DE1946954A1 - Selbstverloeschende Polyurethane - Google Patents

Description

DIPL.-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT

5058 Rodenkirchen b. Köln, GrüngürteIstr. IO

12. 9. 1969 Th/ra; CPK 329

Chemische Fabrik Kalk GmbH, Köln-Kalk, Kalker Hauptstr. Selbstverlöschende Polyurethane

Unter dem Sammelbegriff der Polyurethane wird eine Gruppe von Kunststoffen zusammengefaßt, die je nach ihrer chemischen Zusammensetzung die verschiedenartigsten Eigenschaften haben können. So lassen sich als Polyurethane sowohl starre Festkörper als auch harte und weiche Schaumstoffe herstellen, ebenso Elastomere und schließlich Lackrohstoffe.

Dieser große Anwendungsbereich wird eingeschränkt durch die Tatsache, daß die Polyurethane, wie die meisten anderen Kunststoffe, brennbar sind. Daher verbietet sich ihr Einsatz überall dort, wo sie einer Entzündungsgefahr ausgesetzt sind und sie zur Weiterverbreitung eines Jntstehungsbrandes beitragen könnten, wie beispielsweise in Bauten oder in der Elektroindustrie.

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Ee hat daher nicht an Versuchen gefehlt, Polyurethan?· _ä kunststoffe durch Zusätze schwerentflammbar oder selbstverlöschend zu machen. Hierzu werden organische Halogenverbindungen, meist zusammen mit organischen Phosphorverbindungen, eingesetzt. An deren Stelle können auch organische Phosphor-Halogen-Verbindungen angewendet werden. So ist z. B. Tris-chloräthylphosphat oder Trisdibrompropy!phosphat als Flammschutzmittel für Polyurethane erprobt worden.

Abgesehen von der Tatsache, daß diese halogenhaltigen Phosphorsäureester sich leicht hydrolytisch spalten, wodurch sich ihre Wirksamkeit stark verringert, müssen auch beträchtliche Mengen dieser Verbindungen den Polyurethanen zugesetzt werden, damit ein ausreichender * Flammschutz erzielt wird. So sind je nach Art der Verbindung beispielsweise bei Polyurethan-Weichschäumen 10 bis 20Ji an Zusatzstoffen erforderlich, um eine Flammfestigkeit zu erreichen, die den Bedingungen der ASTM-Vorschrift 1692 entspricht.

Es ist andererseits auch schon versucht worden, nur mit halogenhaltigen Zusatzstoffen allein einen Flammschutz bei Polyurethanen zu erreichen. Dabei zeigte sich allerdings, daß von den bisher bekannten, nur Halogen enthaltenden Flammschutzraitteln für eine ausreichende Wirkung Mengen von 20 bis 305ε erforderlich sind. Solche relativ hohen Zusatzmengen wirken sich aber stets verschlechternd auf die physikalischen oder chemischen Eigenschaften des damit flammwidrig eingestellten Kunststoffs aus..

Daher wurde nach neuen Stoffen gesucht, die es gestatten, Kunststoffe,- Insbesondere Polyurethane, mit so geringen Zusatzmengen flammfeat auszurüsten, daß dadurch die

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physikalischen und chemischen Eigenschaften des Kunststoffs nicht merklich beeinflußt werden«

Es wurde eine neue Möglichkeit gefunden, um Polyurethane schwerentflammbar zu machen. Solche selbstverlöschenden Polyurethane zeichnen sich dadurch aus, daß sie als Flammschutzmittel bromierte Chinone, vorzugsweise Tetrabromchinon, enthalten.

Bromierte Chinone, insbesondere Tetrabromchinon, verleihen sowohl verschäumten als auch nicht-verschäumten Polyurethanen bereits in Zusatzmengen von 1 bis 15 Gewichtsprozent, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent, einen ausreichenden Flammschutz. Es ist daher nicht erforderlich, die Wirkung der bromierten Chinone durch den gleichzeitigen Zusatz von Phosphorverbindungen zu unterstützen. Sollte aber, gegebenenfalls aus anderen Gründen, eine Zugabe von Phosphorverbindungen zu dem Kunststoff erwünscht sein, so ist dies ohne Nachteil möglich.

Die Zugabe des Tetrabromchinons zu dem flammfest auszurüstenden Polyurethan erfolgt am zweckmäßigsten derart, daß das Tetrabromchinon dem Polymeren-Bildungsgemisch zugesetzt-wird. Dazu wird das in Form feiner Blättchen vorliegende Tetrabromchinon in einer der beiden Reaktionskomponenten zur Polyurethanbildung suspendiert. Es ist dabei vorteilhaft, die Suspension in Jener der beiden Komponenten vorzunehmen, die die geringere Viskosität besitzt. So kann beispielsweise bei der Polyaddition von Diisocyanat und Polyätheralkohol durch Suspension des Tetrabromchinons in dem hierfür verwendeten Polyätheralkohol ein selbstverlöschendes festes oder geschäumtes Polyurethan hergestellt werden, in dem das Flammschutzmittel völlig gleichmäßig verteilt ist.

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Beispiel 1

a) !fach der Erfindung ■

Zu einer Mischung aus Diisocyanate)! und PoIyStheralkoholen werden 7 Gewichtsprozent Tetrabromchlnon gegeben und nach den an sich bekannten Verfahren zu Polyuretfran-Eartschaum verschSumt. Aus diesem HartschauiB werden Probestücke geschnitten und diese auf Flamnifesfcigkeife nach ASTM 1$92 geprüft. Es stellt sich dabei heraus, daß die geprüften 7 Proben Verlöschungszelteit zwischen 5 und 12 Sekunden haben.

b) ¥ergletetisverstxch

Wird dem gleichen Ansatz an Stelle von Tetrabromchinon beispielsweise Pentabromdiphenylather als Flamm-Schutzmittel zugesetzt, so sind Zusatzmengen von über 20 Gewichtsprozent erforderlich, um die gleichen Verlöseiiungszeiten zu erreichen.

Beispiel 2

Zu einer Änsatzmischung zur Herstellung von Polyurethan-Hartschaum werden Tetrabromchlnon und TrIs-(dipropyl englycol)-phospiilt in solchen Mengen zugegeben, daß das verßchSunite Endprodukt 2 Gewichtsprozent Phosphor und Gewichtsprozent Brom enthält. Die Verlöschungszeiten von 7 Proben liegen zwischen 1 und 6 Sekunden.

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Claims (2)

Patent ans prüehe

1. Se lbs"tv er löschende Polyure thane, dadurch gekennzeichnet _t daß sie als Flammschutzmittel bromierte Chinone, vorzugsweise Tetrabromt enthalten.

2. Selbstverlöschende Polyurethane _r nach Anspruch 1, gekennzelehnet i durch einen Gehalt an bromierten Chinonen von 1 bis 15 Gewichts--

Prozent, vorzugsweise 5 bis 10 Gewichtsprozent. _r _■■■--.

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