DE2150700B2 - Selbstverlöschende Formteile aus Formmassen von hoher Thermostabilltät auf der Basis von butadienmodifiziertem Styrolpolymerlsat - Google Patents

Description

RR

OR'

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wobei mindestens 1 R = Brom und die restlichen R kurzkettige Alkylreste mit 1 bis 3 C-Atomen, Wasserstoff oder Chlor sind, und R' ein Halogenlk l i d

alkylrest ist.	oder	R	R " I	R j-	R
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OR' (II)

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wobei R und R' die gleiche Bedeutung wie in Formel I haben und R" Alkylrest oder Wasserstoff ist, oder

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R R

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OR' (111)

wobei R und R' die gleiche Bedeutung wie in Formel I haben, zusätzlich Antimontrioxid in Mengen von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen, enthalten.

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Polystyrolhaltige Kunststoffe, vor allem Copolyinerisaie mit Butadien, finden in der Technik, insbesondere in der Bau-, Möbel- und Elektroindustrie, vielfältige Anwendung. Allerdings ist es für viele Anivendungszwecke erforderlich, daß die aus solchen Kunststoffen gefertigten Formteile sclbstverlöschend Sind. Dieser Zustand ist erreicht, wenn die Formteile in einer Fremdflamme zwar noch brennen, aber innerhalb weniger Sekunden selbsttätig verlöschen, wenn die Fremdflamme entfernt wird. Ein solches Verhalten des Kunststoffs läßt sich durch Zugabe organischer Halogenverbindungen, insbesondere von organischen Bromverbindungen, erreichen.

Eine auf diese Weise erzielte Flammfestigkeit der buladienmodifizierten Styrolpolymerisate bringt jedoch andere Nachteile mit sich. Wenn sich butadienmodifizierte Styrolpolymerisate allein bei der formgebcndcn Verarbeitung unerheblich verfärben, so macht sich diese verringerte Thermostabilität bei mit Halogenverbindungen flammtest gemachten Polystyrolen und Styrot-Butadien-Copolymerisaten in erheblich stärkcrem Umfang nachteilig bemerkbar. Je nachdem, ob das Halogen in dem verwendeten Flammschutzmittel in aliphatischcr, cycloaliphatische!·

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.

Es ist weiterhin bekannt, Kunststoffen zur Steigerung der Flammwidrigkeit oder zur Verminderung der erforderlichen Zusatzmenge an halogenhaltigen Flammschutzkomponenten zusätzlich zu · '„sen Antimonverbindungen, insbesondere Antimontrioxid, zuzusetzen. So werden in der deutschen Auslegeschrift 11 23 823 flammwidrige Polyolefine, Polystyrole sowie deren Misch- oder Copolymerisate beschrieben, die mindestens dreifach kernbromierte diaromatische oder aromatisch-aliphatische Äther, beispielsweise polyhalogenierte Diphenyläther oder Alkyläther des Tribromphenols, neben Antimonverbindungen, enthalten. Bemerkenswert dabei ist, dai3 die nach dieser Auslegeschrift zu verwendenden Flammschutzkomponenten das Halogen ausschließlich in aromatisch gebundener Form enthalten, da solches Halogen bekanntlich bedeutend fester gebunden ist als in aliphatischer Bindung. Offenbar sollte durch diese feste Bindung des Halogens an den aromatischen Kern die Zersetzung der Flammschutzkomponenten und deren nachteilige Folgen bei den Verarbeitungstemperaturen der Styrolpolymerisate mit Sicherheit vermieden werden. Verbindungen mit aliphatisch gebundenem Halogen sollten hierbei, selbst wenn gleichzeitig noch Antimontrioxid zugesetzt wird, vermieden werden, weil deren Halogen sich bereits bei relativ niedrigen Temperaturen abspaltet. Die Flammschutzkomponenten mit allein aromatisch gebundenem Halogen haben jedoch den Nachteil, daß sie erst bei relativ hohen Beflammungstemperaturen wirksam werden.

Daher wurde nach einer selbstvcrlöschenden Formmasse aus butadicnmodifi/ierlem Polystyrol gesucht, bei der die Thermostabilität, trotz relativ niedriger Ansprechtemperatur der Flammschutzkomponenle, bei den üblicherweise auftretenden Verarbeitungstemperaturen praktisch nicht verringert ist.

Es wurden sclbstverlöschende Formteile aus Formmassen von hoher Thermoslabilitüt auf der Basis von butadienmodifiziertem Slyrolpolymerisal, die als Flammschutzmittel einen bromhaltigen aromatischaliphatischen Äther enthalten, gefunden. Sie zeichnen sich dadurch aus. daß die Formmassen neben aromatisch-aliphatischen Älhern der allgemeinen Formeln

R< /-OR'
R R

wobei mindestens 1 R = Brom und die restlichen R kurzkettige Alkylresie mit 1 bis 3 C-Atomen, Wasserstoff oder Chlor sind, und R' ein Halogenalkylrest ist. oder

R"

R R

R'O

wobei R und R' die gleiche Bedeutung wie in Formel

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haben und R" Alkylrest oder Wasserstoff ist, oder dem dadurch aus, daß die Kerbschlagzähigkek gegenüber einem gleichen Butadien-Styrol-Copolymerisat Ghne den Flammschutzmittelzusatz praktisch nicht verändert ist.

-OR' (III) 5 Folgende Beispiele sollen die Herstellung und die flammwidrige Eigenschaft der erfindungsgemäßen Formmasse näher erläutern:

RO

wobei R und R' die gleiche Bedeutung wie in Formel 1 haben, zusätzlich Antimontrioxid in einer Menge von 0,1 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen, enthalten. Es wurde nämlich festgestellt, daß ein butadienhaltiges Polystyrol, das durch Zusatz eines bromhaltigen aromatisch-aliphatischen Äthers, wie beispielsweise 2,2-Bis-[4-(2,3-dibrompropoxy) - 3,5 - dibromphenyl] - propan, flammfest gemacht wurde, sich schwarz verfärbt, sobald die Formmasse für die Dauer einer halben Stunde einer Temperatur von 250° C ausgesetzt wird. Wenn jedoch der sonst gleich zusammengesetzten Formmasse noch eine geringe Menge 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.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen selbstvei löschenden 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 bromhaltige aromatischaliphatische Äther, die den genannten allgemeinen Formeln entsprechen, haben sich 2.4,6-Tribromphenyl-2.3 - dibrompropyläther, Pentabromphenyl - 2,3 - dibrompropyläther und 2,2 - Bis - [4 - (2,3 - dibrompropoxy)-3,5-dibromphenyl]-propan als besonders geeignet erwiesen. Nachdem die Mischung homogenisiert worden ist, kann daraus ein Halbfabrikat, beispielsweise ein Granulat, oder direkt das Fertigprodukt hergestellt werden.

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 /u vermischen und die Mischung über einen Extruder zu Granulat oder direkt /u flammfesten Formteilen zu verarbeiten.

Die aus der erfindungsgemäßen Mischung hergestellten flammfesten Formteile zeichnen sich außer-

Beispiel 1

In einem Schaufelmischer werden 100 Gewichtsteile Butadien-Styrol-Copolymerisat mit 6,0 Gewichtsteilen 2,4,6 - Tribromphenyl - (2,3 - dibrompropyl) - äther und t,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 χ 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.

An einem anderen Prüfkörper aus dieser Formmasse wurde die Kerbschlagzähigkeit nach DIN

53 453 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 240⁰C erhitzt worden ist, zeigt praktisch keine Farbänderung.

Beispiel 2

In einem Schaufelmischer werden 100 Gewichtsteile Butadien-Styrol-Copolymerisat mit 6,0 Gewichtsteilen 2,2-Bis-[4-(2,3-dibrompropoxy)-3,5-dibromphenyl]-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 χ 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.

An einem anderen Prüfkörper aus dieser Formmasse wurde die Kerbschlagzähigkeit nach DlN 53 453 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 220 C erhitzt worden ist, zeigt praktisch keine Farbänderung.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Selbstverlöschende Formteile aus Formmassen von hoher Thermostabilität auf der Basis von butadienmodifiziertem Styrolpolymerisat, die als Flammschutzmittel einen bromhaltigen aromatisch-aliphatischen Äther enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen neben aromatisch-aliphatischen Äthern der allgemeinen Formeln