DE3843845A1 - Verfahren zum herstellen eines flammenhemmenden, hitzehaertbaren polymers sowie danach herstellbares produkt - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines flammenhemmenden, hitzehaertbaren polymers sowie danach herstellbares produktInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein gattungsgemäßes Verfahren nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein danach herstellbares Produkt
nach dem Oberbegriff von Anspruch 11.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartige synthetische
hitzehärtbare Harze bekannt, die feuerhemmende Eigenschaften
besitzen. Diese Harze sind für eine Anzahl von Anwendungen
gefragt, z. B. als Schäume, wie sie typischerweise in wärmeisolierenden
Materialien verwendet werden, als Matrixmatrial
für Verbundwerkstoffe, die Verstärkungsfasern wie Fiberglas,
Kohle- und Borfasern enthalten, und für andere Verwendungszwecke
in Hochtemperaturumgebungen. Es wurden erhebliche Anstrengungen
unternommen, solche Harze zu entwickeln. Es ist z. B. vorgeschlagen
worden, daß die Einmischung von phosphor- und halogenhaltigen
Additiven in Schäume auf Polyurethan- und Polystyrolbasis
deren Entflammbarkeit verringern. Obwohl die resultierenden
Schäume selbstauslöschend sein können, neigen sie dazu, giftige
Dämpfe und oft unannehmbare Rauchmengen freizusetzen, wenn sie
offenen Flammen ausgesetzt sind. Darüber hinaus sind einige der
Pyrolyseprodukte von Schäumen auf Polystyrol- und Polyurethanbasis
selbst entflammbar und können Rückschlagbrände verursachen,
wenn sie auf einen abgeschlossenen Bereich beschränkt sind.
Polymerschäume, die auf Polyimiden, Polybenzimidazolen, Polyphenylchinoxalinen,
Polyimidopyrrolone und anderen hocharomatischen Polymeren
basieren, sind für Wärmeisolierungssysteme vorgeschlagen
worden, aber keines davon scheint kommerziell annehmbar gewesen
zu sein, wahrscheinlich aufgrund der extrem hohen Rohmaterialkosten.
Polymerschäume, die auf Harnstoff-Formaldehyd basieren,
sind relativ preiswert, können in situ geschäumt werden und
haben im allgemeinen gute mechanische Eigenschaften, neigen aber
dazu, unter Einwirkung von Flammen übermäßig Rauch zu entwickeln
und sich in Gegenwart von Feuchtigkeit zu zersetzen. Einige
Schäume, die auf Phenolformaldehyd basieren, besitzen ebenfalls
gute mechanische Eigenschaften, sind in Gegenwart von Feuchtigkeit
stabil und entwickeln bei Einwirkung von Flammen nur wenig Rauch,
haben aber den Nachteil, daß sie nachglimmen oder zündeln.
Das Kondensationsreaktionsprodukt aus einem Phenol und einem
Aldehyd, wie Resorcin und Furfural, das in Gegenwart von Borsäure,
organischen Säuren, Mineralsäuren oder Aminverbindungen
gehärtet ist, wie dies in den US-Patenten 44 09 361, 42 75 170,
43 09 527 und 44 71 089 offenbart ist, wird verwendet, um verschiedene
Schäume, Beschichtungen und faserverstärkte Kunststoffverbundwerkstoffe
herzustellen. Obwohl diese Produkte sich
durch niedrige Flammenausbreitung, geringe Rauchentwicklung und
Widerstand gegen Nachglimmen auszeichnen, neigen sie dazu, extrem
spröde und brüchig zu sein und liefern verstärkte Verbundwerkstoffe
und Schäume mit nur schlechten mechanischen Eigenschaften.
Darüber hinaus zeigen diese Harze, wenn sie erst
einmal katalysiert worden sind, nur eine kurze Lagerbeständigkeit
bei Umgebungstemperaturen.
Weiterhin sind Vorpolymerharze, die auf monomeren Mischungen von
Furfural und Resorcin basieren, aufgrund des Verlusts von
Furfural-Monomeren während der Trocknung im B-Zustand schwer
zu steuern, was zu einem Restharzgehalt von unterschiedlicher
Zusammensetzung führt. Das resultierende Vorpolymer neigt also
dazu, während der Lagerung sehr klebrig zu werden und ist daher
schwer zu handhaben.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, neue und verbesserte
synthetische Polymere zur Verfügung zu stellen, die
die obengenannten Probleme des Standes der Technik überwinden.
Es sollen neue und verbesserte hitzehärtbare Polymere zur
Verfügung gestellt werden, die leicht zu schäumen sind und zu Beschichtungen
verarbeitet und als Matrix für Verbundwerkstoffe eingesetzt
werden können, wobei sie hervorragende feuerhemmende und
mechanische Eigenschaften aufweisen sollen. Insbesondere sollen
solche Polymere zur Verfügung gestellt werden, die sich dadurch
auszeichnen, daß sie geringe Flammenausbreitung, geringe Rauchentwicklung,
Widerstand gegen Nachglimmen oder Zündeln und
gleichzeitig verbesserte mechanische Eigenschaften, wie Zug-,
Scher-, Druck- und Biegefestigkeit aufweisen. Eine weitere Aufgabe
der Erfindung besteht darin, ein neuartiges Verfahren zum
Herstellen solcher neuen und verbesserten Polymere zur Verfügung
zu stellen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem gattungsgemäßen
Verfahren durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 sowie bei
einem gattungsgemäßen polymeren Material durch die im Kennzeichen
des Anspruchs 11 aufgeführten Merkmale gelöst.
Besonders vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung ergeben
sich dabei aus den Unteransprüchen.
Die neuartigen Harze auf Phenol-Aldehyd-Basis sind von einer
zweiteiligen Formulierung abgeleitet. Diese umfaßt den Teil
A, ein Kondensationspolymer mit niedriger Viskosität und niedrigem
Molekulargewicht, das durch eine basenkatalysierte Reaktion
eines ersten Aldehyds und eines mehrwertigen Phenols,
das im molaren Überschuß vorliegt, hergestellt wird. Die
zweiteilige Formulierung umfaßt auch einen Teil B, ein Kondensationspolymer
mit niedriger Viskosität und niedrigem Molekulargewicht,
das durch eine basenkatalysierte Reaktion eines zweiten
Phenols und eines zweiten Aldehyds hergestellt wird, wobei das
letztere einen Überschuß an Aldehydfunktionalität zeigt. In
einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird Teil A mit Resorcin als mehrwertigem Phenol und Furfural
als Aldehyd hergestellt; Teil B wird aus Phenol und Formaldehyd
hergestellt. In diesem Fall stellt Teil A allein noch kein
richtiges hitzehärtbares Harz dar; die Zugabe von Hexamethylentetramin
beispielsweise würde das Harz härten, aber das Produkt
besitzt nur schlechte mechanische Eigenschaften, insbesondere
extreme Sprödigkeit. Teil B ist insofern selbst ein richtiges
hitzehärtbares Resol, als es durch Anwendung von Hitze zu einem
unlöslichen und schwer schmelzbaren Zustand gehärtet werden kann.
In jedem Fall setzen sich die Teile A und B nicht miteinander um,
bis sie mit einer Menge eines(r) zerkleinerten Oxybor-Minerals
oder -Verbindung wie Zinkborat zusammengemischt und durch
Erhitzen auf eine hinreichende Temperatur und über einen hinreichend
langen Zeitraum gehärtet werden, um das Endprodukt der
vorliegenden Erfindung zu bilden.
Zum besseren Verständnis des Wesens und der Ziele der vorliegenden
Erfindung wird nun Bezug genommen auf die folgende detaillierte
Beschreibung. Dabei sind die Begriffe "Teil A" und "Teil B"
lediglich aus Vereinfachungsgründen verwendet worden, um das Reaktionsprodukt
der basischen Kondensation von Aldehyd und mehrwertigem
Phenol von dem Aldehyd-/Phenol-Resol zu unterscheiden.
Um Teil A herzustellen, werden ein Aldehyd und ein mehrwertiges
Phenol in einem Verhältnis von einem Mol des mehrwertigen Phenols
mit weniger als einem Mol des Aldehyds zusammengemischt. Zu dieser
Mischung wird genügend Base hinzugegeben, um die Kondensationspolymerisation
des Aldehyds und des mehrwertigen Phenols zu katalysieren
und ein flüssiges lineares Polymer mit relativ niedrigem
Molekulargewicht und niedriger Viskosität sowie einem molaren
Überschuß an Phenol herzustellen. Teil B der Formulierung wird
hergestellt, indem man ein Aldehyd und ein Phenol im Verhältnis
von einem Mol Phenol mit mehr als einem Mol Aldehyd
mit genügend Base, um eine Kondensationsreaktion zu katalysieren,
zusammenmischt, um ein richtiges Resol herzustellen.
Das Endprodukt der vorliegenden Erfindung wird hergestellt, indem
die Teile A und B in einem weiten Verhältnisbereich und unter
Hinzufügung einer zerkleinerten Oxybor-Verbindung miteinander vermischt
werden. Die resultierende Mischung wird auf eine Temperatur
im Bereich zwischen etwa 80 und 180°C über einen hinreichend
langen Zeitraum erhitzt, um eine Härtung zu bewirken. Es wird
angenommen, daß die Härtung durch Quervernetzung durch Kondensation
von Methylol-Gruppen aus Teil B mit den aromatischen Wasserstoffatomen,
die in Teil A vorhanden sind, stattfindet, wobei
die Reaktion durch die restlichen Katalysatoren aus der ursprünglichen
Herstellung der Teile A und B katalysiert wird. Die vollständige
Polymerisation ist ein zeit-/temperaturabhängiger
Prozeß. Typischerweise braucht das Gemisch bei 180°C etwa
20 min zum Polymerisieren, während bei 80°C für die vollständige
Polymerisation etwa 3 bis 5 Stunden erforderlich
sind. Die Polymerisationsgeschwindigkeit kann auch durch
Veränderung der Menge an basischem Katalysator in den Teilen
A und B variiert werden.
Das neuartige Polymer der vorliegenden Erfindung kann durch
Einmischen von bekannten Schaummitteln wie CO₂ und Fluorkohlenwasserstoffgasen
in bekannter Weise als Schaum hergestellt
werden. Das Polymer kann auch als geschäumtes Tafelmaterial
gegossen oder in situ geschäumt, als Beschichtung
aufgetragen oder in ein Laminat oder als Matrix für einen
verstärkten Verbundwerkstoff eingebaut werden.
Die für Teil A brauchbaren Aldehyde sind insbesondere Furfural
und Gemische von Formalin oder Paraformaldehyd und Furfural,
obgleich anzumerken ist, daß eine nachträgliche Zugabe von
Formaldehyd (entweder als Paraformaldehyd oder Formalin) in
einer Menge, so daß ein molarer Überschuß von Aldehyd vorhanden
ist, bewirkt, daß das Teil-A-Harz nach Stehenlassen bei Raumtemperatur
für etwa 16 Stunden oder mehr erstarrt. Die in Teil A brauchbaren
mehrwertigen Phenole sind insbesondere Resorcin und substituierende
Resorcine, denen kleinere Mengen anderer Phenole wie
o-, m- und p-Kresol, 3,5-Dimethylphenol und dergleichen zugesetzt
werden können.
Für die Herstellung des Resols von Teil B brauchbare Aldehyde sind
insbesondere Formaldehyd, Formalin, Acetaldehyd, Acrolein und
andere in der alpha-Position substituierte Aldehyde. Die bei der
Herstellung des Resols brauchbaren Phenole schließen Phenol,
substituierte Phenole wie Xylenol, die Kresole und dergleichen ein.
Die basischen Katalysatoren, die bei der Herstellung sowohl von
Teil A als auch von Teil B der Formulierung der vorliegenden
Erfindung brauchbar sind, umfassen allgemein Alkalien, insbesondere
wäßrige Lösungen von NaOH, KOH, Ba(OH)₂, NH₄OH, und
eine Anzahl von primären, sekundären und tertiären Aminen einschließlich
den Methylaminen und Ethanolaminen.
Die teilchenförmigen Oxybor-Verbindungen oder -Mineralien werden
dem Gemisch der Teile A und B in einem Gewichtsprozentbereich
zwischen 3 und 20% des Endprodukts (vorzugsweise etwa 10%)
zugesetzt. Jede Verbindung aus einer großen Anzahl von Oxybor-
Verbindungen und -Mineralien wie Borax, Borazit, Kalziumborat,
Zinkborat und anderen Ortho-, Pyro- und Metaboraten ist als Additiv
bei der vorliegenden Erfindung brauchbar.
Wenn das Polymer der vorliegenden Erfindung als Matrixmaterial,
entweder geschäumt oder nicht-geschäumt für einen verstärkten
Verbundwerkstoff verwendet wird, kann es mit einer großen Vielzahl
von Verstärkungsmaterialien vermischt werden. Solche Materialien
umfassen, sind aber nicht beschränkt auf, Fiberglas,
Kevlar, Kohlenstoff, Zellulosederivate wie Baumwolle und Papier
und die meisten Textilfasern mit Ausnahme von Nylon, wobei die
resultierenden feuerhemmenden Werte natürlich durch die Natur
der Verstärkungsmaterialien etwas geändert werden.
Die folgenden Beispiele, die zur Veranschaulichung und nicht
zur Beschränkung gedacht sind, liefern eine zusätzliche Beschreibung
der vorliegenden Erfindung, in der alle Anteile und
Prozentzahlen auf das Gewicht bezogen sind und die Viskosität
mit der Gardner-Holt-Methode gemessen wurde.
Folgende Charge wurde hergestellt:
Wasserfreies Methanol (1)|14,87% | |
Natriumhydroxid (25% Alkali in Wasser) | 1,616% |
Resorcin | 40,331% |
Furfural | 29,875% |
Wasserfreies Methanol (2) | 13,308% |
Teil A der vorliegenden Formulierung wurde hergestellt, indem
das wasserfreie Methanol (1) und die wäßrige Natriumhydroxidlösung
zusammen in einen 2-Liter-Kolben gegeben wurden, der mit
Rührer, Rückflußkühler, Tropftrichter und Thermometer ausgestattet
war. Dann wurde das Resorcin hinzugegeben. Das Gemisch wurde unter
Rückfluß bei etwa 96°C erhitzt, das Furfural wurde tropfenweise
über einen Zeitraum von einer Stunde hinzugegeben und das Gemisch
zwei weitere Stunden lang unter Rückfluß gehalten. Dann wurde das wasserfreie Methanol
(2) hinzugegeben, und man ließ das Gemisch auf Raumtemperatur abkühlen.
Bei Probenentnahme aus dem Reaktionsgemisch ergaben sich
folgende Spezifikationen: Feststoffe 65-66%, Viskosität
(@ 25°C) V-Y, sämtliches Furfural umgesetzt.
Eine zweite Charge wurde wie folgt hergestellt:
Phenol|56,828% | |
Wasser | 12,261% |
Bariumhydroxid (Octahydrat) | 2,273% |
Paraformaldehyd (95% Pulver) | 28,638% |
Teil B der vorliegenden Formulierung wurde aus dieser zweiten
Charge hergestellt, indem das Phenol und Wasser unter Rühren vermischt,
das Bariumhydroxid hinzugefügt und 30 min gerührt wurde.
Das Paraformaldehyd wurde dann hinzugegeben und das Gemisch
auf etwa 60°C erhitzt. Bei Erreichen von 60°C wurde die
Außenheizung entfernt, und man ließ die exotherme Reaktion
bis 100±2°C laufen. Danach wurde gekühlt, um das Gemisch
30 min lang, nachdem zum ersten Mal das 100°C-Niveau erreicht
wurde, bei 100±1°C zu halten. Man ließ dann das Gemisch
auf Raumtemperatur abkühlen, und die überprüfte Spezifikation
ergab: Feststoffe 68-70%, Viskosität (@ 25°C) I-N,
pH 7,4-7,7, freies Formaldehyd 1% max., Wassertoleranz
20-50% und Erstarrungszeit bei 121°C 10-13 min.
Die zwei Harzkomponenten, Teil A und Teil B, der vorliegenden
Erfindung besitzen aufgrund der Stöchiometrie der verwendeten
Reaktanten und der basenkatalysierten Reaktion bei der Herstellung
von Teil A, bei der das gesamte Furfural umgesetzt
wird, eine verbesserte Lagerfähigkeit. Teil A sollte unbegrenzt
lagerfähig sein, wenn es bei Raumtemperatur aufbewahrt wird.
Verschiedene Gemische der zwei Harze, Teil A und Teil B, wurden
auf der Basis von Gewichtsanteilen (Feststoffe) untersucht,
um Härtungseigenschaften zu bestimmen, die in der folgenden Tabelle
wiedergegeben sind:
Das Polymer der vorliegenden Erfindung wurde hergestellt, indem
49 Teile von Teil-B-Resol mit 51 Teilen von Teil A, beide hergestellt
wie in Beispiel 1, in einen 2-Liter-Kolben gegeben, der
mit Rührer, Rückflußkühler, Tropftrichter und Thermometer ausgestattet
war, und das Gemisch 15 min gerührt wurde, bis es
homogen war. Eine Probe wurde dann genommen mit den folgenden
Spezifikationen: Feststoffe 66-68%, Viskosität (@ 25°C)
Q-V, und Erstarrungszeit (@ 121°C, min) 7-9. Das Gemisch
wurde dann mit 6,7 Teilen gepulvertem Zinkborat versetzt und
wieder gerührt, bis es homogen war. Probenentnahme aus diesem
letzten Gemisch lieferte die folgenden Spezifikationen: Feststoffe
68-70% und Erstarrungszeit (@ 121°C, min) 7-9.
Ein Polymer (im weiteren mit Typ I bezeichnet), das nach Beispiel
2 hergestellt worden war, wurde als Harz in einem Harz/Fiberglas-
Laminat verwendet, bei dem mehrere Schichten Fiberglasgewebe
zunächst mit der Polymerformulierung imprägniert und dann bei
6,8×10⁵ N/m² (100 psi) und 163°C gepreßt wurden, bis das Material
ausgehärtet war. Die Formulierung für das Typ-I-Polymer war 47,8%
Teil A, 45,9% Teil B und 6,3% Zinkborat. Das resultierende Laminat
wurde auf mechanische und thermische Eigenschaften gegenüber
einem anderen Harz-Fiberglas-Laminat (Typ-II-Polymer) untersucht,
bei dem dieselbe Anzahl von Schichten desselben Fiberglasgewebes
verwendet, mit einem Resorcin-/Furfural-Vorpolymermix imprägniert
und bei 150°C gehärtet wurde. Die Resorcin-/Fufural-
Mischung für dieses Typ-II-Polymer war 33,1% Resorcin, 57,8%
Furfural und 9,1% Zinkborat. Die Vergleichsergebnisse sind
in folgender Tabelle zusammengestellt:
Ein Typ-I-Polymer, das nach Beispiel 3 hergestellt worden war,
wurde in einen syntaktischen Schaum eingebaut, indem 40,6 Teile
des Polymers mit 27,2 Teilen Mikrosphären aus Glas plus genügend
Lösungsmittel, um das Zusammenmischen zu erleichtern, gemischt und
dann bei 40 bis 60°C getrocknet wurden, um überschüssige flüchtige Substanzen
zu entfernen. Das resultierende Gemisch wurde in eine
Form gegeben, auf 33,64×10-2-35,34×10-2 g/cm³ (21-22 lbs/
ft³) verdichtet und bei etwa 163°C ausgehärtet. Der resultierende
Polymerschaum (im weiteren auch mit Typ I bezeichnet) wurde auf
mechanische und thermische Eigenschaften gegenüber einem anderen
syntaktischen Schaum (im weiteren als Typ II bezeichnet) getestet,
der durch Vermischen von 52,2 Teilen eines Typ-II-Polymers, das
nach Beispiel 3 hergestellt worden war, mit 22,3 Teilen Mikrosphären
aus Glas plus genügend Lösungsmittel, um das Zusammenmischen
zu vereinfachen, hergestellt und dann bei 40 bis 60°C
getrocknet wurde, um überschüssige flüchtige Substanzen zu
entfernen. Das resultierende Gemisch wurde in eine Form gegeben,
auf 33,64×10-2-35,34×10-2 g/cm³ (21-22 lbs/ft³) und bei
etwa 150°C ausgehärtet. Die Ergebnisse des Vergleichsversuchs
sind in folgender Tabelle zusammengestellt:
Aus dem Vorstehenden wird deutlich, daß das Polymer der vorliegenden
Erfindung feuerhemmende Eigenschaften aufweist, die
denjenigen von hitzehärtbaren Harzen aus dem Stand der Technik
ziemlich ähnlich, aber mit überlegenen mechanischen Festigkeiten
verbunden sind, insbesondere, wenn sie in verstärkte Laminate
und syntaktische Schäume hinein verarbeitet werden.
Es sollte angemerkt werden, daß nur Reaktionswasser und die
Lösungsmittel, wie Methanol, die zur Steuerung der Viskosität
verwendet werden, während der B-Zustands-Ofentrocknung der
Gegenstände, die das Polymer der vorliegenden Erfindung enthalten,
entfernt werden. Folglich besitzt das feste Harz, das
auf einem Verstärkungsscrim oder -gewebe, wie Fiberglas abgeschieden
wurde, eine im wesentlichen konstante Zusammensetzung,
im Gegensatz zu Harzen, die in situ aus Gemischen, welche Monomere
wie Furfural während der B-Zustands-Trocknung verlieren, abgeschieden
werden. Ein weiterer Vorteil in der Verarbeitung solcher
Scrims oder Gewebe mit den erfindungsgemäßen Harzen besteht also
darin, daß ein weiter Bereich von Gehalten an flüchtigen Substanzen
und Fließeigenschaften aufgrund der Aushärteeigenschaften
eines Polymers mit konstanter Zusammensetzung leicht erreicht
werden kann.
Die in der vorstehenden Beschreibung sowie in den Ansprüchen
offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als
auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung
in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.
Claims (14)
1. Verfahren zum Herstellen eines flammenhemmenden, hitzehärtbaren
Polymers, gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Umsetzen einer Lösung eines mehrwertigen Phenols mit einem ersten Aldehyd in einem Molverhältnis von einem Mol des mehrwertigen Phenols mit weniger als einem Mol des ersten Aldehyds in Gegenwart von genügend basischem Katalysator, um ein flüssiges Kondensationspolymer-Harz mit einem molaren Überschuß an mehrwertigem Phenol zu liefern;
Umsetzen einer Lösung eines zweiten Aldehyds und eines zweiten Phenols in einem Verhältnis von einem Mol des Phenols mit mehr als einem Mol des zweiten Aldehyds in Gegenwart von genügend basischem Katalysator, um ein Kondensationspolymer- Reaktionsprodukt in Form eines Resols zu liefern;
Zusammenmischen des Harzes und des Resols mit einem zerkleinerten Oxyborat und
Erhitzen des resultierenden Gemischs bei einer Temperatur und über einen Zeitraum, die ausreichen, um die Polymerisation des Resols und des Harzes zu dem hitzehärtbaren Polymer zu bewirken.
Umsetzen einer Lösung eines mehrwertigen Phenols mit einem ersten Aldehyd in einem Molverhältnis von einem Mol des mehrwertigen Phenols mit weniger als einem Mol des ersten Aldehyds in Gegenwart von genügend basischem Katalysator, um ein flüssiges Kondensationspolymer-Harz mit einem molaren Überschuß an mehrwertigem Phenol zu liefern;
Umsetzen einer Lösung eines zweiten Aldehyds und eines zweiten Phenols in einem Verhältnis von einem Mol des Phenols mit mehr als einem Mol des zweiten Aldehyds in Gegenwart von genügend basischem Katalysator, um ein Kondensationspolymer- Reaktionsprodukt in Form eines Resols zu liefern;
Zusammenmischen des Harzes und des Resols mit einem zerkleinerten Oxyborat und
Erhitzen des resultierenden Gemischs bei einer Temperatur und über einen Zeitraum, die ausreichen, um die Polymerisation des Resols und des Harzes zu dem hitzehärtbaren Polymer zu bewirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
mehrwertige Phenol ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus
Resorcin und substituierten Resorcinen besteht, denen eine kleinere
Menge o-Kresol, m-Kresol, p-Kresol oder 3,5-Dimethylphenol zugesetzt
worden ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
das erste Aldehyd ausgewählt ist aus der Gruppe, die aus
Furfural und Gemischen von Furfural und Paraformaldehyd oder
Formalin besteht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Phenol ausgewählt ist aus der Gruppe,
die aus Phenol, substituierten Phenolen einschließlich Xylenol
und Kresolen besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das zweite Aldehyd ausgewählt ist aus der Gruppe,
die aus Formaldehyd, Formalin, Acetaldehyd, Acrolein und anderen
in der alpha-Position subsituierten Aldehyden besteht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der basische Katalysator ausgewählt ist aus der
Gruppe, die aus wäßrigen Lösungen von NaOH, KOH, Ba(OH)₂, NH₄OH
und primären, sekundären und tertiären Aminen, einschließlich
Methylaminen und Ethanolaminen besteht.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß das Oxyborat in einer Menge im Bereich von 3 bis
20 Gew.-% des endgültigen Polymers zugemischt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß die Temperatur im Bereich zwischen etwa 80 und
180°C liegt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Mischung aus Harz, Resol und Oxyborat aufgeschäumt
wird, so daß beim Erhitzen durch die Polymerisation
des Gemischs ein im wesentlichen fester Schaum entsteht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere Schichten eines Verstärkungsfaserscrims
mit der Mischung aus Resol, Harz und Oxyborat imprägniert
und die Schichten unter Druck zusammenlaminiert werden,
so daß, wenn das Gemisch erhitzt wird, dessen Polymerisation mit
dem Scrim ein verstärktes Laminat bildet.
11. Flammenhemmendes polymeres Material, gekennzeichnet durch eine
hitzegehärtete Mischung aus
- (1) einem flüssigen Kondensationsreaktionsprodukt einer Mischung aus einem ersten Aldehyd und einem mehrwertigen Phenol in einem Molverhältnis von einem Mol des mehrwertigen Phenols mit weniger als einem Mol des ersten Aldehyds, die in Gegenwart eines basischen Katalysators umgesetzt worden sind;
- (2) einem flüssigen Kondensationsreaktionsprodukt einer Mischung aus einem zweiten Aldehyd und einem zweiten Phenol in einem Verhältnis von einem Mol Phenol mit mehr als einem Mol des zweiten Aldehyds, die in Gegenwart eines basischen Katalysators umgesetzt worden sind; und
- (3) einem zerkleinerten Oxyborat.
12. Polymeres Material nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet,
daß eine oder mehrere Schichten eines Verstärkungsscrims in die
hitzegehärtete Mischung eingebettet sind.
13. Polymeres Material nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die hitzegehärtete Mischung ein Schaum ist.
14. Polymeres Material nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die hitzegehärtete Mischung eine Vielzahl
von Mikrosphären aus Glas enthält.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
US07/157,483 US4820576A (en) | 1988-02-18 | 1988-02-18 | Fire retardant polymer resin |
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DE3843845A1 true DE3843845A1 (de) | 1989-08-31 |
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ID=22563932
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