DE1794072C3

DE1794072C3 - Schwerbrennbare Formmassen auf der Basis von Polymerisaten des Propylene

Info

Publication number: DE1794072C3
Application number: DE19681794072
Authority: DE
Inventors: Alfred Dr. 6712 Bobenheim Hofmann; Heinz Dr. 6700 Ludwigshafen Mueller-Tamm
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1968-09-03
Filing date: 1968-09-03
Publication date: 1975-09-25
Also published as: BE737979A; CH523295A; DE1794072A1; AT288018B; GB1270318A; DE1794072B2; FR2017234A1

Description

worin m eine ganze Zahl von 0 bis 5, η eine ganze Zahl von 0 bis 4, ο eine ganze Zahl von 0 bis 5, ρ eine ganze Zahl von 0 bis 200 und R eine C₁- bis Q-Alkylgruppe bedeutet, mit den Maßgaben, daß beim Vorliegen von 2 oder mehr Alkylgruppen in dem Stoff diese Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können und daß die Prozentzahlen unter e,) und e₂) sich jeweils zu 100% addieren müssen.

Die vorliegende Erfindung betrifft schwerbrennbare Formmassen auf der Basis von

a) 100 Gewichtsteilen eines Homopolymerisats des Propylens oder eines Copolymerisate des Propylens, das zu wenigstens 50 Gewichtsprozent aus polymer gebundenem Propylen besteht,

b) 0,5 bis 9 Gewichtsteilen eines aliphatischen Bromkohlenwasserstoffs, der zu wenigstens 45 Gewichtsprozent aus chemisch gebundenem Brom besteht,

c) 0,2 bis 7 Gewichtsteilen Antimontrioxid sowie —gegebenenfalls —

d) bis zu 3 Gewichtsteilen eines organischen Phosphits.

Die bekannten Formmassen der genannten Art zeichnen sich durch eine Reihe vorteilhafter Eigenschaften aus. Von gewissem Nachteil ist jedoch, daß die Formmassen relativ große Mengen an Mitteln zur Erzielung der Schwerbrennbarkeit enthalten müssen und daß die Formmassen in der Wärme zu Verfärbungen neigen.

Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, Formmassen der eingangs definierten Art aufzuzeigen, die mit den vorerwähnten Nachteilen nicht oder in erheblich geringerem Umfang belastet sind.

Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe gelöst werden kann, wenn man den Formmassen zusätzlich ein Gemisch aus zwei Stoffen einer jeweils speziell ausgewählten Stoffklasse zusetzt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend schwerbrennbare Formmassen auf der Basis von

b) 0,5 bis 9, vorzugsweise 1 bis 4 Gewichtsteile eines aliphatischen Bromkohlenwasserstoffs, der zu wenigstens 45, vorzugsweise zu wenigstens70 Gewichtsprozent aus chemisch gebundenem Brom besteht,

c) 0,2 bis 7, vorzugsweise 0,5 bis 3 Gewichtsteile Antimontrioxid sowie — gegebenenfalls

d) bis zu 3 Gewichtsteile eines organischen Phosphits.

Die erfindungsgemäßen Formmassen sind dadurch gekennzeichnet' daß sie zusätzlich enthalten

e) 0,2 bis 6, vorzugsweise 0,3 bis 1,5 Gewichtsteile eines Gemisches aus

e,) 20 bis 80, vorzugsweise 50 bis 70 Gewichtsprozent eines bei Temperaturen bis zu wenigstens 100° C in festem Aggregatzustand vorliegenden Alkanpolyols mit 4 bis 12, vorzugsweise 5 oder 6 Kohlenstoffatomen, sowie 4 bis 12, vorzugsweise 4 bis 6 Hydroxylgruppen und

e₂) 20 bis 80. vorzugsweise 30 bis 50 Gewichtsprozent eines Stoffes der allgemeinen Formel

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CH₃	CH₃	R I	Π	CH₃	P
C-	■ -C- ι		>	I
CH₃	CH₃			L. I
CH₃

CH₃ R₁,
CH₃

worin m eine ganze Zahl von 0 bis 5, η eine ganze Zahl von 0 bis 4, ο eine ganze Zahl von 0 bis 5, ρ eine ganze Zahl von 0 bis 200 und R eine C₁- bis C₄-Alkylgruppe bedeutet, mit den Maßgaben, daß beim Vorliegen von 2 oder mehr Alkylgruppen in dem Stoff diese Alkylgruppen gleich oder verschieden sein können und daß die Prozentzahlen unter C₁) und e₂) sich jeweils zu 100% addieren müssen.

Die erfindungsgemäßen Formmassen zeichnen sich gegenüber vergleichbaren bekannten Formmassen insbesondere dadurch aus, daß sie nur relativ geringe Mengen an Mitteln zur Erzielung der Schwerbrennbarkeit enthalten müssen und daß sie in der Wärme nicht oder nur wenig zu Verfärbungen neigen.
Schwerbrennbare Formmassen, die die oben bezeichneten Komponenten a), b), c) sowie — gegebenenfalls — d) und/oder C₁) und/oder weitere andere Hilfs- bzw. Zusatzstoffe enthalten, sind z. B. aus der britischen Patentschrift 1 037 392 bekannt, so daß

insoweit auf sie hier nicht mehr eingegangen zu werden braucht Setzt man die in der britischen Patentschrift auf S. 2, Zeilen 96 bis 113, besonders erwähnten Zusatzstoffe, z.B. Chlorparaffine oder mehrkernige, halogenhaltige aromatische Verbindungen in Parallele mit der erfindungsgemäß mitzuverwendenden Komponente e₂) so zeigt sich in Vergleichsversuchen — wie sie vor den Beispielen beschrieben sind —, daß letztere, obwohl sie keine Halogenatome enthält, in Hinsicht auf das Flammwidrigmachen der Formmassen sehr w viel wirksamer ist aJs die in Parallele gesetzten Zusatzstoffe aus der britischen Patentschrift

Zu den für die erfindungsgemäßen Formmassen kennzeichnenden Additiven e) ist im einzelnen das Folgende zu sagen: ,

e,) Gut geeignete Alkanpolyole sind beispielsweise Tetrite wie meso-Erythrit sowie Heptite wie D-Gluco-D-gulo-heptit und D-Manno-D-galaheptit. Besonders gut geeignete Alkanpolyole sind beispielsweise Pentite wie D-Arabit und D-Quercit sowie Hexite wie D,L-Glucit, D-Mannit, Galactit und L-Inosit. Wie sich gezeigt hat, ist als Alkanpolyol ganz besonders gut geeignet Pentaerythrit.

e₂) Die Stoffe mit der oben definierten, allgemeinen Formel können erhalten werden z. B. aus den zugrunde liegenden p-Düsopropylbenzolen (vgl. den in der eckigen Klammer stehende Teil der allgemeinen Formel) sowie — gegebenenfalls
den zugrunde liegenden Monoisopropylbenzolen (vgl. den rechts und links außerhalb der eckigen Klammer stehenden Teil der allgemeinen Formel). Das Verknüpfen der genannten Ausgangsstoffe kann erfolgen z. B. durch Polyrekombinationsreaktionen, wie sie in den Arbeiten von V. V. K ο r s h a k und Mitarbeitern in »Polymer Science U.S.S.R.«, Bd. i (1960), S. 341 bis 350 und Bd. 3 (1962), S. 925 bis 935, beschrieben sind. Die Stoffe mit uer oben definierten, allgemeinen Formel können auch erhalten werden z. B. aus den entsprechenden p-Di-(monochlorisopropyl)-benzolen sowie — gegebenenfalls — den entsprechenden Mono-(monochlorisopropyl)-benzolen durch Wurtz-Fittig-Reaktion.

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Gut geeigneten Stoffen mit der oben definierten, allgemeinen Formel können als Grundeinheiten zugrunde liegen, z.B. 1,2,4-Triisopropylbenzol, 1,2,4, 5 - Tetraisopropylbenzol, 1,4 - Diisopropyl - 2 - tertbutylbenzol, 1,4 - Diisopropyl - 2,5 - dimethylbenzol. Sehr gut geeignet sind Stoffe, denen als Grundeinheit das p-Diisopropylbenzol zugrunde liegt. Wie sich gezeigt hat, ist ganz besonders gut geeignet Dicumyl.

Das Herstellen der erfindungsgemäßen Formmassen kan*i «η einfacher Weise erfolgen durch Mischen der Komponenten nach einschlägig üblichen Methoden mit einschlägig üblichen Vorrichtungen.

Die Formmassen eigenen sich für die einschlägig üblichen Anwendungsgebiete, z. B. zum Herstellen von Rohren, Fittings und Platten für den Bausektor.

Vergleichsversuche

Unter üblichen, miteinander identischen äußeren Bedingungen sowie unter Verwendung der jeweils gleichen nicht auszutauschenden Ausgangsstoffe wurden Formmassen der folgenden Zusammensetzungen hergestellt:

A. Aus der britischen Patentschrift 1 037 392
Formmasse P

a) 100,0 Gewichtsteile eines Homopolymerisats von Piopylen mit einem Molekulargewicht von etwa 450000,

b) 1,4 Gewichtsteile 1,2^,6,9,10-Hexabrom-cydodecan,

c) 0,7 Gewichtsteile Antimontrioxid,

d) 0,2 Gewichtsteile Trinonylphenyl-phosphit sowie

e) 1,0 Gewichtsteil eines Gemisches aus
G₁) 60,0 Gewichtsprozent Pentaerythrit und

e₂) 40,0 Gewichtsprozent Chlorparaffin mit einem Chlorgehalt von etwa 70 Gewichtsprozent (britische Patentschrift, S. 2, Zeilen 96 bis 103).

Formmasse I"

a) 100,0 Gewichtsteile eines Homopolymerisats von Propylen mit einem Molekulargewicht von etwa 450000,

b) 1,4 Gewichtsteile 1,2,5,6,9,10-Hexabrom-cyclododeccji,

c) 0,7 Gewichtsteile Antimontrioxid,

d) 0,2 Gewichtsteile Trinonylphenyl-phosphit sowie

e) 1,0 Gewichtsteil eines Gemisches aus
Q₁) 60,0 Gewichtsprozent Pentaerythrit und

e₂) 40,0 Gewichtsprozent Octabromdiphenyl (britische Patentschrift, S. 2, Zeilen 104 bis 113).

B. Gemäß der vorliegenden Erfindung
Formmasse II

a) 100,0 Gewichtsteile eines Homopolymerisats von Propylen mit einem Molekulargewicht von etwa 450 000,

b) 1,4 Gewichtsteile 1,2,5,6,9,10-Hexabrom-cyclododecan,

c) 0,7 Gewichtsteile Antimontrioxid,

d) 0,2 Gewichtsteile Trinonylphenyl-phosphit sowie

e) 1,0 Gewichtsteil eines Gemisches aus
e,) 60,0 Gewichtsprozent Pentaerythrit und

e₂) 40,0 Gewichtsprozent eines Stoffes mit der im Patentanspruch definierten allgemeinen Formel, in der stehen m, η und 0 für 0 sowie ρ für etwa 30 (vgl. Beispiel 2).

Aus den drei oben aufgetuhrten Formmassen wurden unter jeweils identischen Bedingungen Preßplatten hergestellt (Preßtemperatur: 190⁰C; Preßzeit: 6 Min., davon 1 Min. geheizt, 5 Min. gekühlt). An den Platten sind praktisch keine Farbunterschiede zu erkennen

Aus den drei oben aufgeführten Formmassen wurden unter jeweils identischen Bedingungen weiterhin die in der untenstehenden Tabelle aufgeführten Werte bestimmt.

Ergebnisse aus den Vergleichsversuchen

Wie aus den Preßplatten und der Tabelle ersichtlich ist, beeinflussen die ausgetauschten Substanzen (ihre Menge, bezogen auf die gesamte Formmasse, beträgt weniger als 0,4 Gewichtsprozent) die optischen, mechanischen und elektrischen Daten in nicht oder kaum zu unterscheidendem Ausmaß. Das Brandverhalten, insbesondere die Brenndauer, wird dagegen in äußerst starkem Maß beeinflußt, wobei die erfindungsgemäßen Formmassen den Formmassen aus der britischen Patentschrift um ein vielfaches überlegen sind.

Tabelle zu den Vergleichsversuchen

Formmasse

MR nach

ASTM D1238-65 T (230/5 [g/10])

Kugeldruckhärte nach DIN· 53 456

[kp/än²]

Qrenzbiegespannung nach DIN

53452 [kp/cm²]

Dielektrischer Verlustfaktor

Inach DIN 53483

tani bei 1O=Hz

Dielektrizitäls-

zahl Fy nach

DIN 53483

bei 10⁶Hz

Abtropfneigung in der Hitze

Verlöschzeitsumme nach UL/Subjekt9 Vertikaltest an Prüfkörpern

⁵ Ii Iu, [see]

P (britbehe
Patenischrift)
I" (britische
Patentschrift)
II (erfindungsgemäß)

21,80
18,43
21,67

889
866
900

430
422
435

0,0010 0,0011 0,0010 2,3 2,3

2,3

sehr stark
weniger stark
am geringsten

122

60

Beispiel 1

Es wird auf einschlägig übliche Weise hergestellt eine Formmasse, bestehend aus a) 100 Gewichtsteilen eines Homopolymerisats des Propylens (μ = 7,3), b) 1,4 Gewichtsteilen 1,2,5,6,9,10-Hexabromcyclododecan, c) 0,7 Gewichtsteilen Antimontrioxid, d) 0,2 Gewichtsteilen Trinonyl-phenyl-phosphit sowie e) 0,5 Gewichtsteilen eines Gemisches aus C₁) 60 Gewichtsprozent Pentaerythrit und e₂) 40 Gewichtsprozent Dicumyl.

Aus der Formmasse wird mittels eines Extruders (Massetemperatur = 220°C) ein Rohr hergestellt; es ist wesentlich schwerer brennbar und im Farbton erheblich heller als ein entsprechendes Rohr, zu dessen Herstellung eine Formmasse der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung — jedoch ohne das Gemisch e) — verwendet worden ist.

Beispiel 2

Es wird ausgegangen von einer Formmasse, bestehend aus a) 100 Gewichtsteilen eines Homopoiymerisats des Propylens (μ = 3,1 ),b) 2 Gewichtsteilen 1,2,5,6, 9,10-Hexabromcyclododecan, c) 1 Gewichtsteil Antimontrioxid, d) 0,2 Gewichtsteilen Trinonyl-phenylphosphit sowie e) 0,5 Gewichtsteuen eines Gemisches aus C₁) 60 Gewichtsprozent Pentaerythrit und e₂) 40 Gewichtsprozent eines Stoffes mit der oben definierten, allgemeinen Formel, in der stehen m, η und ο für 0 sowie ρ für etwa 30.

Aus der Formmasse wird mittels einer Schneckenspritzgußmaschine (Massetemperatur = 220⁰C) ein Rohrfitting hergestellt; er ist wesentlich schwerer brennbar und im Farbton erheblich heller als ein entsprechender Fitting, zu dessen Herstellung eine Formmasse der vorstehend beschriebenen Zusammensetzung — jedoch ohne das Gemisch e) — verwendet worden ist.

Claims

Patentanspruch:

Schwerbrennbare Fonnmassen auf der Basis von

a) 100 Gewichtsteilen eines Homopolymerisates des Propylens oder eines Copolymerisates des Propylens, das zu wenigstens 50 Gewichtsprozent aus polymer gebundenem Propylen besteht,

b) 0,5 bis 9 Gewichtsteilen eines aliphatischen Bromkohlenwasserstoffs, der zu wenigstens 45 Gewichtsprozent aus chemisch gebundenem Brom besteht,

c) 0,2 bis 7 Gewichtsteilen Antimontrioxid sowie — gegebenenfalls —

d) bis zu 3 Gewichtsteilen eines organischen Phosphits, dadurchgekennzeichuet, daß die Formmassen zusätzlich enthalten

e) 0,2 bis 6 Gewichtsteile eines Gemisches aus
ej) 20 bis 80 Gewichtsprozent eines bei Temperaturen bis zu wenigstens 100⁰C in festem Aggregatzustand vorliegenden Alkanpolyols mit 4 bis 12 Kohlenstoffatomen sowie 4 bis 12 Hydroxylgruppen und

e₂) 20 bis 80 Gewichtsprozent eines Stoffes der allgemeinen Formel