NO800337L - Mykpolyvinylkloridmasser og anvendelse derav - Google Patents

Description

Mykgjorte polyvinylkloridmasser finner utstrakt teknisk anvendelse. Mykgjøringen av polyvinylkloridet bevirker imidlertid en tydelig forringelse av polyvinylkloridets ildfasthet. Det er derfor allerede flere ganger blitt forsøkt å gjøre myk-polyvinylkloridmasser mer flammesikre, spesielt tyngre antennbare, enten ved tilsetning av flammehemmende mykningsmidler eller ved inn-arbeidelse av ytterligere flammehemmende materialer (se f.eks. vest-tyske tilgjengeliggjorte patentsøknader nr. 1926412, nr. 1931697 og nr. 2459957). Slike mykningsmidler og tilsetningsmidler har imidlertid hittil ført til forringelse av disse polyvinylklorid-massers mekaniske, kjemiske og/eller elektriske egenskaper, og dessuten er heller ikke flammemotstanden blitt tilfredsstillende.

Oppfinnelsen angår myk-polyvinylkloridmasser inneholdende

a) 100 vektdeler polyvinylklorid

b) 1-7 vektdeler stabilisator

c) 20-100 vektdeler mykningsmiddel

d) 15-100 vektdeler fyllstoff, og mykpolyvinylkloridmassene er

særpreget ved at de som mykningsmiddel inneholder én eller flere

fosforsyreestere med eventuelt klorsubstituerte alkylgrupper med 2-10 carbonatomer og/eller eventuelt substituerte fenylgrupper, aluminiumhydroxyd som fyllstoff og antimontrioxyd eller komplekse antimonforbindelser som flammehemmende materiale i en mengde av 2-10 vektdeler.

Mykpolyvinylkloridmassene ifølge oppfinnelsen er egnet for alle anvendelser hvor det foruten de kjente mekaniske egenskaper til mykgjort polyvinylklorid også kommer an på ikke-brennbarhet hhv. tung antennbarhet, f.eks. innen bygningsindustrien, produk-sjon av kjøretøy og for elektriske installasjoner. Som anvendelser kan som eksempel angis: Som arbeidsmateriale for pakninger og profiler, spesielt for omhylling og/eller isolering av elektriske

ledere, som kabler.

Ved sammensetningen ifølge oppfinnelsen kan på overraskende måte sogar den tunge antennbarhet av hårdpolyvinylklorid nås uten at de forventede (se vest-tysk utlegningsskrift nr. 2311550) forringelser av de mekaniske, kjemiske og elektriske egenskaper (sammenlignet med vanlig myknede og derfor lett antennbare poly-vinylklorider) inntrer som ville ha umuliggjort en anvendelse innen de ovennevnte områder.

Som mål på antennbarheten og brennbarheten av et materiale anvendes ofte oxygenindeksen ifølge Fenimore og Martin (L0I= low oxygen index, ifølge ASTM D-2863-70). Den angir ved hvilket minste volumprosentinnhold av oxygen i en blanding av nitrogen og oxygen en forbrenning av prøven vil akkurat underholdes.

Et ytterligere viktig kriterium hva gjelder brannforholdet er røkgasstettheten (ifølge ASTM D-2843-70). Den angir prosent-tallet for utvisking av en lysstråle gjennom et skikt av for-brenningsgasser.

For tillatelse til å anvende bygningsmaterialer forutsettes det ofte at disse hører til en bestemt brannklasse ifølge DIN 4102. Foruten klasse A for f.eks. mineralske, som silikatiske, bygningsmaterialer finnes klassene B 1 for tungt antennbare, B 2 for antennbare og B 3 for lett antennbare bygningsmaterialer.

De foreliggende mykpolyvinylkloridmasser overtreffer langt kravene ifølge brannklasse B 1, dvs. at de- slukner når de.fjernes fra en initialflamme i løpet av kort tid og at deres forbrennings-gasser har lave temperaturer, og dessuten overtreffer de sterkt den generelt antatte LOI-grenseverdi av 27 for selvslukkende materialer, og dessuten er røkgasstettheten sterkt nedsatt.

Hårdpolyvinylklorid har vanligvis en oxygenindeks (LOI)

av 45-48, og selv denne indeks kan oppnås ved hjelp av den foreliggende sammensetning. Vanligvis blir en LOI-verdi av 30, fortrinnsvis..35 , ikke underskredet.

Som polyvinylklorid kan iføge oppfinnelsen ethvert polyvinylklorid anvendes som hittil har kunnet anvendes for mykpolyvinylkloridmasser, dvs. polyvinylklorid fremstilt ved masse-, emulsjons-, suspensjons- og oppløsningspolymerisasjon, og spesielt slike med en K-verdi av 60-80.

Under begrepene polyvinylklorid og PVC skal også polyvinylklorid forstås som er kopolymerisert med andre polymeriserbare monomerer eller som er fortynnet eller blandet med andre polymerer. Slike andre polymerer som i det ifølge oppfinnelsen som utgangs-materiale anvendte hårdpolyvinylklorid kan foreligge i en mengde av opp til ca. 10 vekt%, kan være homo- eller kopolymerer av monomerer som er kopolymeriserbare med vinylklorid og som kan være innpolymerisert i en mengde av opp til ca. 10 vekt% i polyvinylkloridet som skal myknes. Som eksempler på slike monomerer kan nevnes olefiner, f.eks. ethylen, vinylestere av mettede carboxylsyrer, f.eks. vinylacetat og vinylbutyrat, vinylhalogenider, f.eks. vinylbromid, vinylidenklorid eller estere av olefinisk umettede carboxylsyrer, som f .eks. alkylacrylater eller methacrylater.

De angitte mengder av komponenter i de foreliggende myk-polyvinylkloridmåsser.er i hvert tilfelle basert på 100 vektdeler av PVC-komponenten a..

Som varmestabilisatorer kan de foreliggende mykpolyvinylkloridmasser inneholde de vanlige stabilisatorer enkeltvis eller i blanding med hverandre i en mengde av 1-7 vektdeler, fortrinnsvis 2-6 vektdeler. Eksempler på slike egnede varmestabilisatorer er kalsium-, barium-, sink- og kadmiumforbindelser, spesielt med fettsyrer, som stearinsyre og 2-ethylcapronsyre, og tinnfor-bindelser, som f.eks. dibutyltinndiacetat. For anvendelse av de foreliggende masser for isolasjoner og omhyllinger av elektriske ledere foretrekkes blysulfater, f.eks. to- og tre-basiske blysulfater, blyfosfat eller blyfthalat enkeltvis eller i blanding med hverandre.

Som egnede mykningsmidler for polyvinylkloridmassene ifølge oppfinnelsen kan nevnes én eller flere fosforsyreestere, fortrinnsvis tertiære fosforsyreestere, med eventuelt klorsubstituerte alkylgrupper med 2-10 carbonatomer.og/eller med eventuelt substituerte fenylgrupper i en mengde av 15-100 vektdeler, fortrinnsvis 30-80 vektdeler. Substituerte fenylgrupper er spesielt alkyl-substituerte fenylgrupper. Som eksempler på slike forbindelser kan nevnes trikresyl-, trifenyl-, kresyldifenyl-, dikresylfenyl-, xylenyldifenyl-, dixylenylfenyl-, tris (klorethyl)-, difenyl-octy.l-, fenyldloctyl- og trioctylfosfat.

Dersom blandinger, av slike mykningsmidler anvendes, kan disse blandinger bestå av forskjellige, men fortrinnsvis de samme, mengder av de enkelte forbindelser.

Ifølge en foretrukken utføreisesform er fosfatmyknings-middelmengden delvis erstattet med klorparaffin med et klorinnhold av 30-60%, fortrinnsvis ca. 50%, basert på antallet av klor-atomer i det tilsvarende perklorerte paraffin. Andelen av klorparaffin er da fortrinnsvis 20-50 vekt% av det samlede innhold av mykningsmiddel.

Som fyllstoffer inneholder de foreliggende masser aluminiumhydroxyd, fortrinnsvis i en.mengde av 50-90 vektdeler. Med aluminiumoxyd som fortrinnsvis har en partikkelstørrelse av opp til 2yUm, skal her et materiale forstås som ofte også angis som aluminiumoxydhydrat, aluminiumoxyhydrat, aluminahydrat eller aluminiumhydrat og som ofte angis ved de følgende formler: AlCOH) ^, A^O^.XH2O. Aluminiumhydroxydet kan være et såkalt nøytralt, men også et såkalt basisk eller surt, aluminiumhydroxyd, dvs. at det eventuelt kan inneholde aluminater eller aluminium-salter. Det er imidlertid fortrinnsvis fritt for slike forbindelser.

Dessuten inneholder de foreliggende mykpolyvinylkloridmasser minst et såkalt flammehemmende materiale i en samlet mengde av 2-10 vektdeler, fortrinnsvis 3-8 vektdeler. Som slike flammehemmende materialer kan nevnes antimontrioxyd og/eller komplekse antimonforbindelser. Eksempler på de sistnevnte er "Oncor^vSRA"

og "Oncor<®>75RAZ", dvs. to antimontrioxyd-kiselsyre-komplekser.

Ifølge foretrukne utførelsesformer kan ytterligere flammehemmende materialer være tilstede enkeltvis eller i blanding foruten antimonforbindelsen eller antimonforbindelsene, som sinkborat og trialkylfosfater med C^-C^-alkylgrupper hver med 2-4 bromatomer som substituenter, fortrinnsvis tris(2,3-dibrompropyl) fosfat.

Disse flammehemmende materialer kan anvendes i en mengde av 2-10 vektdeler, med den forholdsregel at den samlede mengde av samtlige flammehemmende materialer, dvs. av antimonforbindelse eller antimonforbindelser, eventuelt sinkborat og eventuelt bromerte trialkylfosfater, fortrinnsvis utgjør samlet opp til 15 vekt-

deler pr. 100 vektdeler av PVC-komponenten.

Dessuten kan massene ifølge oppfinnelsen inneholde ytterligere tilsetningsmidler av den type som er vanlig for tilsetning til myk-polyvinylkloridmasser, i en mengde av opp til 2 vektdeler av hvert tilsetningsmiddel, men fortrinnsvis ikke over en samlet mengde av 10 vektdeler, f.eks. glidemidler, pigmenter, lysbeskyttelsesmidler eller bearbeidelseshjelpestoffer.

Dessuten kan fyllstoffet og/eller mykningsmidlene erstattes med andre vanlige fyllstoffer hhv. mykningsmidler, begge i en mengde av opp til 10 vekt%, uten vesentlig forringelse av egen-skapene .

Mykpolyvinylkloridmassene ifølge oppfinnelsen kan frem-stilles på samme måte som slike masser hittil er blitt fremstilt, f.eks. ved blanding eller .knaing i dertil egnede apparater.

Eksempler 1- 5 og Sammenligningsforsøk

Fra den nedenstående tabell kan sammensetningen ( i vektdeler) , oxygenindeksen (LOI - verdien angitt i volum-), røkgass-tettheten (% utslettelse), Shore-A-hardheten, restlengden ( i %) og røkgasstemperaturen (i °C) utledes for forskjellige myk-PVC-masser. De to sistnevnte verdier ble bestemt i overensstemmelse med DIN 4102 i et lite brennkammer med prøver med dimensjonen 200 x 40 x 4 mm 3. Betingelsene ifølge brannklasse B 1 er at prøven efter selvslukking skal ha en restlengde på minst 15% av den opprinnelige lengde og en forbrenningsgasstemperatur av under 200°C. Fotnote: Stabilisatormaterialet består av 80 vekt% trebasisk bly- sulfat og 20 vekt% av. en blanding av like vektdeler bly-stearat, kalsiumstearat og paraffinvoks.

Claims (5)

1. Mykpolyvinylkloridmasser inneholdende a) 100 vektdeler polyvinylklorid b) 1-7 vektdeler stabilisator c) 20-100 vektdeler mykningsmiddel og d) 15-100 vektdeler fyllstoff, karakterisert ved at det som mykningsmiddel inneholder én eller flere fosforsyreestere med eventuelt klorsubstituerte alkylgrupper med 2-10 carbonatomer og/eller eventuelt substituerte fenylgrupper, aluminiumhydroxyd som fyllstoff og antimontrioxyd eller komplekse antimonforbindelser som flammehemmende materiale i en mengde av 2-10 vektdeler.

2. Mykpolyvinylkloridmasser ifølge krav 1, karakterisert ved at en del av fosfatmyknings-middelmengden er erstattet med klorparaffin med et klorinnhold av 30-60% av den teoretisk mulige klorsubstituering.

3. Mykpolyvinylkloridmasser ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de dessuten inneholder 2-10 vektdeler sinkborat som flammehemmende materiale.

4. Mykpolyvinylkloridmasser ifølge krav 1-3, karakterisert ved : at de dessuten inneholder . 2-10 vektdeler trialkylf osf ater med C2 _C,--alkylgrupper hver med 2-4 bromatomer som substituenter, som flammehemmende materiale.

5. Anvendelse av massene ifølge krav 1-4 som isolasjonsmasser og/eller som omhylling for elektriske ledere.