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Verfahren zum Herstellen von selbstlöschenden, feinporigen Polyester-Formteilen
Emulsionen von Wasser oder einem anderen flüssigen Porenbildner in einer polymerisierbaren
Phase, die mit dem Wasser bzw. dem flüssigen Porenbildner nur teilweise oder überhaupt
nicht mischbar sind, lassen sich bekanntlich zu Formteilen aushärten, die nach dem
Austreiben des Wassers bzw. Porenbildners ein feinporiges Produkt darstellen, dessen
Porenvolumen durch die Menge des eingesetzten Wassers bzw. Porenbildners bestimmt
ist. Als polymerisierbare Phase kommen Formmassen in Frage, die ungesättigte Polyester,
an diese anpolymerisierbare sC = C - oder H2C = C -Gruppen enthaltende Monomere
und übliche Bestandteile enthalten.
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Die aus der polymerisierbaren Phase und dem flüssigen Porenbildner
durch Rühren erzeugte Emulsion muß so stabil sein, daß die feine Verteilung des
flüssigen Porenbildners bis zum Festwerden der polymerisierbaren Phase gewahrt bleibt.
Diese Stabilität der Emulsion kann auch verschiedene Weise erreicht werden.
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Die nach üblichen Verfahren hergestellten feinporigen Formteile verbrennen
angezündet schneller als Formteile gleicher Zusammensetzung, die keine Poren aufweisen.
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Es wurde deshalb nach Mitteln gesucht, die solchen feinporigen Formteilen
selbstlöschende Eigenschaften verleihen, ohne die zur Herstellung dieser feinporigen
Formteile notwendige Emulsionsbildung nachteilig zu beeinflussen.
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Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zum Herstellen von selbstlöschenden,
feinporigen Formteilen durch Aushärten bei erhöhter Temperatur von Formmassen, die
ungesättigte Polyester, daran anpolymerisierbare ungesättigte monomere Verbindungen,
organische Halogenverbindungen, Antimontrioxid, ein Peroxid als Katalysator und
ein Amin oder eine organische Cobaltverbindung als Beschleuniger sowie Wasser enthalten
und die eine Emulsion von Wasser in einer polymerisierbaren Phase darstellen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man
Massen aushärtet, zu deren polymerisierbarer Phase vor dem Emulgieren des Wassers
außer Antimontrioxid wasserunlösliche aromatische Bromverbindungen allein oder im
Gemisch mit Chlorparaffinen in solchen Mengen zugesetzt worden sind, daß die Formmassen
3 bis 15 Gewichtsprozent Halogen und 3 bis 10 Gewichtsprozent Antimontrioxid enthalten.
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Als wasserunlösliche organische Halogenverbindungen kommen in Frage
aromatische Bromverbindungen, wie beispielsweise Tetra- oder Hexabrom-
benzol, Pentabromdiphenyläther
oder Tetrabromphthalsäureanhydrid allein oder im Gemisch untereinander. Aliphatische
Halogenverbindungen, wie beispielsweise Chlorparaffine, werden vorteilhaft nur im
Gemisch mit den vorstehend angegebenen aromatischen Halogenverbindungen als Flammschutzkomponente
verwendet. Für die Flammschutzwirkung ist es unerheblich, ob diese Halogenverbindungen
in der polymerisierbaren Phase löslich sind oder nicht.
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Wesentlich ist nur, daß die Halogenverbindungen möglichst gleichmäßig
in der polymerisierbaren Phase verteilt sind.
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Nach einer vorteilhaften Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens
kann das Halogen auch mit einem ungesättigten Polyester eingebracht werden. Es können
beispielsweise ungesättigte Polyester verwendet werden, die unter Verwendung von
Tetrabromphthalsäureanhydrid hergestellt worden sind.
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Die polymerisierbare Phase kann auch Emulgatoren gelöst enthalten,
die zur Erzeugung von Emulsionen des Typs »Wasser in Ö1« geeignet sind. Dem auf
diese Weise erhaltenen Gemisch wird dann ein dem gewünschten Porenvolumen entsprechendes
Volumen Wasser zugesetzt und unter lebhaftem Rühren emulgiert.
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Es ist überraschend, daß die genannten Halogenverbindungen die Stabilität
der Emulsion nicht nachteilig beeinflussen. Die Emulsionen sind von ausreichender
Stabilität, so daß bis zur und während der nachfolgenden Aushärtung der polymerisierbaren
Phase keine Entmischung auftritt. Aus den erhaltenen Formteilen wird anschließend
durch bekannte Maßnahmen, wie beispielsweise durch Erwärmung, das Wasser entfernt.
Die verbleibenden Produkte
haben eine feinporige Struktur bei gleichmäßiger
Porengröße und -verteilung.
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Obgleich auch diese Formteile auf Grund ihres Porenvolumens eine
große Oberfläche haben, die das Abbrennen beflammter halogen- und antimontrioxidfreier
Produkte von sonst gleicher Zusammensetzung und Struktur sehr fördert, reichen die
zugesetzten Halogen- und Antimontrioxidmengen aus, ihnen ausgezeichnete selbstlöschende
Eigenschaften zu verleihen.
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Bei Beflammung erfindungsgemäß hergestellter feinporiger Formteile
entsteht aus diesen ein feinporiges Gerüst unverbrennbarer Rückstände, das selbsttragend
stabil ist und eine vorzügliche Isolierwirkung gegen Hitzeeinwirkung hat.
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Auch wenn es bekannt ist, nichtporöse und in Abwesenheit von Wasser
erzeugte Formteile durch Zusatz von hochchlorierten organischen Verbindungen und
Antiiinontrioxid flammfest zu machen, so konnte daraus nur geschlossen werden, daß
die Erzeugung von feinporigen Formteilen aus Emulsionen von Wasser in einer polymerisierbaren
Phase, insbesondere in Anwesenheit von halogenierten Kohlenwasserstoffen und Antimontrioxid,
nicht möglich ist.
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Es mußte vielmehr angenommen werden, die genannten Zusatzstoffe vermindern
die Stabilität von Emulsionen von Wasser in einer polymerisierbaren Phase so weit,
daß bei Beginn der Polymerisation der polymerisierbaren Phase eine Phasentrennung
auftritt. Es war demnach nicht zu vermuten, daß es in Gegenwart organischer Halogenverbindungen
und Antimontrioxid möglich sein konnte, Emulsionen
von Wasser in polymerisierbaren
Verbindungen zu erzeugen, deren polymerisierbare Verbindungen zu einem feinporigen
Formteil ausgehärtet werden konnten, ohne daß eine Entmischung oder Phasentrennung
der Emulsion eintritt. Überraschenderweise ist eine derartige Möglichkeit doch gegeben,
wenn nach der erfindungsgemäßen Arbeitsweise verfahren wird.
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Für die nachfolgenden Beispiele werden aus den angegebenen Mengen
der in nachfolgender Tabelle genannten Ausgangsmaterialien unter lebhaftem Rühren
Emulsionen hergestellt, deren polymerisierbare Phase 2 Gewichtsprozent Benzoylperoxid
als Katalysator und 0,1 Gewichtsprozent Dimethyltoluidin als Beschleuniger enthält.
Durch Erwärmen der Emulsion auf etwa 800 C wird die polymerisierbare Phase gehärtet
und aus dem entstandenen Formteil das Wasser ausgeheizt. Die für die Herstellung
der Prüfstäbe verwendeten Polyester sind handelsübliche.
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Aus dem Formteil werden Prüfstäbe mit den Maßen 15 1,5 1 cm gesägt.
Diese Prüfstäbe werden an einem Ende so eingespannt, daß die Längsachse des Prüfstabs
waagerecht ausgerichtet ist. Das freie Ende des Prüfstabs wird mit der entleuchteten
Flamme eines Bunsenbrenners 60 Sekunden lang beflammt. Sofort nach dem Verlöschen
des Prüfstabs wird dieser ein zweites Mal 60 Sekunden lang beflammt. Die Zeit, die
jeweils zwischen dem Entfernen der Flamme und dem Verlöschen des Stabs liegt, wird
als erste bzw. zweite Löschzeit in der nachfolgenden Tabelle als Mittelwert aus
je zehn Versuchen angegeben.
| Halogen- Sb2O3-Gehalt |
| gehalt der poly- P,oly,- Poren- Brennzeiten |
| der poly- Poren- Brennzeiten |
| Gewichts merisierbaren merisations- |
| merisierbaren volumen in Sekunden |
| Beispiel Ausgangsmaterial |
| teile Phase in temperatur |
| Phase in |
| prozent Gewichts- |
| Polyester 52 |
| Styrol 108 |
| Emulgator 2,4 |
| Totrabrombenzol 40 |
| 1 # Antimontrioxid | 8 | | | | | |
| Benzoylperoxid 4,2 |
| Dimethyltoluidin | 0,2 |
| Wasser 600 |
| Polyester 63 |
| Styrol 131 |
| Emulgator 2,9 |
| 2 HabrombeiizoI 18,5 |
| Antimontrioxid 9,7 7,0 4,43 80 74 <1 <1 |
| Benzoylperoxid 4,3 |
| Dimethyltoluidin 0,2 |
| Wasser 630 |
| Polyester 52 |
| Styrol 108 |
| Emulgator 2,4 |
| Pentabromdiphenyläther 212 |
| 3 Antimontrioxid 21,2 7,6 4,57 80 75 <1 <1 |
| Benzoylperoxid 3,8 |
| Dimethyltoluidin 0,2 |
| Wasser 600 |
(Fortsetzung)
| Halogen- |
| Sb2O3-Gehalt |
| gehalt |
| der poly- Poly- |
| der poly- Poren- Brennzeiten |
| Gewichts- merisierbaren merisations- |
| merisierbaren volumen in Sekunden |
| Beispiel Ausgangsmaterial teile Phase in temperatur |
| Phase in |
| Gewichts- |
| prozent |
| prozent °C % 1 2 |
| Polyester 52 |
| Styrol 108 |
| Emulgator 2,4 |
| Tetrabromphthalsäureanhydrid 40 <1 |
| Antimontrioxid 8 8 |
| Benzoylperoxid 4,2 |
| Dimethyltoluidin 0,2 |
| Wasser 600 |
| Polyester 63 |
| Styrol 131 |
| Emulgator 2,9 |
| Hexabrombenzol | 9,2 + 3,5 Br |
| 2,8 Cl |
| 5 # Chlorparaffin mit 70 % Cl 9,2 # 4,43 80 73 < 1 |
| Antimontrioxid 9,7 6,3 |
| Benzoylperoxid 4,3 |
| Dimethyltoluidin 0,2 |
| Wasser 630 |