-
Flammfestmachen von Kunstharzen Die Erfindung betrifft die Verwendung
von flammfestmachenden Mitteln als Beimischung zu entzündlichen Harzen oder Kunstatoffen,
Kondensaten, Polymerisaten oder Mischpolymerisaten.
-
Es ist bekannt, brennbare Kunstharze durch Beimischung verschiedener
nichtbrennbarer und ggf. bei erhöhter Temperatur zersetzlicher Substanzen schwer
entflammbar oder sogar nichtbrennbar zu machen. Inabesondere haben sich zu diesem
Zwecke halogenhaltige organische Verbindungen bewährt, aber auch anorganische Halogenverbindungen
und Karbonate, wie beispielsweise Arsen-, Antimen- oder Wismuthalogenide und Karbonate.
Auch lrikresylalkylphosphate werden mit Erfolg zum Flammfestmechen von Kunstharzen
eingesetzt.Alle diese Stoffe führen zu recht guten Ergebnissen. Nachteilig ist jedoch
die meist bereits bei relativ tiefen Temperaturen einsetzende Abspaltung von giftigen
Produkten die den Einsatz der flammfestmachenden Mittel unmöglich macht, sofern
die aus den
ilarzen gefertigten Gegenstände in Räumen Verwendung
finden, die. von Menschen oder Tieren bewohnt weiden. Dies wird als großer Nachteil
empfunden, weil brennbare Kunstharze, Kondensate, Polymerisate und Mischpolymerisate
ein viel verwendetes Bindemittel zur 11erstellung von Bau- und Akustikplatten sind.
-
Halogenhaltige Nittel zum Flammfestinachen von Kunstharzen führen
zusätzlich zu einer beschleunigten Zersetzung der daraus hergestellten Formkörper
bei Sonnenlicht, zumindest aber tritt eine rasche Verf{rbung des flammfesten Endproduktes
ein. In solchen Füllen führt auch die Mitverarbeitung von Stabilisatoren für die
chlorierten Stoffe nicht in jedem Falle zu einer Beseitigung der vorstehend beschriebenen
Mängel.
-
Erfindungsgemä# wird nun zum Flammfestmachen von entzündlichen Kunstharzen,
Kondensaten, Polymerisaten oder Mischpolymerisaten die Verwendung mindestens eines
bei höherer Temperatur Wasser abspaltenden anorganischen Salzes zusammen mit einem
sich thermisch unter Abgabe eines nichtbrennbaren inerten Gases zersetzenden organiachen
Stoffes, wie Melamin, Cyanamid, Dicyandiamid und / oder diese enthaltenden Harzes,
vorgeschlagen.
-
Das vorgeschlagene Mittel wird in die an sich entzünd -lichen Grundmassen,
wie Harze, Kondensate, Polymerisate oder Mischpolymerisate, eingearbeitet, wobei
die schwer oder nichtentflammbarmachende Wirkung des Mättels derauf zurückaufähren
ist, daß die anorganischen sie bei erhöhter
Temperatur Kristallwasser
und / oder komplexgebundenen Wasser abspalten. Die Abspaltung des Wasers erfolgt
unter Wärmeaufnahme, so da# die Gesamtwärmetönung des sich zersetzenden und oxydierenden
Harzes sowie des sich æersetnenden, Salzes so weit erniedrigt wird, daß das Gemisch
nicht brennbar, zumindest aber schwerentflammbar ist. Unterstützend wirkt hierbei
die gleichzeitig erfolgende Abgabe eines nichtbrennbaren, vorzugsweisen inerten
Gases aus dem thermisch instabilen organischen Stoff, der vorstehend erwähnten Art.
-
Das erfindungsgemä#e Mittel vormag die meisten hrennbaren bzw. entzündlichen
Kunstharze nichtbrennbar, zumindest aber schwerentflammbar gemä# DIN 4102 zu machen.
-
Das anorganische wasserhaltige Salz wird zweckmä#ig unter dem Gescihtspunkt
ausgewählt, da# es die erforderliche Menge hanser im Bereich der Zersetzungstemperatur
des gewählten Harzes abspaltet. Das erfindungsgemä#e Mittel kann auch so zusammengesetzt
werden, daß os Salze enthalt, die bei einer vorbestimmten Temperatur schmelzen und
dadurch innerhalb dieses Temperaturbereichs durch einen teilweisen Luftabschluß
des Harzes bzw. dessen fein verteilter Zersetzungsprodukte die weitere Verbrennung
unterbinden. Als inerte Gase abspaltende organische Substanzen werden zweckmäßig
solche gewählt, die oxydationshemmende Gase abspalter, wie beispielsweise Stickstoff,
Kohlendioxyd oder dergl.
-
Das flammfestmachende Mittel kann in die Kunstharzmassen in unpolymerisiertem,
teilweise polymerisiertem oder, im Falle von thermoplastischen Kunstharzen, polymerisiertem
Zustand eingearbeitet werden. Die flammfestmachenden Bestandteile gemäß der Erfindung
werden zweckmäßigerweise durch sehr intensives Nischen in den Harzen bzw. deren
Vorkondensaten
verteilt. Dieses Untermischen kann in beliebiger Weise erfolgen. Ist das Polymerengemisch
ganz oder teilweise unpolymerisiert, wie.dies beispielsweise im Falle von Tafeln
aus einem Polyesterharz der Fall ist, so muß in Ublicher Weise ein Polymerisationskatalysator
zugefügt werden. Auch ist es für den Fachmann selbstverständlich, daß er den Mitteln
nach der Erfindung vor oder während des Einarbeitens in das plastische Material
erforderlichenfalls an sich bekannte Weichmacher, Stabilisatoren, Antioiydationsmittel
u. dergl. beifllgt.
-
Als anorganische, wasserabspaltende Salze eignen sich grundsätzlich
alle mit der Kunstharzmasse verträglichen Salze, deren Zersetzungstemperatur im
Zersetzungsbereich bzw. Entflammungsbereich des Kunstharzes liegen. Das gleiche
gilt fUr die gasabspaltenden organischen Substanzen, deren Zersetsungstemperatur
jedoch zweckmäßig etwas oberhalb derjenigen der anorganischen Salze liegen sollte.
-
Besonders durch diese letztgenannte Maßnahme ist eine sichere Verhinderung
von Bränden auch ausgedehnter Bauelemente aus Kunstharzmassen gewährleistet.
-
Die DehydratatSonetemperaturen für den erfindungsgemäßen Zweck geeigneter
anorganischer Salze liegen im allgemeinen oberhalb etwa 1500C, vorzugsweise oberhalb
etwa 25000.
-
Die Salze sollen möglichst einen definierten Schmelzpunkt haben. Es
ist weiterhin erwUnscht, daß sie zumindest teilweise wasserlöslich, stets Jedoch
in der harzartigen Masse löslich sind. Zur Heratellung transparenter schwerentflammbarer
Kunstharzgegenstände sollte zusätzlich darauf geachtet werden, daß das erfindungsgemäße
Mittel den
gleichen Refraktionsindex aufweist, wie die Grundmasse.
-
Bevorzugte wasserabspaltende Salze sind die teilweise in verschiedenen
Hydratationsstufen vorkommenden Sulfate von Aluminium, Magnesium, Mangan, Kupfer,
Nickel, Kobalt, Zink, Chrom, Natrium, -Kalium und Eisen, ggf. in Form von Miscbsulfaten
und Alaunen, ferner Calciumchlorid, verschiedene Natriumphosphate, ferner wasserhaltige
Natriumborate und Molybdate. Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über besonders
geeignete Stoffe, ohne daß die Erfindung auf diese Substanzen beschränkt werden
soll.
-
Zusammeasetzung Dehydrata- Schmelz- Zersetz,- Löslichkeit tionstemp.
temp. temp. g/100 g Wasser °C °C °C KCr(SO4)212H2O 89-400 - - 24,4 (25°C) ZnSO4.7H2O
280 - 740 115,2 (0°C) CoSO4.7H2O 96,8 420 - 33,0 (20°C) Al2(SO4)3.18H2O 50-340 -
770 86,9 (200) Al2(SO4)3.K2SO4.24H2O 140-280 - - 5,7 (20°) Al2(SO4)3.Na2SO4.24H2O
32-180 - - 106,4 (20°C) MgSO4.7H2O 200 - 900-1150 71,0 (20°C) MnSO4.7H2O 280 700
850 175,0 (0°C) CuSO4.5H2O 250 - - 31,6 (0°C) NiSO4.7H2O 280 - 840 75,6 (15°C) Na2B4O7.10H2O
200 714 1575 1,6 (10°C) NaMo7O24.22H2O 200 700 - 117,9 (30°C) Na2S04. 1 0H20 884
1330 92,7 (30°C) Na2SO3.7H2O 150 - - 32,8 (0°C) CaCl2.6H2O 200 - - 59,5 (0°C) FeSO4.7H2O
300 - - 15,7 (20°C) NaH2PO4.H2O -2H2O b.204° 619 f.NaPO3 - 110,3 (20°C) NaPO3 -
- - unlöslich NaNH4HPO4.4H2O 79-310 619 f.NaPO3 - 16,7 (20°C) NaPO3+5H2O+NH3 79-310
- -
Inertgas freisetzende organische Substanzen sind insbesondere
Melamin, Cyanamid, Dicyandiamid, und diese Stoffe enthaltende Harze, wie Nelaminharze,
Dicyandiamidharze u.a.
-
Das flai:hemmend machende Mittel gemäß der Erfindung wird zweckmäßig
in einer Menge von etwa 10 bis zu etwa 50 Gew% der Kunstharzmasae einverleibt. Bevorzugt
ist im allgemeinen ein Anteil von etwa 20 bis 30 Gew%, bezogen auf das Gesamtgewicht
der Feststoffmischung. Diese Angaben können unter- oder Uberschritten werden und
richten sich nach der Zusammensetzung insbesondere der wasserabapaltenden anorganischen
Salze, die sich in Abhängigkeit von der Bindung des Wassers ggf. auch in mehreren
Stufen zersetzen können. Die Menge der als flammfest machendes Gemisch dem harzartigen
Stoff zugefügten Substanzen kann somit innerhalb weiter Grenzen schwanken, wobei
Jeweils auf die Beeinflussung der Eigenschaften des Erstproduktes Rücksicht zu nehmen
ist. Auch geringe Anteile, beispielsweise etwa 2 bis 6 Gews genügen bereits in Spezialfällen,
beispielsweise bei der Verwendung von Mangansulfat.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Mitteln lassen sich zahlreiche brennbare
oder entzündliche Kunstharze flammfest bzw. unbrennbar machen. Bevorzugt werden
im allgemeinen synthetische Kondensationaharze, wie z. B. Kresolharze, Melaminharze,
Phenolharze, Dicyandiamidharze, Phenylboratharze u. a.
-
Die Verwendung des erfindungagenäßen Mittels bietet die Möglichkeit,
derartige Harzkomponenten für verschiedene, bisher nicht in Frage kommende Zwecke
anzuwenden, bei
denen die Ilarze zumindest so weit flammfest gemacht
sein müssen, daß sie nicht weiterbrennen. Der Ausdruck nicht weiterbrennen" bedeutet
in diesem Zusammenhang, daß die brennenden Stoffe, wenn sie mit einer Flamme in
Berührung kommen, derart, daß sie selbst zu brennen scheinen, nach Entfernung der
Flamme nicht langer als etwa 3 sec. unter Flammenerscheinung weiterbrennen. Eie
Harz- oder Kunststofftnasse, die mit dem erfindungsgemäßen Mittel flammfest gemacht
ist, erlischt nach Wegnahme der Flamme beinahe sofort.
-
Des erfindungsgemäße Mittel eignet sich zur Anwendung auf vielen Gebieten,
besonders zur Herstellung von Kunstharzmischungen, die als Bindemittel bei der Herstellung
ton Bau- und Akustikplatten auf der Basis eines faserigen oder körnigen Materials
Verwendung finden. Derartige Platten sind heute weitgehend in Gebrauch und müssen
für viele Zwecke nichtbrennbar ausgerüstet sein. Erst die Einarbeitung des erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Mittels ermöglicht den universellen Einsatz dieser Bauplatten in
bewohnten Räumen, auch in solchen, die größere Menschenmengen aufnehmen und somit
besonders strengen Anforderungen hinsichtlich des Brandschutzes genügen müssen.
-
Es wurde bereits darauf hingewiesen, daß der Kunstharzmasse neben
dem erfindungsgemäß vorgeschlagenen Mittel noch weitere Zusätze einverleibt werden
können, wie beispielsweise Stsbilisatoren zum Schutz der Nasse gegen den Einfluß
des Sichters, insbesondere von ultravioletten Lichtstrahlen.