DE3025139A1 - Flammwidrige bzw. feuerhemmende harzzubereitung - Google Patents

Flammwidrige bzw. feuerhemmende harzzubereitung

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DE3025139A1 DE19803025139 DE3025139A DE3025139A1 DE 3025139 A1 DE3025139 A1 DE 3025139A1 DE 19803025139 DE19803025139 DE 19803025139 DE 3025139 A DE3025139 A DE 3025139A DE 3025139 A1 DE3025139 A1 DE 3025139A1
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Description

Die Erfindung betrifft eine flammwidrige bzw. feuerhemmende HarzZubereitung (Harzmasse), die gekennzeichnet ist durch ein thermoplastisches Harz, eine Organohalogenverbindung und ein Kondensatharz eines aromatischen Kohlenwasserstoffs und von Formaldehyd, das gegebenenfalls modifiziert ist durch ein Phenol, eine organische Säure, einen Alkohol oder ein Amin, wobei die flammwidrige bzw. feuerhemmende Harzzubereitung (Harzmasse) gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung außerdem Schwefel oder ein Schwefel enthaltendes Antioxidationsmittel enthält.
Thermoplastische Harze, wie z.B. Harze auf Styrolbasis, haben bisher vom Standpunkt der Sicherheit aus betrachtet nur eine begrenzte Anwendung gefunden, da sie im allgemeinen leicht entflammbar sind. Zur Verbesserung der flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften der thermoplastischen Harze wurden diesen daher flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel, wie Organohalogenverbindungen, Phosphorsäureester und dgl., sowie zusätzlich flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Hilfsmittel, wie Antimontrioxid und dgl., zugesetzt.
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In letzter Zeit wurden die Standards für die Flammwidrigkeit bzw. Feuerbeständigkeit, wie der UL-Standard, Jahr um Jahr erhöht. Zur Herstellung von Harzen, die ausgezeichnete flammwidrige bzw. feuerhemmende Eigenschaften aufweisen, muß daher eine große Menge an flammwidrig bzw. feuerhemmend machendem Mittel dem Harz zugesetzt werden.
Eine Erhöhung der Menge an zugesetztem flammwidrig bzw. feuerhemmend machendem Mittel führt jedoch zu einer Verschlechterung (Beeinträchtigung) der physikalischen Eigenschaften der HarzZubereitung (Harzmasse) und außerdem treten verschiedene Probleme auf, wie z.B. eine Verfärbung des Harzes, eine Freisetzung von giftigem korrosivem Gas oder eine Verschlechterung (Beeinträchtigung) der Wetterbeständigkeit von geformten Harzprodukten als Folge der Pyrolyse des flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittels während der Schmelzverformung, die Toxizität des flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittels selbst und dgl.
Es wurde nun gefunden, daß durch Zugabe eines Kondensatharzes aus einem aromatischen Kohlenwasserstoff und Formaldehyd und gegebenenfalls weiterer Zusätze zusammen mit einer Organohalogenverbindung, die üblicherweise als flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel verwendet wird, zu einem thermoplastischen Harz, die flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften des thermoplastischen Harzes verbessert werden. Dabei kann eine flammwidrige bzw. feuerhemmende thermoplastische Harzzubereitung (Harzmasse) erhalten werden, die frei von den obengenannten Nachteilen
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Gegenstand der Erfindung ist somit eine flammwidrige bzw. feuerhemmende Harzzubereitung, die gekennzeichnet ist durch
(A) ein thermoplastisches Harz,
(B) eine Organohalogenverbindung und
(C) ein Kondensatharz eines aromatischen Kohlenwasserstoffs
und von Formaldehyd, das gegebenenfalls modifiziert ist durch mindestens eine Substanz, die ausgewählt wird aus der Gruppe Phenol, organische Säure, Alkohol und Amin.
Gegenstand der Erfindung ist ferner eine flammwidrige bzw. feuerhemmende Harzzubereitung (Harzmasse), die gekennzeichnet ist durch die obengenannten Komponenten A, B, C und
(D) Schwefel und/oder ein Schwefel enthaltendes Antioxidationsmittel.
Die erfindungsgemäß verwendete Komponente A, das thermoplastische Harz, ist die Grundkomponente der erfindungsgemäßen Harzzubereitung. Beispiele für solche thermoplastische Harze sind Harze auf Styrolbasis, wie Polystyrol, mit Kautschuk modifiziertes Polystyrol, HI-Polystyrol, Styrol/Butadien-Copolymer, Styrol/Acrylnitril-Copolymer (AS-Harz) und Styrol/Butadien/Acrylnitril-Copolymer (ABS-Harz)j Polyolefinharze, wie Polyäthylen, Polypropylen und Äthylen/Propylen-Copolymer und dgl.; Polyamidharze; PoIycarbonatharze; Polyesterharze; Harze auf Vinylchloridba-
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- fr -
sis; Methylmethacrylatharze und dgl«, Unter diesen thermoplastischen Harzen sind die Harze auf Styrolbasis, insbesondere die Kautschuk enthaltenden Harze auf Styrolbasis, bevor zugt·
Die erfindungsgemäß verwendete Komponente B, eine Organohalogenverbindung, fungiert als flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel. Es können alle Organohalogenverbindungen mit einem flammwidrig bzw. feuerhemmend' machenden Effekt, wie z.B. aromatische, alicyclische und aliphatische Verbindungen, die ein oder mehrere Halogenatome, wie z,B. Brom, Chlor und Fluor, im Molekül enthalten, verwendet werden. Zu repräsentativen Beispielen gehören aromatische Halogenverbindungen, wie Hexabrombenzol, Pentabromtoluol, BiphenyIbromid, Triphenylchlorid, Diphenylätherbromid, Tetrachlorphthalsäure, Tetrabromphthalsäureanhydrid, Tribromphenol, Tribromphenyldibromalkyläther, Tetrabrombisphenol S, Tetrachlorbisphenol A, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dibromphenol)propan (nachfolgend als "Tetrabrombisphenol A" bezeichnet) und dgl.; alicyclische Halogen -verbindungen, wie Monochlorpentabromcyclohexan, Hexabromcyclododecan, Perchlorpentacyclodecan, Hexachlorendomethylentetrahydrophthalsäureanhydrid und dgl,j sowie aliphatische Halogenverbindungen, wie chloriertes Paraffin (chloriertes Wachs), chloriertes Polyäthylen,. Tetrabromäthan, Tetrabrombutan, Tris(ß-chloräthyl)phosphat, Tris(dichlorpropyl)phosphat, Tris(dibrompropyl)phosphat, Tris(chlorbrompropyl)phosphat und dgl. Eine Mischung aus einer Organobromverbindung und einer
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OrganoChlorverbindung, die einen synergistischen Effekt ergibt, ist bevorzugt. In dieser Mischung hat die Komponente B in der erfindungsgemäßen Harzzubereitung vorzugsweise ein Atomverhältnis Cl:(Br + Cl) von 0,01 bis 0,1.
Obgleich die zugesetzte Menge der Komponente B, d.h. der Organohalogenverbindung, in Abhängigkeit von dem Typ und der Menge der übrigen Komponenten und den übrigen Bedingungen variiert, beträgt sie in der Regel 2 bis 30 Gew,-Teile auf 100 Gew.-Teile der Komponente A, d.h. des thermoplastischen Harzes, wobei der Bereich von 5 bis 20 Gew.-Teilen bevorzugt ist« Wenn die Menge weniger als 2 Gew.-Teile beträgt, v/eist das Harzzubereitungsprodukt unbefriedigende (geringe) flammwidrigsbzw«, feuerhemmende Eigenschaften auf, wenn sie 30 Gew.-Teile übersteigt, treten verschiedene Nachteile auf, wie z.B. eine Verschlechterung (Beeinträchtigung) der physikalischen Eigenschaften der Zubereitung (Masse),eine Freisetzung von giftigen Gasen während der Schmelzverformung oder beim Verbrennen des geformten Produkts, eine Zunahme der Korrosion und dgl.
Die erfindungsgemäß verwendete Komponente C, d.h. das Kondensatharz eines aromatischen Kohlenwasserstoffs und von Formaldehyd, verleiht in Kombination mit der Komponente B der fertigen Harzzubereitung (Harzmasse) die gewünschten flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften. Sie verhindert das Tropfen der Schmelze während des Brennens des geformten Produkts. Als Komponente C können verschiedene Kondensatharze verwendet werden, wie z.B. Xylol-Formaldehyd-Harze und Mesitylen-Formaldehyd-Harze, die er-
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haltenverden durch Kondensieren von Xylol oder Mesitylen mit Formaldehyd in Gegenwart eines stark sauren Katalysators, und modifizierte Harze, die hergestellt werden durch Modifzieren des Xylol- oder Mesitylen-Formaldehyd-Harzes mit mindestens einer Substanz, die ausgewählt wird aus einer Gruppe, die besteht aus einem Phenol oder Alkylphenol, einer organischen Säure, einem Alkohol und einem Amin. Beispiele für geeignete Alkylphenole sind o-Cresol, m-Cresol, p-Cresol, 3,5-Xylenol, p,p'-Dihydro~ xyphenylmethan und dgl. Beispiele für geeignete organisehe Säuren sind Essigsäure, Propionsäure, Benzoesäure und dgl. Beispiele für geeignete Alkohole sind Methanol, Äthanol und dgl. Beispiele für geeignete Amine sind Anilin und dgl.
Die modifizierten und nicht modifizierten Xylol-Formaldehyd-Harze und die modifizierten und nicht-modifzierten Mesitylen-Formaldehyd-Harze werden nachfolgend als "Xylolharz" bzw. "Mesitylenharz" bezeichnet. Harze die= ses Typs sind in der US-Patentschrift 4 082 728 beschrieben.
Diese Kondensatharze können in irgendeinem beliebigen Zustand vorliegen, beispielsweise in Form einer Flüssigkeit, eines Sirups, eines Pulvers und eines Feststoffes, und hinsichtlich ihres Molekulargewichtes bestehen keine speziellen Beschränkungen. Unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften, beispielsweise der Wärmebestän digkeit, der Produktzubereitung ist jedoch ein pulverförmiges oder festes Kondensatharz mit einem verhältnismäßig
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hohen Schmelzpunkt bevorzugt.
Die Verwendung eines Novolakharzes, eines Melaminharzes, eines Phenoxyharzes oder dgl. anstelle des erfindungsgemäß verwendeten Xylolharzes oder Mesitylenharzes führt
zu fast keiner Verbesserung der flammwidrigen bzw. feierhemmenden Eigenschaften der Harzzubereitung.
Die zugegebene Menge der Komponente C, d.h. des Kondensatharzes j kann in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen in geeigneter Weise festgelegt werden. In der Regel beträgt sie 0,2 bis 30 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile der Komponente A, wobei ein Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-Teilen bevorzugt ist und ein Bereich von 2 bis 15 Gew,-Teilen besonders bevorzugt ist. Wenn die Menge weniger
als 0,2 Gew.-Teile beträgt, wird ein unzureichender Effekt erhalten. Wenn sie 30 Gew.-Teile übersteigt, können die physikalischen Eigenschaften der Zubereitung schlechter vyerden und auch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus
betrachtet ist dies nicht erwünscht.
Durch Zugabe von Schwefel und/oder eines Schwefel enthaltenden Antioxidationsmittels als Komponente D zusätzlich zu den Komponenten A, B und C können die flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften der erfindungsgemäßen Harzzubereitung (Harzmasse) weiter verbessert werden. Obgleich die Details des Mechanismus, nach dem die Komponente D
zur Verbesserung der flammwidrigen bzw. feuerhemmenden
Eigenschaften der Harzzubereitung beiträgt, noch nicht
geklärt sind, wird angenommen, daß sie während des Bren-
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-Ji"
nens des geformten Produkts eine bestimmte chemische Reaktion bewirkt.
Diese Schwefel- und schwefelhaltigen Antioxidationsmittel können einzeln oder in Form einer Mischung aus zwei oder mehreren davon verwendet werden. Es können die Verbindungen verwendet werden, die allgemein als Vulkanisationsbeschleuniger für Kautschuk bekannt sind. Beispiele dafür sind die Dithiocarbamidsäuresalze, wie Zink·*· N-äthyl-N-phenyl-dithiocarbamat, Zink-dimethyldithiocarbamat, Zink-.diäthyldithiocarbamat und Zink-dibutyldithiocarbamatj Xanthogensäuresalze, wie z.B. Natriumisopropylxanthogenat, Zinkisopropylxanthogenat und Nickelisopropylxanthogenat; Thiurame, wie z.B. Tetramethylthiurammonosulfid, Tetraäthylthiuramdisulfid und Ditnethyldiphenylthiuramdisulfidj Thiazole, wie 2-Mercaptobenzothiazol, Zinksalz von 2-Mercaptobenzothiazol und Dibenzothiazoldisulfidj sowie Benzimidazofe, wie z.B. 2-Mercaptobenzimidazol, Zinksalz von 2-Mercaptobenzimidazol und 2-Mercaptomethylbenzimidazol. Unter diesen Antioxidationsmitteln sind diejenigen mit einer niedrigen Flüchtigkeit bevorzugt.
Wenn anstelle der erfindungsgemäß verwendeten schwefelhaltigen Antioxidationsmittel Trinonylphenylphosphit (TNP),Tricresylphosphat (TCP), 2,6-Di-t-butyl-p-cresol und dgl.j die häufig als Antioxidationsmittel für thermoplastische Harze verwendet werden, eingesetzt werden, ist fast keine Verbesserung der flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften festzustellen.
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Die zuzugebende Menge der Komponente D, d.h. des Schwefels oder schwefelhaltigen Antioxidationsmittels, kann in Abhängigkeit von verschiedenen Bedingungen in geeigneter Weise festgelegt werden. In der Regel beträgt sie 0,1 bis 15 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile der Komponente A, wobei ein Bereich von 0,2 bis 8 Gew.-Teile bevorzugt ist. Wenn die Menge weniger als 0,1 Gew.-Teile beträgt, wird ein unzureichender Effekt erhalten. Wenn sie 15 Gew,-Teile übersteigt, werden die physikalischen Eigenschaften der Zubereitung schlechter (beeinträchtigt) und auch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus betrachtet ist dies nicht erwünscht.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher erläutert, die ein Diagramm darstellt, welches den flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Effekt zeigt, wenn erfindungsgemäß eine Mischung aus einer Organobromverbindung und einer Organochlorverbindung als Organohalogenverbindung in Gegenwart der Komponente C verwendet wird.
Zusätzlich zu den Komponenten A, B, C und D können der erfindungsgemäßen Harzzubereitung (Harzmasse) Adjuvantien (Zusätze) einverleibt werden, wie z.Bo ein flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Hilfsmittel, ein Verstärkungsmittel, ein Füllstoff, ein Warmestabilisator, ein Ultraviolettabsorptionsmittel, ein Weichmacher 9 ein Gleitmittel (Schmiermittel), ein Färbemittel und dgl.
Als flammwidrig bzwo feuerhemmend machendes Hilfsmittel
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- 10-
wird hauptsächlich Antimontrioxid verwendet und zusätzlich können Zirkoniumdioxid, Molybdänoxid, Aluminiumhydroxid, Zinkborat, Bariummetabo rat und dgl. verwendet werden. Die zugegebene Menge des flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Hilfsmittels ist nicht kritisch. Sie beträgt in der Regel 1 bis 10 Gew.-Teile auf 100 Gew.-Teile der Komponente A, wobei ein Bereich von 2 bis 6 Gew.-Teilen bevorzugt ist.
Es können verschiedene Verstärkungsmittel und Füllstoffe verwendet werden, je nach Endverwendung der Zubereitung und dgl. Zu geeigneten Beispielen gehören Kautschuke, organische Fasern, anorganische Fasern, wie Glasfasern und Kohlefasern, Calciumcarbonat, Talk, Ton und Aluminiumhydroxid.
Bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zubereitung (Masse) werden die Komponenten A, B, C und D und, gewünschtenfalls, verschiedene Zusätze in einem vorher festgelegten Verhältnis miteinander gemischt und vollständig durchgeknetet unter Verwendung einer Walzenmühle, eines Banbury-Mischers, einer Knetvorrichtung, eines Henschel-Mischers, eines monoaxialen Extruders, eines diaxialen Extruders oder dgl.
In der erfindungsgemäßen Zubereitung kann durch das eingearbeitete aromatische Kohlenwasserstoff-Formaldehyd-Kondensatharz auch dann ein zufriedenstellender flammwidriger bzw. feuerhemmender Effekt erzielt werden, wenn die Menge der Organohalogenverbindung geringer ist als in
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konventionellen thermoplastischen Harzen. Durch Zugabe der Komponente D können noch bessere flammwidrige bzw. feuerhemmende Effekte erzielt werden. Erfindungsgemäß kann der Halogengehalt in der Harzzubereitung herabgesetzt werden. Dadurch werden auf wirksame Weise die verschiedenen Probleme verhindert, die resultieren aus der Anwesenheit von übermäßig viel Halogen, wie z.B. die Verschlechterung (Beeinträchtigung) der physikalischen Eigenschaften, wie der Wetterbeständigkeit (Witterungsbeständigkeit),der mechanischen Festigkeit und dgl., und die Freisetzung von giftigen Gasen. Da die Tropfbeständigkeit der Harzzubereitung verbessert wird, ist außerdem fast kein Tröp- . fen beim Schmelzen festzustellen.
Die erfindungsgemäße Harzzubereitung bzw. Harzmasse kann mit Erfolg als Ausgangsmaterial für die Herstellung von elektrischen Geräten, mechanischen Teilen, Materialien für Automobilej,Baumatertelisn;0rnamentprodukte und dgl. verwendet werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein.
Beispiele 1 und 2
Zu 100 Gew.-Teilen eines mit Kautschuk modifizierten Polystyrols (Idemitsu Polystyrene HT-58 der Firma Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) wurden Tetrabrombisphenol A, Antimontrioxid und ein Xylolharz in den in der folgenden Ta-
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belle I angegebenen Mengen zugegeben. Die dabei erhaltenen Mischungen wurden jeweils unter Verwendung eines Banbury-Mischers schmelzgeknetet und unter Verwendung einer Fo-. lien.-Pelletisiervorrichtung pelletisiert. Diese Pellets wurden formgespritzt zur Herstellung von Teststücken einer Größe von 3 mm χ 6,5 mm χ 127 mm und der Sauerstoffindex (O.I.) dieser Teststücke wurden nach dem AST-Verfahren D 286 370 gemessen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.
Vergleichsbeispiele 1 und 2
Das Verfahren der Beispiele 1 und 2 wurde wiederholt, wobei diesmal kein Xylolharz zugegeben wurde.
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Tabelle I
TBA + 1' Antxmontrioxid Xylol-«.. (Gew.-Teile) (Gew.-Teile) harz '
Xylole
harz
(Gev7.-Teile) (Gew·-
Teile)
Bromgehalt in der Harzzubereitung (Gew.-%)
0.1.
O O CD NJ
Beisp. 1 Beisp. 2 Vgl.Beisp.1 Vgl. Beisp.2
Fußnoten:
3 3 3 3
+2)
+3)
5,4 5,4 5,7 9,6
27,5 30,5 21,5 27,5
Tetrabrombisphenol A
Handelsname: Xylolharz . S-IOO, hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
Handelsname: Xylolharz,.'. . modifiziert mit Alkylphenol HP-IOO, hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
Beispiel 3
Auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 1 und 2, wobei diesmal jedoch anstelle des mit Kautschuk modifizierten Polystyrols ein ABS-Harz (ABS Resin JSR-35, hergestellt von der Firma Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) verwendet wurde, wurden Teststücke hergestellt durch Zugabe von Tetrabrombisphenol A, Antimontrioxid und eines Xylolharzes in den in der nachfolgenden Tabelle II angegebenen Mengen zu 100 Gew.-Teilen des ABS-Harzes. Der Sauerstoffindex (0.I.) dieser Teststücke wurde bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle II angegeben.
Vergleichsbeispiel 3
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei diesmal jedoch kein Xylolharz zugegeben wurde.
Tabelle II
TBA Antimontrioxid Xylolharz*' (Gew.-Teile) (Gew.-Teile) (Gew.-Teile) üeJ"
Beisp.3 15 4 8 31,0
Vgl.Beisp.3 15 4 - 23,0
Fußnote: ^
Handelsname: Xylolharz,.. -. modifiziert mit Alkylphenol J-20, hergestellt von der Firma Matsushita Denko K.K.
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Beispiele 4 bis 9
Auf die gleiche Weise wie in den Beispielen 1 und 2 wurden Teststücke hergestellt durch Zugabe der in der nachfolgenden Tabelle IH angegebenen Komponenten und es wurde der Sauerstoffindex (O.Ie) dieser Teststücke bestimmt. Zusätzlich wurden Teststücke (Dicke 0,32 cm (1/8 inch)) für den Brenntest geformt und dem UL 34 Standard-Vertikal-Brenntest unterworfene Die Ergebnisse sind in der Tabelle III angegeben.
In diesen Beispielen wurden als thermoplastisches Harz 100 Gew.-Teile mit Kautschuk modifziertes Polystyrol (idemitsu Polystyrene HT-58, hergestellt von der Firma Idemitsu Petrochemical Go0, Ltd.) verwendet.
Vergleichsbeispiel· 4
Das in Beispiel 4 beschriebene Verfahren wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch kein Xylolharz und chloriertes Wachs zugegeben wurden.
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Tabelle III
TBA chlorier- ^ Antimon- Xylol-
(Gew.- tes Wachs* trioxid harz ++'
Teile) (Gew.-Teile) (Gew.- (Gew.-.
Teile) Teile)
0.1. erste zweite Baum- Brennei-Brenn- Brenn- wolle- genschaf
zeit zeit Ent- ten
(Sek.) (Sek.) flammung
Beisp. 4 ο
ω Beisp. 5 ° Beisp. 6 cn ^
*° Beisp. 7 g Beisp. 8 £ Beisp. 9 Vgl.
Beisp. 4
15 15 12 15 15 15
15
0 0 3 0 O O
4 4 4 4 4 4
2 4 4 6 8 12
25,0 26,0 31,5 26,5 28,0 29,0 3,1 9,3 nein
1,2
94V-1
3,7 nein
24,0 20,5 12,9 ja
94V-0
94HB
Fußnoten:
+ ' Handelsname: chloriertes Wachs A-70, hergestellt von der Firma Toyo Soda
Kogyo K.K.
++' Handelsname; Xylolharz, modifiziert mit Alkylphenol J-20, hergestellt von
der Firma Matsushita Denko K.K.
-ir? -
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Vergleichsbeispiel 5
In dem Verfahren des Beispiels 1 wurde anstelle des Xylolharzes ein Novolakharz, ein Melaminharz oder ein Phenoxyharz .in einer Menge von 6 Gew.-Teilen zugegeben zur Herstellung der entsprechenden Teststücke. Es wurde der Sauerstoff index (O.I.) dieser Teststücke bestimmt und er betrug 22,0, 22,5 bzwo 23,0. In bezug auf die flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften wurde nahezu keine Verbesserung festgestellt.
Beispiele 10 bis 12
Zu 100 Gew.-Teilen Polystyrol, das mit Kautschuk modifiziert war (idemitsu Polystyrene HT-58, hergestellt von der Firma Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.) wurden Tetrabrombisphenol A, Antimontrioxid und ein Mesitylenharz in der in der nachfolgenden Tabelle IV angegebenen Menge zugegeben. Die erhaltenen Mischungen wurden jeweils in einem Banbury-Mischer schmelzgeknetet und unter Verwendung einer Folien-Pelletisiervorrichtung pelletisiert. Dieses Pellets wurden formgespritzt zur Herstellung von 3 mm χ 6,5 mm χ
127 mm großen Teststücken und nach dem ASTM-Verfahren
D 286 370 wurde der Sauerstoffindex (O.I.) dieser Teststücke bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV
angegeben.
Vergleichsbeispiele 6 und 7
Das Verfahren der Beispiele 10 bis 12 wurde wiederholt,
wobei diesmal kein Mesitylenharz zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IV angegeben.
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Tabelle IV
TBA Antimon- Mesitylen- Mesitylen- Bromgehalt
(Gew.-Teile) trioxid harz ' harz ^ in der Harz- O.I.
(Gew.-Teile) (Gew.-Teile) (Gew.-Teile) zubereitung
(Gewc-%)
O
CO		 Beisp. 10 15 4
O
CD		 Beisp. 11 15 4
CO
ro		 Beisp. 12 15 4
r60/ Vgl.
Beisp.		 6 15 4
-+-^*
CO		 Vgl.
Beisp.		 7 20 4
- 7,3 25,5
2 7,3 29,0
4 7,2 34,0
- 7,4 23,5
9,5 29,0
Fußnoten: + ' Tetrabrombisphenol A
+ 2)
+3)
Handelsname: Mesitylenharz Nikanol M, hergestellt von der Firma Mitsubishi
Gas Chemical Co., Ltd. ,.
Handelsname: Mesitylenharz, modifiziert mit Alkylphenol, Nikanol HP 150, K?
hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. ^
- W-
Beispiel 13
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10, wobei diesmal jedoch anstelle des mit Kautschuk modifzierten Polystyrols ein ABS-Harz (ABS Resin JSR-35, hergestellt von der Firma Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) verwendet wurde, wurde ein Teststück hergestellt durch Zugabe von Tetrabrombisphenol A, Antimontrioxid und eines Mesitylenharzes in den in der nachfolgenden Tabelle V angegebenen Mengen zu 100 Gew.-Teilen des ABS-Harzes. Es wurde der Sauerstoffindex dieses Teststückes bestimmt. Die Ergebnisse sind in der Tabelle V angegeben.
Vergleichsbeispiel 8
Das Verfahren des Beispiels 13 wurde wiederholt, wobei diesmal kein Mesitylenharz zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle V angegeben.
Tabelle V
TBA Antimontrioxid Mesitylen-(Gew.-Teile) (Gew.-Teile) harz ; 0.1.
(Gew.-Teile)
Beisp. 13 15 4 4 35
Vgl· ~ 15 4 - 23
Beisp. 8 XD * Δό
Fußnote: Handelsname: Mesitylenharz, modifiziert mit Al-
kylphenol, Nikanol HP 150, hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
030062/0943
3025133
Beispiele 14 bis 19
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 wurden Pellets hergestellt. Die Pellets wurden formgespritzt zur Herstellung von Teststücken (Dicke 0,32 cm (1/8 inch)) für den Brenntest und sie wurden dem UL-34 Standard-Vertikal-Brenntest unterworfen. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI angegeben.
In diesen Beispielen wurden als thermoplastisches Harz 100 Gew.-Teile mit Kautschuk modifiziertes Polystyrol (Idemitsu Polystyrene HT-58, hergestellt von der Firma Ideraitsu Petrochemical Co., Ltd.) verwendet.
Vergleichsbeispiel 9
Das Verfahren der Beispiele 14 bis 19 wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch kein Mesitylenharz zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle VI angegeben.
030062/0943
Tabelle VI
TBA chlorier- .^ Decrosv Antimon- Mesity- erste zweite Entflam- Brenn-
(Gew,- tes Wachs lan trioxid lenharz Brenn- Brenn- mung von eigen-
Teile) (Gew.-Teile) (Gew.- (Gew.-Tei- (Gew.- zeit zeit Baumwolle schäften
Teile) Ie) Teile) (Sek.) (Sek.)
^Beisp. 14
oBeisp. 15
roBeisp. 16
oBeisp. 17
oBeisp. 18
Beisp. 19
Vgl. ■
Beisp. 9
4 1 3,2 1,6 nein V-O
4 1+3) 2,9 2,5 nein . V-O
4 2+4) 4,3 9,1 ja V-2 :
4
4		 4+4) 2,5
1,3		 5,6
1,2		 nein
nein		 V-I g, ^
V-O '
4 2*4) 1,6 2,1 nein V-O
4 13,1 10,1 ja außerhalb
der Bewer
tung
Fußnoten: +1)
+2)
+3)
+4)
Handelsname:
Handelsname:
Handelsname:
Handelsname:
chloriertes Wachs A-70, hergestellt von der Fa. Toyo Soda Kogyo K.K. Decrolanplus 515, hergestellt von der Firma Fukka Chemical Sha (^ Mesitylenharz, Nikanol M, hergestellt von der Fa. Mitsubishi Gas f^>
Chemical Co., Ltd.
Mesitylenharz, modifiziert mit Alkylphenol, Nikanol HP 150, herge-U) stellt von der Fa. Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd. ^
i» aiii£3 ί v3iC3:
Beispiele 20 bis 25
Zu 100 Gew.-Teilen Polystyrol, das mit Kautschuk modifiziert war (Idemitsu Polystyrene HT-58, hergestellt von der Firma Idemitsu Petrochemical Go», Ltd.) wurden Tetrabrombisphenol A, Antimontrioxid, chloriertes Wachs und ein Mesitylenharz in den in der folgenden Tabelle VII angegebenen Mengen zugegeben und die dabei erhaltenen Mischungen wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 angegeben verarbeitet zur Herstellung der entsprechenden Teststücke. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VII angegeben und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt«,
Vergleichsbeispiele 10 bis 15
Das Verfahren der Beispiele 20 bis 25 wurde wiederholt, wobei diesmal jedoch kein Mesitylenharz zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle VII angegeben und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt.
030062/0943
Tabelle VII
Beisp. 20 Beisp. 21
co Beisp. 22
ο Beisp. 23
Nj> Beisp. 24 σ Beisp. 25
*- Vgl.
ω Beisp. Vgl.
Beisp. 11 Vgl.
Beisp· 12 Vgl.
Beisp. 13 Vgl.
Beisp. 14 Vgl.
Beisp. 15
TBA+ chlorier- „s Antimon-(Gew,-tes Wachs trioxid Teile) (Gew.-Teile) (Gew.-Teile) (Gew.-Teile)
Mesitylen harz Cl
+4)
O.I.
15 14 13 11 9
mm
15
14 13 11
0,34 0,68 1,37 2,05 5,13
0,34 0,68 1,36
2,04 5,12
4 4
4 4 4
4 4 4
4 4
2 2 2 2 2 2 29,0 31,5 30,5 28,5 27,5 24,0
23,5
23,5 23,5 24,0
23,0 20,5
Br + Cl
0,03 0,06 0,13 0,25 1,00
0,03 0,06 0,13
0,25 1,00
Das Halogen-Molverhältnis in der Harzzubereitung ist konstant.
Fußnoten zu Tabelle VII:
Tetrabrombispheno1 A
Handelsname: chloriertes Wachs A-70, hergestellt von
der Fa0 Toyo Soda Kogyo K.K. (Chlorgehalt 70 Gew.-%)
Handelsname: Mesitylenharz, modifziert mit Alkylphenol, Nikanol HP 150, hergestellt von der Fa. Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
Atomverhältnis in der Harzzubereitung
Vergleichsbeispiel 16
In dem Verfahren des Beispiels 10 wurde anstelle des Mesitylenharzes ein Novolakharz, ein Melaminharz oder ein Phen« oxyharz in einer Menge von 6 Gew.-Teilen zugegeben zur Herstellung der entsprechenden Teststücke. Es wurde der Sauerstoff index dieser Teststücke bestimmt und er betrug 22,0, 22,5 bzw. 23,0. Dementsprechend war nahezu keineVerbesserung in bezug auf die flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften festzustellen.
Beispiele 26 bis 30
Zu 100 Gew.-Teilen Polystyrol, das mit Kautschuk modifiziert war (Idemitsu Polystyrene HT-58, hergestellt von der Fa. Idemitsu Petrochemical Co0, Ltd.) wurden Tetrabrombisphenol A (TBA), Antimontrioxid, ein Xyiolharz und ein Zusatz in den in der folgenden Tabelle VIII angegegebenen Mengen zugegeben. Die dabei erhaltenen Mischungen wurden jeweils mit einem Banbury-Mischer schmelzgeknetet und mit
030062/0943
einer . Folien-Pelletisiervorrichtung pelletisiert. Diese Pellets wurden formgespritzt zur Herstellung von 3 mm χ 6,5 mm χ 127 mm großen Teststücken und es wurde der Sauerstoffindex dieser Teststücke nach dem ASTM Verfahren D 28 63-70 bestimmt. Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VIII angegeben*
Vergleichsbeispiele 17 bis 20
Das Verfahren der Beispiele 26 bis 30 wurde wiederholt, wobei diesmal entweder das Xylolharz oder der Zusatz nicht zugegeben wurde« Die Ergebnisse sind in der Tabelle VIII angegeben.
030062/0943
. Tabelle VIII
TBA Antimon- Xylolharz Zusatz
(Gew.- trioxid (Gew.-Teile) (Gew.-Teile) ü*i# Teile) (Gew.-Teile)
Beisp. 26 15 4 (A)+ \ 2-Mercaptobenzothiazol 1 32,0 Beisp. 27 15 4 (B)+ \ 2-Mercaptobenzothiazol 1 35,0 g Beisp. 28 15 4 " 4 Zink-N-äthyl-N-phenyl- 33 ct> dithiocarbamat 1 *
^ Beisp. 29 15 4 "4 Zink-salz von 2-Mercapto- 3g 5 <=> benzoimidazol 1 *
*- Beisp. 30 15 4 "4 Schwefel 1 36,5
B&p. 17 15 4 " 4 - - 26»°
Beisp. 18 15 4 - 2-Mercaptobenzothiazol 1 27,0
Beisp. 19 15 4 - Zink-N-äthyl-N-phenyl- 25 _
TT - dithiocarbamat 1 *
Vgl. α
Beisp. 20 15 4 - Zinksalz von 2-Mercapto- ο ς η *"
benzoimidazol 1 ' Jj
Fußnoten: (A)+1^: Handelsname: Xylene resin S-IOO, hergestellt von der Fa. Mitsubishi Gas £
Chemical Co., Ltd. ä.
(B)+2) Handelsname: Xylol.harz, modifiziert mit Alkylphenol HP-IOO, hergestellt von : der Fa. Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
Beispiele 31 und 32
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 26, wobei diesmal jedoch 100 Gew.-Teile eines ABS-Harzes (ABS Resin JSR-35, hergestellt von der Firma Japan Synthetic Rubber Co., Ltd.) als thermoplastisches Harz und ein Mesitylenharz anstelle des Xylolharzes verwendet wurden, wurden Teststücke hergestellt und es wurde der Sauerstoff index (0.-I.) der Teststücke bestimmte Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IX angegeben.
Vergleichsbeispiele 2L bis 23
Das Verfahren der Beispiele 31 und 32 wurde wiederholt, wobei diesmal entweder das Mesitylenharz oder der Zusatz nicht zugegeben wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IX angegeben.
Vergleichsbeispiel 24
Das Verfahren der Beispiele 31 und 32 wurde wiederholt, wobei diesmal das Mesitylenharz und der Zusatz nicht zugegeben wurden. Die Ergebnisse sind in der Tabelle IX angegeben.
Vergleichsbeispiele 25 bis 26
Das Verfahren des Beispiels 32 wurde wiederholt, wobei diesmal anstelle des schwefelhaltigen Antioxidationsmittels ein keinen Schwefel enthaltendes Antioxidationsmittel verwendet
wurde. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle IX angegeben.
030062/0943
Tabelle IX
TBA Antimontrioxid Mesitylen-(Gew.-Teile) (Gew.-Teile) harz
(Gew.-Teile) Zusatz
(Gew,-Teile)
Beisp. 31 15
O Msp· 32 15
O Vgl.
O Beisp. 21 15
N) Vgl. 15
Beisp. 22
CO Beisp. 23 15
ω Vgl. 15
Beisp. 24 AmmJ
Vgl. 15
Beisp. 25
Vgl. 15
Beisp. 26
4 4
4 4
4 4 4 4
(B)
4 4 2-Mercaptobenzothiazol 1 34,5 2-Mercaptobenzothiazol 1 38,0
31,5 35,0
2-Mercaptobenzothiazol 1 27,5
23,0
2,6-Di-t-butyl-p-cresol-l 35,5 Triphenyl-phosphat 1 34,5
Fußnoten: +1) (A): Handelsname: Mesitylenharz, Nikanol M, hergestellt von der Firma
Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
+2) (B): Handelsname: Mesitylenharz, modifiziert mit Alkylphenol, Nikanol
HP 150, hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
- 29 -
Beispiele 33 bis 39
Zu 100 Gew.-Teilen Polystyrol, das mit Kautschuk.modifiziert war (ideraitsu Polystyrene HT-58, hergestellt von der Firma Idemitsu Petrochemical Co., Ltd.)»wurden Tetrabrombisphenol A (TBA), Antimontrioxid, ein Xylolharz (oder ein Mesitylenharz) und ein Zusatz in den in der folgenden Tabelle X angegebenen Mengen zugegeben. Die erhaltenen Mischungen wurden jeweils mit einem Banbury-Mischer schmelzgeknetet und mit einer Folien -PeI-letisiervorrichtung pelletisiert. Diese Pellets wurden formgespritzt zur Herstellung der entsprechenden Teststücke (Dicke 0,32 cm (1/8 inch)) für den Brenntest und diese TestsSicke wurden dem UL-34 Standard-Vertikal-Brenntest unterworfen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle X angegeben.
Vergleichsbeispiele 27 und 28
Das Verfahren der Beispiele 33 bis 39 wurde wiederholt, wobei diesmal der Zusatz nicht zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in der Tabelle X angegeben.
Vergleichsbeispiele 29 und 30
Das Verfahren der Beispiele 36 bis 39 wurde wiederholt, wobei diesmal anstelle des schwefelhaltigen Antioxidationsmittels ein keinen Schwefel enthaltendes Antioxidationsmittel verwendet wurde. Die Ergebnisse sind ebenfalls in der Tabelle X angegeben.
030062/0943
Tabelle X
TBA (Gew.-Teile)
Antimontri- Xyloloxid (Gew.- harz (B)
+1)
Mesitylen-
Teile)
harz (B) +2)
(Gew.-Teile)(Gew.-Teile) erste zweite Ent- Brenn-Zusatz Brenn- Brenn- flam- eigen-(Gew.-Teile) zeit zeit mung schaf-(Sek.) (Sek.) von ten Baumwolle
Beisp.33 15 g BAsp. 34 15
cd Beisp. 35 15
Vgl.
Beisp. 27 15
Beisp. 36 15
Beisp. 37 15
Beisp. 38 15 Beisp. 39 15
4 4
4 4
4 4 2-Mercaptobenzothiazol 0,5
Zink-N-äthyl-N-phenyldithiocarbamat 0,5
Zinksalz von 2-Mercaptobenzoimidazol 0,5
0,7 0,6
0,6
3,1 0,7
2-Mercaptobenzothiazol 0,5
Zink-N-äthyl-N- Q ? phenyldithiocarb- ' amat 0,5
Zinksalz von 2-Mer-
captobenzoimidazol 0,7 0,25
2-Mercaptobenzothiazol 0,25 2,2 Zinksalz von 2-Mercaptobenzoimidazol 0,25
2,1 nein V-O
1.1 nein V-O
1,3 nein V-O
9,3 nein V-I
2.2 nein V-O
1,2 nein V-O
1,5 nein V-O
1,8 nein V-O
Tabelle X (Fortsetzung)
TBA Antimontri- Xylol- , (Gew.- oxid (Gew.- harz (B) Teile) Teile) (Gew.-Teile) (Gew.-Teile)
Mesitylen-„v harz (B) +2) „ erste zweite F Brenn-
/_ „ -» s Brenn- Brenn- ^1 eigen-(Gew.-Teile) .. _ flam- ° ~ zeit zeit mung schar-
(Sek.) (Sek.) von ten
Baumwolle
ο Vgl. ° Beisp.
S 28 4,3 9,1 ja V-2
1 S ^1-
4>. Beisp, ω 29
Vgl. Beisp 30
15
15 TrinonyIphenylpho s-
phit 0,5 15,6 6,8
Tricresy!phosphat 3,0
6,0 17,4
außer- ' ja halb
der Bewertung
ja außerhalb der Bewertung
Fußnoten: +1): Xylolharz, modifiziert mit Alkylphenol, HP-IOO, hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
'*· Mesitylenharz, modifiziert mit Alkylphenol, Nikanol HP-150, hergestellt von der Firma Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.
Leerseite

Claims (18)

  1. Patentansprüche
    * Flammwidrige bzw. feuerhemmende Harzzubereitung, gekennzeichnet durch
    (A) ein thermoplastisches Harz
    (B) eine Organohalogenverbindung und
    (C) ein Kondensatzharz eines aromatischen Kohlenwasserstoffs und von Formaldehyd, das gegebenenfalls modifiziert ist durch mindestens eine Substanz, die ausgewählt wird aus der Gruppe der Phenole, organischen Säuren, Alkohole und Amine.
  2. 2. Harz zubereitung nach Ansprxich 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten A:B:C 100:(2 bis 30):(0,2 bis 30) beträgt,
  3. 3. Harzzubereitung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten A:B:C 100:(5 bis 20):(2 bis 15) beträgt.
  4. 4. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem thermoplastischen Harz A um ein Harz auf Styrolbasis handelt.
  5. 5. Harzzubereitu:,g nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich-
    030062/0943
    net, daß das Harz auf Styrolbasis ausgewählt wird aus der Gruppe Polystyrol, mit Kautschuk modifiziertes Polystyrol, Styrol/Butadien-Copolymer, Styrol/Acrylnitril-Copolymer und Styrol/Butadien/Acrylnitril-Copolymer.
  6. 6. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich M dem aromatischen Kohlenwasserstoff der Komponente C um Xylol handelt.
  7. 7. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem aromatischen Kohlenwasserstoff der Komponente C um Mesitylen handelt.
  8. 8. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Organohalogenverbindung um eine Mischung aus einer Organobromverbindung und einer Organochlorverbindung handelt.
  9. 9· Harzzubereitung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Organohalogenverbindung um eine Mischung aus einer Organobromverbindung und einer Organochlorverbindung mit einem Atomverhältnis Cl:(Br + Cl) von 0,01 bis 0,1 handelt.
  10. 10. Flammwidrige bzw. feuerhemmende Harzzubereitung, gekennzeichnet durch
    (A) ein thermoplastisches Harz,
    (B) eine Organohalogenverbindung,
    (C) ein Kondensatharz eines aromatischen Kohlenwasserstoffs und von Formaldehyd, das gegebenenfalls modifiziert ist
    030062/0943
    durch mindestens eine Substanz, die ausgewählt wird aus der Gruppe der Phenole, organischen Säuren, Alkohole und Amine, und
    (D) mindestens ein Schwefel-Antioxidationsmittel, das ausgewählt wird aus der Gruppe Schwefel und Schwefel enthaltende Antioxidationsmittel.
  11. 11. Harzzubereitung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem Schwefel-Antioxidationsmittel um mindestens ein Schwefel enthaltendes Antioxidationsmittel handelt, das ausgewählt wird aus der Gruppe der Dithiocarbamidsäuresalze, Xanthogensäuresalze, Thiurame, Thiazole und Benzimidazole.
  12. 12. Harzzubereitung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten A:B:CsD 1OQ<2 bis 30):(0,2 bis 30):(0,1 bis 15) beträgt.
  13. 13. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Komponenten A:B:C:D 100:(5 bis 20):(2 bis 15):(0,2 bis 8) beträgt.
  14. 14. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem thermoplastischen Harz A um ein Harz auf Styrolbasis handelt.
  15. 15. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem aromatischen Kohlenwasserstoff der Komponente C um Xylol handelt.
    030062/0943
  16. 16. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem aromatischen Kohlenwasserstoff der Komponente C um Mesitylen handelt.
  17. 17. Harzzubereitung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Organohalogenverbindung um eine Mischung aus einer Organobromverbindung und einer Organochlorverbindung handelt.
  18. 18. Harzzubereitung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Organohalogenverbxndung um eine Mischung aus einer Organobromverbindung und einer Organochlorverbindung mit einem Atomverhältnis Cl:(Br + Cl) von 0,01 bis 0,1 handelt.
    030062/0S43
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