DE3023492A1 - Brandschutzkomponente, deren herstellung und verwendung - Google Patents

Brandschutzkomponente, deren herstellung und verwendung

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Description

CHEMISCHE FABRIK KALK GMBH, 5ooo Köln 91
Brandschutzkomponente, deren Herstellung und Verwendung
13. Juni 19SO CE-Dl/p CFK
130066/0020
Chemische Fabrik Kalk GmbH 13.6.1980
CE-Dl/p
Schichtpreßstoffe werden bekanntlich durch Verpressen bei erhöhten Temperaturen von 16O°C Glas- oder Textilgeweben, die mit Kresol-Resolharzen imprägniert sind oder von mit Phenol-Resolharzen getränkten Papierbahnen erhalten. Zur Herstellung solcher Shichtpreßstoffe werden die als Verstärkungsmaterial dienenden Glasoder Textilgewebe bzw. Papierbahnen mit den Harzlösungen durch Aufstreichen. Aufspritzen oder Tauchen imprägniert und anschließend getrocknet, wobei das Harz bereits eine Vorkondensation erfährt. Die hierbei erhaltenen Bahnen werden in gleichmäßige Zuschnitte unterteilt, die in der gewünschten Anzahl aufeinandergelegt und unter einer Presse für die Dauer von 30 bis 90 min einem Druck von 8O bis 180 kp/cm und einer Temperatur
von 14O bis 180°C ausgesetzt, bis die Aushärtung des Harzes abgeschlossen ist.
Diese Schxchtpreßstoffe können auch mit einer Kupferfolie kaschiert sein und in dieser Form zur Erzeugung von gedruckten Schaltungen für elektrotechnische Geräte verwendet werden. Um eine Brandgefährdung der mit solchen Schaltungen ausgerüsteten Geräte, beispielsweise durch Kurzschluß oder Funkenbildung, zu vermeiden, wird in zunehmendem Maße gefordert, die Schxchtpreßstoffe solcher gedruckten Schaltungen brandgeschützt auszurüsten.
130066/0020
Chemische Fabrik Kalk GmbH 13.6.igso
CE-Dl/p
Hierzu ist bekannt, den Harzlösungen vor dem Tränkvorgang Pentabromdiphenyläther in Kombination mit organischen Phosphorverbindungen, wie beispielsweise Diphenylkresylphosphat, als Brandschutzkomponente zuzusetzen.
Um die in den von "Underwriters Laboratories Inc." unter der Kurzbezeichnung UL 94 veröffentlcihten "Tests for flammability of plastic materials", 2. Auflage, (1975) definierte Brandschutznorm V-O zu erfüllen, müssen den Harzlösungen - bezogen auf die ausgehärtete Harzmasse - etwa 3O Gew.-% dieser Brandschutzmittel zugesetzt werden. Durch diese Zusätze werden aber die mechanischen Eigenschaften solcher Schichtpreßstoffe, insbesondere deren Biegefestigkeit, drastisch und in unerwünschtem Umfang vermindert.
Daraus ergab sich die Aufgabe, für die vorerwähnten Schichtpreßstoffe eine Brandschutzkomponente zu suchen, die bei zumindest gleich guter und anhaltender Brandschutzwirkung die mechanischen Eigenschaften der damit brandgeschützten Schichtpreßstoffe, wenn überhaupt,nur unwesentlich beeinflußt.
Es wurde eine Brandschutzkomponente, bestehend aus organischen Bromverbindungen und organischen Phosphorverbindungen für Kresol- bzw. Phenol-Resolharz gebundene Schichtpreßstoffe gefunden. Kennzeichnend ist für diese Brandschutzkomponente, daß sie aus 50 Gew.-X eines Gemisches bromierter Diphenylather, das 55 bis 70 Gew.-* Hexabromdiphenylather 12 bis 18 Gew.-% Heptabromdiphenylather 8 bis 18. Gew.-* Octabromdiphenylather 8 bis 16 Gew.-* niedrigere Bromierungsderivate des Diphenyläthers enthält,
16 Gew.-* Tetrabrom-2,2 - bis (4-hydroxyphenyl)-propan 34 Gew.-* Alkylarylphosphat
besteht.
130066/0020
Chemische Fabrik Kalk GmbH 13.6.1980
CE-Dl/p
- ί -G
Das Tetrabrom-2,2- bis (4-hydroxiphenyl)-propan wird vorteilhaft nach bekannten Verfahren gewonnen. Die erfindungsgemäß einzusetzenden Alkylarylphosphate, vorzugsweise das Diphenylhexylphosphat, sind als solche und in ihrer Her-Stellung bekannt.
Zur Herstellung der mit dem erfindungsgemäßen Brandschutzmittel schwer brennbar ausgerüsteten Schichtpreßstoffe werden zunächst die Kresol-Rusolharze oder die Phenol-Resolharze in den für die Erzeugung von Schichtpreßstoffen üblicherweise gebräuchlichen Mengen in organischen Lösungsmitteln, wie beispielsweise Methanol, Toluol, Aceton oder in Gemischen solcher Lösungsmittel gelöst, wobei diese Lösungsmittel auch Wasser enthalten können.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Brandschutzkomponente hat es sich bewährt, zunächst den in 1,1,2,2-Tetra-
/en
chloräthan oder Methylbromid gelösten Diphenyläther bei Temperaturen von 10 bis 300C mit 6 bis 7 mol Brom pro mol Diphenyläther zu bromieren. Da noch geringe Mengen des bei der Eromierung entstehenden Bromwasserstoffs in dem Reaktionsgemisch verbleiben, wird dieses mit entsprechenden Mengen an alkalisch wirkenden Substanzen, wie Natriumcarbonat, -hydrogencarbonat, Calciumhydroxid oder -chloridoxid in wäßriger Lösung bzw. Aufschlätmmng gewaschen, um diesen Bromwasserstoff zu entfernen. Nach Abtrennung der wäßrigen Phase von der verbleibenden Lösung der Bromderivate des Diphenyläthers werden in diese das Tetrabrom-2, 2-bis (4-hydroxiphenyl)-propan und das Alkylarylphosphat gleichmäßig verteilt und das Lösungsmittel aus dem Gemisch abdestilliert. Es verbleibt die erfindungsgemäße Brandschutzkomponente als klare, fließfähige Schmelze.
130066/0020
Chemische Fabrik Kalk GmbH 13.6.1980
CE-Dl/p
Die Brandschutzkomponente wird dann in Mengen von 2O bis 30 Gew.-% in die Harzlösung eingetragen und gelöst. Gegegebenenfalls kann die Brandschutzkomponente vorher in einer Teilmenge des für die Harzlösung verwendeten Lösungsmittels bzw. Lösungsmittelgemisches gelöst und diese Lösung dann in die Harzlösung eingerührt werden. Es entsteht so eine das Brandschutzmittel enthaltende Harzlösung, mit der die Papierbahnen bzw. Glasfaser- oder Textilgewebe nach den gebräuchlichen Methoden imprägniert und anschließend bei einer Temperatur von 1000C getrocknet werden. Diese imprägnierten und getrockneten Bahnen werden dann in Zuschnitte gleicher Größe aufgeteilt, die entsprechend der gewünschten Dicke des zu erzeugenden Schichtpreßstoffes zu Stapeln übereinandergelegt und in Pressen, vorzugsweise Etagenpressen, bei Temperaturen von 160 bis 170°C für die Dauer von 30 bis 90 min einem
ο
Druck von 80 bis 180 kp/cm ausgesetzt werden.
Nach Öffnen der Presse wird der Preßling herausgelöst und auf Raumtemperatur abgekühlt. Der auf diese Weise erhaltene brandgeschützte Schichtpreßstoff ist in seinen mechanischen und elektrischen Eigenschaften gegenüber einem sonst gleich zusammengesetzten, aber nicht brandgeschützten Schichtpreßstoff nur unwesentlich verändert.
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Chemische Fabrik Kalk GmbH 13.6.1980
CE-Dl/p
Beispiel 1 (Herstellung der Brandschutzkomponenten)
340 Gew.-Teile Diphenyläther werden in 1000 Gew.-Teilen 1,1, 2, 2-Tetrachloräthan gelöst und in diese Lösung bei einer Temperatur von 15 - 2O°C 2080 Gew.-Teile Brom eingerührt. Nach einer Nachreaktionszeit von 120 min bei gleicher Temperatur werden in das Reaktionsgemisch 500 Gew.-Teile einer 5 % Natriumcarbonat enthaltenden, wäßrigen Lösung eingerührt. Die sich aus dem ruhenden Gemisch abscheidende wäßrige Phase wird anschließend mechanisch von der organischen Phase getrennt, in die dann 432 Gew.-Teile Tetrabrom-2,2-bis (4-hydroxiphenyl) -propan und 918 Gew.-Teile Hexyldiphenylphosphat eingerührt. Aus diesem Gemisch wird das Lösungsmittel abdestilliert, wobei als Produkt eine klare, fließfähige Schmelze mit einem Bromgehalt von 47 Gbw.-% und einem Phosphorgehalt von 3,2 Gew.-% hinterbleibt. Diese Schmelze enthält
50 Gew.-% eines Gemisches aus
66,2 Gew.-% Hexabromdiphenyläther, 13,8 Gew.-% Heptabromdiphenylather, 10,0 Gew.-% Octabromdiphenyläther, 10,0 Gew.-% niedrigere Bromderivate des Diphenyläthers
16 Gew.-S; Tetrabrom-2, 2-bis (4-hydroxiphenyl)-propan, 34 Gew.-% Hexyldiphenylphosphat
130066/0020
QRtGINAL INSPECTED
υ .ö.1980 CE-Dl/P
S-
Beispiel 2 (Herstellung der Imprägnierlösung und des
Schichtpreßstoffes sowie Vergleichsproben)
Versuch 1 (Vergleich) beschreibt nicht-brandgeschützte
Produkte,
Versuch 2 (Vergleich) beschreibt mit Pentabromdiphenyl-
äther und Diphenylkresylphosphat brandgeschützte Produkte,
Versuch 3 (Erfindung) beschreibt mit der gemäß Beispiel
hergestellten Brandschutzkomponente der Erfindung ausgerüstete Produkte
Die Mengen sind in Gew.-Teilen angegeben.
Versuch Nr.
Impräqnierlösung
50 %±ge Lösung eines Kresol-Resolharzes in einem Gemisch aus 50 Gew+% Aceton und 5O Gew.-% Isopropanol Pentabromdiphenyläther Diphenylkresylphosphat Brandschutzkomponente der Erfindung
Schichtpreßstoff Baumwollpapier Kresol-Resolharz Pentabromdiphenyläther Diphenylkresylphosphat Brandschutzkomponente
der Erfindung
Gew.-% Brandschutzmlttei
bezogen auf Laminat
100
25 IO
50 50 25 IO
26
1OO
26
50 50
26 20,5
130066/0020
Chemische Fabrik Kalk Gr-ibF .6.1980 CE-Dl/ri
40-
Brandverhalten nach UL 94
Material brennt ohne Selbstverlöschung, tropft brennend ab
V-O, (Selbstverlöschung innerhalb von 5 see, Material tropft nicht brennend ab) Selbstverlöschung nach
physik. Eigenschaften
Durchschlagspannung bei 1,5 mm Stärke nach DIN 53 481
Biegefestigkeit nach DIN 53 452
Oxigen-Index LOI
kV
N/mm
19
see
kV
79
29
2 see
35 kV
2 80 N/mm2 3O,5
130066/0020

Claims (3)

Chemische Fabrik Kalk GmbH 13-6.198O CE-Dl/p Patentansprüche
1. Brandschutzkomponente, bestehend aus organischen Bromverbindungen und organischen Phosphorverbindungen, für Kresol- bzw. Phenol-Resolharz gebundene Schichtpreßstoffe, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus
50 Gew.-% eines Gemisches bromierter Diphenyläther,das
55 bis 70 Gew.-% Hexabromdiphenyläther, 12 bis 18 Gew.-% Heptabromdiphenyläther, 8 bis 18 Gew.-% Octabromdiphenyläther und 8 bis 16 Gew.-% niedrigerer Eromierungsderivate des Diphenyläthers enthält,
16 Gew.-% Tetrabrom-2,2-bis (4-hydroxiphenyl)-propan 34 Gew.-% Alkylarylphosphat
besteht.
2. Verfahren zur Herstellung der Brandschutzkomponente
nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst der in 1,1,2,2-Tetrachloräthan oder Methyxbromid gelöste Diphenyläther bei Temperaturen von 10 bis 300C mit 6 bis 7 mol Brom pro mol Diphenyläther bromiert, das erhaltene Reaktionsgemisch mit alkalisch wirkenden Substanzen aus der Gruppe der Natriumcarbonat, -hydrogencarbonat, Calciumhydroxid, -chloridoxid in wäßriger Lösung bzw. Suspension gewaschen und die wäßrige Phase abgetrennt wird, worauf in der verbleibenden Lösung der Bromderivate das Tetrabrom-2,2-bis (4-hydroxiphenyl)-propan und das Alkylarylphosphat gleichmäßig verteilt und aus dem Gemisch das Lösungsmittel abdestilliert wird.
130066/0020
Chemische Fabrik Kalk GmbH 13.6.1980
CE-Dl/p
3023A92
3. Verwendung der Brandschutzkomponente nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß diese den Harzlösungen in Mengen von 20 bis 30 Gew.-% zugemischt werden, bevor diese zum Tränken des Verstärkungsmaterials eingesetzt werden.
130066/0020
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