DE3312248A1 - Flammwidrig machendes mittel fuer hochmolekulare organische verbindungen - Google Patents

Flammwidrig machendes mittel fuer hochmolekulare organische verbindungen

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DE3312248A1
DE3312248A1 DE19833312248 DE3312248A DE3312248A1 DE 3312248 A1 DE3312248 A1 DE 3312248A1 DE 19833312248 DE19833312248 DE 19833312248 DE 3312248 A DE3312248 A DE 3312248A DE 3312248 A1 DE3312248 A1 DE 3312248A1
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Hiromitsu Kinoshita
Hirohito Komori
Setsuo Nishibori
Syuji Saeki
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Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd
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Description

Flammwidrig machendes Mittel für hochmolekulare organische Verbindungen
Die Erfindung betrifft ein flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel für hochmolekulare organische Verbindungen,
Hochmolekulare organische Verbindungen (nachstehend als "polymere Materialien" bezeichnet) werden für die verschiedensten Zwecke verwendet, beispielsweise für elektrische Haushaltsgeräte, industrielle elektrische Vorrichtungen und Teile, Textilwaren, Artikel des täglichen Bedarfs, Innendekorationen, Baumaterialien und Strukturmaterialien. Da es sich bei den polymeren Materialien um Kohlenstoffverbindungen handelt, tritt bei ihnen jedoch das Problem auf, daß sie sich entzünden bzw. entflammen
OK oder brennen können und daher bei vielen Anwendungen Beschränkungen unterliegen.
Flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel werden in der Regel verwendet, um das Problem der Entzündung oder
des Brennens von polymeren Materialien zu eliminieren, 30
und bekannte flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel sind halogenhaltige Verbindungen, phosphorhaltige Verbindungen und stickstoffhaltige Verbindungen. In vielen Fällen werden diese flammwidrig bzw. feuerhemmend
machenden Mittel in Kombination mit flammwidrig bzw. 35
feuerhemmend machenden Hilfsstoffen, wie Antimontrioxid,
verwendet.
Wenn diese flaminwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittel polymeren Materialien zugesetzt werden, treten oft die folgenden Störungen auf:
a) Wegen der schlechten Kompatibilität (Verträglichkeit) δ der flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittel mit den polymeren Materialien ist eine gleichmäßige Durchmischung kaum durchführbar und daher können keine flammwidrigen bzw. feuerhemmenden Eigenschaften wirksam erzielt werden und die Ungleichmäßigkeit übt auch einen nachteiligen Einfluß auf die physikalischen Eigenschaften der polymeren Materialien aus;
b) die flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittel neigen zum Wandern;
c) die flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittel üben einen nachteiligen Einfluß auf die Formgebungsverarbeitbarkeit der polymeren Materialien und die mechanischen Eigenschaften der daraus hergestellten Formkörper aus; und
d) die flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittel stören bzw. verhindern die Effekte anderer in den polymeren Materialien vorhandener Zusätze/ wie Weichmacher, Schmiermittel (Gleitmittel), Antioxidationsmittel, Färbemittel, Stabilisatoren und UV-Absorbern.
Es wurde daher vorgeschlagen, als flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel eine Verbindung mit einem hohen Molekulargewicht zu verwenden, um diese Störungen zu eliminieren. So wird beispielsweise in den ungeprüften japanischen Patentpublikationen (Tokkyo Kokai) Nr.
53435/1975 und Nr. 111546/1979 vorgeschlagen, als flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel ein poly-(halogeniertes Phenylenoxid) zu verwenden. Wenn jedoch das poly(halogenierte Phenylenoxid) auf eine bestimmte Art von polymeren Materialien angewendet wird, können
gc die folgenden Probleme auftreten:
a) die Feuerbeständigkeit ist unzureichend;
b) die Kompatibilität (Verträglichkeit) und die Wärmebeständigkeit sind schlecht;
c) das flanunwidrig bzw, feuerhemmend machende Mittel übt einen nachteiligen Einfluß auf die Formgebungsverarbeitbarkeit der polymeren Materialien und die mechanischen Eigenschaften der daraus hergestellten Formkörper
5 aus; und
d) die elektrischen Eigenschaften werden schlechter.
Poly(halogeniertes-phenylenoxid) ist daher als flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel noch nicht ausreichend.
ο Es wurden nun umfangreiche Untersuchungen durchgeführt auf der Grundlage der Annahme, daß die verbleibende Hydroxylgruppe des poly(halogenierten-phenylenoxids) einen nachteiligen Einfluß, wie oben angegeben, ausüben, und dabei wurde nun gefunden, daß die obengenannten Probleme dadurch gelöst werden können, daß man die verbleibende Hydroxylgruppe auf spezifische Weise maskiert.
Gegenstand der Erfindung ist ein flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel für hochmolekulare organische Verbindungen, das enthält oder besteht aus einer Verbindung, die hergestellt worden ist durch Umsetzung eines Polykondensats eines halogenierten Phenols mit einem Vertreter, der ausgewählt wird aus der Gruppe einer Metallverbindung und einer organischen Verbindung, wobei die Metallverbindung und die organische Verbindung mindestens zwei funktioneile Gruppen aufweisen, die mit der endständigen Hydroxylgruppe des Polykondensats
gO reagieren können.
Das erfindungsgemäß verwendete Polykondensat eines halogenierten Phenols wird hergestellt durch Polykondensieren von einer oder mehr Arten halogeniertem Phenol, beispiels 3g weise in Gegenwart eines Alkalimetallhydroxids und eines Metallkatalysators, wie Kupfer oder Eisen, in einem Lösungsmittel oder in Abwesenheit eines Lösungsmittels. Das Polykondensat weist eine nicht-umgesetzte endständige
Hydroxylgruppe auf. Beispiele für das halogenierte Phenol sind Monobromphenol, Dibromphenol, Tribromphenol, Tetrabromphenol, Pentabromphenol, Dibromkresol, Monochlorphenol, Dichlorphenol, Trichlorphenol, Tetrachlorphenol und Pentachlorphenol.
Erfindungsgemäß werden (A) eine Metallverbindung mit mindestens zwei funktioneilen Gruppen, die mit der endständigen Hydroxylgruppe des Polykondensats reagieren können, und/oder (B) eine organische Verbindung mit mindestens zwei funktionellen Gruppen, die mit der endständigen Hydroxylgruppe des Polykondensats reagieren können, verwendet, um eine Reaktion mit der endständigen Hydroxylgruppe des Polykondensats herbeizuführen.
Als Metallverbindung (A) werden erfindungsgemäß Halogenide von Metallen, wie Magnesium, Aluminium, Calcium/ Antimon, Zinn und Barium, verwendet. Typische Beispiele für die Metallverbindung (A) sind Magnesiumchlorid, Aluminiumbromid, Calciumchlorid, Antimonchlorid, Zinnchlorid und Bariumchlorid.
Beispiele für organische Verbindungen (B) sind Alkyldihalogenide, Acyldihalogenide, Halogenacyldihalogenide, Phosphordihalodat, Cyanursäurehalogenide, andere organische Verbindungen mit aktiven Halogenen, Polyepoxyverbindungen und dgl. Typische Beispiele für die organischen Verbindungen (B) sind Ethylendibromid, Ethylendichlorid, Dichlordiethylather, Maleoyldichlorid,
30 Terephthaloyldichlorid, Tetrabromphthaloylchlorid,
Phenylphosphordichloridat, Phenylphosphonsäuredichlorid, Dibromkresylphosphordichloridat, Chlorphenylphosphonsäuredichlorid, Cyanursäurechlorid und Verbindungen der nachstehend angegebenen Formeln (I) bis (VII):
CH 2CH 20CH (I)
(II)
Il
eic
o H
ο ο
Il l>
co-A-40
o u
CO-Afpj-OC
CCl
(III)
(IV)
Cl
CH0-CHCH0-AHCH \2/ 2 -,
N0 OH
(V)
(VI)
(VII)
-Sr-
worin bedeuten:
R1 , R« und R3 ein Wasserstoffatom, ein Chloratom, ein
Bromatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4
Kohlenstoffatomen,
η die Zahl O oder eine ganze Zahl von 1 bis
40 und A eine bivalente Gruppe der Formel
worin R-, R2, R3 und R. ein Wasserstoffatom ein Chlor- atom, ein Broraatom oder eine Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen bedeuten, oder eine bivalente Gruppe der Formel
20
R2 R4
worin R-, R2/ R3 und R. die oben angegebenen Bedeutungen haben und B -0-, -S-, -C(CH3J2-, -SO3- oder -CH2- bedeutet.
Wenn die Metallverbindung (A) oder die organische Verbin- dung (B) eine Funktionalität von nicht weniger als 3 aufweist, kann das halogenierte Phenolpolykondensat in Kombination mit einer geringen Menge eines halogenierten Phenols, eines halogenierten Alkohols oder eines halogenierten Amins verwendet werden.
35
Die Umsetzung des halogenierten Phenolpolykondensats mit der Metallverbindung (A) oder der organischen Verbindung (B) wird durchgeführt (a) in Gegenwart eines Alkali-
metallhydroxide mit oder ohne ein Lösungsmittel, wie Benzol, Toluol, Xylol, Methylendichlorid, Chloroform oder Tetrachlorkohlenstoff, oder (b) in einem nicht-polaren Lösungsmittel in Gegenwart einer Lewis-Säure, wie BF3. Die Reaktion wird in der Regel bei einer Temperatur von 20 bis 90°C 0,5 bis 4 Stunden lang durchgeführt. Die Metallverbindung (A) oder die organische Verbindung (B) wird in einer Menge entsprechend dem chemischen Äquivalent oder einem geringen Überschuß gegenüber dem halogenierten Phenolpolykondensat verwendet.
Das erfindungsgemäße Reaktionsprodukt ist sehr gut geeignet als flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel für polymere Materialien. Die polymeren Materialien, auf welche das erfindungsgemäße flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel angewendet wird, unterliegen keinen speziellen Beschränkungen. So ist beispielsweise das erfindungsgemäße flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel anwendbar auf Polystyrol, Polyethylen, Polypropylen, Acrylnitril/Butadien/Styrol-Harz, Acrylharze, Viny!chloridharze, Polyphenylenoxid, Polycarbonat, Polyamid, gesättigte oder ungesättigte Polyester, MeIaminharz, Epoxyharz, Phenolharz und Cellulosematerxalien.
Die Menge des erfindungsgemäßen flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittels, in der es den polymeren Materialien zugesetzt wird, unterliegt keinen speziellen Beschränkungen, es wird jedoch vorzugsweise in einer Menge von 2 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des polymeren Materials, verwendet. Das erfindungsgemäße flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel kann in Form eines Feststoffes, in Form einer Lösung in einem Lösungsmittel, wie Methylendichlorid oder Chloroform, oder in Form einer Emulsion in Wasser oder einem öl, wie Terpentinöl, Tallöl, Kokosnußöl, Tungöl, Palmöl, Leinsamenöl oder Rizinusöl, verwendet werden. Das flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel wird den polymeren Materialien beispielsweise zum Zeitpunkt $©r Polymerisation, der Formgebung oder des
I ZZ
Verspinnens oder einer anderen Mischgelegenheit zugesetzt.
Das erfindungagemäße flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel kann in Kombination mit bekannten flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mitteln und/oder flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Hilfsstoffen, wie ^ z.B. halogenhaltigen Alkylphosphaten, halogenhaltigen Alkylphosphiten, Metalloxiden, Metallhydroxiden und Metallalkylen, verwendet werden. Auch kann das erfindungsgemäße flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel in Kombination mit anderen bekannten Zusätzen, wie z.B. einem Stabilisator, einem Färbemittel, einem Agens zur Erzielung von Witterungsbeständigkeit, einem Mattierungsmittel, einem Antistatikmittel und einem Füllstoff, verwendet werden,
15 ohne daß der Effekt dieser Zusätze verloren geht.
Wenn das erfindungsgemäße flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel verwendet wird, um polymere Materialien flammwidrig bzw. feuerhemmend zu machen, verleiht es diesen ausgezeichnete Eigenschaften, wie z.B. eine ausgezeichnete Feuerbeständigkeit, Kompatibilität (Verträglichkeit) , Witterungsbeständigkeit und Wärmebeständigkeit, wobei seine Wanderung in den polymeren Materialien sehr gering ist, es übt keinen nachteiligen Einfluß auf die Formgebungsverarbeitbarkeit der polymeren Materialien und die mechanischen Eigenschaften der daraus hergestellten Formkörper aus und es beeinträchtigt (verschlechtert) nicht die elektrischen Eigenschaften. Die flammwidrigen bzw. feuerhemmenden polymeren Materialien, denen das erfindungsgemäße flammwidrig bzw. feuerhemmend machende Mittel zugesetzt worden ist, können daher beispielsweise als Formkörper, als Filme, Schäume, Beschichtungsmaterialien, wie Farbanstriche, Fasermaterialien und Laminate, verwendet werden.
Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen näher erläutert, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein; alle darin angegebenen Teile und Prozentsätze beziehen sich, wenn
nicht anderes angegeben ist, auf das Gewicht. Selbstverständlich ist die Erfindung keineswegs auf die nachstehend beschriebenen Beispiele beschränkt und diese
können in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert
δ werden, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.
Beispiel 1
Ein 500 ml-Vier-Hals-Kolben wurde mit 80 g Tribromphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 35,2 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 1600), 200 ml Chloroform und 4 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden portions-
weise.26 g einer 20 %igen wäßrigen BaC ^-Lösung zugegeben und die Reaktion wurde 1 Stunde lang unter Rühren bei
25°C durchgeführt. Nach Beendigung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung mit Wasser gewaschen, um das als Nebenprodukt gebildete Salz zu entfernen, und dann wurde es
getrocknet, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen angenommenen Struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 64,1 %.
Beispiel 2
35 Ein Kolben wurde mit 70 g Tribromphenolpolykondensat
mit einer Säurezahl von 20 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 2800), 4,2 g Tribromphenol, 200 ml Chloroform und 3 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt
10
OO \ Z Z 4
und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden 2,9 g SbCl3 zugegeben und die Reaktion wurde eine Stunde lang unter Rühren bei 25°C durchgeführt. Nach Beendi gung der Reaktion wurde die Reaktionsmischung mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen, angenommenen Struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 64,1 %.
Br
15
Beispiel 3
Ein Kolben wurde mit 80 g Tribromphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 35,2 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 1600), 200 ml Toluol und 4,2 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden.4,7 g Ethylendibromid zugesetzt und die Reaktion wurde 24 Stunden lang unter Rühren und unter Rückfluß durchgeführt. Die Reaktionsmischung wurde mit Wasser gewaschen und die Toluolschicht wurde abgetrennt und zu 500 ml Methanol zugetropft, wobei das Produkt auskristallisierte. Die Kristalle wurden ab getrennt und getrocknet, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen, angenommenen Struktur er hielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 6 5,2 %.
35
a « β · e
-ντ-
1 Beispiel 4 £Sh'
Ein Kolben wurderait86gpentabromphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 6,5 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 8600), 200 ml Toluol und 1 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden 0,75 g Dichlordiethyläther zugesetzt. Die Reaktion und die Gewinnung (Abtrennung) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen, angenommenen Struktur erhielt. Der Brömgehalt der Verbindung betrug 78,3 %.
~C /*** /0J- fr \ /n _ x
Br Br
Br Br fir Br
Br BrVer
Beispiel 5
Ein Kolben wurde mit 40 g Tribromphenolpolykondensat und einer Säurezahl von 14 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 4000), 26 g Trichlorphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 21,5 g (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 2600), 200 ml Toluol und 1,8 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden 6,4 g Bis(,bromethyl)tetrabromphenylenäther zugesetzt. Die Reaktion und die Gewinnung (Abtrennung) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen angenommenen Struktur erhielt. Der Gehalt an Halogen, berechnet als Brom, betrug 78,1 %.
-
Cl /15 Cl
Beispiel 6
Ein Kolben wurde mit 70 g Tribromphenolpolykondensat mit einer Säure2ahl von 20 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 2800), 200 ml Toluol und 2,2 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden 9,8 g Bis p romethyl- oxydibromphenyljsulfon zugesetzt. Die Reaktion und die Gewinnung (Abtrennung) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3 durchgeführt, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen angenommenen struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 63,7 %.
0-j CH2CH2O
Br
/10
Beispiel 7
Ein Kolben wurde mit 85 g Tribromphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 16,5 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 3400), 200 ml Methylendichlorid und 2 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden 2,6 g Therephthaloyldichlorid zugesetzt und die Reaktion wurde
1 Stunde lang unter Rühren bei 40°C durchgeführt. Die Reaktionsmischung wurde mit 1 %igem wäßrigem Ammoniak genügend gewaschen und die Methylendichloridschicht wurde zu 1000 ml Methanol zugetropft, um das Produkt auszufällen. Die Kristalle wurden abgetrennt und getrocknet, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen angenommenen Struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 63,6 %.
Beispiel 8
Ein Kolben wurde mit 2,6 g Bis(hydroxydibromphenoxy)-methan, 200 ml Methylendichlorid und 0,8 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dem Kolben wurden 2,1 g Therephthaloyldichlorid zugesetzt und die Mischung wurde 30 Minuten lang gerührt. Dann wurden dem Kolben 78 g Tribromphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 7 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 7800) zugesetzt und nach dem Auflösen wurden 5 g Triethylamin in den Kolben gegeben. Die Reaktion wurde dann 1 Stunde lang bei 40°C durchgeführt. Die Reaktionsmischung wurde mit 1 %igem wäßrigem Ammoniak genügend gewaschen und die Methylendichloridschicht wurde zu 1000 ml Methanol zugetropft, um das Produkt auszufällen. Die Kristalle wurden dann abgetrennt und getrocknet, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen angenommenen Struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 63,6 %.
-JK-
Br y30 Br
Beispiel 9
Ein Kolben wurde mit 57,5 g Tribromphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 24 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 2300), 4 g Tribromphenol, 100 ml Toluol, 50 ml Dimethylformamid und 3 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dann wurden dem Kolben 2,3 g Cyanursäurechlorid zugesetzt. Die Temperatur wurde allmählich erhöht und die Reaktion wurde 10 Stunden lang unter Rühren bei 100°C durchgeführt. Das Produkt wurde abgetrennt (gewonnen) und getrocknet auf die gleiche Weise wie in Beispiel 3, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen angenommenen Struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 64,7 %.
Beispiel 10
Ein Kolben wurde mit 40 g Tribromphenolpolykondensat mit
einer Säurezahl von 67,5 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 800), 16,5 g Tribromphenol, 13,6 g Tetrabrombisphenol, 100 ml Toluol, 50 ml Dimethylformamid und 12 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dann wurden dem Kolben 9*2 g Cyanursäurechlorid zugegeben und die Reaktion und die Abtrennung (Gewinnung) wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 durchgeführt, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend angegebenen angenommenen Struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 63,6 %.
15 W / ^y \ μ \r ?H3
Br /2 Hx ß Br CH3 20 . —O-O-Br
Beispiel 11
Ein Kolben wurde mit 85 g Tribromphenolpolykondensat mit einer Säurezahl von 16,5 (durchschnittliches Molekulargewicht etwa 3400), 200 ml Toluol, 20 ml Isopropylalkohol und 2 g einer 50 %igen wäßrigen NaOH-Lösung beschickt und die Reaktion wurde durchgeführt. Dann wurden
dem Kolben 2,6 g Phenylphosphordichloridat zugegeben und die Reaktion wurde eine Stunde lang unter Rühren bei 20°c durchgeführt. Die Abtrennung (Gewinnung) des Produkts wurde auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 durchgeführt, wobei man eine Verbindung mit der nachstehend an gegebenen angenommenen Struktur erhielt. Der Bromgehalt der Verbindung betrug 63/9 %.
Br / Br \ Br-fYoLfVo
Br \ Br /12
Il
-P-O
Beispiel 12
Zu 100 Teilen HI-Polystyrol wurden 15 Teile der in Beispiel 2 erhaltenen Verbindung als flammwidrig bzw. feuer hemmend machendes Mittel und 5 Teile Antimontrioxid zugegeben und 6 Minuten lang bei 200°C durchgeknetet. Die Mischung wurde durch Spritzgießen geformt.zur Herstellung von Testproben mit einer Größe von 127 mm χ 12,7 nun χ 3,2 mm und die Proben wurden einem Feuerbeständigkeits test und einem Verwitterungstest unterworfen.
Der Feuerbeständigkeitstest wurde gemäß üL-94 (0,32 cm = 1/8 inch) durchgeführt und die durchschnittliche Entflam mungszeit (Sekunden), die gesamte Glimmzeit (Sekunden) und die Tropfzeit wurden bestimmt.
Der Verwitterungstest wurde durchgeführt unter Verwendung eines Fade-Q-Meters. Nach dem 12-stündigen Bestrahlen der Proben mit Xenon-Entladungslicht wurde die. verände rung des Aussehens der Proben beobachtet und bewertet.
25
30
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben. Beispiele 13 und 14 und Vergleichsbeispiele 1 und 2
Die Verfahren des Beispiels 12 wurden wiederholt, wobei diesmal jedoch als flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel die in Beispiel 3 erhaltene Verbindung verwendet wurde (Beispiel 13), die in Beispiel 9 erhaltene Verbindung verwendet wurde (Beispiel 14), Decabromdiphenyläther verwendet wurde (Vergleichsbeispiel 1) oder ein Polykondensat von 10 Molekülen Tribromphenol (nachstehend als, "Tribromphenolpolykondensat" bezeichnet) verwendet wurde (Vergleichsbeispiel 2). Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle I angegeben.
15 35
Tabelle I
flammwidrig machendes Mittel
Feuerbeständigkeit
durchschnitt- gesamte Tropfen liehe Entf lam- Glinninungszeit (s) zeit (s) Bewertung
Witterungsbeständigkeit
Beisp. 12 Beispiel 2 5,2 Beisp. 13 Beispiel 3 3,5 Beisp. 14 Beispiel 9 6,8 Vergl.- Decabrondiphenyl- 17,4
Beisp. 1 äther
Vergl.- Tribraiphenolpoly- 23,4
Beisp. 2 kondensat
90 V-O V-O V-O V-1
keine Änderung
Gelbverfärbung
nicht dem Stan- geringe GeIbdard entspre- Verfärbung chend
Ca. Ca.
* Beispiele 15 bis 17 und Vergleichsbeispiele 3 und 4
Die Verfahren des Beispiels 12 wurden wiederholt, wobei diesmal 100 Teile eines Acrylnitril/Butadien/Styrol-Harzes anstelle von HI-Polystyrol und 15 Teile des in der nachstehenden Tabelle II angegebenen flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittels verwendet wurden.
Die Ergebnisse der Feuerbeständigketistests sind in der Tabelle II angegeben.
Tabelle II
flammwidrig machendes Mittel
Feuerbeständigkeit
durchschnitt- gesamte liehe Entflam- Glimmmungszeit (s) zeit (s) Tropfen
Bewertung
Beisp. 15 Beispiel 1 14,5 35
Beisp. 16 Beispiel 3 10,2 50
Beisp. 17 Beispiel 6 18,4 48
Vergl.
Beisp.
3 Dodecabromdiphenyl-
äther
18,2 42
Vergl.
Beisp.
4 Tr ibr oiupheno lpo Iy-
kondensat
22,6 85
nein
V-1 V-1 V-1 V-1
nicht dem Standard entsprechend
Ca. Ca
9 · » «·« mn ι
Beispiele 18 bis 20 und Vergleichsbeispiele 5 und 6
Zu 100 Teilen Polystyrol wurden 10 Teile des in der folgenden Tabelle III angegebenen flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittels und 3 Teile Antimontrioxid zugegeben und es wurde 5 Minuten lang bei 170 C durchgeknetet. Die Mischung wurde durch Spritzgießen geformt, wobei man Testproben mit einer Größe von 150 nun χ 6,5 mmx 3,2 mm erhielt. Die Proben wurden einem Entflammungstest und einem Wanderungstest unterworfen.
Der Entflammungstest wurde gemäß JIS K-7201 durchgeführt und es wurde der beschränkte Sauerstoffindex gemessen.
Der Wanderungstest wurde durchgeführt, indem man Proben" mit einer Größe von 150 mm χ 50 mm χ 3,0 mm 168 Stundet lang bei 70°C einem Exponierungstest unterwarf und das Ausblühen der Proben mit dem bloßen Auge beobachtete. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle III angege-
20 ben.
Tabelle III
18 flammwidrig machendes
Mittel
begrenzter Sauer
stoff index (%)
Wanderung
Beisp. 19 Beispiel 2 23,7 nein
Beisp. 20 Beispiel 4 23,2 nein
Beisp. 5
6
Beispiel 5 23,2 nein
Vergl.
Beisp.
Vergl.
Beisp.
Dodecabromdiphenyl-
äther
Tr ibromphenolpoly-
kondensat
24,6
22,8
Ausblühen
(blooming)
geringes
Ausblühen
ο» rs.
Beispiele 21 bis 23 und Vergleichsbeispiel 7
Zu 100 Teilen Polyethylenterephthalat wurden 5 Teile Bariummetasilicat und 9 Teile des in der folgenden Tabelle IV angegebenen flammwidrig bzw. feuerhemmend machenden Mittels zugegeben und sie wurden bei26P0durchgeknetet. Die Testproben mit einer Größe von 127 mmx 12,7 mmx 1,6 mm wurden gemäß JIS K-6911 hergestellt und dem Feuerbeständigkeitstest und dem Wanderungstest unterworfen. und es wurden die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit gemessen.
Der Feuerbeständigkeitstest wurde gemäß üL-94 (0,16 cm = 1/16 inch) durchgeführt.
15
Die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit wurden gemäß JIS K-6911 gemessen.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV angegeben. 20
Tabelle IV
Flammwidrig machendes Feuerbe- Wanderung Zugfe- Biegefe-Mittel ständigkeit stigkeit stigkeit
(kg/cm^) (kg/cn/)
Beisp. 21 Beispiel 7 V-O nein 490 980
Beisp. 22 Beispiel 8 V-O Il 5O5 995
Beisp. 23 Beispiel 9 V-O It 495 995
Vergl.
Beisp.
7 Tribromphenol-
polykondensat
V-O schwaches
Ausblühen
350 800
1 Beispiel 24 und Vergleichsbeispiel 8
Zu 90 Teilen Polyamid wurden 10 Teile Polycarbonate 5 Teile des in der folgenden Tabelle V angegebenen flammwidrig machenden Mittels und 2 Teile Antimontrioxid zugegeben. Sie wurden bei 260 C durchgeknetet und aus der Mischung wurden Testproben hergestellt. Die Feuerbeständigkeit, die Zugfestigkeit, die Biegefestigkeit und die Witterungsbeständigkeit wurden gemessen. 10
Der Feuerbeständigkeitstest wurde gemäß UL-94 (0,32 cm = 1/8 inch) durchgeführt.
Die Zugfestigkeit und die Biegefestigkeit wurden gemäß 15 JlS K-6911 gemessen.
Die Witterungsbeständigkeit wurde gemessen durch 15ostündiges Bestrahlen der Proben mit Xenonentladungslicht in einem Fade-o~Meter und Betrachten des Aussehens der Proben. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle V angegeben.
Tabelle V
Flammwidrig machendes Feuerbe- Zugfe- Biegefe- Witterungsbestän-Mittel ständigkeit stigkeit stigkeit digkeit
(kg/cm'2) {kg/ cnT)
Beisp. 24
Beispiel 3
V-1
1120 keine Änderung
Vergl.-Beisp. 8
Tr ibrompheno1-polykondensat
V-1
860
Gelbverfärbung
Ca. Ca.
1 Beispiele 25 bis 27 und Vergleichsbeispiel 9
Zu 100 Teilen eines handelsüblichen Phenolharzfirnis (Feststoffgehalt 60 %) wurden 10 Teile des in der folgenden Tabelle VI angegebenen flammwidrig machenden Mittels, 3 Teile Antimontrioxid und 30 Teile Trikresylphosphat zugegeben. Nach dem Einmischen derselben wurde ein Baumwolllinterpapier mit dem Firnis imprägniert, so daß sein Harzgehalt 45 % betrug, und getrocknet, wobei man ein harz- IQ imprägniertes Papier erhielt.
7 Bögen des harzimprägnierten Papiers wurden aufeinanderlaminiert und 50 Minuten lang bei 160°C und 80 kg/cm gepreßt, wobei man eine Schichtplatte einer Dicke von 1,6 mm erhielt. Dann wurden die Feuerbeständigkeit, die Isoliereigenschaften, die Wärmebeständigkeit, die Stanzqualität, die Haftung zwischen den Schichten und der Zustand des Oberflächenfinish bei der auf diese Weise erhaltenen Schicht platte bestimmt.
Die Feuerbeständigkeit wurde gemäß UL-94 (0,16 cm = 1/16
inch) gemessen.
Die Isoliereigenschaften wurden an den mit siedendem Wasser behandelten Proben gemäß JIS C-6481 bestimmt.
Die Wärmebeständigkeit wurde gemäß JIS C-6481 bestimmt.
Der Stanzqualitätstest wurde gemäß ASTM D 617 durchgeführt .
Die Haftung zwischen den Schichten und der Zustand des Oberflächenfinish wurden mit dem boßen Auge festgestellt und bewertet. Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle VI angegeben.
Tabelle VI
flammwidrig Feuer- Isolier- Wärmebe- Stanz- Haftung Zustand
machendes bestän- widerstand ständigkeit qualität zwischen des Ober-
25 Mittel digkeit (Ohm) °c min sehr fest
bei 70°C
den
Schichten
flächen-
finish
4 (
Beisp. 26 Beispiel 5 V-O 1O7-1O9 210 30 Il gut gut \ ί

O
\
*
( f
t 1
■ «
Beisp. 27 Beispiel 6 V-O 1O7-1O9 210 30 Il Il Il
Beisp. 9 Beispiel 8 V-O 1O7-1O9 210 30 schlecht
bei 80°C
Il Il
Vergl.
beisp.
Tribromphe-
nolpolykon-
densat
V-O 1O6-1O8 200 30 Ablö
sung
vorhandene
Flecken
1 Beispiel 28
40 Teile des in Beispiel 11 erhaltenen flammwidrig machenden Mittels, 10 Teile Trikresylphosphat, 5 Teile eines nicht-ionischen oberflächenaktiven Agens (Handelsname "NOIGEN ET-180", hergestellt von der Firma Dai-Ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), 20 Teile Trimethylolmelamin, 2 Teile Diammonxumhydrogenphosphat und 110 Teile Wasser wurden gründlich miteinander gemischt zur Herstellung IQ einer Emulsion. Ein Baumwollstoff mit einem Grundgewicht
von 127,0 g/ra wurde mit der Emulsion imprägniert, bis auf eine Gewichtszunahme von 80 % ausgedrückt und 10 Minuten lang bei 80 C getrocknet. Das imprägnierte Tuch wurde dann 5 Minuten lang bei 140 C gehärtet und dem Ent- ^g flammungstest und dem Waschtest unterworfen.
Der Entflammungstest wurde gemäß JIS A-8952 durchgeführt. Die Bewertung war zufriedenstellend.
2Q Das Ergebnis des Waschtests war gut. Das behandelte Tuch wurde 10 mal gemäß JIS L-1004 gewaschen. Die Gewichtsabnahme betrug weniger als 5 %. Das behandelte Tuch wurde auch 10 mal trockengereinigt gemäß JIS L-860. Die Gewichtsabnahme betrug weniger als 5 %.
25
Zusätzlich zu den in den Beispielen verwendeten Zusätzen können in den Beispielen auch andere Zusätze, wie sie in der Beschreibung angegeben sind, verwendet werden, wobei im wesentlichen die gleichen Ergebnisse erzielt werden.
30

Claims (4)

Patentansprüche
1. Flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel für hochmolekulare organische Verbindungen, dadurch g e k e η η ζ e, iä-c h η e t , daß es enthält oder besteht aus einer Verbindung, die hergestellt worden ist durch Umsetzung eines Polykondensats eines halogenierten Phenols mit einem Vertreter, der ausgewählt wird aus der Gruppe einer Metallverbindung und einer organischen Verbindung, wobei die Metallverbindung und die organische Verbindung mindestens zwei funktionelle Gruppen aufweisen, die mit der endständigen Hydroxylgruppe des Polykondensats reagieren können.
2. Flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem
halogenierten Phenol um einen Vertreter aus der Gruppe Monobromphenol, Dibromphenol, Tribromphenol, Tetrabromphenol, Pentabromphenol, Dibromkresol, Monochlorphenol, Dichlorphenol, Trichlorphenol, Tetrachlorphenol und Penta-3Q chlorphenol handelt.
3. Flammwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der Metallverbindung um einen Vertreter aus der Gruppe
Q5 der Magnesiumhalogenide, Aluminiumhalogenide, Calciumhalogenide, Antimonhalogenide, Zinnhalogenide und Bariumhalogenide handelt.
4. Flanunwidrig bzw. feuerhemmend machendes Mittel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der organischen Verbindung um einen Vertreter aus der Gruppe der Alkyldihalogenide, Acyldihalogenide, Halogenacyldihalogenide, Phosphordihalodat, der Cyanur- säurehalogenide, der organischen Verbindungen mit aktiven Halogenen und einer Polyepoxyverbindung handelt.
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