DE1569063A1

DE1569063A1 - Flammfeste Kunststoffmischung

Info

Publication number: DE1569063A1
Application number: DE19651569063
Authority: DE
Inventors: Pearl Burton
Original assignee: International Standard Electric Corp
Current assignee: International Standard Electric Corp
Priority date: 1964-08-20
Filing date: 1965-08-19
Publication date: 1969-02-27
Also published as: BE668540A; NL6510784A; CH465853A; GB1066330A

Description

Dipl.-Ing.Heinz Claessen P.Burton - 1

Patentanwalt 1 R R Q Π R 1

Stuttgart-Zuffenhausen I j υ α υ υ ο HellmuthJEirth-Str. 42

ISE/Eeg.3202

Dr. Expl.

IHfDEEITATIOUAL STANDARD ELECTRIC CORPORATION, IEW YORK

Flammfeste Kunststoffmischung

Die Priorität der Anmeldung ITr.3911004 vom 20.8.1964 in den Vereinigten Staaten von Amerika ist in Anspruch

genommen.

Die Erfindung betrifft eine flammfeste Mischung, die "besonders für Kunststoff mischungen geeignet ist, ohne dass andere wertvolle und manchmal notwendige Eigenschaften dieser Kunststoffe "beeinträchtigt werden.

Flammfeste Mischungen, die chloriertes aliphatisch.es Material enthalten, können mit Vorteil organischen Kunststoffen zugesetzt werden, wenn sie einer Bestrahlung mit energiereichen Teilchen nicht unterworfen werden, bei der Chlor freigesetzt wird. Wenn solche chlorierte Mischungen für die elektrische Isolierung von Metallen oder Drähten verwendet wird, so entsteht Korrosion der Metalloberfläche. Es wird angenommen, dass dies auf einer Reaktion zwischen den Halogenen und den Metalloxyden beruht. Es war daher notwendig, eine flammfeste Mischung zu finden, die bei der Bestrahlung nicht in dieser schädlichen Weise reagiert, aber die nützlichen Eigenschaften der Kunststoffe nicht beeinträchtigt.

Wie schon angedeutet, betrachtet die Erfindung die Lösung des Problems mehr für die allgemeine Anwendung bei Kunststoffen, speziell aber die Flammenbildung so weit zu verhindern, dass ee-eine Verbrennung nicht unterhalten wird. Der Ausdruck "die Verbrennung nicht unterhalten" bedeutet in diesem Zusammenhang die letziOiche Folge einer In-Brandsetzung durch eine Flamme z.B. von Holz, hier aber von Kunststoffen, bis diese selbst die Flamme unterhalten. Die Flamme, durch

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die der Kunststoff in Brand gesetzt wurde, wird wieder entfernt und die Flamme am Kunststoff muss dann innerhalb von drei Sekunden erlöschen, was aber gewöhnlich schon nach einer Sekunde erfolgt.

Im Gegensatz zu dem erfindungsgemäss hergestellten Material brennen polymere oder anders vernetzte Kunststoffe, wie Polystyrol und Polyesterharze in charakteristischer Weise nach Entfernung einer Flamme selbständig weiter, bis das Material vollständig verbrannt ist. Das Material gemäss der Erfindung erlischt dagegen sofort bzw. innerhalb von etwa zwei Sekunden.

Die flammfeste Mischung gemäss der Erfindung kann dem organischen Material in unpolymerisiertem, teilweise polymerisiertem und z.B. bei thermoplastischem Material, im auspolymerisierten Zustand beigefügt werden. Dabei ist natürlich der Aggregatzustand bzw. das rheologische Verhalten des Materials ebenso zu berücksichtigen wie das angewandte Verfahren. Die erfindungsgemässe flammfeste Mischung kann herkömmlicherweise in Pulver- oder Körnerform sowohl härtbaren als aucJi thermoplastischen Kunststoffen mit maximalem Vernetzungsoder Polymerisationsgrad beigemischt werden. Dieser Mischung können noch beliebige andere Materialien zugesetzt werden,worauf dann die Formgebung erfolgt.

Die flammfeste Mischung kann organischen Stoffen zugesetzt werden, von denen hier genannt werden sollen: natürliche und künstliche Hochpolymere wie natürlicher und künstlicher Kautschuk, Polystyrol, Celluloseacetatbutyrat oder Propionat, Metacrylate und die Derivate des Methy!methacrylate wie Äthyl-, Iso-propyl-, Butyl- und andere Methacrylate, Polyvinylchlorid, die verschiedenen Polyesterharze, Phenolaldehyde und andere. Auch Copolymere obiger Materialien miteinander oder mit anderen Stoffen sind als Grundstoffe geeignet. So kann z.B. Styrol mit Polyester oder anderen^Harzen vor oder nach dem Zusatz des flammfesten Materials copolymerisiert werden.

Die flammfeste Mischung kann aus einem Polymer wie z.B. Polyesterharz, Polyäthylen, Celluloseacetatbutyrat oder Polystyrol bestehen, das mit'7,2 bis 61$ (Gewichtsprozent) anorganischen Hydraten, 4,2 Ms 50$ eines anorganischen Füllstoffes und 0,07 bis 9,1$ eines Antioxydanz vermischt ee ist. Erfindungsgemäss wird Aluminiumhydrat '

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(Tonerde) (Al₂O-Z ⁺ 3 HpO) verwendet, das sich bei der Bestrahlung mit energiereichen Teilchen wie schnellen Elektronen, Alphästrahlen, Gi-ammastrahlen öder Röntgenstrahlen in der Mischung als sehr ■ beständig erwiesen hat. Im Gegensatz hierzu wird durch den bekannten Zusatz von chlorierten Kohlenwasserstoffen als flammfestes Mittel bei der energiereichen Bestrahlung Chlor abgespalten, das die Metalle angreift, die einen solchen flammfest gemachten Überzug tragen. Da Aluminiumhydrat selbst stabilisierend wirkt, so kann auf einen besonderen Stabilisator verzichtet werden. Es wird dabei angenommen, dass das Aluminiumhydrat, wenn es auf die Flammtemperatur der Kunststoffmisehung erhitzt ist, Wasserdampf abgibt und dieser jede sich bildende Flamme erstickt. Das Antioxydationsmittel, das in der Mischung verwendet werden kann, ist unter dem Handelsnamen "Santonox E" der Firma Monsanto Chemical Corp. bekannt und ist im wesentlichen nach der Formel: 4,4' - thiobis'· (6 - tertiär Butyl - m - Cresol) oder 4j4^! - thiobis' (6 - tertiär Butyl-Phenol) aufgebaut. Als Füllstoff eignet sich Antimonoxyd, jedoch können auch andere bekannte Füllstoffe verwendet werden, wie ebenso auch andere Antioxydanzien brauchbar sind.

Ton den Bestandteilen gemäss den unten z.B. aufgeführten Mischungsbeispielen werden zunächst das Polyäthylen und das flammfeste Material in eine Mischmaschine, z.B. einen Ba.nbury-Misch.er, gegeben und gut durchgemischte Nach Erhitzung auf etwa 120° C wird es auf einem Walzwerk zu einem flachen Band ausgewalzt, granuliert und dann auf einer Schneckenpresse bei etwa 200° C zu einem Schlauch oder einer Drahtisolierung ausgespritzt.

Die nach den folgenden Rezepturen hergestellten Mischungen wurden gemäss der Prüfvorschrift MIl - I - 3190 A wie folgt geprüft. Ein Prüfstreifen wird mit dem einen Ende etwa 1,5 cm über-eine Bunsenbrennerflamme.gehalten, so dass es darin völlig eingeschlossen ist. Sodann wird der Streifen aus der Flamme entfernt und mit dem brennenden Ende in ruhiger luft senkrecht nach oben gehalten.

Wenn die Hamme eine vorher auf dem Streifen etwa 12 mm vom Ende entfernt angebrachte Marke erreicht, so wird eine Stoppuhr eingeschaltet und die Zeit in Sekunden gestoppt, bis die Flamme eine

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ami weiter unten angebrachte zweite Marke erreicht. Der Prüf-Torschrift entsprechend darf dies nicht schneller erfolgen als in 45 Sekunden. Eine andere Prüfung schreibt vor, dass diese* Flamme nach 2urücklegung eines Brennweges von 100 aa von selbst erlischt.

Mischungsbeispiel 1 (Sohlauchform)

Polyäthylen 100 Gewichtsteile Aluminiuiihydrat 5 μ Antimonoxyd 5 " Antioxydanz 0,1 ⁿ

Die Flamme legte bei der Prüfung 25 mm in 1-5 Sekunden zurück; sie erlosch nicht von selbst.

Mischungsbeispiel 2 (Schlauchform)

Polyäthylen 100 Gewichtsteile Aluminiumhydrat 100 ^tt Antimonoxyd 50 " Antioxydanz 15 ^w Die Flamme erlosch von selbst innerhalb von 25 mm.

Mischungsbeispiel 3 (Schlauchform)

Polyäthylen 100 Gewichtsteile Aluminiumhydrat 25 " Antimonoxyd 20 ^w Antioxydanz 3 ⁿ Die Flamme legte 25 mm in 50 Sekunden zurück und erlosch von selbst innerhalb von 125 mm.

Mischungsbeispiel 4 (Schlauchform)

Polyäthylen 100 Gewichtsteile

Aluminiumhydrat 40 ⁿ

Antimonoxyd 13 ^w

Antioxydanz 6 ^H

Die Flamme legte 25 mm in 60 Sekunden zurück und erlosch von selbst innerhalb von 75 mm.

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-In allen !"allen lag die Flanjmbestazidigkeit beträchtlich über den sick "bei geschlortem Material ergebenden Werten., Im übrigen behalten diese Mischungen, wenn sie gefärbt sind, noch nach 24 Stunden bei 175 C ihre Farbe bei, während geschlortes Material bereits schwärs-braun gsfärbt und dies auch wesentlich härter und spröder ist, als die flammfeste Mischung gemäss der Erfindung.

3 Patentansprüche

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Claims

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/1.iFlammfeste Mischung auf der Grundlage organischer Kunstatoffe,

^—^ gekennzeichnet durch die Kombination mit 7,2$ bis 61$ (Gewichtsprozent) anorganischen Hydraten, 4,2 bis 30$ anorganischen Füllstoffen und 0,07 bis 9,1$ Antioxydanzien.

2. Mischung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Verwendung von Polyesterharz, Polyäthylen, Celluloseacetat- Butyrat oder Polystyrol als Kunststoffgrundlage.

3. Mischung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Herstellung von elektrischen Kabeln oder Leitungen, insbesondere für deren Isolierung oder Ummantelung verwendet wird.

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