DE2659411A1

DE2659411A1 - Feuerverzoegernde thermoplastische harzmasse

Info

Publication number: DE2659411A1
Application number: DE19762659411
Authority: DE
Inventors: Toru Hirose; Noriko Iizima; Shigeo Miyata
Original assignee: Kyowa Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kyowa Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1976-01-23
Filing date: 1976-12-29
Publication date: 1977-07-28
Also published as: JPS5290192A; FR2338968B1; GB1540400A; FR2338968A1; JPS5629893B2; DE2659411B2; US4085088A; CA1065083A; DE2659411C3

Description

Die Erfindung betrifft eine feuerverzögernde thermoplastische Harzmasse, die einen unüberzogenen oder mit einem anionischen oberflächenaktiven Mittel überzogenen Hydrotalcit als anorganisches Feuerverzögerungsmittel enthält. Insbesondere betrifft die Erfindung eine ein anorganisches Feuerverzögerungsmittel enthaltene thermoplastische Harzraasse, welche nicht toxisch ist und kein gefährliches oder giftiges Gas sum Zeitpunkt der Wärmeverformung erzeugt und welches Iforsgegenstände mit gutem Aussehen ohne den ITachteil der Korrodie-vung der Herstellungsapparatur und anderer Metallausrüstungen liefert, während die günstigen Eigenschaften dar jeweiligen thermoplastischen Harze beibehalten v/erden.

709830/1014

Insbesondere betrifft die Erfindur.;: eine feuerverzögernde thermoplastische Harze .:se mit den vorstellend "beschriebenen Vorteilen, weloae A) ein thermoplastisches Harz und B) eine feuerverzögernde Menge eines Hydrotalcits mit einem spezifischen Oberflächenbereich, bestimmt nach dem BET-Verfahren von

nicht mehr als 30 α /g umfasst, wobei der Hydrotalcit unüberzogen oder mit einer wässrigen Lösung eines anionischen oberflächenaktiven Mittels in einer Konzentration von nicht mehr als 20 mMol/Liter zu einer größeren Stärke als einer Einschicht, jedoch bis zu einer Dreifachschicht überzogen ist.

Es besteht eine allgemeine Neigung zu einsr stetigen Steuerung der Kunststoffbehandlung für Feuerverzögerungszwecke, beispielsweise gemäß den UL-Standards in U.S.A., und die Kontrolle wird zunehmend schärfer.
Verschiedene anorganische Feuerverzögerungsmittel wurden bereits verwendet, jedoch sind die zur Zeit empfohlenen Feuerverzögerungsmittel aus Antimonoxid und Halogenverbindungen aufgebaut. Antimonoxid ist relativ teuer und schwierig zu erhalten und ist toxisch. Weiterhin
wird während der Herstellung eines Harzes, welches ein derartiges Feuerverzögerungsmittel enthält, Halogengas erzeugt und die Toxizität und der korrodierende Charakter des Halogengases erbringen Probleme. Aus diesem Grund
ist die Entwicklung neuer Feuerverzögerungsraittel, die diese Schwierigkeit vermeiden, erwünscht.

Andererseits ist es bekannt, daß der Zusatz eines anorganischen Füllstoffes zu einem thermoplastischen
Harz allgemein dessen Dimensionsstabilität, thermische Stabilität und Steifigkeit erhöht, jedoch gleichzeitig

BAD ORIGiNAL 709830/10U

eine Verschlechterung der Schlagfestigkeit und Dehnung und auch der Fließfähigkeit und somit der Formbarkeit ergibt, sodaß Formgeganstände mit schlechtem Aussehen geliefert werden.

Im Rahmen der Erfindung wurde an Hydrotalciten während langer Jahre gearbeitet, und versucht, diese in thermoplastische Harze als .Feuerverzögerungsmittel einzuverleiben. Bei bestimmten Versuchen wurden Hydrotalcite in Polyolefine einverleibt, jedoch gefunden, daß die erhaltenen Massen eine schlechte Formbarkeit besaßen und die lOrmgegenstände verschlechterte Eigenschaften aufwiesen. Beispielsweise wurde festgestellt, daß, falls Hydrotalcit in Mengen von mindestens etwa 40 Gew.-56 zugesetzt wurde, wobei diese Menge zufriedenstellende Selbsterlöschungseigenschaften erzielen kann, die mechanischen Eigenschaften, insbesondere die Schlagfestigkeit und Dehnung der aus den Massen erhaltenen Formgegenstände wesentlich geschädigt waren und die Fließfähigkeit der Masse zum Zeitpunkt des Formens äußerst schlecht war, wodurch der Formarbeitsgang äußerst schwierig wurde und die Forumungswirksamkeit markant verringert wurde. Es wurde auch festgestellt, daß, weil die Temperatur, bei der das Kristallwasser sich freizusetzen beginnt, etwa 12CPC beträgt, sich eine geringe Menge Wasser zum Zeitpunkt der Formung ergab, sodaß Bläschen an der Oberfläche der Formgegenstände verursacht wurden und der technische Wert der Formgegenstände geschädigt wurde.

Bei weitereu Untersuchungen wurde nunmehr unerwartet gefunden, daß die leicht zugänglichen Hydrotalcite im all gemeinen einen_spezifischen Oberflächenbereich, bestimmt nach dem BET-Verfahren, das nachfolgend als spezifischer

709830/10U

EET-Oberflächenbereich angegeben ,.-wird, von mindestens

50 m /g "besitzen und stark aggregiert sind, daß jedoch, die Anwendung von Hydrotalciten mit einem spezifischen BET-Oberfläehenbereich von nicht mehr als 30 m /g die vorstehenden Nachteile vermeiden kann und eine zufriedenstellende Feuerverzögerung für die thermoplastischen Harze ergehen kann. Es -wurde auch gefunden, daß Hydrotalcite mit einem spezifischen BET-Oberflächenbereich

von nicht mehr als 30 m /g, vorzugsweise solche mit einem spezifischen BET-Oberflächenbereich von nicht mehr als 20 m /g und einer Kristallitgröße in der [003]-Richtung heim Röntgenbeugungsrauster, was nachfolgend als [OO3]-Kristallitgröße angegeben wird, von mindestens 600 S durch einfache Maßnahmen erhalten werden können.

Völlig unerwartet wurde im Rahmen der Erfindung gefunden, daß die vorstehenden mit der Anwendung von Hydrotalciten mit einem spezifischen BEI-Oberflächenbereich von mindestens 50 m /g und einer [OO3]-Kristallitgröße von nicht mehr als etwa 300 2. vollständig mit Hydrotalciten überwunden werden können, die einen spezifischen

BET-Oberflächenbereich. von nicht mehr als 30 m /g "besitzen oder in denen ein derartiger Bereich erzielt wurde,

Aufgrund der Arbeiten im Rahmen !.der Erfindung ergab sich das folgende: die vorliegenden leichtzugänglichen Hydrotalcite haben eine kleine Kristallitgröße und das Kristallgitter hat eine große Spannung und es erfolgt eine starke Aggregation (zu einem Ausmaß von etwa 20 bis 70 Mikron). Da sich weiterhin eine Anzahl kleiner Poren im Aggregat bildet, wird durch diese Poren Wasser durch eine starke chemische Adsorptionskraft adsorbiert. Ferner ist, je kleiner die Kristallitgröße ist, desto niedriger die Temperatur, bei der Freisetzung der Kri-

7098 30/10U

stallisationswassers beginnt. Ein derartiger Füllstoff hat eine schlechte Dispergierbarkeit in Harzen und schädigt die Fließfähigkeit einer Harzmasse, worin, er enthalten ist. Weiterhin werden Wasser und Kristallisationswasser zum Zeitpunkt der Formung freigesetzt und verursachen Blasen auf den geformten Produkten und schädigen deren Aussehen. Der Füllstoff hat auch eine schlechte Affinität für Harze und Hohlräume kommen an den Grenzflächen zwischen Füllstoff und Harz vor und verursachen eine wesentliche Verringerung von Schlagfestigkeit und Dehnung. Es wird angenommen, daß die Nachteile der üblichen Harzmassen, welche Hydrotalcite enthalten, auf diese Erscheinungen zurückzuführen sind.

Andererseits haben die erfindungsgemäß angegebenen Hydrotalcite, die einen spezifischen BET-Oberflächenbereich

von nicht mehr als 30 m /g und vorzugsweise [003]-Kristallitgröße von mindestens 600 2. besitzen, eine geringe Kristallgitterspannung und infolgedessen eine geringe Oberflächenpolarität und ihre Neigung zur Aggregation Bt stark verringert. Weiterhin ist das Kristallisationswasser strukturell stabil und die Temperatur, bei der es sich freizusetzen beginnt, steigt auf etwa 180 bis 200PC an. Es dürfte wahrscheinlich af diese Gründe zurückzuführen sein, daß die vorstehend aufgeführten Fehler bei den leicht zugänglichen Hydrotalciten mit spezifischen BET-Oberflächenbereichen von

mindestens etwa 50 m /g praktisch vermieden werden können. Es wurde auch gefunden, daß die Anwendung von Hydrotalciten mit einem spezifischen BET-Oberflächenbereich

von nicht mehr als 30 m /g, vorzugsweise nicht mehr als

20 m /g, welche mit einer wässrigen Lösung eines anionischen oberflächenaktiven Mittels in einer Konzentration von nicht

709830/1014

•ν-

mehr als 20 mMol/Liter zu einer Stärke größer als eine Einschicht, jedoch bis zu einer Dreifachschicht, vorzugsweise größer als eine Einschicht, jedoch "bis zu e'iner Doppels chi cht ,überzogen sind, jedoch weitere erwünschte Te: Besserungen erbringt.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht deshalb in eine ein anorganisches Feuerverzögerungsraittel enthaltenen thermoplastischen Harzraasse, die nicht toxisch ist und kein gefährliches oder giftiges Gas zum Zeitpunkt der Wärmeverformung erzeugt und welche Formgegenstände mit gutem Aussehen ohne die Nachteile einer Korrosion der Herstellungsapparatur und anderer Metallausrüstungen liefert, während die für die Praxis wichtigen Eigenschaften des thermoplastischen Harzes beibehalten werden.

Vorstehende und weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.

Das in den thermoplastischen Harzmassen gemäß der Erfindung verwendete 3?euerverzögerungsmittel ist .ein Hydrotalcit mit einem spezifischen BET-Oberflachenbereich von nicht mehr als 30 m /g vorzugsweise nicht mehr als 20 m^/g, noch stärker bevorzugt mit einer [OO3]-Kristallitgröße von mindestens 600 S, insbesondere mindestens 1000 %. Derartige Hydrotalcite lassen sich von gewöhnlichen Hydrotalciten mit einem spezifischen Oberflächenbereich von mindestens etwa 50 m /g deutlich unterscheiden. Die gewöhnlichen Hydrotalcite haben eine [OO3]-Kristallitgröße von nicht mehr als etwa 300 SL

Bevorzugte Arten der erfindungsgeraäß eingesetzten Hydrotalcite sind Verbindungen der folgenden Formel:

709830/1014

worin χ eine Zahl von mehr als O, doch bis zu 0,5» Aⁿ"~ ein A_nion mit einer Wertigkeit von n, vorzugsweise ein zweiwertiges

2— 2— Anion wie CO, oder SO. _;und m eine positive Zahl bedeuten.

Der erfindungsgemäß als anorganisches Feuerverzögerungsmittel verwendete Hydrotalcit läßt sich in verschiedene thermoplastische synthetische Harze, beispielsweise Styrolharze' wie Homo- oder Co-polymere von Styrol beispielsweise Polystyrol oder ABS-Harz, Olefinharze wie Homo- oder Co-polymere von a-01efinen, beispielsweise Äthylen oder Propylen, Polyesterharze, Polycarbonatharze und Gemische derartiger Harze einverleiben. Insbesondere werden die Hydrotalcite gemäß der Erfindung günstigerweise als anorganische Feuerverzögerungsmittel für nicht polare oder schwach polare Harze verwendet.

Gewünsentenfalls können die erfindungsgemäß eingesetzten Hydrotalcite mit einem anionischen oberflächenaktiven Mittel unter Bildung von Feststoffteilchen aus mit dem oberflächenaktiven Mittel überzogenem Hydrotalcit behandelt werden. Diese Form wird stärker bevorzugt bei ■ •Anwendung der Hydrotalcite als Feuerverzögerungsmittel für thermoplastische Harze oder wasserlösliche ^?Anstriche. Der Überzug kann durch Kontaktierung des Hydrotalcits mit anianischen oberflächenaktiven Mitteln ausgebildet werden. Beispielsweise wird eine wässrige Lösung eines anionischen oberflächenaktiven Mittels in einer Konzentration von nicht mehr als 20 mMol/Liter mit Feststoffteilchen des Hydrotalcits unter solchen Bedingungen vermischt, die deren ,innigen Kontakt sicherstellen, beispielsweise durch

709830/1014

ausreichendes Rühren, oder durch eine Hydrothermalbehandlung hei 120 "bis 25CK!, sodaß ein festes Pulver des mit dem anionischen oberflächenaktiven Mittel überzogenen Hydrotalcits gebildet wird. Dieser Kontaktierarbeitsgang erzielt eine chemische Adsorption des oberflächenaktiven Mittels an der Oberfläche der Peststoffteilchen des. Hydrotalcits und führt zu stärker verbesserten Eigenschaften, wenn der Hydrotalcit in therraoplastische synthetische Harze oder wasserlösliche Abstriche oder Anstrichsmittel einverleibt wird.

Die Menge des aufzuziehenden anionischen oberflächenaktiven Mittels kann in gewünschter Weise eingestellt werden. Beispielsweise wird eine wässrige lösung mit einem Gehalt von nicht mehr als 20 mMol, beispielsweise etwa 5 mMol bis etwa 20 mMol, je Liter Wasser der oberflächenaktiven Mittels bevorzugt. Die Menge des an den festen leuchen des Hydrotalcits adsorbierten anionischen oberflächenaktiven Mittels ist so, daß ein Ü"berzug mit einer Stärke größer als einer Einschicht, jedoch bis zu einer Dreifachschicht, vorzugsweise größer als einer Einschicht, jedoch bis zu einer Doppelschicht, gebildet werden kann. Die Menge X (in mMol), die zum Überziehen der gesamten Oberfläche der !Feststoffteilchen (1g) mit einer Einschicht der oberflächenaktiven Moleküle erforderlich ist, läßt sich entsprechend der folgenden Gleichung berechnen:

X = Y (mMol) ?>.O2 χ U

worin C den Absolutwert des Adsorptionsquerschnittsbereich.es (S ) je Molekül des angewandten oberflächenaktiven Mittels

709830/10U

und T den Absolutwert des spezifischen Oberflächenbereiches (m /g) des Hydrofcalcits "bedeuten.

Gemäß der Erfindung ergibt sich eine thermoplastische Harzmasse, die unüberzogenen oder einen rait einem -anionischen oberflächenaktiven Mittel überzogenen Hydrotalcit enthält. Beispielsweise können Massen mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere, solche für die Schmelzformung wertvolle, erhalten werden, indem der überzogene oder unüberzogene Hydrotalcit in thermoplastische synthetische Harze, insbesondere hydrophobe und stark polare synthetische Harze, als Feuerverzögerungsmittel in einer Menge von etwa 50 bis etwa 150 bis 200 Gewichtsteilen auf 100 Gewichts-

J.

teile des Harzes einverleibt wird. Diese Massen kön- ι nen in Form von schmelzgeformten Gegenständen vorliegen. Weiterhin können durch Einverleibung des überzogenen oder unüberzogenen Hydrotalcits in Anstriche oder lacke in einer Menge von etwa 5 bis 150 Gewichtsteilen auf 100 Gewichtsteile des darin enthaltenen Harzträgerstoffes Anstrichmittel mit verbesserten Eigenschaften erhalten werden.

Die verschiedenen üblichen Zusätze können weiterhin in die thermoplastischen Harzraassen oder Anstrichsmassen gemäß der Erfindung einverleibt werden. Weiterhin können auch andere bekannte anorganische oder organische Feuerverzögerungsraittel zusammen in den Massen gemäß der Erfindung eingesetzt werden.

Beispiele für derartige Additive umfassen Färbungsmittel (organische und anorganische Pigmente), wie Isoindolinon, Eobaltaluminat, Ruß oder Cadmiumsulfid, weitere Füllstoffe wie Calciumcarbonat, Aluminiumoxid, Zink-

709830/1014

oxid oder Talk, Antioxidationsmittel, wie 2,6-ditert.-Butyl-4-methylphenol, 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol), Dilaurylthiodipropionat oder Tridecylphosphit·, Ultraviolettabsorbiermittel.. wie 2-Hydroxy-4-methoxybenzophenon, 2-(2'-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol, 2-Äthoxyhexyl-2-cyan-3,3-diphenylacrylat, Phenylsalicylat oder Nickel-bisoctylphenylsulfid, Plastifizierer wie Di-2-äthylhexylphthalat, Di-n-butylphthalat, Butylstearat oder epoxidiertes Sojabonnenöl und Gleitmittel wie Zinkstearat, Calcium-, Aluminium- und weitere Metall-Seifen oder Polyäthylenwachs. Diese Additive werden in den üblichen Mengen eingesetzt. Beispielsweise beträgt die Menge des Färbungsmittels etwa 0,1 bis 3 Gewichtsteile·, die Menge der weiteren Füllstoffe beträgt bis zu etwa 20 Gewichtsteilen·, die Menge des Antioxidationsmittels oder Ultraviolettabsorbiermittels beträgt etwa 0,001 bis etwa Gewichtsteile·, die Menge des Plastifizieren beträgt bis zu etwa 20 Gewichtsteilen und die Menge des Gleitmittels beträgt bis zu etwa 10 Gewichtsteilen. Diese sämtlichen Mengen sind auf 100 Gewichtsteile des thermoplastischen synthetischen Harzes bezogen.

Das zum Überziehen des Hydrotalcits verwendete anionische oberflächenaktive Mittel umfaßt beispielsweise Alkalisalze von höheren Fettsäuren der Formel

RCOOM

worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und M ein Alkaliatom bedeuten, Alkylsulfatsalze der Formel

ROSO₃M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,

709830/10U

2853411

Alkylsulfonatsalze der Formel

RSO₃M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,
Alkylacrylsulfonatsalze der Formel

R-ArVl-SO₃M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen, und
Sulfosuccinatestersalze der Formel

ROCOCH₉
ROCOCHSO-,M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen ,besitzen.

Diese anionischen oberflächenaktiven Mittel können sowohl allein als auch im Gemisch von zwei oder mehreren eingesetzt werden.

Spezifische Beispiele für oberflächenaktive Mittel sind Natriumstearat, Kaliumbehenat, Natriummontanat, Kaliumstearat, Natriumoleat, Kaliumoleat, Natriumpalmitat, Kaliumpalmitat, Natriumlaurat, Kaliumlaurat, Natriumdilaurylbenzolsulfonat, Kaliumoctadecylsulfat, Natriumlaurylsulfonat oder Dinatrium-2-sulfoäthyl-a-sulfostearat.

Die erfindungsgemäß eingesetzten Hydrotalcite mit einem spezifischen BET-Oberflächenbereich von nicht mehr als 30 m /g können durch hydrothermale Behandlung der beispielsweise nach den Verfahren der japanischen Patentveröffentlichungen 2280/71, 30039/75, 32198/72, 29477/73 und 29129/76 erhaltenen Hydrotalcite in einem wässrigen

709830/1014

Medium hergestellt werden. Beispielsweise wird ein nach einem derartigen Verfahren erhaltener Hydrotalcit hydrothermal in einem Autoklaven bei einer Temperatur von mindestens etwa 15O³C, beispielsweise etwa 150 bis 30O⁰C während etwa 5 bis 30 Stunden behandelte Ganz allgemein besteht das Erfordernis darin, daß der Hydrotalcit mit heißem Wasser unter erhöhten Drucken behandelt wird, bis sein spezifischer BET-Oberflächenbereich und seine Kristallitgröße in Richtung von [003] die erfindungsgemäß erforderlichen Werte erreichen. Höhere Temperaturen bei der Hydrothermalbehandlung ergeben Hydrotalcite, die die vorstehenden Bedingungen stärker erfüllen und höhere Temperaturen von beispielsweise mehr als 250³C können angewandt werden. Jedoch entspricht das Ausmaß der erzielten Verbesserung nicht einer entsprechenden Erhöhung. Es ist deshalb nicht notwendig, übermäßig hohe Temperaturen anzuwenden.und Temperaturen von etwa 150 bis 30(K₉ vorzugsweise etwa 150 bis 25O³C werden üblicherweise bevorzugte

Die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele erläutern die vorliegende Erfindung im einzelnen.

Beispiel 1 1 kg Hydrotalcit mit der Zusammensetzung der Formel

₂^₃₁/₃(0H)₂(CO₃)^₆I/2H₂O (Kristallitgröße in Richtung von [003] von 280 A* und einem spezifischen BET-Oberflachenbereich von 62 m /g) wurde in einem Autoklaven von 10 Liter eingebracht und Wasser zu einem Gesamtvolumen von etwa 7 Liter zugesetzt. Das Gemisch wurde auf 200°C während 18 Stunden im Autoklaven erhitzt.

2 kg des behandelten Hydrotalcits mit einer Kristallitgröße in Richtung von [003] von 2380 A und einem spezifischen

709830/1014

BET-Oberflächenbereich von 4 m /g wurden gründlich mit 2 kg Polystyrol (hoch-schlagfeste Qualität) in einem Henschel-Mischer vermischt. Das Gemisch wurde pelletisiert, indöm es durch einen Extruder geführt wurde, wobei das Harz bei einer Temperatur von etwa 25O⁰C gehalten wurde. Die Pellets wurden spritzguüverformt und die Eigenschaften und die Feuerverzögerung des Formgegenstandes wurden entsprechend ASTM-Standard und UL-Standard bewertet. Die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten.

Vergleichsbeispiel 1

Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedoch der Hydrotalcit vor der Hydrothermalbehandlung (mit einem spezifischen Oberflächenbereich von 62 m /g) anstelle des h'ydrothermalbehandelten, in Beispiel 1 eingesetzten Hydrotalcits verwendet wurde. Die Ergebnisse sind ebenfalls in Tabelle I enthalten.

Vergleichsbeispiel 2

Das gleiche Polystyrol wie in Beispiel 1 wurde in der gleichen Weise wie in Beispiel 1 spritzgußverformt, wobei jedoch der Zusatz von Hydrotalcit weggelassen wurde. Die Ergebnisse sind aus Tabelle I ersichtlich.

Beispiel 2 und Vergleichsbeispiele' 5 und 4

Ein Hydrotalcit mit der Zusammensetzung entsprechend der Formel Mg_0>75Al₀₎₂₅(0H)₂(C0^)₁/g.5/8 H₂O (Kristallitgröße in Richtung [003J von 210 S und einem spezifischen BET-Oberflächenbereich von 90 m /g) wurde hydrothermal bei 17O³C während 14 Stunden in einem Autoklaven behandelt und lieferte einen Hydrotalcit mit einer Kristallitgröße

709830/1OH

in Richtung [003] von 1650 Ä und einem spezifischen BET-Oberflächenbereich von 12 m /g als Feuerverzögerungsmittel gemäß der Erfindung. 3 kg des. Hydrotalcits wurden mit 3 kg kristallinen Propylen mit einem Schmelzindex von 4,8 und einer Dichte von 0,91 vermischt und das Gemisch pelletisiert, indem es durch einen Extruder geführt wurde, während das Harz bei einer Temperatur von 24O⁰C gehalten wurde. Die Pellets wurden spritzgußgeformt. Der gleiche Test wie in Beispiel 1 wurde durchgeführt·, die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

Zum Vergleich wurde das vorstehende Verfahren wiederholt, wobei jedoch der Hydrotalcit vor der Hydrothermalbehandlung verwendet wurde (Vergleichsbeispiel 3) und Polypropylen ohne Anwendung des Hydrotalcits geformt wurde (Vergleichsbeispiel 4).

Die Ergebnisse sind aus Tabelle I ersichtlich.

Beispiel 3 und Vergleichsbeispiele 5 und 6

1 kg Hydrotalcit mit der Zusammensetzung entsprechend der Formel Mg_{0 8}A1_{Q 2}(0H)₂(S0₄)_Q .,.0,6H₂O (Kristallitgröße in Richtung von [003] von 60S und spezifischer BET-Oberflächenbereich von 120 m /g) und etwa 6 Liter Wasser wurden in einem 1Ö-Liter-Autoklaven bei 15O⁰C während 12 Stunden erhitzt.

2 kg des erhaltenen Hydrotalcits mit einer KristallitgrSße in Richtung von [003] von 65Ο £ und einem spezifischen BET-Oberflächenbereich von 28 m²/g wurden gründlich mit i_f8 kg eines polyäthylenshoher Dichte mit einem Schmelzindex von 15,0 und einer Dichte von 0,97 mittels eines Henschel-Mischers vermischt und durch einen Extruder pelletisiert, wobei das Harz bei einer Temperatur von 22O⁰C gehalten wurde. Die Pellets wurden spritzgußverformt. Der

7 0 9830/10U

gleiche Test wie in Beispiel 1 wurde ausgeführt·, die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle I aufgeführt.

Zum Vergleich wurde das vorstehende Verfahren wiederholt, wobei jedoch der nicht hydrothermalbehandelte Hydro-■talcit verwendet wurde (Vergleichsbeispiel 5) und Polyäthylen allein ohne Anwendung des Hydrotalcits geformt wurde (Vergleichsbeispiel 6).

Die Ergebnisse sind in Tabelle I enthalten.

Beispiele 4 bis 8

Das Verfahren nach Beispiel 1 wurde wiederholt, wobei jedes der Harze und der Hydrotalcit [Mg₂/^Al₁ /,(0H)₂(CO^)₁/g in den angegebenen Mengen verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle I entha lten.

7G983Ö/1GU

Tabelle I

'$659411

Beispiel (Bsp) oder Vergleichs- beispiel (VB)	Thermoplast. Harz	Hvdrotalcit	spez. BETj-Ober- flächenbe- reich (m²/g)	L003J- Kristal- litgröße (*)	Spritz druck Γ1)	I zod- schlack- festigk, (kg-cm/	Zug- dehnung *(%) CS)*	Feuer verzö gerung T⁺4)	Aussehen der Oberfläche des Formgegenstandes
Bsp. 1	Polystyrol	Menge	4	2380	106	3,9	5,6	V-O	keine Blasen, glänzend
VB. 1 VB. 2	ebenso ebenso	150	62	280	188 100	0,8 7,0	1,5 35,0	V-1 brenn bar	Auftreten v.Blasa keine Blasen, glänzend
Bsp. 2	Polypropylen	150	12	1650	106	3,6	6,2	V-O	keine Blasen, glänzend
;J VB. 3 S VB. 4	ebenso ebenso	150	90	210	210 100	1,2 5,9	2,5 700	V-2 brenn bar	Auftr.ν.Blasen, kein Glanz keine Blasen, glänzend J^
S Bsp. 3	Polyäthylen	150	28	650	106	3,1	7,0	V-2	keine Blao3n, ⁹^ glänzend \
° VB. 5 ^VB. 6	ebenso ebenso	90	120	60	240 100	1,1 8,0	2,7 500	HB brenn bar	Auftr.v.Blasen, schwacher Glanz Auf tr. ν. BIa i? en, kein Glanz
Bsp. 4 Bsp. 5	Äthylen- propylen- copolymeres ABS-Harz	90	18 15	1020 1150	125 110	1,0 2,5	2,0 0,8	V-O V-2	keine Blasen, glänzend keine Blasen
Bsp. 6	Nylon 6	150 120	10	1700	112	3,6	3,6	V-O	geringe Blasen
Bsp. 7	Polycarbonat	150	8	2010	108	3,5	5,2	V-1	geringe Blasen
Bsp. 8	Polyester	120	15	1150	108	3,7	7,0	V-1	geringe Blasen
	120

Fußnote zu Tabelle I

(⁺1) Relativwert des Spritzdruckes zu dem zur Formung des Harzes allein angewandten Druck,

(⁺2) gemäß ASTM D256 (gekerbt),

(⁺3) gemäß ASTM D638,

(⁺4) gemäß UL-Standards 94VE,

(⁺5) Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile Harz.

Beispiele 9 bis 12

1 kg Hydrotalcit mit der Zusammensetzung gemäß der Formel Mg₂ Z₅Al₁ /,(0H)₂(CO,^ /g.1/2H₂O und mit einem spezifischen BET-Oberflächenbereich von 12 m /g wurden auf einmal in 20 Liter einer wässrigen NatriumoleatlSsung mit einer Konzentration von 5 mMol/Liter von etwa 40⁰C gegossen. Das Gemisch wurde gründlich während 30 Minuten gerührt, sodaß die Natriumoleatmoleküle chemisch an der Oberfläche der Hydrotalcitkristalle adsorbiert wurden, worauf entwässert, mit Wasser gewaschen, entwässert und getrocknet wurde. Der Adsorptionsquerschnittsbereich eines Moleküls Natriumoleat betrug 46 (S) . Die Menge des für die Einschichtadsorption erforderlichen Natriumoleats betrug deshalb 43 mMol/kg (12/6,02 χ 46).

Somit wurde Natriumoleat in einer Menge entsprechend dem 2,3-fachen (5 x 20/43) der Einschichtstärke beim vorstehenden Verfahren kontaktiert.

120 Gewichtsteile des auf diese Weise behandelten Hydrotalcits und 100 Gewichtsteile Polypropylen wurden schmelzverknetet und geformt. Die Eigenschaften der Formgegenstände wurden ermittelt·, die Ergebnisse sind in Tabelle II enthalten.

709830/10U

	Thermo plast . Harz	Tabelle II	Hvdrotalcit	Menge	spez. BET-Ober- flächen- bereich (m²/g)	[003]- Kristal- litgröße (Ä)	Oberfl.- aktives Mittel	Stärke d.aufge zogenen Schicht (mehrf. d.Ein- . snhicht)	Spritz- gußdruck	Izod- schlack- festigk·* (kg-cm/ cm) (**"2)	Zug- dehng ι Oa ι V /0 J	Feuer verzöge rung	Aussehen der, Oberfläche des Formgegenstan des
	PoIy- propyl.	120	12	1650	Natrium- oleat'	2,3	80	4,2	25,0	V-1 od. V-2	keine Blasen, stärker glänz, als d.Grundharz
Beispiel (Bsp; od. f Vergleichs beispiel (VB)	ebenso	150	6	2100	ebenso	1,7	75	3,0	18,0	V-O	keine Blasen, stärker glan ζ. als d.Grunaharz
Bsp. 9	Poly äthylen- hohe Dichte	120	10	1700	Natrium- stearat	1,5	70	3,8	12,5	V-O	keine Blccsn, stärker glänz, als d.Grwidharz
Bsp. 10	Polypro pylen	150	8	2010	Natx'-ium- lauryl- benzol-, sulfonat	2,0	98	2,1	12,5	V-O	keine Blasen _t stärker gl*?r>z. als d.Grunaharz
ftp.-11											«
Bsp. 12		(⁺1) bis (⁺5) wie die	¹ Fußnoter	ι zu Tabelle I.
«•α				(⁺6) mehrfaches der Menge X (mMol), wie vorstehend angegeben.			σ> "Τ· cn ^% CD
O CO
330

Claims

Patentansprüche

1. Feuerverzögernde thermoplastische Harzina⁼sse, bestehend aus

A. einem thermoplastischem Harz und

B. einer feuerverzögernden Menge eines Hydrotalcits mit einem spezifischen Oberflächenbereich, bestimmt nach dem BET-Verfahren, von nicht mehr als 30 m /g, wobei der Hydrotalcit unüberzogen ist oder mit einer wässrigen Lösung eines anionischen oberflächenaktiven Mittels in einer K_onzentration von nicht mehr als 20 mMol/Liter zu einer Stärke größer als eine Einschicht, jedoch bis zu einer Dreifachschicht überzogen ist.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß

die Menge des Hydrotalcits etwa 50 bis etwa 200 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile des thermoplastischen Harzes beträgt.

3. Masse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrotalcit eine Kristallitgröße in der [003]-Richtung im Röntgenbeugungsmuster von mindestens 600 2. besitzt.

4. Masse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrotalcit einen spezifischen Oberflächenbereich, bestimmt nach dem BET-Verfahren von nicht mehr als 20 m /g besitzt.

5. Masse nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrotalcit eine Kristallitgröße in der [003]-Richtung im Röntgenbeugungsmuster von mindestens 1000 & besitzt.

709830/ 1 OU

ORIGINAL INSPECTED

6. Masse nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das thermoplastische Harz aus Polymeren und Copolymeren von a-01efinen, Polystyrolharzen, ABS-Harzen, Polyesterharzen, Polyamidharzen, Polycarbonatharzen und Gemischen hiervon besteht.

7. Masse nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydrotalcit aus einer Verbindung entsprechend der folgenden Formel

worin X eine Zahl von mehr als 0, Jedoch bis zu 0,5, Aⁿ~ ein Anion mit einer Wertigke; positive Zahl bedeuten, besteht.

Aⁿ~ ein Anion mit einer Wertigkeit von η und m eine

8. Masse nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das anionische oberflächenaktive Mittel aus Alkalisalzen höherer Fettsäuren der Formel ^

RCOOM

worin R eine Alkylgruppe mit 8 bis 30 Kohlenstoffatomen und M ein Alkaliatom bedeuten,
Alkylsulfatsalzen der Formel

ROSO₃M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,

Alkylsulfonatsalzen der Formel

RSO₃M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,

Alkylarylsulfonatsalzen der Formel

R-Aryl-SO₃M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen, und

709830/10U

- -PI -

Sulfosuccinatestersalzen der Formel

ROCOCHp

ROCOCHSO₃M

worin R und M die vorstehend angegebenen Bedeutungen besitzen,

besteht.

70983 0/10