DE2137271B2 - Flammhemmender zusatz in kunststoffen - Google Patents

Description

^e^^rGemische nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, da" man dem Gem.sch ^f^tt^S

-nden^ann

%^nttde^Snsche nach deu An-,prücheni und 2. dadurch gekennzeichnet daß in dem Gem,sch organische Perox.de zusetzt.

uns« ^ _auch ^„plaste oder Ge-

_hieraus. venvendet werden.
^ haben sich Epoxydharze bewahrt.

Thermoplaste Homo- und,-oder Coolefinen und/oder Polyamiden ^er-

_polyolenWPolyäthvlen. Dabei - oder Hochdruckpolyäthylen

Gemisch ein festes Treibmittel zu Bewie beispielsweise

*5

30 ^s

Die Erfindung betrifft schwerentflammbaie und flammhemmende, bei Flammenemwirkung men' tropfende, aufschäumfähige oder n.chtaufschaumfähiee Kunststoffe oder Kunststoffm.schungen mit Zusatz glimmerartiger Stoffe.

Bei derartigen schwerentflammbaren und flammhemmenden Kunststoffen ist es erforderlich, daß oei Flammeneinw,rkung die Bindemittel nicht sofort zerfallen, wodurch die isolierende Wirkung zerstört wird und die Rammen sich ausbreiten. .

Es ist bekannt, zur Erfüllung d.eser Erfordern.sse, Bindemittel mit einem natürlichen Glimmerstoff, z.B Vermiculit, zu vermischen, wöbe, die Schuppen oder Lamellen des natürlichen Glimmprstoffes vor dem Mi,rhen mit dom Bindemittel, z. B. durch Auswalzen, eestreckt werden. .

" Als Bindemittel können beirp.elswe.se ein kopolv^ merer Latex von Butadien-Styrol PolyvinylcWond oder Polyesterharz mit einem mit dem Harz vertragliehen Katalysator χ erwendet werden (deutsche Auslegeschrif 11 054 003). Durch dieses Verfahren werden feuerhemmende und zugleich schall- und warmeisoliere-dc Stoffe hergestellt die als Anstrich, \erkleidung oder Belag auf Materialien aller Art aber auch als Füllstoffe, beispielsweise bei der Hers^llung

wärmeisolierender Platten oder Preßholz, venvendet werden können.

Zur Herstellung des flammhemmenden,Stoff« muß jedoch der Glimmerstoff zunachst nut Wasser oder einem organischen Lösungsmittel benetzt und nach einer Absorptionszeit von 2 bis a Stunden mcchanisch gestreckt, d.h. ausgewalzt werden. Er^ dann wird der so behandelte Glimmer mit einem entsprechenden Bindemittel, z. B einem La. aus Butadien-Styrol-Copolymerisat oder mit in Losungsmitteln löslichen Harzen, vermengt. Das Verfahren ist somit umständlich. Es scheint insbesondere fur wass.rvertragendeoderinorganischenLösungsmittehj

lösliche Kunststoffe geeignet zu sein, weniger zur Herstellung flammhemmend^ Massen aus bejpiel weise Polyolefinen oder Polyamiden, Kunststoffe, die sich durch hohes Molekulargewicht und durch weitsind

^ _{Uch Vjr}.

b ^^ _{organische Per0Xlde} am

f™ " _sind.

^ _von Peroxiden ermöghcht ferner e,n.

von thermoplastischen. Pulvern ohne f _nach der elektrostatischen Puhcr-

_(EPS._Verfahren).

^^_ffe ^₆₁ Kunststoffmischungen konnca Kunst« ^ _{Streckmittel sowie} p.gmer,;.,;

VSStoffe enthalten. Ein Zusatz von Ζ.ηκοΛ.! ^ Farbston ^ ^^ _den „^

_ef_al ^e _flamm. oder feuerhemmend bekanr. .e andere ζξ ° . j _{ise Anti}montriox.d beigegeben itone, wie ι γ
werden. ^ _{Erfindung venV}endet man bevor-

, chlorhaltiges Polymer Polyvinylchlorid. ^zug£^IS _cw_orierte Polymer ist bevorzugt chlor.ertcs D^a^^^e _{Auch k}Ln Jas chlorierte Polymer au.

^P™P^^e _r ⁿ _kautschuk bestehen,
einem cniork

sp

lUUU

g eines handelsüblichen Hochdruckpol·.-"(Dichte 0,916 g/cm³) in Pulverform mit der 300 um werden zunachst in einem Flügelmischer (»Diosna-Mischer-<) trocken mit 200 2 Polyvinylchlorid (K-Wert 55) 2 Minuten iang bei 1650 Upm vorgemischt. Dann werden bei einer reduzierten Drehzahl von 900 Upm 70 g Azodicarbonamid, 8 g Zinkoxid, 30 g Antimontri- ~' ' ^.-Butylperoxid und 80 g nicht ex,-'' in Pulverform zugesetzt. Diese re 4 Minuten lang bei einer uni-oiii von 900 Upm innigst vermischt. ^^ Pulvergemisch hat ein völlig homogenes Aussehen, ist trocken und freifließend.

Mit einem Teil des so hergestellten Pulvergemisches wird eine Schaumstoff-Platte derart hergestellt, daß man auf ein planes mit Silikonöl imprägniertes Aluminiumblech eine 2,5 mm starke gleichmäßige Pulverschüttung legt und diese mit einem zweiten AIuminiumblech abdeckt, das ganze 20 Minuten lang bei 190⁰C mittels eines handelsüblichen Infrarotstrahlers zwecks Einschmelzen, Verschäumen und Vernetzen des Kunststoffs erhitzt. Nach Abkühlen bis

auf Raumtemperatur erhält man eine v'öWis. alane, gleichmäßig starke Polyäthylen-Schaumschicht mit einer Stärke von 22 mm.

Dieser Polyäthylen-Schaum läßt sich sehr schwer mittels einer Gasflamme in Brand stecken, brennt aber nicht selbständig weiter außerhalb der Gasflamme und selbst nach längerer Erhitzung in der Gasflamme bilden sich keine Tropfen.

Bei Weglassen des Vermiculits läßt sich der Schaumstoff in der Gasflamme anzünden und brennt außerhalb der Gasflamme träge weiter. Beim Abbrennen schmilzt der Kunststoff und die Tropfen fallen brennend herunter.

Beispiel 2

1000 g eines handelsüblichen Epoxid-Harzpulvers für elektrostatische Pulverbeschichtung, welches 5 f ·. wichtsprozcr ι Titandioxid. 0.5 Gewichtsprozent Phthalocyaminblaupigment sowie 6 Gewichtsprozent Kaolin und Pyrogen gewonnenes Siliziumdioxid als Füllstoffe enthält, werden in einem schnellaufenden Flügelmischer 6 Minuten lan: bei 1700 l^Tpm mit 50 g Polyvinylchlorid, 5 g Antimontrioxid." 300 g rieht expandiertem pulverförmigem Vermiculit sowie 50 g Epoxidharz in Xylol gelöst, im Dry-blend-Verfahren gut durchgemischt. Das so erhaltene Pulvergemisch ist völlig trocken, homoger aussehend und rieselfähig.

Mittels einer handelsüblichen elektrostatischen Pulverspritzanlage wird das hergestellte Pulvergemisch auf sorgfältig entfettete up/¹ gereinigte Stahlbleche aufgebracht. Anschließend werden die mit Pulver beschichteten Bleche bei 180 "C 12 Minuten lang erhitzt. Nach Abkühlen der Bleche auf Raumtemperatur stellt man fest, daß sie mit einem festhaftenden, dekorativen Überzug von hohem Korrosionsschutzwert. versehen sind.

Zwecks Prüfung des Brandverhaltens der Beschichtung werden etwa 3 cm breite Blechstreifen aus den beschichteten Blechen herausgeschnitten und in einer Gasflamme gehalten. Es tritt hierbei eine Verkohlung und Aufblähung der Beschichtung ein, aber sie brennt im Gegensatz zu einer handelsüblichen Epoxidharzbeschichtung nicht.

Beispiel 3

Ein handelsübliches Niederdruckpolyäthylen (Dichte 0,945 g'cm³) in Pulverform wird in einem schnelllaufenden Flügelmischer mit 18 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid, 3 Gewichtsprozent Chlorparaffin, 15 Gewichtsprozent nicht expandiertes pulverförmiges Vermiculit, 2 Gewichtsprozent Antimontrioxid bei 1500 Upm 4 Minuten lang gut gemischt. Dieses »Premix« wird anschließend auf einen Einschncckcn-Extruder (L =12,5 D) bei einer Extruderaustrittstemperatur von 150^r C zu Stranggranulat verarbeitet.

Versucht man nun dieses Granulat in einer Gasflamme zu verbrennen, stellt man fest, daß das Produkt sehr träge in der Flamme brennt, außerhalb der Flamme aber nicht weiterbrennt, und das Produkt bildet keine Tropfen. Untersucht man dagegen ein handelsübliches mit organischen Halogenverbindungen flammhemmend eingestelltes Niederdruck-tOlyäthylen in der gleichen Weise auf Brandverhalten, stellt man fest, daß dieses Produkt sowohl in als auch ίο außerhalb der Gasflamme weiterbrermt und daß das Produkt schmilzt und brennende Tropfen herunterfallen.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Kunststoffe oder Kunst-Stoffmischungen nicht nur schwerentflammbar und flammhemmend sind, sondern daß sie bei Flammeneinwirkung nicht tropfen. Die bekannten schwerentflammbaren und flammhemmenden Kunststoffe haben den Nachteil, daß sie bei direkter Flammeneinwirkur.5, offenbar durch Bildung schmelzflüssiger Stoffe. Tropfen bilden, die beim Abtropfen weitere Schaden hervorrufen können. Während bisher glimmerartige Stoffe als Füllstoffe zu Kunststoffen zugesetzt wurden und ihr Wert als 'lammwidriges Additiv nur durch eine spezielle, umständliche Behandlung erhöht werden kann, erhält der vorgeschlagene erfindungsgemäße Kunststoff seine überraschenden Eigenschaften durch die Verwendung von nichtexpandierten Glimmerstoffen, insbesondere nichtexpandiertem Vermiculit. Dieser nichtexpandierte Vermiculit ist. weil er keine Nachbehandlung erfordert, sehr wohlfeil. Außerdem sind im Gegensatz zu bekannten flammhemmenden Massen, nur geringe Mengen, beispielsweise zwischen 5 und 20 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmenge des Kunststoffs, erforderlich. Diese relativ geringen Zusatzmengen sind vorteilhaft, weil dadurch die charakteristischen Eigenschaften der Kunststoffe nur wenig geändert werden. Auch die Dichte wird kaum erhöht.

Obwohl im Prinzip alle Kunststoffe durch den erfindungsgemäßen Zusatz von nichtexpandiertem Vermiculit zuverlässig schwer entflammbar und gleichzeitig flammhemmend eingestellt werden Können, haben sich insbesondere Polyolefine oder Polyamide am geeignetsten erwiesen. Von Vorteil ist dabei, daß kein Wasser oder organisches Lösungsmittel bei der Herstellung der Rezepturen erforderlich sind, wo~ d-irch sich Quellungseffekte vermeiden lassen, abgesehen davon, daß hochmolekulare Polyolefine durch Wasser ohnehin nur schwer /.u benetzen sind. Die Mischungen lassen sich auch als Überzugsmaterial oder Belag für hitzeempfindliche Materialien verwenden, wobei die nichttropfenden Eigenschaften im Brandfalle sich besonders günstig auswirken, weil das zu schützende Gut nicht durch heiße, schmelzflüssige Teilchen angegriffen werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche:

   1 Verwende von nicht expandiertem Vermfculit in Mengen zwischen 2 und 50 GeW₁ChB-prozent der Gesamtmenge in Verbindung mi chlorhaltigen Polymeren in Mengen zwiscnen und 50 Gewichtsprozent der Gesamtmenge als flammhemmender Zusatz in Kunststoffen oder

   i.

   ■ hwhaltioen Polymeren in Mengen bindung mit chlo»^ >_{ozent der} Gesamt-

   " sfl ahmender Zusatz in Kunststoffen