DE1002125B

DE1002125B - Verfahren zur Herstellung von poroesen flammwidrigen Massen aus Styrolpolymerisaten

Info

Publication number: DE1002125B
Application number: DEB31628A
Authority: DE
Inventors: Dr Fritz Stastny
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1954-06-29
Filing date: 1954-06-29
Publication date: 1957-02-07

Description

Verfahren zur Herstellung von porösen flammwidrigen Massen aus Styrolpolymerisaten Poröse Massen aus thermoplastischen Polymerisaten haben in letzter Zeit an Bedeutung gewonnen.
Sie lassen sich in einfacher Weise aus thermoplastischen Polymerisaten, die in großem Umfang hergestellt werden, erzeugen, sind ausgezeichnete thermische und elektrische Isoliermaterialien und besitzen außerdem gute mechanische Eigenschaften.
Zum Expandieren der thermoplastischen Polymerisate kann man gasabspaltende Treibmittel oder unter Druck stehende Gase oder leicht flüchtige Flüssigkeiten verwenden, wobei in allen Fällen die durch Erwärmen erreichten Thermoplaste durch diese Hilfsmittel aufgeschäumt werden. Für manche Verwendungsgebiete ist es jedoch nachteilig, daß poröse Massen aus zahlreichen thermoplastischen Polymerisaten leicht entflammbar sind.
Man hat deshalb schon versucht, die Brennbarkeit von porösen Massen aus leicht entflammbaren thermoplastischen Polymerisaten durch Zusatz von halogenhaltigen Verbindungen herabzusetzen. Dazu hat man auch schon organische Bromverbindungen mit Styrolpolymerisaten gemischt und die erhaltenen Mischungen zu porösen Massen expandiert.
Es wurde nun gefunden, daß man flammwidrige poröse Massen aus Styrolpolymerisaten in besonders zweckmäßiger Weise herstellen kann, wenn man den monomeren Ausgangsstoffen für Styrolpolymerisate Brom oder bromhaltige Verbindungen und ein Treibmittel zusetzt, diese Mischungen unter Bedingungen, bei denen noch keine Expansion stattfinden kann, polymerisiert und anschließend durch Erwärmen expandiert.
Der besondere Vorteil der nach diesem Verfahren hergestellten porösen Massen besteht darin, daß sie sowohl die bromhaltigen Verbindungen als auch die Treibmittel in sehr homogener Verteilung enthalten.
Styrolpolymerisate im Sinne dieser Erfindung sind Polystyrol und Mischpolymerisate, die mindestens 50 O/o Styrol neben anderen polymerisierbaren Verbindungen, die mit Styrol Mischpolymerisate zu bilden vermögen, enthalten. In den in Gegenwart von Brom oder Bromverbindungen und von Treibmitteln zu polymerisierenden Monomeren kann man auch Polystyrol lösen. Geeignete bromhaltige Zusatzstoffe sind 1, 2-Dibromäthylbenzol, a-Bromnaphthalin, Bromacetophenon, p-Bromanilin, p-Bromanisol, o-Bromnitrobenzol und p-Bromtoluol. Das an Stelle von Bromverbindungen gegebenenfalls zu benutzende elementare Brom bildet mit dem monomeren Styrol durch Addition ebenfalls 1, 2-Dibromäthylbenzol, welches von besonderem Interesse für das Flammwidrigmachen von porösen Styrolpolymerisaten ist. Den polymerisationsfähigen Mischungen kann man gleichzeitig auch noch Weichmacher, Farbstoffe, Füllstoffe oder andere Zusatzstoffe, z. B. chlorhaltige Verbindungen, wie Hexachloräthan, oder Phosphate zufügen.
Die Menge der zugesetzten Brom- oder bromhaltigen Verbindungen ist zweckmäßig so zu bemessen, daß die porösen Massen 1 bis 80/0, vorzugsweise 2 bis 40in, Brom enthalten.
Als Treibmittel sind bei diesem Verfahren insbesondere leichtflüchtige organische Flüssigkeiten, wie aliphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Pentan, Hexan, Heptan, sowie cycloaliphatische Kohlenwasserstoffe, z. B. Cyclohexan, geeignet. Diese Flüssigkeiten sind mit monomerem Styrol mischbar, vermögen jedoch die Styrolpolymerisate nicht zu lösen, sondern quellen diese nur wenig an. Der Gehalt an den als Treibmittel wirkenden leichtflüchtigen Flüssigkeiten in den fertigen Polymerisaten soll bei etwa 1 bis 20 01o, vorzugsweise bei 3 bis 8°/o, bezogen auf das Gesamtgewicht der Massen, liegen. Um die brom- und treibmittelhaltigen Styrolpolymerisate zu expandieren, erwärmt man sie auf Temperaturen oberhalb ihres Erweichungspunktes, bei denen gleichzeitig auch die Treibmittel wirksam werden. Die zu expandierenden Massen können in verschiedener Weise erwärmt werden. Besonders vorteilhaft ist das Erwärmen mit heißem Wasser oder mit Wasserdampf. Man kann aber auch das Expandieren durch Erwärmen mit heißer Luft, Infrarotstrahlen oder Hochfrequenzheizung vornehmen. Um aus den Massen nach dieser Erfindung Formkörper herzustellen, ist es vorteilhaft, kleinteilige treibmittel- und bromhaltige Styrolpolymerisate in Formen aufzuschäumen. Dabei werden die Einzelteilchen expandiert und gleichzeitig versintert, so daß man in einem Arbeitsgang flammwidrige poröse Formkörper erhält. Das Volumen der Formen und die eingebrachte Menge an treibfähigem Styrolpolymerisat ist dabei derartig abzustimmen, daß beim Expandieren ein leichter Ueberdruck in der Form entsteht. Die Verweilzeit des aufzuschäumenden Gutes in den Formen läßt sich abkürzen, wenn man die isleinteiligen Polymerisate, die das Treibmittel und die Brofnverbindung enthalten, zunächst lose vorschäumt.
Man erhält dabei noch treibfähige poröse Einzelteilchen, die dann sehr rasch in Formen vollständig aufgeschäumt und zu Formkörpern versintert werden können.
Die nach dieser Erfindung hergestellten porösen Massen können als Isoliermaterialien in der Kälte-und Wärmetechnik, als Schwimmkörper, als Dekorationsfigurenu. dgl. verwendet werden. Ihre mechanischen Eigenschaften können durch Einbetten von kompakten Teilen sowie durch Verstärken der Oberfläche verbessert werden.
Die in dem nachstehenden Beispiel angegebenen Teile sind Gewichtsteile.
Beispiel 1 Zu einer Lösung von 350 Teilen Polystyrol in 650 Teilen Monostyrol werden 25 Teile 990/oiges Brom allmählich unter Rühren und Kühlen zugesetzt, bis eine klare gelblich gefärbte Lösung entsteht. Hierauf werden in die Lösung 70 Teile Petroläther gegeben und sodann 40 Teile Benzoylperoxyd zugefügt und gemischt, bis das Benzoylperoxyd aufgelöst ist. Die Lösung wird in Blechdosen gefüllt, die luftdicht verschlossen und hierauf 10 Tage bei 250 und 14 Tage bei 450 gelagert werden. Der nach dem Entfernen der Blechhülle erhaltene Festkörper wird in einer Messermühle auf eine Teilchengröße von 2 bis 4 mm zerkleinert. 100 g der Einzelteilchen werden 5 Minuten in Wasser von 950 gelagert und hierauf 36 Stunden bei Raumtemperatur getrocknet. Es entstehen hierbei poröse Einzelteilchen, die ein Schüttgewicht von 80 g/l aufweisen. Die Einzelteilchen werden sodann in den Hohlraum einer zweiteiligen Metallform eingebracht und 10 Minuten in einer Wasserdampfatmosphäre bei 1050 gelagert. Man erhält nach dem Abkühlen und Entformen einen porösen maßhaltigen Formkörper vom spezifischen Gewicht 0,08. Der Formkörper ist flammwidrig und unterhält die Verbrennung nicht.
Beispiel 2 40 Teile Polystyrol werden in 700 Teilen Monostyrol gelöst und der Lösung 45 Teile 1, 2-Dibromäthylbenzol, 70 Teile Petroläther von den Siedegrenzen 50 bis 550 und 8 Teile des Peroxyds des Cyclohexanons unter gutem Rühren zugesetzt. Die homogenisierte Masse wird 10 Tage bei 400 in einem geschlossenen Gefäß gelagert, wobei sich ein transparenter Festkörper ausbildet. Er wird mechanisch zerkleinert, so daß Teilchen von durchschnittlich 3 mm Länge bzw. Breite entstehen.
100 g des zerkleinerten Materials werden in den Hohlraum einer perforierten Metallform, der ein Volumen von 1000 ccm umfaßt, eingefüllt. Die geschlossene Form wird nun 20 Minuten in Wasser von 1000 gelagert. Es entsteht ein flammwidriger poröser Formkörper mit einem spezifischen Gewicht von etwa 0,1.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von porösen flammwidrigen Massen aus Styrolpolymerisaten, dadurch gekennzeichnet, daß man Brom oder bromhaltige Verbindungen und ein Treibmittel monomerem Styrol oder Mischungen von Styrol mit Verbindungen, die mit Styrol Mischpolymerisate zu bilden vermögen, zusetzt, diese Mischungen zu festen Massen polymerisiert und anschließend unter Erwärmen expandiert.

In Betracht gezogene Druckschriften: USA.-Patentschrift Nr. 2658 877; Bonndy-Boyer: »Styrene its Polymers, Copolymers and Derivatives«, S. 681/682, 653.