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DE2359700C3 - Flameproofing of polyurethanes - Google Patents

Flameproofing of polyurethanes

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Publication number
DE2359700C3
DE2359700C3 DE19732359700 DE2359700A DE2359700C3 DE 2359700 C3 DE2359700 C3 DE 2359700C3 DE 19732359700 DE19732359700 DE 19732359700 DE 2359700 A DE2359700 A DE 2359700A DE 2359700 C3 DE2359700 C3 DE 2359700C3
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DE
Germany
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samples
foam
ammonium
ammonium polyphosphate
condensation
Prior art date
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Application number
DE19732359700
Other languages
German (de)
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DE2359700B2 (en
DE2359700A1 (en
Inventor
Joachim Dipl-Chem. Dr 5159 Türnich; Dany Franz-Josef Dipl.-Chem. Dr.; Kandier Joachim DipL-Chem. Dr.; 5042 Erftstadt Wonmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hoechst AG
Original Assignee
Hoechst AG
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Publication date
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Priority to CA214,137A priority patent/CA1050698A/en
Priority to CH1552174A priority patent/CH603730A5/xx
Priority to ES432296A priority patent/ES432296A1/en
Priority to GB5137774A priority patent/GB1473598A/en
Priority to IT5427074A priority patent/IT1023435B/en
Priority to AT955174A priority patent/AT337997B/en
Priority to SE7414962A priority patent/SE415774B/en
Priority to FR7439282A priority patent/FR2253063B1/fr
Priority to NL7415621A priority patent/NL180595C/en
Priority to BE150986A priority patent/BE822756A/en
Priority to DK621274A priority patent/DK135954C/en
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Priority to US05/675,533 priority patent/US4097400A/en
Publication of DE2359700B2 publication Critical patent/DE2359700B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE2359700C3 publication Critical patent/DE2359700C3/en
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Description

, als Flammschutzmittel für Polyurethane Jc fcsten^A ^ ^ Ansatzkomponente vorzugs-, as a flame retardant for polyurethanes Jcsten ^ A ^ ^ make-up component preferred

ntStn^niumPolyPhosphaS ^J^^ S^SXntStn ^ nium P oly P hospha S ^ J ^^ S ^ SX

600 m ^S i t ll600 m ^ S i t ll

tn^niumPolyPhospS ^J^^ S^ ganze Zahl zwischen etwa 600 i5 m ^Sastet. Auf diese Weise .st e.,, voll-tn ^ nium P oly P hosp S ^ J ^^ S ^ integer between about 600 i 5 m ^ Sastet. In this way .st e. ,, fully-

ohates das durch Erhitzen etwa aquimole- mischung ι hatsalzes m dem Mischbehälterohates that by heating about the equimole mixture ι hatsalzes in the mixing container

kularer Mengen von Ammoniumorthophosphat Absinken de ι Sedimentes em Dadurch ent-molecular-weight quantities of ammonium orthophosphate sinking de ι sediment em corresponds result,

„nd Sosphorpentoxid auf Temperaturen zwschen unter B.Wung ierte pasten> die be. der nach- „Nd sosphorus pentoxide to temperatures between under B.Wung ierte p asten> die be. the after-

S "°d 3500C in Gegenwart von gasförmigem ^S steh en ungie« , der IsOcyanatkomponenteS "° d 350 0 C in the presence of gaseous ^ S stand en ungie«, the IsO cyanate component

ZnZtJu^ stänligem gleichzeitigem; Mi- ^«^*? Unterschiedlichem Flammschutz ZnZtJu ^ steady simultaneous ; Mi- ^ «^ *? Different flame retardants

STSSSSv &ÄÄÄSTSSSSv & ÄÄÄ

^kennzeichnet, daß es ein Ammoniumpolyphos- 30 "^ folyphosphate vermieden werden kann, wenn Pha enthält, welches durch Erhitzen etwa aqu, ^„"^Soniu'mpo.yphosphatmU hohem Konden^ denotes that "^ f ol y phosph ate can be avoided if Pha contains comprising about aqu by heating, ^" a Ammoniumpolyphos- 30 "^ Soniu'mpo.yphosphatmU high condensate

tf^VÄ^l^ar'SSien Sonsg^ — ^SS S1 ^n tf ^ VÄ ^ l ^ ar'SSien Sonsg ^ - ^ SS S 1 ^ n

tf^VÄ^l^arSSien Sonsg^ — ^SS S1 ^n tf ^ VÄ ^ l ^ arSSien Sonsg ^ - ^ SS S 1 ^ n

J sehen 17o' u5d 35O"C in Gegenwart von gas- weniger losl ^. J J 8 Suspension zur Celbildung.I see 17o 'u5d 35O "C in the presence of gas- less soluble ^. JJ 8 suspension for cel formation.

Smigem Ammoniak unter ständigem und gleich- 35 P^f^J betrifft somit die Verwendung vonSmigem ammonia under constant and equal- 35 P ^ f ^ J thus relates to the use of

« tigern Mischen, Kneten und Zerklemern des A^om r^poly g phosPhaten, sowie gegebene f. s Mixing, kneading and crushing the A ^ om r ^ poly g pho s P hat e n, as well as given f. S

Da1 «S Ammoniumpolyphosphat entsprichtDa1 «S corresponds to ammonium polyphosphate

der allgemeinen Formelthe general formula

POPO

Es ist bekannt, zur flammwidrigen Ausrüstung von H01-WNH4WP11O*, m.It is known that H 01 -WNH 4 WP 11 O *, m.

Polyurethanen Phosphorstickstoffverbindungen, wie en anzzahligen Durchschnittswert Polyurethanes phosphorus nitrogen compounds , such as a number average

ζ B Diammoniumorthophosphat, zu verwenden 45 '"^400 ^ ^ 1(χχ) bedeutet und das Ve,-ζ B diammonium orthophosphate, to be used 45 '"^ 400 ^ ^ 1 (χχ) means and the V e, -

welche dem Polyurethanansatz zugemischt werden. - t beträgt.which are added to the polyurethane approach. - t is .

Di'm non'umorthophosphat besitzt jedoch aufgrund ha^IS ^w'eise wird nach der Erfindung ein Ammo-Di'm non'umorthophosphat has, however, due ha ^ IS ^ w 'else is according to the invention an ammonia

Sn" serlöslichleit den Nachteil aus dem Kunst- V°^hosphat mit einem Kondensat.onsgra ».Sn "serlöslichleit the disadvantage of the arts V ° ^ with a calcium phosphate Product Kondensat.onsgra".

stoff bei Feuchtigkeitseinfluß ausgewaschen zu werden, mump J. » 800> insbesOndere 600 bis 800 ein-fabric to be washed out when exposed to moisture, mump J. » 800> in particular 600 to 800

wodurch der Kunststoff seine ursprüngliche Nicht- 50 ^n et ^. ^ ^., Phosphats e^a 0,5thus giving the plastic its original non- 50 ^ n et ^. ^ ^., Phosphate e ^ a 0.5

^dSSTin der Deutschen Aufschrift ^Ä^^SÄ/Ä j^ dSSTin the German inscription ^ Ä ^^ SÄ / Ä j

83 53™ die Verwendung von weitgehend wasser- beZ D O a g s en er a findungsgemäß verwendete Ammoniumpoly-83 53 ™ Ammoniumpoly- the use emäß used by largely water BEZ D O a s g s a he findungsg

foe Poipb„Spha,c der allgemeinen Formel ™ Teieiflammfestmachende Substanz ,5t beweis.foe Poipb " S pha, c of the general formula ™ Partial flame retardant substance, 5 t proof.

e,„spree„e„, in »*„er „ eine 8an„ Za,,, t,it e,„e„, MjJ« »---„, „.«CesM,gewicht, vor,ie5e, "s pree" e "in" * "er" an 8 on "Za ,,, t, it s," e ", MJJ""---","." CESM, g EWIC h t, before, ie 5 e »

"Ä?iSÄS "» Hers,e de. P—n."Ä? ISÄS" »Her s , e de. P — n.

etwa 0,7 und 1,1 Hegt. Die bekannten Ammon.um i ht unmabout 0.7 and 1.1. The well-known Ammon.um i ht unm

S '5,"Ä?iSÄS "θ"» Hers,e de. P—n. ^,J-^S '5, "Ä? ISÄS" θ "» Her s , e de. P — n. ^, J- ^

twa 0,7 und 1,1 Hegt. Die bekannten Ammon.um- urethanschaumstofrcs ist nicht unmittelbar Gegen-about 0.7 and 1.1. The well-known ammonium urethane foam r cs is not directly counter-

Endgruppen-Titrationsverfahren (vanEnd group titration method (van

a, er.a, he.

O 3 4O 3 4

pflächen-iktiven Substanzen und anderen Ver- stoffe, wie sie beispielsweise zur Bauisolierung be- ° beitungshilfsmitteln erna'tcn werden. Desgleichen nötigt werden, werden hochverzweigte Polyole mit a[. . jje Herstellung des nach der Erfindung verwend- einer großen Anzahl von Hydroxylgruppen benötigt, h'ren Ammoniumpolyphosphates bereits in der Die erfindungsgemäß verwendeten Ammonium-Kutschen Patentanmeldung P 23 30 174.8 beschrieben, 5 polyphosphate zeichnen sich als Flammschutzmittel bei das Verfahren darin besteht, daß man etwa in Polyurethanformmassen gegenüber herkömmlichen * ujnlolekulare Mengen von Ammoniumorthophos- Ammoniumpolyphosphaten durch eine geringere a? t un(j phosphorpenioxid auf Temperaturen zwi- Wasserlöslichkeit aus, so daß die Gefahr, uns dem P . 170" und 350r C in Gegenwart von gasförmigem Kunststoff bei Feuchtigkeitseinfluß ausgewaschen zu S\ moniak unter ständigem und gleichzeitigem Mi- io werden, nicht gegeben ist. Insofern bleibt die Flammhen Kneten und Zerkleinern des Reaktionsgutes festiekeit des "Kunststoffes über lange Zeit gewahrt. scj|itz't " Aufgrund der gelbildenden Eigenschaft der Ammo- ^AIs polyhydroxyverbindungen kommen für die niumpolyphosphate ist eine konstante gleichmäßige lyurethanhersteliung Diole, Polyole, Polyäther, Verteilung in dem Polyurethanansatz, insbesondere p°lvester oder Polyesteramide infrage. Im allgemeinen 15 in der Polyolvormischung, gewährleistet und ein b'en diese Substanzen ein Molekulargewicht von Sedimentieren des Phosphates ausgeschlossen. Inf-a 60 bis 5000 und enthalten mindestens zwei sofern ermöglichen die Polyp1-'-— '■·''" die Vorrats-OH Gruppen je Molekül. Ihre Hydroxylzalil liegt haltung von"phosphathalligen Polyolvormisch ingen. Gewöhnlich zwischen etwa 40 und 700 mg KOH/g. da über längere Zeit die Gefanr -er Sedimentation ° Das als weitere Ausgangskomponente erforder- 20 der Phosphatkomponente nicht besteht, r-he Polyisocyanat kann ein aromatisches oder ali- Der Gegenstand der Erfindung soll durch die nachhatisches lsocyanat mit mindestens zwei NCO- folgenden Beispiele näher erläutert werden: Gruppen je Molekül sein, wobei es sich um mono- Es wurde die Löslichkeit eines erfindungsgemäß ere oder polymere Polyisocyanate oder auch um verwendeten Ammoniumpolyphosphates mit einem t 'Kveise mit Polyolen zu sogenannten «Präpolymeren« 25 Kondensationsgrad η von etwa 700, einem Verhältnis setzte polyisocyanate handeln kann. von m zu η gleich 1 und einem P.,O5-Gehalt von Zur Beschleunigung der Umsetzung werden ge- 72 Gewichts-0;, in Wasser bestimmt und das Ergebnis •öhnlich ' Katalysatoren oder deren "Gemische "in in Vergleich zu den Löslichkeiten nachfolgender «rineen Mengen zugesetzt. Als solche sind besonders handelsüblicher Ammoniumpolyphosphate, bei welfertiäre Amine oder metallorganisch Verbindungen, 30 chen der Kondensationsgrad η zwischen 20 und 400 wie zweiwertige Zinn- oder Bleiverbindungen, geeignet. liegt, gesetzt.pflächen-iktiven substances and other processed materials, such as are for example for building insulation loading ° beitungshilfsmitteln nutrition 'TCN. Highly branched polyols with a [. . jj e production of a large number of hydroxyl groups used according to the invention, ammonium polyphosphates are already described in the ammonium coaches used according to the invention patent application P 23 30 174.8 for example in polyurethane molding compounds compared to conventional * u nl oleolecular amounts of ammonium orthophosphate ammonium polyphosphates due to a lower a ? t un (j phosphorpenioxid intermediate to temperatures solubility in water, so that the risk, we washed the P. 170 "and 350 r C in the presence of gaseous plastic with moisture to form S \ monia with continuous and simultaneous micro io will not be given . Insofar the Flammhen kneading and crushing remains of the reaction mixture festiekeit of "plastic for a long time maintained sc j |. itz 't" Because of the gel-forming properties of ammonium ^ AIs polyhydroxy compounds for niumpolyphosphate is a constant uniform lyurethanhersteliung diols, polyols, Polyethers, distribution in the polyurethane batch, especially p ° lvester or polyester amides in question. Generally 15 in the polyol premix, guaranteed and these substances exclude a molecular weight from sedimentation of the phosphate. Inf-a 60 to 5000 and contain at least two if possible the polyp 1 -'-— '■ ·''"the supply OH groups per molecule. Their hydroxyl salts l is keeping of "phosphate-containing polyol premix ingen. Usually between about 40 and 700 mg KOH / g. Since the Gefanr sedimentation does not exist over a long period of time, the phosphate component required as a further starting component does not exist, the polyisocyanate can be an aromatic or ali- The subject of the invention is to be explained in more detail by the post-static isocyanate with at least two NCO- the following examples The solubility of an inventive or polymeric polyisocyanate or ammonium polyphosphate used with polyols to give so-called "prepolymers" 25 degree of condensation η of about 700 was set, a ratio polyisocyanate can act. of m to η equal to 1 and a P., O 5 content of To accelerate the reaction be bought 72 weight 0; determined in water and the result • öhnlich 'catalysts or their "mixtures" in solubilities in comparison to the subsequent "rineen amounts" added. As such, commercially available ammonium polyphosphates, in the case of welfertiary amines or organometallic compounds, the degree of condensation η between 20 and 400, such as divalent tin or lead compounds, are suitable. lies, set.

Üblicherweise verfährt man so, daß ein geringerUsually one proceeds so that a small

stöchiometrischer Überschuß an NCO-Gruppcn ge- χ) Ein Procjukt mit einem Phosphorgehalt (P2O5)stoichiometric excess of NCO-Gruppcn overall χ) A Proc j u kt with a phosphorus content (P 2 O 5)

cenüber den Hydroxylgruppen der Polyolverbindung von 71 bis 72·>/ und einem N-Gehalt von 14cen over the hydroxyl groups of the polyol compound from 71 to 72 ·> / and an N content of 14

im Polyurethanansatz vorliegt. Es kann jedoch auch 35 bis I5l\', mit einem spezifischen Gewicht vonis present in the polyurethane approach. It may, however, also 35 b is I5 l \ ', with a specific gravity of

mit einem Unterschuß an NCO-Gruppen gearbeitet 1 8 c/cm3 und Zersetzunastemperatur bei 33O~Cwith a deficiency of NCO groups worked 1 8 c / cm 3 and Zersetzunastemperatur at 33O ~ C

werden. Die Grenzen für den NCO-Gruppengehalt ^£1 in ciner Aufschlämmung von 1 g des Pro-will. The limits for the NCO group content ^ £ 1 in a slurry of 1 g of the pro-

eecenüber den Hydroxylgruppen liegen bei etwa duktes in 100 g Wasser einen pH-Wert voneecene over the hydroxyl groups has a pH of around 100 g of water

90"bis 130".',, insbesondere 102 bis HO0,,, bezogen auf 45 ^js g90 "to 130". ',, in particular 102 to HO 0 ,,, based on 45 ^ j s g

diejetnach°dnemrGew'ünschIte?n' Flammschutzgrad werden * 2) Ein anderes Produkt ist durch folgende physidem Polyurethanansatz etwa 0,5 bis 20 Gewichts-0;,, kaiische Daten gekennzeichnet: the je t after ° d n r em Gew'ünsch I te? * 2) Another product is characterized by the following physical polyurethane approach approx. 0.5 to 20 weight- 0 ; ,, kaiische data:

insbesondere 1 bis 10 Gewichts-0;, Ammoniumpoly- Phosphorgehalt 32"0 in particular from 1 to 10 weight 0;, Ammoniumpoly- phosphorus content 32 "0

phosphat, bezogen auf das Gesamtgewicht des An- f Gewicht lJ9 phosphate, based on the total weight of the initial weight 19

satzes, zugefügt. Das Ammoniumpolyphosphat wird 45 zersetzunBStenneratur 375 bis 400sentence, added. The ammonium polyphosphate is 45 z ersetzunBSt enneratur 375-400

üblicherweise vor der Vermischung des Polyols mit ^ersetzungstemperauir ....usually before the polyol is mixed with the replacement temperature.

der Polyisocyanatverbindung in das Polyol einge- pH-Wert einer Dispersion vonthe polyisocyanate compound incorporated into the polyol pH value of a dispersion of

bracht. Es kann auch mit anderen flüssigen Flamm- 10 g/100 g H2O 0^brings. It can also be used with other liquid flame 10 g / 100 g H 2 O 0 ^

Schutzmitteln gemischt und diese Mischung dem Brechungszahl 1,48 bis 1,49Protective agents mixed and this mixture the refractive index 1.48 to 1.49

PreS;nS^s£Ser"Verwendung her- * 3) Ein weiteres Produkt enthält 30 bis 32°, P und P r e S; n S ^ s £ Ser "use her- * 3) Another product contains 30 to 32 °, P and

gestellten Polyurethane können sowohl in kompakter ^ * Eigenschaften dieses Produktes sind:Polyurethanes can be made both in more compact ^ * Properties of this product are:

als auch in geschäumter Form hergestellt werden. Wtitere ti^enscruiieias well as in foamed form. Wtitere ti ^ enscruiiei

Für die Herstellung von Polyurethanschaumstoffen spezif. Gewicht 0,4 bis U,8For the production of polyurethane foams specifically Weight 0.4 to U, 8

werden übliche Treibmittel, wie niedrigsiedende chlo- 55 Zersetzungstemperatur 330 bis 450° CCustomary blowing agents, such as low-boiling chlorine decomposition temperature 330 to 450 ° C.

rierte, fluorierte Alkane und/oder Wasser, eingesetzt. Brechungsindex 1.486ized, fluorinated alkanes and / or water are used. Refractive index 1.486

Die Treibmittelmenge hängt dabei von dem ge-The amount of propellant depends on the

wünschten Raumgewicht des Polyurethanschaum- ^ Löslichkcltsbcsünimung wurden 5 g des Am-desired density of the polyurethane foam solubility, 5 g of the am-

Sfhlieniich dienen als Verarbeitungshilfsmittel für 60 moniumpolvphosnhates in 100 ml Wasser 1 Stunde die Pol urethanschaumstoffherste.lung noch Schaum- bei 40' C rerührt danach d« ^^^™^ stabilisatoren zur Regulierun« der Zellstruktur, wobei temperatur abgekühlt und im Verlauf vonSfhlieniich serve as processing aids for 60 monium polvphosnhates in 100 ml of water for 1 hour the pol urethane foam production still foam at 40 ° C then stirs the stabilizers to regulate the cell structure, whereby the temperature is cooled and in the course of

nissesnisses

nach Wahl des Polyols und des Mengenverhält- 65 abdekantiert und zur Spaltungat the choice of the polyol and the proportions 65 decanted and for cleavage

der einzelnen Ansatzkomponenten können löstem Ammoniumpolyphosphatof the individual batch components can be dissolved ammonium polyphosphate

bis starre PolyurethanschaumstolTe her- l werden. Zur Herstellung starrer Schaum-until rigid polyurethane foam sticks are produced. For the production of rigid foam

on eventuclll je-on eventuclll each-

tem Ammoniumpolyphosph kurz^ ai gekocht In aliquoten Te.len der einzelnen Losu gen wurde dieTem ammonium polyphosph briefly boiled In aliquots of the individual solutions, the

Leitfähigkeit, Dichte und der geloste Anteil desConductivity, density and the dissolved fraction of the

Anteil desShare of

Phosphates bestimmt. Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.Phosphates determined. The results obtained are shown in table 1.

Tabelle 1Table 1

Produktproduct II. 1111th 111111 1)1) 16651665 1,0031.003 20,920.9 2)2) 16441644 1,0031.003 19,519.5 3)3) 20182018 1,0041.004 31,831.8 Produkt gemäß ErfindungProduct according to the invention 605605 1,0011.001 9,39.3 verwendetused

150 g Methylcndiphenyl 4,4'-diisocyanat eingetragen und die erhaltenen Reaktionsgemische in zwei 5 Liter-Pappkartons gegossen. Nach 30 see Krcmzeii und 120 see Steigzeit waren zwei starre Polyurethanscliaumstoffblöckc entstanden, die innerhalb 10 min. aushärteten. Die Schaumstoffblöcke besaßen die
Tabelle 1 dargestellten Eigenschaften.
Entered 150 g of methylcndiphenyl 4,4'-diisocyanate and poured the resulting reaction mixtures into two 5 liter cardboard boxes. After a rise of 30 seconds and a rise time of 120 seconds, two rigid polyurethane plastic blocks were formed which cured within 10 minutes. The foam blocks owned the
Properties shown in Table 1.

Tabelle IITable II

Eigenschaftenproperties

Schaumstoff
1 Il
Foam
1 Il

In Tabelle 1 bedeuten:In table 1:

Spalte I: Elektrische Leitfähigkeit der LösungColumn I: electrical conductivity of the solution

([J.S =-- Mikro-Siemens)
Spalte II: Dichte der Lösung bei 20C (g/ml)
([JS = - micro Siemens)
Column II: Density of the solution at 20C (g / ml)

Spalte III: Gelöster Phosphatanteil bei 40cC (Gewichts-%) Column III: Dissolved phosphate content at 40 c C (% by weight)

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich, besitzt das erfindungsgemäß verwendete Produkt eine wesentlich geringere Löslichkeit in Wasser als die Vergleichsprodukte.As can be seen from Table 1, the product used according to the invention has a significantly lower product Solubility in water than the comparison products.

Raumgewicht (g/l) 36 35Volume weight (g / l) 36 35

Druckfestigkeit nach DIN 53 421 2,71 2,63
(kp/cm2)
Compressive strength according to DIN 53 421 2.71 2.63
(kp / cm 2 )

Biegefestigkeit nach DIN 53 423 2,20 2.27Flexural strength according to DIN 53 423 2.20 2.27

(kp/cm2)
Scherfestigkeit DlN 53 422 1,50 1,54
(kp / cm 2 )
Shear strength DIN 53 422 1.50 1.54

(kp/cm2)(kp / cm 2 )

Dimensionsstabilität (Volumen- —6,3 —3,7
änderung bei 70;C/95% relativer
Luftfeuchte nach 2 Wochen (°/0)
Dimensional stability (volume- -6.3-3.7
change at 70 ; C / 95% relative
Humidity after 2 weeks (° / 0 )

Beispiel 1example 1

Es wurden zwei Polyiirethansehaumstofk. nachfolgender Zusammensetzung hergestellt, wobei Ansatz I als Flammschutzmittel ein Ammoniumpolyphosphat mit einem Kondensationsgrad η von etwa 700 besaß, während Ansatz II kein Flammschutzmittel enthielt. Folgende Substanzen wurden zunächst bei Raumtemperatur innig vermischt:There were two polyethane foams. produced the following composition, where batch I had an ammonium polyphosphate with a degree of condensation η of about 700 as the flame retardant, while batch II contained no flame retardant. The following substances were initially intimately mixed at room temperature:

Ansatzapproach

1 Il1 Il

Polyätherpolyol (propoxyliertes
Glycerin/Rohrzucker-Gemisch mit
der OH-Zahl 520 mg KOH/g,
Molekulargewicht ca. 350, Viskosität 6000 cP
Polyether polyol (propoxylated
Glycerine / cane sugar mixture with
the OH number 520 mg KOH / g,
Molecular weight approx. 350, viscosity 6000 cP

100 g 100 g100 g 100 g

Wasserwater igig σοσο - TriehlorfluormethanTriehlorfluoromethane 24 g24 g 24 g24 g TriäthylaminTriethylamine 3g3g 3g3g Dimethylpolysiloxanpolyoxy-Dimethylpolysiloxane polyoxy ί gί g igig alkylenäthermischpolymerisatalkylene ether copolymer AmmoniumpolyphosphatAmmonium polyphosphate 10 g10 g

In die aus vorstehenden Substanzen hergestellten Gemische wurden unter kräftigem Aühren jeweilsIn each of the mixtures prepared from the above substances, while stirring vigorously

Tabelle IIITable III

Im Abbrandversuch nach ASTM-D1692 erwies sich Schaumstoff I als »selbstverlöschend« nach einer Abbrandstrecke von 26 mm, während Schaumstoff II »vollkommen« abbrannte.Proved in a burn test according to ASTM-D1692 Foam I appears to be "self-extinguishing" after a burn-off distance of 26 mm, while Foam II "Completely" burned down.

Beispiel 2Example 2

Es wurden 8 Proben eines homogenisierten Gemisches aus den in Beispiel 1 mit Ansatz II bezeichneten Komponenten, mit Ausnahme von Trichlorfluormethan, hergestellt und in die Proben 1 bis 4 10 g eines Ammoniumpolyphosphates mit einem Kondensationsgrad η von ~ 800 bzw. in die Proben 5 bis 8 jeweils 10 g Ammoniumpolyphosphatprodukt 2 mit einem Kondensationsgrad von >-300 eingemischt. Die Proben wurde η in Bechergläsern 4 Wochen gelagert. Nach jeder Woche wurde von jeweils einer Probe der Proben 1 bis 4 bzw. 5 bis 8 das Sedimentationsvolumen des Ammoniumpolyphosphates in Prozent des Gesamtvolumens bestimmt, anschließend die Probe durch Rühren mit einem Flügelrührer bei 150 Umdrehungen pro Minute erneut homogenisiert und die bis zur sichtbaren Homogenisie :ung erforderliche Zeit gemessen. Danach wurde die Probe durch Zusatz von 24 g Triehlorfluormethan und 150 g Methylendiphenyl-4,4'-diisocyanat zu einem Polyurethanschaumstoff verschäumt.8 samples of a homogenized mixture were prepared from the components designated in Example 1 with batch II, with the exception of trichlorofluoromethane, and samples 1 to 4 10 g of an ammonium polyphosphate with a degree of condensation η of ~ 800 or samples 5 to 8 10 g of ammonium polyphosphate product 2 with a degree of condensation of> -300 are mixed in. The samples were stored η in beakers for 4 weeks. After each week, the sedimentation volume of the ammonium polyphosphate was determined as a percentage of the total volume of a sample from samples 1 to 4 or 5 to 8, then the sample was homogenized again by stirring with a paddle stirrer at 150 revolutions per minute and the homogenization was achieved up to visible homogeneity: time required. The sample was then foamed to form a polyurethane foam by adding 24 g of trichlorofluoromethane and 150 g of methylenediphenyl-4,4'-diisocyanate.

Die in der Versuchsreihe ermittelten Sedimentationsvolumina und Homogenisierungszeiten sind aus Tabelle III ersichtlich.The sedimentation volumes and homogenization times determined in the test series are can be seen from Table III.

Probesample 11 22 33 44th 55 66th 77th 88th 44th Anzahl WochenNumber of weeks 11 22 33 44th 11 22 33 >180> 180 Homogenisierungszeit (see)Homogenization time (see) 1010 1010 1515th 2020th 2525th 4040 6060 1010 Sedimentationsvolumen °/' Sedimentation volume ° / ' 00 00 II. 66th 66th 1414th 1212th

Die Probe 8 war nach 4wöchiger Standzeit unter 65 gesetzt hatte. Generell erforderten die Proben 1 bis 4Sample 8 was below 65 after standing for 4 weeks. In general, samples 1 to 4 required

den angegebenen Bedingungen nicht mehr homogeni- eine kürzere Homogenisierungszeit als die Proben 5No more homogenization under the specified conditions - a shorter homogenization time than the samples 5

sierbar, da sich das sedimentierte Ammoniumpoly- bis 8 und waren nach 2 Wochen im Gegensatz zu densable, since the sedimented ammonium poly- to 8 and were in contrast to the after 2 weeks

nhosnhat zu einem stark verfestigten Bodensatz ab- Vergleichsproben noch vollkommen homogen.nhosn has turned into a strongly solidified sediment - comparative samples still completely homogeneous.

Beispiel 3Example 3

Es wurden folgende Komponenten bei Raumtemperatur innig vermischt:The following components were intimately mixed at room temperature:

100 g Polyesterpolyol (Adipinsäurediäthylenglykolpolyester) mit der OH-Zahl 60 mgKOH/g, Molekulargewicht ca. 2000, Viskosität ca. 20 00OcP100 g polyester polyol (adipic acid diethylene glycol polyester) with an OH number of 60 mgKOH / g, Molecular weight approx. 2000, viscosity approx. 20,000 ocP

4,7 g Wasser4.7 g water

1,0 g Polyoxyalkylenpolydimethylsiloxancopolymeres 1.0 g of polyoxyalkylene polydimethylsiloxane copolymer

1,0 g Dichlortetrafluoräthylen 0,4 g Dimethylbenzylamin
0,15 g Zinn(II)octoat
1.0 g dichlorotetrafluoroethylene 0.4 g dimethylbenzylamine
0.15 g of tin (II) octoate

7 g Ammoniumpolyphosphat mit einem Kondensationsgrad η von 7007 g ammonium polyphosphate with a degree of condensation η of 700

In das erhaltene Gemisch wurden rasch 51 g eines Gemisches des 2,4- und 2,6-Isomeren des Toluylendiisocyanates (Mischungsverhältnis der Isomeren 80: 20) eingerührt. Nach 33 Sekunden Kremzeit und 116 Sek. Steigzeit entstand in einem Pappkarton ein flammgeschiitzter elastischer Polyurethanschaumstoff.51 g of a mixture of the 2,4- and 2,6-isomers of tolylene diisocyanate were rapidly added to the mixture obtained (Mixing ratio of the isomers 80:20) is stirred in. After 33 seconds of cream time and A flame-retardant, elastic polyurethane foam was created in a cardboard box with a rise time of 116 seconds.

In einem Vergleichsversuch wurde in analoger Weise ein entsprechender Schaumstoff hergestellt, der kein Flammschutzmittel enthielt. Die hergestellten Schaumstoffe besaßen die in Tabelle IV genannten Eigenschaften.In a comparative experiment, a corresponding foam was produced in an analogous manner, the contained no flame retardant. The foams produced were those listed in Table IV Properties.

Tabelle IVTable IV

Eigenschaften des, SchaumstoffesProperties of the foam AA. BB. Raumgewicht, (g/1)Volume weight, (g / 1) 2424 2323 Druckverformungsrest nach DlN
53 572 (22 h/70°C/50% Stauchung
Compression set according to DIN
53 572 (22 h / 70 ° C / 50% compression
6,36.3 5,25.2
Zugfestigkeit nach DIN 53 571
(kp/cm2)
Tensile strength according to DIN 53 571
(kp / cm 2 )
0,950.95 1.051.05
Dimensionsstabilität (Volumen
änderung bei 700C und 95%
relative Luftfeuchte nach 2 Wochen
Dimensional stability (volume
change at 70 0 C and 95%
relative humidity after 2 weeks
-2,4-2.4 + 0,4+ 0.4

A —· mit Flammschutzmittelzusatz
B — ohne Flammschutzmittelzusatz
A - · with flame retardant additive
B - without the addition of flame retardants

Im Abbrandtest nach ASTM D 1692 erwies sich der Schaumstoff A als sdbstverlöschend nach einer Abbrandstrecke von 22 mm, während Schaumstoff B völlig abbrannte.In the burning test according to ASTM D 1692, foam A proved to be self-extinguishing after one Burning distance of 22 mm, while foam B burned down completely.

Der Versuch zeigt, daß durch den Zusatz des Flammschutzmittels zum Schaumstoff dessen Eigenschaften nur unwesentlich verändert werden.The experiment shows that by adding the flame retardant to the foam, its properties can only be changed insignificantly.

Beispiel 4Example 4

Es wurden 10 Proben eines bei Raumtemperatur homogenisierten Gemisches bestehend aus folgenden Komponenten hergestelltThere were 10 samples of a mixture homogenized at room temperature, consisting of the following Components manufactured

100 g Polyesterpolyol (Adipinsäurediäthylenglykolpolyester) mit der OH-Zahl 60 mgKOH/g, Molekulargewicht ca. 2000, Viskosität ca. 20 000 cP "100 g polyester polyol (adipic acid diethylene glycol polyester) with an OH number of 60 mgKOH / g, Molecular weight approx. 2000, viscosity approx. 20,000 cP "

4,7 g Wasser4.7 g water

1,0 g Polyoxynlkylenpolydimethylsiloxancopolymeres 1.0 g of polyoxyalkylene polydimethylsiloxane copolymer

0,4 g Dimethylbenzylamin
0,15 g Zinn(II)octoat
0.4 g dimethylbenzylamine
0.15 g of tin (II) octoate

In die Proben 1 bis 5 wurden jeweils 7 g Ammoniumpolyphosphatprodukt 3 mit einem Kondensationsgrad η von --200 und in die Proben 6 bis 10 jeweils 7 g eines Ammoniumpolyphosphates mit einem Kondensutionsgrad von ~600 eingemischt. Die Proben wurden in Bechergläsern 5 Wochen gelagert. Nach jeder Woche wurde von jeweils einer der Proben 1 bis 5 bzw. 6 bis 10 das Volumen der durch Sedimentation des Ammoniumpolyphosphates sich über der Suspension ausbildenden klaren Flüssigkeitsschicht bestimmt und in prozentuale Relation zum Gesamtvolumen der Probe gesetzt. Anschließend wurde die Probe durch Rühren mit einem Flügelrührer bei 150 Umdrehungen pro Minute erneuiSamples 1 to 5 were mixed with 7 g of ammonium polyphosphate product 3 with a degree of condensation η of -200 and samples 6 to 10 were mixed with 7 g of an ammonium polyphosphate with a degree of condensation of ~ 600. The samples were stored in beakers for 5 weeks. After each week, the volume of the clear liquid layer formed over the suspension by sedimentation of the ammonium polyphosphate was determined for one of the samples 1 to 5 or 6 to 10 and related as a percentage to the total volume of the sample. The sample was then renewed by stirring with a paddle stirrer at 150 revolutions per minute

4.5 homogenisiert und dabei die bis zur sichtbaren Homogenisierung erforderliche Zeit gemessen. Die jeweil; erhaltenen Meßergebnisse sind in Tabelle V dargestellt4.5 homogenized and at the same time the homogenization up to the visible required time measured. The respective; The measurement results obtained are shown in Table V.

Tabelle VTable V

Probe Nr.Sample no.

Anzahl Wochen 1 2 3 Number of weeks 1 2 3

Homogenisierungszeit (see) 30 55 90Homogenization time (see) 30 55 90

Volumen der klaren 9. 14 21 Flüssigkeitsschicht "u Volume of the clear 9. 14 21 liquid layer " u

44th 55 66th 77th 88th 99 1010 44th 55 11 22 33 44th 55 150150 210210 1010 3535 4545 6060 7575 TiTi 3030th 00 11 44th 1010 1212th

WieT-ibclleV zeiet erfordern die Proben 6 bis 10 65 wie aus der folgenden 1IaWIcVI hervorgeht, noWieT-ibclleV zeiet require the samples 6 to 10 65 as follows from the following 1 IaWIcVI, no

fine kürzere Homogcnisierungs/eit als die Vergleichs- offensichtlicher wenn m;,n die Proben 1 bis 10 /fine shorter homogenization time than the comparison - more obvious if m;, n samples 1 to 10 /

proben 1 bis 5 und besitzen außerdem eine geringere sätzlich mit 1 g Wasser versetzt.samples 1 to 5 and also have a lower one with 1 g of water added.

Neigung zur Sedimentation. Diese F.ffckie werden, /oniiM'/,Tendency to sedimentation. These F.ffckie be, / oniiM '/,

Tabelle VITable VI

ίοίο

Probe Nr.Sample no.

1010

Anzahl Wochen 1Number of weeks 1

Homogenisierungszeit (see) 20Homogenization time (see) 20

Volumen der klaren 11
Fliissigkeitsschicht %
Volume of the clear 11
Liquid layer%

33 44th 55 11 ->-> 33 44th 55 5050 8080 140140 195195 00 2020th 3030th 5050 6565 ISIS 2727 3232 3636 00 11 22 44th 77th

Probe Nr.Sample no.

Die Proben 1 und 6 gemäß Tabelle V wurden mit Tabelle VII je 1 g Dichlortetrafluoräthylen vermischt und die Gemiscl e jeweils mit 51 g eines Gemisches des 2,4- und 2,6-Isomeren des Toluylendiisocyanates (Mischungsverhältnis des Isomeren 80:20) umgesetzt. Die Eigenschaften der erhaltenen Schaumstoffe unterschieden sich nur unwesentlich von den Eigenschaften des nach Beispiel 4 hergestellten flammgeschiitzten Schaumstoffes.Samples 1 and 6 according to Table V were each mixed with 1 g of dichlorotetrafluoroethylene and the Mixture with 51 g of a mixture of the 2,4- and 2,6-isomers of toluene diisocyanate (mixing ratio of isomer 80:20) implemented. The properties of the foams obtained differed differ only insignificantly from the properties of the flame retardant produced according to Example 4 Foam.

Beispiel 5Example 5

Es wurden 6 Proben eines bei Raumtemperatur homogenisierten Gemisches, bestehend aus folgenden Komponenten, hergestellt.There were 6 samples of a mixture homogenized at room temperature, consisting of the following Components, manufactured.

100 g Polyäther (propoxyliertes Trimethylolpropan100 g polyether (propoxylated trimethylolpropane

mit der Hydroxylzahl 375 mg KOH/g, Molekulargewicht ca. 400, Viskosität 650 cP)with the hydroxyl number 375 mg KOH / g, molecular weight approx. 400, viscosity 650 cP)

35 g Trichlorfluormethan35 g trichlorofluoromethane

1,5 g Dimethylpolysiloxanpolyoxyalkylenäther-1.5 g dimethylpolysiloxane polyoxyalkylene ether

mischpolymerisatcopolymer

0,5 g Triethylendiamin
2,0 g Triäthylamin
0.5 g triethylenediamine
2.0 g of triethylamine

1515th

236236

104104

In die Proben 2 bis 6 wurden unterschiedliche Mengen eines Ammoniumpolyphosphates mit einem Kondensationsgrad π von ~ 700 eingemischt und anschließend sämtliche Proben mit je 100 g Polymethylenpolyphenylenpolyisocyanat mit einem Gehalt an reaktionsfähigen NCO-Gruppen von etwa 32% und einer Viskosität bei 200C von 25OcP umgesetzt. Die in Pappkartons eingebrachten Proben bildeten starre Polyurethanschaumstoffbiöcke von guter Qualität. Im Abbrandtest nach ASTM D 1692 zeigten die einzelnen Polyurethanproben das in Tabelle VIl dargestellte Abbrandverhalten.In the samples 2 to 6 different amounts were an ammonium polyphosphate having a condensation degree π of ~ 700 blended and then reacted all samples with 100 g of polymethylene polyphenylene polyisocyanate having a content of reactive NCO groups of about 32% and a viscosity at 20 0 C of 25OcP . The samples placed in cardboard boxes formed rigid polyurethane foam blocks of good quality. In the burning test according to ASTM D 1692, the individual polyurethane samples showed the burning behavior shown in Table VIl.

4040

4545

Flammschutzmittelmenge (g)Amount of flame retardant (g)

Klasseclass

Abbrandge-Burn-off

schwindigkeitspeed

(mm/min) Abbrandstrecke — — 55 19 11 10
(mm)
(mm / min) Burning distance - - 55 19 11 10
(mm)

b = brennbarb = combustible

s = selbstverlöschends = self-extinguishing

Beispiel 6Example 6

Es wurde eine Paste hergestellt aus 40 Gewichts-/ Ammoniumpolyphosphat mit einem Kondensations grad /; von -1000 und 60 Gewichts-% Tris(2-chlor äthyl-)phosphat. 10 g dieser Paste wurden mit folgen den Substanzen vermischt:A paste was made from 40% by weight ammonium polyphosphate with a condensation Degree /; from -1000 and 60% by weight Tris (2-chlor ethyl) phosphate. 10 g of this paste were mixed with the following substances:

100 g Polyätherpolyol (propoxyliertes Äthylendiarrui mit der OH-Zahl 480 mg KOH/g, Molekular gewicht ca. 400, Viskosität (250C) ca. 300OcP100 g polyether polyol (propoxylated Äthylendiarrui with an OH number of 480 mg KOH / g, molecular weight 400, viscosity (25 0 C) for about 300OcP

2 g Hexamethyltriäthylentetramin
20 g Trichlorfluormethan
2 g Wasser
2 g of hexamethyltriethylenetetramine
20 g trichlorofluoromethane
2 g of water

1 g Dimethylpolysiloxanpolyoxyalkylenäthermischpolymerisat 1 g of dimethylpolysiloxane polyoxyalkylene ether copolymer

150 g Methylendiphenyl-4,4'-diisocyanat150 g methylenediphenyl-4,4'-diisocyanate

Das Gemisch wurde in einen Pappkarton gegosser und ergab nach 30 see: Kremzeit und 112 see Steigzeit einen starren Schaumstoff vom Raumgewichl 32 g/l von guter Qualität. Im Abbrandtest nach ASTM D 1692 erwies sich der Schaumstoff als selbstverlöschend nach 21 mm Abbrandstrecke.The mixture was poured into a cardboard box and gave after 30 seconds: cream time and 112 seconds rise time a rigid foam with a density of 32 g / l of good quality. In the burn test after According to ASTM D 1692, the foam was found to be self-extinguishing after a burn distance of 21 mm.

Claims (1)

1 r r i f f i t e r und Mc C u 1 1 o u g h, Anal. Chem. 1 rriffiter and Mc C u 1 1 ough, Anal. Chem. V/ Π 9511 S 1755), nachdem die Ammon.umpoly-Patentansprüchc: phosphate mit Hilfe von Ionenaustauschharz m dieV / Π 9511 S 1755), after the Ammon.umpoly patent claims: phosphate with the help of ion exchange resin m the 1 Verwendung von Ammoniumpolyphos- ^f ν^Γ^^1 Use of ammonium polyphosis- ^ f ν ^ Γ ^^ phaten der allgemeinen Formel » * ^ einem Kondensat.onsgrad » von e wa ^00 phaten of the general formula "* ^ a degree of condensation" of e wa ^ 00 ΛΛΟ,,, Eis 400 beim ^^^Γ^Π^ ΛΛΟ ,,, Ice 400 at ^^^ Γ ^ Π ^ ffss;1 -™ sffss; 1 - ™ s
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