DE2232711A1 - AQUATIC EMULSION AND THIS UNDERLYING COPOLYMERES - Google Patents
AQUATIC EMULSION AND THIS UNDERLYING COPOLYMERESInfo
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Description
DR. JUS. ϋ-·:»ΐ5 Ci-:.DR. JUS. ϋ- · : »ΐ5 Ci- :.
623 FRANKFURT AM ijlAIM-HÖCHST623 FRANKFURT AM ijlAIM-HÖCHST
i.i.
Unsere Nr. 17 976Our no. 17 976
Stauffer Chemical Company Westport, Conn., V.St.A.Stauffer Chemical Company Westport, Conn., V.St.A.
Wäßerige Emulsion und dieser zugrundeliegendes Copolymere sAqueous emulsion and copolymers on which it is based s
Copolymere von Halogen enthaltenden äthylenisoh ungesättigten Monomeren wie Vinylhalogeniden werden häufig in Form von wässrigen Latices oder Emulsionen hergestellt, in der sie sich als Überzugsmittel, Haftklebemittel, Farbgrundlagen und für verschiedene andere Verwendungszwecke eignen. In manchen Fällen, insbesondere bei ihrer Verwendung für das Innere von Gebäuden oder bei Verwendungen, bei denen sie längere Zeit hohen Temperaturen ausgesetzt sind, ist es äußerst wünschenswert und vorteilhaft, wenn diese Vinylhalogenid-Copolymerlaticea gute feuer- oder flammhemmende Eigenschaften aufweisen, so daß sie anstelle von teuereren Materialien sicher eingesetzt werden können.Copolymers of halogen-containing äthylenisoh unsaturated monomers such as vinyl halides are often in the form of Aqueous latices or emulsions produced in which they can be used as coating agents, pressure-sensitive adhesives, paint bases and for various purposes other uses are suitable. In some cases, especially when using them for the interior of buildings or in uses where they are exposed to high temperatures for a prolonged period of time, it is extremely desirable and advantageous when these vinyl halide copolymers are good fire or flame retardant Have properties so that they instead of more expensive Materials can be used safely.
Bei früheren Versuchen, feuerhemmende, filmbildende Vinylhalogenidpolymerlatices herzustellen, wurden verschiedene poly-In previous attempts, fire retardant, film-forming vinyl halide polymer latices various poly-
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mere Gemische wie Copolymerlatices aus Vinylhalogeniden und den Alkylacrylatestern, Copqlymerlatices aus Vinylhalogeniden und Vinylidenchlorid und Polyvinylhalogenidlatices mit einem Gehalt an extra zugesetzten Phosphatester-Weichmachern hergestellt. Mit keinem der vorgenannten Versuche wurden jedoch vollkommen zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, da die erhaltenen Endprodukte in vielen Fällen keine ausreichende Flammhemmung aufweisen, übermäßig weich sind, keine mechanische Stabilität besitzen, durch UV-Strahlen leicht abgebaut werden oder einem allmählichen Verlust der extra zugesetzten Phosphatweichmacher ausgesetzt sind.mere mixtures such as copolymer latices of vinyl halides and the alkyl acrylate esters, copolymer latices of vinyl halides and vinylidene chloride and polyvinyl halide latices with a Content of specially added phosphate ester plasticizers. However, none of the above attempts have been perfect obtained satisfactory results, since the end products obtained in many cases do not have sufficient flame retardancy have, are excessively soft, have no mechanical stability, are easily degraded by UV rays or a are exposed to gradual loss of the extra added phosphate plasticizers.
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von neuen feuerhemmenden Vinylhalogenid-Copolymerlatices, die sich für eine Reihe von Verwendungszwecken beim Beschichten, Binden und bei der Schichtstoffhersteilung eignen und die sich durch das im wesentlichen vollständige Fehlen der verschiedenen nachteiligen Eigenschaften, die früher mit einem solchen Produkt verbunden waren, auszeichnen. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer neuen Klasse von Copolymeren in der Form von wässrigen Emulsionen oder Latices, die sich insbesondere als Zusätze für die Herstellung von feuerhemmenden Polymergemischen eignen, die in Form von wässrigen Lösungen, Suspensionen oder vorzugsweise Emulsionen vorliegen.The main object of the present invention is to provide of new fire retardant vinyl halide copolymer latices which have been found for a variety of uses Coating, binding and in the manufacture of laminates are suitable and characterized by the essentially complete absence of the various adverse properties formerly associated with associated with such a product. Another object of the invention is to provide a new one Class of copolymers in the form of aqueous emulsions or latices, which are particularly useful as additives for the manufacture of fire-retardant polymer mixtures, which are in the form of aqueous solutions, suspensions or, preferably, emulsions are present.
Die Erfindung beruht im weitesten Sinne auf der Ent deckung, daß normalerweise entflammbare Polymere, insbesondere Polymere in Form von wässrigen Lösungen, Suspensionen oder vorzugsweise Emulsionen durch Einarbeitung von neuen Zusätzen, die Copolymere aus (l) einem oder mehreren Halogen enthaltenden Vinylmonomeren und (2) einem oder mehreren Phosphor enthaltenden Vinylmonomeren wie sie im folgenden beschrieben sind, ent-The invention is broadly based on the discovery that normally flammable polymers, in particular Polymers in the form of aqueous solutions, suspensions or preferably emulsions by incorporating new additives, the copolymers of (1) one or more halogen-containing vinyl monomers and (2) one or more phosphorus-containing Vinyl monomers as described below, ent-
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halten, feuerhemmend gemacht werden können, wobei diese Copolymere in Form von Teilchen in einer wässrigen Emulsion oder einem Latex vorliegen. Es wurde insbesondere gefunden, daß durch die Verwendung von wässrigen Emulsionen von Copolymeren aus einem oder mehreren Halogen enthaltenden Vinylmonomeren und einem oder mehreren Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonaten den so modifizierten Polymeren ein hoher. Grad an Feuerhemmung verliehen wird, ohne daß eine ihrer wesentlichen, physikalischen Eigenschaften ernsthaft beeinträchtigt wird. Darüber hinaus ist es in der Tat überraschend und vorteilhaft, daß die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltenen Polymergemische, insbesondere die Gemische, die in Form einer wässrigen Emulsion oder einem latexsystem vorliegen, einen hohen Grad an Verträglichkeit aufweisen, da, wie jedem Fachmann bekannt ist, physikalische Gemische von zwei oder mehreren Polymeren fast immer eine schlechte Verträglichkeit aufweisen.keep, fire retardant can be made, these copolymers be in the form of particles in an aqueous emulsion or a latex. In particular, it was found that through the use of aqueous emulsions of copolymers of one or more halogen-containing vinyl monomers and one or more bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonates give the polymers modified in this way a high. Degree of fire retardancy is conferred without seriously impairing any of its essential physical properties. About that In addition, it is in fact surprising and advantageous that the polymer mixtures obtained by the process according to the invention, in particular the mixtures which are in the form of an aqueous emulsion or a latex system have a high Have a degree of compatibility since, as anyone skilled in the art is aware, physical mixtures of two or more polymers almost always have a poor tolerance.
Die neuen Copolymeren, die sich zur Verwendung als feuerhemmende Zusätze für normalerweise entflammbare Polymersub strate in dem erfindungsgemäßen Verfahren eignen, bestehen aus wässrigen Emulsionen oder Latices von Copolymeren ausThe new copolymers that are suitable for use as fire retardant additives for normally flammable polymer substrates Suitable in the process according to the invention consist of aqueous emulsions or latices of copolymers
(l) einem oder mehreren Halogen enthaltenden alpha-, beta-äthylenisch ungesättigten Monomeren, d.h. Vinylmono meren wie Vinylhalogeniden, z.B. Vinylchlorid, halogenierten C-, - C,ρ - Alkylacrylaten und -methacrylaten wie z.B. Methyl-alpha-chloracrylat, Vinylidenhalogeniden wie z.B. Vinylidenchlorid, halogensubstituierten Nitrilen und äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren wie z.B. alpha-Chloracrylnitril und chlorierten Styrolen wie z.B. alpha-Chlorstyrol und 2,4-Dichlorstyrol und(l) one or more halogen-containing alpha-, beta-ethylenically unsaturated monomers, i.e. vinyl monomers such as vinyl halides, e.g., vinyl chloride, halogenated C-, - C, ρ - alkyl acrylates and methacrylates such as e.g. Methyl-alpha-chloroacrylate, vinylidene halides such as e.g. Vinylidene chloride, halogen-substituted nitriles and ethylenically unsaturated carboxylic acids such as alpha-chloroacrylonitrile and chlorinated styrenes such as alpha-chlorostyrene and 2,4-dichlorostyrene and
(2) einem oder mehreren Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonaten mit(2) one or more bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonates with
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StrukturformelStructural formula
X O ι tiX O ι ti
2 ^ OR -' 2 ^ OR - '
in der X ein Wasserstoffatom, ein Halogenatom, einen Cyano oder Arylrest wie einen Phenylrest, einen Cn - C-„-Alkylrestin which X is a hydrogen atom, a halogen atom, a cyano or aryl radical such as a phenyl radical, a C n - C - “- alkyl radical
O 1 18O 1 18
S /OR·,S / OR,
lder den Rest - P^qr-' bedeutet, worin R und R1 Hydrocarbyl- und substituierte Hydrocarbylreste bedeuten, die im wesentlichen aus Wasserstoffatomen und Kohlenstoffatomen bestehen und bis etwa 18 Kohlenstoffatomen enthalten, wobei R und R1 gleich, verschieden oder miteinander verbunden sein können, d.h. R und R1 einen einzigen Rest bilden können.l which denotes the radical - P ^ qr- ', in which R and R 1 denote hydrocarbyl and substituted hydrocarbyl radicals which consist essentially of hydrogen atoms and carbon atoms and contain up to about 18 carbon atoms, where R and R 1 are identical, different or bonded to one another can, ie R and R 1 can form a single radical.
Der Ausdruck "Hydrocarbylreste" und "substituierte Hydrocarbylreste1· bezieht sich im vorliegenden auf die Reste, die durch Entfernung eines Wasserstoffatoms aus einem Kohlenwasserstoff rest oder einem substituierten Kohlenwasserstoffrest, der ein aliphatischer oder aromatischer Rest sein kann, erhalten werden. Diese Hydrocarbylreste können durch nicht störende Reste substituiert sein und zwar durch jeden Rest, der die Polymerisation des Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonats nicht stört. Solche Substituenten sind beispielsweise Chlor-, Brom- oder Fluoratome, Nitro-, Hydroxy-, SuIfon-, Äthoxy-, Methoxy-, Nitril-, Äther-, Ester- und Ketoreste und dergleichen.The term "hydrocarbyl radicals" and "substituted hydrocarbyl radicals 1 · refers here to the radicals which are obtained by removing a hydrogen atom from a hydrocarbon radical or a substituted hydrocarbon radical, which can be an aliphatic or aromatic radical. These hydrocarbyl radicals can be obtained by not interfering radicals can be substituted by any radical which does not interfere with the polymerization of the bis (hydrocarbyl) vinylphosphonate, such as chlorine, bromine or fluorine atoms, nitro, hydroxyl, sulfonate, ethoxy, methoxy, nitrile -, ether, ester and keto radicals and the like.
Beispiele für die durch R und R' dargestellten aliphatischen Reste sind Alkylreste, wie Methyl-, Äthyl- und Hexenyl-Examples of the aliphatic represented by R and R ' Residues are alkyl radicals, such as methyl, ethyl and hexenyl
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reste und alle entsprechenden Isomeren, Cycloalkylreste wie Cyclopropyl-, Cyclohexyl- und Cyclohexenylreste und dergleichen, während typische durch R und R· dargestellte Arylreste beispielsweise Phenyl-, Benzyl-, Phenäthyl-,'Tolyl- und Naphthylreste und dergleichen sind.radicals and all corresponding isomers, cycloalkyl radicals such as Cyclopropyl, cyclohexyl and cyclohexenyl groups and the like, while typical aryl groups represented by R and R · for example phenyl, benzyl, phenethyl, 'tolyl and naphthyl radicals and the like are.
Beispiele für die vorstehend beschriebenen Bis(hydro carbyl)-vinylphosphonate sind*Examples of the bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonates described above are*
Bis(beta-chloräthyl)vinylphosphonat,Bis (beta-chloroethyl) vinyl phosphonate,
Bis(beta-chlorpropyl)vinylphosphonat,Bis (beta-chloropropyl) vinyl phosphonate,
Bis(beta-chloräthyl)l-methylvinylphosphonat, Bis(beta-chloräthyl)l-cyanovinylphosphonat, Bis(beta-chloräthyl)1-chlorvinylphosphonat, Bis(beta-chloräthyl)l-phenylvinylphosphonat, Dimethy1vinylphosphonat,Bis (beta-chloroethyl) l-methyl vinyl phosphonate, bis (beta-chloroethyl) l-cyanovinyl phosphonate, Bis (beta-chloroethyl) 1-chlorovinylphosphonate, Bis (beta-chloroethyl) l-phenyl vinyl phosphonate, dimethyl vinyl phosphonate,
Diäthylvinylpho sphonat,Diethyl vinylphosphonate,
Bis(omega-chlorbutyl)vinylphosphonat,Bis (omega-chlorobutyl) vinyl phosphonate,
Di-n-butylvinylphosphonat,Di-n-butyl vinyl phosphonate,
Di-isobutylvinylphosphonat,Di-isobutyl vinyl phosphonate,
Bis(2-chlorisopropyl)l-methylvinylphosphonat, Diphenylvinylphosphonat undBis (2-chloroisopropyl) l-methyl vinyl phosphonate, Diphenyl vinyl phosphonate and
Bis(2,3-dibrompropyl)vinylphosphonat.Bis (2,3-dibromopropyl) vinyl phosphonate.
Von der vorstehend aufgeführten Gruppe der ΐϊβ(hydrocarbyl)-vinylphosphonatmonomeren wird vorzugsweise das Bis(beta-chloräthyl) vinylpho sphonat zur Herstellung der neuen wässrigen Emulsionscopolymeren der vorliegenden Erfindung verwendet, da dieses Monomere ein handelsübliches Material und billiger als alle anderen Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonate ist. Aus dem gleichen Grund wird Vinylchlorid als Halogen enthaltendes äthylenisch ungesättigtes Monomeres in diesen wässrigen EmulsionsoopolymerenFrom the group of ΐϊβ (hydrocarbyl) vinylphosphonate monomers listed above is preferably the bis (beta-chloroethyl) vinylphosphonate for the preparation of the new aqueous emulsion copolymers of the present invention because this monomer is a commercially available material and cheaper than all of them other bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonates. For the same The reason is vinyl chloride as a halogen-containing ethylenically unsaturated monomer in these aqueous emulsion copolymers
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bevorzugt verwendet. An dieser Stelle sei bemerkt, daß der Aus» druck "Copolymeres" in der vorliegenden Offenbarung für alle Polymeren verwendet wird, die von zwei, drei oder mehr einzelnen Monomergattungen abgeleitet sind.preferably used. At this point it should be noted that the print "Copolymer" in the present disclosure for all Polymers is used, which are derived from two, three or more individual types of monomers.
Zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Bis(hydrocarbyl)-vinylphosphonaten können auch wässrige Emulsionscopolymere, die sich als flammhemmende Zusätze für normalerweise entflammbare Polymersubstrate eignen, hergestellt werden, indem man (l) Mono(alkyl)säurevinylphosphonate wie beispielsweise Mono(äthyl)hydrogenvinylphosphonat, Mono(butyl)hydrogenvinylphosphonat, Mono(octyl)hydrogenvinylphosphonat, Mono(betachloräthyl)hydrogenvinylphosphonat, Mono(omega-chloräthyl)-hydrogenvinylphosphonatj (2) Mono(cycloalkyl)- und Mono(acryl)-hydrogenvinylphosphonate wie z.B. Mono(cyclohexyl)hydrogenvinylphosphonat, Mono(phenyl)hydrogenvinylphosphonat, Mono-(benzyl)hydrogenvinylphosphonat; (3) Bis(cycloalkyl)- und Bis(aryl)vinylphosphonate wie z.B. Bis(cyclohexyl)vinylphosphonat und Bis(benzyl)vinylphosphonate und (4) Bis(alkyl)-, Bis(cycloalkyl)- und Bis(aryl)allylphosphonate wie z.B. Bis(beta-chloräthyl)allylphosphonat, Bis(cyclohexyl)alIyIphosphonat und Bis(benzyl)allylphosphonat sowie Gemische aus zwei oder mehreren der vorstehend aufgeführten Phosphonatmonomeren verwendet. In addition to the bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonates described above Can also use aqueous emulsion copolymers that can be used as flame retardant additives for normally flammable Polymer substrates are suitable, prepared by (l) mono (alkyl) acid vinyl phosphonates such as Mono (ethyl) hydrogen vinyl phosphonate, mono (butyl) hydrogen vinyl phosphonate, Mono (octyl) hydrogen vinyl phosphonate, mono (betachloroethyl) hydrogen vinyl phosphonate, Mono (omega-chloroethyl) -hydrogenvinylphosphonatej (2) Mono (cycloalkyl) and mono (acrylic) hydrogen vinyl phosphonates such as mono (cyclohexyl) hydrogen vinyl phosphonate, Mono (phenyl) hydrogen vinyl phosphonate, mono- (benzyl) hydrogen vinyl phosphonate; (3) Bis (cycloalkyl) and bis (aryl) vinyl phosphonates such as bis (cyclohexyl) vinyl phosphonate and bis (benzyl) vinyl phosphonates and (4) bis (alkyl) -, Bis (cycloalkyl) and bis (aryl) allyl phosphonates such as bis (beta-chloroethyl) allyl phosphonate, Bis (cyclohexyl) allylphosphonate and bis (benzyl) allylphosphonate and mixtures of two or several of the phosphonate monomers listed above are used.
Die erfindungsgemäßen Emulsions- oder Latexcopolymeren können gegebenenfalls ein oder mehrere Comonomere wie alpha-Olefine, z.B. Propylen, Vinylester von Carbonsäuren wie Vinylacetat, äthylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren wie Acryl- und Methacrylsäuren, äthylenisch ungesättigte Dicarbonsäuren, deren Anhydride und deren C, - C20 - Mono- und Dialkylester wie Fumar-The emulsion or latex copolymers according to the invention can optionally contain one or more comonomers such as alpha-olefins, for example propylene, vinyl esters of carboxylic acids such as vinyl acetate, ethylenically unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic and methacrylic acids, ethylenically unsaturated dicarboxylic acids, their anhydrides and their C 1 -C 20 mono - and dialkyl esters such as fumar
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säure, Amide von äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren wie Acrylamid und N-Methylolmethacrylamid, Vinylarylverbindungen wie Styrol und alpha-Methylstyrol, Nitrile von äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren wie Acrylnitril und Methacryl nitril, C, - C20 - Alkylvinyläther wie Methylvinyläther, Diene wie Isopren und Butadien und Glyeidylester von Acryl- und Methacrylsäure wie Glycidylaerylat und Glycidylmethacrylat und dergleichen enthalten. Vorzugsweise werden als solche Comonomeren 1-Methylolacrylamid und N-Methylolmethacrylamid verwendet, die das erhaltene Copolymere mit Vernetzungsstellen versehen.acid, amides of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylamide and N-methylol methacrylamide, vinyl aryl compounds such as styrene and alpha-methylstyrene, nitriles of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylonitrile and methacrylonitrile, C 1 -C 20 -alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether, dienes such as isoprene and butadiene of acrylic and methacrylic acids such as glycidyl erylate and glycidyl methacrylate and the like. The comonomers used are preferably 1-methylolacrylamide and N-methylol methacrylamide which provide the copolymer obtained with crosslinking points.
Die vorstehend beschriebenen Copolymeren können durch Emulsions-Polymerisationsverfahren, die durch freie Radikale initiert werden und die dem Fachmann bekannt sind, hergestellt werden. Bei diesen Verfahren werden die verschiedenen Monomeren und Katalysatoren mit einem oder mehreren oberflächenaktiven Emulgatoren in Wasser emulgiert, wonach die Polymerisationsreaktion eingeleitet wird. Zur Verwendung bei der Her stellung der erfindungsgemäßen Copolymerlatices geeignete wasserlösliche, freie Radikale bildende Katalysatoren sind beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Ammoniumpersulfat und Wasserstoffperoxid, oder man kann ein Redox-System wie bei spielsweise ein Gemisch aus einem Persulfat und einem Alkali bisülfit, -thiosulfat oder -hydrosulfit verwenden. Diese Katalysatoren sollen in einer Konzentration von etwa 0,05 his 5 Gew.-^, bezogen auf die gesamte Monomerbeschickung, vorhanden sein. Als Emulgator oder oberflächenaktives Mittel,können ein oder mehrere anionische, kationische oder nicht-ionische Emulgatoren wie beispielsweise Alkylcarbonsäuresalze, Alkylsulfat-, -sulfonat-, phosphat- oder -sulfosuccinatsalze, Alkylarylätheralkohole und Alkylarylpolyäthersulfatsalze verwendet werden. Der ausgewählte Emulgator oder die EmulgatorenThe above-described copolymers can be produced by emulsion polymerization processes produced by free radicals are initiated and which are known to the person skilled in the art. In this process, the various monomers and catalysts with one or more surfactants Emulsifiers emulsified in water, after which the polymerization reaction is initiated. For use in the manufacture Water-soluble, free radical-forming catalysts suitable for the copolymer latices according to the invention are, for example Sodium, potassium or ammonium persulfate and hydrogen peroxide, or you can use a redox system such as for example a mixture of a persulfate and an alkali bisulfit, Use thiosulphate or hydrosulphite. These catalysts should be in a concentration of about 0.05 his 5 wt .- ^, based on the total monomer charge, present be. As an emulsifier or surfactant, can one or more anionic, cationic or non-ionic emulsifiers such as alkyl carboxylic acid salts, alkyl sulfate, sulfonate, phosphate or sulfosuccinate salts, alkylaryl ether alcohols and alkylaryl polyether sulfate salts are used will. The selected emulsifier or emulsifiers
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sollen in wirksamen Konzentrationen von etwa 0,03 "bis 6,0 Gew.-^, bezogen auf die gesamte Monomerbeschickung, vorhanden sein. Ferner kann gegebenenfalls auch ein Schutzkolloid wie Polyvinylalkohol, Polyvinylpyrrolidon, Methylcellulose oder Gelatine in einer wirksamen Konzentration von etwa 0,03 bis 6,0 Gew.-^, bezogen auf die gesamte Monomerbeschickung, in der Rezeptur vorhanden sein. Das Schutzkolloid kann auch nach der Herstellung des Copolymerlatex in diesen eingearbeitet werden. Wenn dies geschieht, sollte das Schutzkolloid in einer Konzentration von etwa 0,03 bis 6,0 Gew.-^, bezogen auf die gesamten Harzfeststoffe, vorhanden sein. In jedem Fall dient die Gegenwart des Schutzkolloids zur Erhöhung, der Stabilität der Emulsion.are said to be in effective concentrations of about 0.03 "to 6.0 % By weight, based on the total monomer charge, is present be. Furthermore, a protective colloid such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, methyl cellulose or Gelatin at an effective concentration of about 0.03 to 6.0 wt .- ^, based on the total monomer charge, in the recipe must be available. The protective colloid can also be incorporated into the copolymer latex after it has been produced. When this happens, the protective colloid should be in a concentration of about 0.03 to 6.0 wt .- ^, based on the total resin solids. In any case, the presence of the protective colloid serves to increase the stability the emulsion.
Die eigentliche Polymärisationsreaktion wird gewöhnlich je nach dem bestimmten Monomeren, den Katalysatoren, den oberflächenaktiven Mitteln und der Polymerisationsvorrichtung, die verwendet werden, etwa 1 bis 24 Stunden bei einer Temperatur von etwa 0 bis 100°C durchgeführt. Die durch dieses Polymerisationsverfahren erhaltenen Latices haben in der Regel einen Harzfeststoffgehalt von etwa 5 bis 70 Gew.-^, wobei die Teilchen einen Durchmesser von etwa 0,03 bis 3»0 Mikron auf weisen. The actual polymerization reaction becomes ordinary depending on the particular monomer, catalysts, surfactants and polymerizer, which are used, about 1 to 24 hours at one temperature carried out from about 0 to 100 ° C. The latices obtained by this polymerization process usually have a resin solids content of about 5 to 70 wt .- ^, the Particles about 0.03 to 3 »0 microns in diameter.
Hinsichtlich der Mengenverhältnisse können die wässrigen Emulsions- oder Latexcopolymerteilchen etwa 1 bis 90 Gew.-^ eines oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonate enthalten, wobei der Rest des Copolymeren ein oder mehrere vorstehend beschriebene, Halogen enthaltende äthylenisch ungesättigte Monomeren und 0 bis etwa 30 Gew. -fo eines oder mehrerer der vorstehend beschriebenen wahlfreien Comonomeren enthält. Für die Verwendung als flammhemmende Zusätze für normalerweise entflammbare Polymersubstra-With regard to the proportions, the aqueous emulsion or latex copolymer particles can contain about 1 to 90 wt .- ^ of one or more of the bis (hydrocarbyl) vinylphosphonates described above, with the remainder of the copolymer one or more halogen-containing ethylenically unsaturated monomers described above and 0 to contains about 30 weight percent of one or more of the optional comonomers described above. For use as flame retardant additives for normally flammable polymer substrates
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te werden die "besten Ergebnisse erzielt, wenn die Copolymeren etwa 40 bis 70 f» eines oder mehrerer Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonate, vorzugsweise Bis(beta-chloräthyl)vinylphosphonat , enthalten. te are obtained the "best results when the copolymer being from about 40 to 70 f" of one or more bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonates, and preferably bis (beta-chloroethyl) vinylphosphonate, included.
An dieser Stelle sei bemerkt, daß die Konzentration des Bis(hydrooarbyl)vinylphosphonats in den Copolymeren der Erfindung weitgehend von deren späterer Verwendung abhängt. Die Copolymeren, die etwa 40 i° oder mehr des Vinylphosphonats enthalten, sind weiche Materialien, die ohne weiteres in der Lage sind, bei Raumtemperaturbedingungen Filme zu bilden. Demnach können derartige Copolymeren als solche zur Herstellung von feuerhemmenden Überzügen verwendet werden, oder sie können als feuerhemmende Zusätze verwendet werden, die sich leicht mit Latices oder Emulsionen von normalerweise entflammbaren Polymersubstraten vermischen lassen, die selbst filmbildende Materialien sind. Wenn die wässrigen Emulsionscopolymeren der Erfindung dagegen weniger als etwa 40 Gew.-^ Vinylphosphonat enthalten, sind sie in der Regel harte, nicht filmbildende Materialien, die sich besonders zum Vermischen mit nicht filmbildenden entflammbaren Polymersub straten eignen. Diese nicht filmbildenden Copolymeren können auch gegebenenfalls mit normalerweise entflammbaren filmbildenden Polymersubstraten vermischt werden, insbesondere wenn sie zuvor sprühgetrocknet und dadurch in eine trockene feinteilige Form umgewandelt worden sind«At this point it should be noted that the concentration of bis (hydrooarbyl) vinyl phosphonate in the copolymers of the invention depends largely on their subsequent use. The copolymers containing about 40 % or more of the vinyl phosphonate are soft materials that are readily capable of forming films at room temperature conditions. Accordingly, such copolymers can be used as such in the preparation of fire retardant coatings, or they can be used as fire retardant additives which are readily mixed with latices or emulsions of normally flammable polymer substrates which are themselves film forming materials. Conversely, when the aqueous emulsion copolymers of the invention contain less than about 40 wt .- ^ vinyl phosphonate, they are typically hard, non-film-forming materials particularly suitable for blending with non-film-forming, flammable polymer substrates. These non-film-forming copolymers can also optionally be mixed with normally flammable film-forming polymer substrates, especially if they have previously been spray-dried and thereby converted into a dry, finely divided form «
Hinsichtlich der vorstehend aufgeführten Mengenverhältnisse für die erfindungsgemäßen wässrigen Emulsions- oder Latexcopolymeren wurde gefunden, daß es immer schwieriger wird, gute Polymerisationsumwandlungsgeschwindigkeiten zu erzielen, wenn man versucht, die Menge des Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonats in dem Copolymeren auf eine Konzentration von wesentlich mehr alsWith regard to the quantitative ratios listed above for the aqueous emulsion or latex copolymers according to the invention it has been found that it becomes increasingly difficult to achieve good polymerization conversion rates when one tries to measure the amount of bis (hydrocarbyl) vinylphosphonate in the copolymer to a concentration of substantially more than
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etwa 60 Qew.-fo zu erhöhen. Andererseits wird die Verwendung dieser Copolymeremulsionen als flammhemmende Zusätze für normalerweise entflammbare Polymersubstrate immer weniger wirksam, wenn sie wesentlich weniger als etwa 5 Gew.-ji eines oder mehrerer Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonate enthalten, da das erhaltene Gemisch dann eine hohe Konzentration des Copolymeren enthalten muß, damit eine Flammhemmung erreicht wird. Increase about 60 qew.-fo. On the other hand, the use of these copolymer emulsions as flame retardant additives for normally flammable polymer substrates becomes less and less effective if they contain substantially less than about 5% by weight of one or more bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonates, since the resulting mixture must then contain a high concentration of the copolymer so that flame retardancy is achieved.
Die Verwendung von solch hohen Konzentrationen dieser Copolymerzusätze kann wiederum eine Verschlechterung der inhärenten physikalischen Eigenschaften der auf diese Weise modifizierten Polymersubstrate zur Folge haben.The use of such high concentrations of these copolymer additives can in turn degrade the inherent physical properties of the polymer substrates modified in this way.
Spezielle wässrige Emulsionscopolymergemische, mit denen besonders gute Ergebnisse bei deren Verwendung als Zusätze für die Herstellung von feuerhemmenden Polymergemischen erzielt werden, sindjSpecial aqueous emulsion copolymer mixtures with which particularly good results when used as additives for the production of fire-retardant polymer blends are j
(1) ein Copolymeres aus 40 Gew.-# Vinylchlorid und 60 Gew.-$ Bis(beta-chloräthyl)vinylphosphonat,(1) a copolymer of 40 wt .- # vinyl chloride and 60 Wt .- $ bis (beta-chloroethyl) vinyl phosphonate,
(2) ein Copolymeres, das 60 Gew.-96 Bis(beta-chloräthyl) vinylphosphonat, 37 Gew. -<jt> Vinylchlorid und 3 Gew.-^ N-Methylolacrylamid enthält, und(2) a copolymer containing 60 wt-96 Bis (beta-chloroethyl) vinyl phosphonate, 37 weight - containing <jt> vinyl chloride and 3 wt .- ^ N-methylolacrylamide, and the like.
(3) ein Copolymeres, das 60 Gew.-^ Bis(beta-chloräthyl) vinylphosphonat und 40 Gew. -$ Vinylbromid enthält.(3) a copolymer containing 60 wt .- ^ bis (beta-chloroethyl) vinyl phosphonate and 40% by weight vinyl bromide.
Erfindungsgemäß ist es wichtig, zwischen dem Suspensionspolymerisationsverfahren und dem Emulsionspolymerisationsver fahren zu unterscheiden. Die Suspensionspolymerisation ist ein Polymerisationsverfahren, bei dem ein oder mehrere Monomere in einem Suspensionsmedium dispergiert werden, in dem sowohl dasIn the present invention, it is important between the suspension polymerization process and the Emulsionspolymerisationsver drive to distinguish. Suspension polymerization is a Polymerization process in which one or more monomers are dispersed in a suspension medium in which both the
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Monomere als auch das erhaltene Polymere nicht löslich ist. Im allgemeinen wird für diesen Zweck Wasser verwendet, und danach wird ein »onomerlöslicher Polymerxsationsinitiator eingebracht. Die Polymerisation findet in der den Polymerisations-Initiator enthaltenden Uonomerphase statt. Die Verwendung des Suspensionsmediums dient zur Verteilung der Reaktionswärme, so daß die Polymerisationsreaktion leichter zu kontrollieren ist. Die Suspensionspolymerisation erfolgt im allgemeinen durch Dispersion des Monomeren in dem Suspensionsmedium, indem entweder ständig gerührt oder ein Suspensionsmittel verwendet wird, oder beides geschieht. Verschiedene Suspensionsmittel sind in der Technik bekannt, beispielsweise Gelatine, Hydroxymethylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Talk, Ton, Polyvinylalkohol und dergleichen.Monomers as well as the polymer obtained is not soluble. In general, water is used for this purpose, and thereafter an monomer-soluble polymerization initiator is introduced. The polymerization takes place in the polymerization initiator containing Uonomerphase instead. The use of the suspension medium serves to distribute the heat of reaction, see above that the polymerization reaction is easier to control. The suspension polymerization is generally carried out by dispersion of the monomer in the suspending medium, either by continuously stirring or using a suspending agent, or both happen. Various suspending agents are known in the art, for example gelatin, hydroxymethyl cellulose, Hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, carboxymethyl cellulose, Talc, clay, polyvinyl alcohol and the like.
Emulsionspolymerisation hingegen ist ein Verfahren, bei dem ein oder mehrere Monomere in Form von Tröpfchen in einer kontinuierlichen Phase emulgiert werden, die sowohl für die emulgierten Monomeren als auch für das erhaltene Polymere inert sein sollte. Im allgemeinen wird als kontinuierliche Phase Wasser verwendet. Die Emulgierung der Monomeren wird durch die Verwendung eines oder mehrerer Emulgatoren erleichtert, die die Spannung zwischen der dispergierten und der kontinuierlichen Phase vermindern. Typische Emulgatoren sind gewöhnliche Seifen, Salze von langkettigen Carbon- und Sulfonsäuren, alkylierten aromatischenEmulsion polymerization, on the other hand, is a process in which one or more monomers are in the form of droplets in a continuous phase are emulsified for both the emulsified Monomers as well as for the polymer obtained should be inert. In general, water is used as the continuous phase used. The emulsification of the monomers is facilitated by the use of one or more emulsifiers that reduce the tension decrease between the dispersed and the continuous phase. Typical emulsifiers are ordinary soaps, salts of long-chain carboxylic and sulfonic acids, alkylated aromatic
Sulfonsäuren und Salze von langkettigen Aminen.Sulfonic acids and salts of long chain amines.
Es wird ein wasserlöslicher Initiator verwendet, und es wird angenommen, daß die Polymerketten von der kontinuierlichen wässrigen Phase ausgehen und sich in der dispergierten Mqnomer-Polymerphase fortsetzen, wobei das Polymerprodukt in feinteiligem Zustand erhalten wird, das in dem kontinuierlichen wässrigenA water soluble initiator is used and the polymer chains are believed to be continuous from the run out of aqueous phase and become in the dispersed Mqnomer-Polymerphase continue, the polymer product being obtained in a finely divided state, which in the continuous aqueous
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Medium emulgiert bleibt. Ein wichtiger Unterschied zwischen der Emulsionspolymerisation und der Suspensionspolymerisation besteht also darin, daß das Monomere bei der ersteren entweder in Tröpfchen dispergiert wird, die durch eine adsorbierte Schicht von Seifenmolekülen stabilisiert werden, oder in der Seifenmicelle, die in der wässrigen Seifenlösung vorhanden ist, löslich gemacht wird. Hierbei werden ohne Schwierigkeit stabile Polymeremulsionen erhalten, während die Polymerteilchen bei der Suspensionspolymerisation von relativ größerer Masse sind und sich leichter aus der Suspension abtrennen.Medium remains emulsified. An important difference between emulsion polymerization and suspension polymerization is therefore that the monomer in the former is either is dispersed in droplets that are stabilized by an adsorbed layer of soap molecules, or in the Soap micelle present in the aqueous soap solution is solubilized. This will be done without any difficulty stable polymer emulsions obtained, while the polymer particles in the suspension polymerization of relatively larger Are mass and separate more easily from the suspension.
In allen Fällen hat es sich gezeigt, daß mit den neuen erfindungsgemäßen wässrigen Emulsions- oder Latexcopolymeren Gemische mit normalerweise entflammbaren Polymersubstraten erhalten werden, die sich durch ihre ausgezeichnete Flammhemmung auszeichnen. Erfindungsgemäß bezieht sich der Ausdruck "feuerhemmend" oder "flammhemmend" auf die besondere Eigenschaft eines Materials, die diesem einen Grad an Festigkeit gegenüber Zünden und Brennen verleiht. Ein feuerhemmendes oder flammhemmendes Gemisch ist also ein Gemisch, das eine geringe Entflammbarkeit und Flammenausbreitung aufweist. Diese Eigen schaft kann mit allen Standard-Flammhemmungs-Tests, wie z.B. dem ASTM-Test D 635» bestimmt werden.In all cases it has been shown that with the new aqueous emulsion or latex copolymers according to the invention Mixtures with normally flammable polymer substrates are obtained, which are distinguished by their excellent flame retardancy distinguish. According to the invention, the term "fire-retardant" relates or "flame retardant" to the special property of a material that gives it a degree of strength Gives ignition and burning. A fire retardant or flame retardant Mixture is a mixture that has low flammability and flame spread. This attribute can be tested with all standard flame retardancy tests, e.g. the ASTM test D 635 »can be determined.
Wie vorstehend ausgeführt, eignen sich die erfindungsgemäßen wässrigen Emulsions- oder Latexcopolymeren besonders zum Vermischen mit normalerweise entflammbaren Polymeren, die in Form von wässrigen Systemen, wie Lösungen, Suspensionen, oder vorzugsweise Emulsionen vorliegen. Die erhaltenen wässrigen Gemische können dann zu allen dem Fachmann bekannten Zwecken des Beschichtens, Klebens, der Schichtstoffherstellung und zum Imprägnieren verwendet werden. Die wässrigen Gemische können auf alle Arten von Substraten, denen man feuerhemmende Eigen schäften verleihen will, aufgetragen und/oder von diesen ab -As stated above, those according to the invention are suitable aqueous emulsion or latex copolymers especially for blending with normally flammable polymers, the in the form of aqueous systems, such as solutions, suspensions, or preferably emulsions. The obtained aqueous Mixtures can then be used for all purposes known to those skilled in the art of coating, gluing, laminate production and for Impregnation can be used. The aqueous mixtures can be used on all types of substrates that have fire-retardant properties wants to lend, applied and / or from these -
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sorbiert werden. Sie können daher als Überzugsmittel, Imprägniermittel, Füllstoffe, Mittel zur Schichtstoffhersteilung und Klebstoffe für Substrate wie Holz, Papier, Metalle, Textilien auf der Grundlage von Fasern oder Fasergemischen, synthetische Polymerfilme wie diejenigen auf der Grundlage von Polyolefinen, regenerierter Cellulose, d.h. Cellophan, Polyvinylchlorid, Polyester und dergleichen, Leder, natürlicher oder synthetischer Gummi, Faserstoffplatte und synthetische Kunststoffe, die durch Additions- oder Kondensationspolymerisationsverfahren hergestellt werden, verwendet werden. Ferner können die erfindungsgemäßen Copolymeren als feuerhemmende Zusätze in Spinnbädern oder -flüssigkeiten, aus denen Rayon und Acrylfasern gesponnen werden, verwendet werden.be sorbed. They can therefore be used as coating agents, impregnating agents, Fillers, laminates and adhesives for substrates such as wood, paper, metals, textiles based on fibers or fiber blends, synthetic polymer films such as those based on polyolefins, regenerated cellulose, i.e. cellophane, polyvinyl chloride, polyester and the like, leather, natural or synthetic rubber, fiber board and synthetic plastics, prepared by addition or condensation polymerization processes can be used. Furthermore can the copolymers according to the invention as fire-retardant additives in spinning baths or liquids, from which rayon and acrylic fibers spun, can be used.
Jedes beliebige Polymersubstrat kann mit den vorstehend beschriebenen Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonatcopolymerzusätzen vermischt werden, um feuerhemmende Gemische herzustellen. Solche Polymersubstrate sind beispielsweise!Any polymer substrate can be used with the bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonate copolymer additives described above be mixed to make fire retardant mixtures. Such polymer substrates are for example!
(l)- Polymere von Vinylchlorid wie Polyvinylchlorid und die statistischen und Pfropfpolymeren von Vinylchlorid mit einer geringen Menge eines oder mehrerer der vorstehend beschriebenen Vinylmonomeren, die gegebenenfalls als Comonomere zur Her Stellung der erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionscopolymeren verwendet werden können;(l) - Polymers of vinyl chloride such as polyvinyl chloride and the random and graft polymers of vinyl chloride with a minor amount of one or more of those described above Vinyl monomers, optionally as comonomers for the preparation of the aqueous emulsion copolymers according to the invention can be used;
(2) Polymere der 0,-Cg-Alkylacrylate und -methacrylate einschließlich ihrer Homopolymeren und Copolymeren untereinander und mit einer geringen Menge von Comonomeren wie die alpha-Olefine, z.B. Äthylen und Propylen, die Vinylester von Carbonsäuren, z.B. Vinylacetat, äthylenisch ungesättigte Monocarbonsäuren, z.B. Acryl- und Methacrylsäuren, äthylenisch ungesättigte Di -(2) Polymers of the 0, -Cg-alkyl acrylates and methacrylates including their homopolymers and copolymers with one another and with a small amount of comonomers such as the alpha-olefins, e.g. ethylene and propylene, the vinyl esters of carboxylic acids, e.g. vinyl acetate, ethylenically unsaturated monocarboxylic acids, e.g. acrylic and methacrylic acids, ethylenically unsaturated di-
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carbonsäure, deren Anhydride und C, - C2o-Hono- und Dialkylester, z.B. Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Diäthylmaleat, und saures Monobutylmaleat, Vinylidenhalogenide, z.B. Vinylidenchlorid, C-j-CgQ-Alkylvinyläther, z.B. Hethylvinyläther, Amide von äthylenisch ungesättigten Monocarbonsäuren, z.B. Acrylamid, Vinylary!verbindungen, z.B. alpha-Methylstyrol und Styrol und Nitrile von alpha-, beta-äthylenisch ungesättigten Carbonsäuren, z.B. Acrylnitril und Methacrylnitril;carboxylic acid, its anhydrides and C, -C 2o -hono- and dialkyl esters, e.g. maleic acid, maleic anhydride, diethyl maleate, and acid monobutyl maleate, vinylidene halides, e.g. vinylidene chloride, Cj-CgQ-alkyl vinyl ethers, e.g. ethyl vinyl ethers, amides of ethylenically unsaturated monocarboxylic acids, e.g. Vinylary! Compounds, for example alpha-methylstyrene and styrene and nitriles of alpha-, beta-ethylenically unsaturated carboxylic acids, for example acrylonitrile and methacrylonitrile;
(5) Polymere von Nitrilen von äthylenisch ungesättigten Säuren wie Polymethacrylnitril, Polyacrylnitril und die Copolymeren von Methacrylnitril und Acrylnitril mit einer geringen Menge eines oder mehrerer Vinylmonomeren wie die niederen Alkylacrylate und -methacrylate, Styrol und alpha-Methylstyrol|(5) Polymers of nitriles of ethylenically unsaturated Acids such as polymethacrylonitrile, polyacrylonitrile and the copolymers of methacrylonitrile and acrylonitrile with a low Amount of one or more vinyl monomers such as the lower ones Alkyl acrylates and methacrylates, styrene and alpha-methyl styrene |
(4) Aorylnitril-Butadien-Styrol-Harze, gewöhnlich "ABS" genannt, die im allgemeinen aus einem Gemisch aus einem Styrol-Acrylnitril-Copolymeren im Verhältnis 60 bis 80 t 40 bis 20 mit etwa 10 bis 40 Gew.-j£ eines Acrylnitril-Butadien-Copolymeren im Verhältnis 5 bis 40 t 95 bis 60 oder aus einem Gemisch aus einem Styrol-Acrylnitril-Copolymeren im Verhältnis 60 bis 80 : 40 bis 20 mit etwa 10 bis 40 Gew.-% eines Pfropfpolymeren dieses Copolymeren auf Polybutadien bestehen;(4) aoryl nitrile butadiene styrene resins, usually "ABS" called, which generally consist of a mixture of a styrene-acrylonitrile copolymer in a ratio of 60 to 80 to 40 to 20 with about 10 to 40 weight percent of an acrylonitrile-butadiene copolymer in a ratio of 5 to 40 t 95 to 60 or a mixture of a styrene-acrylonitrile copolymer in a ratio of 60 to 80:40 to 20 with about 10 to 40% by weight of a graft polymer of this Copolymers based on polybutadiene;
(5) Poly(alpha-ölefine) wie Polypropylen und Polyäthylen und Copolymere eines oder mehrerer alpha-Olefine wie Äthylen und Propylen mit einer geringen Menge eines oder mehrerer äthylenisch ungesättigter Monomeren wie 4-Methylpenten-(l), Buten-(l), Norbornen und deren Derivate, Cyclopentadien, Cyclopenten, Cyclobuten, Vinylacetat, die C,-C-. „-Alkylacrylat- und -meth acrylatester sowie Gemische aus Homo- und Copolymeren von alpha-Olefinen mit anderen Arten von thermoplastischen Polymeren;(5) Poly (alpha-olefins) such as polypropylene and polyethylene and copolymers of one or more alpha olefins such as ethylene and propylene with a small amount of one or more ethylenically unsaturated monomers such as 4-methylpentene- (l), butene- (l), Norbornene and their derivatives, cyclopentadiene, cyclopentene, cyclobutene, vinyl acetate, the C, -C-. "-Alkyl acrylate and methacrylate esters as well as mixtures of homo- and copolymers of alpha-olefins with other types of thermoplastic polymers;
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(6) Polymere von Styrol -wie Polystyrol, Poly(alphamethylstyrol) und Poly(tert.-butylstyrol) und Copolymere von Styrol, alpha-Methylstyrol oder tert.-Butylstyrol mit einer geringen Menge oder mehrerer äthylenisch ungesättigter Comonomeren wie z.B. Nitrile von äthylenisch ungesättigten Carbon säuren wie Acrylnitril und Methacrylnitril, C-j-C-jp-Alkyl ester von Acryl- und Methacrylsäuren wie z.B. Methylmethacrylat und 2-Äthylhexylacrylat und Pfropfpolymere von Styrol, tert.-Butylstyrol oder alpha-Methylstyrol mit Polybutadien und anderen Kohlenwasserstoffelastomeren;(6) Polymers of styrene - such as polystyrene, poly (alphamethylstyrene) and poly (tertiary butyl styrene) and copolymers of styrene, alpha methyl styrene or tertiary butyl styrene with a small amount or more ethylenically unsaturated comonomers such as nitriles of ethylenically unsaturated carboxylic acids such as acrylonitrile and methacrylonitrile, C-j-C-jp-alkyl esters of acrylic and methacrylic acids such as methyl methacrylate and 2-ethylhexyl acrylate and graft polymers of styrene, tert-butyl styrene or alpha-methylstyrene with polybutadiene and other hydrocarbon elastomers;
(7) Celluloseharze wie Celluloseester und gemischte Ester wie z.B. Cellulosenitrat, Celluloseacetat-butyrat, Celluloseacetat-propionat und Celluloseäther wie z.B. Äthylcellulose; (7) Cellulose resins such as cellulose esters and mixed esters such as cellulose nitrate, cellulose acetate butyrate, Cellulose acetate propionate and cellulose ethers such as ethyl cellulose;
(θ) Polyamidharze, d.h. Harze, die durch die Kondensation von Di- oder Polyaminen mit zwei- oder mehrbasischen Säuren oder durch Polymerisation von Lactamen oder Amino säuren hergestellt werden. Typische Polyamide sind beispielsweise Nylon 4» das aus Pyrrolidon hergestellt wird, Nylon 6, das durch Polykondensation von Caprolactam erhalten wird, Nylon 66, das durch Kondensation von Hexamethylendiamin mit Adipinsäure erhalten wird, Nylon 610, das durch Kondensation von Hexamethylendiamin mit Sebazinsäure erhalten wird, Ny lon 7» das ein Polymeres von Äthylaminoheptanoat ist, Nylon 9> das aus 9-Aminononansäure hergestellt wird und Nylon 11, das aus 11-Aminoundecansäure hergestellt wird;(θ) Polyamide resins, i.e. resins produced by the condensation of diamines or polyamines with di- or polybasic Acids or by polymerization of lactams or amino acids. Typical polyamides are, for example Nylon 4 »which is made from pyrrolidone, nylon 6 which is obtained by polycondensation of caprolactam, Nylon 66 obtained by condensation of hexamethylenediamine with adipic acid; nylon 610 obtained by condensation obtained from hexamethylenediamine with sebacic acid, nylon 7 "which is a polymer of ethylaminoheptanoate, nylon 9" that is made from 9-aminononanoic acid and nylon 11, which is made from 11-aminoundecanoic acid;
(9) Polyester-Harze, d.h. die Harze, die durch Kondensation von gesättigten oder ungesättigten zweibasischen Säuren(9) Polyester resins, i.e. the resins produced by the condensation of saturated or unsaturated dibasic acids
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wie Terephthalsäure, Maleinsäure, Fumarsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure und Azelainsäure mit zweiwertigen Alkoholen wie Ä'thylenglycol, Propylenglycol, Diäthylenglycol und Dipro pylenglycol hergestellt werden. Wird das Harz aus einer ungesättigten Säure hergestellt, wird häufig ein polymerisierbares Monomeres wie z.B. Styrol, Vinyltoluol, Diallylphthalat, Methylmethacrylat, Chlorstyrol, alpha-Methylstyrol, Diviny !benzol oder TrialIyIcyanurat in das Gemisch eingebracht;such as terephthalic acid, maleic acid, fumaric acid, isophthalic acid, adipic acid and azelaic acid with dihydric alcohols such as Ethylene glycol, propylene glycol, diethylene glycol and dipropylene glycol getting produced. When the resin is made from an unsaturated acid, it often becomes a polymerizable one Monomers such as styrene, vinyl toluene, diallyl phthalate, methyl methacrylate, Chlorostyrene, alpha-methylstyrene, diviny! Benzene or TrialIyIcyanurat introduced into the mixture;
(10) Polyurethan-Harze, d.h. Harze, die durch Reaktion einer M- oder polyfunktionellen hydroxylgruppenhaltigen Verbindung wie ein Polyäther oder Polyester mit einem Bi- oder Polyisocyanat wie Toluoldiisocyanat oder Diphenylmethan-4,-41-diisocyanat hergestellt werden;(10) polyurethane resins, ie resins which are produced by reacting an M or polyfunctional hydroxyl group-containing compound such as a polyether or polyester with a bi- or polyisocyanate such as toluene diisocyanate or diphenylmethane-4, -4 1 -diisocyanate;
(11) Polycarbonat-Harze, d.h. Harze, die durch Reaktion eines difunktioneilen Alkohols oder Phenols wie Bis-Phenol A mit Phosgen oder einem Alkyl- oder Arylcarbonat erhalten werden; (11) Polycarbonate resins, i.e. resins made by reaction a difunctional alcohol or phenol such as bis-phenol A obtained with phosgene or an alkyl or aryl carbonate;
(12) Polyacetal-Harze, d.h. Harze, die durch anionische Polymerisation von Formaldehyd unter Bildung eines linearen Moleküls der Art -0-CH2-O-CH2-O-CH2- erhalten werden;(12) polyacetal resins, ie resins obtained by anionic polymerization of formaldehyde to form a linear molecule of the -0-CH 2 -O-CH 2 -O-CH 2 - type;
(15) Polyphenylenoxid-Harze, die durch oxidative Polymerisation von 2,6-Dimethylphenol in Gegenwart eines Kupfer-Amin-Komplex-Katalysators hergestellt werden;(15) Polyphenylene oxide resins produced by oxidative polymerization of 2,6-dimethylphenol in the presence of a copper-amine complex catalyst getting produced;
(14) .Polysulfon-Harze, d. h. Harze mit einer SO2-Bindung, die durch Reaktion von Schwefeldioxid mit Olefinen wie 1-Buten oder vorzugsweise durch Reaktion von Bis-Phenol A mit 4,4'-Di-(14). Polysulfone resins, ie resins with an SO 2 bond, which are produced by the reaction of sulfur dioxide with olefins such as 1-butene or, preferably, by the reaction of bis-phenol A with 4,4'-di-
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- 17 chlordiphenylsulfon hergestellt werden;- 17 chlorodiphenyl sulfone are produced;
(15) die Acrylat-Styrol-Acrylnitril-Harze, gewöhnlich "ASA" -Harze genannt, die aus Copolymeren bestehen, die eine größere Menge eines Cg-Cg-Alkylacrylatesterelastomeren, auf das etwa 65-95 Gew.-^, bezogen auf dieses Copolymere, eines 70 bis 80 t 50 bis 20 Styrol-Acrylnitrilcopolymeren aufge pfropft ist, enthalten;(15) the acrylate-styrene-acrylonitrile resins, usually Called "ASA" resins, which consist of copolymers containing a major amount of a Cg-Cg alkyl acrylate ester elastomer that is about 65-95% by weight based on this copolymer, one 70 to 80 t 50 to 20 styrene-acrylonitrile copolymers grafted on is included;
(16) die Methacrylat-Butadien-Styrol-Harze, gewöhnlich "MBS"-Harze genannt, die aus einer geringen Menge eines Methylmethacrylat-Styrol-Acrylnitrilterpolymeren, das auf ein Polybutadien oder ein Copolymeres von Butadien und geringen Mengen von Comonomeren wie z.B. Styrol und Acrylnitril aufgepfropft und/oder mit diesem vermischt ist, bestehen;(16) the methacrylate-butadiene-styrene resins, usually "MBS" resins called, which are made from a small amount of a methyl methacrylate-styrene-acrylonitrile terpolymer, that is grafted onto a polybutadiene or a copolymer of butadiene and small amounts of comonomers such as styrene and acrylonitrile and / or is mixed with it, exist;
(17) Polymere von Vinylacetat wie Polyvinylacetat und die statistischen und Pfropfpolymeren von Vinylchlorid mit einer geringen Menge eines oder mehrerer Vinylmonomeren, die, wie weiter oben angegeben, gegebenenfalls als Comonomere zur Herstellung der erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionscopolymeren verwendet werden können;(17) Polymers of vinyl acetate such as polyvinyl acetate and the random and graft polymers of vinyl chloride with a small amount of one or more vinyl monomers, which, as indicated above, optionally as comonomers for the production of the aqueous emulsion copolymers according to the invention can be used;
(18) Aminoplast-Harze, die durch Polykondensation von Formaldehyd mit einer Stickstoff enthaltenden Verbindung wie Harnstoff oder Melamin hergestellt werden, und(18) Aminoplast resins obtained by polycondensation of Formaldehyde can be produced with a nitrogen-containing compound such as urea or melamine, and
(19) Phenol-Harze, die durch Polykondensation von Phenolen mit Aldehyden wie Formaldehyd, Acetaldehyd oder Furfurylaldehyd hergestellt werden.(19) Phenolic resins made by polycondensation of phenols with aldehydes such as formaldehyde, acetaldehyde or furfurylaldehyde getting produced.
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Praktisch kann jedes normalerweise entflammbare Polymersubstrat zur Herstellung von feuerhemmenden Polymermischungen mit den neuen erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionscopolymerzusätzen verwendet werden. Diese normalerweise entflammbaren Polymersubstrate können thermoplastische Polymere sein, d.h. Polymere, die durch Hitze weich gemacht werden können und die nach Abkühlen ihre ursprünglichen Eigenschaften wiedererlangen. Es können auch Polymersysteme, insbesondere in Form von wässrigen Emulsionen, verwendet werden, die Copolymere mit einem oder mehreren vernetzbaren Comonomeren, d.h. Monomeren, die zwei oder mehr funktioneile Gruppen enthalten wie z.B. N-Methylolacrylamid, N-Methylolmethacrylamid, Glycidylacrylat und Glycidylmethacrylat, enthalten. Die Copolymeren, die eines oder mehrere dieser vernetzbaren Comonomeren enthalten, können durch Anwendung von Hitze und/oder Verwendung von Katalysatoren gehärtet oder vernetzt werden und dadurch in eine Form umgewandelt werden, in der sie nicht mehr thermoplastisch, sondern vielmehr hitzehärtbar sind, d.h. sie werden durch Erhitzen nicht weich. Vorzugsweise werden die erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionscopolymerzusätze mit solchen vernetzbaren Copolymersystemen vermischt, bevor das Härte- oder Vernetzungsverfahren erfolgt.Virtually any normally flammable polymer substrate can be used to make fire retardant polymer blends can be used with the new aqueous emulsion copolymer additives of the invention. These are usually flammable Polymer substrates can be thermoplastic polymers, i.e. polymers which can be plasticized by heat and which regain their original properties after cooling. It can also polymer systems, especially in the form of aqueous Emulsions, are used, the copolymers with one or more crosslinkable comonomers, i.e. monomers that contain two or more contain more functional groups such as N-methylolacrylamide, N-methylol methacrylamide, glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate, contain. The copolymers containing one or more of these crosslinkable comonomers can be cured by the application of heat and / or the use of catalysts or are crosslinked and thereby converted into a form in which they are no longer thermoplastic, but rather are heat-curable, i.e. they do not become soft when heated. The aqueous emulsion copolymer additives according to the invention are preferably used mixed with such crosslinkable copolymer systems before the curing or crosslinking process takes place.
Das eigentliche Mischen der erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionscopolymerzusätze mit dem ausgewählten Polymersub strat, d.h. mit jedem oder jeden beliebigen vorstehend beschriebenen Polymeren, kann nach jedem geeigneten Verfahren erfolgen, das zu einem innigen Gemisch des Zusatzes mit der Masse des Polymersubstrats führt. So kann eine wässrige Emulsion oder ein Latex, der die Teilchen des Copolymerzusatzes enthält, einfach mit dem Polymersubstrat vermischt werden, das vorzugsweise in Form einer wässrigen Lösung, einem Latex oder einer Suspension vorliegen sollte. Der Copolymerzusatz kann auch mit dem PoIy-The actual mixing of the aqueous emulsion copolymer additives according to the invention with the selected polymer substrate, i.e. with any or any of the polymers described above, can be done by any suitable method, which leads to an intimate mixture of the additive with the bulk of the polymer substrate. So can be an aqueous emulsion or a Latex containing the particles of the copolymer additive can simply be mixed with the polymer substrate, which is preferably in Should be in the form of an aqueous solution, a latex or a suspension. The copolymer additive can also be used with the poly
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mersubstrat vermischt werden, wenn beide in der Form eines festen Pulvers vorliegen.mersubstrat be mixed if both in the form of a solid powder.
Das Mischen kann auch in einem Verfahren durchgeführt werden, bei dem das Polymere, das das Substrat enthält, selbst in Gegenwart eines der zuvor polymerisierten erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionecopolymerzusätze polymerisiert wird. Der das Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonat enthaltende wässrige Emulsionscopolymerzusatz kann auch in einem System polymerisiert werden, das das zuvor polymerisierte Polymersubstrat in einer geeigneten physikalischen Form, z.B. in einer wässrigen Lösung, Suspension oder Emulsion enthält.The mixing can also be carried out in a process in which the polymer containing the substrate itself in the presence of one of the previously polymerized according to the invention aqueous emulsion copolymer additives is polymerized. Of the the aqueous emulsion copolymer additive containing bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonate can also be polymerized in a system that the previously polymerized polymer substrate in a in a suitable physical form, e.g. in an aqueous solution, suspension or emulsion.
Hinsichtlich der Mengenverhältnisse hängt die Menge des Bis(hydrocarbyl)vinylphosphonat enthaltenden wässrigen Emulsions- oder Latexeopolymeren, das mit einem normalerweise entflammbaren Polymersubstrat vermischt werden kann, in erster Linie von Faktoren wie dem bestimmten Phosphonatcopolymeren und dem Polymersubstrat, die vermischt werden sollen, dem Grad der gewünschten Flammhemmung des Gemisches, dem Grad der Klarheit und Härte und von anderen erwünschten physikalischen Eigenschaften sowie von anderen technischen und ökonomischen Erwägungen, die für den Fachmann ersichtlich sind, ab. Um jedoch ein Gemisch zu erhalten, das selbsterlöschend ist, ist es im allgemeinen erwünscht, eine wirksame Konzentration der Bis(alkyl )vinylphosphonat enthaltenden wässrigen Emulsionscopolymerfeststoffe zuzusetzen, die ausreicht, um dem erhaltenden Gemisch einen Gehalt von mindestens etwa 0,5 Gew.-% Phosphor und mindestens etwa 10 Gew.-$ Halogen, d.h. Chlor und/oder Brom, der von dem Halogen enthaltenden äthylenisch ungesättigten Monomeren und auch, wenn möglich, von dem Bis(hydrocarbyl)-vinyl-With regard to the proportions, the amount of the Bis (hydrocarbyl) vinyl phosphonate containing aqueous emulsion or latex copolymers with a normally flammable Polymer substrate can be mixed, primarily by factors such as the particular phosphonate copolymer and the polymer substrate to be mixed, the degree of flame retardancy desired for the mixture, the degree of clarity and hardness and other desirable physical properties as well as other technical and economic considerations, which are apparent to those skilled in the art. However, in order to obtain a mixture that is self-extinguishing, it is im generally desirable to have an effective concentration of the bis (alkyl) vinyl phosphonate containing aqueous emulsion copolymer solids add sufficient to the mixture obtained a content of at least about 0.5 wt .-% phosphorus and at least about 10% by weight of halogen, i.e. chlorine and / or bromine, of the ethylenically unsaturated monomers containing the halogen and also, if possible, from the bis (hydrocarbyl) vinyl
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phosphonat stammt, zu geben.phosphonate originates to give.
Die erfindungsgemäßen feuerhemmenden Polymergemische können auch verschiedene wahlfreie Zusätze wie Weichmacher, z.B. die Alkylester von Phthalsäure, Adipinsäure und Sebazinsäure, z.B. Dioctylphthalat und Ditridecylphthalat und Arylphosphatester wie z.B. Triphenyl- und Tricresylphosphat und dergleichen, Schmiermittel und Formentrennmittel wie Stearinsäure oder deren Metallsalze, Wachse auf der Basis von Erdöl, Mineralöle, Polyäthylenwachse und dergleichen, Hitze- und Lichtstabilisatoren wie Barium-, Cadmium-, Calcium-, Zink seifen oder -phenolate, basische Bleiverbindungen, zinnorganische Verbindungen wie Dialkylzinnmercaptide und Dialkylzinn maleate, Thiolaurinoäureanhydrid und n-Butylstannosäure, epoxidierte Öle, Alkyldipheny!phosphite , Triarylphosphite, Phenylsalicylate, o-Hydroxybenzophenone und -benzotriazole und dergleichen, enthalten. Hinsichtlich einer ausführlicheren Aufzählung von Weichmachern, Schmiermitteln, Stabilisatoren und anderen funktioneilen Zusätzen wird auf die Veröffentlichung "Polyvinyl Chloride" von H.A. Sarvetnick, herausgegeben von Van Nostrand Reinhold Co., New York, Ν.Ϊ., 1969 hingewiesen.The fire retardant polymer blends of the invention can also contain various optional additives such as plasticizers, e.g. the alkyl esters of phthalic acid, adipic acid and sebacic acid, e.g. dioctyl phthalate and ditridecyl phthalate and aryl phosphate esters such as triphenyl and tricresyl phosphate and the like, lubricants and mold release agents such as stearic acid or its metal salts, waxes based on petroleum, Mineral oils, polyethylene waxes and the like, heat and light stabilizers such as barium, cadmium, calcium, zinc soaps or phenolates, basic lead compounds, organotin compounds such as dialkyltin mercaptides and dialkyltin maleates, Thiolauric anhydride and n-butylstannic acid, epoxidized Oils, alkyl diphenyl phosphites, triaryl phosphites, phenyl salicylates, o-hydroxybenzophenones and benzotriazoles and the like. For a more detailed list of plasticizers, lubricants, stabilizers and other functional additives is on the publication "Polyvinyl Chloride" by H.A. Sarvetnick, edited by Van Nostrand Reinhold Co., New York, Ν.Ϊ., 1969.
Die erfindungsgemäßen Gemische können auch Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe, Trübungsmittel, Dekorationszusätze wie reflektierende Metallblättchen und -flocken, und andere einge bettete Peststoffe wie Glasfasern, Textilfasem, Papier und dergleichen, enthalten, unter der Voraussetzung, daß diese die Flammhemmung dieser Produkte nicht beeinträchtigen. Ferner können die Gemische weitere flammhemmende Mittel wie Antimonverbindungen, halogenierte Alkylphosphate oder -phosphonate, Alkylsäurephosphate, oder geringe Konzentrationen von Phosphorsäure enthalten.The mixtures according to the invention can also contain fillers, pigments, dyes, opacifiers, decorative additives such as reflective Metal flakes and flakes, and other embedded pests such as fiberglass, textile fibers, paper and the like, provided that they do not impair the flame retardancy of these products. Further the mixtures can contain other flame retardants such as antimony compounds, halogenated alkyl phosphates or phosphonates, alkyl acid phosphates, or low concentrations of phosphoric acid contain.
0 9 0 83 / 10 Β0 9 0 83/10 Β
Die neuen erfindungsgemäßen feuerhemmenden Gemische, die aus Gemischen von jedem beliebigen der vorstehend beschriebenen Polymersubstrate und einer oder mehrerer der erfin.dungsgemäßen feuerhemmenden wässrigen Emulsionszusätzen bestehen, können für alle, dem Fachmann bekannten Verwendungszwecke des Beschichtens, Klebens, Imprägnierens, der Schichtstoffher stellung, des Bindens und Anstreichens eingesetzt werden, bei denen eine Feuerhemmung des erhaltenen Endprodukts erwünscht ist. Beispielsweise können diese Gemische als Klebstoffe für Läufer- und Teppichrückseiten, als Klebstoffe für Glasfasern, als Unterlagenschicht für Gewebe, als heißverklebbare Bindemittel für Faservliese, als Bodenbelagbeschichtungsmaterial, als Papierbeschichtungsmaterial, als Anstrichgrundlagen und als Klebstoffe zur Herstellung von Schichtstrukturen verwendet werden.The new fire retardant compositions according to the invention, the from mixtures of any of the polymer substrates described above and one or more of the invention Fire-retardant aqueous emulsion additives exist, can be used for all purposes known to those skilled in the art Coating, gluing, impregnation, laminate production, bonding and painting where fire retardancy of the final product obtained is desired is. For example, these mixtures can be used as adhesives for runners and carpet backs, as adhesives for glass fibers, as an underlayer for fabric, as a heat-sealable binder for nonwovens, as a floor covering material, Used as paper coating material, as paint bases and as adhesives for the production of layered structures will.
Neben der Verwendung als feuerhemmende Zusätze für die Herstellung von feuerhemmenden Gemischen mit entflammbaren Polymersubstraten können die erfindungsgemäßen wässrigen Emulsionscopolymerzusätze als solche zu allen dem Fachmann bekannten Zwecken des Beschichtens, Anstreichens, Klebens, der Schichtstoff herstellung, zum Imprägnieren und Binden verwendet werden. Sie können daher auf alle Arten von Substraten, denen man feuerhemmende Eigenschaften verleihen will, aufgetragen und/oder von diesen absorbiert werden. Sie können daher als Beschichtungsmittel, Imprägniermittel, Füllstoffe, Mittel für die Schichtstoffherstellung und Klebstoffe für Substrate wie Holz, Papier, Metalle, Textilien , auf der Basis von natürlichen und synthetischem Fasern oder Fasergemischen, synthetische Polymerfilme wie diejenigen auf der Basis von Polyolefinen, regenerierter Cellulose, d.h. Cellophan, Polyvinylchlorid, Polyester und dergleichen, Leder, natürlicher und synthetischerIn addition to being used as fire retardant additives for the production of fire retardant mixtures with flammable polymer substrates can use the aqueous emulsion copolymer additives according to the invention as such for all purposes known to those skilled in the art of coating, painting, gluing, the laminate manufacture, used for impregnation and binding. You can therefore use them on all types of substrates you want to impart fire retardant properties, applied and / or absorbed by them. You can therefore use it as a Coating agents, impregnating agents, fillers, laminating agents and adhesives for substrates such as Wood, paper, metals, textiles, based on natural and synthetic fibers or fiber mixtures, synthetic Polymer films such as those based on polyolefins, regenerated cellulose, i.e. cellophane, polyvinyl chloride, polyester and the like, leather, more natural and synthetic
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Gummi, Faserstoffplatten und synthetische Kunststoffe, die durch Additions- oder Kondensations-Polymerisationsverfahren hergestellt werden, verwendet werden.Rubber, fiber board and synthetic plastics, the can be prepared by addition or condensation polymerization processes.
Das nachstehende Beispiel dient der Erläuterung der Erfindung. In dem Beispiel sind alle Teile Gewichtateile, wenn nichts anderes angegeben ist.The following example serves to explain the invention. In the example, all parts are parts by weight, if nothing else is indicated.
Beispiel example ιι
Dieses Beispiel erläutert die Herstellung eines Bis(hydrocart>yl)vinylphosphonat enthaltenden wässrigen Emulsionscopolymeren sowie dessen anschließende Verwendung zur Herstellung eines feuerhemmenden Polymergemisches.This example illustrates the preparation of a bis (hydrocart> yl) vinyl phosphonate containing aqueous emulsion copolymers and its subsequent use for the production of a fire retardant polymer mixture.
In ein 907 g (52 ounces) Reaktionsgefäß wurden 180 g Bis(beta-chloräthyl)-vinylphosphonat, im folgenden MBis-beta" genannt, 60 g einer 10 gew.-$-igen wässrigen Lösung von Natriumlaurylsulfat, 120 g einer 5 gew.-$-igen, wässrigen Lösung von Poly vinylalkohol mit einem Hydrolysegrad von 80-85 tfo und 80 g entionisiertes Wasser gebracht. Der pH-Wert des erhaltenen Gemische wurde durch Zusatz von 3,0 g einer 58 gew.-$-igen wässrigen Lösung von Ammoniumhydroxid auf 9 eingestellt, wonach 40 g einer 10 gew.-fa-igen Lösung von Ammoniumpersulfat zugesetzt wurden.In a 907 g (52 ounces) reaction vessel, 180 g of bis (beta-chloroethyl) vinylphosphonate, hereinafter referred to as M bis-beta ", 60 g of a 10% strength by weight aqueous solution of sodium lauryl sulfate, 120 g of a 5% by weight .- $ - aqueous solution of polyvinyl alcohol with a degree of hydrolysis of 80-85 tfo and 80 g of deionized water. The pH of the resulting mixture was brought by adding 3.0 g of a 58 wt .- $ aqueous solution Solution of ammonium hydroxide adjusted to 9, after which 40 g of a 10 % strength by weight solution of ammonium persulfate were added.
Das Reaktionsgefäß wurde verschlossen und anschließend 1 l/2 Stunden in einem Kühler gekühlt, wonach 120 g Vinylchlorid zugesetzt wurden. Das Reaktionsgefäß wurde wieder verschlossen, und das Gemisch 12 Stunden bei 50 C erhitzt, während man es mit 20 Umdrehungen pro Minute rotieren ließ. Nach Beendigung der Reaktion wurde das Gefäß gekühlt, bis Raumtemperatur er-The reaction vessel was sealed and then cooled in a condenser for 1 1/2 hours, after which 120 g of vinyl chloride was added. The reaction vessel was closed again and the mixture heated at 50 ° C. for 12 hours while rotating at 20 revolutions per minute. After the reaction had ended, the vessel was cooled until room temperature was reached.
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reicht worden war. Auf diese Weise wurde eine praktisch 100 $-ige Umwandlung der Monomeren in ein 60 t 40 Bis-beta-Vinylchlorid enthaltendes wässriges Emulsionscopolymeres erhalten. Diese Emulsion hatte einen Harzfeststoffgehalt von etwa 50 Gew.-$, wobei die Copolymerteilchen einen Durchmesser von durchschnittlich etwa 0,06 - 0,19 Mikron hatten. Die Analyse dieser Copolymerteilchen zeigte, daß sie 8,02 fo Phosphor und 36,5 io Chlor enthielten.had been enough. In this way, a virtually $ 100 conversion of the monomers to an aqueous emulsion copolymer containing 60 tons of 40 bis-beta vinyl chloride was obtained. This emulsion had a resin solids content of about 50% by weight with the copolymer particles averaging about 0.06-0.19 microns in diameter. Analysis of these copolymer particles showed that they contained 8.02 % phosphorus and 36.5 % chlorine.
Diese Emulsion wurde anschließend mit einer wässrigen Emulsion, die 46 Gew.-^ Polybutylacrylatpolymerteilchen enthielt, deren Folien normalerweise entflammbar sind, vermischt. Es wurde eine Reihe solcher Gemische hergestellt, bei denen die Konzentrationen der Bis-betacopolymerfeststoffe 5» 10, 20 und 30 Gew.-jt, bezogen auf die Polybutylacrylatpolymerfeststoffe, betrugen. Folien mit einer Trockendicke von 0,127 0,254 mm (5-10 mils) wurden aus jedem dieser Polymergemische gegossen, und die Flammhemmung dieser Folien wurde anschließend quantitativ bestimmt, indem ihr "Limiting Oxygen Index" (L.O.I.) nach dem Verfahren ASTM D-2863 berechnet wurde, das auch von Fenimore und Martin in der November I966 Ausgabe von "Modern PlaBtics" beschrieben wurde. Kurz zusammengefaßt setzt dieses Verfahren die Flammhemmung in eine direkte Beziehung zu einer Messung der prozentualen Mindestkonzentration von Sauerstoff in einem Sauerstoff-Stickstoff-Gemisch, bei der die Probe brennt} die LOI-Werte werden wie folgt berechnetiThis emulsion was then with an aqueous emulsion containing 46 wt .- ^ polybutyl acrylate polymer particles, whose films are normally flammable, mixed. A number of such mixtures have been prepared in which the concentrations of bis-beta copolymer solids 5 »10, 20 and 30 pbw based on the polybutyl acrylate polymer solids, cheat. Films with a dry thickness of 0.127 0.254 mm (5-10 mils) were made from each of these polymer blends cast, and the flame retardancy of these films was then quantified using their Limiting Oxygen Index (L.O.I.) was calculated using the ASTM D-2863 method also described by Fenimore and Martin in the November 1966 issue of Modern PlaBtics ". Briefly summarized, this method directly relates flame retardancy to a Measurement of the minimum percentage of oxygen in an oxygen-nitrogen mixture at which the sample is present burns} the LOI values are calculated as followsi
L.O.I. « x 100L.O.I. «X 100
Ein höherer L.O.I-Wert zeigt also einen höheren Grad derA higher L.O.I value therefore shows a higher degree of
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Flammhemmung an.Flame retardancy.
Die nachstehende Tabelle enthält die Ergebnisse dieser Bestimmung»The table below contains the results of this determination »
Konzentration der Bis-Beta-Copolymer-Concentration of bis-beta copolymer
feststoffe in der Fmlie H) L.O.I.solids in the fmlie H) LOI
0 17,30 17.3
5 18,45 18.4
10 19,710 19.7
20 21,920 21.9
30 23,430 23.4
Die vorstehend aufgeführten Daten zeigen, wie die neuen erfindungsgemäßen Copolymerzusätze die Plammhemnung von normalerweise entflammbaren Polymerfilmen verbessern.The above data shows how the novel copolymer additives of the present invention provide flame retardancy from normally improve flammable polymer films.
Vergleichbare Ergebnisse wurden auch unter Verwendung der folgenden Copolymeren als flammhemmende Zusätze erhalten:Similar results were also obtained using the following copolymers as flame retardant additives:
(1) ein 6Oi37»3 (Gewicht) Bis-betaj Vinylchlorid! N-Methylolacrylamidcopolymeres und(1) a 6Oi37 »3 (weight) bis-betaj vinyl chloride! N-methylol acrylamide copolymer and
(2) ein 6O«4O (Gewicht) Bis-beta t Vinylbromidcopolymeres.(2) a 6O «4O (weight) bis-beta t vinyl bromide copolymer.
2 0 9 B Π 3 / 1 Π RI 2 0 9 B Π 3/1 Π R I
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Legal Events
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8130 | Withdrawal |