CS222686B2

CS222686B2 - Softened polyvinylchloride substance

Info

Publication number: CS222686B2
Application number: CS80855A
Authority: CS
Inventors: Walter Popp; Johannes Sedivt
Original assignee: Wacker Chemie Gmbh
Priority date: 1979-02-09
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1983-07-29
Also published as: SE8000999L; NO800337L; GB2048919B; DE2905011A1; FR2448554A1; US4246158A; GB2048919A

Description

Vynález se týká nové polyvinylchloridové měkčené hmoty, u které jsou zachovány mechanické, chemické a elektrické vlastnooSi, přičemž je zvýšená odolnost hmoty vůči hoření.

Měkčené polyvinylchloridové hmoty nacházzeí v technice v současné iobě mohootranné poožití. Měkčení polyvinylchloriiu způsobuje ale podstatné zhoršení odoonooSi vůči hoření polyrinyLchloriiu. Proto bylo jii ϋoVotk·áte zkoušeno zvýšit odolnost měkkerých polyrinylchloridových hmoo, obzvláště ztížit jejich zapálení, bud přídavkem změkčovadel působících potlačení h^oSer^í, nebo přídavkem dodatečných protihořlavých látek (například DE-OS 19 26 412, 19 31 697 nebo 24 59 957). Takováto změkkovadla a přísady dosud však způsobovaly zhoršení mechhaiclých, chemických a/nebo elektriclých vlastností výsledných polyvinyltOltrddovýcO hmot a rovněž odolnost vůči hoření nebyla ještě uspooooivá.

Výše uvedené nedootatky jsou odstraněny podle předloženého vynálezu novou měkčenou polyviiylc01ori0ovou hmotou, která sestává z

a) 100 OmotnitttiícO dílů po^v^y^h^^^,

b) 1 ai 7 Οπο^οosních dílů stabílizltoru,

c) 20 ai 100 Ornoonnosních dílů zmOkkčoadla a

d) 15 ai 100 Omoonnosních dílů pliidla, která se vyznačuje tío, ie obsahuje jako zmiě:kovadlo jeden nebo někcoik esterů kyseliny fosforečné a popřípadě chLoiSuísttjovvtnýoi alkylovýoi zbytkyse 2 ai 10 uhlíkovými atomy a/nebo s popřípadě substituovanými fenylovýoi zbytky, jako pliidlo obsahuje hydroxid hlinitý a jako látku pooiačující vznícení obsahuje kysličník antimonitý nebo komp^e^mí sloučeniny antimonu v rninoisví 2 ai 10 hnoonootních dílů.

Měkčené polyvinylcOltridové hmoty podle předloženého vynálezu jsou vhodné pro všechny účely poouití, př kterých je vedle známých οθ^ΌηΟον^ vlastností měkčeného pooyvinylchLoridu poiadována také nehc>oiavoss, popřípadě ztížená schopnost vzplanuuí. Toto přichází v úvahu například ve staveebiitví, při výrobě autonoMlů a při výrobě elektrických instalací. Jako poouiizí této hmoty lze například uvést oatteiál pro těsnění a prooily, obzvláště ale pro potahování a/nebo izolaci elektr^kých vedení, jako jsou například kabely.

Sloiením řolyvinyltOltridtvé hmoty podle předloieného vynálezu se dokonce překvapivě dosáhne t^^^zítitelnoosi tvrzeného poo^хпу^Юог^и, bez toho, ie by nastala očekávaná újma (např. DE-AS 23 11 550) na meehonic]kšch, chemických a elektr^kých vlastnostech (ve srovnání k dosavadním měkčeným a tedy lehce vznítieeiýýo polyvtnylcOtordtvšýo hmotám), ^kt^er^á zneimžňovala pooHtí ve vý^še ΜβιΜώ o^borec^h.

Jako míra vznítitelnosti a hořlavoosi látky se převážně používá kyslíkový index podle Fenioora a Maatina (LOI - low oxygen index; podle ASTM D-2863-70). Tento index udává, při jakém minimálním objemovém proceň tu kyslíku ve směsii kyslíku a dusíku ještě neustává hoření vzorku.

Daa.ší důležité kritérii ve vztahu k chování při spalování znázorňuje kouřová hustota (podle ASTM D-2843-7O0. Udává pгtceniuální hodnotu extinkce světelného paprsku přes vrstvu plynů ze spdování.

Pro umožnění p^v^uii^zí stavebních oaaeeiHů se často předpokládá příslušnost k určité hořlavostní třídě podle německé průmyslové normy DIN 4102 Vedle třídy A pro například о!ппсГ1п1, jako jsou křeoíkaté stavební oaatciály, se vyskytuje třída Β 1 pro eкžкt vznífHelné osat^á^, třída B 2 pro vznítitelné oaateiHy a třída B 3 pro lehko vznítiteíné oaateiHy.

Měkčené řθt-УvinyltOltrddc)vé hmoty podle předloženého vynálezu dalece předčí poiadavky hořlavostní třídy В 1 , to znamená, že zhasínají po odstranění iniciačního plamene během krátké doby a jejich spalné plyny mají nízkou teplotu, dále dalece předčí hraniční hodnotu kyslíkového indexu LOI 27, všeobecně náležející samozhasínacím látkám a také hustota spalin je podstatně nižší.

^Tvr^$ říijYinjlChlOrltl mí VĚOOtJOOnB ttyilíW kU U! v rozmezí 45 až 48, takovéhoto indexu se může rovněž dosáhnout složením hmoty podle předloženého vynálezu; všeobecně není překročena hodnota kyslíkového indexu LOI 30.

Jako polyvinylchlorid se může použít podle předloženého vynálezu každý polyvinylchlorid, který již dosud mohl být používán pro měkčené polyvinylchloridové hmoty, tedy PVC vyrobený hmotovou, emulzní, suspenzní nebo rozpouštědlovou polymerací, obzvláště polyvinylchlorid s K-hodnotou v rozmezí 60 až 80.

Pod pojmem polyvinylchlorid se zde rovněž rozumí takové polyvinylchloridové hmoty, které obsahují ostatní polymerizovatelné kopolymerizované monomery, nebo které jsou s jinými polymery smíseny. Takovéto ostatní polymery, které mohou být obsaženy v polyvinylchloridu použitím podle vynálezu jako výchozí tvrzený PVC až v množství asi 10 % hmotnostních, mohou to být homo nebo kopolymery z monomerů kopolymerizovatelných s vinylchloridem a které mohou obsahovat až asi 10 % hmotnostních v změkčeném polyvinylchloridu. Jako příklady takovýchto monomerů je možno jmenovat: olefiny, například etylén, vinylestery nasycených karboxylových kyselin, například vinylacetát a vinylbutyrát, vinylhalogenidy, například vinylbromid nebo vinylidenchlorid, ale také estery olefinických nenasycených karboxylových kyselin, jako jsou například alkylakryláty nebo alkylmetakryláty.

V dalším uváděná množství komponent obsažených v měkčených polyvinylchloridových hmotách podle předloženého vynálezu se vztahují vždy na 100 hmotnostních dílů polyvinylchloridové komponenty.

Jako tepelné stabilizátory mohou být v měkčených polyvinylchloridových hmotách obsaženy běžné stabilizátory jednotlivě nebo ve směsích v množství I až 7 hmotnostních dílů, výhodně 2 až 6 hmotnostních dílů. Příklady takových vhodných tepelných stabilizátorů jsou: sloučeniny vápníku, barya, zinku a kadmia, obzvláště s mastnými kyselinami, jako je například kyselina stearová a kyselina 2-etylkapronová, sloučeniny cínu, jako je například dibutylcínacetát; pro použití hmot podle předloženého vynálezu к potahování a izolaci elektrických vedení jsou jako tepelné stabilizátory výhodně jednotlivě nebo ve směsi sírany olova, například sírany dvoj- nebo trojmocného olova, fosforečnan olovnatý a ftalát olov·“ natý.

Jako změkčovadla vhodná pro hmoty podle předloženého vynálezu jsou zde obsaženy jednotlivě nebo ve směsi estery kyseliny fosforečné, výhodně terciární estery kyseliny fosforečné s alkylovými zbytky se 2 až 10 uhlíkovými atomy, popřípadě substituovanými chlorem a/nebo popřípadě substituovanými fenylovými zbytky, v množství 15 až 100 hmotnostních dílů, výhodně 30 až 80 hmotnostních dílů. Substituované fenylové zbytky jsou obzvláště alkylsubstituované. Jako příklady je možno uvést: trikresylfosfát, trifenylfosfát, kresyldifenylfosfát, dikresylfenylfosfát, xylenyldifenylfosfát, dixylenylfenylfosfát, tris(chloretyl)fosfát, difenyloktylfosfát, fenyldioktylfosfát a trioktylfosfát.

Když jsou obsaženy směsi takových změkčovadel, tak mohou tyto směsi sestávat z různých, výhodně však stejných množství jednotlivých sloučenin.

Při výhodné formě provedení je množství fosfátového změkčovadla zčásti nahrazeno chlorovaným parafinem s obsahem chloru v rozmezí 30 až 60 výhodně 50 %, vztaženo na počet chlorových atomů v odpovídajícím perchlorovaném parafinu. Výhodně při tom činí podíl chlorovaného parafinu 20 až 50 % hmotnostních celkového obsahu změkčovadla.

Jak plnidla obsahují polyvinylchloridové hmoty podle předloženého vynálezu hydroxid hlinitý, výhodně v množství 50 až 90 % hmotnostních dílů. Pod pojmem hydroxid hlinitý, který má výhodně velikost částic až 2 mikrometry, se zde rozumí substance, která je mnohdy označována také jako aluminiumoxyhydrát, aluminiumoxydhydrát, aluminanhydrát nebo aluminiumhydrát a často je označována následujícími vzorci:

A1(OH)₃, A1₂O₃. x H₂O

Hydroxid hlinitý může být takzvaný neutrální, ale také takzvaný bazický nebo kyselý, to znamená, že může obsahovat popřípadě elumináty nebo hlinité soli. Výhodně se ale vyskytuje jako volná sloučenina.

Dále obsahují měkčené polyvinylchloridové hmoty podle předloženého vynálezu alespoň jednu takzvanou látku potlačující vzplanutí v množství zpravidla 2 až 10 hmotnostních dílů, výhodně 3 až 8 hmotnostních dílů. Jako takovouto látku potlačující vzplanutí obsahují hmoty podle vynálezu kysličník antimonitý a/nebo komplexní sloučeniny antimonu. Příklady takovýchto komplexních sloučenin jsou Oncor 75RA a Oncor 75RAZ vyráběné firmou National Lead lne. New York, přičemž se jedná o komplexy kysličníku antimonitého a kyseliny křemičité.

Při výhodných formách provedení podle předloženého vynálezu mohou být v polyvinylchloridové hmotě obsaženy sloučeniny antimonu jednotlivě nebo ve směsi s dalšími látkami potlačujícími vzplanutí, jako je boritan zinečnatý a trialkylfosfát s alkylovými zbytky se 2 až 5 uhlíkovými atomy se 2 až 4 atomy bromu jako substituenty, výhodně tris(2,3-dibrompropyl)fosfát.

Tyto látky potlačující vzplanutí jsou v polyvinylchloridové hmotě obsaženy v množství 2 až 10 hmotnostních dílů, s pravidlem, že celkové množství všech látek potlačujících vzplanutí, to znamená sloučenin antimonu, popřípadě boritanu zinečnatého a případně brómovaných trialkylfosfátů, činí celkem až 15 hmotnostních dílů na 100 hmotnostních dílů polyvinylchloridové komponenty.

Kromě toho mohou hmoty podle předloženého vynálezu obsahovat další přísady, které se běžně přidávají к měkčeným polyvinylchloridovým hmotám, v množství vždy až 2 hmotnostní díly, avšak jejich celkové množství nemá přesáhnout* 10 hmotnostních dílů. Jedná se například o mazadla, pigmenty, ochranné látky proti působení světla nebo pomocné látky pro zpracování.

Dále je možné vždy až 10 % hmotnostních plnidla a/nebo změkčovadla nahradit bez podstatného zhoršení vlastností hmoty jinými běžně používanými plnidly, popřípadě změkČovadly.

Měkčené polyvinylchloridové hmoty podle předloženého vynálezu se mohou vyrábět stejným způsobem jako se dosud takovéto hmoty vyrábějí, například míšením nebo hnětením ve vhodných zařízeních.

Příklady 1 až 5 a srovnávací příklad

V následující tabulce jsou pro různé měkčené polyvinylchloridové hmoty uvedena složení (v hmotnostních dílech), kyslíkové indexy (LOI hodnoty v objemových procentech), hustoty spalin (% extinkce), tvrdost A podle Shora, zbytkové délky (v %) a teplota spalin (ve °C). Obě poslední hodnoty byly zjištěny analogicky s DIN 4012 v malé spalovací komůrce se vzorkem o rozměrech 200 x 40 x 4 mm. Podmínky hořlavostní třídy В 1 jsou zbytková délka vzorku po samovolném uhasnutí minimálně 15 % původní délky a teplota spalin pod 200 °G.

Tabulka 1- složení PVC-hmot

Složka	1-	2	3	4	5	Srovn·
suspenze PVC hodnota K - 70	100	100	100	100	100	100
stabUizátor	4	4	4	4	4	4
difenylkresylfosfá t	30	30	20	20	20	-
difenyloktylfosfát	30	30	20	20	20	-
hydroxid hlinitý	70	70	70	70	70	-
kysličník, aotimos0tý	7	3,5	3,5	-	3,5	-
Oicor 75 HA	-	-	-	3,5	-	-
50 %	-	-	20	20	20	-
booitÉn -zinečnatý	-	3,5	3,5	3,5	3,5	-
tris( 2,3-dibromopoopl))^,osfá t	-	-	-	-	4,5	-
di-2-etylhexyyftalát	-	-	-	' -	-	60
uh.ičiten vápenatý (křída)	-	-	-	-	-	70

Ta b u lka 2

Vlastnosti výše uvedených PVC-hmot

Zkouška	1	2	3	4	5	Srovn.
kyslíkový index hodnota LOI (% o^b.)	37,6	42,4	43	44	47	23
hustota spalin -(% extinkce)	99	93	87	86	85	100
tvrdost A podle Shora	87	87	88	87	87	85
zbytková dálka (%)	22,7	27,1	32,4	29	34,9	0
teplota spaain (°C)	191	169	156	165	154	> 700
hořlavostní třída	B 1	B 1	B 1	B 1	B 1	- '

Poznámka k tabulce:

Staailizátor je složen z 80 % hmoOnnotních síranu trojinocného olova a'20 % hmoSnostních směsi stejných hmoonootních dílů stearátu olovnatého, stearátu vápenatého a parafinového vosku·

Claims

1 až 7 hmoonnotních dílů stabilizátoru,

20 až 100 ’h]ooSnosSních dílů změSčovadla a

15 až 100 hmoOnostních dílů plnidla, vyznačená tím, že jako zmmskovadlo obsahuje jeden nebo více esterů kyseliny fosforečné s popřípadě chlorem subs tipovanými alkylovými zbytky se 2 až 10 uhlíkovými atomy a/nebo s popřípadě substituovanými fenylovými zbytky, jako plnidlo obsahuje hydroxid hlinitý a jako látku potlačující vzplanutí obsahuje kysličník antimonitý nebo komplexní sloučeniny antimonu v množství 2 až 10 hmotnostních dílů·

1· Měkčená polyzinylchlorddová hmota, sessávající z

100 hmoonootních dílů polyvinylchloridu,

2. Měkčená polyvinylchloridová hmota podle bodu 1, vyznačená tím, že 20 až 50 % hmotnostních fosfátového změkčovadla je nahrazeno chlorparafinem s obsahem chloru 30 až 60 % možné substituce chloru.

3. Měkčená polyvinylchloridová hmota podle bodu 1 a 2, vyznačená tím, že dodatečně obsahuje 2 až 10 hmotnostních dílů boritanu zinečňatého jako látky potlačující vzplanutí.

4. Měkčená polyvinylchloridová hmota podle bodů 1 až 3, vyznačená tím, že obsahuje dodatečně 2 až 10 hmotnostních dílů trialkylfosfátu s alkylovými zbytky se 2 až 5 uhlíkovými atomy se vždy 2 až 4 atomy bromu, jako látku potlačující vzplanutí.