DE2139395C2 - Flammwidrige Formkörper aus linearen fadenbilden Polyäthylenterephthalaten - Google Patents

Flammwidrige Formkörper aus linearen fadenbilden Polyäthylenterephthalaten

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DE2139395C2
DE2139395C2 DE19712139395 DE2139395A DE2139395C2 DE 2139395 C2 DE2139395 C2 DE 2139395C2 DE 19712139395 DE19712139395 DE 19712139395 DE 2139395 A DE2139395 A DE 2139395A DE 2139395 C2 DE2139395 C2 DE 2139395C2
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polyethylene terephthalates
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Hans-Georg Dr. 6700 Ludwigshafen Matthies
Heinz Dr. 6703 Limburgerhof Pohlemann
Rolf Dr. 6900 Heidelberg Wurmb
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/02Halogenated hydrocarbons
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Description

beträgt
2. Flammwidrige Formkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie als bromiertes Diphenyl Hexabromdiphenyl enthalten.
Die Erfindung betrifft flammwidrige Formkörper aus linearen Polyestern auf Basis Terephthalsäure und Äthylenglykol.
Über die Flammfestausrüstung von linearen Polyestern auf Basis Terephthalsäure und Äthylenglykol ist bis jetzt wenig bekanntgeworden. Praktisch alle bekannten Flammschutzmittel, insbesondere solche für ungesättigte Polyester, wie z. B. Dibromneopentylglykol, Tetrabrom- oder Tetrachlorphthalsäureanhydrid scheiden wegen mangelnder thermischer Stabilität zur Flammfestausrüstung dieser Polyester aus, da Verarbeitungstemperaturen von 270 bis 3000C angewandt werden müssen. Außerdem ist es von Nachteil für die Polymeren, wenn halogenhaltige Substanzen in die Polymerkette eingebaut werden.
Es wurden zwar schon verschiedentlich halogenierte aromatische Verbindungen, insbesondere bromierte Di- und folyphenyle zur Flammfestausrüstung von thermoplastischen Polymeren beschrieben, so z. B. für Polyäthylen in den französischen Patentschriften 13 71 629 und 13 82 536. Auch Phosphorderivate, wie z.B. Phosphinoxide, sind schon zur Flammfestausrüstung von Polymeren, wie z. B. aus den deutschen Auslegeschriften 10 40 549 und 10 64 511 bekannt.
Aus der J P-Patentpublikation 23 030/70 sind flammfeste Polyestermassen auf Basis von Polyäthylenterephthalat, die kernhalogenierte Triphenylphosphinoxide in Mengen ab 3% als Flammschutzmittel enthalten, bekannt. Kernhalogenierte Triphenylphosphinoxide sind jedoch relativ schwer zugänglich und haben deshalb in der Technik bislang keine Bedeutung erlangt. Darüber hinaus liegt das Verhältnis von Halogenverbindung zu Phosphinoxid fest und läßt sich nicht auf einfache Weise abändern.
Es hat sich allerdings gezeigt, daß zum Beispiel Hexabromdiphenyl für sich allein auch in Mengen von 10 Gewichtsprozent in linearen Polyestern keinen ausreichenden Flammschutz ergibt, und auch Triphenylphosphinoxid allein zeigt in Mengen von 6 Gewichtsprozent keine flammhemmende Wirkung, wie aus den nachfolgenden Beispielen zu entnehmen ist. Auch gibt z. B. eine Kombination aus chlorierten Diphenylen und Triphenylphosphinoxid keinen ausreichenden Flammschutz.
Die im Rahmen der vorliegenden Erfindung zu lösende Aufgabe bestand nun darin, Flammschutzmittel für lineare Polyester auf Basis Terephthalsäure und Äthylenglykol zu finden, die die eingangs geschilderten Nachteile nicht aufweisen.
Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß durch einen Zusatz von n = 4 bis 8 Gew.-°/o (bezogen auf das Polymere) bromierter Diphenyle, insbesondere Hexabromdiphenyl, und m Gew.-% Triphenylphosphinoxid gelöst, mit der Maßgabe, daß π + m=9 bis 12 beträgt.
Nur die erfindungsgemäße Kombination aus bromierten Diphenylen, vorzugsweise Hexabromdiphenyl, und Triphenylphosphinoxid ergibt in relativ niedrigen Konzentrationen die gewünschten flammwiderigen Eigenschaften. Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, daß durch den synergistischen Effekt der beiden Komponenten der Gehalt an Flammschutzmittel relativ niedrig gehalten werden kann.
Als lineare Polyester für die Formkörper gemäß der Erfindung kommen vorwiegend solche in Betracht, die zum überwiegenden Teil aus Terephthalsäure und
κι Äthylenglykol aufgebaut sind. Darüber hinaus können aber bis zu 15Mol.-% der Terephthalsäure durch geeignete andere aromatische oder aliphatische Dicarbonsäuren wie beispielsweise Isophthalsäure, Diphenyl suIfon-4,4'-dicarbonsäure, Adipinsäure oder Azelainsäu
i"> re oder bis zu 15 Mol.-% des Äthylenglykols durcli andere geeignete Diole wie z. B. Butandiol-1,4, Neopen· tylglykol, Hexandiol-1,6,4,4'-Dihydroxydiphenylsulfor oder 4,4'-DihydroxyäthyIdiphenylsulfon substituieri sein. Außerdem können die Polyester Pigmente Stabilisatoren, Antistatika und ähnliche Zusätze enthal ten, ohne daß die Wirksamkeit der erfindungsgemäE enthaltenen Flammschutzmittel beeinträchtigt wird.
Die Herstellung der flammwidrigen Polyester kanr auf verschiedene Art und Weise erfolgen.
■»> So kann z. B. das Flammschutzmittel nach dei Polykondensationsreaktion durch geeignete Vorrich tungen in die Schmelze eingebracht werden, wobei ei keine Rolle spielt, ob das Polykondensationsverfahrer kontinuierlich oder diskontinuierlich abläuft. Es kanr
)(i aber auch in einem der Polykondensation nachgeschal teten Konfektionierungsschritt das Flammschutzmitte auf geeigneten Extrudern in den Polyester eingearbeite werden. Die Wirkung der Flammschutzmittel wire dadurch nicht beeinträchtigt.
ν» Die Verarbeitung det modifizierten Polyester zi Fäden und Fasern erfolgt durch normale Verspinnunj aus der Schmelze mit einem nachfolgenden Streckpro zeß. Sie können aber auch zu einem anderei Formkörper, z. B. zu Folien oder ähnlichem verarbeite
Wi werden.
Das Brennverhalten von Wirkstücken, die aus Rasen der erfindungsgemäß modifizierten Polyester hergc stellt wurden, wurde auf dem sogenannten Bogenteste (Normentwurf DIN 54 331) oder im »Senkrechttest'
*'· nach DIN 53 906 gemessen. Die Beispiele der Tabelle belegen die Wirksamkeit der erfindungsgemäöei Kombination.
Tabelle I
Brandverhalten von Polyäthylenterephlhalat mit verschiedenen Flammschutzmitteln. Titer 150 Γ40, Wirkstücke mit 5%iger Wasserglaslösung imprägniert.
Zusatz
Standard, ohne Zusatz
10% Hexabrombiphenyl
6% Triphenylphosphinoxid
5% Hexabrombiphenyl
3 % Triphenylphosphinoxid
5% Hexabrombiphenyl
4% Triphenylphosphinoxid
6% Hexabrombiphenyl
3 % Triphenylphosphinoxid
10% Polyphenyl, das 65 Gewichtsprozente Chlor enthält
4% Triphenylphosphinoxid
< Bogengrad auf dem
Bogentester
< Bogengrad aul" dem
Bogentester, Baumwoll-
batisl untergelegt
Brennzei! (see) im
Senkrechttest nach
DIN 53 906
0
90° 180° 159 0
35° 180° 104
80° 180° -
15° 145° -
15° 90° -
15° 90°
25° 180°
Die folgenden Beispiele sollen die Wirkungsweise der erfindungsgemäß verwendeten Flammschutzmittel erläutern.
Beispiel 1
Herstellung der Polyester durch Polykondensation
1000 Teile Dimethylterephthalat
735 Teile
0,150 Teile
Äthylenglykol
Zn-Acetat
werden in einem mit einer Kolonne versehenen Apparatur einer Umesterung unterworfen, Temperatur bis 2300C, bis die theoretische Menge Methanol abdestilliert ist (400 Teile).
Nach Zugabe von 0,40 Teilen Antimontriacetat wird die Temperatur langsam auf 245°C erhöht und weiter überschüssiges Äthylenglykol abdestilliert. Dann wird der Ansatz in einen Kondensationsautoklaven überführt und langsam Vakuum angelegt, wobei die Innentemperatur unter Rühren langsam auf 275°C erhöht wird. Bei einem Druck von 0,2 bis 03 mm/Hg wird noch 2 Stunden nachkondensiert.
Dann wird das Vakuum gebrochen, die in der Tabelle 1 angegebenen Mengen Flammschutzmittel zugegeben, 5 Minuten ohne Vakuum, 10 Minuten unter erneutem Anlegen von Vakuum gerührt, das Vakuum erneut mit Stickstoff gebrochen und das Polymerisat mit Stickstoffdruck ausgepreßt. Anschließend wurde bei 290°C Schmelztemperatur versponnen und zu Fäden vom Titer 150 f 40 verstreckt. Die Flammprüfung wurde an Wirkstücken vorgenommen; um ein Abtropfen des Polyesters beim Brennen zu unterdrücken, wurden die Wirkstücke mit einer 5%igen Wasserglaslösung imprägniert.
Das Brennverhalten wurde auf dem sogenannten Bogentester (Normenentwurf DIN 54 331) oder im Senkrechttest nach DIN 53 906 gemessen. Um das Brennverhalten auf dem Bogentester noch besser differenzieren zu können, wurde in einer Meßreihe ein Baumwollbatistsireifen (Flächengewicht 82 g/m2) untergelegt. Die Meßergebnisse sind in der Tabelle 1 zusammengefaßt.
Beispiel 2
Herstellung der Polyester durch Konfektionierung
Auf einem Zweiwellenextruder wurde bei einer Schmelzetemperatur von 290°C ein Polyester, bei dem 5 Mol.-% der Terephthalsäure durch Adipinsäure ersetzt sind, unter Zusatz von 6 Gewichtsprozenten Hexabrombiphenyl und 5 Gewichtsprozenten Triphenylphosphinoxid konfektioniert. Das erhaltene Granulat wurde über die Schmelze versponnen und zu Fäden von Tit er 165 f 35 verstreckt. Aus diesen Fäden wurden Wirkstücke hergestellt und wie im Beispiel 1 beschrieben geprüft. Es brannte auf dem Bogentester bis zu einem Bogenwinkel von 15°, die Brennzeit nach DlN 53 906 betrug 0 Sekunden.

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Flammwidrige Formkörper aus linearen fadenbildenden Polyäthylenterephthalaten und einem Zusatz eines Flammschutzmittels, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Flammschutzzusatz n=4 bis 8 Gew.-% bromierte Diphenyle und m Gew.-% Triphenylphosphinoxid mit der Maßgabe enthalten, daß
n+m=9b\s 12
DE19712139395 1971-08-06 1971-08-06 Flammwidrige Formkörper aus linearen fadenbilden Polyäthylenterephthalaten Expired DE2139395C2 (de)

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Publication Number Publication Date
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