DE2130793A1 - Verfahren zur herstellung von modifiziertem, zur flammfestausruestung von kunststoffen geeignetem ammoniumpolyphosphat - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von modifiziertem, zur Flammfestausrüstung von Kunststoffen geeignetem Ammoniumpolyphosphat Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von modifiziertem, zur Flammfestausrüstung von Kunststoffen geeignetem Ammoniumpolyphosphatw Die bisher auf Phosphatbasis bekannten, eine Flammhemmung bewirkenden Substanzen, wie Mono- und Diammoniumorthophosphate, Ammoniumpolyphosphat sind als flammhemmende Zusätze zu Kunststoff, wie Thermoplasten und Duroplasten nicht geeignet, da diese Substanzen bei den Verarbeitungstemperaturen der Kunststoffe nicht mehr stabil genug sind. Außerdem wird durch die Kunststoffmassen selbst die Zersetzungstemperatur der Ammoniumphosphate erniedrigt, so daß es zu einer Reaktion mit dem Polymeren kommt, was wiederum zu Depolymerisationen und einem Verschäumen der Plaste führt.
• Dieses Verhalten der Axnmoniumpolyphosphate führt zum Verlust der flammwidrigen Eigenschaften sowie der charakteristischen Merkmale der Kunststoffe und bringt unerwünschte Verfärbungen mit sich.
• Bisher sind für diesen Zweck fast ausschließlich halogenhaltige Produkte eingesetzt worden, die jedoch deh Nachteil aufweisen, daß dabei sogenannte Sekundärschäden im Falle eines Brandes durch die Bildung von Halogenwasserstoffen auftreten.
• Es wurde nun überraschenderweise gefunden, daß sich die geschilderten Nachteile vermeiden lassen und daß man ein bei den Verarbeitungstemperaturen der Kunststoffe stabiles Ammoniumpolyphosphat mit ausgezeichneten flammhemmenden Eigenschaften erhält, wenn man höhermolekulares Ammoniumpolyphosphat unter Zusatz von Aluminiumoxyd und ggf. weiteren Metalloxiden und/oder Sulfiden der zweiten, dritten, vierten Haupt- und Nebengruppe sowie der fünften und sechsten Nebengruppe des periodischen Systems in Mengen von 1,0 bis 10%, vorzugsweise 2 bis 3%, einer thermischen Behandlung im geschlossenen Raum bei 180 bis 45O0C, vorzugsweise 3000 unterzieht.
• Als weiterer Zusatz zu dem Aluminiumoxid sind besonders die Oxide von Wolfram, Zinn, Titan, Zirkon sowie die Sulfide von Calcium und Barium geeignet. Diese Substanzen können allein oder in Mischung untereinander dem aluminiumoxidhaltigen Ammonpolyphosphat vor bzw. nach der thermischen Behandlung zugesetzt werden. Im allgemeinen können die gleichen Mengen wie an Aluminiumoxid zugesetzt werden.
• Die Zugabe von Aluminiumoxid allein macht neben einem guten flammhemmenden Effekt die Einarbeitung bei den Verarbeitungstemperaturen der Kunststoffe ohne jede Schwierigkeit möglich. So ergaben Untersuchungen an Kunststoffmassen, die aus glasfaserverstärktem Polyamid bestanden und einen Zusatz des erfindungsgemäßen allein mit Aluminiumoxid behandelten Produktes enthielten, daß diese Kunststoffmassen die Bedingungen der ASTM-Norm X-D635-63 hinsichtlich der Anforderungen auf Nichtbrennbarkeit (non burning) erfüllen. Darüber hinaus läßt sich durch den Zusatz der~genannten Oxide die Brennstrecke der Prüflinge noch weiter verkürzen.
• Besonders bewährt hat sich bei der Herstellung des modifizierten Ammonpolyphosphats noch der Zusar- einer ammoniakabspaltenden Verbindung, z.B. Harnstoff, wobei bereits Mengen von 0,2 bis 1%, bezogen auf das zu behandelnde Ammonpolyphosphat, Mengen. Durch diesen Zusatz wird während der thermischen Behandlung in dem geschlossenen Raum eine Ammoniakgasatmosphäre geschaffen, die verbessernd auf die gewünschten Eigenschaften des zu behandelnden Produktes wirkt.
• So gelang es, ein Ammonpolyphosphat zu erhalten, dessen Zersetzungstemperatur gegenüber dem unbehandelten Ammonpolyphosphat wesentlich erhöht werden konnte.
• Beispiel 1 In üblicher Weise hergestelltes, pulverförmiges, kettenförmiges Ammonpolyphosphat mit 100 - 500 P-Atomen im Molekül wird mit 3% A1203 und 0,58 Harnstoff versetzt. Dieses Gemisch wird in einem Autoklaven bei etwa 3000C für 10 bis 15 Stunden belassen. Man erhält so ein Produkt, das in einem Temperaturbereich von 260 - 3300C, in dem die Verarbeitungstemperaturen von Polyamiden liegen, stabil ist.
• Beispiel 2 Es wird gemäß Beispiel 1 jedoch mit 48 A1 203 gearbeitet.
• Nachdem der Temperungsvorgang abgeschlossen ist, werden noch 5% W03 zugegeben und in einem üblichen Mischer innerhalb 10 Minuten gut vermischt.
• Beispiel 3 Es wird gemäß Beispiel 1 gearbeitet unter Zusatz von 2% A1203, wobei ein Gemisch von 3% SnO2 und 4% Triol zusammen mit dem A1203 zugegeben wird.
• Beispiel 4 Ein gemäß Beispiel 1 hergestelltes Ammonpolyphosphat wird nachträglich in einem Lödigemischer mit 4% Bariumsulfid vermischt.
• Man erhält auf diese Weise Produkte, die alle den genannten Anforderungen der ASTM-Norm Nr. X-D 635-63 hinsichtlich Nichtbrennbarkeit entsprechen, wobei in allen Fällen die Brennstrecke kleiner als 25 mm ist.

Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von modifiziertem, zur Flaitimfestausrüstung von Kunststoffen geeignetem Ammonpolyphosphat, dadurch gekennzeichnet, daß man höhermolekulares Ammonpolyphosphat unter Zusatz von Aluminiumoxid in Mengen von 1,0 bis 10%, vorzugsweise 2 bis 3%, und gegebenenfalls weiteren Metalloxiden und/oder Sulfiden der 2., 3., 4. Haupt- und Nebengruppe sowie der 5. und 6. Nebengruppe des periodischen Systems in der gleichen Menge einer thermischen Behandlung im geschlossenen Raum bei 180 - 4500C, vorzugsweise 3000C, unterzieht.

2. Ammonpolyphosphat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich Wolframoxid, Zinnoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Calciumsulfid und Bariumsulfid enthält.

3. Ammoniumpolyphosphat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Ammoniak oder ammoniakabspaltende Komponenten in Mengen von 0,2 bis 3%, vorzugsweise 0,5%, bei der thermischen Behandlung zugesetzt werden.

4. Ammoniumpolyphosphat modifiziert durch 1,0 - 10%, vorzugsweise 2 bis 3%, Aluminiumoxid, Wolframoxid, Zinnoxid, Titanoxid, Zirkonoxid, Calciumsulfid und Bariumsulfid.