JP6077137B2 - 化学的に修飾された再炭化赤泥をベースとする新規の無機ハロゲンフリー防炎剤 - Google Patents
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Description
防炎剤は火の拡散を制限する、遅くする又は防ぐことを意図した火炎抑制剤である。
材料の熱分解中に生じるガスのラジカル連鎖反応の遮断;
酸素及び熱のアクセスを防ぐための炭化材料(膨張)の保護コーティングの形成;
結合水の吸熱分解又は蒸発の開始による燃焼プロセスの冷却;
不活性ガス状物質(例えば炭酸塩の吸熱分解によって生じるCO2等)による可燃性ガスの希釈;
液化、すなわち火炎帯から流出する溶融物の形成、同時に表面積の低減。
添加防炎剤−これは可燃性物質に組み込まれる;
反応性防炎剤−それ自体がプラスチックへの重合により材料の成分となる物質;
内在防炎剤−材料自体が耐炎性である;
コーティング−防炎剤を可燃性物質に外部からコーティングとして塗布する。
膨張性FR(Flame Retardant;難燃剤)系:例えばポリマーを含むメラミン誘導体;
ハロゲンフリーFR系:特に水酸化アルミニウム(ATH)、水酸化マグネシウム(MDH)、ポリリン酸アンモニウム(APP);及び/又は、
ハロゲン含有FR系:例えば三酸化アンチモン(Sb203)を含むポリ塩化ビニル(PVC)、及び/又は三酸化アンチモン(Sb203)及びポリマーを含む有機ハロゲンFR。
10重量%〜50重量%の鉄化合物、
12重量%〜35重量%のアルミニウム化合物、
5重量%〜17重量%のケイ素化合物、
2重量%〜10重量%の二酸化チタン、
0.5重量%〜6重量%のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化赤泥(MKRS−HT)から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Fe(II)の重量比が少なくとも1である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
10重量%〜50重量%の鉄化合物、
12重量%〜35重量%のアルミニウム化合物、
5重量%〜17重量%のケイ素化合物、
2重量%〜10重量%の二酸化チタン、
0.5重量%〜6重量%のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化再水和赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Fe(II)の重量比並びに水酸化鉄及び酸化水酸化鉄の総量の重量比が少なくとも1である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
a)赤泥を準備する工程と、
b)酸性溶液中で前記赤泥に含まれる鉄(III)化合物を鉄(II)化合物へと還元する工程と、
c)工程b)で得られる鉄(II)化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加する工程であって、炭酸鉄(II)(シデライト)を形成する、工程と、
を含む、方法に関する。
a)赤泥(RM)を準備する工程と、
b)利用可能な出発物質から炭酸鉄(II)を別個に作製する工程と、
c)RMと炭酸鉄(II)とを混合する工程と、
d)修飾炭化赤泥(MKRS−HT)を得る工程と、
を含む、方法に関する。
a)可燃性材料を準備する工程と、
b)前記可燃性材料に本発明による防炎剤をコーティング又はブレンドする工程と、それにより、
c)防炎材料系を得る工程と、
を含む、方法に関する。
10重量%〜50重量%の鉄化合物、
12重量%〜35重量%のアルミニウム化合物、
5重量%〜17重量%のケイ素化合物、
2重量%〜10重量%の二酸化チタン、
0.5重量%〜6重量%のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化赤泥(MKRS−Hat)から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Fe(II)の重量比が少なくとも1である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
10重量%〜50重量%の鉄化合物、
12重量%〜35重量%のアルミニウム化合物、
5重量%〜17重量%のケイ素化合物、
2重量%〜10重量%の二酸化チタン、
0.5重量%〜6重量%のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化再水和赤泥(MR2S−NT)から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Fe(II)の重量比並びに水酸化鉄及び酸化水酸化鉄の総量の重量比が少なくとも1である、無機ハロゲンフリー防炎剤に関する。
10重量%〜50重量%の鉄化合物、
12重量%〜35重量%のアルミニウム化合物、
5重量%〜17重量%のケイ素化合物、
2重量%〜10重量%の二酸化チタン、
0.5重量%〜6重量%のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
を含む。
a)可燃性材料を準備する工程と、
b)前記可燃性材料に本発明による防炎剤をコーティング又はブレンドする工程と、それにより、
c)防炎材料系を得る工程と、
を含む、方法に関する。
a)赤泥を準備する工程と、
b)酸性溶液中で赤泥に含まれる鉄(III)化合物を鉄(II)化合物へと還元する工程と、
c)工程b)で得られる鉄(II)化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加する工程であって、炭酸鉄(II)(シデライト)を形成する、工程と、
を含む。
実施例
実施例1
Fe2O3含量が40%(1.6gのFe2O3=0.01mol)の赤泥4gを、ビーカー内で60mlの濃塩酸(0.6mol)と混合し、室温で24時間撹拌した。
使用する機器は相応に装備された噴霧塔(NIRO Atomizer,Copenhagen)であるのが好ましい。この場合、乾燥させ、任意に同時に表面修飾した材料を例えば表面修飾「A」(下記を参照されたい)に従ってマイクロスケールで作製する。ナノスケール材料が用途特有の理由で必要とされる場合、旋回フリューダイザーを用いて乾燥した後、下流に接続した流動ミキサー/高速ミキサーで表面コーティングを行うことができる。
乾燥、粒度分布曲線(トップカット;d90、d50及びd10)の設定、及び任意に材料の表面修飾は噴霧塔で行うのが好ましい。
ナノスケール生成物の乾燥及び調整は、旋回フリューダイザー内で行うのが好ましい。
粉末形態のサンプルの相組成の定性的及び定量的決定の標準方法は粉末X線回折法である。これは、天然の材料及び合成的に作製された材料の両方から原子構造及び結晶構造に関して詳細な情報を提供することもできる汎用的非破壊方法である。この場合、各々の結晶性材料はX線放射を照射すると、サイズ、対称性及び原子構造によって規定され、明確な同定に使用することができる固有の特徴的な回折パターンを示す。
表面修飾はFR系の品質及び配合時のその加工性に多大な影響を与える。さらに、選択された表面修飾はFR効果及び界面相での接着(相溶化効果)を支持する。
1)表面修飾A:
非ポリマー成分の全質量をベースとして1重量%のDegussa/Evonikのn−アミノプロピルトリエトキシシラン(AMEO)
2)表面修飾B:
非ポリマー成分の全質量をベースとして、
1重量%のEDENOR C 12/98−100(Henkel,Germany)、
1.5重量%のSFR 100(General Electric Silicones,Schenectady,NY,USA)
3)表面修飾C:
非ポリマー成分の全質量をベースとして、
2重量%のTrilene 66(Uniroyal)(液状EP(D)Mポリマー)、
1重量%のUnichema 4900(ステアリン酸)Unichema、
1重量%のLevapren 600(EVA−コポリマー)
4)表面修飾D:
非ポリマー成分の全質量をベースとして、
1重量%のLithsolvent PL(Fa. Keller & Bohacek(Duesseldorf,Germany))、
2重量%のEpikote Resin 1163、
1重量%のEDENOR C 14(Henkel)
使用試験材料:
ポリマー
EVAコポリマー ExxonMobilの「ESCORENE ULTRA UL 00119」
PPランダムコポリマー 「VESTOLENE PP 8400」
ポリアミド6 BASFの「ULTRAMID B3L」
PVC ICI(UK)のDS 7060
難燃剤
水酸化アルミニウム Alcan Chemicals Ltd.(Burntisland,Scotland,UK)の「SUPERFINE SF4 ESD」(ゼロサンプル)
水酸化マグネシウム Veitscher Magnesit Produktionsgesellschaft(Breitenau,Austria)の「Magnifin H 5」(ゼロサンプル)
ペンタブロモジフェニルエーテルp.a.及び三酸化アンチモンp.a.(ゼロサンプル)
MR2S−NT(ゼロサンプル)
MKRS−HT(本発明によるサンプル)
MR2S−NT/MKRS−HT(本発明によるサンプル)
添加物/共力剤
ナノクレイ:Elementis Inc.(USA)の「Bentone 104」又はSuedchemie / Rockwood Clay Additives GmbH(Germany)の「Nanofil SE 3000」
スズ酸亜鉛 Joseph Storey(UK)の「FLAMTARD S」
それぞれの表に示される引用した全てのポリマー化合物を以下の配合ユニットで加工し、対応する成形化合物を作製した:
1)平均処理量が15kg/時間〜20kg/時間のBUSS同軸ニーダー(MDK 46 E、15 L/D、GS 70 3.5 D)
2)共回転二軸シャフト(スクリュー)押出機(DSE又はSSE) 平均処理能力が12kg/時間〜25kg/時間のWerner & Pfleiderer ZSK 25、又は平均処理能力が60kg/時間〜250kg/時間のLeistritz GL 50mm(44 L/D)。
主要取入口(BUSSコニーダーのELS 1)及びポリマー粒質物秤量器が主秤量器として機能する「下流」の両方において、重量秤量器(ロスインウェイトフィーダー)がポリマー、添加剤/安定剤及びOHFR剤の全ての供給ステーションに位置する。
引張強度(MPa) DIN EN ISO 527 (本明細書でTSと称される)
引張弾性係数(MPa) DIN EN ISO 527 (本明細書でE−Modと称される)
破断点伸び(m/m) DIN EN ISO 527 (本明細書でELと称される)
引裂抵抗(MPa) DIN EN ISO 527 (本明細書でTRと称される)
衝撃強度(kg/m2) DIN EN ISO 8256 (本明細書でa(n)と称される)
酸素指数(%) DIN EN ISO 4589−2 (本明細書でLOIと称される)
シャルピー衝撃強度(kg/m2) DIN EN ISO 179 (本明細書でa(k)と称される)
IEC/DIN 60695−10/−11/−20及びCSA C 22.2に準拠したUL 94垂直
ISO 5660−1/ASTM E 1354に準拠したコーン熱量計値
比接触抵抗DIN ISO 53482(Ω×cm)(本明細書でSCRと称される)
X℃でのMFI(メルトフローインデックス)、及び
荷重y(kg)(g/10分)
ここで、EVA/PEの場合、通常は低流動性ポリマーについて190℃で5kg又は10kg。PPの場合、通常は低流動性押出タイプについて230℃及び2.16kg又は5kg荷重。
0)ゼロサンプルとしての基本配合物
配合:
EVA 00119 40%
ATH 60%
結果:
TS: 8.9
TR: 6.5
EL: 1.8
SCR: E13
MFI(190/10): 1.6
UL 94 V(3.2mm): V−0
LOI: 28
注釈:
この配合物はケーブル産業において標準であると認められているものに相当し、ポリマー系PE/EVAの実施例の比較の基礎となる。
配合:
EVA 40%
MKRS−HT 60%
結果:
TS: 9.8
EL: 1.6
SCR: E14/E12
UL 94 V(3.2mm): (V−2)*
LOI: 26
MFI(190/10): 1.4
*:残燼時間は非常に長く、その結果としてUL 94垂直に準じる分類はn.m.(満たされない)である
注釈:
この配合物では修飾再炭化RM(MKRS−HT)のみを使用する。機械的値は標準と一致する。残燼時間は対応する共力剤、例えばスズ酸亜鉛、ホウ酸塩等の添加によって抑制することができる。
配合:
EVA 40%
MKRS−HT 60%;コーティングによる表面修飾「D」
結果:
TS: 14.4
EL: 1.5
SCR: E15 E14
UL 94 V(3.2mm): V−1
LOI: 29
MFI(190/10): 2.3
注釈:
この配合物では、配合「D」に従う表面修飾を有する修飾再炭化RM(MKRS−HT)のみを使用する。機械的値は標準と比較して非常に良好であり、電気的値も同様に非常に良好であり、加工性が顕著に改善される(2倍)。耐炎値も同様に改善される。該化合物は非常に多くのW&C用途に使用することができる。
配合:
EVA 35%
MR2S−NT 30%
MKRS−HT 30%
ナノクレイ 5%
MRRSとナノクレイとの混合物に表面修飾「A」を付加する。
結果:
TS: 16.6
EL: 3.41
E−Mod: 189
SCR: E15/E15
UL 94 V(3.2mm): V−0
LOI: 28
注釈:
この配合物では、表面修飾「A」を有する修飾再水和RM(MR2S−NT)と修飾再炭化RM(MKRS−HT)との標的混合物、すなわち修飾再炭化再水和赤泥を使用する。機械的値及び電気的値は非常に良好である。優れた比接触抵抗値が示される。耐炎性は同等のATH防炎化合物に一致する。
配合:
EVA 40%
MKRS−HT 26%
MDH 26%
ナノクレイ 5%
Flamtard S 3%
全ての非ポリマー成分に表面修飾「C」を付加する。
結果:
TS: 15
EL: 1.75
SCR: E15/E14
UL 94V(1.6mm): V−0
LOI: 49
注釈:
この配合物では、従来のOHFR充填剤(ここではMDH)との標的組合せの修飾再炭化RM(MKRS−HT)を共力剤(ナノクレイ、スズ酸亜鉛)と組み合わせて使用する。機械的、電気的及びFR特徴は上述の標準と比較して優れている。
配合:
EVA 55%
MKRS−HTナノスケール 18.5%
MDH 18.5%
ナノクレイ 5%
Flamtard S 3%
非ポリマー成分に表面修飾「B」を付加する。
結果:
TS: 19.6
EL: 2.9
SCR: E15/E15
UL 94 V(1.6mm): V−0
LOI:41
注釈:
この配合物では配合「B」に従う表面修飾を有する、配合物4)と比較して減少した量の難燃剤(ナノスケールのMKRS−HTとMDH及び共力剤(ナノクレイ及びFlamtard S)との組合せ)を使用する。それにもかかわらず、配合物4)と同等の結果が達成される。
0)ゼロサンプルとしての基本配合物
配合:
PVC DS 7060 24.7%
可塑剤DIOP 12.3%
ATHスーパーファイン SF4 ESD 61.7%
Irgastab EZ 712 1.3%
結果:
発火時間(sec) 34
PHRR(KW/m2) 118
THR(MJ/m2) 50.8
比減光面積(m2/kg) 116.5
防火性能指数(m2 s/KW) 0.3
煙パラメーター(MW/kg) 18.7
注釈:
この配合物はPVC配合物の参照標準である。
配合:
PVC DS 7060 24.7%
可塑剤DIOP 12.3%
MKRS−HT 61.7%
Irgastab EZ 712 1.3%
結果:
発火時間(sec) 69
PHRR(KW/m2) 106
THR(MJ/m2) 23.1
比減光面積(m2/kg) 122.0
防火性能指数(m2 s/KW) 0.7
煙パラメーター(MW/kg) 14
注釈:
この配合物では修飾再炭化RM(MKRS−HT)を使用する。耐炎値はATHベースの標準と比較して改善される。
0)ゼロサンプルとしての基本配合物
配合:
PP 8400 35%
MDH 65%
結果:
TS: 24.3
TR: 10.8
EL: 0.021
E−Mod: [3400]:
a(n): 5.8
UL 94 V(3.2mm): V−0
MFI(230/5): 4.6
注釈:
この配合物は、プラスチック産業で認められているMDHをベースとする参照標準である。
配合:
PP 8400 35%
MKRS−HT 65%
結果:
TS: 17.5
EL: 0.23
UL 94 V(3.2mm): V−2
MFI(230/5): 1.5
注釈:
この配合物では修飾再炭化RM(MKRS−HT)のみを使用する。破断点伸びはゼロサンプルと比較して改善されているが、耐炎値は本明細書で規定された値のレベルに到達しない。
配合:
PP 8400 35%
MKRS−HT 60%
Nano 5%
非ポリマー成分に表面修飾「D」を付加する。
結果:
TS: 19.1
EL: 0.56
a(n): 5.8
UL 94 V(3.2mm): V−0
MFI(230/5): 6.1
注釈:
この配合物では、修飾再炭化赤泥(MKRS−HT)に加えてナノクレイも共力剤として使用され、配合「D」に従う表面コーティングを使用する。機械的値及び耐炎性値は標準と一致する。加工性は大幅に改善する。
0)ゼロサンプルとしての基本配合物
配合:
PP 8400 63%
ペンタブロモジフェニルエーテル 12%
三酸化アンチモン 5%
マイカ 20%
結果:
TS: 23.6
EL: 0.023
a(n): 15.5
UL 94 V(1.6mm): V−2
MFI(230/5): 7
注釈:
これは以下の配合物に対する比較サンプルとなるポリオレフィンFR配合物を構成する。
配合:
PP 8400 63%
ペンタブロモジフェニルエーテル 6%
三酸化アンチモン 2%
MKRS−HT 29%
結果:
TS: 25.8
EL: 0.17
a(n) 破断無(w. br.)
UL 94 V(1.6mm): V−0
MFI(230/5): 6
解説:
有機ハロゲン/三酸化アンチモン耐炎系への負荷量(パーセント)を半減し、マイカの代わりに本発明によるMKRS−HTを使用することによって、UL 94垂直に準じた燃焼試験においてV−0を達成する化合物が得られる。これに関連して、機械的値はゼロサンプルよりも大幅に良好となる。
0)ゼロサンプルとしての基本配合物
配合:
PA B3L 45%
MDH(H−7) 55%
結果:
E−Mod: 5000
TS(TR): 58(58)
EL: 0.023
a(n): 21
UL 94(3.2mm): V−0
注釈:
PA B3LはとりわけFI保護回路等のFR用途に使用される、広く用いられている「エンジニアリングプラスチック」PAの衝撃強度修飾モデルである。この配合物は、対応するプラスチック産業において防炎ポリアミド参照標準とみなされている。
配合:
PA B3L 45%
MKRS−HT 55%
結果:
TS: 55
TR: 55
EL: 0.018
E−Mod: 4520
a(n): 19
UL 94 V(3.2mm): V−2
注釈:
この配合物では修飾再炭化RM(MKRS−HT)を使用する。機械的値は標準に一致し、耐炎性値は標準よりも低い。
配合:
PA B3L 45%
MKRS−HT 55%(表面修飾Aを付与する)
結果:
TS(TR): 65(65)
EL: 0.09
E−Mod: 5600
a(n): 32
UL 94V(3.2mm):V−1;(1.6mm):n.e.
注釈:
この配合物では、修飾再炭化RM(MKRS−HT)に加えて「A」を使用する。表面修飾Aはとりわけ化合物の耐炎性を極めて大幅に改善し、標準のレベルには達しないが配合物1)よりも大幅に良好である。加えて、機械的特徴も大幅に改善し、技術的に要求の厳しい用途に有用である。
配合:
PA B3L 45%
MKRS−HT 50%
ナノクレイ 5%
非ポリマー成分に表面修飾「D」を付加する。
結果:
TS: 63
TR: 63
EL: 0.29
E−Mod: 5500
a(n): 34
UL 94 V(3.2mm):V−0;(1.6mm):V−1
注釈:
この配合物では、修飾再炭化赤泥(MKRS−HT)に加えて、共力剤ナノクレイ及び配合「D」に従う表面修飾を使用する。この複合配合物は優れた耐炎性をもたらし、電気部品の壁厚の低減を可能にする。この場合、機械的値は業界標準に達する。
優れた無機ハロゲンフリー防炎剤は再水和によって、また本発明によるとバイヤー法に従ってATHをボーキサイトから得る場合に廃棄物として生じる赤泥の再炭化によって得ることができる。化学的処理を行わない場合、赤泥は同様にギブサイト/ベーマイト又はゲーサイトの残渣に起因する或る特定の難燃効果、及び赤泥における他の相乗効果を示すが、全体として程度の差はあるが変動し、すなわち不確定である。規定の特徴を有する難燃剤は再水和、とりわけRMの再炭化によってのみ作製される。
実施例で言及される配合物により、非常に良好な機械的値、優れた比接触抵抗値、及びATHを付加した化合物と同等の耐炎値をもたらす化合物が得られた。化合物は全てのW&C用途で使用することができる。
実施例1)に示す配合物は、ATHベースの標準と比較してその耐炎値の点で改善されている。
実施例2)に示す配合物はその機械的値及び耐炎値が標準と一致している。
実施例3)に示す配合物は標準と一致する機械的値を達成する。耐炎性が優れている。
さらに、本発明によると赤泥、修飾再水和及び再炭化赤泥、並びにそれらの混合物を特定の用途においてバライトの代替とすることができることを確証することができる。このようにして準備された生成物は、「バライトと同等の効果」に加えて難燃効果も示す。このため二重効果が存在する。かかる用途の例は例えばフェンダーである。
さらに、本発明によると赤泥、修飾再水和及び再炭化赤泥、並びにそれらの混合物が遮音効果を有することを確証することができる。このため、それらを備える生成物は難燃効果に加えて遮音効果も示す。このため、この場合も二重効果が存在する。かかる用途の例は特に建築業に使用されるプラスチック系に対するものである。
幾つか又は全ての本発明による実施形態は上記又は下記で言及される利点の1つ、幾つか又は全てを有し得る。
PVC配合物及び有機ハロゲン防炎配合物の両方における三酸化アンチモンの部分的な又は好ましくは完全な置換;
断熱:特に断熱に加えて、考え得るその多様な構造において、それぞれの構成要素の耐炎も関与する場合;
蓄熱:特に蓄熱に加えて、考え得る全てのその技術的構造において、対応する構成要素の断熱及び耐炎が関与する場合;
防音:特に防音に加えて、蓄熱及び/又は断熱、並びに特に拡張された及び/又は基本的な耐炎等の特徴が関与する場合;及び/又は、
電磁放射線の遮蔽:特に耐炎効果に加えて、例えば蓄熱及び/又は断熱及び/又は種々のエネルギーの様々な供給源から生じる電磁放射線、並びに電気部品及び/又は電子部品及び/又はシステム全体の完全性への幾らか壊滅的な効果、並びに居住者及び/又は感受性の人に対するいわゆる「エレクトロスモッグ」効果が最小限に抑えられる場合。
膨張性ER系(例えばメラミン誘導体+ポリマー等);
ハロゲンフリーFR系(特にATH、MDH、APP等);及び/又は、
ハロゲン含有FR系(例えばPVC+三酸化アンチモン;有機ハロゲンER+Sb2O3+ポリマー等)。
それぞれの化合物をBussコニーダー(MDK/E 46−11 D/GS 46(3.5D))を用いて作製し、加熱又は冷却することができる実験室ミル及びダブルプレートプレスを用いて対応する顆粒を加工して、試験対象物を作製する。それぞれの試験の前に、試験対象物を標準気候(23℃、50%相対湿度)において48時間平衡化する。表5及び表6に幾つかの結果を示す。
S=C×p(kJ/m3・K)又は(Wh/m3K)。
Q=C p s(kJ/m2K)又は(Wh/m2K)。
試験片の作製:
試験片を作製する下記の基本的なプロセス(粒質物調製)は、断熱、吸熱、吸音、遮音及び/又は蓄熱及び/又は電磁遮蔽への本発明による防炎剤の有利な使用について同一である。
Claims (40)
- 10重量%〜50重量%の鉄化合物、
12重量%〜35重量%のアルミニウム化合物、
5重量%〜17重量%のケイ素化合物、
2重量%〜10重量%の二酸化チタン、
0.5重量%〜6重量%のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化赤泥(MKRS−HT)から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Fe(II)の重量比が少なくとも1であることを特徴とする、無機ハロゲンフリー防炎剤。 - 10重量%〜50重量%の鉄化合物、
12重量%〜35重量%のアルミニウム化合物、
5重量%〜17重量%のケイ素化合物、
2重量%〜10重量%の二酸化チタン、
0.5重量%〜6重量%のカルシウム化合物、及び、
適切な場合に不可避的不純物、
の鉱物組成を有する修飾再炭化再水和赤泥から作製される無機ハロゲンフリー防炎剤であって、酸化鉄に対する炭酸Fe(II)の重量比並びに水酸化鉄及び酸化水酸化鉄の総量の重量比が少なくとも1であることを特徴とする、無機ハロゲンフリー防炎剤。 - Na2Oの重量パーセントで表される水溶性ナトリウム化合物の割合が0.03重量%を超えない、請求項1又は2に記載の防炎剤。
- 平均粒径(d50)が50μmを超えないものである、請求項1〜3のいずれか一項に記載の防炎剤。
- 残留水分含量が0.4重量%を超えない、請求項1〜4のいずれか一項に記載の防炎剤。
- 前記修飾赤泥の表面に、該修飾赤泥の粒子とポリマーマトリックスとの相溶性を改善する少なくとも1つの物質を付加する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の防炎剤。
- 前記物質がオルガノシラン、有機チタン酸塩、有機アルミン酸ジルコニウム、カルボン酸誘導体、オリゴマー及びポリマー前駆体、アイオノマー、ホウ酸並びにその金属塩及び誘導体、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、又はそれらの組合せからなる群から選択される表面修飾剤である、請求項6に記載の防炎剤。
- 共力剤と組み合わせて与えられる、請求項1〜7のいずれか一項に記載の防炎剤。
- 前記共力剤が、有機粘土(ナノクレイ)、スズ化合物及びホウ酸塩からなる群より選択される、請求項8に記載の防炎剤。
- 最大70重量%の割合で少なくとも1つの更なる難燃添加剤を更に含有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の防炎剤。
- 前記更なる難燃添加剤の少なくとも1つが吸熱反応物質である、請求項10に記載の防炎剤。
- 前記吸熱反応物質が、水酸化アルミニウム、ベーマイト、ギブサイト、ゲーサイト、水酸化マグネシウム、ハンタイト、ブルーサイト又はそれらの混合物からなる群より選択される、請求項11に記載の防炎剤。
- 請求項1又は2に記載の無機ハロゲンフリー防炎剤を作製する方法であって、
a)赤泥を準備する工程と、
b)酸性溶液中で前記赤泥に含まれる鉄(III)化合物を鉄(II)化合物へと還元する工程と、
c)工程b)で得られる鉄(II)化合物を含有する溶液に炭酸塩化合物を添加する工程であって、炭酸鉄(II)(シデライト)を形成する、工程と、
を含む、方法。 - 請求項1又は2に記載の無機ハロゲンフリー防炎剤を作製する方法であって、
a)赤泥を準備する工程と、
b)利用可能な出発物質から炭酸鉄(II)を別個に作製する工程と、
c)赤泥と炭酸鉄(II)とを混合する工程と、
d)修飾炭化赤泥(MKRS−HT)を得る工程と、
を含む、方法。 - 可燃性材料と請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤とを含む防炎材料系。
- 前記可燃性材料が、建築材料、ゴム製品、チップボード、ファサードクラッド又はプラスチック製品である請求項15に記載の材料系。
- 3重量%〜95重量%の割合で前記防炎剤を含有する、請求項15又は16に記載の材料系。
- 可燃性材料の難燃剤としての請求項1〜12のいずれか一項に記載の難燃材料の使用。
- 防炎材料系を作製する方法であって、
a)可燃性材料を準備する工程と、
b)前記可燃性材料に請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤をコーティング又はブレンドする工程と、それにより、
c)前記防炎材料系を得る工程と、
を含む、方法。 - 工程b)において前記防炎剤をコーティング又はブレンドする前に、物理的に処理する請求項19に記載の方法。
- 工程b)で言及される前記防炎剤を表面修飾に供する、請求項19又は20に記載の方法。
- 前記防炎剤の表面修飾がオルガノシラン、有機チタン酸塩、有機アルミン酸ジルコニウム、カルボン酸誘導体、オリゴマー及びポリマー前駆体、アイオノマー、ホウ酸並びにその金属塩及び誘導体、スズ酸亜鉛、ヒドロキシスズ酸亜鉛、又はそれらの組合せからなる群から選択される表面修飾剤を前記防炎剤の表面に付加することを含む、請求項21に記載の方法。
- 防炎材料系における所与の防炎試験に必要とされる高ハロゲンFR/金属酸化物防炎セットのパーセンテージの低減、火災事象における特定の燃焼ガスの密度の低減、並びにそれぞれの防炎材料系の機械的特徴及び電気的特徴の改善用の、有機ハロゲン防炎剤及び/又は金属酸化物と組み合わせられた請求項1〜12のいずれか一項に記載の無機ハロゲンフリー防炎剤の使用。
- 合成システムにおける充填剤としての赤泥との混合物中でのバライト(BaSO4)の代わりの請求項1又は2に記載の防炎剤の使用。
- ポリ塩化ビニル(PVC)を含有する組成物又はPVCを含有する化合物及び/又はハロゲン含有防炎組成物における三酸化アンチモン(Sb2O3)の少なくとも部分的な代替物又は代用物としての請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
- ポリ塩化ビニル(PVC)を含有する組成物又はPVCを含有する化合物及び/又はハロゲン含有防炎組成物における共力剤としての請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用であって、前記共力剤が火災事象において発生するハロゲン含有中間生成物を捕捉又は結合することが可能である、使用。
- ポリ塩化ビニル(PVC)を含有する組成物又はPVCを含有する化合物及び/又はハロゲン含有防炎組成物の熱安定性を増大するための請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
- 前記PVC含有組成物がPVC含有ケーブル又はPVC含有ケーブル化合物である請求項25〜27のいずれか一項に記載の使用。
- 蓄熱用の又は蓄熱材料としての請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
- 吸熱若しくは断熱用の又は吸熱材料若しくは断熱材料としての請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
- 遮音用の又は防音材料若しくは遮音材料としての請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
- 前記防炎剤が建築材料及び/又は機器構築材料中に存在する、請求項29〜31のいずれか一項に記載の使用。
- 前記防炎剤が熱可塑性又は熱硬化性マトリックス中に存在する、請求項29〜32のいずれか一項に記載の使用。
- 前記防炎剤がマトリックスと任意に補助物質及び添加剤とを含有する複合材中に存在し、該複合材が固体及び/又は発泡状態であり、該複合材が15kg/m3〜800kg/m3の比重を有する、請求項29〜33のいずれか一項に記載の使用。
- 前記防炎剤が、熱可塑性エラストマー(TPE)を含む熱可塑性材料又は修飾架橋材料、を含む発泡体中に存在する、請求項29〜34のいずれか一項に記載の使用。
- 前記防炎剤が、ポリウレタンを含有するか又はそれからなり、独立気泡型であり、15kg/m3〜800kg/m3の比重を有する発泡体中に存在する、請求項29〜35のいずれか一項に記載の使用。
- 電磁放射線の減衰又は遮蔽への請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
- 電気及び/若しくは電子構造部品又は回路における請求項37に記載の使用。
- 電磁放射線を低減又は遮蔽するのに好適な構造部品の作製への請求項1〜12のいずれか一項に記載の防炎剤の使用。
- 前記防炎剤が熱可塑性、熱硬化性及び/又は弾性材料とともに使用され、該防炎剤の割合が前記構造部品をベースとして50重量%〜98重量%である、請求項39に記載の使用。
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