DE1026522B

DE1026522B - Verfahren zur Herstellung von unbrennbaren oder schwer entflammbaren Kunststoffen

Info

Publication number: DE1026522B
Application number: DEF16164A
Authority: DE
Inventors: Dr Erwin Mueller; Dr Guenther Nischk
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1955-11-17
Filing date: 1955-11-17
Publication date: 1958-03-20
Also published as: FR1135621A; US2912409A; GB800215A

Description

Die Herstellung von unbrennbaren oder schwer entflammbaren Kunststoffen auf Polyesterbasis ist bekannt. Man bedient sich hierzu verschiedener Methoden. Einerseits mischt man den Polyestern vor der Überführung in den Kunststoff unbrennbare Produkte, wie Trichloräthylphosphat, in einem solchen Mengenverhältnis zu, daß der entstehende Kunststoff unbrennbar oder schwer entflammbar wird. Derartige Zusatzmittel werden in diesen Fällen den Kunststoffen lediglich zugemischt. Bei Phenolkondensationsprodukten hat man auch bereits Pentachlorphenol zur Verminderung der Entflammbarkeit verwendet. Auch das Pentachlorphenol liegt im Phenolkondensationsprodukt als zugemischte Komponente vor. Für Kunststoffe auf Polyesterbasis ist Pentachlorphenol nicht verwendbar, da es bekanntlich als Polymerisationsinhibitor wirkt.

Nach neueren Verfahren stellt man Kunststoffe auf Polyesterbasis unter Verwendung solcher unbrennbarer Komponenten her, die in den Kunststoff eingebaut werden können. Solche sind z. B. Polyester, die chlorhaltige Dicarbonsäuren, wie Tetrachlorphthalsäure, einkondensiert enthalten. In letzterem Fall sind jedoch zur Erzielung von unbrennbaren bzw. schwer entflammbaren Produkten verhältnismäßig große Mengen dieser Säuren erforderlich. Hierdurch werden die Eigenschaften der entstandenen Kunststoffe erheblich beeinträchtigt. So entstehen z. B. bei der Mitverwendung von größeren Mengen Tetrachlorphthalsäure Produkte, die wohl schwer entflammbar, aber auch spröde sind und daher nur eine beschränkte Anwendung finden können.

Es wurde gefunden, daß man unbrennbare oder schwer entflammbare Kunststoffe auf Polyesterbasis erhält, wenn man für die Herstellung der Polyester Tetrachlorphthalsäure und Pentachlorphenylmonoglycerinäther bzw. das Epoxyd dieser Verbindung in solchen Mengenverhältnissen verwendet, daß der Gesamtchlorgehalt des entstandenen Polyesters mindestens 20, vorzugsweise 30 bis 40 Gewichtsprozent beträgt. Durch die gleichzeitige Anwendung eines Glykols bzw. eines Epoxyds und einer Säure von hohem Chlorgehalt beim Aufbau der Polyester lassen sich nunmehr Kunststoffe herstellen, die vollkommen unbrennbar oder zumindest schwer entflammbar sind, ohne daß das Eigenschaftsbild der Endprodukte wesentlich beeinträchtigt wird. Die Mitverwendung des Pentachlorphenylmonoglycerinäthers oder seines Epoxydes, die nach bekannten Methoden erhalten werden, ermöglicht es, die Tetrachlorphthalsäuremengen erheblich zu reduzieren, um unbrennbare Produkte zu erhalten.

Außer den erwähnten Komponenten können zur Herstellung der Polyester andere Polyalkohole, wie

Verfahren zur Herstellung

von unbrennbaren oder schwer

entflammbaren Kunststoffen

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Le verkus en-B ay er werk

Dr. Günther Nischk und Dr. Erwin Müller, Leverkusen, sind als Erfinder genannt worden

Äthylenglykol, 1,4-Butandiol, 1,4-Buteudiol, Diäthylenglykol, Trimethylolpropan und andere Polycarbonsäuren, wie Adipinsäure, Sebacinsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, mitverwendet werden. Die Herstellung der Polyester erfolgt nach bekannten Methoden.

Die unter Einkondensation von mischpolymerisationsfähigen Komponenten, wie von Maleinsäure, Fumarsäure, erhältlichen ungesättigten Polyester sind für die Mischpolymerisation mit Vinylverbindungen, wie z. B. Styrol, Methacrylsäuremethylester, Allyl-Verbindungen, wie Diallylphthalat, Tetrachlorphthalsäurediallylester, geeignet. Die auf diese Weise erhältlichen Kunststoffe sind schon bei einem Chlorgehalt von 25 °/o weitgehend unbrennbar und besitzen gute mechanische Eigenschaften.

Die gesättigten Polyester sind vorwiegend für die Umsetzung mit Polyisocyanaten geeignet und können auf diese Weise nach bekannten Methoden in schwer entflammbare Schaumstoffe oder unbrennbare Lacke übergeführt werden.

In den folgenden Beispielen sind die angeführten Teile Gewichtsteile.

Beispiel 1

143 Teile Tetrachlorphthalsäureanhydrid, 98 Teile Maleinsäureanhydrid, 73 Teile Glykol und 170 Teile Pentachlorphenylmonoglycerinäther werden so lange auf 180° C erhitzt, bis die Übergangstemperatur des Destillates auf 80° C gefallen ist. Während der Reaktion wird Stickstoff übergeleitet und gerührt. Nach dem Abfallen der Übergangstemperatur auf 80° C wird nach und nach Vakuum angelegt, bis 20 mm erreicht sind. Die Übergangstemperatur soll dabei gleichmäßig sinken. Nach 3 Stunden sind insgesamt 27 Teile Wasser übergegangen. Die Temperatur wird

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jetzt auf 150° C gesenkt und 0,15 Teile Hydrochinon Tolüylendiisocyanat eingerührt. Nach kurzer Zeit bezugegeben. Bei 120° C fügt man 195 Teile Styrol zu. ginnt der Schaumprozeß, und man erhält nach dem Die Mischpolymerisation mit Benzoylperoxyd ergibt Entformen einen halbelastischen Schaumstoff, bei dem einen Kunststoff mit folgenden mechanischen Eigen- eine Verbesserung der Unbrennbarkeit gegenüber den schäften: 5 normalen Polyester-Isocyanat-Schaumstoffen einge-

Schlagzähigkeit 10 kg/cm^{2 tre}*^en ψ- _u . ,. , „ ., . . . ,

Biegefestigkeit 1100 Wem⁸ Durch Zugabe von 3 bis 6 Teilen Antimontnoxyd

■- Brinellhärte nach ΊΟ"". '.'. '.'. '.'. '. 1420 kg ^z\ dan Polyester kann der Flammschutzeffekt noch

Brinellhärte nach 60" 1360 kj erheblich verbessert werden.

Martensgrad 80° C ¹⁰

Claims

Patentansprüche:

Die Nachbrenndauer des Kunststoffes beträgt nach

Entfernen der Flamme 3 Sekunden. 1. Verfahren zur Herstellung von unbrennbaren

. oder schwer entflammbaren Kunststoffen auf

Beispiel 2 _lg Basis von gesättigten oder ungesättigten PoIy-

143 Teile Tetrachlorphthalsäureanhydrid, 49 Teile estern, dadurch gekennzeichnet, daß man

Maleinsäureanhydrid, 40 Teile Glykol und 170 Teile Mischungen von Pentachlorphenylmonoglycerin-

Pentachlorphenylmonoglycerinäther werden nach den äther und/oder dem Epoxyd dieser A^erbindung

Angaben des Beispiels 1 auf 180° C erhitzt, bis die mit Tetrachlorphthalsäure zusammen mit anderen,

Übergangstemperatur auf 80° C gefallen ist. Nach der ao Polyester bildenden gesättigten oder ungesättigten

Vakuumveresterung, die 3 Stunden dauern soll, sollen Komponenten zu Polyester umsetzt und dabei die

insgesamt 17 Teile Wasser übergegangen sein. Zur Menge der Cl-haltigen Stoffe so bemißt, daß der

Stabilisierung werden 0,15 Teile Hydrochinon, zur entstandene Polyester einen Gesamtchlorgehalt

Mischpolymerisation 165 Teile Styrol zugegeben. Die von mindestens 20 % aufweist.

Copolymerisation wird durch 1 °/o Benzoylperoxyd bei as 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

100° C eingeleitet. Man erhält einen glasklaren zeichnet, daß die Polyester mit Polyisocyanaten

Kunststoff von guten mechanischen Eigenschaften umgesetzt werden.

und einer Nachbrenndauer von weniger als 2 Se- 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn-

kunden. zeichnet, daß die ungesättigten Polyester mit

■n · · ι ο 3° Vinyl- oder Allyl verbindungen mischpolymerisiert

^c werden. In 100 Teile eines aus 292 g Adipinsäure, 152 g

Tetrachlorphthalsäure, 170g Pentachlorphenylmono- In Betracht gezogene Druckschriften:

glycerinäther, 160 g Äthylenglykol aufgebauten line- Kunststoffe, Bd. 40, 1950, Heft 7, S. 5;

aren Polyesters von der OH-Zahl 96 und Säurezahl 1 35 Thinius, Wissenschaftlich-techn. Fortschritte auf

werden 2 Teile Wasser und 3 Teile Hexahydrodi- dem Gebiet der nichthärtbaren Kunststoffe, 1950,

methylanilin eingearbeitet und 45 bis 50 Teile S. 182.

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