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Formmassen, die chlorierte Polymerisate von Styrol enthalten Es ist
bekannt, daß Polychlorstyrol schwerentflammbar ist. Der Gehalt an chemisch gebundenem
Chlor muß aber je nach der Stellung der Chloratome mehr als 20 Gewichtsprozent betragen,
wenn der Kunststoff den Anforderungen genügen soll, die nach den Normvorschriften
an schwerentflammbare Kunststoffe gestellt werden. Die Notwendigkeit, so große Chlormengen
einzuführen, macht die Herstellung schwerentflammbarer Kunststoffe durch Chlorieren
von Polystyrol unwirtschaftlich. Außerdem werden die mechanischen Eigenschaften
hierdurch nachteilig verändert.
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Erfindungsgegenstand sind Formmassen, die ein chloriertes Polymerisat
von Styrol, das mindestens 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das chlorierte Polymerisat,
einer Verbindung der allgemeinen Formel Me l:Ary(CO)z - in der Me ein Übergangsmetall
der VI. bis VIII.
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Nebengruppe, Ar ein aromatisches System, x = 1 bis 3, y = 0 bis 3
und z = 0 bis 8 bedeutet und y + z = 2 bis 9 - enthalten.
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Die Verbindungen der Formel Me(Ar),(CO)z sind stabile, verhältnismäßig
flüchtige Verbindungen, in denen ein aromatisches oder aromatisiertes System, wie
Benzol oder der Cyclopentadienylrest, und/oder die Carbonylgruppe an ein Übergangsmetall
der VI. bis VIII. Nebengruppe, wie Eisen, Kobalt, Nickel, Mangan, Chrom oder Molybdän,
gebunden sind.
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Geeignete Verbindungen sind Dicyclopentadienyleisen (Ferrocen) und
substituierte Ferrocene, wie Acetylferrocen, Diacetylferrocen oder 1,1 '-Diphenylferrocen,
ferner die entsprechenden Kobalt-, Nickel- oder Manganverbindungen. Ebenso sind
Carbonylverbindungen, wie Eisencarbonyl, Kobaltcarbonyl oder Molybdäncarbonyl, geeignet.
Cydopentadienylreste und Carbonylgruppen können auch gemeinsam vorhanden sein, wie
im Cyclopentadienyl-mangantricarbonyl oder Bis-(cyclopentadienyl-eisen-dicarbonyl).
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An Stelle des Cyclopentadienylrestes können auch aromatische Systeme,
wie Benzol, treten. Die Verbindungen sind nach bekannten Verfahren erhältlich.
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Als chlorierte Polymerisate von Styrol eignen sich chloriertes Polystyrol
und chlorierte Mischpolymerisate aus mindestens 500/, Styrol und bis zu 500in anderer
Vinyl- oder Acrylverbindungen, wie Vinylcarbazol oder Acrylnitril. Die chlorierten
Polymerisate
müssen mindestens 2 Gewichtsprozent chemisch gebundenes Chlor enthalten.
Chlorgehalte von 5 bis 15 Gewichtsprozent sind zweckmäßig.
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Die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe sollen möglichst gleichmäßig in
den chlorierten Styrolpolymerisaten verteilt sein. Man erreicht eine gleichmäßige
Verteilung, wie üblich durch mechanisches Mischen der Polymerisate und Zusatzstoffe,
z. B. in Knetern oder Schneckenpressen. Schließlich kann man die Mischungen auch
auf vorteilhafte Weise herstellen, indem man die Zusatzstoffe vor oder nach der
Chlorierung den Lösungen der Styrolpolymerisate bzw. chlorierten Styrolpolymerisate
zugibt. Nach Entfernung der Lösungsmittel erhält man einwandfrei homogene Mischungen.
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Die Mischungen sind als Formmassen beispielsweise für die Verarbeitung
durch Spritzgießen oder Strangpressen zu schwerentflammbaren Formkörpern oder Profilen
geeignet. Sie können in organischen Lösungsmitteln gelöst auch als schwerentflammbare
Lacke, z. B. für Holz- oder Metallanstriche, verwendet werden. Besondere Bedeutung
besitzen erfindungsgemäße Mischungen mit Gehalt an Treibmitteln für die Herstellung
schwerentflammbarer Schaumstoffe. Als Treibmittel können leichtflüchtige organische
Flüssigkeiten, die chlorierte Styrolpolymerisate nicht lösen, z. B. Petroläther,
oder Stoffe,
die sich in der Hitze unter Gas ab spaltung zersetzen,
z. B. Azoisobutyronitril, verwendet werden. Schwerentflammbare Schaumstoffe können
vorteilhaft hergestellt werden, indem man kleinteilige treibmittelhaltige Massen
gemäß dieser Erfindung in der Wärme expandiert und versintert.
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Formkörper, vorzugsweise Schaumstoffkörper, die aus erfindungsgemäßen
Formmassen hergestellt werden, genügen den Anforderungen, die nach den Normvorschriften
an schwerentflammbare Baustoffe gestellt werden. Sie brennen nicht in eigener Flamme,
sondern nur in der Fremdflamme und glühen nicht nach.
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Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente sind Gewichtsteile
und Gewichtsprozente.
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Beispiel 1 Es werden 40 Teile Polystyrol in 60 Teilen Methylenchlorid
gelöst. Die Lösung wird in 6 Teile geteilt, in die bei Raumtemperatur verschieden
lange Chlor geleitet wird, bis der Chlorgehalt des Polystyrols 2,6, 5,5, 8,8, 10,7,
15 bzw. 2001o beträgt. Nach Entfernen von überschüssigem Chlor und Chlorwasserstoff
werden den Lösungen auf 100 Teile Kunststoff je 8 Teile Hexan und 0,2 Teile der
in der Tabelle genannten Zusatzstoffe zugegeben. Die Lösungen werden unter Rühren
in 0,4 0/o Polyvinylpyrrolidon enthaltendes Wasser gegossen. Die zerteilen sich
dabei in Tröpfchenform. Unter fortwährendem Rühren wird Luft durch die Mischungen
geleitet, wodurch Methylenchlorid entfernt wird. Man erhält perlförmiges chloriertes
Polystyrol mit Gehalt an Hexan und erfindungsgemäßen Zusatzstoffen. Die Perlen werden
von der wäßrigen Phase abgesiebt, eine Zeiltang an der Luft gelagert und in 90"C
heißem Wasser aufgeschäumt. Nach eintägiger Zwischenlagerung an der Luft werden
die Perlen in eine Blockform mit perforierten Wänden gefüllt. Durch Einleiten von
Heißdampf schäumen die Perlen noch weiter auf und verschweißen zu einem Schaumstoffblock.
Die Blöcke werden zu Prüfkörpern zerschnitten, die mit einer Bunsenbrennerflamme
in Brand gesetzt werden. Sobald die Prüfkörper Feuer gefaßt haben, wird die Flamme
entfernt und die bis zum Verlöschen der Prüfkörper verstrichene Zeit gemessen. In
der Tabelle wird die Verlöschdauer in Sekunden angegeben.
| Verlösch- |
| Chlor- Verlösch- |
| gehalt |
| 2,6 Ferrocen 1 bis 2 |
| 5,5 Ferrocen <1 |
| 8,8 Diacetylferrocen 1 bis 2 |
| 10,7 Ferrocen <1 |
| 15 Acetylferrocen 1 |
| 20 Ferrocen 1 |
| 20 Dicyclopentandienylkobalt 5 |
| 20 Kobaltcarbonyl 2 |
| 20 Molybdäncarbonyl 1 |
| 20 Cyclopentadienyl-mangan- |
| tricarbonyl 2 bis 3 |
| 20 Bis-(cyclopentadienyl-eisen- <1 |
| dicarbonyl) |
Die Wiederholung der Versuche, jedoch ohne Zusatzstoffe, ergibt, daß 2,6, 5,5 und
10,7°/o Chlor enthaltendes Polychlorstyrol abbrennt und daß 200/o Chlor enthaltendes
Polychlorstyrol erst nach 10 Sekunden erlischt.
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Beispiel 2 Zu einer Lösung von 50/, Chlor enthaltendem Polychlorstyrol
in Toluol werden auf 100 Teile Kunststoff 0,1 Teile Ferrocen gegeben. Das Lösungsmittel
wird abgedampft und der feste Kunststoffin einer Schneckenmaschine mit Stabilisatoren
vermischt und granuliert.
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Das Granulat wird durch Spritzgießen verarbeitet. Die Formkörper werden
mit einer Bunsenbrennerflamme entzündet. Sie verlöschen nach Entfernen der Flamme
innerhalb weniger Sekunden. Formkörper aus dem gleichen Material ohne Ferrocenzusatz
brennen ab.