DE1104693B - Verfahren zum Flammfestmachen von Polyaethylen - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Polyäthylen läßt sich nach verschiedenen Verfahren (Hochdruck- und Niederdruckverfahren, insbesondere »Ziegler«-Verfahren) herstellen und hierdurch, je nach dem beabsichtigten Verwendungszweck, in seinen physikalischen Eigenschaften weitgehend variieren. Es hat aber immer den Nachteil, daß es, wie niedermolekulare Paraffine, leicht brennt. Dies ist für die meisten Anwendungsgebiete ohne Bedeutung. Für bestimmte Zwecke, z. B. in der Elektrotechnik, ist es jedoch erwünscht, einen nicht brennbaren Kunststoff mit den mechanischen Eigenschaften eines Polyäthylens verwenden zu können.

Es wurden deshalb schon viele Versuche unternommen, Polyäthylen flammfest zu machen, z.B. durch Zusatz von Chlorparaffinen. Es gelang jedoch bisher praktisch nicht, hierfür geeignete Zusatzstoffe zu finden, entweder weil diese nicht genügend wirksam oder aber unverträglich mit Polyäthylen waren und damit dessen Farbe oder mechanische Eigenschaften wesentlich verschlechterten.

So wurde z. B. in der USA.-Patentschrift 2 480 298 vorgeschlagen, Polyäthylen neben Antimontrioxyd chlorierte Kohlenwasserstoffe mit einem Schmelzpunkt von unter 180° C, vorzugsweise chlorierte Paraffine zuzusetzen. Derartige Mischungen besitzen aber den Nachteil, daß sie schon bei der Verarbeitungstemperatur Chlorwasserstoff abspalten und Korrosionen an den Verarbeitungsmaschinen verursachen.

Auch der Zusatz eines Stabilisators zu derartigen Mischungen aus z. B. Antimontrioxyd und hochchlorierten aliphatischen oder cycloaliphatischen Verbindungen gemäß der USA.-Patentschrift 2 590 211 bringt keine wesentlichen Verbesserungen mit sich. Ganz allgemein kann gesagt werden, daß auch wegen des unpolaren Charakters von Polyäthylen und der Polarität der meisten Flammschutzmittel die Aussichten zur Lösung dieses Problems gering waren.

Es wurde nun gefunden, daß man Polyäthylen durch Antimontrioxyd und eine organische chlorierte Verbindung dadurch flammfest machen kann, daß man als flammhemmendes Mittel ein Gemisch aus Antimontrioxyd in einer Menge von 3 bis 50 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 5 bis 20 Gewichtsprozent, und Octachlordiphenylendioxyd in einer Menge von 5 bis 80 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 8 bis 40 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das eingesetzte Polyäthylen, verwendet.

Der besondere Vorteil dieses Verfahrens liegt darin, daß die erfindungsgemäßen Zusätze dem Polyäthylen überraschenderweise selbstverlöschende Eigenschaften verleihen, ohne seine Farbe und mechanischen Eigenschaften wesentlich zu verschlechtern. Grenzbiegespannung, Kugeldruckhärte und Torsionsmodul werden sogar verbessert. Ferner erlaubt das erfin-Verfahren zum Flammfestmachen
von Polyäthylen

Anmelder:

Farbwerke Hoechst Aktiengesellschaft

vormals Meister Lucius & Brüning,

Frankfurt/M., Brüningstr. 45

DipL-Chem. Dr. Günter Peters, fcankiurfe/MT-HOGhst,

Dipl.-Chem. Dr. Dietrich Schleede, Frankfurt/M.,

Dipl.-Chem. Dr. Hellmut Jochinke

und Dipl.-Ing. Dr. Helmut Klug,

Gersthofen über Augsburg,
sind als Erfinder genannt worden

dungsgemäße Verfahren die Herstellung flammfester Mischungen, die die Verarbeitungsmaschinen selbst bei Verarbeitungstemperaturen von über 300° C nicht angreifen. Voraussetzung für die Wirksamkeit des Octachlordiphenylendioxyds ist neben guter homogener Vermischung mit dem Polyäthylen die Zugabe eines die Abspaltung des Chlors vom Octachlordiphenylendioxyd katalysierenden Pigmentes, z. B. Antimontrioxyd.

Mit Octachlordiphenylendioxyd in Verbindung mit Antimontrioxyd flammfest gemachtes Polyäthylen kann überall dort verwendet werden, wo diese Eigenschaft gefordert wird und Polyäthylen aus den oben angegebenen Gründen bisher nicht verwendet werden konnte, z. B. auf bestimmten Gebieten des Elektrosektors.

Erfindungsgemäß kann man Octachlordiphenylendioxyd und Antimontrioxyd sowohl dem Hochdruckais auch dem Niederdruck-, bevorzugt dem »Ziegler«- Niederdruckpolyäthylen zumischen.

Beispiel

760gpulverförmiges Niederdruckpolyäthylen (Dichte 0,95 g/cm³), 190 g Octachlordiphenylendioxyd und 50g Antimontrioxyd werden in einem handelsüblichen schnellaufenden Mischer 1 Minute lang gemischt, darauf 10 Minuten lang bei 160° C auf einem Zweiwalzenstuhl verwalzt, das Walzfell in kleine Stücke geschnitten und diese auf einer beheizbaren hydraulischen Presse bei 160° C unter Kontaktdruck zu einer 3 mm dicken Platte verpreßt. Beim Abkühlen wird der

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Druck auf 100 kg/cm² erhöht. Beim Untermischen und der Verarbeitung des Octachlordiphenylendioxyds und Antimontrioxyds mit Niederdruckpolyäthylen behält das Gemisch eine helleFarbe. Kugeldruckhärte, Grenzbiegespannung und Torsionsmodul der hergestellten Platten sind höher als die einer gleichen Platte aus dem verwendeten Polyäthylen allein. Die Kerbschlagzähigkeit sinkt kaum ab.

Wird ein 3 cm breiter Streifen der Platte 10 Sekunden lang in die nichtleuchtende Flamme eines Teklubrenners gehalten, und zwar so, daß sich der Unterrand des Streifens 1 cm über der Spitze des inneren Flammenkegels befindet, und darauf langsam herausgezogen, so verlöscht er innerhalb von 3 Sekunden. Der Versuch kann mit demselben Streifen mehrmals nacheinander mit dem gleichen Erfolg wiederholt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Flammfestmachen von Polyäthylen durch Antimontrioxyd und eine organische chlorierte Verbindung, dadurch gekennzeichnet, daß man als flammhemmendes Mittel ein Gemisch aus Antimontrioxyd, in einer Menge von 3 bis 50 Gewichtsprozent, und Octachlordiphenylendioxyd, in einer Menge von 5 bis 80 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das eingesetzte Polyäthylen, verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein nach dem »Ziegler«-Verfahren hergestelltes Polyäthylen flammfest gemacht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als flammhemmendes Mittel ein Gemisch aus Antimontrioxyd, in einer Menge von 5 bis 20 Gewichtsprozent, und Octachlordiphenylendioxyd, in einer Menge von 8 bis 40 Gewichtsprozent, jeweils bezogen auf das eingesetzte Polyäthylen, verwendet.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschriften Nr. 2 480298, 2 590 211.

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