DE1284084B

DE1284084B - Selbstverloeschende Formmassen aus alkenylaromatischen Polymerisaten

Info

Publication number: DE1284084B
Application number: DE1964D0050309
Authority: DE
Inventors: Eichhorn Jacob
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1963-03-28
Filing date: 1964-03-26
Publication date: 1968-11-28
Also published as: DE1265407C2; DE1265407B; DE1272534B; NL135462C; GB1015217A; BE645846A; SE330775B; NL6403287A

Description

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Zu Formmassen aus alkenylaromatischen Polymerisaten, wie Polystyrol, werden oft Halogenverbindungen gegeben, um sie selbstverlöschend zu machen, d. h. sie unfähig zu machen, eine Flamme langer als einige Sekunden zu unterhalten, wenn die zur Entzündung benutzte Flamme entfernt wird. Die für diesen Zweck am meisten verwendeten Halogenverbindungen sind chlorhaltige und bromhaltige organische Verbindungen; oftmals werden aber auch anorganische Verbindungen, wie Ammoniumbromid, benutzt. Obwohl mit diesen Mitteln die erwünschten flammfesten Eigenschaften erzielt werden, können, ist es doch in bestimmten Fällen notwendig, erheMche Mengen, der Halogenverbindung anzuwenden, wenn die gewünschten selbstverlöschenden Eigenschaften erzielt werden sollen*- Durch diese Konzentrationen an Halogenverbindung können den Formmassen aber auch einige unerwünschte Eigenschaften verliehen werden. So bewirkt die Halogenverbindung z. B. oft eine Verdünnung oder Plastifizierung der Formmassen, wodurch wesentliche physikalische Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und Wärmeverformungstemperatur, der Formkörper herabgesetzt werden. Weiterhin wird gewöhnlich die Farbe der Formmassen nachteilig beeinflußt, besonders dann, wenn die aus den Formmassen hergestellten Formkörper erhöhten Temperaturen oder aktinischem Licht ausgesetzt werden, was auf. die schlechte thermische 'und photöchemische Beständigkeit "der Halogenverbindungen zurückzuführen ist. Oftmals tritt auch eine starke Korrosion der Verformungsvorrichtung auf bei Formmassen, die Halogenverbindungen mit schlechter Wärmebeständigkeit enthalten. Einige Halogenverbindungen verleihen den.FQjpimassen auch einen muffigen Geruch, wenn, sie jn.riehen Konzen_: trationen angewendet werden. Um diese unerwünschten Wirkungen der Halogenverbindungen zu vermeiden, werden sie oft in Mengen angewendet, die nur ein Minimum der geforderten Flammwidrigkeit hervorbringen.

Bekannte thermoplastische Formmassen, die zur Flammfestmachung Ammoniumbromid enthalten, weisen gegenüber den erfindungsgemäßen Massen den Nachteil auf, daß auf Grund der anorganischen Natur des Zusatzmittels nur sehr schwierig eine gleichförmige Verteilung innerhalb der Polymerisatmasse erzielbar ist und darüber hinaus Korrosionseffekte in der Verarbeitungsanlage oder dem mit dem fertigen Produkt in Berührung kommenden Material auftreten. Die bekannten.polymeren Form?.

massen, welche organische Peroxyde als Flammver-

.. zögerer enthalten, erleiden- durch-diesen Zusatz erhebliche Beeinträchtigungen ihrer Festigkeitswerte, während die erfindungsgemäßen Massen durch die flammfestmachenden Zusätze keine nachteilige Beeinflussung ihrer physikalischen Eigenschaften erfahren. Erfindungsgegenstand sind thermoplastische Formmassen aus alkenylaromatischen Polymerisaten und üblichen halogenhaltigen fiammwidrigmachendenVerbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich p-Chinondioxim, p-Dibenzoylchinondioxim, 2,6-Dichlorchinonchlorimid oder N-Chlor-p-benzo-

' ⁱ chinonimin enthalten.

Es wurde dabei gefunden, daß die flammwidrigmachenden Eigenschaften der üblichen halogenhaltigen Verbindungen durch die erfindungsgemäßen Zusätze ganz wesentlich erhöht werden können, wodurch eine geringere Menge an jener Hälogenverbindung benutzt werden kann, ohne etwas von

ao den selbstverlöschenden Eigenschaften preiszugeben.

Beispiel

Die Brauchbarkeit dieser Verbindungen zur Erhöhung der selbstverlöschenden Eigenschaften von Formmassen aus alkenylaromatischen Polymerisaten geht aus der folgenden Versuchsreihe hervor. Als

. alkenylaromatisches Polymerisat wurde bei diesen Versuchen Polystyrol benutzt. Die flammfestmachenden" Mittel wurden innig mit dem Harz vermischt, indem die Stoffe in Methylchlorid gelöst wurden und das Lösungsmittel dann schnell verdampft wurde, wodurch ein Schaumstoff entstand. Aus diesem Schaumstoff wurden für die Brennversuche, Prüfkörper von etwa 6,35 mm Dicke, 12,7 mm Breite und 7,6 bis 12,7 cm Länge geschnitten. Die selbstverlöschenden Eigenschaften wurden bestimmt, indem das eine Ende des Prüfkörpers · 4 Sekunden, in die Flamme eines Mikrobrenners gehalten wurde, worauf man den Prüfkörper aus der Flamme herauszog und die Zeitdauer notierte, die bis zum Erlöschen der Flamme verstrich. Die. Ergebnisse dieser Versuche sind in der Tabelle zusammengestellt. Die angegebenen Selbstverlöschzeiten sind das Mittel mehrerer beob-

.45 achteter Werte vieler Versuche. Die zur Herstellung der Prüfkörper verwendete flammfestmachende HaIo-

- geiiverbindung war Acetylentetrabromid. Die Konzentrationen sowohl des freiradikalischen Initiators als auch des Acetylentetrabromids sind in Teilen je 100 Teile :Harz ausgedrückt.. \

Wirkung verschiedener Zusätze auf die Selbstverlöschzeit von Polystyrol, das Acetylentetrabromid enthält

Freirädikalischer initiator ~ "	^: Teile Initiator . " je 100 Teile Harz	Teile Acetylentetrabromid je 100 Teile Harz	Selbstverlö§chzeit (Sekunden)
Keiner	1 1 1	2,5 3,0 2 2 2	brennt 8
Keiner	1,2 1,4 <1
p-Chinondioxim
p-Dibenzoylchinondioxim 2,6-Dichlorchinonchlorimid

Aus den vorstehenden Angaben ist ersichtlich, in Gegenwart von 1% freiradikalischem Initiator

daß Polystyrol, das 2,5 Teile Acetylentetrabromid 65 enthält, eine niedrige Selbstverlöschzeit aufweist,

ohne einen erfindungsgemäßen freiradikalischen In- Die erfindungsgemäßen Zusätze sind auch in

itiator enthält, nicht selbstverlöschend ist,, während festen, nichtzelligen Formkörpern aus alkenylaroma-

das Polymerisat, das¹'nur 2% Acetylentetrabromid tischen Polymerisaten wirksam. Dies ergab sich auf

Grund von Versuchen mit Prüfkörpern, die durch Zerkleinern bzw. Mahlen des wie oben hergestellten Schaumstoffs und Ausformen des erhaltenen Pulvers bei 140 bis 148 ⁰C und einer Ausformzeit von 1,5 Minuten hergestellt worden waren.

Außer bei Acetylentetrabromid vermögen die Hilfsmittel auch die flammwidrigmachende Eigenschaft anderer üblichen Halogenverbindungen, wie z. B. von Ammoniumbromid, 2,2-Bis-[3,5-dibrom-4-(2,3,-3 - tribromalloxy) - phenyl] - propan, Bis - (2,3,3 - tribromallyl)-maleat und 2,3,3-Tribromallyl-2,4,6-tribromphenyläther, zu steigern.

Die Kombinationen aus fiammfestmachender Halogenverbindung und freiradikalischem Initiator können bei Homo- und Mischpolymerisaten von alkenylaromatischen Monomeren, wie Styrol, <%-Methylstyrol, Äthylstyrol, Isopropylstyrol, tert.-Butylstyrol, Vinyltoluol, Vinylxylol und Chlorstyrol, benutzt werden. Die Erfindung kann auch vorteilhaft bei Mischpolymerisaten angewandt werden, die in der Hauptsache aus Styroleinheiten bestehen und kleinere Mengen von anderen Monomereinheiten enthalten, sowie auch bei den stark schlagfesten Styrolpolymerisaten, die etwa 2 bis 20 Gewichtsprozent eines kautschukartigen Polymerisats, wie Polybutadien, Polyisopren oder eines Butadien-Styrol-Elastomeren, wie GR-S-Kautschuk, enthalten.

Eine weitere Verfahrenstechnik, die benutzt werden kann, um ein inniges Gemisch aus dem Harz und dem flammfestmachenden Mitteln zu erhalten, besteht in der Anwendung einer Druckbehandlung. Nach diesem Verfahren werden etwa 100 Gewichtsteile Polymerisatkörnchen in etwa 150 Gewichtsteile einer wäßrigen Lösung gegeben, die in Suspendierhilfsmittel, wie z. B. 1 Gewichtsprozent Methylcellulose, enthalten kann. Zu dieser Aufschlämmung werden dann die flammfestmachenden Mittel und etwa 2 bis 10 Gewichtsprozent eines Treibmittels, wie n-Pentan, wenn ein Schaumstoff gewünscht wird, gegeben, worauf die Aufschlämmung in einen Druckkessel gefüllt wird, in dem sie gerührt und 15 bis 45 Minuten lang auf eine Temperatur von 90 bis 130⁰C erhitzt wird. Die Temperatur der Aufschlämmung wird bis zu 4 Stunden auf diesem Wert gehalten und dann allmählich auf die Ausgangstemperatur erniedrigt, so daß die Körnchen nicht schäumen, wenn das Gefäß geöffnet wird. Die Polymerisatmasse wird dann aus der Aufschlämmung abgetrennt und gewaschen, um das Suspendierhilfsmittel und andere Körnchen bedeckende Stoffe zu entfernen. Es wurde gefunden, daß bei diesem Verfahren 70 bis 95% °der mehr der zu der Aufschlämmung gegebenen Menge der flammfestmachenden Mittel in die Polymerisatkörner einverleibt werden.

Die zur Erzielung der gewünschten flammwidrigen Eigenschaften notwendige Konzentration an Halogenverbindung hängt in großem Maße von der jeweiligen Halogenverbindung ab. Außerdem erfordern gewisse Harze eine höhere Konzentration an flammfestmachenden Mitteln als andere. Die erfindungsgemäßen Zusätze werden vorteilhaft in Mengen von 0,1 bis 3,0 Teilen je 100 Teile Harz angewendet. Es können auch mehr als 3,0 Teile je 100 Teile Harz angewendet werden, was sich aber im allgemeinen aus wirtschaftlichen Gründen nicht rechtfertigt. Am vorteilhaftesten werden 0.5 bis 2,0 Teile je 100 Teile Harz benutzt. Die Menge des jeweils eingesetzten synergistisch wirkenden, erfindungsgemäßen Zusatzes hängt von der Menge und Art der benutzten Halogenverbindung ab.

Claims

Patentanspruch:

Thermoplastische Formmassen aus alkenylaromatischen Polymerisaten und üblichen halogenhaltigen flammwidrigmachenden Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich p-Chinondioxim, p-Dibenzoylchinondioxim, 2,6-Dichlorchinonchlorimid oder N-Chlorp-benzochinonimin enthalten.