DE1169122B

DE1169122B - Schwerentflammbare Polystyrol-Massen

Info

Publication number: DE1169122B
Application number: DEB63612A
Authority: DE
Inventors: Dr Karl Wintersberger; Dr Ferdinand Meyer; Dr Horst Erich Knobloch
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1961-08-11
Filing date: 1961-08-11
Publication date: 1964-04-30

Description

Schwerentflammbare Polystyrol-Massen Es ist bekannt, daß Polychlorstyrol ein schwerentfiammbarer Kunststoff ist. Polychlorstyrol wird gewöhnlich durch Chlorieren von Polystyrol in indifferenten organischen Lösungsmitteln erhalten. Der Gehalt an chemisch gebundenem Chlor muß aber mehr als 20 Gewichtsprozent betragen, wenn der Kunststoff den Anforderungen genügen soll, die nach den Norzuvorschriften an schwerentflammbare Kunststoffe gestellt werden. Die Notwendigkeit, so große Chlormengen einzuführen, macht die Herstellung schwerentflammbarer Kunststoffe durch Chlorierten von Polystyrol unwirtschaftlich. Außerdem werden die mechanischen Eigenschaften hierdurch nachteilig verändert.
Es wurde nun gefunden, daß Formmassen, die ein Polymerisat von Styrol oder ein Mischpolymerisat mit mindestens 50°/o Styrol, die mindestens 2 Gewichtsprozent chemisch gebundenes Chlor enthalten, sowie 0,05 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat, Eisen- oder Kupferhalogenide enthalten, bereits schwer entflammbar sind.
Als chlorierte Polymerisate von Styrol eignen sich chloriertes Polystyrol und chlorierte Mischpolymerisate aus mindestens 500/0 Styrol und bis zu 50 °/o anderer Vinyl- oder Acrylverbindungen, wie Vinylcarbazol oder Acrylnitril. Die chlorierten Polymerisate müssen mindestens 2 Gewichtsprozent chemisch gebundenes Chlor enthalten. Chlorgehalte von 5 bis 20 Gewichtsprozent sind zweckmäßig. Die Chlorierung kann, wie bekannt, durch Einleiten von Chlor in Lösungen der Styrolpolymerisate in indifferenten organischen Lösungsmitteln vorgenommen werden.
Die erfindungsgemäßen Zusatzstoffe sollen möglichst gleichmäßig in den chlorierten Styrolpolymerisaten verteilt sein. Man erreicht eine gleichmäßige Verteilung durch mechanisches Mischen der Polymerisate und Zusatzstoffe, z.B. in Knetern oder Schneckenpressen. Man kann die Zusatzstoffe auch dem monomeren Styrol zugeben, dieses in Gegenwart der Zusatzstoffe polymerisieren und die Chlorierung zusammen mit den Zusatzstoffen vornehmen.
Schließlich kann man die Mischungen auch auf vorteilhafte Weise herstellen, indem man die Zusatzstoffe vor oder nach der Chlorierung den Lösungen der Styrolpolymerisate bzw. chlorierten Styrolpolymerisate zugibt. Nach Entfernung der Lösungsmittel erhält man einwandfrei homogene Mischungen.
Die Mischungen sind als Formmassen beispielsweise für die Verarbeitung durch Spritzgießen oder Strangpressen zu schwerentflammbaren Formkörpern oder Profilen geeignet. Sie können in organischen Lösungsmitteln gelöst auch als schwerentflammbare Lacke, z.B. für Holz- oder Metallanstriche, verwendet werden. Besondere Bedeutung besitzen erfindungsgemäße Mischungen mit Gehalt an Treibmitteln für die Herstellung schwerentflammbarer Schaumstoffe.
Als Treibmittel können leichtfiüchtige organische Flüssigkeiten, die chlorierte Styrolpolymerisate nicht lösen, z. B. Petroläther, oder Stoffe, die sich in der Hitze unter Gasabspaltung zersetzen, z.B. Azoisobutyronitril, verwendet werden. Schwerentflammbare Schaumstoffe können vorteilhaft hergestellt werden, indem man kleinteilige treibmittelhaltige Massen gemäß dieser Erfindung in der Wärme expandiert und versintert. Die Schaumstoffe besitzen großes Interesse als Isolierstoffe im Bauwesen.
Formkörper, vorzugsweise Schaumstoffkörper, die aus erfindungsgemäßen Formmassen hergestellt werden, genügen den Anforderungen, die nach den Normvorschriften an schwerentfiammbare Baustoffe gestellt werden. Sie brennen nicht in eigener Flamme, sondern nur in der Fremdflamme und glühen nicht nach.
Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente sind Gewichtsteile und Gewichtsprozente.
Beispiel Es werden 40 Teile Polystyrol in 60 Teilen Methylenchlorid gelöst. Die Lösung wird in 3 Teile geteilt, in die bei Raumtemperatur verschieden lange Chlor geleitet wird, bis der Chlorgehalt des Polystyrols 1,25, 18,6 bzw. 20,2 0/o beträgt. Nach Entfernen von überschüssigem Chlor und Chlorwasserstoff werden den Lösungen auf 100 Teile Kunststoff je 8 Teile Hexan und die in der Tabelle angegebenen Mengen Eisen(3)-chlorid oder Kupfer(2)-chlorid zugegeben. Die Lösungen werden unter Rühren in 0,4 O/o Polyvinylpyrrolidon enthaltendes Wasser gegossen. Sie zerteilen sich dabei in Tröpfchenform. Unter fortwährendem Rühren wird Luft durch die Mischungen geleitet, wodurch Methylenchlorid entfernt wird. Man erhält perlförmiges chloriertes Polystyrol mit Gehalt an Hexan und erfindungsgemäßen Zusatzstoffen. Die Perlen werden von der wäßrigen Phase abgesiebt, eine Zeitlang an der Luft gelagert und in 900 C heißem Wasser aufgeschäumt. Nach tägiger Zwischenlagerung an der Luft werden die Perlen in eine Blockform mit perforierten Wänden gefüllt. Durch Einleiten von Heißdampf schäumen die Perlen noch weiter auf und verschweißen zu einem Schaumstoffblock. Die Blöcke werden zu Prüfkörpern zerschnitten, die mit einer Bunsenbrennerflamme in Brand gesetzt werden. Sobald die Prüfkörper Feuer gefaßt haben, wird die Flamme entfernt und die bis zum Verlöschen der Prüfkörper verstrichene Zeit gemessen. In der Tabelle wird die Verlöschdauer in Sekunden angegeben.

Chlor- Zusatzsoffe dauer

gehalt

12,3 0,4 Teile Eisen(3)-chlorid < 1

18,6 0,14 Teile Eisen(3)chlorid <1

20,2 0,47 Teile Kupfer(2)-chlorid <1

Die Wiederholung der Versuche ohne Zusatz von Eisen(3)-chlorid oder Kupfer(2)-chlorid ergibt, daß 12,3°/o Chlor enthaltendes Polychlorstyrol abbrennt und daß 18,6 und 20,2°lo Chlor enthaltendes Polychlorstyrol erst nach 10 Sekunden erlischt.

Claims

Patentanspruch: Formmassen, die ein Polymerisat von Styrol oder im Mischpolymerisat mit mindestens 50°/o Styrol, die mindestens 2 Gewichtsprozent chemisch gebundenes Chlor enthalten, sowie 0,05 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polymerisat, Eisen- oder Kupferhalogenide enthalten.

In Betracht gezogene Druckschriften: Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Stuttgart, 1961, Bd. 141I, S. 589/590.