DE1794271B2 - Flammschutzkomponente in Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen, Folien und Überzügen aus brennbaren Kunststoffen - Google Patents

Flammschutzkomponente in Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen, Folien und Überzügen aus brennbaren Kunststoffen

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DE1794271B2
DE1794271B2 DE1794271A DE1794271A DE1794271B2 DE 1794271 B2 DE1794271 B2 DE 1794271B2 DE 1794271 A DE1794271 A DE 1794271A DE 1794271 A DE1794271 A DE 1794271A DE 1794271 B2 DE1794271 B2 DE 1794271B2
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    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/025—Applications of microcapsules not provided for in other subclasses
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
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    • C08K9/10—Encapsulated ingredients
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Description

Es wurde, daher nach Möglichkeiten gesucht, diese dienen. Nach diesem bekannten Verfahren werden die
Nachteile zu vermeiden, ohne auf die vorteilhaften 60 einzuschließenden Substanzen allseitig mit einem
Wirkungen der seit langem technisch eingesetzten Häutchen des Überzugsstoffes umschlossen, das so
Flammschutzkomponenten zu verzichten. die Mikrokapsel bildet. Als Überzugsstoffe haben sich
Es wurde die Verwendung von in Mikrokapseln von bei den erfindungsgemäß zu verwendenden Mikro-
5 bis 5000 μ Durchmesser eingeschlossenen flamm- kapseln beispielsweise Dextrin- oder Gelatinederivate,
hemmenden Verbindungen als Flammschutzkompo- 65 Homo- und Mischpolymerisate aus ungesättigten
nente in Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen, Kohlenwasserstoffen und deren Derivate bewährt, wie
Folien und Überzügen, welche in ihrer Hauptmenge beispielsweise Styrol, Mischpolymerisate aus Acryl-
oder vollständig aus brennbaren Kunststoffen be- amid und tertiärem Butylacrylamid oder aus Styrol
und Divinylbenzol. Auch Naturharze, wie Gummi- der zerstörungsfreien Reaktion des Kunststoffs mit
arabikum oder Gemische von Gummiarabikum und der Oberfläche der Mikrokapsel wird eine Verstärkung
Gelatine, sind geeignet. Andere Substanzen können der Kapselwandung bewirkt und die Mikrokapsel fest
auch als Uberzugsstoffe eingesetzt werden, wenn sie in dem Gefüge der Makromoleküle des Kunststoffs
zur Bildung von Mikrokapseln geeignet sind. Als Bei- 5 verankert.
spiel für die Erzeugung von erfindungsgemäß verwend- Die mit den flammhemmenden Verbindungen gebaren Mikrokapseln wird nachstehend die Herstellung füllten Mikrokapseln werden den Bildungsgemischen von aus carboxyliertem Dextrin bestehenden Mikro- für die Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien kapseln angegeben, die mit Tris-(2,3-dibrompropyl)- und Überzüge oder diesen selbst, die in ihrer Hauptphosphat gefüllt sind. 10 menge aus an sjcn brennbaren Kunststoffen bestehen,
500 Gewichtsteile Maisstärke werden in 700 Ge- zugemischt und diese Gemische nach den bisher für
wichtsteilen Wasser bei einer Temperatur von 30° C solche Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien
suspendiert. Tn diese Lösung wird im Verlauf von und Überzüge oder deren Bildungsgemische gebräuch-
2 Stunden eine wäßrige Lösung vcn Natriumhypo- liehen Verfahren weiter verarbeitet, wobei jedoch
chlorit, die 25% aktives Chlor enthält, eingerührt, 15 flammfeste oder selbstverlöschende Produkte ent-
Yvobei der pH-Wert der Suspension durch ständige stehen.
Zugabe geringer Mengen wäßriger Salzsäure auf So können die mit flammhemmenden Verbindungen 7,5 i 0,1 gehalten wird. Nach Zugabe der Natrium- gefüllten Mikrokapseln den Lösungen ungesättigter h\ pochloritlösung wird die Suspension 5 Stunden lang Polyester, die beispielsweise aus Phthalsäureanhydrid auf dem pH-Wert von 7,5 ± 0,1 gehalten. Anschlie- 20 oder Adipinsäureanhydrid, dem Anhydrid einer ungeßend wird durch Zugabe von 0,25 Gewichtsteilen sättigten, mehrwertigen Carbonsäure, wie Malein-Natriumhydrogensulfit, gelöst in der geringstmöglichen säureanhydrid, und einem mehrwertigen Alkohol, wie Wassermenge, überschüssiges Chlor entfernt. Durch Äthylenglykol, gebildet worden sind, in Styrol zuZusatz von konzentrierter Salzsäure wird dann der gesetzt werden, worauf das erhaltene Gemisch als pH-Wert des Reaktionsgemische auf 2,2 bis 2,5 ein- 25 Gießharz oder Lacklösung nach gebräuchlichem Vergestellt und dieses anschließend 2 Stunden gerührt. fahren weiter verarbeitet wird. Die mit flammhem-Sodann wird das Gemisch filtriert. Die als Rückstand menden Verbindungen gefüllten Mikrokapseln können verbleibende carboxylierte Stärke wird säure- und auch den beispielsweise aus Bisphenol-bis-(glycidylsalzfrei gewaschen und bei Temperaturen von 50 bis äther) bestehenden Ausgangsgemischen für die Eri<0°C auf einen Restfeuchtegehalt von etwa 10% ge- 30 zeugung von Polyepoxiden vor deren Aushärtung zutrocknet, gemischt werden. Die hierbei entstehenden und als
Die so hergestellte carboxylierte Stärke wird durch Gießharz oder Lacklösung vorliegenden Gemische
Besprühen mit wäßriger Salzsäure bei einer Tempe- werden dann nach Zusatz von Amin, wie beispiels-
ratur von 190° C in 15 Minuten in carboxyliertes weise Triäthylentetramin, Metaphenylendiamin, oder
Dextrin übergeführt. Dieses carboxylierte Dextrin ist 35 von Anhydriden, wie beispielsweise Hexahydrophthal-
zu über 90% in Wasser von 220C löslich. säureanhydrid oder Maleopimarsäureanhydrid, in an
150 Gewichtsteile des so erhaltenen carboxylierten sich bekannter Weise ausgehärtet und verformt. Zur Dextrins werden innerhalb von 20 Minuten in 300 Ge- Erzeugung von gegebenenfalls verschäumten Formwichtsteilen Wasser bei 750C gelöst und auf 22 bis teilen aus Polyurethanen werden die mit flamm-250C abgekühlt. Unter Rühren werden 300 Gewichts- 40 hemmenden Verbindungen gefüllten Mikrokapseln teile Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat in dieser Lö- den Polyurethan-Bildungsgemischen zugesetzt. Diese sung emulgiert. Die Emulsion wird bei einer Tempe- Bildungsgemische bestehen bekanntlich in der Hauptratur von 80 bis 850C sprühgetrocknet. Das resul- menge aus Polyestern oder Polyät'.iern mit freien tierende und aus Mikrokapseln mit etwa 20 μ Durch- Hydroxylgruppen und mehrwertigen Isocyanaten, wie messer bestehende Trockenprodukt enthält 40 Ge- 45 beispielsweise Toluylendiisocyanat, HexamethylendiwichtsprozentTris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat. Nach isocyanat oder Polymethylenpolyphenylisocyanat, dem gleichen Verfahren können Chlorparaffine mit denen noch gebräuchliche Katalysatoren, Stabilisabis zu 70 Gewichtsprozent Chlorgehalt, Dibromäthan, toren und gegebenenfalls Lösungs- und/oder Treib-1,1,2,2-Tetrabromäthan, Pentabromdiphenylätheroder mittel zugesetzt sein können. Nach Zumischung der Tris-(chloräthyl)-phosphat in Mikrokapseln einge- 50 mit den flammhemmenden Verbindungen gefüllten schlossen werden. Solche Mikrokapseln enthalten Mikrokapseln werden diese Bildungsgemische unter vorzugsweise 90 Gewichtsprozent Chlorparaffin, Formgebung, gegebenenfalls unter Aufschäumen, in 85 Gewichtsprozent Dibromäthan, 90 Gewichtspro- an sich bekannter Weise ausgehärtet,
zent 1,1,2,2-Tetrabromäthan, 80 Gewichtsprozent Zur Herstellung flammfester Polystyrolschäume Pentabromdiphenyläther oder 50 Gewichtsprozent 55 werden die Mikrokapseln auf die Oberfläche bereits Tris-(chloräthyl)-phosphat. Auch andere flammhem- vorgefertigter blähfähiger Polystyrolgranalien oder mende Verbindungen können in Mikrokapseln ein- von Granalien, die aus einem Mischpolymerisat des geschlossen werden, wenn diese aus Substanzen erzeugt Styrols unter Zusatz von 2 Gewichtsprozent Divinylwerden, welche mit den eingeschlossenen flammhem- benzol bestehen, in einer Schicht aufgebracht. Hierzu menden Verbindungen nicht reagieren. Die Mikro- 60 werden die Mikrokapseln als Suspension in leichtkapseln sollen nach Möglichkeit gegenüber dem flüchtigen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Pentan, Kunststoff, mit dem sie verarbeitet werden, inert sein. Petroläther (Kp. 40 bis 6O0C), Wasser oder Methanol, In einigen Fällen kann es aber auch vorteilhaft sein, mit den Polystyrolgranalien vermischt, worauf das wenn die Substanz, aus der die Mikrokapsel besteht, Suspensionsmittel verdampft wird. Es ist vorteilhaft, oberflächlich mit dem Kunststoff oder dessen Be- 65 der Suspension noch ein gebräuchliches Bindemittel, standteilen reagiert. Eine derartige Reaktion an der wie beispielsweise Polyisobutylen, Polyvinylalkohol, Oberfläche der Mikrokapsel darf jedoch nie zur Zer- Polyvinyläther, zuzusetzen, um die Haftung der Mikrostörung der Mikrokapsel führen. Allein in dem Fall kapseln auf der Oberfläche der Polystyrolgranalien zu
5 ' 6
verstärken. Die mit einer Schicht der Mikrokapseln Brom und 2 Gewichtsprozent Phosphor im allge-
überzogenen Polystyrolgranalien werden anschließend meinen einen vollständigen Flammschutz.
wie üblich unter Verschäumen verformt. Aus Polystyrol bestehende oder dieses enthaltende
Die mit den flammhemmenden Verbindungen ge- Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien, Überfüllten Mikrokapseln werden in solchen Mengen ein- 5 züge oder ihre Bildungsgemische können in Mikrogesetzt, daß die in der Hauptmenge oder vollständig kapseln eingeschlossene Dibrom- oder Tetrabromaus Kunststoff bestehenden Formmassen, Formteile" äthan als Flammschutzkomponente in solchen Mengen Lacke, Filme, Folien, Überzüge oder deren Bildungs- enthalten, daß in dem Gemisch etwa 2 Gewichtsprogemische bis zu 25 Gewichtsprozent Chlor, bis zu zent Brom vorliegen. Diese Brommenge kann auf etwa 12 Gewichtsprozent Brom und/oder bis zu 4 Gewichts- ao 1 Gewichtsprozent vermindert werden, wenn zusamprozent Phcsphor enthalten. men mit dem Dibrom- oder Tetxabromäthan geringe
Überraschenderweise wird somit nicht mehr an Mengen an organischen Peroxiden, wie beispielsweise Flammschutzkomponenten als bei der Verwendung Dicumylperoxid, tertiäres Butylperbenzoat, Ferrocen nicht in Kapseln eingeschlossener Flammschutzkom- oder Schwermetallacetylacetonate, als Synergisten in ponenten benötigt. Sollte es in speziellen Fällen tech- 15 die Mikrokapseln eingeschlossen sind. Diese Synernisch günstig sein, so können nehen den in Mikro- gisten können jedoch auch in gesonderten Mikrokapseln eingeschlossenen Flammschutzkomponenten kapseln eingeschlossen sein, die im Gemisch mit den noch unverkapselte Flammschutzkomponenten, bei- Mikrokapseln eingesetzt werden, weiche die flammspielsweise Antimontrioxid, Arsentrioxid, Wismut- hemmende Komponente enthalten. Ebenso ist es trioxid und/oder mit den Bildungskomponenten der 20 möglich, bei Anwendung verschiedener Fiammschutz-Kunststoffe reagierende Flammschutzkomponenten, komponenten jede für sich in Mikrokapseln eingeeingesetzt werden. Die Menge der flammhemmenden schlossen einzusetzen und in die Formmassen, Form-Verbindungen zueinander in den Mikrokapseln und teilt, Lacke, Filme, Folien, Überzüge oder ihre die Menge der einzusetzenden Mikrokapseln sollen Bildungsgemische ein Gemisch aus diesen Mikroso aufeinander abgestimmt sein, daß die Formmassen, 25 kapseln einzubringen.
Formteile, Lacke, Filme, Folien, Überzüge oder deren Nach dem Zusatz der mit flammhemmenden Ver-
Bildungsgemische, die in ihrer Hauptmenge oder voll- bindungen gefüllten Mikrokapseln dürfen diese BiI-
ständig aus an sich brennbarem Kunststoff bestehen, dungsgemische, Formmassen, Formteile, Lacke, Filme,
z. B. etwa 5 Gewichtsprozent Brom und 0,5 bis Folien und Überzüge nicht auf eine Temperatur erhitzt
0,7 Gewichtsprozent Phosphor enthalten. 30 werden, bei der die Mikrokapseln zerstört werden.
Wenn der Kunststoffanteil der Formmassen, Form- Außerdem muß vermieden werden, die Gemische mit
teile, Lacke, Filme, Folien, Überzüge oder deren den Mikrokapseln unter mechanischer Druckeinwir-
Bildungsgemische aus Polyester-Styrol-Gemischen be- kung zu erzeugen oder zu verformen, die über die
steht, werden vorteilhaft Mikrokapseln verwendet, die Festigkeit der Mikrokapseln gegen Druckbelastung
Tris-(dibrompropyl)-phosphat und Triphenylphosphat 35 hinausgeht.
enthalten. Die gleiche Wirkung kann mit Mikrokap- Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein sein hervorgebracht werden, die neben Pentabrom- sicherer Flammschutz von Formmassen, Formteilen, diphenyläther noch Trikresylphosphat oder roten Lacken, Filmen, Folien und Überzügen erreicht, die Phosphor enthalten. Es können aber auch Mikro- in ihrer Hauptmenge oder vollständig aus an sich kapseln eingesetzt werden, die nur Pentabromdi- 40 brennbaren Kunststoffen bestehen. Nach dem erfinphenyläther enthalten, wenn dieser Kunststoffanteil dungsgemäßen Verfahren können auch flammhemder Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien, mende Komponenten eingesetzt werden, die gasförmig Überzüge oder deren Bildungsgemische eine einbau- oder leicht verdampfbar sind. Ebenso ist nach dem fähige Phosphorverbindung, wie beispielsweise Tri- erfindungsgemäßen Verfahren der Einsatz von flammallylphosphat, enthält. Allgemein sollen die Gemische 45 hemmenden Verbindungen möglich, die, nicht in aus Styrol und ungesättigten Polyestern insgesamt Mikrokapseln eingeschlossen, für diesen Zweck nicht 5 Gewichtsprozent Brom und 0,5 bis 0,7 Gewichts- eingesetzt werden können, entweder weil sie eine starke prozent Phosphor enthalten. Auch in Mikrokapseln Migrationstendenz haben oder weil sie die inechaeingeschlossene Chlorparaffine können zum Flamm- nischen und physikalischen Eigenschaften der in ihrer festmachen, von Gemischen aus Styrol und ungesät- 50 Hauptmenge oder vollständig aus an sich brennbaren tigten Polyestern eingesetzt werden, und zwar in Kunststoffen bestehenden Formmassen, Formteile, solchen Mengen, daß diese Gemische 25 Gewichts- Lacke, Filme, Folien, Überzüge oder ihrer Bildungsprozent Chlor enthalten. Bei gleichzeitigem Einsatz gemische in unerwünschter Weise ändern. Die erfineiner organischen Phosphorverbindung in einer Menge, dungsgemäß zu verwendenden und in Mikrokapseln daß in dem Endprodukt z. B, 0,5 Gewichtsprozent 55 eingeschlossenen Flammschutzkomponenten zeigen Phosphor vorliegen, kann die Menge der Chlorparaf- keine Tendenz, aus Formmassen, Formteilen, Lacken, fine so gesenkt werden, daß das Endprodukt etwa Filmen, Folien und Überzügen, die in der Hauptmenge 15 Gewichtsprozent Chlor enthält. oder vollständig aus Kunststoff bestehen, zu migrieren. Für Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien, Außerdem werden durch die erfindungsgemäß zu verÜberzüge oder ihre Bildungsgeraische, die in der 60 wendenden und in Mikrokapseln eingeschlossenen Hauptmenge oder vollständig aus Polyepoxiden oder Flammschutzkomponenten keine unerwünschten VerPolyurethanen bestehen, können, mit Ausnahme von färbungen oder praktisch keine Änderungen der Triallyl phosphat, alle flammhemmenden Verbindungen mechanischen und physikalischen Eigenschaften in eingesetzt werden, die vorstehend für Polyester-Styrol- Formmassen, Formteilen, Lacken, Filmen, Folien und Gemische genannt sind. Bei Epoxiden ist es auch 65 Überzügen bewirkt, die in der Hauptmenge oder vollmöglich, den roten Phosphor nicht in Mikrokapseln ständig aus an sich brennbaren Kunststoffen bestehen, eingeschlossen zu verwenden. Bei Polyepoxiden und Auch treten bei der Verarbeitung erfindungsgemäßer Polyurethanen geben Gehalte von 5 Gewichtsprozent Formmassen, Formteile, Lacke, Filme, Folien und
Überzüge an aus Stahl oder anderen Metallen bestehenden Bearbeitungsvorrichtungen keine Korrosionen auf, die bei der Verarbeitung von Kunststoffen leicht bewirkt werden, welche nicht in Mikrokapseln eingeschlossene Flammschutzkomponenten enthalten. Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren an Hand von Beispielen näher erläutert.
Die Prüfung des Brandverhaltens erfolgt nach den ASTM-Vorschriften 1692 und 635.
Nach ASTM-Vorschrift 1692 werden aus den zu prüfenden Formteilen 15,24 cm lange Prüf stäbe gesägt, deren quadratische Grundfläche eine Kantenlänge von 1,27 cm aufweist. Als Halterung für die Prüfstäbe während des Versuchs wird ein Drahtgewebe mit 2,5 Maschen pro cm2 verwendet, das zu einer Rinne mit einem öffnungswinkel von 90° gefaltet wird. In dieser Rinne, die unter einem Neigungswinkel von 30° zugfrei aufgestellt ist, wird der Prüfstab so eingelegt, daß er 1,27 cm aus dem tiefer gelegenen Ende der Rinne hervorragt. Unter das aus der Rinne hervorragende Ende des Prüfstabs wird 10 Sekunden lang ein Bunsenbrenner gehalten, dessen 5 cm lange entleuchtete Flamme den Prüfstab gerade berührt.
Nach ASTM-Vorschrift 635 werden aus den zu prüfenden Formteilen Prüfstäbe mit den Abmessungen 13 χ 6,5 χ 127 mm geschnitten. Diese Prüfstäbe werden an einem Ende in eine Stativklammer waagerecht so eingespannt, daß die Schmalseite der größten der seitlichen Flächen mit der Horizontalen einen Winkel von 45" bildet. Unter dieser Probe wird im Abstand von 9,6 mm — ebenfalls durch eine Klammer gehalten — ein etwa 10,3 cm2 großes Bunsenbrennerdrahtnetz mit 58 Maschen pro cm2 befestigt, dessen Länge 116 mm beträgt. Für den Brandversuch wird das freie Ende des Prüfstabs mit einer entleuchteten Bunsenflamme 30 Sekunden lang beflammt und die Zeit gemessen, in der die Probe nach Entfernung der Flamme verlöscht.
85 Gewichtsprozent Dibromäthan enthalten, so beträgt die nach ASTM 1692 gemessene Löschzeit des erhaltenen flammfesten Polystyrols 3 Sekunden.
Beispiel 3
Werden für die Arbeitsweise nach Beispiel 1 an Stelle des in Mikrokapseln eingeschlossenen Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphats 3 Gewichtsteile Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin eingesetzt, die 90 Gewichtsprozent Tetrabromäthan enthalten, so beträgt die nach ASTM1692 gemessene Löschzeit 2 Sekunden.
Beispiel 4
Ein Gemisch aus
27,75 Gewichtsteilen eines Polyäthers auf Basis
Sorbit und Propylenoxid — OH-Zahl 425
0,45 Gewichtsteilen Poly-(siloxanglykolester)
0,88 Gewichtsteilen Zinnoctoat
25,0 Gewichtsteilen Trichlorfluormethan
17,5 Gewichtsteilen Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 40 Gewichtsprozent
Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat
enthalten, wird mit
35,0 Gewichtsteilen Polymethylenpolyphenylisocyanat unter Rühren vermischt.
Unter Selbsterwärmung schäumt das Reaktionsgemisch auf und härtet zu einem Schaumstoff mit einer Dichte von 36 kg/m3 aus. Bei der Prüfung des Brand Verhaltens nach dem ASTM-Test 1692 verlöschen die Proben innerhalb von 5 Sekunden.
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Beispiel 1
In einem Gemisch aus 20 Gewichtsteilen Pentan, 0,5 Gewichtsteilen Polyisobutylen und 10 Gewichtsteilen Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 40 Gewichtsprozent Tris-(2,3-dibrompropyl)-phosphat eingeschlossen enthalten, werden 100 Gewichtsteile eines Polystyrol-Suspensionspolymerisats umgewälzt und aus dem Gemisch das Pentan bei Raumtemperatur verdunstet. Die Mikrokapseln haben einen Durchmesser von etwa 20 μ. Jede einzelne Perle des so erhaltenen treibmittelhalügen Polystyrols ist mit einer dünnen Polyisobutylenschicht umgeben, in die das mikroverkapselte Flammschutzmittel eingebettet ist. Die Polystyrolperlen werden durch Erwärmen in siedendem Wasser auf etwa das 30fache ihres Volumens aufgetrieben. Dieses vorgeschäumte Polystyrol wird in Formen gefüllt und durch kurzzeitiges Erwärmen mit Wasserdampf zu einem Formteil verschweißt. Zur Entfernung der Treibmittelreste wird das Formteil etwa 24 Stunden bei 40 0C gelagert. Bei der Prüfung des Brandverhaltens nach dem ASTM-Test 1692 verlöscht die Flamme innerhalb von 4 Sekunden.
Beispiel 2 Beispiel 5
100,0 Gewichtsteile 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-
propanglycidyläther
9,0 Gewichtsteile Triäthylentetramin
10,0 Gewichtsteile Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 80 Gewichtsprozent
Pentabromdiphenyläther enthalten,
2,5 Gewichtsteile roter Phosphor
242,0 Gewichtsteile Quarzmehl
werden unter Rühren vermischt und in eine Form gefüllt. Unter Selbsterwärmung härtet die Mischung zu einem Formteil aus, das anschließend durch zweistündiges Tempern bei einer Temperatur von 80° C nachgehärtet wird.
Bei einer Prüfung des Brandverhaltens nach ASTM 635 verlöschen die Proben innerhalb von 3 Sekunden.
Beispiel 6
70,0 Gewichtsteile eines ungesättigten Polyesters aus Maleinsäureanhydrid, Phthalsäureanhydrid und Diäthylenglykol
30,0 Gewichtsteile Styrol
3,0 Gewichtsteile Benzoylperoxid
0,05 Gewichtsteile N,N-Dimethylanilin
33,0 Gewichtsteile Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 90 Gewichtsprozent
Chlorparaffine mit 50 Gewichtsprozent
Chlor enthalten,
4,0 Gewichtsteile Triallylphosphat
Werden für die Arbeitsweise nach Beispiel 1 an 65 werden miteinander vermischt und in eine Form ge-Stelle des in Mikrokapseln eingeschlossenen Tris- füllt. Unter Selbsterwärmung härtet die Mischung zu (2,3-dibrompropyl)-phosphats 3,4 Gewichtsteile Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin eingesetzt, die
einem Formteil aus, das durch dreistündiges Tempern bei einer Temperatur von 80° C nachgehärtet wird.
409530/416
Bei der Prüfung des Brandverhaltens nach ASTM 635 verlöschen die Proben innerhalb von 3 Sekunden.
Die Migrationstendenz der Flammschutzkomponenten in Kunststoffen und Formteilen läßt sich nur über sehr lange Zeiträume prüfen, während die auch mögliche Kurzzeitmessung bei erhöhter Temperatur oft zu verfälschten Ergebnissen führt. Es werden daher die Mikrokapseln selbst auf die Migrationstendenz der Flammschutzkomponenten aus den Kapseln geprüft.
Dazu werden Mikrokapseln aus carboxyliertem Dextrin, die 90 Gewichtsprozent 1,1,2,2-Tetrabromäthan enthalten, ebenso wie nicht in Kapseln eingeschlossenes 1,1,2,2-Tetrabromäthan, jedes in einer flachen Schale, bei einer Temperatur von 500C unter dauernder Frischluftzufuhr gehalten. Hierbei ergeben sich folgende Gewichtsabnahmen:
Zeitdauer
des Versuchs
in Stunden
4,5
12,0
20,5
Mit Mikrokapseln in Gewichtsprozent
2,23
2,79
2,79
Ohne Mikrokapseln in Gewichtsprozent
1,12
6,12
10,62
Die anfängliche hohe Gewichtsabnahme der in Mikrokapseln eingeschlossenen Probe beruht auf einem Gehalt der Kapselwandungen an Restfeuchte.
Der gleiche Versuch, bei einer Temperatur von 1000C durchgeführt, ergibt nach einer Versuchsdauer von 20 Stunden folgende Gewichtsabnahmen:
Mit Mikrokapseln 5,03 Gewichtsprozent,
Ohne Mikrokapseln ... 98,92 Gewichtsprozent.

Claims (1)

  1. stehen und bei maximalen Temperaturen und unter
    Patentanspruch: einer maximalen Druckbelastung ei zeugt oder verformt werden, die unter der maximalen thermischen
    Verwendung von in Mikrokapseln von 5 bis und mechanischen Festigkeit der Mikrokapseln liegt,
    5000 μ Durchmesser eingeschlossenen flammhem- 5 gefunden.
    menden Verbindungen als Flammschutzkompo- Die Herstellung von Mikrokapseln, die mit Gasen,
    nente in Formmassen, Formteilen. Lacken, Filmen, Flüssigkeiten oder Feststoffen gefüllt sind, ist bereits
    Folien und Überzügen, welche in ihrer Haupt- bekannt. Auch die Herstellung der erfindungsgemäß
    menge oder vollständig aus brennbaren Kunst- zu verwendenden und mit flammhemmenden Verbin-
    stoffen bestehen und bei maximalen Temperaturen io düngen gefüllten Mikrokapseln kann nach selchen be-
    und unter einer maximalen Druckbelastung erzeugt kannten Verfahren erfolgen.
    oder verformt werden, die unter der maximalen Es ist auch weiterhin bekannt, im Brandschutz
    thermischen und mechanischen Festigkeit der mikroverkapselte Feuerlöschmittel wie Tetrachlor-
    Mikrokapseln liegt. kohlenstoff oder Frigen, beispielsweise als Zusatz zum
    15 Pulver eines Trockenfeuerlöschers, zu verwenden.
    Auch die Anwendung von Mikrokapseln zum Einbringen von unverträglichen Stoffen, beispielsweise
    Um die Brennbarkeit von Kunststoffen herabzusetzen Flammschutzmitteln, in Anstrichmittel ist bekannt, und damit ihre Anwendungsmöglichkeiten zu erwei- Demgegenüber wird ernndungsgemäß die Herstellung tern, hat es sich bewährt, den Kunststoffen organische 20 flammfester, selbstverlöschender Formmassen, Form-Halogen und/oder Phosphor enthaltende Verbindun- teile, Lacke, Filme, Folien und Überzüge beanspruch;., gen, wie beispielsweise Chlorparaffine, Tetrabrom- die in der Hauptmenge oder vollständig aus an sich äthan, Polychlordiphenyl, Pentabromdiphenyläther, brennbaren Kunststoffen bestehen. Es sind hier also Tris-ii-chloräthyty-phosphatoderTris-^.S-dibrompro- unter der Bezeichnung »Lacke« reine Kunststoffpyl)-phosphat, als Flammschutzkomponente zuzu- 25 beschichtungen oder -überzüge, nicht Lacke im setzen. Soweit diese Flammschutzkomponenten nieder- anstrichtechnischen Sinn zu verstehen. Durch die in molekular sind und den Kunststoffen, beispielsweise einem Anstrichmittel enthaltenen Lösungsmittel und bei deren Verformung zu einem Formteil, nur mecha- Weichmacher würde in den meisten Fällen eine dernisch zugemischt werden, haben diese Flammschutz- artige Minderung der Festigkeit der Kapseln eintreten, komponenten den Nachteil, nach einiger Zeit aus dem 30 daß ein sicherer Einschluß der Flammschutzmittel in Kunststoff zu migrieren. Dadurch sinkt der Gehalt an den Mikrokapseln nicht gewährleistet wäre.
    Flammschutzkomponenten in dem Kunststoff bzw. in Schließlich beschreibt die USA.-Patentschrift dem Formteil, und diese werden wieder brennbar. 3 317 433 ein Verfahren, solche Feuerlöschmittel ent-Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Kunst- haltende Mikrokapseln zu Kunststoff-Formmassen Stoffbildungsgemischen einbaufähige organische Ha- 35 zuzusetzen. Bei der Verarbeitungstemperatur des logen- und/oder Phosphorverbindungen so zuzusetzen, Kunststoffs werden dann die Kapseln gesprengt, und daß diese in die Makromoleküle des Kunststoffs ein- das Feuerlöschmittel bildet Hohlräume in dem Kunstgebaut werden. Hierzu können beispielsweise Tetra- stoffmaterial, aus denen es im Brandfall freigesetzt brombisphenole, Hexachlor-endomethylen-tetrahydro- wird. Da diese Feuerlöschmittel jedoch leicht flüchtig phthalsäureanhydrid (HET-Säureanhydrid), Tetra- 40 sind, besteht die Gefahr, daß sie im Lauf der Zeit aus bromphthalsäureanhydrid sowie freie Hydroxylgrup- dem Kunststoff ausdiffundieren und daher im Brandpen enthaltende Phosphate oder Phosphonate einge- fall keine Feuerlöschwirkung mehr eintritt,
    setzt werden. Durch den Zusatz dieser Verbindungen Demgegenüber enthalten die erfindungsgemäß zu wird jedoch die Rezeptur und in den meisten Fällen verwendenden Mikrokapseln Verbindungen mit so auch das Verfahren zur Herstellung der Kunststoffe 45 geringem Dampfdruck, daß bei den Verarbeitungsverändert, was zu technischen Schwierigkeiten bei der temperaturen die Kapseln nicht gesprengt werden. Die Herstellung und zu Veränderungen der mechanischen Flammschutzmittel sind in dieser Form auch nach Eigenschaften der Kunststoffe führt. Viele organische langer Zeit in dem Kunststoff unvermindert enthalten Phosphorverbindungen haben beispielsweise eine und können im Brandfall wirksam werden. Im Gegenweichmachende Wirkung auf die Kunststoffe, während 5° satz zu den Feuerlöschmitteln, die durch Wärmeentzug der Austausch von Phthalsäureanhydrid gegen HET- und Sauerstoffverdrängung die Flammen zu ersticken Säureanhydrid bei der Herstellung flammfester, unge- versuchen, greifen die erfindungsgemäß zur Anwensättigter Polyesterharze zu einer Versprödung der dung kommenden Flammschutzmittel direkt in den Harze führt. Außerdem müssen bei der Herstellung Oxidationsvorgang ein und bringen die Kettenreaktion solcher flammfester Kunststoffe oftmals andere Kata- 55 zum Abbruch.
    lysatoren, Initiatoren, Beschleuniger oder Stabilisa- Zur Herstellung der erfindungsgemäß zu verwen-
    toren eingesetzt werden, um unerwünschte Neben- denden Mikrokapseln kann beispielsweise das in der
    reaktionen zu vermeiden. USA.-Patentschrift 3 159 585 beschriebene Verfahren
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