CZ286092A3

CZ286092A3 - Process for preparing fire-retardant styrene polymer

Info

Publication number: CZ286092A3
Application number: CS922860A
Authority: CZ
Inventors: Emi Agunloye Francis F; Michael John Williams; Christopher Miles Woolhouse; John Davis
Original assignee: Albright & Wilson
Priority date: 1991-09-17
Filing date: 1992-09-17
Publication date: 1993-05-12
Also published as: CA2078511C; SK286092A3; KR100308239B1; EP0533102A1; DE69219709T2; PL170950B1; GB2259707B; DE69219709D1; CZ284510B6; HU9202967D0; AU2520292A; HU211193B; JP3221742B2; EP0533102B1; AU653260B2; GB2259707A; GB9219430D0; YU84492A; HUT62628A; KR930006140A

Description

Vynález se týká polymerního materiálu zpomalujícího hoření, resp. materiálu se samozhášecími vlastnostmi, a způsobu přípravy tohoto materiálu.

Dosavadní stav techniky

Z dosavadního stavu techniky je dostatečně dobře známo, že jednotlivě představují červený fosfor a sloučeniny obsahující fosfor látky, které jestliže se kombinují s některými polymerními materiály (jako jsou například polyamidy) potom se u těchto materiálů dosahuje samozhášecích vlastností (neboli tyto materiály zpomalují hoření), přičemž ovšem u jiných materiálů (jako jsou například polymery na bázi styrenu a některé olefinické polymery) těchto vlastností není možno dosáhnout. U každého takto zpracovávaného polymeru bylo zjištěno, že existuje určitá kritická úroveň aditiv se samozhášecími vlastnostmi (neboli aditiv, která zpomalují hoření), přičemž nad touto úrovní je možno ve skutečnosti hořlavost polymeru zvýšit a pod touto úrovní není možno dosáhnout přijatelného stupně zpomalení hoření.

Podstata vvnálezu

Podle uvedeného vynálezu bylo zcela neočekávatelně zjištěno, že při použití směsi červeného fosforu se sloučeninou obsahující fosfor je možno u styrenových polymerů dosáhnout ekonomickým způsobem velmi účinných samozhášecích vlastností, neboli zpomalování hoření.

Uvedený vynález se týká způsobu výroby styrenových polymerů se samozhášecími vlastnostmi (neboli zpomalujících hoření), jehož podstata spočívá v tom, že se tento polymer kombinuje se samozhášecím aditivem (neboli s aditivem zpomalujícím hoření), přičemž toto aditivum je tvořeno směsí:

(a) červeného fosforu, a (b) sloučeniny obsahující fosfor, která je v podstatě nerozpustná ve vodě.

Do rozsahu uvedeného vynálezu rovněž náleží styrenový polymer zpomalující hoření, resp. se samozhášecími vlastnostmi, který se připraví postupem uvedeným v předchozím odstavci.

Touto složkou (b) uvedené směsi může být například melaminfosfát, melamindifosforečnan, polyfosforečnan amonný nebo ethylendiaminfosfát.

Ve výhodném provedení podle uvedeného vynálezu je možno polymer spojit s 0,5 % až 15 % hmotnostními složky (a) , ještě výhodněji s 2 % až 10 % hmotnostními, zejména s 5 % až 10 % hmotnostními této složky, a s 0,5 % až 50 % hmotnostními složky (b), ještě výhodněji s 2 % až 20 % hmotnostními, zejména s 5 % až 10 % hmotnostními této složky (b) . V celém textu uvedeného vynálezu a v patentových nárocích se tímto termínem procenta hmotnostní míní množství vztažené na celkovou hmotnost polymeru.

Tímto uvedeným polymerem může být termoplastický homopolymer, kopolymer, terpolymer nebo smíchaný polymer.

Jako konkrétní příklad polymerů, kterých je možno použít pro účely uvedeného vynálezu je možno uvést polystyren s vysokou rázovou houževnatostí (HIPS), styren/butadienové kopolymery, akrylonitril/butadien/styrenové (ABS) a styren/butadien/styrenové (SBS) terpolymery, a dále styren/akrylonitrilové (SAN) kopolymery.

Kompozice podle uvedeného vynálezu mohou rovněž obsahovat i jiné běžné přísady, které se běžně používají při přípravě plastových materiálů, jako jsou například prostředky pro tepelnou stabilizaci, prostředky pro světelnou stabilizaci, antioxidanty, antistatická činidla, pigmenty, plnidla, maziva, plastifikátory, modifikátory rázové houževnatosti, kopulační činidla a upravovači prostředky.

Příklady provedení vynálezu

V následujících příkladech budou na konkrétních případech ilustrovány polymerní materiály zpomalující hoření (neboli materiály se samozhášecími vlastnostmi) a způsoby přípravy těchto materiálů, přičemž tyto příklady jsou pouze ilustrativní a nijak neomezují rozsah tohoto vynálezu.

Příklad 1 až 3

Podle těchto příkladů byl práškový polystyren (materiál s vysokou rázovou houževnatostí High Impact Grade Neste SB 735) zpracován ve formě 2 kg vsázek s dále uvedeným množstvím aditiv za vzniku dále charakterizovaných směsí. Tyto kompozice byly zpracovávány pomocí dvouvřetenového šnekového extrudéru Betol při teplotě 240 “C.

Takto připravené pásky extrudovaného materiálu o tlouštce pohybující se v rozmezí od 0,079 centimetru do 0,635 centimetru byly potom podrobeny testování na zápalnost podle předpisu American National Standard UL-94 V a podle testu na zjišťování limitního kyslíkového indexu Limiting Oxygen Index (LOI), viz. ASTM D 2863-77.

Výsledky těchto příkladů jsou shrnuty v následující tabulce č. 1.

Porovnávací příklady 1 a 2

V těchto příkladech je pro porovnání ilustrován účinek červeného fosforu samotného a směsi červeného fosforu a melaminu na zápalnost polystyrenu. Výsledky jsou uvedeny v následující tabulce č. 1.

TABULKA 1

Příklad Aditivum (% hmot.

LOI UL-94 V* (% 0₂) 0,635 0,317 0,159 0,079 cm cm cm cm červený P 23,2 V-0 V-0 V-2 V-2

6,9 % ; melaminfosfát

8,1 % červený P 23,3 V-0 V-2 V-2 NR

6,9 % ; melamindiforforečnan

8,1 % červený P 23,6 V-0 V-0 V-2 V-2 % ;

polyfosforečnan amonný 10 % porov.

př. 1 červený P 15 %

23,0 V-0 NR NR NR

TABULKA 1 (pokračování)

Příklad Aditivum	LOI	UL-94 V*
(% hmot.)	(% θ2)	0,635	0,317	0,159 0,079
		cm	cm	cm cm

porov.	červený P	23,2	NR	NR	NR	NR
př. 2	9 % ;
	melamin
	6 %

* Výsledky V-0

V-l, V-2 NR týkající se zápalnosti znamenají : nehořlavý samozhášecí neklasif ikováno

Příklady 4 až 6

Podle těchto příkladů byly testovány vlastnosti směsi červeného fosforu a melaminfosfátu na třech styrenových polymerech uvedených níže. Tyto polymery náleží do následujících klasifikačních tříd :

- polystyren o vysoké rázové houževnatosti (HIPS) : třída BP 4230;

- akrylonitril/butadien/styren (ABS) - třída Lucky 151;

- styren/akrylonitril (SAN) - třída Enichem Kostil

AFI-2000PA.

Podle těchto příkladů se postupovalo tak, že 500 gramové vsázky byly zpracovány v laboratorním dvouvřetenovém šnekovém extrudéru Prism. Vytvarované vzorky vytlačeného materiálu byly potom testovány stejným způsobem jako v příkladech 1 až 3, přičemž získané výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 2.

Porovnávací příklady 4 až 6

V těchto příkladech je ilustrován pro porovnání účinek samotného červeného fosforu na odpovídající výše uvedené polymery. Získané výsledky jsou uvedeny v následující tabulce 2.

TABULKA 2

Příklad	Aditivum (% hmot.)	Polymer	LOI (% o₂)
4	červený fosfor 6,9 % melaminfosfát 8,1 %	HIPS (BP 4230)	23,5
5	červený fosfor 6,9 % melaminfosfát 8,1 %	ABS (Lucky 151)	23,2
6	červený fosfor 6,9 % melaminfosfát 8,1 %	SAN (Enichem Kostil AFI-2000PA)	23,9
porov. př. 3	červený fosfor 15 %	HIPS (BP 4230)	22,7
porov. př. 4	červený fosfor 15 %	ABS (Lucky 151)	22,8
porov. př. 5	červený fosfor 15 %	SAN (Enichem Kostil AFI-2000PA)	22,1

TABULKA 2 (pokračování)

Příklad č.	UL-94V*
0,635 crn	0,317 cm	0,159 cm	0,079 cm
4	V-0	V-0	V-2	V-2
5	V-0	V-2	V-2	V-2
6	V-0	V-2	V-2	V-2
porovn.
př. 3	V-0	NR	NR	NR
porovn.
př. 4	V-0	NR	NR	V-2
porovn.
př. 5	V-l	V-2	V-2	V-2

* Výsledky V-0

Λ'-R- - —

3?7\TEMTO\ZE

Claims

NÁROKY

1. Způsob přípravy styrenového polymeru zpomalujícího hoření, vyznačující se tím, že se uvedený polymer spojí se samozhášecím aditivem, přičemž toto aditivum zpomalující hoření je tvořeno směsí (a) červeného fosforu, a (b) sloučeniny obsahující fosfor, která je v podstatě nerozpustná ve vodě.
2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že složkou (b) je melaminfosfát, melamindifosforečnan, polyfosforečnan amonný nebo ethylendiaminfosfát.
3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že uvedený polymer se spojí se směsí obsahující 0,5 % až 15 % hmotnostních složky (a) a 0,5 % až 50 % hmotnostních složky (b), vztaženo na celkovou hmotnost polymeru.
4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že uvedená směs obsahuje 2 % až 10 % hmotnostních složky (a) a 2 % až 20 % hmotnostních složky (b).
5. Způsob podle nároků 3 nebo 4, vyznačující se tím, že uvedená směs obsahuje 5 % až 10 % hmotnostních složky (a) a 5 % až 10 % hmotnostních složky (b).
6. Způsob podle některého z nároků 1 až 5, vyznačující se tím, že uvedeným polymerem je termoplastický polymer, kopolymer, terpolymer nebo smíchaný polymer.
7. Způsob podle nároku 6, vyznačující se tím, že uvedeným polymerem je polystyren s vysokou rázovou houževnatostí, styren/butadienový kopolymer, akrylonitril/butadien/styrenový terpolymer, styren/butadien/styrenový terpolymer nebo styren/akrylonitrilový kopolymer.

Zastupuješ

Dr. Mííos^Všetečka