DE1093089B

DE1093089B - Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbarem Polystyrol

Info

Publication number: DE1093089B
Application number: DEV16777A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Rudolf Aust; Dipl-Chem Ruth Wagner
Original assignee: Chemische Werke Buna VEB
Current assignee: Chemische Werke Buna VEB
Priority date: 1959-06-26
Filing date: 1959-06-26
Publication date: 1960-11-17

Description

Verfahren zur Herstellung von schwer entflammbarem. Polystyrol Es ist bekannt, daß man schwer entflammbares Polystyrol dadurch herstellen kann, daß man dem Monomeren vor der Polymerisation kleine Mengen freier Halogene zusetzt, wobei sich insbesondere Brom besonders bewährt hat. Die Nachteile des Verfahrens bestehen darin, daß die Halogene eine kettenabbrechende Wirkung haben, die sich nachteilig im Sinne einer Versprödung auf das Fertigprodukt auswirkt.
Es ist ferner bekannt, daß eine flammenhemmende Wirkung auch durch Zusätze von Bromverbindungen vor der Polymerisation erreicht wird. Dabei werden Ester des 2,3-Dibrompropanols zugesetzt. Bei einem weiteren Verfahren verwendet man im gleichen Sinne Acetale oder Äther von 2,3-Dibrompropanol. Der Zusatz dieser Verbindungen hat zwar den Vorteil, daß die obenerwähnte Senkung des Polymerisationsgrades unterbleibt. Bei der Anwendung auf die Herstellung aufgeschäumter poröser Körper aus Polystyrol jedoch zeigen sich Nachteile, die darin bestehen, daß die aufgeschäumten Körper leicht zusammenfallen und nicht ganz die gewünschten niedrigen Dichten erreichen lassen.
Weiterhin ist bekannt, daß eine flammenhemmende Wirkung auch durch nachträgliche Behandlung mit gasförmigem Halogen erzielt werden kann. Hierbei wird ebenfalls vorzugsweise Brom eingesetzt. Es wurde dabei gefunden, daß Bromgehalte von 1 bis 60/o ausreichen, um das Polymerisat in dem Sinne schwer entflammbar zu machen, daß es nach Wegnahme einer Zündflamme nicht von selbst weiterbrennt. Man stellt sich den Vorgang so vor, daß die restlichen Anteile des im Polymeren enthaltenen monomeren Styrols durch Additionsreaktion in 1,2-Dibromäthylbenzol übergeführt werden, welches dann der eigentliche Träger der flammenhemmenden Eigenschaften ist. Wenn man ein flammwidriges poröses Polystyrol herstellen will, so kann man entweder die nicht expandierten oder auch die aufgeschäumten Körper mit gasförmigem Halogen behandeln.
Die vorliegende Erfindung besteht darin, daß man Polystyrolkörper, die auch weichmachende Zusätze, Modifizierungskomponenten oder Treibmittel enthalten können, in wäßriger Suspension mit Halogen, vorzugsweise Brom, behandelt. Hierbei wird in einem Rührgefäß das in kleinen Partikeln vorliegende Ausgangsmaterial mit einer wäßrigen Lösung von Halogen, vorzugsweise Brom, bei Raumtemperatur oder gering erhöhten Temperaturen einige Zeit behandelt.
Die bei diesem Vorgang entstehenden geringen Mengen Bromwasserstoff und das restliche Brom werden durch nachträglichen Zusatz überschüssigen Ammoniaks, gegebenenfalls zusammen mit Reduktionsmitteln in das Ammonsalz übergeführt und gewaschen.
Nach der Filtration ist das Produkt einsatzfähig.
Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß man in flüssiger Phase arbeiten kann, was verfahrenstechnisch einfacher ist als die Behandlung des trockenen Gutes mit gasförmigem Halogen. Außerdem kann die Halogenierung und die Wasch-Nachbehandlung im gleichen Gefäß erfolgen. Ferner erspart man sich hierbei die vorherige Verdampfung des Halogens, besonders des Broms. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß man ein absolut gleichmäßiges halogeniertes Produkt erhält, was bei einer dampfförmigen Behandlung nur schwer zu erreichen ist.
Beispiel 1 3 kg eines Polystyrol-Perlpolymerisates von einer Teilchengröße von 0,2 bis 0,8 mm werden in einem Rührgefäß aus Glas mit einer Lösung von 90 g Brom in 5 1 Wasser bei Raumtemperatur einige Stunden gerührt. Die Perlen werden abgesaugt, mit Wasser und Ammoniak gewaschen und getrocknet. Das so vorbehandelte Produkt ist nicht entflammbar.
Beispiel 2 3 kg eines Polystyrol-Perlpolymerisates, in dem als Treibmittel 8°/o Pentan oder ein Petroläthergemisch vom Siedebereich 30 bis 600 C gelöst enthalten sind, werden in einem Rührgefäß aus Glas mit einer Lösung von 300 g Brom in 2,5 1 Methanol und 2,5 1 Wasser bei 30 bis 350 C einige Stunden gerührt. Anschließend wird im Überschuß (berechnet auf das eingesetzte Brom) eine wäßrige Lösung von Natriumbisulfit zugesetzt und dann Ammoniak bis zur alkalischen Reaktion. Nach 2stiindigem Rühren sind die Partikeln rein weiß und können nun abgesaugt und wie übliche Schaumpolystyrolteilchen zu Schaumstoffen weiterverarbeitet werden. Diese sind schwer entflammbar, insbesondere brennen sie nach Wegnahme einer Zündflamme nicht weiter.
Wenn man Brom sparen will, kann man nach der Bromierung absaugen und das Filtrat nach Ergänzung der umgesetzten Brommenge für eine neue Bromierung wieder verwenden.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: 1. Verfahren zur Herstdlung von schwer entflammbarem Polystyrol, dadurch gekennzeichnet, daß man handelsübliches Polystyrol oder Mischpolymerisat mit überwiegendem Styrolgehalt in Suspension unter Rühren mit- einer wäßrigen Halogen-, vorzugsweise Bromlösung behandelt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol Zusätze, wie Weichmacher, Modifizierungskomponenten oder Treibmittel, enthält.
3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Halogenierung, vorzugsweise Bromierung, eine Nachbehandlung mit Reduktionsmitteln und Ammoniak im gleichen Gefäß erfolgt.
4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, - daß die Halogenierung und/oder die Nachbehandlung bei mäßig erhöhten Temperaturen bis 800 C, zweckmäßig bei 30 bis 400 C, erfolgen. ~~~~~~~~ In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 962 650; britische Patentschrift Nr. 778 761; USA.-Patentschrift Nr. 2 760 947; deutsche Auslegeschriften Nr. 1 029 154, 1 046 313, 1 050 545, 1 050 999; L. Horner, Angewandte Chemie, 1948 (Ausgabe A), S. 255, rechte Spalte; L. Horner und H. Pohl, Liebig's Annalen de Chemie, 559 (1948), S. 48 f., besonders S. 75.