NL8203914A - Stabilisatoren voor vinylharsen. - Google Patents

Description

ί , * Ν.Ο. 31406 ι

Stabilisatoren voor vlnylharsen.

Dibasisch loodfosfiet heeft de formule 2Pb0.PbH.P03^ H2O en wordt als stabilisator voor vlnylharsen, bijvoorbeeld polyvinylchloride (P.V.C.) gebruikt tegen verwering, dat wil zeggen, het verschaft be-scherming tegen U.V.stralen en matige thermische excitatie· Stabilisa-5 tie wordt bereikt door aanwezigheid van zowel basische loodgroepen als fosfietgroepen (anti-oxydans) in het molecuul.

Helaas veroorzaakt de aanwezigheid van beide groepen warmtegevoe-llgheid bij het materiaal en twee exotherme reacties hebben plaats: (I) 2PbO.PbH.PO3-» PbO.PbH.PO4 + Pb.

10 (II) 2Pb0 + 02 (atmosfeer)->2PbO.

Zoals blijkt vereist reactie (I) geen atmosferische zuurstof en In de praktijk is, wanneer eenmaal ontsteking plaats heeft, een brand moeilijk te doven. Inerte atmosferen zijn gebruikt bij een poging dit te bereiken. Terwijl lijkt of het vuur is gedoofd, ontwikkelt bij op-15 nieuw blootstelling aan lucht de sterk exotherme reactie (II) het vuur opnieuw. De enige bekende methode om effectief een dibasisch loodfos-fietbrand te doven is het verlagen van de temperatuur tot beneden de ontstekingstemperatuur van reactie (I) en dit wordt bereikt 'door het vuur met water te overgieten.

20 Dibasisch loodfosfiet is gewoonlijk met een waterafstotende bekle- ding bekleed om de dispergeerbaarheid in P.V.C. te bevorderen en om reacties met atraosferisch kooldioxide en vocht bij opslag te voorkomen en dit maakt het moeilijk het brandende poeder met water te bevochti-gen. Branden zijn gerapporteerd tijdens de fabricage, tijdens de opslag 25 en op een vrachtauto, die dibasisch loodfosfiet had geladen na een on-geval op de weg.

Vanwege het brandgevaar wordt dibasisch loodfosfietpoeder geklas-seerd onder 4:1 ontvlambare vaste stoffen volgens het Department of Trade and Industry en moet verpakt worden in "doelmatig gesloten" ver-30 pakkingen. Dit betekent in Groot-Brittannie verpakking in metalen va-ten, die kostbaar zijn. Bovendien wordt een proefmethode en klassifica-tie overwogen door de United Nations Secretariat Committee of experts on the Transport of Dangerous Goods.

De onstekingstemperatuur voor reactie (I) is moeilijk te kwantifi-35 ceren, aangezien de temperatuur afhankelijk Is van de tijd en het ge-wicht. Bijvoorbeeld kan een monster ontsteken na vijf uren bij 300°C en niet ontsteken na 10 seconden bij 400°C en een klein monster kan ontsteken en zelfdoven met een brandende sigaret, terwijl een groot mon- 820 3 9 1 4 2 \ · » t ster onder dezelfde omstandigheden heftig kan branden.

Dientengevolge zijn twee proeven gebruikt om het brandgevaar vast t te stellen, een beet oppervlak aangebracht op het poeder (ontstekings-temperatuur) en de snelheid van branden wanneer eenmaal de ontstekings * 5 is begonnen (voortplantingsproef). Deze laatste proef is bijzonder re levant bij opslag in het ruim van een schip aangezien langzame verbran-dingssnelheden het mogelijk kunnen maken dat brandbe s tri j ding s appar a-tuur op de plaats van de brand wordt gebracht. De U.K. klassificatie laat een maximum verbrandingssnelheid van 66 mm/min toe en de voorge-10 stelde U.N. klassificatie laat een maximum van 100 mm/min toe. Deze laatste klassificatie wordt doore sommige experts als te hoog beschouwd en deze kan tot de U.K. grens verminderd worden.

De hiervoor genoemde proeven zijn als volgt:

Voortplantingsproef 15 Een poederzuil met een dwarsdoorsnede van 20 x 10 mm en een lengte van 250 mm wordt samengesteld onder toepassing van een metalen vor-mingsinrichting. De vormingsinrichting wordt verwijderd en het poeder wordt aan een einde ontstoken door middel van een gloeidraad. Wanneer de brand 50 mm is voortgeschreden wordt de tijd voor een verdere 100 mm 20 genomen en de snelheid wordt berekend.

Ontstekingstemperatuur

Een thermokoppelmonster met een dikte van 2 mm wordt in een vlam verhit tot een temperatuur boven de beproevingstemperatuur. Wanneer het monster koelt tot de proeftemperatuur wordt het monster gedurende 15 25 seconden aangebracht op een hoop poeder van 10 g. Wanneer ontsteking plaats heeft wordt de proef uitgevoerd bij een vers monster bij een la-gere temperatuur. Wanneer ontsteking niet plaats heeft wordt het poeder opnieuw bij een hogere temperatuur beproefd. Het resultaat wordt genomen, wanneer de ontsteking plaats heeft bij een temperatuur, die 10°C 30 boven die is, waarbij ontsteking niet plaats heeft.

De onderhavige uitvinding is gebaseerd op de bevinding, dat door toevoeging aan het dibasische loodfosfietpoeder van bepaalde materia-len, die met P.V.C. verenigbaar zijn, de temperatuur van een fosfiet-brand zodanig kan worden verlaagd, dat de brand zelf dooft of langzaam 35 brandt.

De uitvinding verschaft een stabilisator voor vinylharsen, die be-staat uit een mengsel van dibasisch loodfosfiet en een toevoegsel geko-zen uit hydroxiden of gehydrateerde oxiden van aluminium, magnesium of antimoon, stearaten van barium of calcium, dibasisch loodstearaat en 40 carbonaten van calcium of magnesium, waarbij het toevoegsel in een vol- 8203914 ' 3 doende hoeveelheid aanwezig is om een brandvoortplantingssnelheid te geven, die niet 100 mm/min overschrijdt.

Het mengsel kan gevormd worden door coprecipitatie met het diba-sische loodfosfiet gedurende de bereiding of door het toevoegsel met 5 het dibasische loodfosfietpoeder te mengen.

Een dergelijk mengsel kan in zakken getransporteerd worden en is minder gevoelig voor brand gedurende het hanteren en de opslag dan di-basisch loodfosfiet, dat niet dergelijke toevoegsels bevat. Het mecha-nisme van de uitvinding is gebaseerd op het feit, dat de toevoegsels 10 sterke of zwakken endothermische reacties hebben, die plaats vinden bo-ven 120eC en beneden 450°C, die de exotherme reactie (I) tegenwerken. VOORBEELDEN

(I) Coprecipitaatvorming 219 g loodmonoxide worden bij 60°C met 1500 cm^ water gemengd.

15 1,2 g azijnzuurkatalysator worden toegevoegd en 27 g fosforigzuur opge- lost in 50 csP water worden gedurende een periode van 30 minuten toegevoegd. De verkregen witte suspensie wordt 15 minuten geroerd en de ver-eiste hoeveelheid toevoegsel wordt aan de suspensie toegevoegd (12 g voor 5 % toevoeging). 1 g stearinezuur wordt in 3 g dioctylftalaat 20 weekmaker opgelost en de vloeistof wordt aan de suspensie toegevoegd.

De behandelde vaste stoffen worden gefiltreerd en bij 100°C gedroogd en vervolgens tot een fijn poeder gemalen.

(II) Mengselvorming

Een bekleed dibasisch loodfosfietpoeder wordt bereid zonder toe-25 voegsel zoals hiervoor en in een laboratoriummenger met de vereiste hoeveelheid verpoederd toevoegsel gemengd.

De coprecipitaten en mengsels werden geschat op brandrisico vol-gens de tabel hierna waarin M een mengsel en C een coprecipitaat voor-stellen.

8203914 4

Voor- Toevoegsel (coprecipitaat Voortplantings- Ontstekings- beeld of mengsel)_ snelheid brand temperatuur

1. geen - 120 mm/min 500 °C

2. 10 % aluminiumhydroxide M nihil > 900°C

7 % " M zelfdovend 600°c .

5 % " M 23 mm/min 550°C

2 % ” M 50 mm/min 530 °C

3. 15 % '* C nihil > 900°C

10 % " C 15 mm/min 600 °C

5 % " C 35 mm/min 550 °C

2 % " C 58 mm/min 500 °C

4. 10 % magnesiumhydroxide M nihil > 900°C

5 % " M nihil > 900°C

2 % " " M 38 mm/min 600 °G

5. 10 % " C nihil > 900°C

5 % " C 30 mm/min 600 °C

2 % " C 45 mm/min 600 °C

6. 40 % calciumstearaat M 5 mm/min 800°C

25 % " M 14 mm/min 500 °C

10 % " M 40 mm/min 500 °C

5 % " M 58 mm/min 500°C

7. 30 % " C nihil > 900 °C

20 % ” C 14 mm/min 550 °C

10 % ” C 50 mm/min 500°C

8. 30 % calciumcarbonaat M 18 mm/min 550°C

30 % " C 18 mm/min 550°C

20 % " M 30 mm/min 550°C

10 % " M 38 mm/min 550 °C

9. 15 % dibasisch loodstearaat M 15 mm/min 550°C

15 % " C 15 mm/min 550°C

10 % ” M 50 mm/min 550 °C

5 % " M 71 mm/min 550°C

8203914 5

Voor- Toevoegsel (coprecipitaat Voortplantings- Ontstekings- beeld of mengsel)_ snelheid brand temperatuur 10. 25 % gehydrateerd antimoon-

pentoxide M 15 mm/min 700°C

25 % " C 15 mm/min 700°c

20 % " M 25 mm/min 550°C

5 t " M 40 mm/min 550 °C

2 % " " M 62 mm/min 500°G

11. 20 % bariumstearaat M 4 mm/min 600°C

20 % " C 8 mm/min 600 °C

10 % " M 10 mm/min 500 °C

5 % " " M 20 mm/min 500°C

2 % " M 63 mm/min 500 °C

12. 20 % magnesiumcarbonaat M nihil > 900°C

20 % " C nihil > 900°C

10 % " M zelfdovend 800°C

5 % " M 10 mm/min 500°C

2 % " M 43 mm/min 500 °C

8203914

Claims (11)

1. Stabilisator voor vinylharsen gekenmerkt door de aanwezigheid van een mengsel van dibasisch loodfosfiet en een toevoegsel gekozen tilt hydroxiden of gehydrateerde oxiden van aluminium, magnesium of anti- 5 moon, stearaten van barium of calcium, dibasisch loodstearaat en carbo-naten van calcium of magnesium, waarbij het toevoegsel in een voldoende hoeveelheid aanwezig is om een brandvoortplantingssnelheid te geven, die 100 mm/min niet overschrijdt.

2. Stabilisator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het een 10 fysisch mengsel is van dibasisch loodfosfietpoeder en het toevoegsel.

3. Stabilisator volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het een coprecipitaat is van dibasisch loodfosfiet en het toevoegsel.

4. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel 2-15 gew.% aluminiumhydroxide is.

5. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel 2-10 gew.% magnesiumhydroxide is.

6. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel 5-40 gew.% calciumstearaat is.

7. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat 20 het toevoegsel 10-30 gew.% calciumcarbonaat is.

8. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel 5-15 gew.% dibasisch loodstearaat is.

9. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel 2-25 gew.% gehydrateerd antimoonpentoxide is.

10. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel 2-20 gew.% bariumstearaat is.

11. Stabilisator volgens conclusies 1 tot 3, met het kenmerk, dat het toevoegsel 2-20 gew.% magnesiumcarbonaat is. H H-H-H-l INI 8203914