NO301837B1

NO301837B1 - Konsentrat av flammehemmende tilsetningsstoff i form av ikke-ekstruderte olefinpolymerpartikler, og fremgangsmåte for fremstilling derav

Info

Publication number: NO301837B1
Application number: NO914126A
Authority: NO
Inventors: Guido Bertelli; Paolo Goberti
Original assignee: Montell North America Inc
Priority date: 1990-10-23
Filing date: 1991-10-21
Publication date: 1997-12-15
Also published as: ZA918347B; IT1243862B; HU913332D0; MX9101692A; HUT59439A; AU8670991A; FI103205B1; FI914996A0; DE69115433T2; MY131147A; DK0482600T3; JPH0625477A; ATE131504T1; HU211027B; US5166235A; IL99783A; CZ284691B6; RU2051931C1; CN1061983A; IT9021837A1

Description

Foreliggende oppfinnelse angår et konsentrat av flammehemmende tilsetningsstoff i form av ikke-ekstruderte olefinpolymerpartikler, og fremgangsmåte for fremstilling derav. Konsentratene kan anvendes ved tilvirkning av polymerer, spesielt polyolefiner.

I offentliggjort europeisk patentsøknad 273458 beskrives anvendelse av flammehemmende tilsetningsstoffer som omfatter komplekser av vismuthalogenider, antimonhalogenider, eller begge, med aminer, hvilke har formelen:

hvor:

- R er et amin valgt blant 2-guanidin-benzimidazol, isoforondiamin, dicyandiamid, guanamin, melamin og piperazin, som eventuelt er substituert med en alkyl-, aryl- eller acylgruppe, og forbindelser som inneholder fra 2 til 9 triazinringer, hvor ringene er kondensert med eller bundet til hverandre gjennom minst én -NH-gruppe,

- Me er vismut eller antimon,

- X er klor eller brom,

- y er et tall fra 0,3 til 4.

Ifølge ovennevnte patentsøknad blir det flammehemmende tilsetningsstoff syntetisert uten nærvær av løsningsmid-ler ved å blande og varme reagensene, eller ved å varme disse i løsning eller i suspensjon. Det fremstilte produkt blir malt og eventuelt belagt med stearinsyre.

På den annen side kjennes det innen feltet olefin-polymerisasjon fremgangsmåter for tilvirkning av polymerpartikler med jevn form, spesielt kuleform, og som har en kontrollert størrelsesfordeling.

På grunn av god risleevne og ikke tilstedeværende støv, kan partiklene anvendes direkte i plastbearbeidings-anlegg og representerer derfor et effektivt og økonomisk alternativ til anvendelsen av ekstruderte granulater.

I offentliggjort europeisk patentsøknad EP-A-411628 beskrives konsentrater med ett eller flere tilsetningsstoffer, pigmenter eller fyllstoffer, fremstilt direkte fra ovennevnte polymerpartikler slik at ekstruderingstrinnet unngås.

Ifølge den nevnte ikke avgjorte patentsøknad blir konsentratene fremstilt på ulike måter, avhengig av den fys-iske tilstand for forbindelsene anvendt som tilsetningsstoffer. Konsentratene kan fremstilles ved å anvende faste tilsetningsstoffer i form av pulver, eller som væsker eller smelter med en viskositet fortrinnsvis under 10 poise. I ethvert til-felle kan konsentratene fremstilles ved å blande en polymer-partikkelbærer med ett eller flere tilsetningsstoffer i en normal pulverblander ved anvendelse av passende oppholdstider.

Anvendelse av beskrivelsen i ovennevnte, ikke avgjorte patentsøknad når det gjelder flammehemmende tilsetningsstoffer, slik som dem angitt i europeisk patentsøknad 273458, vil imidlertid medføre problemer angående den type produkt som kan oppnås, samt den fremgangsmåte som må anvendes.

Faktisk har syntetiseringen av de nevnte flammehemmende tilsetningsstoffer vist at de er faste stoffer med et høyt smeltepunkt eller med en pastalignende konsistens. Ved å varme pastastoffene oppnår man de ovennevnte høytsmeltende faste stoffer uten mellomliggende dannelse av væske.

De nevnte tilsetningsstoffer kunne derfor fordeles på de ikke-ekstruderte polymerpartikler som malte faste stoffer (ved anvendelse av egnede fuktemidler) eller i løsning. Imidlertid har anvendelsen av malte faste stoffer den ulempe at fordelingen av pulveret i de enkelte polymerpartikler blir mindre homogen etter som pulveret blir grovere. I praksis ville det flammehemmende tilsetningsstoff hovedsakelig bli fordelt på partikkelens overflate.

Dette ville også forårsake problemer i de etterfølg-ende produksjonstrinn ved bearbeiding av konsentratet, som når det gjelder krav til nøyaktig blanding for å oppnå en homogen fordeling av tilsetningsstoffet under det trinn hvor konsentratet løses i polymeren for at denne skal kunne bli flammehemmende .

På den annen side innebærer bruk av en oppløsning av de ovennevnte tilsetningsstoffer problemer når det gjelder å velge et egnet løsningsmiddel, fordi løsningsmidlet må kunne oppløse tilsetningsstoffet uten at dette medfører modifika-sjoner i dets kjemiske sammensetning, samtidig som det ikke må løse opp polymerpartiklene i vesentlig grad.

Dessuten ville anvendelse av en oppløsning medføre en redusert tilsetning til polymerpartiklene og dessuten innebære ytterligere prosesstrinn for fjerning og gjenvinning av løsn-ingsmidlet.

Med hensyn til den totale prosess for fremstilling av konsentratene, så ville denne måtte utføres i minst to trinn: syntetisering av det flammehemmende tilsetningsstoff og fordeling av tilsetningsstoffet i polymerpartiklene.

Søkerne har nå funnet frem til ikke-ekstruderte konsentrater av et flammehemmende tilsetningsstoff, som er spesielt anvendelig for tilsetning til olefinpolymerer og olefin-kopolymerer, hvor tilsetningsstoffet er fordelt på overflaten og inne i porene til den enkelte polymerpartikkel, og som er fremstilt ved en fremgangsmåte hvor tilsetningsstoffet fremstilles "in situ" ved å anvende selve polymerpartiklene som bærer.

Nærmere bestemt angår foreliggende oppfinnelse et konsentrat av et flammehemmende tilsetningsstoff i form av ikke-ekstruderte polymeriserte partikler, omfattende: A) 50-95 vekt% av en matriks bestående av som polymeriserte, ikke-ekstruderte partikler av en olefinpolymer eller

-kopolymer med en porøsitet, uttrykt som fritt volum i prosent av partikkelens volum, som er større enn eller

lik 15%, og

B) 5-50 vekt% av et flammehemmende materiale som er omsetningsproduktet av vismuttriklorid eller -tribromid, antimontriklorid eller -tribromid, eller blandinger av disse, og ett eller flere aminer valgt blant 2-guanidin-benzimidazol, isoforondiamin, dicyandiamid, guanamin, melamin, piperazin, morfolin og piperidin, eventuelt substituert med en alkyl-, aryl- eller acylgruppe, urea og dets alkyl- eller arylderivater, mono-, di- eller tri-(polyoksyalkylen)-aminer og polyalkylenaminer, og forbindelser som inneholder fra 2 til 9 triazinringer som er kondensert med, eller bundet til, hverandre gjennom minst

én -NH-gruppe,

og at konsentratet er fremstilt ved omsetning av komponentene i B i et flytende reaksjonsmedium i nærvær av de ikke-ekstruderte partikler A), idet omsetningsproduktet av B) er avsatt

på overflaten og inne i porene på olefinpolymer- eller -kopolymerpartiklene, og det flytende reaksjonsmedium er fjernet.

Avhengig av fremstillingsbetingelsene kan produktet (B) inneholde ett eller flere komplekser med formelen:

hvor:

- R er en forbindelse valgt blant aminene spesifisert for

(B),

- Me er vismut eller antimon,

- X er klor eller brom,

- y er et tall fra 0,2 til 4.

Med oppfinnelsen tilveiebringes også en fremgangsmåte for fremstilling av et konsentrat av flammehemmende tilsetningsstoff i form av ikke-ekstruderte partikler, kjennetegnet ved at det i et flytende reaksjonsmedium omsettes: a) vismuttriklorid eller -tribromid, antimontriklorid eller -tribromid, eller blandinger av disse, med b) et amin eller aminer valgt blant 2-guanidin-benzimidazol, isoforondiamin, dicyandiamid, guanamin, melamin, piperazin, morfolin og piperidin, som eventuelt er substituert med en alkyl-, aryl- eller acylgruppe, urea og dets alkyl- eller arylderivater, mono-, di- eller tripolyoksyalkylenaminer, polyalkylenaminer og forbindelser som inneholder fra 2 til 9 triazinringer som er kondensert med, eller bundet til, hverandre gjennom minst én -NH-gruppe, i nærvær av ikke-ekstruderte partikler, med form som polymerisert, av en olefinpolymer eller -kopolymer med porøsitet lik eller større enn 15%, uttrykt som fritt volum i prosent av partiklenes volum, idet omsetningsproduktet av a) og b) avset-tes på overflaten og inne i porene på olefinpolymer- eller -kopolymerpartiklene, og det flytende reaksjonsmedium fjernes, idet den totale mengde reagenser som tilsettes polymermatriksen utgjør mellom 5 vekt% og 50 vekt% av konsentratets totalvekt.

Foreliggende oppfinnelse har derfor den fordel at det kan fremstilles et konsentrat av et flammehemmende tilsetningsstoff hvor tilsetningsstoffet, produkt (B, er jevnt fordelt i polymermatriksen. Derved tilveiebringes også en homogen dispergering av tilsetningsstoffet ved de etterfølgende trinn ved tilsetning til polymerene.

Fremgangsmåten for fremstilling av konsentratet i henhold til foreliggende oppfinnelse innebærer bare ett trinn, og dette omfatter fremstilling "in situ" av det flammehemmende materiale. Fremgangsmåten har fordelen av å være svært enkel og økonomisk.

Ikke-ekstruderte, som polymeriserte partikler av olefinpolymerer og -kopolymerer med en porøsitet som er større enn eller lik 15%, uttrykt som fritt volum i prosent av totalt partikkelvolum, hvilke utgjør ovennevnte matrikser (A), er kommersielt tilgjengelige fra Himont Italia S.r.l.

Spesielt egnet for fremstilling av konsentrater i henhold til denne oppfinnelse, er kuleformede partikler med en porøsitet på fra 15% til 40%, fortrinnsvis fra 18% til 29%, og mest foretrukket fra 20% til 28%.

Olefinpolymerene som utgjør partiklene, velges fortrinnsvis blant krystallinsk polypropylen med en isotaktisk indeks høyere enn 90, polyetylen, og krystallinske kopolymerer av propylen med etylen og/eller et CH2=CHR'-olefin, hvor R' er et C2.8-alkylradikal, som inneholder minst 85 vekt% propylen. Vanligvis har de kuleformede partikler som utgjøres av ovennevnte olefinpolymerer et overflateareal (B.E.T.) fra 10 til 20 m<2>/g og en midlere diameter fra 50 til 7000 um, mens pore-volumfordelingen er slik at mer enn 90% av porene har en diameter som er større enn 1 pm.

Representative eksempler på R-forbindelser som inneholder triazinringer og som er egnet for dannelsen av produkt

(B), er forbindelser som normalt kan oppnås gjennom melamin-pyrolyse, kjent som "melam", "melem" og "melon", for hvilke

det vanligvis er foreslått følgende formler:

Nevnte forbindelser kan oppnås ved å varme dicyandiamid eller et triazin til temperaturer fra 100°C til 300°C eller høyere. På denne måte oppnås en syklisering av dicyandiamid til triazinringer og/eller polykondensasjon av triazinringer i ønsket grad.

Som tidligere beskrevet fremstilles konsentratene ifølge foreliggende oppfinnelse ved å omsette en blanding omfattende avpassede mengder av ett eller flere aminer, med vismuttriklorid eller -tribromid, antimontriklorid eller -tribromid, eller blandinger av disse, i nærvær av polymerpartikler og et flytende reaksjonsmedium. Som flytende reaksjonsmedium kan man fortrinnsvis anvende vann eller et polart organisk løsningsmiddel, slik som aceton og metanol.

Vismut- eller antimonhalogenider kan løses i det flytende reaksjonsmedium på forhånd.

De relative mengder av aminer og halogenider blir vanligvis bestemt ut fra den type kompleks som ønskes (dvs. den ønskede verdi av y i formel (I)).

Omsetningen blir vanligvis foretatt ved en temperatur lik, eller like under, kokepunktet for det flytende reaksjonsmedium. Etter omsetningen, når produkt (B) er dannet, blir reaksjonsvæsken fjernet, fortrinnsvis ved fordampning.

I henhold til en foretrukket fremgangsmåte blir det flytende reaksjonsmedium gradvis fjernet under reaksjonen ved å la det fordampe ved atmosfærisk eller ved redusert trykk.

Ifølge foreliggende oppfinnelse blir produktet som er dannet ved reaksjonen mellom aminer og metallhalogenider, nesten fullstendig avsatt på polymerpartiklene som danner matriksen, og på innsiden av porene i disse, innen grensene for absorpsjon og avsetning på partiklene. Således kan det oppnås konsentrater som inneholder opp til 50 vekt% av tilsetningsstoffet (B).

For formålet med foreliggende oppfinnelse er den laveste konsentrasjon av tilsetningsstoffet (B) 5

vekt%. Mest foretrukket er konsentrasjonen av tilsetningsstoffet fra 20 vekt% til 30 vekt%.

I henhold til den mest foretrukne fremgangsmåte blir vismuttribromid eller -triklorid, antimontribromid eller -triklorid, eller blandinger av disse, fremstilt "in situ" ved å omsette en blanding som omfatter én eller flere vismut- eller antimonforbindelser, en vandig løsning av hydrogenklorid eller hydrogenbromid og ett eller flere aminer, i nærvær av polymerpartiklene som utgjør matriksen. (BiO)2C03og Sb203anvendes fortrinnsvis som vismut- og antimonforbindelser. For eksempel kan en blanding omfattende (BiO)2C03, HBr i vandig løsning med ca. 48%, og dicyandiamid omsettes i nærvær av porøse polymerpartikler.

Omsetningstemperaturen er slik at vannet fordamper hurtig. Det er hensiktsmessig å operere ved en temperatur lik vannets kokepunkt.

Vanligvis kan man anvende direkte de vandige løs-ninger av hydrogenhalogenider med de konsentrasjoner som er kommersielt tilgjengelige (30-50%).

Konsentratet blir så tørket.

Den totale vekt av reagensblandingen som tilsettes polymermatriksen (unntatt hydrogenhalogenidsyren) for å oppnå produkt (B) er fra 5 vekt% til 50 vekt% av totalvek-ten av polymerpartiklene og reagensblandingen, fortrinnsvis fra 10 vekt% til 25 vekt%.

Friradikalpromotorforbindelser kan tilsettes konsentratet av flammehemmende tilsetningsstoff (eventuelt ved å erstatte en tilsvarende mengde av tilsetningsstoffet) for å forbedre det ønskede sluttproduktets flammehemmende egenskaper.

Når konsentratene inneholder friradikalpromotorer er fortrinnsvis produkt (B) til stede i mengder fra 5 til 15 vekt%, mens friradikalpromotorene er til stede i mengder fra 5 til 15 vekt%. Eksempler på friradikalpromotorforbindelser er 2, 3-dimetyl-2,3-difenylbutan og 2,3-dimetyl-2,3-difenylheksan. De kan være til stede i konsentratet i mengder fra 5 til 15 vekt%.

Organiske peroksyder kan også anvendes som friradi-kalkilder. De kan være til stede i konsentratet i mengder fra 3 til 9 vekt%.

Alle de ovennevnte forbindelser kan tilsettes de ikke-ekstruderte, polymeriserte polymerpartikler før "in situ"-fremstillingen av tilsetningsstoff (B). De tilsettes fortrinnsvis under et etterfølgende trinn etter at konsentratet er blitt tørket. Andre bestanddeler kan også tilsettes, som f.eks. stabilisatorer, fyllstoffer og pigmenter.

HALS (hindrede amin-lysstabilisatorer) kan anvendes som lysstabilisatorer. Blant disse finnes f.eks. dem solgt av CIBA GEIGY under varemerkene "Tinuvin 770" og "Tinuvin 622".

Deres strukturformler er som følger:

hvor n vanligvis varierer mellom 2 og 20. "Tinuvin 326" kan også anvendes. Det har formelen: " Tinuvin 326"

Ved en annen utførelsesform er det funnet at lysstab-iliteten forbedres når en viss mengde vismut eller antimon

blir erstattet med oksider eller anhydrider av over-gangsmetaller som f.eks. Ti, W, Mo og V.

De nevnte overgangsmetalloksider eller -anhydrider kan tilsettes polymermatriksen før "in situ"-fremstillingen av tilsetningsstoff (B), eller tilsettes senere under "fortynn-ingen" av konsentratet i polymerene.

Mengdene av de ovennevnte oksider eller anhydrider som kan anvendes til erstatning av tilsvarende mengder av til-

gende oppfinnelse hensiktsmessig anvendes ved innarbeiding av tilsetningsstoffer i polymerer, fortrinnsvis polyolefiner, for å oppnå sluttprodukter som er flammehemmet.

For dette formål kan konsentratene blandes med polymerene ved bruk av tradisjonelt kjente teknikker innen faget bearbeiding av termoplastpolymerer.

Konsentratene ifølge foreliggende oppfinnelse gjør derfor at man kan oppnå optimale nivåer for flammehemming av sluttproduktene, og man unngår alle ulemper forbundet med for-tynning av rene tilsetningsstoffer i polymerene, og spesielt unngår man anvendelse av komplekse maskiner og blandemetoder, samt energiforbruk forbundet med dette.

Følgende eksempler er gitt for å belyse oppfinnelsen:

Egenskapene til de polymerer og konsentrater som er omtalt i eksemplene, ble bestemt i henhold til følgende metoder:

Porøsiteten uttrykt som prosent fritt porevolum, be-stemmes ved kvikksølvabsorpsjon under trykk. Det absorberte kvikksølvolum tilsvarer fritt volum i porene. For bestemmelsen ble det anvendt et C D3 (C. Erba) dilatometer med kalibrert kapillarrør (3 mm i diameter) forbundet med et kvikksølvreser-voar og en høyvakuum rotasjonspumpe (IO"<2>mba). En veiet prøve-mengde (ca. 0,5 g) ble fylt i dilatometeret. Apparatet ble så satt under høyt vakuum (< 0,1 mm Hg) i ca. 10 minutter. Deretter ble dilatometeret forbundet med kvikksølvreservoaret og metallet fikk flyte sakte inntil nivået på kapillaret nådde 10 cm-merket. Kranen som forbandt dilatometeret med vakuumpumpen ble så lukket og apparatet satt under trykk med nitrogen (2,5 kg/cm<2>). Trykket fikk kvikksølvet til å trenge inn i porene, og jo høyere materialets porøsitet var, jo lavere ble kvikksølvnivået.

Så snart det nye nivå som kvikksølvet i kapillarrøret hadde stabilisert seg på, var bestemt, ble porevolumet beregn-et som følger: V = R<2>ti A H, hvor R er radius i kapillarrøret i cm og A H er forskjellen, i cm, mellom start- og sluttnivå for kvikksølvkolonnen.

Prøvens volum er gitt ved:

hvor P er vekten i gram av prøven,

Pl er vekten i gram av dilatometer + kvikksølv,

P2 er vekten i gram av dilatometer + kvikksølv +

prøve,

D = kvikksølvets tetthet (ved 25°C = 13,546 g/cm<3>).

Porøsiteten i prosent er gitt ved:

Eksempler 1- 7

I 1 liters 4-halskolbe utstyrt med halvmåneformet teflon-omrører, dryppetrakt og vakuumforbindelse, og som var nedsenket i et oljebad av 40-50°C, ble det fylt 80 g porøst

SPL 120 polypropylen som hadde MI på ca. 24 g/10 min, isotaktisk indeks på ca. 96%, porøsitet (uttrykt som prosent porevolum) på ca. 29% og romdensitet på 0,340 kg/l. Polypro-pylenet var i form av kuleformede partikler med en midlere diameter mellom 1000 og 2000 pm.

Deretter ble det tilsatt de mengder som er angitt i Tabell 1, av basisk vismutkarbonat produsert av Pharmacie Centrale de France, og/eller antimonseskioksid solgt av Associated Lead under varemerket "Timonox", dicyandiamid produsert av SKW og hydrogenbromid tilvirket av Merk, i en 48,6%

vandig løsning.

Badet ble bragt til 120°C og blandingen holdt under omrøring ved redusert trykk (ca. 0,7 atm) i én time. Under dette trinn ble vannet fjernet gjennom fordampning ved redusert trykk.

Så snart dette første trinn var avsluttet, ble det hele avkjølt til 90°C og bragt til atmosfæretrykk, passende mengde av "Interox CCDFB" dimetyl-difenylbutan ble tilsatt og blandingen fikk avkjøle sakte under fortsatt omrøring.

Det således oppnådde konsentrat var i form av kuleformede partikler som hadde en homogen gul farge, til og med inne i partiklene.

Konsentratet ble så fortynnet med en olefinpolymer for å frembringe prøver som skulle anvendes ved vurderingen av de flammehemmende egenskaper.

Fremstillingen av prøvene ble utført ved å blande kald "Moplen FLF 20" (isotaktisk polypropylen med MI = 12 g/10 min og isotaktisk indeks ca. 96%) med 5 vekt% av det fremstilte konsentrat og så ekstrudert i en enkeltskrueekstruder ved 200°C.

De således oppnådde granulater ble formstøpt til plater med ca. 3 mm tykkelse, hvorfra prøver for testing av brennbarhet ble skåret ut.

Prøvenes nivå for brennbarhet ble bestemt både ved å måle oksygenindeks (iht. ASTM Regulation 2863) og ved å anvende normene UL 94 (utgitt av Underwriter Laboratories -

USA).

Oksygenindeksen angir den minste oksygenkonsentrasjon (uttrykt i volumprosent) i en oksygen-nitrogen-blanding, som får en prøve som er antent med en butangassflamme til å fort-sette å brenne kontinuerlig i 3 minutter og/eller 50 mm av prøvens lengde.

Testen ifølge UL 94 må utføres på prøver som er plassert vertikalt og som har den tykkelse som er angitt i prøve-forskriften. Testen består i å plassere i 45° vinkel en 3 mm høy flamme i kontakt med én av prøvekantene, og fra det øye-blikk flammen fjernes, observerer man den tid det tar for prøven å slukke, og om materialet drypper eller ikke når det brenner.

Basert på måleresultatene, klassifiseres materialet som følger: V-0 når den midlere slukketid for flammen er mindre enn, eller lik, 5 s (5 forsøk, hver med to antennelser), V-l når flammens midlere slukketid er mindre enn, eller lik, 25 s, V-2 når oppførselen er som ved V-l, men når det i tillegg drypper brennende smeltede dråper som kan antenne en bomullsball plassert 5 mm under prøven.

Fire forsøk ble utført med hver prøve, og de rappor-terte slukketider henviser til hver antennelse.

Mengde og type reagenser som ble anvendt ved fremstillingen av konsentratene og prøvene er vist i Tabell 1, sammen med resultatene av brennbarhetsforsøkene.

Vektkonsentrasjonen av det flammehemmende tilsetningsstoff i prøvene fremstilt ifølge eksempler 1-7, var ca. 0,5%.

Eksempel 8

I samme kolbe som anvendt i eksempler 1-7, nedsenket i et oljebad av 45-50°C, ble det fylt 70 g av den samme porøse kuleformede polypropylen som i eksempler 1-7.

Deretter ble det tilsatt 4,37 g basisk vismutkarbonat produsert av Pharmacie Centrale de France, 6,47 g dicyandiamid produsert av SKW og 5,7 ml hydrogenbromid tilvirket av Merk, i en 48,6% vandig løsning.

Fremgangsmåten var som i eksempler 1-7, og det ble tilsatt 15 g av "Interox CCDFB".

Det således oppnådde konsentrat var i form av kuleformede partikler med en homogen gul farge, til og med inne i kulene.

Tabell 2 viser teoretiske verdier og analyseverdier for vismut og brom i vektprosent av konsentratets vekt, samt mengden av de anvendte reaktanter.

Med teoretisk verdi for vektprosent av Bi eller Br menes den verdi som ville vært oppnådd dersom all Bi eller Br som ble tilsatt under fremstillingen av tilsetningsstoffet var blitt avsatt på polymerpartikkelen.

På den annen side er analyseverdien den vektprosent av Bi eller Br som virkelig ble avsatt på polymerpartiklene og eksperimentelt målt ved hjelp av analysemetoder.

Sammenliqninqseksempel 1

Fremgangsmåten var den samme som i eksempel 8, unntatt at det i stedet for porøst kuleformet polypropylen som polymermatriks, ble anvendt en polypropylen med en isotaktisk indeks på ca. 96% og MI på 12 g/10 min, i form av kuleformede partikler med en midlere diameter mellom 1500 um og 2500 um, og en porøsitet på 6,7% målt som prosent fritt volum.

Sammenliqninqseksempel 2

Fremgangsmåten var den samme som i eksempel 8, unntatt at det i stedet for porøst kuleformet polypropylen som polymermatriks, ble anvendt polypropylenflak med en isotaktisk indeks på ca. 96% og MI på 12 g/10 min, hvor partiklene hadde en midlere diameter mellom 400 pm og 800 pm, og en porøsitet på 13,4%.

En vurdering av verdiene gitt i Tabell 2 basert på at man for hvert eksempel betrakter forskjellen mellom teoretisk verdi og analyseverdi for vektprosent Bi og Br som en mengde relatert til polymermatriksens absorpsjonskapasitet, kan man se at kapasiteten for absorpsjon og opptak av et tilsetningsstoff i en polymermatriks hovedsakelig er påvirket av polymermatriksens natur.

Man kan også se at i tilfellet med porøst kuleformet polypropylen, så er absorpsjonskapasiteten svært høy, og produktet er dannet som et resultat av reaksjonen mellom aminer og metallhalogenider som nesten fullstendig er avsatt på og i polymermatriksen.

Claims

1. Konsentrat av flammehemmende tilsetningsstoff i form av ikke-ekstruderte partikler, KARAKTERISERT ved at det omfatter: A) 50-95 vekt% av en matriks bestående av som polymeriserte, ikke-ekstruderte partikler av en olefinpolymer eller -kopolymer med en porøsitet, uttrykt som fritt volum i prosent av partikkelens volum, som er større enn eller lik 15%, og B) 5-50 vekt% av et flammehemmende materiale som er omsetningsproduktet av vismuttriklorid eller -tribromid, antimontriklorid eller -tribromid, eller blandinger av disse, og ett eller flere aminer valgt blant 2-guanidin-benzimidazol, isoforondiamin, dicyandiamid, guanamin, melamin, piperazin, morfolin og piperidin, eventuelt substituert med en alkyl-, aryl-eller acylgruppe, urea og dets alkyl- eller arylderivater, mono-, di- eller tri-(polyoksyalkylen)-aminer og polyalkylenaminer, og forbindelser som inneholder fra 2 til 9 triazinringer som er kondensert med, eller bundet til, hverandre gjennom minst én -NH-gruppe, og at konsentratet er fremstilt ved omsetning av komponentene i B i et flytende reaksjonsmedium i nærvær av de ikke-ekstruderte partikler A), idet omsetningsproduktet av B) er avsatt på overflaten og inne i porene på olefinpolymer- eller -kopolymerpartiklene, og det flytende reaksjonsmedium er fjernet.

2. Konsentrat ifølge krav 1, KARAKTERISERT ved at par-tikkelen som utgjør matriks (A) er en kuleformet partikkel med en porøsitet mellom 15 og 40%.

3. Konsentrat ifølge krav 1, KARAKTERISERT ved at polymeren som utgjør matriksen (A) er valgt blant krystallinsk polypropylen, polyetylen og krystallinske kopolymerer av propylen med etylen og/eller et CH2=CHR'-olef in, hvor R' er et C2_8-alkylradikal som inneholder minst 85 vekt% propylen.

4. Konsentrat ifølge krav 1, KARAKTERISERT ved at omsetningsproduktet inneholder ett eller flere komplekser med formelen:

hvor: R er en forbindelse valgt blant 2-guanidin-benzimidazol, isoforondiamin, dicyandiamid, guanamin, melamin og piperazin, morfolin og piperidin, som eventuelt er substituert med en alkyl-, aryl- eller acylgruppe, urea og dets alkyl- eller arylderivater, mono-, di- eller tripolyoksyalkylenaminer, polyalkylenaminer og forbindelser som inneholder fra 2 til 9 triazinringer som er kondensert med, eller bundet til, hverandre gjennom minst én -NH-gruppe, - Me er vismut eller antimon, - X er klor eller brom, - y er et tall fra 0,2 til 4.

5. Konsentrat ifølge krav 4, KARAKTERISERT ved at MeX3er vismuttribromid og R er dicyandiamid, guanamin eller melamin.

6. Fremgangsmåte for fremstilling av et konsentrat av flammehemmende tilsetningsstoff i form av ikke-ekstruderte partikler, KARAKTERISERT ved at det i et flytende reaksjonsmedium omsettes: a) vismuttriklorid eller -tribromid, antimontriklorid eller -tribromid, eller blandinger av disse, med b) et amin eller aminer valgt blant 2-guanidin-benzimidazol, isoforondiamin, dicyandiamid, guanamin, melamin, piperazin, morfolin og piperidin, som eventuelt er substituert med en alkyl-, aryl- eller acylgruppe, urea og dets alkyl- eller arylderivater, mono-, di- eller tripolyoksyalkylenaminer, polyalkylenaminer og forbindelser som inneholder fra 2 til 9 triazinringer som er kondensert med, eller bundet til, hverandre gjennom minst én -NH-gruppe, i nærvær av ikke-ekstruderte partikler, med form som polymerisert, av en olefinpolymer eller -kopolymer med porøsitet lik eller større enn 15%, uttrykt som fritt volum i prosent av partiklenes volum, idet omsetningsproduktet av a) og b) av-settes på overflaten og inne i porene på olefinpolymerpartik-lene eller olefinkopolymerpartiklene, og det flytende reaksjonsmedium fjernes, idet den totale mengde reagenser som tilsettes polymermatriksen utgjør mellom 5 vekt% og 50 vekt% av konsentratets totalvekt.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 6, KARAKTERISERT ved at basisk vismutkarbonat og/eller antimonseskioksyd omsettes med hydrogenbromid eller hydrogenklorid i vandig løsning, og amin-et eller aminene, i nærvær av ikke-ekstruderte polymerpartikler med kuleform som polymerisert, og som har en porøsitet mellom 15% og 40%.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 6, KARAKTERISERT ved at den totale mengde reagenser som tilsettes polymermatriksen utgjør mellom 10 vekt% og 25 vekt% av konsentratets totalvekt.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 6, KARAKTERISERT ved at det anvendes et vismut- eller antimontriklorid, eller vismut-eller antimontribromid, fremstilt in situ av basisk vismutkarbonat og/eller antimonseskioksid og saltsyre eller bromsyre i vandig løsning i nærvær av ikke-ekstruderte olefinpolymerpartikler eller olefinkopolymerpartikler som polymerisert, med en porøsitet på 15-40% uttrykt som fritt volum i prosent av partiklenes volum.