CH660194A5

CH660194A5 - Flammhemmend wirkende zusammensetzung.

Info

Publication number: CH660194A5
Application number: CH2341/84A
Authority: CH
Inventors: Rudolf Dr Bill; Rainer Dr Wolf
Original assignee: Sandoz Ag
Priority date: 1983-05-13
Filing date: 1984-05-11
Publication date: 1987-03-31
Also published as: DK237784A; IT8448183A0; FR2545831A1; GB8411921D0; JPS59213741A; DK237784D0; BE899611A; IT1199124B; FR2545831B1; IT8448183A1; GB2139633B; GB2139633A; US4532287A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammhemmend wirkende Zusammensetzung, welche dadurch gekennzeichnet ist, dass diese mindestens 25 a) einen Halogenalkylaryläther, wobei dessen aromatischer Rest durch Halogen substituiert sein kann,

b) eine organische Zinnverbindung und c) einen sterisch gehinderten phenolischen oder bispheno-lischen Stabilisator enthält.

30 Die vorliegende Erfindung betrifft auch die Verwendung dieser Zusammensetzung zum flammhemmenden Ausrüsten von nichttextilen polymeren organischen Materialien. Im weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur flammhemmenden Ausrüstung nichttextiler polymerer organischer Materia-35 lien, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass man in diese mindestens a) einen Halogenalkylaryläther, wobei dessen aromatischer Rest durch Halogen substituiert sein kann,

b) eine organische Zinnverbindung und

40 c) einen sterisch gehinderten phenolischen oder bispheno-lischen Stabilisator separat oder zusammen in an sich bekannter Weise einarbeitet. Die Erfindung betrifft auch die derart flammgehemmten polymeren organischen Materialien.

Als Halogenalkylaryläther kommen vorzugsweise Verbin-45 düngen der Formel

(HalL

OCH,

-CHBr-CHgBr

(I)

50

in Frage, worin B Hai oder einen Rest der Formel oder

(ch3)3c oder

3'3

55

(IV)

Br-CH2-CHBr-CH2

(III)

(HalL

(a)

60 mi und im unabhängig voneinander Null, 1 oder 2 und die Summe mi + im Null, 1,2,3 oder 4,

Hai Chlor oder Brom und

A die einfache Bindung, C^-Alkylen oder eine Gruppe 65 der Formel

<§>-

1

C-H,

3

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-O-, -S- oder -SO2- bedeuten.

Als Organozinnverbindung kommen z.B. Di-CUi2-alkyl-zinncarboxylate oder Di-Q.u-alkylzinnmerkaptide in Frage. Bevorzugt sind Dibutylzinnmaleat, Dioctylzinnlaurat oder Dibutylzinnmerkaptid.

Als phenolischer oder bisphenolischer Stabilisator kommen substituierte Phenole oder Bisphenole mit sterisch gehinderter Hydroxyalgruppe, vorzugsweise Verbindungen der Formeln

(ii).

(ch3)3c oder

.C(CH,)

3'3

(III)

(CH3)3C.

,3C^Z2Ä

ho rr (

c(ch3)3

oh

(iv)

in Betracht.

worin

R Wasserstoff oder C|_l2-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff oder Methyl, insbesondere Methyl,

Ri Ci_i2-Alkyl, vorzugsweise Methyl, tert.-Butyl oder n-Nonyl, insbesondere tert.-Butyl,

R2 C4_i2-Alkyl, vorzugsweise tert.-Butyl oder n-Nonyl, insbesondere tert.-Butyl,

Zi Ci_4-Alkylen, vorzugsweise eine Gruppe der Formel -CH2- oder > CH-CH3, insbesondere -CH2-, und

Z2 Ci_4-Alkylen, vorzugsweise eine Gruppe der Formel -(CH2)!_4- oder > CH-CH2CH2CH3, insbesondere >CH-CH2CH2CH3,

bedeuten. Vor allem bevorzugt sind Stabilisatoren der Formel II.

B in Formel (I) bedeutet vorzugsweise einen Rest der Formel (a),

mi und m2 bedeuten oder Brom, vorzugsweise Brom, A bedeutet vorzugsweise Ci^-Alkylen, die direkte Bindung oder Sauerstoff, vorzugsweise Ci^-Alkylen oder die direkte Bindung.

Als Alkylen bedeutet A vorzugsweise -CH2-CH2- oder CH3-C-CH3, insbesondere CH3-C-CH3.

Von den Verbindungen der Formel (I) sind diejenigen der Formel

BrCH2-CHBr-CH2-0

0-CH2-CHBr-CH2Br (Ia)

Die Verbindungen der Formeln (I), (II), (III) und (IV)

sind bekannt. Die erfindungsgemässe Zusammensetzung dient zum flammhemmenden Ausrüsten von Kunststoffen, wobei, gegenüber der Verwendung der einzelnen Komponenten allein, eine besondere flammhemmende Wirkung erzielt wird. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Mittel, welches ganz oder teilweise aus der erfindungsgemässen Zusammensetzung besteht. Ein solches Mittel kann beispielsweise als sog. Masterbatch vorliegen, bestehend aus einem Polyole-fin, welches z.B. 20-80, vorzugsweise 40-70 Gewichtsprozente der erfindungsgemässen Zusammensetzung enthält.

Zum flammhemmenden Ausrüsten von organischen Stoffen werden die Verbindungen entsprechend den Komponenten a), b) und c) in die entflammbaren Materialien eingearbeitet oder aufgebracht. Für diese Behandlung geeignet sind vor allem organische polymere Materialien, beispielsweise Polypropylen, Polyäthylen, Polystyrol, ABS, vorzugsweise für Spritzguss- und Spinnmassen, zur Herstellung von extrudier-ten Artikeln, Folien und Spinnmassen. Insbesondere geeignet für die Behandlung mit den erfindungsgemässen Zusammensetzungen sind Polypropylenmassen, die zu Fasern oder Bändchen verarbeitet werden.

Zur Einarbeitung der flammhemmenden Zusammensetzung in die Polymeren können die verschiedenen bekannten Verfahren angewendet werden. Bevorzugt ist die Verwendung in Polypropylen, vorzugsweise in Polypropylenfasern oder Polypropylenfolien.

Die erfindungsgemässe Zusammensetzung hat den Vorteil, dass sie keine oder nur eine geringe Herabsetzung der 1 Filterstandzeit bei Polypropylen-Faserspinnanlagen verursacht. Ferner tritt keine Rauchentwicklung an den Spinndüsen sowie kein Anstieg des Schmelzindexes der Polymerschmelze auf. Überraschenderweise zeigt also die erfindungsgemässe Zusammensetzung einen hohen flammhemmenden Effekt, ohne die verarbeitungsseitigen Eigenschaften wie Filterstandzeit, Schmelzindex oder Rauchentwicklung merkbar zu verschlechtern.

Das Mischungsverhältnis der Verbindungen der Komponente a) zu denjenigen der Komponente c) ist vorzugsweise 50:1 bis 5:1, insbesondere 20:1 bis 6:1, vor allem 12:1 bis 8:1. Das Verhältnis der Zinnverbindung zur Summe der anwesenden Verbindungen der Komponenten a) und c) ist vorzugsweise 1:50 bis 1:5, insbesondere 1:25 bis 1:6, vor allem 1:14 bis 1:8.

45 Die eingesetzte Menge der flammhemmenden Zusammensetzung, berechnet auf die Menge des zu schützenden polymeren Materials, beträgt im allgemeinen 0,5-9°o, vorzugsweise 1-4%. Neben den flammhemmend wirkenden Verbindungen können noch andere, z.B. Lichtstabilisatoren und so Antioxidantien, anwesend sein.

In den folgenden Beispielen bedeuten die Teile Gewichtsteile und die Prozente Gewichtsprozente. Die Temperaturen sind in Celsiusgraden angegeben.

55 Beispiel 1

48,15 Teile der Verbindung der Formel bevorzugt. 60

Von den Verbindungen der Formel (II) ist die Verbindung _çnsr-CH -0

(CH3)C 2 2

CH

H0_^oV

3'3C

-CH2-CHBr-CH2Br Ia

(CH,)„cr bevorzugt.

4,85 Teile Dibutylzinnmaleat und 8,5 Teile der Verbindung

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4

werden mit 38,5 Teilen eines handelsüblichen Polyäthylens (MFI [190° /2,16 kp] : 17—22) vorgemischt. Diese Mischung wird auf einem kontinuierlich arbeitenden Kneter oder Extruder homogenisiert und zu einem Masterbatch in Granulatform verarbeitet.

Beispiel 2

95 Teile des handelsüblichen Polypropylens (MFI [230°/2,16 kp] 4) werden mit 5 Teilen des gemäss Beispiel 1 hergestellten Masterbatchs in einer Rollflasche vorgemischt und auf einem Walzwerk (Schwabenthan) bei 165-175° während 5 Minuten homogenisiert. Aus dem erhaltenen Walzfell werden in einer Presse (Bucher-Guyer) in 3 Minuten bei 230° Platten von 1 mm Dicke hergestellt. An diesen Platten wurden folgende Versuche durchgeführt :

5 1. Bestimmung des LOI-Wertes nach ASTM-D 2863

2. Senkrechttest nach DIN 53 438

3. Extrusion in einem Extruder (Händle) bei 230° und anschliessender Granulation. Vom Granulat wird der MFI-Wert bei 230°/2,16 kp gemessen. Diese Prozedur wird noch io weitere 4 Male mit dem jeweils erhaltenen Granulat durchgeführt und die erhaltenen MFI-Werte gemessen.

4. Es wird in einem Extrusiometer (Göttfert) bei einem Temperaturgradienten von 185°-240° und einem Durchsatz von 1,2 kg/Stunde extrudiert. Es wird die Zeit gemessen, bis

15 an einem vor der Düse angebrachten Siebpaket (900/16000/900 Maschen/cm2) der Massedruck auf 86 bar angestiegen ist.

In allen 4 Tests erhält man sehr gute Resultate.

G

Claims

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1. Flammhemmend wirkende Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens a) einen Halogenalkylaryläther, wobei dessen aromatischer Rest durch Halogen substituiert sein kann,

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Halogenalkylaryläther eine Verbindung der Formel

CH2-CHBr-CH2Br ist und

B Hai oder einen Rest der Formel

(I)

entspricht, worin

R Wasserstoff oder Ci_i2-Alkyl,

Ri C[_i2-Alkyl,

R2 C4_i2-Alkyl und

5 Zi und Z2 unabhängig voneinander Ci^-Alkylen bedeuten.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der phenolische Stabilisator eine Verbindung der Formel II ist.

10 6. Verwendung einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zum flammhemmenden Ausrüsten von nichttextilen, polymeren organischen Materialien.

7. Verwendung nach Anspruch 6 zum Ausrüsten von nichttextilen Polypropylenmassen, die in Form von Fasern

15 oder Bändern vorliegen.

8. Flammgehemmte, nichttextile, polymere organische Materialien, hergestellt nach Anspruch 6 oder 7.

Br-CH2-CHBr-CH2-0

(Hal)n

(a)

mi und m2 unabhängig voneinander Null, 1 oder 2 und die Summe mi +im Null, 1, 2, 3 oder 4,

Hai Chlor oder Brom und

A die einfache Bindung, C^-Alkylen oder eine Gruppe der Formel

-O-, -S- oder -SO2- bedeuten.

2

PATENTANSPRÜCHE

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Organozinnverbindung ein Di-Q.n-alkylzinncarboxylat oder Di-Ci_i2-alkylzinnmerkaptid, vorzugsweise Dibutylzinnmaleat, Dioctylzinnlaurat oder Dibutylzinnmerkaptid ist.

4. Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der phenolische oder bisphe-nolische Stabilisator einer Verbindung der Formeln

(ii)