DE4300390A1 - Preventing burning of plastics materials or plastics composites - by incorporating conventional flame retardant as microcapsules - Google Patents
Preventing burning of plastics materials or plastics composites - by incorporating conventional flame retardant as microcapsulesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verhütung der Brand zündung von Kunststoff- und Kunststoffverbundteilen mit gleichzeitiger Verbesserung des Brandlöschverhaltens durch den Einsatz von besonders gestalteten chemischen Verbindungen als Flammschutzmittel in das Gefüge der Konstruktions- bzw. Funktionswerkstoffe.The invention relates to a method for preventing fire Ignition of plastic and plastic composite parts with simultaneous improvement of the fire extinguishing behavior by the Use of specially designed chemical compounds as Flame retardants in the structure of the construction or Functional materials.
Neben den vielen Vorteilen des Kunststoffeinsatzes auf allen Ge bieten der Technik, ist als besonderer Nachteil die Brennbarkeit dieser Werkstoffgruppe zu vermerken. Hierdurch können nicht nur irreparable Schäden durch thermische Einflußgrößen verursacht werden, sondern auch die Expositionen von Giften erfolgen. Die mögliche Bildung der Giftstoffe aller Gefährdungsklassen ist durch die Verwendung von aromatischen, halogenierten, (iso-)cy anisierten und hochpolymerisierten Systemen, einschließlich Ingredienzien, vorgezeichnet. Die Bildungsenthalpien sind während eines Brandablaufes durch thermische und kinetische Größen gegeben.In addition to the many advantages of using plastic on all ge offer the technology, is a particular disadvantage of flammability note this material group. This can not only irreparable damage caused by thermal factors exposures, but also the exposure to poisons. The possible formation of toxins of all hazard classes through the use of aromatic, halogenated, (iso-) cy anized and highly polymerized systems, including Ingredients, mapped out. The enthalpies of education are during a fire run through thermal and kinetic Given sizes.
Um organische Kunststoffe u. a. auch auf das Verhalten im obigen Sinne charakterisieren zu können, ist es international üblich, das Bauteilzulassungsprogramm der "Underwriters′ Laboratories (UL) Component Recognition Program" hierzu zu nutzen. Die relevanten Punkte hieraus bedürfen der Er wähnung:To organic plastics u. a. also on the behavior in the above To be able to characterize the senses, it is international practice the component approval program of "Underwriters ′ Laboratories (UL) Component Recognition Program" to use for this. The relevant points from this need the Er wahnung:
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1. (TI Temperature Index) Temperatur-Index,
er stellt die maximale Temperatur (0°C) dar, bis zu der bzw. unterhalb der das Material nur mit sehr geringem Risiko auf ein durch thermischen Abbau zurückzuführendes Versagen einge setzt werden kann.1. (TI Temperature Index) temperature index,
it represents the maximum temperature (0 ° C) up to or below which the material can be used with very little risk of failure due to thermal degradation. -
2. (WWI Hot Wire Ignition) Glühdrahtzündung,
wobei Probestäbe mit einem Widerstandsdraht umwickelt werden, der zur Rotglühung gebracht wird. Es werden die Sekunden ge messen, bei der Entzündung auftritt.2. (WWI Hot Wire Ignition) filament ignition,
whereby test rods are wrapped with a resistance wire which is brought to a red glow. The seconds in which inflammation occurs are measured. -
3. (UL 94 Flame Class-Vertical Burning Test) Flammstufe-Verti
kal-Brandprüfung UL 94 V-0,
hierbei handelt es sich um eine Brennprüfung im Labormaßstab von gealterten und ungealterten Prüflingen mit mehrmals wirk sameren Zündquellen.3. (UL 94 Flame Class-Vertical Burning Test) Flame level vertical fire test UL 94 V-0,
This is a burning test on a laboratory scale of aged and unaged test specimens with ignition sources that are several times more effective. - 4. (HAI High Amp Arc Ignition) Entzündung durch einen Lichtbogen hoher Stromstärke, der 40× pro min geschaltet wird. Gemes sen wird die Zahl der Lichtbogenschaltungen bis zur Entzün dung.4. (HAI High Amp Arc Ignition) Arc ignition high current, which is switched 40 × per min. Measured The number of arcing operations before ignition is increased dung.
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5. (HVTR High Volt Track Rate) Hochspannungskriechstromfestig
keit,
bei dieser Prüfung wird unter einer Spannung von 5200 V zwi schen den beiden Elektroden auf der Materialoberfläche ein Lichtbogen gezogen. Wird die Oberfläche karbonisiert, dann werden die Elektroden mit bestimmter Geschwindigkeit von ein ander entfernt und als Maß mm/min verwendet.5. (HVTR High Volt Track Rate) high voltage tracking resistance,
In this test, an arc is drawn between the two electrodes under a voltage of 5200 V on the surface of the material. If the surface is carbonized, the electrodes are removed from each other at a certain speed and used as the measure mm / min. -
6. (D 495 Arc Resistance) Lichtbogenfestigkeit,
angewendet wird die "trockene ASTM-Lichtbogen-Prüfmethode". Die Frequenz und die Stromstärke des Lichtbogens werden alle 60 s solange erhöht, bis der Lichtbogen nicht mehr unterbro chen wird. Der wiederzugebende Wert stellt die durchschnitt liche Anzahl von s dar, die bis zum Überschlag erforderlich sind. 6. (D 495 Arc Resistance) arc resistance,
The "dry ASTM arc test method" is used. The frequency and current of the arc are increased every 60 s until the arc is no longer interrupted. The value to be reproduced represents the average number of s that are required before the rollover. -
7. (CTI IEC Track) Kriechstromfestigkeit,
angewendet wird die "feuchte ASTM-Lichtbogen-Prüfmethode", bei der der Widerstand von Probekörpern gegen die Bildung von Kriechspuren oder Materialabtragung gemessen wird.7. (CTI IEC Track) tracking resistance,
The "wet ASTM arc test method" is used, in which the resistance of test specimens against the formation of creep marks or material removal is measured.
USA Underwriters′ Laboratories UL Yellow Cards "Gelbe Karten" wurde im März 1984 veröffentlicht und werden international als Anwendervorschläge genutzt, vor allem dann, wenn Brandbeeinflus sungen möglich erscheinen.USA Underwriters ′ Laboratories UL Yellow Cards was released in March 1984 and is considered international User suggestions used, especially when there is a fire solutions seem possible.
Die Messung des thermischen Einflusses auf die Eigenschaftsän derungen von Prüfkörpern wird in der DIN 53 446 beschrieben.The measurement of the thermal influence on the properties Changes in test specimens are described in DIN 53 446.
Die Brandauslösung an einem organischen Funktions- oder Kon struktionssystem erfolgt in aller Regel an einer Zündstelle durch örtliche Überschreitung der Zündtemperatur. Hier werden die zur Zündung notwendigen gasförmigen Stoffe (meist Radikale) an das Oxidationsmittel (meist Luft) exponiert.The fire trigger on an organic function or con structure system usually takes place at an ignition point by locally exceeding the ignition temperature. Be here the gaseous substances necessary for ignition (mostly radicals) exposed to the oxidizing agent (mostly air).
Um diesen durch thermische Einwirkungen initiierten Prozeß zu hemmen oder zu löschen, können fast alle bekannten Kunststoff systeme mit Flammschutzmitteln ausgerüstet werden, sofern deren Einsatzgebiete dieses erfordern.To this process initiated by thermal effects inhibit or delete almost all known plastics systems can be equipped with flame retardants, if their Areas of application require this.
Ohne auf eine Bewertung der Wirkmechanismen einzugehen, werden einige der hauptsächlichsten Flammschutzverfahren als Charakte risierung des Standes der Technik aufgeführt:Without going into an evaluation of the mechanisms of action some of the main flame retardant processes as characters State of the art listed:
- 1. Erhöhung des Anteils anorganischer Atome im Polymer,1. increasing the proportion of inorganic atoms in the polymer,
- 2. Mineralfaser- und Glasfaserfüllung des Polymers,2. mineral fiber and glass fiber filling of the polymer,
- 3. Einsatz von Spezialfüllstoffen, wie Aluminiumhydroxid Al (OH)₃, Dawsonite NaAl (OH)2CO3, Magnesiumcarbonat MgCO3·H2O, Zinkborat Zn (BO2)2·2H2O, Na-Silikate,3. Use of special fillers, such as aluminum hydroxide Al (OH) ₃, Dawsonite NaAl (OH) 2 CO 3 , magnesium carbonate MgCO 3 .H 2 O, zinc borate Zn (BO 2 ) 2 .2H 2 O, Na silicates,
- 4. Nachchlorierungen, Nachfluorierungen von Polymeren,4. post-chlorination, post-fluorination of polymers,
- 5. HT-Polymere mit Fremdatomen, wie P, As, B, S, Sb, Si u. a.,5. HT polymers with foreign atoms, such as P, As, B, S, Sb, Si and. a.,
- 6. Fasern aus Aramiden (Flugzeugtextilien),6. Aramid fibers (aircraft textiles),
- 7. Einsatz von Poly(aryl)-oxiden, -sulfiden und -sulfonen.7. Use of poly (aryl) oxides, sulfides and sulfones.
Neben den gewünschten Eigenschaften des Entflammungsschutzes sind meist unerwünschte Nebenwirkungen auf andere Werkstoffpa rameter die Folge, oder es müssen synthetisch hochaufwendige (Hetero-)Polymere mit geringeren Flammschutzmittelkonzentra tionen eingesetzt werden.In addition to the desired properties of flame protection are mostly undesirable side effects on other materials rameter the result, or it must be synthetically expensive (Hetero) polymers with lower flame retardant concentration ions are used.
Allen bisherigen Flammschutzmitteln ist gemeinsam, daß sie mit ihrer arteigenen Oberfläche in dem Kunststoffsystem deponiert werden müssen. Sie erhalten damit die Gelegenheit zu unerwünsch ten chemischen Reaktionen, Permeationen, Ab(Ad)sorptionen und führen gegebenenfalls zu einer ungewollten Verschlechterung der spezifischen Werkstoffparameter. Nachteilig wirkt sich weiterhin aus, daß mit den bekannten "Beimischungstechnologien" keine sehr aktiven, aber niedermolekularen Flammschutzmittel mit den hier üblichen hohen Dampfdrücken eingesetzt werden können, obwohl hier nur sehr geringe Flammschutzmittelkonzentrationen in den polymeren Werkstoffen notwendig wären.All previous flame retardants have in common that they with their specific surface deposited in the plastic system Need to become. This gives you the opportunity to be unwanted chemical reactions, permeations, absorption and absorption may lead to an unwanted deterioration of the specific material parameters. It continues to have a disadvantage from that with the known "admixture technologies" not very much active but low molecular weight flame retardants with the here usual high steam pressures can be used, though only very low flame retardant concentrations in the polymeric materials would be necessary.
Zusammenfassend kann in der Regel festgestellt werden, daß der materialseitig begründete Effekt des Flammschutzes zu Lasten der Eigenschaften der Werkstoffgrundformulierung geht.In summary, it can generally be stated that the material-related effect of flame protection at the expense of Properties of the basic material formulation goes.
Das Ziel der Erfindung besteht darin, die dem beschriebenen Stand der Technik anhaftenden Mängel zu beseitigen und grund sätzlich materialverträgliche Flammschutzmittel einzusetzen, die auch einen hohen Eigendampfdruck aufweisen können und eine hohe Effektivität für den Einsatzzweck ausüben.The aim of the invention is that described Eliminate defects inherent in the prior art and reason additionally use material-compatible flame retardants that can also have a high internal vapor pressure and a high one Exercise effectiveness for the intended purpose.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das an sich bekannte Mikroverkapselungsverfahren, z. B. aus der Durch schreibwarentechnik (Farbstoff-Leukobasen) und Pharmazie (mi cro/nano encapsulation von Wirkstoffen) zur Mikropartikulation von Flammschutzmitteln verwendet wird, wobei als Kapselhüllen material ein solches verwendet wird, das in dem zu schützenden Kunststoffsystem chemisch und physikalisch inert ist. According to the invention this object is achieved in that the known microencapsulation methods, e.g. B. from the through stationery technology (dye-leuco bases) and pharmacy (mi cro / nano encapsulation of active ingredients) for microparticulation of flame retardants is used, being used as capsule shells material is used in the one to be protected Plastic system is chemically and physically inert.
Zur Mikroverkapselung gelangen vorzugsweise solche Stoffe, die Radikalfänger-Eigenschaften aufweisen und somit die bei Zündung oder Brand von Kunststoffsystemen auftretenden Radikalketten mechanismen chemisch abbrechen. Dieser Löschungsmechanismus ist erheblich effektiver als der Reaktionsabbruch durch Flammener stickung infolge Wasseraustritts aus Hydroxiden und Hydraten und/oder CO2-Emission.Microencapsulation preferably involves substances which have free radical scavenger properties and thus chemically break off the radical chains which occur when plastic systems are ignited or burned. This quenching mechanism is considerably more effective than stopping the reaction due to flame suffocation due to water leakage from hydroxides and hydrates and / or CO 2 emissions.
Ist die Beibehaltung der herkömmlichen Flammschutzmittel für Sonderanwendungen geboten, so liegt es auch im Bereich des Schutzrechtsumfanges, daß auch diese Stoffe mit den üblichen Verfahren mikroverkapselt eingesetzt werden können. In diesen Fällen wird auf die Einbringung des chemisch-physikalischen Inertverhaltens als besonderes Positivum verwiesen.Is the retention of traditional flame retardants for Special applications offered, it is also in the area of Scope of property rights that these substances with the usual Processes microencapsulated can be used. In these Cases is based on the introduction of the chemical-physical Inert behavior referred to as a particular positive.
Erfindungsgemäß werden vorzugsweise Bromverbindungen, wie Tetrabrommethan, teil- und vollbromierte Aliphaten, bromierte Holzöle mikroverkapselt, wobei als organisches Kapselmaterial ein solches ausgewählt wird, das mit dem Wirts-Kunststoff harmoniert und die Phasengrenzenstabilität nicht beeinträchtigt. Auf die Verwendung von bromierten Diphenylether wird hingewiesen, wenn auch deren Verwendung aus den bekannten Gründen ausgeschlossen sein müßte. Auch bei der geplanten Halogensubstitution in Löschmitteln, z. B. durch thermisch aktivierbare Stickstoffoxidverbindungen, dürfte die mikroverkapselte Form des Flammschutzmittels im Werkstoffgefüge optimal wirksam sein.According to the invention, bromine compounds such as Tetrabromomethane, partially and fully brominated aliphates, brominated Microencapsulated wood oils, being used as an organic capsule material one is selected that with the host plastic harmonizes and does not affect the phase boundary stability. On the use of brominated diphenyl ether pointed out, although their use from the known Reasons should be excluded. Even with the planned Halogen substitution in extinguishing agents, e.g. B. by thermal activatable nitrogen oxide compounds, the Microencapsulated form of the flame retardant in the material structure be optimally effective.
Von den zahlreichen Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln sind für den vorliegenden Anwendungsfall die folgenden relevant:Of the numerous processes for the production of microcapsules the following are relevant for the present application:
- - Komplexkoazervation zwischen positiv und negativ geladenen Kolloidpolymeren, wobei die Reaktionsbedingungen über pH- Wert- und Temperatureinstellungen bewirkt werden. (ARNEODO, C., BENOIT, J.-P., THIES, C.; S.T.C. Pharma 2, 303-306 (1986), BECHARDS, S., McMULLEN, J.N.; Pharm. 31, 91-98 (1986)),- complex coacervation between positively and negatively charged Colloid polymers, the reaction conditions above pH Value and temperature settings are effected. (ARNEODO, C., BENOIT, J.-P., THIES, C .; S.T.C. Pharma 2, 303-306 (1986) BECHARDS, S., McMULLEN, J.N .; Pharm. 31, 91-98 (1986)),
- - Polymerisation zur Bildung verschiedener Wandmaterialien, wobei die Kapselbildung aus inneren Diffusionsvorgängen ge löster Monomere zum polaren Lösungsmittel hin erfolgt. (HARMIA, T., SPEISER, P., KREUTER, J.; J. Microencapsulation, 3, 3-12 (1985)),- polymerization to form various wall materials, the capsule formation from internal diffusion processes dissolved monomers to the polar solvent. (HARMIA, T., SPEISER, P., KREUTER, J .; J. Microencapsulation, 3, 3-12 (1985)),
- - Sprühtrocknung und ähnliche Verfahren, z. B. Versprühen mit Dreistoffdüse oder Umhüllen vermittels einer rotierenden Scheibe nach DE 27 46 489 (19.4.1979) und DD 2 39 951 (15.10.1986).- spray drying and similar processes, e.g. B. spray with Three-substance nozzle or enveloping by means of a rotating Disc according to DE 27 46 489 (April 19, 1979) and DD 2 39 951 (October 15, 1986).
Das Kornband von technischen Mikropartikulaten reicht von eini gen 10 nm (Pharmazie, Aromen u. a.) bis zu einigen mm (Düngemit tel, Feuerfestadditive u. a.) Kapseldurchmesser. Als Kapselmate rialien finden hierbei solche Verwendung, die von der biologi schen Abbaubarkeit bis zu festen oder elastischen Hochtempera turwerkstoffen reichen und im allgemeinen aus organischen Mate rialien bestehen, die nach den angegebenen Verfahren mikropar tikulierbar sind.The grain size of technical microparticles ranges from one gen 10 nm (pharmacy, flavors, etc.) up to a few mm (fertilizer tel, refractory additives u. a.) Capsule diameter. As a capsule mate rialien are used here by the biological Degradability up to firm or elastic high temperatures tur materials and generally from organic mate rialien exist, the micropar according to the specified procedures are ticulable.
Unter Berücksichtigung der mechanischen und thermischen Einwir kungen bei der Kunststoffverarbeitung, z. B. Mischen, Plastifi zieren, Formspritzen und -pressen usw., müssen zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens jeweils Kapselmaterialien ein gesetzt werden, die den Anforderungen des zu verarbeitenden Kunststoffes entsprechen:Taking into account the mechanical and thermal influence kungen in plastics processing, e.g. B. Mixing, plastifi Ornamental, injection molding and pressing etc., must be realized capsule materials of the method according to the invention be set that meet the requirements of the processed Plastic correspond:
- 1. mechanische Beständigkeit gegen Außen- und Innendruckeinwir kungen,1. Mechanical resistance to external and internal pressure kungen,
- 2. thermische Beständigkeit gegenüber den Verarbeitungsparame tern, wobei das Exponiervermögen des Inkapsulates bei Ent flammzuständen gewahrt bleiben muß,2. thermal resistance to the processing parameters tern, the exposure of the capsules at Ent flame conditions must be preserved,
- 3. inertes Verhalten gegenüber dem Wirtsmaterial.3. inert behavior towards the host material.
Es können hierfür die üblichen Monomere und Präpolymerisate der bekannten Duro- und Thermoplastfamilien eingesetzt werden, so daß in den meisten Anwendungsfällen die geforderten Kompatibi litäten zu gewährleisten sind. The usual monomers and prepolymers can be used for this known thermoset and thermoplastic families are used, so that in most applications the required compatibility must be guaranteed.
Hieraus kann unter weiterer Berücksichtigung der Fertigungsto leranzen der Konstruktions- und Funktionsteile ein Kornband von 1 bis 100 µm Kapseldurchmesser abgeleitet werden. Anwendungsbe zogen beträgt hierbei das Masseverhältnis von Hüllenmaterial zu Inkapsulat 2 : 1 bis 1 : 2.From this, taking into account the production material leranzen of the construction and functional parts a grain band of 1 to 100 µm capsule diameter can be derived. Application drawn here is the mass ratio of casing material to Incapsulate 2: 1 to 1: 2.
Die Konzentration der Flammschutzmikrokapseln im jeweiligen Kunststofftyp richtet sich u. a. nach den eingangs erwähnten UL-Prüfverfahren und nach der zu erwartenden thermisch expo nierten Belastung und liegt in der Größe von 0,1 bis 10 Masse-%.The concentration of the flame retardant microcapsules in each Plastic type is u. a. according to those mentioned at the beginning UL test method and according to the expected thermal expo nated load and is in the size of 0.1 to 10 mass%.
Das vorgeschlagene Verfahren führt auch zu einem anderen über raschenden Effekt bezüglich des Umweltschutzes, da Halogene, also auch Brom und bromhaltige Verbindungen, als relevantes Kri tikum dargestellt werden. Ein Kunststoff mit einem mikropartiku lierten Flammschutzmittel setzt im Fall einer Entflammung nur soviel Inkapsulat frei, daß eine Löschung eintritt. Hiernach sinken die Temperaturen unter das Maß, daß zur weiteren Expo nierung führen würde. Man kann an dieser Stelle von einen gere gelten Prozeß sprechen, wobei als Regelgröße die Temperatur wirkt.The proposed method also leads to another surprising effect regarding environmental protection, because halogens, also bromine and bromine-containing compounds, as a relevant Kri be displayed. A plastic with a microparticle gated flame retardant only sets in the event of a fire so much incapsulate free that deletion occurs. After that The temperatures drop below the level that the further Expo nation would lead. One can at this point of a few apply process speak, the temperature being the controlled variable works.
Es kann im Schadensfall (vereinfacht) angenommen werden, daß die Entflammung eines Kunststoffssystems punktförmig an der Stelle erfolgt, wo die Zündtemperatur erreicht wird und ein Oxidations mittel (Luft, 21% O2) vorhanden ist. Es kann ferner davon ausge gangen werden, daß die Exposition von Gasen in kritischer Mi schung mit Luft die Zündung bewirkt. Die sich anschließende Ver brennung ist eine Folge von zahlreichen Reaktionsabläufen, die analog der "RICE′schen Radikalkettenmechanismen" ablaufen. Die günstigste Löschung dieses Systems besteht darin, die auftreten den Radikale durch geeignete "Radikalfänger" zu blockieren und somit die Kettenreaktionen abzubrechen. Dieses geschieht, wie seit Jahrzehnten praktiziert, am effektivsten durch das leicht atomisierbare Brom-Molekül (Halogenfeuerlöscher).In the event of damage (simplified), it can be assumed that the ignition of a plastic system takes place at a point where the ignition temperature is reached and an oxidizing agent (air, 21% O 2 ) is present. It can also be assumed that the exposure of gases in critical mix with air causes the ignition. The subsequent combustion is a result of numerous reaction processes that take place analogously to the "RICE radical chain mechanisms". The cheapest way to extinguish this system is to block the occurrence of the radicals by means of suitable "radical scavengers" and thus to stop the chain reactions. As has been practiced for decades, the most effective way of doing this is through the easily atomizable bromine molecule (halogen fire extinguisher).
Oberhalb einer Temperatur, die durch das Kapselmaterial bestimmt ist, wird das Inkapsulat in Form von vorzugsweise Bromverbindun gen exponiert. Da der Abbrand vom Kunststoffmaterialien durch pyrolytische Reaktionen in der Regel eingeleitet wird, wirkt hier der "RICE′sche Radikalkettenmechanismus" bei den ablaufen den Oxidationsreaktionen. Die auftretenden Radikale werden durch die Halogenphase abgebrochen und der Brand gelöscht. Hier liegt auch die Begründung, weshalb erfindungsgemäß Brom und thermisch leicht spaltbare Bromverbindungen in mikroverkapselter Form als neues Wirkprinzip von Flammschutzmitteln eingesetzt werden sollen.Above a temperature determined by the capsule material the encapsulate is preferably in the form of bromine compound gene exposed. Because the burning of plastic materials through pyrolytic reactions usually initiated, acts here the "RICE'sche radical chain mechanism" with the expire the oxidation reactions. The radicals that occur are identified by the halogen phase was terminated and the fire extinguished. Here is also the reason why bromine and thermal according to the invention easily cleavable bromine compounds in microencapsulated form as new principle of action of flame retardants can be used should.
Die ökonomischen Aufwendungen zur Integration von mikroverkap selten Flammschutzmitteln in Kunststoffen und Kunststoffverbund werkstoffen liegt etwas oberhalb der herkömmlichen Verfahrens weisen, wenigstens solange keine Großproduktion dieser Stoffe erfolgt. Die hohe Effektivität des Flammlöschverhaltens und da mit die Schadensbegrenzung, verbunden mit einer relativ hohen Umweltfreundlichkeit, lassen die Einführung des Verfahrens in fast allen Einsatzfällen als erforderlich gelten.The economic expenses for the integration of mikroverkap rarely flame retardants in plastics and plastic composites materials is slightly above the conventional process point, at least as long as no large-scale production of these substances he follows. The high effectiveness of the flame extinguishing behavior and there with the damage limitation, combined with a relatively high Environmental friendliness, let the introduction of the process in are considered necessary for almost all applications.
Umfassende Literaturhinweise sind aus den folgenden Zitaten zu entnehmen:Comprehensive references can be found in the following citations remove:
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- 2) ULLMANN: Enzyklopädie der Techn. Chemie, Bd. 16, 675 ff.,2) ULLMANN: Encyclopedia of Technical Chemistry, Vol. 16, 675 ff.,
- 3) BORNSCHEIN, M., MELEGARI, P., BISMARCK, C., KEIPERT, S., Phar mazie 44, 585-593 (1989),3) BORNSCHEIN, M., MELEGARI, P., BISMARCK, C., KEIPERT, S., Phar Mazie 44, 585-593 (1989),
- 4) JP 01 54 081 (89 54 081), (1.3.1989),4) JP 01 54 081 (89 54 081), (1.3.1989),
- 5) DIETRICH, K., BONATZ, E., et al., Acta Polymerica, 40, 325-331 (1989). "Amino resin microcapsules".5) DIETRICH, K., BONATZ, E., et al., Acta Polymerica, 40, 325-331 (1989). "Amino resin microcapsules".
Das folgende Beispiel wird vor allem unter Einbeziehung von
5) dargelegt:
Eingesetze Versuchsmengen:
45,0 g mehrfach bromierte Aliphaten (Beispiel: 2,2,3,3-Tetra
brombutan, Fp. 243°C)
180 ml Wasser
9 ml PIAMID (50% Feststoffgehalt)
"Partiell methyloiertes und partiell verethertes Mela
min-Formaldehyd-Harz"
6,3 ml 2n Zitronensäure (pH-Puffer)
2,7 g Polyethylenglykol 2000 (0,1% der Gesamtmasse).The following example is mainly shown with the inclusion of 5):
Test quantities used:
45.0 g multi-brominated aliphatic (example: 2,2,3,3-tetra bromobutane, mp. 243 ° C)
180 ml water
9 ml PIAMID (50% solids content)
"Partially methylated and partially etherified melamine-formaldehyde resin"
6.3 ml 2n citric acid (pH buffer)
2.7 g polyethylene glycol 2000 (0.1% of the total mass).
Die bromierte Aliphatenphase wird mit dem Wasseranteil mit Hilfe eines ULTRA-TURRAX bei 60°C mit hoher Leistungsstufe (ca. 20 500 min-1) ca. 10 min dispergiert. Anschließend wird unter fortgesetztem starken Rühren sukzessive die PIAMID-Lösung und nach der Dispergierung Zitronensäure als Katalysator (Säure härtung) und Polyethylenglykol zur Dispersionsstabilisierung zugeführt. Das intensive Rühren wird mit dem ULTRA-TURRAX über 10 min fortgeführt, wobei sich die Konsistenz ändert. Der Mikropartikulationsprozeß ist durch Objektträgerabstriche und deren Mikroskopie zu verfolgen. Danach wird die Rührgeschwin digkeit auf 500 bis 600 min-1reduziert und 60 min bei 60°C fortgeführt. Anschließend erfolgt eine Nachhärtung bei Raum temperatur über 4 Std. Die Mikrokapseln werden aus der flüssi gen Phase separiert und gewaschen.The brominated aliphatic phase is dispersed with the water portion using a ULTRA-TURRAX at 60 ° C at a high power level (approx. 20 500 min -1 ) for approx. 10 min. Then, with continued vigorous stirring, the PIAMID solution and, after the dispersion, citric acid as a catalyst (acid curing) and polyethylene glycol are added to stabilize the dispersion. The intensive stirring is continued with the ULTRA-TURRAX for 10 min, whereby the consistency changes. The microparticulation process can be followed by slide swabs and their microscopy. Then the stirring speed is reduced to 500 to 600 min -1 and continued for 60 min at 60 ° C. This is followed by post-curing at room temperature for 4 hours. The microcapsules are separated from the liquid phase and washed.
Die Separierung der Flammschutz-Mikrokapseln zum rieselfähigen Material wird nach den üblichen Verfahren durchgeführt. Im Fall der Zweit- oder Mehrfachbeschichtung wird die feuchte gefilterte Kapselmasse erneut analog der obigen Verfahrenswei se eingesetzt, wobei unter entsprechenden Bedingungen auch eine oder mehrere Umhüllungen auch mit einem anderen polymeren Ma terial durchgeführt werden können. Die "Panzerung" gegen un erwünschte Wechselwirkungen mit dem Wirtsmaterial ist hier verfahrenstechnisch eingeschlossen.The separation of the flame retardant microcapsules into free-flowing Material is carried out according to the usual procedures. in the In the case of a second or multiple coating, the wet one filtered capsule mass again analogous to the procedure above se used, under the appropriate conditions also or several wrappings also with another polymeric Ma material can be carried out. The "armor" against us desired interactions with the host material is here procedurally included.
Der Einsatz in organischen Oberflächenschutzmitteln und Deko ren erfolgt unter Zumischung im Rahmen der üblichen Aufberei tungstechnologien dieser Stoffe nach den Merkmalen der Ansprü che 3 bis 5.The use in organic surface protection agents and decoration ren is done with admixture as part of the usual preparation technologies of these substances according to the characteristics of the claims che 3 to 5.
In verfahrenstechnisch vergleichbarer Form können die Flamm schutzmittel, die im HUMMEL/SCHOLL "Atlas der Polymer- und Kunststoffanalyse" und VOGEL, H. "Flammfestmachen von Kunst stoffen" (A. HÜTHIG-Verlag) beschrieben sind, eingesetzt wer den, sofern die Diphenyl-Verbindungen und andere zwischenzeit lich bedenkliche Stoffgruppen den Einsatz nicht ausschließen. Für den weiteren Einsatz sind die Gruppen der Harnstoff-, Gua nidin-, Melamin- und Dicyandiamid-Klassen einschließlich deren Metall- und Halogenverbindungen einbezogen.The flame can be processed in a comparable manner protective agents contained in the HUMMEL / SCHOLL "Atlas of Polymer and Plastic Analysis "and VOGEL, H." Flame Retarding Art stoffen "(A. HÜTHIG-Verlag), who is used the provided the diphenyl compounds and others in the meantime Dangerous substance groups do not rule out the use. For further use are the groups of urea, gua nidin, melamine and dicyandiamide classes including theirs Metal and halogen compounds included.
Claims (6)
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|---|---|---|---|
| DE19934300390 DE4300390A1 (en) | 1992-08-22 | 1993-01-09 | Preventing burning of plastics materials or plastics composites - by incorporating conventional flame retardant as microcapsules |
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