlçt (Gewebe Nr. 200, Tyler-Standard) mit einer mittleren Partikelgrösse von ungefähr 3540 Mikron. < Polybor ist ein amorphes wässriges Natriumborat mit der allgemeinen empirischen Formel NaoB8Ota . 4H2O, und Borax ist ein decahydriertes Natriumtetraborat.

Hydratwasser hat einen ausgeprägten Einfiluss auf die Verbrennungsgeschwindigkeit, wobei getrocknete Produkte eine bedeutend geringere Brenngeschwindigkeit aufweisen. Kein Guss ist selbstlöschend bei Boratzusätzen unterhalb 20 p.h.r. und für eine Selbstlöschung sind Zusätze von mindestens 100 p.h.r. notwendig. Es wurde beobachtet, dass die verbrannten Güsse einen grossen Anteil an Asche und ein grosse angrenzende an- oder verkohlte Schicht hinterliessen, welche sich nicht zersetzte oder am Ende des Verbrennungstestes von der Probe löste.

Der Vergleichsguss ohne Boratzusatz bildete keine Asche, aber er verlor 8,6ovo seines Gewichtes in Form von Verbrennungstropfen, während die Borax, Na2O:B2O8 (0.28), Polybor oder Ammoniumbiborat enthaltenden Güsse keine Tropfenbildung aufwiesen und ungefähr 6-160/0 Asche mit einer kontinuierlichen angrenzenden an- oder verkohlten Schicht mit bemerkenswerter struktureller Unversehrtheit aufwiesen.

Von jedem zu einem polymeren System hinzugefügten Material kann eine gewisse Wirkung auf physikalische Eigenschaften, wie z. B. Härte, Verformungswiderstands- und Druckdehnungsmodul, Formbeständigkeit-(stemperatur) (HDT), Wasserwiderstand, Gelierungszeit usw. erwartet werden. Unlösliche Zusätze machen einen Polyesterguss in der Regel weich. Borsäure allein ergibt sehr niedrige Verbrennungsgeschwindigkeiten, aber es zeigt sich, dass Borsäure die Aushärtung hemmt, was sich in einem Polyesterguss geringer Härte ausdrückt. Nachhärtung bei 1000 löst dieses Problem teilweise, hat aber eine höhere Verbrennungsgeschwindigkeit zur Folge. Güsse mit Borsäurenatriumborat-Mischungen, insbesondere soIche mit einem Na2O:B2Os Molverhältnis unterhalb 0,5 und vorzugsweise von 0,25-0,3 zeigen annehmbare Verbrennungsgeschwindigkeiten und Härte.

Güsse mit einem Anteil an Natriumborat zeigten vergleichbare Festigkeit und einen höheren Modul als mit einem vergleichbaren Betrag von Antimonoxyd, welches ein führendes verbrennungshemmendes Mittel darstellt, beschickte Güsse. Ferner zeigt es sich, dass Natriumboratzusätze im Bereich von 0-50 p.h.r. die Gelierungszeit herabsetzen und die Härte erhöhen, während Borsäure in entgegengesetztem Sinn auf Härte und Gelierungszeit einwirkt.

Die Härte, wie sie oben beschrieben wurde, ist vornehmlich ein Mass des Aushärtungsgrades des ursprünglich geformten Gusses. Eine sehr wichtige Eigenschaft eines Gusses, welcher für Anwendungen in der Architektur, dem Schiffsbau oder für den Gebrauch in anderer wässriger Umgebung vorgesehen ist, ist seine Resistenz gegenüber Wasser, welche wiederum durch Messung der Härte ausgedrückt werden kann.

Um diese Eigenschaft von Güssen zu messen, wurden Testproben, welche ein verbrennungshemmendes Mittel von 0-100 Teilen verschiedener Borate pro 100 Teile Harz enthielten, in 900 mol destilliertem Wasser in einem l-Liter-Becher für 90-500 Stunden bei 23 C suspendiert und getrocknet, gemäss folgendem Verfahren:
Beispiel 2
Eine Probe von Na2O:B2Os (0,28) wurde mechanisch gemahlen und gesiebt. Bei diesem -400 Mesh -Material (Gewebe Nr. 400, Tyler-Standard), wurden mit dem Mikroskop mittlere Teilchengrössen von 12,95 + 4,88 Mikron gemessen. Die Zubereitung und Aushärtung der Güsse erfolgte wie im Beispiel 1, und diese wurden für 500 Stunden in Wasser bei 24,440 C eingetaucht.

Die Barcol;Härtewerte vor und nach Wasserdurchtränkung und die totalen Gewichts änderungen werden in der nachfolgenden Tabelle dargestellt. Beobachteter Boratverlust wurde durch die Alkalinität und Bortitrationen des Laugenwassers gemessen.

Tabelle II
Wasserwiderstand von Polyestergiissen mit feuerhemmenden Boratzusätzen (Borat Na2O: B2O3 = 0,28:1) Guss No. p. h. r. Grösse in Barcol-Härtegrad Gewichtsänderung Boratgehalt im
Mikron Anfang Ende in /o Laugenwasser in O/o 1. 0 (Kontrolle) 44,7 46,1 + 0,16 2. 10 35-40 48,2 44,4 + 0,89 3,37 3. 10 13 5O,0 45,7 tw 0,80 2,53 Tabelle 17 (Fortsetzung)
Wasserwiderstand von Polyestergiissen mit feuerhemmenden Boratzusätzen (Borat NO : B203 = 0,28 : 1) Guss No. p. h. r.

Grösse in Barcol-Härtegrad Gewichtsänderung Boratgehalt im
Mikron Anfang Ende in Olo Laugenwasser in O/o 4. 20 35-40 50,1 25,6 - 5,01 40,46 5. 20 13 51,6 45,2 + 1,18 2,95
Grosse Gewichtsverluste wurden für Güsse mit mehr als ungefähr 20 p.h.r. von 35-40 Mikron Na2O:B2O5 (0,28) Natriumborat gefunden, und entsprechend fällt die Härte für diese Güsse schlagartig nach der Wasserbehandlung und ist bei diesem Beschickungsgrad beträchtlich gesenkt.

Es wurde jedoch im Zusammenhang mit der vorliegenden Neuerung überraschenderweise gefunden, dass die physikalischen und Verbrennungs-Eigenschaften von Güssen aufrechterhalten oder verbessert werden können und das Auslaugen von feuerhemmenden Boraten durch Benützung von feinkörnigen Boraten im wesentlichen verhindert wird. Dies steht im Gegensatz zur Erwartung, da man einem Material, welches eine grössere totale Partikeloberfläche aufweist, eine grössere Löslichkeit und einen grösseren Boratverlust zutrauen würde.

Eine auffallende Verminderung bezüglich Auslaugung von Bor wird gefunden, wenn die Partikelgrösse des Boratzusatzes reduziert wird. In jedem Fall wird das 13-Mikron (,u) Material in bemerkenswert reduziertem Masse ausgelaugt, wobei das Verhältnis von abgebautem 13-,u-Borat zu abgebautem 3540-u- Borat von 0,073-0,75 variiert, jedoch immer kleiner als 1 ist. Im Falle eines Boraxmaterials mit einer mittleren Partikelgrösse von ungefähr 150 Mikron wird das Borax 18 mal schneller abgebaut, als ein entsprechendes Material von 8 Mikron.

Güsse, bei welchen ein ansehnlicher Teil des Borates üblicher Grösse durch Auslaugung abgebaut wurde, zeigten eine ausgeprägte Senkung der Barcol-Härte, während keine ungewöhnliche Senkung der Härte beobachtet werden kann, wenn beim gleichen Beschikkungsmass fein zerteiltes Material verwendet wird.

Weiterhin ist der Gewichtsänderungsgrad wesentlich vermindert. Güsse, welche bis zu 20 p.h.r. der grobkörnigeren, im Handel erhältlichen Materialien enthalten, zeigten eine totale Gewichtsveränderung von +16 bis -5,01, während mit den fein zerteilten Boraten die Änderung nur zwischen +0,10 und +1,18 beträgt. Es ist deshalb bedeutend vorteilhafter, ein Material zu benützen, welches bei verlängertem Eintauchen in Wasser nur in geringfügigem Masse sein Gewicht ändern wird.

Die Verbrennungsgeschwindigkeiten der Güsse mit den feinkörnigen Materialien sind ungefähr gleich oder etwas besser als diejenigen mit gröberen Materialien.

Als höchst unerwartete Eigenschaft der vorliegenden feuerhemmenden Kunststoffe wurde gefunden, dass diese nach Eintauchen in Wasser für 500 Stunden bei 24,44 C eine erhöhte Brandhemmung aufweisen.

Güsse mit Boraten von normaler Partikelgrösse büssen beim Auslaugen etwas an Brandverzögerung ein, was offensichtlich dem verminderten Zusatzgehalt zuzuschreiben ist.

Diese Verbesserungen können im weiteren auf Güsse mit Alkalimetaliboraten oder Ammoniumboraten, allein oder in Kombination mit anderen feuerhemmenden Materialien, wie z. B. Antimonoxyd, chiorier- tem Wachs oder Phosphatestern, angewendet werden.

Die Daten, welche in der nachfolgenden Tabelle aufgeführt sind, stellen Verbrennungstests von vergleichsweise beschiclden Polyestergüssen dar, welche, wie oben beschrieben, hergestellt worden sind, wobei jeweilen eine Gruppe jeder Serie für 500 Stunden bei 24,44 C in Wasser eingetaucht wurde, bevor sie dem Globar-Verbrennungstestverfahren des ASTM D 757-49 unterworfen wurde. Zehn p.h.r. Chlorowax 70 (von Diamond Alkali beschafft), ein chloriertes Paraffinwax mit 700jo Chlorgehalt war in den Güssen 4-8 vorhanden.

Tabelle III
Feuerhemmung bezogen auf Partikelgrösse
Vor Auslaugung Nach Auslaugung Guss No. Zusatz, p. h. r. Verbrennungs- Selbstauslöschungs- Verbrennungs- Selbstauslöschungs Na2O : B2O3 - Sb2O0 geschwindigkeit zeit in Min. geschwindigkeit zeit in Min.

(0.28:1) mm/Min. mm/Min.

3590 p 13 , 35w0 ffi 13 > 35w0 Z 13 ffi 3540 ffi 13 1. 0 Û 22,35 22,35 20,32 20,32 2. 10 16,76 18,03 17,78 14,22
Tabelle III (Fortsetzung)
Feuerhemmung bezogen auf Partikelgrösse
Vor Auslaugung Nach Auslaugung Guss No. Zusatz, p. h. r. Verbrennungs- Selbstauslöschungs- Verbrennungs- Selbstauslöschungs Na5O : B203 - Sb203 geschwindigkeit zeit in Min. geschwindigkeit zeit in Min.

(0. 28:1) mm/Min. mm/Min.

35w00 CL 13, 35w011 13 35-40 13 35w0y y 13 3. 20 14,99 16,51 19,05 13,46 4. 7,5 5,33 7,37 2,3 2,0 6,86 6,86 2,44 2,1 5. 10 6,35 7,87 2,6 2,7 8,38 7,87 7,55 2,35 6. 12 9,14 11,18 9,65 8,38 7. - 15 4,57 1,5 1,5 4,32 1,5 1,5 Borax 150p 8p 150 81l 150 8 150 8 8. 10 5 7,37 6,35 8,89 7,87 2,65 2,60
Die Verbrennungsgeschwindigkeiten der Güsse mit Materialien von kommerzieller Grösse nehmen nach dem Auslaugen leicht zu, während die Verbrennungsgeschwindigkeiten für die Güsse, welche Natriumborate feinerer Grösse enthalten, nach Wasserauslaugung tatsächlich abgenommen haben.

Diese Differenz ist insbesondere im Guss Nr. 3 frappierend, bei welchem nach dem Auslaugen des mit dem 13 Mikron Borat beschickten Gusses eine wesentlichte Abnahme in der Verbrennungsgeschwindigkeit festgestellt werden konnte, während der Guss mit der regulären Boratgrösse tatsächlich wesentlich schneller verbrannte, nachdem er unter identischen Bedingungen ausgelaugt worden war.

Güsse mit niedriger Verbrennungsgeschwindigkeit und Selbstauslöschung können mit einer total herabgesetzten Beschickung von feuerhemmenden Zusätzen hergestellt werden, indem ein Teil des Borates feiner Grössen durch Antimonoxyd ersetzt wird. Auch solche Güsse, welche vorzugsweise 3-50 p.h.r. Borat und 0,5-10 p.h.r. Antimonoxyd enthalten, weisen, verglichen mit Güssen, welche mit vergleichbaren Beträgen von gröberen, d. h. üblicherweise erhältlichen Boraten beschickt sind, beim Auslaugen geringen Borverlust und nach dem Auslaugen eine herabgesetzte Verbrennungsgeschwindigkeit auf.

Antimonoxyd ist ein relativ teures Material, und es ist wünschenswert, davon so wenig wie möglich zu gebrauchen, um die gewünschten flammenhemmenden und selbstauslöschenden Eigenschaften zu erzielen.

Güsse mit 14 p.h.r. Na2O:B2O(0,28) und 1 p.h.r. Antimonoxyd, d. h. also 93 /o Borat, sind nicht selbstlöschend. Wenn jedoch das Verhältnis auf 8O0/o herabgesetzt wird, d. h. auf 12 p.h.r. Borat zu 3 p.h.r. Antimonoxyd, mit anderen Worten auf ein Gewichtsver hältnis Borat zu Antimonoxyd von 4:1, ist der Guss in weniger als 2-3 Minuten mit vernünftig niedriger Verbrennungsgeschwindigkeit selbstlöschend. Ferner weist der Polyesterharzguss, bei welchem 2/a des Antimonoxydes durch fein zerkleinertes wässriges Natriumborat ersetzt wurden, inbezug auf Polyestergüsse, welche 15 p.h.r. Antimonoxyd und 10 p.h.r. Chlorowax 70 enthalten, eine vergleichbare Festigkeit und einen höheren Modul auf.

Antimonoxyd wird immer in Anwesenheit von halogenisiertem Material verwendet, welches ein chio- riertes aliphatisches Material, z. B. ein chloriertes Paraffinwachs mit niedrigem Molekulargewicht oder ein chloriertes aromatisches Material, sein kann. Das Chlor kann auch im Harz selbst vorhanden sein, wie z. B. beim Polyvinylchlorid. Im folgenden wird ein Beispiel eines Verfahrens für das Einverleiben des fein zerkleinerten Borates gemäss der vorliegenden Neuerung in Polyvinylchloridharze (PVC) beschrieben.

Beispiel 3
Zwei Teile GEON 121 (B.F. Goodrich) von pulverisiertem Polyvinylchiorid wurden mit einem Teil Dioctylphthalat gemischt, um ein PVC-Plastisol zu bilden.

Verschiedene Beträge von feuerhemmenden Mitteln und 0,01 p.h.r. von Stabalan E (Nopco Chemical Co.), ein Fluorborsäuresalz-Stabilisator wurden durch Mischen hinzugefügt. Eine Gusschicht wurde durch Pressen von Plastisol zwischen Glasplatten vorbereitet, welche mit einer Tygon-Abdichtung und 3,175 mm Metallumrandung versehen waren. Die Aushärtung wurde durch Erhitzen während einer Stunde in einem Ofen bei 160 C bewirkt. Die Resultate des Globar Verbrennungstestes sind in der nachfolgenden Tabelle dargestellt:
Tabelle IV Guss No. Zusatz p. h. r. Wert Verbrennungs- Selbstauslöschungs geschwindigkeit zeit in Min.

mm/Min.

1. kein 18,29 2,92 2. 13,u Na2O: B2OS(0,28) 20 12,70 2,45 3. 13,z NqO : B203(0,28) 5 5,59 1,42 Sb2OS 5 4. 13jm Na2O: B203 7 5,84 1,52 Sb,Oll
Es kann festgestellt werden, dass fein zerteiltes Natriumborat im wesentlichen herabgesetzte Verbrennungsgeschwindigkeiten ergibt, sowohl wenn es allein, als auch wenn es in Kombination mit anderen freien hemmenden Zusätzen gebraucht wird.

Die Zubereitung eines weiteren feuerhemmenden Systems wird nachfolgend beschrieben.

Beispiel 4
Fein verteiltes (13,u) Na20:B203(0,28) wurde durch Mischen des Borates mit einem Epichlorhydrin- harz, wie z. B. Epon 28 (Shell Chemical Co), und 4 p.h.r. DMP-30 Tri-(Dimethylaminomethyl-)Phenol (Röhm und Haas) zu einem typischen Epoxyharzsystem hinzugefügt und während 24 Stunden bei 126,66"C ausgehärtet. Die Kontrollsubstanz brannte bei einer Geschwindigkeit von 27,18 mm/Min., während Güsse mit 25 p.h.r. und 50 p.h.r.

Na2O :B2O3(0,28y verminderte Verbrennungsgeschwindigkeiten von 23,11 und 19,56 mm/Min. aufwiesen.

Einige der mit Borat beschickten Proben waren selbst auslöschend, und während die Vergleichssubstanz tropfte und während des Verbrennungstests wegschmolz, hinteiliessen die Proben mit Borat eine feste an- oder verkohlte Schicht mit beachtenswerter struktureller Unversehrtheit.

Claims

PATENTANSPRUCH

Harz, dadurch gekennzeichnet, dass es eine feuerhemmende Menge mindestens eines in Form von Partikeln mit einer mittleren Teilchengrösse von ungefähr 0,1 bis ungefähr 25 Mikron vorliegenden Borates aus der Gruppe der Natrium-, Kalium-, Lithium- und Ammoniumborate enthält.

UNTERANSPRÜCHE 1. Harz nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Borat eine mittlere Teilchengrösse von nicht mehr als ungefähr 15 Mikron aufweist.

2. Harz nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Borat ein wasserhaltiges Natriumborat mit einem NaoO:B203 - Molverhältnis von nicht mehr als 0,5 ist.

3. Harz nach Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Molverhältnis ungefähr 0,28 beträgt.

4. Harz nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es pro 100 Gewichtsteile Harz bis zu 10 Gewichtsteile Antimonoxyd und 3-50 Gewichtsteile des Borates enthält.

5. Harz nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass Partikel eines Natriumborates mit einem Na2O:BSOs-Molverhältnis von ungefähr 0,28 und einer mittleren Partikelgrösse von ungefähr 13 Mikron vorhanden sind.

6. Harz nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Harz ein Polyester-, Epoxy- oder Vinylharz ist.