NO754251L - - Google Patents

Abstract

Mykgjort PVC blanding.

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en mykgjort PVC blanding med ekstrem flammebestandighet.

Mykgjort PVC har på grunn av sine gode mekaniske egenskaper

funnet mange anvendelser og benyttes i stor målestokk som isola-sjonsmiddel i elektriske kabler og ledninger. PCV isolasjoner og kapper for tråder og kabler er nesten utelukkende laget av mykgjorte PVC-blandinger som i tillegg til PVC innholdet omfatter andre stoffer som fyllstoffer, stabilisatorer og smøremidler så vel som mer eller mindre større mengder av mykgjøringsmiddel. Mykgjørings-midlene er brennbare stoffer og har sålede^en negativ virkning på egenskapene til mykgjort PVC fordi isolasjonen og kappene normalt ønskes med høy flammebestandighet.

Som et mål på brennbarheten til et stoff benyttes angivelse av oxygenindeksen i henhold til Fenimore og Martin, og ifølge disse øker flammebestandigheten med oxygenindeksen.

Fra tysk patent nr. 1.176.845 er det kjent at man oppnår en flam-mebestandig polyklorstyren dersom en metallarylforbindelse som dicyklopentadienyljern (ferrocen) blir tilsatt.Det er videre kjent (jfr. artikkelen "Flame retardents" i "Modern Plastics International" september 1974, sidene 52-54), å addere ferrocen til PVC for å undertrykke røkutvikling.

Ingen av de tidligere publikasjoner viser imidlertid på hvilken måte oxygenindeksen, dvs. flammebestandigheten til mykgjort PVC kanøkes betydelig og på forutbestemt måte f. eks. ved at mykgjort PVC benyttes sammen med andre brennbare stoffer.

Formålet med foreliggende oppfinnelse er derfor å vise på hvilken måte man kan oppnå en ekstremt høy oxygenindeks, dvs. en oxygenindeks høyere enn 35, for mykgjort PVC med et høyt innhold av mykgjø-ringsmiddel.

Dette oppnås ved å utforme PVC-blandingen i overensstemmelse

med de nedenfor fremsatte patentkrav.

I henhold til en modifikasjon av foreliggende oppfinnelse kan samme virkning, dvs. en høy oxygenindeks for en gjenstand som er fremstilt av mygjort PVC som allerede inneholder et flammebestan-dig stoff som f.eks. antimontrioxyd, fås dersom gjenstanden dek-

kes med en løsning som inneholder minst et ekstra stoff med brann-hemmende egenskaper som f.eks. ferrocen.

For å gi en klarere forståelse av foreliggende oppfinnelse,vi-ses til nedenstående detaljerte beskrivelse av noen utførelseseksem-pler, samt til til de ledsagende tegninger hvor: - fig. 1 viser hvordan oxygenindeksen varierer for mykgjorte PVC blandinger som funksjon av blandingens innhold av dicyklopentadienyljern (ferrocen), og - fig. 2 viser hvordan oxygenindeksen til et antimontrioxyd-inneholdende legeme dekket av en metallarylforbindelse-løsning varierer som en funksjon av avstanden fra overflaten.

De forskjellige kurvene til diagrammet i fig. 1 viser hvordan mengden av en metallarylforbindelse, dvs. ferrocen, alene påvir-

ker oxygenindeksen til mykgjort PVC, og hvilken effekt som fås dersom antomontrioxyd (Sb20^) og ferrocen benyttes sammen.

I diagrammet på fig. 1 er ferrocen-innholdet merket av på abscissen som vektdeler i forhold til loo vektdeler PVC, mens ordi-naten viser oxygenindeksen.

Kurven A tilsvarer en mykgjort PVC-blanding som inneholder 52 vektdeler mykgjøringsmiddel til 100 vektdeler PVC. £t kurven er så flat, viser at tilsetning av relativt store mengder ( 2-3 vektdeler) ferrocen bare gir en liten økning av oxygenindeksen, typisk med 1-2 enheter. For kurvene B,C og D er forholdet helt anderledes.

Kurven B viser forholdet for en mykgjort PVC-blanding som inneholder 100 vektdeler PVC, 7 vektdeler antimontrioxyd og 30 vektdeler klorinert paraffin av totalen på 52 vektdeler mykgjøringsmidde]

Kurven C viser forholdene for en mygjort PVC-blanding som inneholder 5 vektdeler antimontrioxyd og 40 vektdeler klorinert paraffin av en total på 52 vektdeler mykgjøringsmiddel til 100 vektdeler

PVC.

Kurven D inneholder 7 vektdeler antimontrioxyd og 40 vektdeler

3

klorinert paraffin av en total på 52 vektdeler mykgjøringsmiddel til 100 vektdeler PVC.

Kurvene B,C og D viser at uten ferrocen kan en oxygenindeks på omkring 35 bare oppnås ved å benytte uttillatelig store mengder av antimontrioxyd og klorinert paraffin. En oxygenindeks på f.eks 40,

er i det hele tatt ikke realiserbar uten ferrocen dersom de mekaniske egenskaper til PVCblandingen ikke skal bli fullstendig øde-lagt. Et tillegg på 0.5 vektdeler ferrocen til en mygjort PVC-blanding som inneholder 5-7 vektdeler ant^étfnontrioxyd øker oxygenindeksen med 4-5 enheter. Den samtidige bruk av antimontrioxyd og ferrocen gir således en synergistisk effekt, det vil si at den totale effekter; er større enn summen av effektene av antimontrioxyd og ferrocen be-nyttet alene i en mykgjort PVC-blanding.

Den spesielle effekt man oppnår ved bruk av metallarylforbindelsei som for eksempel ferrocen, består i det forhold at selv små mengder som ikke har noen uheldig inflytelse på de termiske - eller mekaniske egenskaper til mykgjort PVC, gir en betydelig økning i flammebestandigheten (målt ved hjelp av oxygenindeksen).

Under eksperimentelle undersøkelser har man oppnådd spesielt go-de resultater med mykgjort PVC-blandinger som inneholder 3-10 vektdeler antimontrioxyd og

0.1 - 5 vektdeler ferrocen.

Gode resultater, men med ulike økninger av oxygenindeksen, er også oppnådd med mykgjorte PVC blandinger som inneholder to eller flere stoffer med flammebestandige egenskaper som for eksempel klorinert paraffin, zinkborat, fosforsyre-ester eller andre metall-arylf orbindelser .

Høye oxygenindekser er oppnådd eksperimentelt med mykgjorte PVC blandinger som inneholder

3-10 vektdeler antimontrioxyd,

0.1 - 4 vektdeler ferrocen,

5-30 vektdeler zinkborat.

Som tidligere nevnt kan også gjenstander fremstilt av mykgjorte PVC-blandinger gis en høy oxygenindeks, det vil si gjøres flammebestandige, ved å påføre for eksempel ved belegging eller påsprøyt-ning, en løsning som inneholder minst ett ekstra stoff med flammebestandige egenskaper som ferrocen på en gjenstand som allerede inneholder ett stoff med flammebestandige egenskaper som f. eks. antimontrioxyd. Med en slik behandling vil man oppnå den brannhemmenc evnen idet den eller de flammehemmende stoffer i løsningen dif-funderer inn i gjenstanden. Denne antagelse understøttes av et eks-periment hvis resultat er vist i fig. 2.

Dette diagrammet viser oxygenindeksen til et ark som er fremstilt av en mykgjort PVC-blanding som opprinnelig har en oxygenindeks på omkring 30, som en funksjon av arkets tykkelse etter en spe-siell behandling. I dette diagrammet blir oxygenindeksen avsatt på ore naten mens arktykkelsen blir avsatt på abscissen med den venstre si-den tilsvarende overflaten, det vil si 100% arktykkelse.

Den spesielle behandlingen besto i å holde arket som var laget av en mykgjort PVC-blanding som bare inneholdt antimontrioxyd, i en-sidig kontakt med et ferrocen-inneholdende mykgjort PVC ark ved 50°

C i 70 timer. Etter denne behandlingen var oxygenindeksen øket fra

30 til 34, noe som fremgår av diagrammet på figur 2. Den samme eller ennå en bedre effekt oppnås ved å påføre en ferroceninnholdig løsning på ett ark lagret av en antimontrioxyd-inneholdende mykgjort PVC-blanding.

Patentkrav.

1. Mykgjort PVC blanding med ekstrem flammebestandighet, kara-terisert ved at en masse som fnneholder 100 vektdeler PVC og 40 - 60 vektdeler av et mygjøringsmiddel som f.eks. diisodecyl ftalat, inneholder minst to stoff med flammehemmende egenskaper. 2. Mykgjort PVC blanding med ekstrem flammebestandighet,karakterisert vedat overflaten til et legeme som består av 100 vektdeler PVC og 4 0 - 60 vektdeler av et m^gjøringsmiddel som f.eks. diisodecyl ftalat, samt en substans med flammehemmende egenskaper, er dekket av en løsning som inneholder minst ett ytterligere stoff med flammehemmende egenskaper. 3. Mykgjort PVC blanding ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat stoffet med flammehemmende egenskaper er klorinert paraffin, antimontrioksyd (sb^ 0^) , zink borat, fosforsyre ester og/eller en metallaryl-forbindelse til et overgangsmetall i den VI - VIII undergruppe i det periodiske system, som jern, ko-bolt, nikkel eller mangan. 4. Mykgjort PVC blanding ifølge krav 1, 2 eller 3,karakterisert vedat blandingen består av 100 vektdeler PVC, 40-60 vektdeler av et mykgjøringsmiddel som f.eks. diisodecylftalat, 3-10 vektdeler Sb20^og 0,1-5 vektdeler dicyclopentadienyljern (Ferrocen) . 5. Mykgjort PVC blanding ifølge krav 1,2, 3 eller 4,karakterisert vedat den dessuten inneholder 5-15 vektdeler klorinert paraffin og 5-30 vektdeler zinkborat.