DE2402659A1 - Flammverzoegernder polyolefinschaum - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen flammverzögernden
Polyolefinschaum. Sie bezieht sich insbesondere auf einen solchen aus einem Polyolefin und einem folienartigen, filmartigen
oder faserartigen geformten Gegenstand eines an den Polyolef inschaum anschiueißbaren Polyolefins, das durch Verschmeißen
als Schicht auf den Polyolefinschaum aufgebracht luird.
FlammverzögBrnde Polyolefinschäume uiurden bisher nach zwei Verfahren
hergestellt; ein Verfahren bestand im Einkneten eines Flammuerzögerungsmittels in das Polyolefinpräparat, Mischen des
Präparates und Verschäumen des gemischten Präparates in üblicher Weise; das andere Verfahren bestand im Überziehen eines
Polyolefinschaumes mit einem Flammuerzögerungsanstrich»
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Diese beiden Verfahren hatten jedoch verschiedene Mangel und
Nachteile. Das Knetverfahren zeigte insbesondere die folgenden:
(1) Die Flammverzögerungsmittel (die meist vom Halogen- oder Phosphor-Typ sind) u/erden bei den in dsr Verschäumungsstufe angeuiendeten
hohen Temperaturen zersetzt.
(2) Die in das Polyolefin einverleibten Flammverzögerungsmittel
beeinflussen die Uerschaumungsbedingungen des Polyolefins und verhindern ein gutes Verschäumen.
(3) Die durch Zersetzung der Flammverzögerungsmittel bei der Verschäumungsstufe gebildeten Gase sind giftig.
Das Verfahren mit einem Flammverzögerungsanstrich hat die folgenden
Mängel.:
(1) Aufgrund der Verwendung eines Lösungsmittels, muß eine
Lösungsmittel-Trocknungsstufe durchgeführt werden.
(2) Es besteht die Gefahr einer Explosion oder Entzündung des Lösungsmittels.
(3) Wegen der niedrigen Haftfähigkeit aufgrund der Nicht-Polarität
des Polyolefins ist die Bindung des aufgebrachten Verzögerungsmittels
nicht gut. Daher uiird das Verzögerungsmittel häufig_
•jiährend Verarbeitungsverfahren oder der Verwendung von der
Polyolefinschaumoberflache abgezogen bzui. pellt ab.
Bei Untersuchungen zur Schaffung von flammverzögernden Polyolefinschäumen,
die die Mängel und Nachteile der bekannten Verfahren überwinden, wurde nun gefunden, daß durch Aufbringung eines
folienartigen, filmartigen oder faserartigen geformten Gegenstandes aus einem auf den Polyolefinschaum aufschwsißbaren,
flaitsmverzogeriLden Polyolefin, das eine Halogenverbindung und
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eine Antimonverbindung umfaßt, auf einen Polyolefinschaum durch
Verschmeißen die obigen Nachteile der bekannten V/erfahren überwunden
werden können und daß der erhaltene, flammverzögernde Polyolefinschaum eine hohe Bruchdehnung und ausgezeichnete Weichheit
und Elastizität hat. Weiterhin wurde gefunden, daß die Flammverzögerung
beim erhaltenen, flammverzögernden Polyolefinschaum nicht durch die Art des verwendeten Uerzögerungsmittels sondern
durch die Halogenmenge im Verschäumuimgsharz beeinflußt wird, und
die Halogenverbdndung sollte in solcher Menge einverleibt werden,
daß mindestens 2 Gew.-Teile Halogen pro 100 Gew.-Teile verschäumtes Harz vorliegen. Außerdem wurde gefunden, daß bei Verwendung
eines Polyolefinschaumes mit der obigen Laminatstruktur zur Bildung
eines flammverzögernden, wärmeisolierenden Zylinders dieser eine ausgezeichnete Wärmeisolierung und ein gutes Aussehen hat·
und zweckmäßig für städtische Wasserleitungen und Rohre für Kühler, zentrale Heizanlagen, Kühlschränke usw. verwendet werden kann,
wo eine Taubildung nicht erwünscht ist.
Hauptziel der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung
eines flammverzögernden Polyolefinschaumes der leicht ohne die
Arbeitsschwierigkeiten der üblichen Verfahren hergestellt werden kann und die ausgezeichneten, dem Polyolefingrundschaum innewohnenden
Eingenschaften bewahrt, wie Weichheit und Elastizität*,
Ein weiteres Ziel ist die Schaffung eines geformten Gegenstandes, insbesondere eine wärmeisolierenden Zylinders, aus dem obigen,
flammverzögernden Polyolefinschaum mit ausgezeichneten physikalischen
Eigenschaften und hoher Flammverzögerung und Wärmeisolierung.
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Erfindungsgemäß iuird ein flammverzögernder Polyolefinschaum
geächaffen5 der einen Polyolefinschaum und einen folienartigen,
filmartigen oder faserartigen geformten Gegenstand aus einem mit dem Polyolefinschaum verschu/eißbaren Polyolefin umfaßt, das durch
Verschweißen auf den Polyolefinschaum beschichtet tuird, uuobei
der geformte Polyolefingegenstand eine Halogenverbindung und eine Antimonverbindung enthält und die Henge der Halogenverbindung
mindestens 2 Gem.-Teile Halogen pro 100 Gem.-Teile yerschäumtes
Harz beträgt.
Die folgenden Zeichnungen veranschaulichen die vorliegende Erfindung:
Fig. 1 bis 4 zeigt das Verhältnis zwischen dem Halogengehalt und den flammverzögernden Eigenschaften des erfindungsgemäßen
flamrnverzögernden Polyolefinschaumes;
Fig. 5 ist ein Schnitt durch einen luärmeisolierenden Zylinder
aus dem erfindungsgemäßen flammverzögernden Polyolefinschaum;
Fig. 6 ist ein Schnitt durch einen wärmeisolierenden Zylinder,
hergestellt durch Prägen des u/ärmeisolierenden Zylinders vom
Fig. 5; ·
Fig. 7 ist ein Schnitt durch einen bevorzugten Wärmeisolierungszylinder,
hergestellt durch Prägen des Wärmeisolierungszylinders vom Fig. 5 nach einem bevorzugten, erfindungsgemäß entwickelten
Prägeverfahren.
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Wie oben erwähnt, hat der erfindungsgemäße, flammverzögernde
Polyolefinschaum eine Schichtstruktur aus einem Polyolefinschaum
und einem folien-, film- oder faserartigen geformten Gegenstand aus einem Polyolefin, das durch Verschmeißen mit dem Polyolefinschaum
verbunden ist.
Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung wird ein folien-,
film- oder faserartiger geformter Gegenstand aus einem mit eimern Polyolefinschaum verschweißbaren Polyolefin hergestellt, indem
man in ein Polyolefin eine Halogenverbindung und eine Antimonverbindung einverleibt und das Präparate zu einer Folie^ einem Film
oder Fasern verformt und dann den so gebildeten, flammverzögernden, geformten Polyolefingegenstand auf einem Polyolefinschaum
beschichtet.
Die Beschichtung des flammverzögernden geformten Polyolefingegenstandes
und des Polyolefingrundschaurnes erfolgt durch Verschweißen. Daher können bei .-■ Bildung des erfindungsgemäßen, flammverzögernden
Polyolef inschaumes die Nachteile und Arbeitsschwierigkeiten
der bekannten Knet- und Überzugsverfahren vermieden werden.
Erfindüngsgemäß können zur Bildung eines Polyolefinschaumes
und des darauf aufzubringenden, geformten Polyolefingegenstandes Homopolymerisate von Olefinen, Olefinmischpolymerisate und
Mischungen dieser Polyolefine mit anderen Harzen verwendet werden, Erfindungsgemäß können z.B. bekannte Polyolefinschäume, wie Polyäthylenschäume,
Polypropylenschäume, Äthylen-Vinylacetat-Rischpolymerisatschäume
und Schäume aus mit einem Kautschuk, wie PoIy-
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isobutylen oder Polybutadien, modifiziertem Polyäthylen verwendet'
werden.
Wie -erwähnt, wird der folien-, film- oder faserartige, geformte Polyolefingegenstand aus einem Polyolefin hergestellt, in das ein
Flammverzögerungs- oder flammfestmachendes Mittel einverleibt
wurde. Als erfindungsgemäß verwendbare Mittel können Halogenverbindungen,
wie Tetrabroüiphthalsäureanhydrid (TBPA), Tetrachlorphthalsäureanhydrid
(TCPA), Perchlorpentacyclodecan (PCPCD), Tetrabrombenzol (TBB), Hexabroinbenzol (HBB), chloriertes Paraffin,
Tetrabrombisphenol-A (TBA) . und Hexabromcyclodecan (HBCD) sowie
Hexabrombiphenyl (HB), Tris-(2,3~dibrompropyl)-phosphat, Tris-(2,3-dichlorpropyl)-phosphat
und Tris-(bromchlorpropyl)-phosphat. erwähnt' werden.
Diese Flammverzögerungsmittel werden nach üblichen Verfahren in
die Polyolefinharzpräparate einverleibt und eingemischt, worauf die Präparate zu Polyolefinschäumen verformt werden» Wenn die
Flammverzögerungsmittel in dieser Weise zur Bildung flainmverzögsrnder
Polyolefinschäume verwendet werden, müssen sie die folgenden Bedingungen erfüllen?
(1) Die Flan-imverzögerungsmittel sollten eine gute Verträglichkeit
mit dem Polyolefin und eine gute Dispergierbarkeit im Polyolefin haben.
(2) Sie sollten keine extreme Verminderung der inhärenten Eigenschaften des Polyolefins bewirken.
(3) Sie sollten, selbst bei Einverleibung in geringer Menge, eine ausreichende Flammverzögerungswirkung zeigen.
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(4) Sie sollten durch die Polyolefinuerarbeitungsstufen nicht
zersetzt werden.
gleichzeitig Die Zahl der die obigen Forderungen (1), (2) und (4)/erfüllenden
Flarnmverzögerungsmittel ist sehr begrenzt, und bisher sind nur •sehr besondere Flammuerzögeru ngsrnittel auf diesem Gebiet verwendet
morden. Da es jedoch eine bestimmte Grenze der Dispergierbarkeit
dieser Flammverzögaungsrnittel gibt und die Verschlechterung der physikalischen Eigenschaften der Polyolefinharze durch Zugabe
dieser Mittel beträchtlich' ist, ist die Wahl der zuzugebenden Menge an Flammv/erzögerungsmittel schwierig; und daher ist es auch
schwierig, daß Maß an Flammverzögerung einzustellen (insbesondere, wenn eine hohe Flammverzögerung gewünscht ist). Da erfindungsgemäß
jedoch ein ein Flammverzögerungsmittel enthaltender, geformter Polyolefingegenstand auf einen Polyolefinschaum beschichtet
wird, hat das Mittel kaum irgendeinen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften des Polyolefinschaumes, sondern wirkt
mehr als Verstärkung. Obgleich es weiterhin wünschenswert ist, daß das Flammverzögerungsmittel eine gute Dispergierbarkeit hat,
reicht es aus, wenn das Mittel eine solche Dispergierbarkeit hat, dia keine Uneinheitlichkeit der Flammverzögerung bewirkt. Daher
ist die Dispergierbarkeit des Flammverzögerungsmittels erfindungsgemäß
nicht besonders entscheidend.
Weiterhin ist die zum Uerformen einer Polyolefinfolie, eines
-filmes oder -faser angewendete Temperatur gewöhnlich wesentlich niedriger als die zur Bildung eines Polyolefinschaumes verwendete
Temperatur. Daher können unerwünschte Phänomene, wie Zersetzung des Flammverzögerungsmittels bei der Herstellungsstufe, erfindungsgemäß
wirksam vermieden werden. Wenn ein zweckmäßiges
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Polyolefinharz ausgeu/äHLfc ist, kann die Temperatur zum Verformen
eines ein Flammverzögerungsmittel enthaltenden Polyolefins wesentlich verringert werden.
Wie ersichtlich, können somit die an das Flammverzögerungsmittel angelegten Bedingungen stark erleichtert werden, und erfindungsgemäß
können die meisten der im Handel verfügbaren, halogenhaltigen Flammverzögerungsmittel verwendet werden.
Damit der erhaltene Polyolefinschaum eine ausreichende Flammverzögerungswirkung
hat, muß das halogenhaltige Flammverzögerungsmittel in den auf dem Polyolefinschaum zu beschichtenden, geformten
Polyolefingegenstand in solcher Menge einverleibt werden, daß die Halogenmenge mindestens 2 Gew.-Teile pro 100 Gew.-TeileiferscKaumungsharz
beträgt. Vom wirtschaftlichen Standpunkt wird eine Halogenmenqe bis zu 30 Teilen bevorzugt.
Die Verwendung makromolekularer, halogenhaltiger Flammverzögerungsharze,
wie chloriertes Polyäthylen und chlorsulfonierte Polyäthylenharze,
wird besonders bevorzugt, da die inhärente Weichheit und Elastizität des Polyolefinschaumes bei Verwendung dieser
polymeren Flammverzögerungsmittel auf einem hohen Wert gehalten werden können.
In einer bevorzugtem Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird daher mindestens ein Mitglied aus der Gruppe von chlorierten Polyäthylenharzen und chlorsulfonierten Polyäthylenharzen als
Flammverzögerungsmittel verwendet. Gewöhnlich werden chlorierte Polyäthylenharze mit einem Chlorgehalt von 30-70 Gew.-% verwendet.
Da Jedoch ein chloriertes Polyäthyleharz mit einem höheren Chlorgehalt dazu neigt, hart zu werden, wird vorzugsweise ein
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solches mit einem Chlorgehalt von 30-50 Gem.-% verwendet. Bei
chlorsulfonierten Polyäthylerirarzen wird ein Chlorgehalt zu/ischen
25-50 Gew.-^ bevorzugt. In jedem Fall bewirkt ein höherer
Chlorgehalt eine höhere Flammverzögerungsiuirkung. Da jedoch ein
zu"hoher Chlorgehalt unerwünschte Phänomene, wie Verminderung cer
physikalischen Eigenschaften des Polyolefinschaumes, bewirkt, sollte er innerhalb des oben genannten Bereiches ausgewählt
werden. Diese polymeren Flammverzögerungsmittel können einzeln oder in Mischung verwendet werden. Han kann auch diese polymeren
Flammverzögerungsmittel mit anderen, im Handel verfügbaren Flammverzögerungsmitteln der oben genannten Art verwendet. Durch
Verwendung dieser polymeren Flammverzögerungsmittel erzielt man den weiteren Vorteil, daß die Witterungsbeständigkeit des erhaltenen
Polyolefinschaumes wesentlich verbessert werden kann.
Bekanntlich kann durch Uerwendung einer halogenahltigen,Flammverzögerungsverbindung
in Kombination mit einer Antimonverbindung die Flammverzögerungswirkung verbessert werden. Zu diesem
Zweck wird . erfindungsgemäß eine Antimonverbindung verwendet, und zwar vorzugsweise in einer Menge von 0,2-1 Gew.-Teil pro
Gew.-Teil der flammverzögernden Halogenverbindung. Erfindungsgemäß
verwendbare Antimonverbindungen umfassen z.B. Antimontrioxid, Antimonoxychiorid, Antimonoxybromid, Antimontribromid
und Antimontrichlorid, wobei Antimontrioxid besonders bevorzugt wird.
Die Bildung eines geformten Gegenstandes aus einem Polyolefin, das eine flammverzögerride Halogenverbindung und eine Antimonverbindung
enthält, kann zweckmäßig durch Strangpreßverformung erfolgen. Dabei ist das Polyolefin vorzugsweise genügend mit der
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flammuerzögernden Halogenverbindung und Antimonverbindung mittels
Mischwalzen, Hochleistungsmischern, Knetvorrichtungen, Strangpressen usuj. gemischt. Selbstverständlich können, je nach
Erfordernis, die bekannten Zusätze, wie Stabilisatoren, UV-Absorptionsmittel, antistatische Mittel und Pigmente, einverleibt
werden.
Die Beschichtung des so geformten, flammv erz tigernd en Polyolefinfolien-,
-film- oder -fasergegenstandes auf einen Polyolefin«
schaum kann direkt durch Strangpreßbeschichtungsverfahren erfolgen;
oder eine vorher hergestellte Folie, ein Film oder eine Faser kann durch Verschweißen auf einen Polyolefinschaum beschichtet
werden. In jedem Fall kann die Beschichtung in einfacher, wirtschaftlicher Weise durchgeführt werden.
Neben einem aus zwei Schichten bestehenden Schichtkörper aus einem Polyolefinschaum und einem flarnmverzögerndsn geformten
Polyolefin können erfindungsgemäß verschiedene, mehrschichtige Strukturen entsprechend ihrer beabsichtigten Verwendung gebildet
werden. So kann z.B. erfindungsgemäß eine Schichtstruktur aus einem Polyolefinschaum mit flammverzögernden geformten
Polyolefinschichten auf einer oder beiden Oberflächen bzw. eine
Schichtstruktur aus einer inneren Schicht des flammverzögernden geformten Polyolefins in "sandwich"-Weise mit äußeren Schichten
des Polyolefinschaumes erhalten werden. Man kann auch den Polyolefinschaum und den geformten Polyolefingegenstand alternierend
zur Bildung einer mehrschichtigen Struktur aufeinanderschichten.
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Der erfindungsgernäße, flammverzögernde Polyolefinschaum hat verschiedene
Verwendungszwecke; er kann z.B. wirksam als wärmeisolierender Zylinder für städtische Wasserleitungen und Rohre vom
Kühlern, zentralen Heizanlagen, Kühlschränken usw. verwendet werden, bei welchen das Auftreten einer Taubildung unerwünscht
ist. Die meisten, bisher auf diesem Gebiet verwendeten Polyolefinschäume
waren nicht flammverzögert, in neuerer Zeit werden jedoch auf manchen Gebieten flammverzögernde Zylinder anstelle
der nicht-flamrnverzögerten Polyolefinschaumzylinder verwendet.
Dia Verwendung des erfindungsgemäßen flammverzögernden Polyolefinschäumes
zur Herstellung solcher flammverzögernder, wärmeisolierender Zylinder wird mit Bezug auf die bailiegende Zeichnung
beschrieben.
Wie im Fig. 5 dargestellt, wird eine Schichtstruktur aus einer inneren und äußeren Schicht eines flammverzögernden Polyolefinfilmes
1 und einer Zwischenschicht aus einem Polyolefinschaum 2 um ein Rohr 3 gedeckt. Dabei passiert es jedoch manchmal, daß
der innere, flammverzögernde, an die innere Oberfläche des Polyolef
inschaumes 2 gebundene Polyolefinfilm örtlich in der Verformungsstufe
deformiert wird und nicht die in Fig. 5 dargestellte kreisförmige Konfiguration hat. Diese Deformierung
beruht auf den unterschiedlichen Verformungseigenschaften (wie
Dehnung und Elastizität) zwischem dem flammverzögernden Film und dem Schaum. Daher werden zwischen dem Schaumteil 2 und dem Rohrteil
3 Hohlräume 4 gebildet, wobei die Gefahr besteht, daß das in diesem Hohlräumen 4 verweilende Wasser die Uiärmeisolierungswirkung
vermindert. Weiterhin werden bei Biegungen des Rohres
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auf dem Oberflächenteil des ujärmeisolierenden Zylinders leicht
unregelmäßige Falten gebildet, uias das Aussehen des Zylinders verschlechtert. Außerdem besteht die Möglichkeit, daß der flammverzögernde
Film in diesen Faltenabschnitten zerbricht.
Bei Untersuchungen zwecks Verbesserung dieser unregelmäßigen Deformation wurde festgestellt, daß man gute Ergebnisse erzielt,
indem man die innere, flammverzögernde Polyolefinschicht prägt;
diese Prägebehandlung erfolgt vorzugsweise in solcher Weise, daß die folgende Bedingung erfüllt uiird:
Xm <0,2 d . .
' ("pitch")
Dabei steht Xm für die Kindestwellung (Abstand)/der Prägung und
d bedeutet den inneren Durchmesser des uiärmeisolierenden Zylinders.
Durch diese Prägebehandlung kann die unregelmäßige Deformation der Oberfläche des Wärmeisolierungszylinders vermieden werden.
Falls die Mindestwellung der Prägung außerhalb des oberen Bereiches
liegt, d.h. wenn Xm ^ 0,2 d beträgt, u/erden zwischen dem
Schaum 2 und dem Rohr 3 leicht große Hohlräume 4 gebildet, mas
die Wärmeisolierungsujirkung vermindert. Daher wird die Bedingung Xm ^ 0,2 d vorzugsweise erfüllt. Dann erhält man einen ujärmeisolierenden
Zylinder mit sehr ähnlicher Form wie die Form eines üblichen unbehandelten Polyolefinschaumzylinders (vgl. Fig. 7).
Weitere Verwendungszwecke für den erfindungsgemäßen Polyolefinschaum
liegen für den Fachmann auf der Hand.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die vorliegende Erfindung,
ohne sie zu beschränken. Fal-ls nicht anders angegeben,
409832/1116'
sind alle Teile und Prozentangaben Gew.-Teile und Gew.-^.
Ein niedrig dichtes Polyäthylen ("SumikatHene L702", hergestellt
von der Sumitomo Chemicals) murde nit einer Mischung aus einem Flammverzögerungsmittel und Antimontrioxid gemischt. Der Gewichtsprozentsatz
des Flammverzögerungsmittels war gleich demjenigen des Antirnontrioxids. Dia Mischung wurde mittels Mischwalzen mit
einem Durchmesser von 20 cm 10 Minuten bsi 140 C. geknetet, tablettiert und bei 180°C. mittels einer Strangpresse (Zylinderdurchmesser
40 mm, Verhältnis von Länge zu Durchmesser (L/D) = 26) zu einem Film stranggepreßt.
Der erhaltene, ein Flammverzögerungsmittel enthaltende Polyäthylenfilm
wurde durch Verschweißen auf beide Oberflächen eines Polyäthylenschaumes ("Hi-Ethylene-S", hergestellt von der Hitachi
Chemicals) aufgebracht und die Schichtstruktur dem Brennbarkeitstest gemäß ASTM-Verfahren D 1692-59 T unterworfen. Die erzielten
Ergebnisse sind in Fig. 1 dargestellt. ·
Beisp iel 2
Das in Beispiel 1 verwendete, niedrig dichte Polyäthylen wurde mit einem Flammverzpgerungsmittel und Antimontrioxid versehen,
wobei die Gewichtsprozentsätze beider Mittel gleich waren. Die Mischung wurde wie in Beispiel 1 zu einem ein Flammverzögerungsmittel
enthaltenden Polyäthylenfilm verformt.
Der so erhaltene Film wurde auf beide Oberflächen des in Beispiel 1 verwendeten Polyäthylenschauines mit unterschiedlicher Dicke
durch Verschweißen aufgebracht. 3ede Schichtstruktur wurde dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen, wobei
die erzielen Ergebnisse in Fig. 2 aufgeführt werden.
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B e i s ρ i e 1 3
Der in Beispiel 2 verwendete, mit einem Flammverzögerungsmittel
versehene Polyäthylenfilm ujurde durch Verschmeißen auf eine
Oberfläche eines in Beispiel 1 verwendeten PolyäthylenschaiJmes
ein"er Dicke von 8 mm aufgebracht und die Schichtstruktur dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterwarf en, wobei der
Brenner auf die mit Film versehene Oberfläche (Test A) oder die andere Oberfläche (Schaumoberfläche) (Test B) angelegt wurde. Die
Ergebnisse sind in Fig. 3 dargestellt.
Aus den Ergebnissen von Fig. 1 bis 3 ist leicht ersichtlich, daß
die Flammuerzögerungsujirkung nicht durch die Art des halogenhaltigen
Flammverzögerungsmittels, sondern durch den Gewichtsprozentsatz
an Halogen, bezoge'n auf" das verschäumte Harz, bestimmt
wird, und daß ein Polyolefinschaum leicht flammverzögert gemacht
werden kann, indem man darauf einen geformten Polyolefingegenstand
aufbringt, der mindestens 2 Gew.-%, ausgedrückt als Halogen,
eines halogenhaltigen Flammverzögerungsraittels enthält.
.100 Teile niedrig dichtes Polyäthylen ("Sumikathene L402" der
Sumitomo Chemicals) wurden mit 10 Teilen eines chlorierten Paraffins ("Enpara 70", der Ajinomoto) und Antimontrioxid in derselben
Menge wie das chlorierte Paraffin versehen. Gemäß Beispiel 1 wurde durch Strangpressen ein flammverzögerter Film einer Dicke
von etwa 100 ,u hergestellt. Dieser wurde durch Verschweißen auf
beide Oberflächen eines in Beispiel 1 verwendeten Polyäthylenschaumes einer Dicke von 5 mm und einer Dichte von 0,022 aufgebracht.
Der erhaltene, flammverzögernde Polyäthylenschaum wurde
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dem in Belspuel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen. Das
Ausmaß des Brennens betrug 25 mm, und der Schaum wurde als nichtbrennend
beu/ertet.
Beispiel 5 bis 15 ~
Ein Hochdruck-Polyäthylen mit einem spez. Gewicht von 0,92 und
einem Schmelzindex von 7,0 wurde mit dem folgenden Flammverzögerungsmitteln:
Tetrabromphthalsaureanhydrid (TBPA; Bromgehalt = 58 %, spez. Gewicht = 3,15), chloriertes Paraffin (Ausmaß der
Chlorierung = 70 %; spez. Gewicht = 1,65), chloriertes Polyäthylen
(Ausmaß der Chlorierung = 40 %; spez. Gewicht = 1,20) und
chlorsulfoniertes Polyäthylen (Ausmaß der Chlorierung = 35 %;
spez. Gewicht =. 1,18) sowie mit Antimontrioxid in einer der Hälfte
der Flammverzogerungsmittelmenge entsprechenden Menge versehen. Die Mischung wurde mittels Mischwalzen von 20 cm Durchmesser 10
Minuten bei 14O0C. geknetet, tablettiert und bei 180-2000C. durch
Strangpressen zu einem flammverzögernden Film gemäß Tabelle 1 verformt. Der erhaltene Film wurde durch Verschweißen auf beide
Oberflächen eines Polyäthylenschaumes mit einer Dichte von 0,022 und einer Dicke von 5 mm aufgebracht (Die Mengeneinheit des ver-
2
schäumten Harzes betrug 110 g/m ). Die Schichtstruktur wurde dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt werden.
schäumten Harzes betrug 110 g/m ). Die Schichtstruktur wurde dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen, wobei die Ergebnisse in Tabelle 1 aufgeführt werden.
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Beisp. flammverzögernder Film Halogenmenge Brennbarkeitstest
Mittel Menge* Dicke im flammverz. Ausmaß Bewertung
) Schaum d.Bren.
(mm)
flammverzögernder Scharm Dehnung bei Dehnung bei
Bruch (>) Bruch {%)
nach Witter.-test***
CX)
CO
CO
chlor.Polyäthylen
chlorsulfoniertes
Polyäthylen
TBPA
chlor.Paraffin
Kontr. keines
7 | 110 | 5,0 | 43 | selbstver löschend |
130 | 91 | is- | 402659 |
11 | 117 | 7,3 | 31 | It | 130 | 90 | ||
17 | 100 | 9,0 | 27 | II | 125 | 83 | ||
50 | 100 | 18,8 | 21 | nicht-bren nend |
126 ' | 71 | I | |
10 | 112 | 5,7 | 40 | selbstver löschend |
130 | 100 | ||
21 | 100 | 7,8 | 29 | Il | 131 | 95 | ||
50 | 105 | 14,8 | 22 | nicht-bren nend |
125 | 76 | ||
17 | 92 | 13,4 | 21 | Il | 99 | 52 | ||
22 | 90 | 16,5 | 20 | Il | 85 | 39 | ||
7 | 102 | 8,2 | 28 | selbstver löschend |
101 | 52 | ||
10 | 90 | 9,9 | 25 | nichtbrennend brennend |
66 95 |
28 72 |
||
In der obigen Tabelle bedeuten
* = Geui.-Teile pro 100 Geui.-Teile Polyäthylenharz im
flammverzögernden Film
** = Gem.-Teile pro 100 Geu/.-Teile Polyäthylenschaumharz
*** = 140 std in einem Weatherometer bestrahlt
Aus den obigen Ergebnissen ist ersichtlich, daß man durch Verwendung
eines chlorierten oder chlorsulfonierten Polyäthylens die Bruchdehnung des erhaltenen, flammverzögernden Schaumes
wesentlich verbessern kann, und daß die Verminderung der Bruchdehnung
bei hohem Gehalt an Flammverzögerungsmittel (nämlich bei hohem Flammverzögerungsmaß) sehr gering ist.
3eder der in Beispiel 5 bis- 11 verwendeten flammverzögernden Filme
wurde durch Verschweißen auf beide Oberflächen eines Polyäthylenschaumes einer Dicke von 5 mm und einer Dichte von 0,031 (Fiengeneinheit
des Harzes = 155 g/m ) oder eines Polyäthylenschaumes mit einer Dicke von 5 mm und einer Dichte von 0,046 (Mengeneinheit
des Harzes = 230 g/m ) aufgebracht. Die erhaltenen Schichtstrukturen wurden dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen.
Die Beziehung zwischen der Chlormenge pro 100 Teile verschäumtes Harz und dem Ausmaß des Brennens ist in Fig. 4 dargestellt,
aus welcher eisLchtlich ist, daß zur Erzielung einer ausreichenden
Flammverzögerungswirkung das Flammverzögsrungsmittel
in einer Menge von mindestens 2 Geu/.-Teilen, ausgedrückt als
Halogen, pro 100 Gew.-Teile verschäumtes Harz verwendet werden muß.
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Ein Präparat aus 70 Teilen niddrig . dichtem Polyäthylen mit einem
spez. Gewicht von 0,92 und einem Schmelzindex von 3,5 ("Sumikathene
L402" der Sumitomo Chemicals), 30 Teilen eines Äthylen-V/inylacetat-Kischpolymerisates
mit einem Vinylacetatgehalt uon 10 % und einem Schmelzindex von 1,5 ("Evatate D2021" der Sumi-
-tomo Chemicals), 84 Teilen eines chlorierten Polyäthylens mit
einem Ausmaß an Chlorierung von 40 % ("Elaslen 401 A" der Shoiua
Denko), 8 Teilen eines chlorierten Paraffins mit einem Ausmaß an Chlorierung von 70 % ("Enpara 70" der Ajinomoto) und 28 Teilen
Antimontrioxid (Sb2O3 der Sumitomo Kinzoku Kogyo) wurde mittels
Mischiualzen mit einem Durchmesser von 20 ecm bei 120-130 C. geknetet,
tablettiert und bei 180 C. mittels Strangpresse mit einem Zylinderdurchmesser von 40 mm (L/D = 26} zu einem Film einer
Dicke von 95 /U verformt. Der erhaltsne flammverzögernde Film
u/urde durch Uerschujeißen auf beide Oberflächen eines Polyäthylenschaumes
einer Dicke von 7 mm und eines spez. Gewichtes von 0,05 zur Bildung eines flammverzögernden Schaumes aufgebracht, in
welchem die Chlormenge 12 Teile pro 100 Teile verschäumtes Harz
betrug. Dieser Schaum wurde dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen. Das Ausmaß des Brennens betrug 20 mm, .
und die Probe wurde als nicht-brennend bewertet. Disser flammverzögernde
Schaum, der das Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat
in der Flammverzögerungsfilmschicht enthält, war von ausgezeichneter
Weichheit und Elastizität.
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100 Teile eines Äthylen-Vinylacetat-Hischpolymerisates mit einem
Vinylacetatgehalt von 10 % und einem Schmelzindex von 1,5 ("Evatate
D2021" der Sumitomo Chemicals, 15 Teile Azodicarbonamid ("Vinylfor AC" der Eiwa Dasei), eines Blähmittels, das durch hohe
Temperatur zersetzt wird, und 5 Teile Dicumylperoxid als Vernetzungsmittel
wurden mittels Knetwalzen von 20 cm Durchmesser ausreichend bei 120 C. geknetet und dann bei 120 C. zu einer
expandierbaren Folie'aus -dem Äthylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat
mit. einer Dicke von etwa 2 mm verformt. Diese Folie wurde zur Zersetzung des Blähmittels bei einer auf 200 C. gehaltenen
Atmosphäre stehen gelassen, wodurch man einen Äthylen-Vinylacetat-Fiischpolyrnerisatschaum
mit einem spez. Gewicht von 0,033 und einer Dicke von etwa 6 mm erhielt. Dann wurde ein Polyäthylenfilm
mit einverleibtem Flarnmverzögerungsmittel mit einer
Dicke von 90 /U aus 100 Teilen niedrig dichtem Polyäthylen
("Sumikathene L702" der Sumitomo Chemicals) und 50 Teilen einer
Kombination aus Tetrabromphthalsäureanhydrid als Flammverzögerungsmittel
und Antimontrioxid in einem Verhältnis von 5:1 hergestellt und durch Verschweißen auf beide Oberflächen des obigen
Mischpolymerisatschaumes aufgebracht. So erhielt man einen flammverzögerten Äthyl en- Vinylacetat-Fiischpolymerisatschaum mit
einem Bron;gehalt von 10 Teilen pro 100 Teile verschäumtes Harz,
der dem in Beispiel 1 genannten Brennbarkeitstest unterworfen wurde. Das Ausmaß des Brennens betrug 18 mm,und die Probe wurde
als nicht-brennend bewertet. Der erhaltene Schaum war weiterhin im Vergleich zu einem aus Polyäthylen bestehenden, flammverzögerten
Schaum von ausgezeichneter Weichheit und Elastizität.
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to
In .den beigefügten Zeichnungen 1-4 sind auf der Abszisse
jeweils die Gewichtsteile Halogen je 100 Gewichtsteile
Schaum und auf der Ordinate die verbrannte länge in mm angegeben. UB heißt unbrennbar , SV selbstverlöschend und
B brennbar . Die Testmethode entspricht ASTM D 1692-59T. FVM steht für flammverzögerndes Mittel und CP für chloriertes
und SCP für sulfochloriertes Polyolefin.
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Claims (14)
1.- Flammverzögernder Polyolefinschaum, bestehend aus einem
Polyolefinschaum und einem folien-, film- oder faserartigen
geformten Gegenstand aus einem mit dem Polyolefinschaum verschiueißbaren
Polyolefin, das durch Verschmeißen auf den Polyolefinschaum aufgebracht werden kann, dadurch gekennzeichnet, daß
der geformte Polyolefingegenstand eine Halogenverbindung und eine Antimonverbindung enthält, wobei die Menge der Halogenverbindung
mindestens 2 Geuj.-Teile, ausgedrückt als Halogen, pro
100 Gem.-Teile verschäumtes Harz, beträgt.
2.- Polyolefinschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Halogenverbindung ein halogeniertes Polymerisat ist.
3.- Polyolefinschaum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das halogenierte Polymerisat ein chloriertes Polyäthylenharz und/oder ein chlor-sulfoniertes Polyäthylenharz ist.
4.- Polyolefinschaum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß dia Halogenverbindung ein halogenierter Kohlenwasserstoff ist.
5.- Polyolefinschaum nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß der halogenierte Kohlenwasserstoff Tetrabromphthalsäureanhydrid,
Perchlorpentacyclodecan, Tetrabrombenzol, Hexabroc,-benzol,
chloriertes Paraffin, Tetrabrombisphenol-A oder eine
Mischung derselben ist.
6.- Polyolefinschaum nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Menge der Halogenverbindung 2-30 Geu/.-Teile, ausgedrückt als Halogen, pro 100 Gem .-Teile verschäumtes Harz
beträgt.
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7,- Polyolefinschaum nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antimonverbindung in einer Menge von 0,2-1 Geu/.-Teil
pro Teil der Halogenverbindung anwesend ist.
8.- Polyolefinschaum nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Antimonverbindung Antimontrioxid ist.
9,- Polyolefinschaum nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß Polyolefinschaum und flammverzögerndern, geformter Polyolefingegenstand
alternierend zur Bildung einer Schichtstruktur mit mindestens zuiei Schichten aufgebracht werden.
10.- Polyolefinschaum nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der flammverzögernde geformte PolyolefinQegenstand auf
den Polyolefinschaum zur Bildung eines Zylinders mit einer inneren
Schicht aus dem Polyolefinschaum und einer äußeren Schicht aus dem flammverzögernden geformten Polyolefingegnestand aufgebracht
lüird.
11.- Flanmverzögerten Polyolefinschaumzylinder nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß Polyolefinschaurn und flammverzögernder
geformter Polyolefingegenstand alternierend aufgebracht werden,
so daß man einen Zylinder mit Schichtstruktur aus mindestens drei Schichten erhält, in welchem die innerste und äußerste
Schicht aus dem flammverzögernden, geformten Polyolefingegenstand.
bestehen.
12.- Flammverzögerter Polyolefinschaumzylinder nach Anspruch 11,
•dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die innerste Schicht aus dem flammverzögernden geformten Polyolefingegenstand geprägt
ist.
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13.- Flammverzögerter Polyolefinschaumzylinder nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung die folgende Bedingung
erfüllt:
Xm < 0,2 d
iuobei XrJ dfür die Mindestu/ellung (Abstand) der Prägung steht
und d den inneren Durchmesser des Zylinders bedeutet.
14.- Flammv/erzögerter Polyolefinschaum nach Anspruch 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Polyäthylen ist.
15,- Flammverzögerter Polyolefinschaum nach Anspruch 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin ein Äthylen/V/inylacetat-Mischpolymerisat
ist.
16,- Die l/eruiendung der flammverzögerten Polyolef inschäume nach
Anspruch 1 bis 10, 14 und 15 zur Herstellung von flammverzögernden Zylindern.
Der Patentanwalt:
AC9832/1116
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE2402659A1 true DE2402659A1 (de) | 1974-08-08 |
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Family
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- 1974-01-21 FR FR7401933A patent/FR2214723B1/fr not_active Expired
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