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Selbstverlöschende Formteile aus Formmassen von hoher Thermostabilität
auf der Basis von butadienmodifiziertem Styrolpolymerisat Polystyrolhaltige Kunststoffe,
vor allem Copolymerisate mit Butadien, finden in der Technik, insbesondere in der
Bau-, Möbel- und Elektroindustrie, vielfältige Anwendung.
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Allerdings ist es ftir viele Anwendungszwecke erforderlich, daß die
aus solchen Kunststoffen gefertigten Formteile selbstverlöschend sind. Dieser Zustand
ist erreicht, wenn die Formteile in einer Fremdflamme zwar noch brennen, aber innerhalb
weniger Sekunden selbsttätig verlöschen, wenn die Fremdflamie entfernt wird. Ein
solches Verhalten des Kunststoffi lirflt sich durch Zugabe organischer fIalogenverbindungen,
insbesondere von organischen Bromverbindungen, erreichen.
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Eine auf diese Weise erzielte Flammfestigkeit der butadienmodifizierten
Styrolpolymerisate bringt jedoch andere Nachteile mit sich. Wenn sich butadienmodifizierte
Styrolpolymerlsate allein bei der formgebenden Verarbeitung unerheblich verfärben,
so macht sich diese verringerte Thermostabilität bei mit Halogenverbindungen flammfest
gemachten Polystyrolen und Styrol-Butadien-Copolymerisaten in erheblich stärkerem
Umfang nachteilig bemerkbar. Je nachdem, ob das Halogen in dem verwendeten Flammschutzmittel
in aliphatischer, cycloaliphatischer oder aromatischer Bindung vorliegt, treten
bereits bei niedrigeren, sicher aber bei höheren Verarbeitungstemperaturen Zersetzungen
auf, die zu starken Verfärbungen der Formteile und oft auch zu Korrosion an den
Verarbeitungswerkzeugen führen.
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Daher wurde nach einer selbstverlöschenden Formmasse aus butadienmodifiziertem
Polystyrol gesucht, bei der die Thermostabilität bei den üblicherweise auftretenden
Verarbeitungstemperaturen praktisch nicht verringert ist.
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Es wurden selbstverlöschende Formteile aus Formmassen von hoher Thermostabilität
auf der Basis von butadienmodifiziertem Styrolpolymerisat, die als Flammschutzmittel
einen bromhaltigen, aromatisch-aliphatischen Ather enthalten, gefunden. Sie zeichnen
sich dadurch aus, daß die Formmasse zusätzlich Antimontrioxid in einer Menge von
0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, enthält.
Es wurde nämlich festgestellt, daß ein butadienhaltiges Polystyrol, das durch Zusatz
eines bromhaltigen, aromatisch-aliphatischen ethers, wie beispielsweise 2,2-Bis-fi4-(2,)-dibrompropoxy)-),5-dibromphenyl0-propan,
flammfest gemacht wurde, sich schwarz verfärbt, sobald die Formmasse für die Dauer
einer halben Stunde einer Temperatur von 2 « aisgesetzt wird. Wenn jedoch der sonst
gleich zusammengesetzten Formmasse noch eine geringe diene
Antimontrioxid
zugegeben wird, ist die Farbänderung bei der gleichen Temperatureinwirkung nicht
stärker als die Farbänderung, die das butadienhaltige Polystyrol ohne Zusatz der
Flammschutzkomponenten bei einer solchen Wärmebehandlung zeigt.
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Die Herstellung der erfindungsgemäßen selbstverlöschenden Formmasse
kann in der Weise erfolgen, daß zunächst aus dem Copolymerisat von Butadien und
Styrol in bekannter Weise ein Fell hergestellt und in dieses in einem Mischwalzwerk
der bromhaltige, aromatisch-aliphatische Äther sowie das Antimontrioxid eingearbeitet
wird. Als bromhaltiger, aromatisch-aliphatischer Äther können dabei Verbindungen
der allgemeinen Formel:
wobei mindestens 1 R = Brom und die restlichen R kurzkettige Alkylreste mit 1 bis
3 C-Atomen, Wasserstoff oder Chlor sind und R' ein Alkyl-, Alkenyl- oder Halogenalkylrest
ist, oder
wobei mindestens J R = Brom und die restlichen R kurzkettige Alkylreste mit 1 bis
5 C-Atomen, Wasserstoff oder Chlor sind, R' = Alkyl-, Alkenyl- oder Halogenalkylreste
sind und " = Alkylreste oder Wasserstorf sind,
wobei R und R' die gleichen Bedeutungen wie in den vorhergehehden Pormeln haben,
eingesetzt weiten. Von diesen habeii sich als besonders geeignet erwiesen: 2,4,6-Tribromphenyl-(2,3-dibrompopyl)
-äther,
Pentabromphenyl-(2,5-dibrompropyl) -äther, 2,2-Bis-54-(2,5-dibrompropoxy)
-5,5-dibromphenyjl-propan. Nachdem die Mischung homogenisiert worden ist, kann daraus
ein Halbfabrikat, beispielsweise ein Granulat, oder direkt das Fertigprodukt hergestellt
werden.
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Eine andere Möglichkeit für die Herstellung der erfindungsgemäßen
selbstverlöschenden Formmasse besteht darin, das pulverförmige Copolymerisat von
Butadien und Styrol mit dem bromhaltigen, aromatisch-aliphatischen Äther und dem
Antimontrioxid trocken zu vermischen und die Mischung über einen Extruder zu Granulat
oder direkt zu flammfesten Formteilen zu verarbeiten.
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Die aus der erfindungsgemäßen Mischung hergestellten flammfesten Formteile
zeichnen sich außerdem dadurch aus, daß die Kerbschlagzähigkeit gegenüber einem
gleichen Butadien-Styrol-Copolymerisat ohne den Flammschutzmittelzusatz praktisch
nicht verändert ist.
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Folgende Beispiele sollen die Herstellung und die flammwidrige Eigenschaft
der erfindungsgemäßen Formmasse näher erläutern: Beispiel 1 In einem Schaufelmischer
werden 100 Gewichtsteile Butadien-Styrol-Copolymerisat mit 6,o Gewichtsteilen 2,4,6-Tribromphenyli2,3-dibrompropy»-äther
und 1,5 Gewichtsteilen Antimontrioxid zusammengegeben und bei Raumtemperatur homogen
vermischt. Anschließend wird das Gemisch in einen Extruder gegeben, der daraus einen
Strang mit einem Querschnitt von 12,5 x 12,5 mm preßt. Dieser Strang wird in Prüfstäbe
von 125 mm Länge zerschnitten, die dem Brandtest nach ASTM 655 unterworfen werden.
Die in mehreren Versuchen gemessenen Selbstverlöschungszeiten liegen alle unter
5 Sekunden.
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An einem anderen Prüfkörper aus dieser Formmasse wurde die Kerbschlagzähigkeit
nach DIN 55 453 zu 4,9 kg.cm/cm2 bestimmt. Die Kerbschlagzähigkeit des Butadien-Styrol-Copolymerisates
ohne Flammschutzmittel betrug 5,0 kg.cm/cm². Ein weiterer Prüfkörper, der 10 Minuten
lang auf eine Temperatur von 2400 C erhitzt worden ist, zeigt praktisch keine Farbänderung.
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B e i s p i e 1 2 In einem Schaufelmischer werden 100 Gewichtsteile
Butadien-Styrol-Copolymerisat mit 6,0 Gewichtsteilen 2,2-Bis-9 -(2,)-dibrompropoxy)
-5, 5-dibromphenyl7-propan und 2,0 Gewichtsteilen Antimontrioxid zusammengegeben
und bei Raumtemperatur homogen vermischt. Anschließend wird das Gemisch in einen
Extruder gegeben, der daraus einen Strang mit einem Querschnitt von 12,5 x 12,5
mm preßt. Dieser Strang wird in Prüfstäbe von 125 mm Länge zerschnitten, die dem
Brandtest nach ASTM 635 unterworfen werden. Die in mehreren Versuchen gemessenen
Selbstverlöschungszeiten liegen alle unter 5 Sekunden.
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An einem anderen Prüfkörper aus dieser Formmasse wurde die Kerbschlagzähigkeit
nach DIN 55 453 zu 5,5 kg.cm/cm2 bestimmt. Die Kerbschlagzähigkeit des Butadien-Styrol-Copolymerisats
ohne Flammschutzmittel betrug 6,0 kg.cm/cm2. Ein weiterer Prüfkörper, der 10 Minuten
lang auf eine Temperatur von 2200 C erhitzt worden ist, zeigt praktisch keine Farbänderung.