CH683692A5 - Flame retardant a halogenated alkyl-aryl ethers for organic polymers. - Google Patents

Flame retardant a halogenated alkyl-aryl ethers for organic polymers. Download PDF

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CH683692A5 CH2049/92A CH204992A CH683692A5 CH 683692 A5 CH683692 A5 CH 683692A5 CH 2049/92 A CH2049/92 A CH 2049/92A CH 204992 A CH204992 A CH 204992A CH 683692 A5 CH683692 A5 CH 683692A5
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Description

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Beschreibung description

Die vorliegende Erfindung betrifft Flammschutzmittel für polymere organische Materialien, die mit einem Verarbeitungs-Stabilisator, zum Schutz der Polymeren, kombiniert sind. The present invention relates to flame retardants for polymeric organic materials which are combined with a processing stabilizer to protect the polymers.

Die erfindungsgemässen Flammschutzmittel-Kombinationen enthalten a) einen halogenierten Alkyl-aryläther, worin die Aryigruppe durch Halogen substituiert sein kann und b) a-Tokopherol. The flame retardant combinations according to the invention contain a) a halogenated alkyl aryl ether, in which the aryi group can be substituted by halogen and b) a-tocopherol.

Vorzugsweise enthält die Kombination zusätzlich c) eine Organozinn-Verbindung und/oder ein Antimonoxid, vorzugsweise eine Organozinn-Verbin-dung. The combination preferably additionally comprises c) an organotin compound and / or an antimony oxide, preferably an organotin compound.

Die bevorzugten Alkyl-aryläther entsprechen der Formel I The preferred alkyl aryl ethers correspond to formula I.

R! -(O/-0CH2-CH-CH2Br R! - (O / -0CH2-CH-CH2Br

Br Br

(I), (I),

worin Ri Halogen oder, vorzugsweise, eine Gruppe der Formel (d) wherein Ri is halogen or, preferably, a group of the formula (d)

BrCH2-CH-CH20 -<0>- A - (d), BrCH2-CH-CH20 - <0> - A - (d),

Br Y Br Y

(R2)m2 (R2) m2

FÌ2 Halogen, vorzugsweise Chlor oder Brom, insbesondere Brom, FÌ2 halogen, preferably chlorine or bromine, especially bromine,

mi und m2, unabhängig voneinander 0, 1 oder 2, vorzugsweise 2, mi and m2, independently of one another 0, 1 or 2, preferably 2,

A eine direkte Bindung oder Ci-4-Alkylen oder ein Brückenglied der Formel A is a direct bond or Ci-4-alkylene or a bridge member of the formula

H5C6-CH^ , -0-, -S- oder -S02- H5C6-CH ^, -0-, -S- or -S02-

bedeuten. mean.

a-Tokopherol entspricht der Formel II a-tocopherol corresponds to formula II

CH3 I CH. CH3 I CH.

HO—' HO— '

CH. CH.

CH, CH,

I I.

CH, CH,

CH3 CH3

H,C—• H, C— •

C—(CH2)3—CH—(CHj),—CH—(CH2)3—CH—CH3 C - (CH2) 3 - CH - (CHj), - CH - (CH2) 3 - CH - CH3

(II) (II)

ch3 ch3

CH, CH,

Bevorzugte Organozinn-Verbindungen sind Di-(Ci-i2-alkyl)-Sn-Carboxylate und Di-(Ci-i2-alkyl)-Sn-Mercaptide, insbesondere Dibutyl-Zinnmaleat, Dioctyl-Zinnlaurat und Dibutyl- oder Dioctyl-Zinnthioglyko-lat, der Formeln III, bzw. IV Preferred organotin compounds are di- (Ci-i2-alkyl) -Sn carboxylates and di- (Ci-i2-alkyl) -Sn-mercaptides, especially dibutyl-tin maleate, dioctyl-tin laurate and dibutyl or dioctyl-tin thioglyco-lat , of formulas III and IV

(C8Hi7)2 Sn (SCH2COOC8Hi7)2 (III) (C8Hi7) 2 Sn (SCH2COOC8Hi7) 2 (III)

(C4H9)2 Sn (SCH2COOC8Hi7)2 (IV). (C4H9) 2 Sn (SCH2COOC8Hi7) 2 (IV).

Unter den Antimonoxiden kommen sowohl Sb203 als auch SbaOs in Betracht. Both Sb203 and SbaOs can be considered among the antimony oxides.

Vorzugsweise bedeutet A in Formel d die direkte Bindung, -O- oder Ci-4-Alkylen, insbesondere die A in formula d preferably denotes the direct bond, -O- or Ci-4-alkylene, in particular that

2 2nd

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30 30th

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direkte Bindung oder Ci-^-Alkylen. Wenn A Ci_4-Alkyien bedeutet, ist dieses vorzugsweise -CH2CH2-oder, insbesondere, =C(CH3)2. direct bond or Ci - ^ - alkylene. If A is Ci_4-alkyl, this is preferably -CH2CH2-or, in particular, = C (CH3) 2.

Bevorzugte Verbindungen der Formel I entsprechen der Formel I a Preferred compounds of the formula I correspond to the formula I a

BrCH2-CHCH20 -/ Q V BrCH2-CHCH20 - / Q V

A - A -

Br Br

O)- OCH2-CHCH2Br O) - OCH2-CHCH2Br

Br Br

(I a). (I a).

Die Verbindungen der Formel I bis IV sind bekannt. The compounds of the formulas I to IV are known.

Die erfindungsgemässen Flammschutzmittel-Kompositionen zeigen gegenüber den bisher bekannten Flammschutzmitteln eine bessere Wirkung. The flame retardant compositions according to the invention show a better effect than the previously known flame retardants.

Man verwendet im allgemeinen 0,5 bis 9%, vorzugsweise 1 bis 4% Flammschutzmittel, bezogen auf das Gewicht des zu schützenden Polymers. Die erfindungsgemässen Kompositionen können dem Polymer vor, während oder nach der Polymerisation, in fester Form oder in einem Lösungsmittel (20 bis 80 Gewichtsprozent Lösungsmittelanteil) oder in Form eines Wirkstoffkonzentrates (Masterbatch), das 20 bis 80, vorzugsweise 40 bis 70 Gewichtsprozent der erfindungsgemässen Flammschutzmittel-Kombination und 80 bis 20, vorzugsweise 60 bis 30 Gewichtsprozent eines Polymeren enthält, wobei das Polymer mit dem zu schützenden Polymeren identisch sein kann oder zumindest mit diesem verträglich ist. In general, 0.5 to 9%, preferably 1 to 4%, of flame retardant, based on the weight of the polymer to be protected, is used. The compositions according to the invention can be added to the polymer before, during or after the polymerization, in solid form or in a solvent (20 to 80 percent by weight solvent) or in the form of an active ingredient concentrate (masterbatch) containing 20 to 80, preferably 40 to 70 percent by weight of the flame retardants according to the invention Combination and 80 to 20, preferably 60 to 30 percent by weight of a polymer, wherein the polymer may be identical to the polymer to be protected or at least compatible with it.

In den erfindungsgemässen Kompositionen ist das Gewichtsverhältnis der Komponente a) zur Komponente b) im allgemeinen 400:1 bis 5:1, vorzugsweise 200:1 bis 8:1, insbesondere 100:1 bis 10:1. In the compositions according to the invention, the weight ratio of component a) to component b) is generally 400: 1 to 5: 1, preferably 200: 1 to 8: 1, in particular 100: 1 to 10: 1.

Komponente c) kann im Verhältnis zur Summe a) + b) etwa 1:50 bis 1:5, vorzugsweise 1:25 bis 1:6, insbesondere 1:14 bis 1:8 sein. Component c) can be about 1:50 to 1: 5, preferably 1:25 to 1: 6, in particular 1:14 to 1: 8 in relation to the sum a) + b).

Zum flammhemmenden Ausrüsten von organischen Stoffen werden die Verbindungen entsprechend den Komponenten a), b) und c) in die entflammbaren Materialien eingearbeitet oder aufgebracht. Für diese Behandlung geeignet sind vor allem organische polymere Materialien, beispielsweise Polypropylen, Polyäthylen, Polystyrol, ABS, vorzugsweise für Spritzguss und Spinnmassen, zur Herstellung von extrudierten Artikeln, Folien und Spinnmassen. Insbesondere geeignet für die Behandlung mit den erfindungsgemässen Zusammensetzungen sind Polypropylenmassen, die zu Fasern, Folien oder Bändchen verarbeitet werden. For the flame-retardant finishing of organic substances, the compounds corresponding to components a), b) and c) are incorporated or applied in the flammable materials. Organic polymeric materials are particularly suitable for this treatment, for example polypropylene, polyethylene, polystyrene, ABS, preferably for injection molding and spinning masses, for the production of extruded articles, films and spinning masses. Polypropylene compositions which are processed into fibers, films or tapes are particularly suitable for treatment with the compositions according to the invention.

Zur Einarbeitung der flammhemmenden Zusammensetzung in die Polymeren können die verschiedenen bekannten Verfahren angewendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung in Polypropylen, vorzugsweise in Polypropylenfasern oder Polypropylenfolien. The various known methods can be used to incorporate the flame-retardant composition into the polymers. Use in polypropylene, preferably in polypropylene fibers or polypropylene films, is preferred.

Die erfindungsgemässe Zusammensetzung hat den Vorteil, dass sie keine oder nur eine geringe Herabsetzung der Filterstandzeit bei Polypropylen-Faserspinnanlagen verursacht. Ferner tritt keine Rauchentwicklung an den Spinndüsen sowie kein Anstieg des Schmelzindexes der Polymerschmelze auf. Überraschenderweise zeigt also die erfindungsgemässe Zusammensetzung einen hohen flammhemmenden Effekt, ohne die verarbeitungsseitigen Eigenschaften wie Filterstandzeit, Schmelzindex oder Rauchentwicklung merkbar zu verschlechtern. The composition according to the invention has the advantage that it causes no or only a slight reduction in the filter service life in polypropylene fiber spinning systems. Furthermore, there is no smoke development at the spinnerets and no increase in the melt index of the polymer melt. Surprisingly, the composition according to the invention thus exhibits a high flame-retardant effect without noticeably deteriorating the properties on the processing side, such as filter service life, melt index or smoke development.

Die erfindungsgemässen Flammschutzmittel können allein oder in Kombination mit anderen Stabilisatoren, z.B. Lichtschutzstabilisatoren und Antioxidantien, z.B. sterisch gehinderten Verbindungen eingesetzt werden. The flame retardants according to the invention can be used alone or in combination with other stabilizers, e.g. Sunscreen stabilizers and antioxidants, e.g. sterically hindered compounds are used.

Beispiele für solche Stabilisatoren sind sterisch gehinderte Phenole oder sterisch gehinderte Amine, Phosphor- oder Schwefel-enthaltende Verbindungen und Gemische dieser bekannten Verbindungen. Examples of such stabilizers are hindered phenols or hindered amines, phosphorus or sulfur-containing compounds and mixtures of these known compounds.

In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben. In the following examples, parts are parts by weight and percentages are percentages by weight. The temperatures are given in degrees Celsius.

BEISPIEL 1 EXAMPLE 1

43,28 Teile der Verbindung der Formel I a (oben), worin A eine Gruppe der Formel =C(CH3)2 ist, 1,0 Teil der Verbindung der Formel II (oben, = a-Tokopherol) und 4,36 Teile Dibutyl-Sn-maleat werden mit 51,36 Teilen handelsüblichem Polyäthylen (MFl = melt flow index bei 190°/2,16 kp 17 bis 22) gemischt, in einem Kneter oder Extruder homogenisiert und zu einem Wirkstoffkonzentrat (Masterbatch) in Granulatform verarbeitet. 43.28 parts of the compound of the formula I a (top), in which A is a group of the formula = C (CH3) 2, 1.0 part of the compound of the formula II (top, = a-tocopherol) and 4.36 parts Dibutyl-Sn-maleate are mixed with 51.36 parts of commercially available polyethylene (MFl = melt flow index at 190 ° / 2.16 kp 17 to 22), homogenized in a kneader or extruder and processed into an active ingredient concentrate (masterbatch) in granular form.

BEISPIEL 2 EXAMPLE 2

95 Teile eines handelsüblichen Polypropylen in Pulverform (MFl 230°/2,16 kp 4) wird mit 5 Teilen des Wirkstoffkonzentrats gemäss Beispiel 1 gemischt, danach auf einem Walzwerk (Schwabenthan) bei 165 95 parts of a commercially available polypropylene in powder form (MFI 230 ° / 2.16 kp 4) are mixed with 5 parts of the active ingredient concentrate according to Example 1, then on a rolling mill (Schwabenthan) at 165

3 3rd

5 5

10 10th

15 15

20 20th

25 25th

30 30th

35 35

40 40

45 45

50 50

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bis 175° während 5 Minuten homogenisiert. Aus dem erhaltenen Walzfell werden in einer Presse (Bucher-Guyer) in 3 Minuten bei 230° Platten von 1 mm Dicke hergestellt. Mit diesen Platten wurden die folgenden Versuche durchgeführt: homogenized at 175 ° for 5 minutes. The rolled skin obtained is used in a press (Bucher-Guyer) in 3 minutes at 230 ° to produce sheets of 1 mm thickness. The following tests were carried out with these plates:

1. Bestimmung des LOI-Wertes nach ASTM-D 2863, 1. Determination of the LOI value according to ASTM-D 2863,

2. Senkrechttest nach DIN 53 438, 2. Vertical test according to DIN 53 438,

3. Extrusion in einem Extruder (Händle) bei 230° und anschliessender Granulation. Vom Granulat wird der MFI-Wert bei 230°/2,16 kp gemessen. Diese Prozedur wird noch weitere 4 Male mit dem jeweils erhaltenen Granulat durchgeführt und die erhaltenen MFI-Werte gemessen. 3. Extrusion in an extruder (Handel) at 230 ° and subsequent granulation. The MFI value of the granules is measured at 230 ° / 2.16 kp. This procedure is carried out a further 4 times with the granules obtained in each case and the MFI values obtained are measured.

4. Es wird in einem Extrusiometer (Göttfert) bei einem Temperaturgradienten von 185°-240° und einem Durchsatz von 1,2 kg/Stunde extrudiert. Es wird die Zeit gemessen, bis an einem vor der Düse angebrachten Siebpaket (900/16000/900 Maschen/cm2) der Massedruck auf 86 bar angestiegen ist. 4. It is extruded in an extrusiometer (Göttfert) at a temperature gradient of 185 ° -240 ° and a throughput of 1.2 kg / hour. The time is measured until the mass pressure has risen to 86 bar on a sieve packet (900/16000/900 mesh / cm2) fitted in front of the nozzle.

In allen 4 Tests erhält man sehr gute Resultate. In all 4 tests you get very good results.

Claims (1)

Patentansprüche Claims 1. Flammschutzmittel für polymere organische Materialien, enthaltend a) einen halogenierten Alkyl-aryläther, worin die Aryigruppe durch Halogen substituiert sein kann und b) a-Tokopherol.1. Flame retardant for polymeric organic materials, containing a) a halogenated alkyl aryl ether, in which the aryi group can be substituted by halogen and b) a-tocopherol. 2. Flammschutzmittel gemäss Anspruch 1, enthaltend als Komponente a) einen Alkyl-aryläther der Formel I2. Flame retardant according to claim 1, containing as component a) an alkyl aryl ether of the formula I. Rl - ^O^-OCHj-ÇB-CH;Br (I),Rl - ^ O ^ -OCHj-ÇB-CH; Br (I), (Vmi worin Ri Halogen oder, vorzugsweise eine Gruppe der Formel (d)(Vmi wherein Ri is halogen or, preferably a group of the formula (d) BrCH2-CH-CH20 -(O)- A - <d),BrCH2-CH-CH20 - (O) - A - <d), Br YBr Y (R2 )m2(R2) m2 R2 Halogen, vorzugsweise Chlor oder Brom, insbesondere Brom,R2 halogen, preferably chlorine or bromine, especially bromine, mi und !Ti2, unabhängig voneinander 0, 1 oder 2, vorzugsweise 2,mi and! Ti2, independently of one another 0, 1 or 2, preferably 2, A eine direkte Bindung oder Ci-4-Alkylen oder ein Brückenglied der FormelA is a direct bond or Ci-4-alkylene or a bridge member of the formula HsCg-CH^ , -0-, -S- oder -S02-HsCg-CH ^, -0-, -S- or -S02- bedeuten.mean. 3. Flammschutzmittel gemäss Anspruch 1 oder 2, enthaltend als Komponente a) eine Verbindung der Formel I a r-C3. Flame retardant according to claim 1 or 2, containing as component a) a compound of formula I a r-C BrCH2-CHCH20 /0)-A-(0) - 0CH2—ÇHCH2Br (i a).BrCH2-CHCH20 / 0) -A- (0) - 0CH2-ÇHCH2Br (i a). Br Br worin A die direkte Bindung, -O- oder Ci-4-Alkylen, insbesondere die direkte Bindung, -CH2CH2- oder =C(CH3)2.Br Br wherein A is the direct bond, -O- or Ci-4-alkylene, in particular the direct bond, -CH2CH2- or = C (CH3) 2. 4. Flammschutzmittel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Gewichtsverhältnis4. Flame retardant according to one of the preceding claims, wherein the weight ratio 44th 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 CH 683 692 A5CH 683 692 A5 der Komponente a) zur Komponente b) 400:1 bis 5:1, vorzugsweise 200:1 bis 8:1, insbesondere 100:1 bis 10:1 ist.component a) to component b) is 400: 1 to 5: 1, preferably 200: 1 to 8: 1, in particular 100: 1 to 10: 1. 5. Flammschutzmittel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, das zusätzlich c) eine Organo-zinn-Verbindung und/oder ein Antimonoxid enthält.5. Flame retardant according to one of the preceding claims, which additionally contains c) an organotin compound and / or an antimony oxide. 6. Flammschutzmittel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, das als Komponente c) ein Di-(Ci-i2-alkyl)-zinn-carboxylat und/oder Di(Ci-i2-alkyl)-zinn-mercaptid, insbesondere Dibutyl-zinn-maleat, Dioctyl-Zinn-Iaurat, Dibutyl- und/oder Dioctyl-zinn-thioglykolat der Formel III, bzw. IV6. Flame retardant according to one of the preceding claims, which as component c) a di- (Ci-i2-alkyl) -tin carboxylate and / or di (Ci-i2-alkyl) -tin mercaptide, in particular dibutyl-tin maleate , Dioctyl tin laurate, dibutyl and / or dioctyl tin thioglycolate of the formula III or IV (C8Hi7)2 Sn (SCH2COOC8Hi7)2 (III)(C8Hi7) 2 Sn (SCH2COOC8Hi7) 2 (III) (C4H9)2 Sn (SCH2COOC8Hi7)2 (IV).(C4H9) 2 Sn (SCH2COOC8Hi7) 2 (IV). enthält.contains. 7. Flammschutzmittel gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche, worin das Gewichtsverhältnis der Komponente c) zur Summe der Komponenten a) und b) 1:50 bis 1:5, vorzugsweise 1:25 bis 1:6, insbesondere 1:14 bis 1:8 ist.7. Flame retardant according to one of the preceding claims, wherein the weight ratio of component c) to the sum of components a) and b) 1:50 to 1: 5, preferably 1:25 to 1: 6, in particular 1:14 to 1: 8 is. 8. Wirkstoffkonzentrat enthaltend 20 bis 80 Gewichtsprozent einer Flammschutzmittel-Kombination gemäss einem der vorhergehenden Ansprüche.8. active ingredient concentrate containing 20 to 80 percent by weight of a flame retardant combination according to any one of the preceding claims. 9. Verfahren zum Flammfest-machen von nicht textilen polymeren organischen Materialien, dadurch gekennzeichnet, dass man das polymere organische Material vor, während oder nach der Polymerisation mit einer Flammschutzmittel-Kombination gemäss einem der Ansprüche 1 bis 7 oder mit einem Wirkstoffkonzentrat gemäss Anspruch 8 homogen vermischt.9. A method for making non-textile polymeric organic materials flame-resistant, characterized in that the polymeric organic material is homogeneous before, during or after the polymerization with a flame retardant combination according to any one of claims 1 to 7 or with an active ingredient concentrate mixed. 10. Das gemäss Anspruch 9 hergestellte polymere Material.10. The polymeric material produced according to claim 9. 55
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