EP4298146A1 - Reactive flame-proof composition - Google Patents
Reactive flame-proof compositionInfo
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- EP4298146A1 EP4298146A1 EP22710344.7A EP22710344A EP4298146A1 EP 4298146 A1 EP4298146 A1 EP 4298146A1 EP 22710344 A EP22710344 A EP 22710344A EP 4298146 A1 EP4298146 A1 EP 4298146A1
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- C08G59/18—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing
- C08G59/40—Macromolecules obtained by polymerising compounds containing more than one epoxy group per molecule using curing agents or catalysts which react with the epoxy groups ; e.g. general methods of curing characterised by the curing agents used
- C08G59/42—Polycarboxylic acids; Anhydrides, halides or low molecular weight esters thereof
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- C08J2467/06—Unsaturated polyesters
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Definitions
- the present invention relates to a reactive flame retardant composition for vinyl polymers, a reactive flame retardant polymer, a use of the flame retardant composition and the flame retardant polymer, methods for producing flame retardant vinyl polymers, and flame retardant vinyl polymers.
- Vinyl polymers are polymers made from vinyl monomers, which are mostly obtained by free-radical polymerization of the vinyl groups. Vinyl polymers find applications in numerous industrial sectors. Of particular relevance is the vinyl polymer polystyrene, which is used in particular as an insulating material.
- Polystyrene is a thermoplastic polymer made from styrene monomers, which is usually available as granules with a density of approx. 1050 kg/m 3 . Polystyrene granulate is often further processed in a known manner for various applications. Depending on the type of processing, a distinction is made between expanded polystyrene (EPS) and extruded polystyrene (XPS).
- EPS expanded polystyrene
- XPS extruded polystyrene
- XPS is produced in a known manner with an extruder by melting the raw granules and pressing the melt, in particular with a blowing agent, through a nozzle.
- the homogeneous material foams up and can be removed from the process as a continuous part.
- EPS is obtained in a known manner by expanding raw granules loaded with a blowing agent (for example with pentane) at temperatures above 90.degree.
- the granules are usually pre-expanded in a first step.
- the pre-expanded granules are further expanded in a hollow mold.
- the expanded granulate particles fuse to form a cohesive molded body and form a particle of foam.
- XPS and EPS moldings are often used for thermal insulation or impact sound insulation or as precisely fitting transport packaging for sensitive objects. Furthermore, moldings made of EPS are used for special applications, for example for helmets. In addition, such moldings can be used as a positive model in metal casting processes.
- the invention proposes a reactive flame retardant composition for vinyl polymers.
- the reactive flame retardant composition consists of at least a first monomer and a second monomer polymerizable with the first monomer, the first monomer having at least one aliphatic double bond and being polymerizable with the second monomer to form a reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond.
- a vinyl polymer is understood to mean a polymer made from monomers which have a vinyl group, ie an ethene radical.
- an aliphatic double bond is understood as meaning a carbon-carbon double bond of an aliphatic hydrocarbon.
- an aromatic hydrocarbon can also have an aliphatic double bond if the carbon-carbon double bond is not part of the aromatic system.
- an aliphatic double bond is also understood to mean a carbon-carbon double bond of a cycloaliphatic hydrocarbon, it being possible for the aliphatic double bond to also be provided within the ring structure of the cycloaliphatic hydrocarbon.
- polymerizable is to be understood as meaning that the first and the second monomer each have reactive groups which can react with one another to form a bond between the first and second monomer, it being possible overall for a step-growth reaction to take place with the formation of an optionally branched polymer chain or A polymer network of interconnected first and second monomers.
- the term reactive means that the flame retardant composition or the flame retardant polymer improves the flame retardancy and/or the dripping behavior of a polymer in the event of a fire by chemical reaction.
- the reactive flame retardant composition described above can advantageously result in vinyl polymers having such a reactive flame retardant composition having improved fire retardant properties. Furthermore, can be achieved by the above-described reactive flame retardant composition that vinyl polymers having such a reactive flame retardant composition harden in a fire and flow less accordingly. As a result, it can advantageously be achieved that the vinyl polymer drips less in the event of a fire, as a result of which the spread of fire can be greatly reduced.
- the reactive flame retardant composition which is present in a vinyl polymer at least partially as a reactive flame retardant polymer, can react in a fire with nascent vinyl radicals, which arise from a reaction of the vinyl polymer and vinyl polymers, vinyl oligomers or vinyl monomers of the vinyl polymer.
- This binds the vinyl radicals to form a duromer, which greatly increases the viscosity of the melt produced during firing. The dripping of the melt during the fire can thus be greatly reduced and improved fire protection can result.
- the vinyl polymer is a particle foam.
- a particle foam is to be understood as meaning a polymer which can be expanded or has been expanded from granules to form a foam body.
- the vinyl polymer is polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate or polyacrylonitrile, as well as a copolymer and/or a mixture thereof.
- the vinyl polymer is a polystyrene, particularly preferably expandable polystyrene (EPS).
- polystyrene is also understood to mean copolymers of polystyrene, such as, for example, styrene-butadiene graft copolymers, styrene-butadiene block copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers and mixtures thereof.
- the polystyrene is selected from the group consisting of crystal-clear polystyrene (GPPS), high-impact polystyrene (HIPS), anionically polymerized polystyrene or high-impact polystyrene (A-IPS), styrene-alpha-methylstyrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (ABS), styrene-acrylonitrile polymer (SAN), acrylonitrile-styrene-acrylic ester polymer (ASA), methacrylate-butadiene-styrene polymer (MBS), methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (MABS) or mixtures thereof, and optionally blended with polyphenylene ether (PPE) or polyphenylene sulfide (PPS).
- GPPS crystal-clear polystyrene
- HIPS high-impact
- the polystyrene mentioned may contain thermoplastic polymers such as polyamides (PA), polyolefins such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), polyacrylates such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate ( PC), polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT),
- thermoplastic polymers such as polyamides (PA), polyolefins such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), polyacrylates such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate ( PC), polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT),
- Polyether sulfones PES
- polyether ketones PES
- polyether sulfides PES
- mixtures thereof usually in proportions totaling up to less than or equal to 30% by weight, preferably in the range from greater than or equal to 1 to less than or equal to 10% by weight, based on the polystyrene.
- the first monomer is a monomer of the general formula (I):
- a 1 and A 2 each separately or linked together being a polymerizable group is meant that A 1 and A 2 are each a polymerized group or A 1 and A 2 are linked together to form a group which can be split into two Groups can be split, which in turn are each polymerizable.
- a 1 and A 2 can together form a carboxylic acid anhydride which can react with cleavage with two monomers.
- the reactive flame retardant composition described above can be achieved in that the reactive flame retardant composition can be converted particularly easily in a vinyl polymer to form a corresponding reactive flame retardant polymer.
- this can advantageously result in the aliphatic double bond of the reactive flame retardant polymer corresponding to the aliphatic double bond of the first monomer.
- the chemical properties of the aliphatic double bond of the reactive flame retardant polymer can advantageously be adjusted in a particularly simple manner.
- a 1 and A 2 are each a carboxylic acid, an alcohol or an amine, or A 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride.
- the *-X-* is selected from the general formula (Ia), (Ib), (Ic) or (Id):
- R 3 is selected from a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl
- R 4 is selected from H, halogen, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl.
- the aliphatic double bond of a corresponding reactive flame retardant polymer has a particularly positive influence on the drip properties of the vinyl polymer in the event of a fire.
- B 1 and B 2 are each an epoxide, an alcohol, an amine, a carboxylic acid or an isocyanate. It was surprisingly possible to show that such second monomers can be incorporated particularly well into vinyl polymers and polymerized therein with the first monomers to form the reactive flame retardant polymer.
- a 1 and A 2 are a carboxylic acid and B 1 and B 2 are each an epoxide, an alcohol or an amine; that A 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride and B 1 and B 2 are each an epoxide, an alcohol, or an amine; that A 1 and A 2 are an alcohol and B 1 and B 2 are each a carboxylic acid; or that A 1 and A 2 are an amine and B 1 and B 2 are each an epoxide or a carboxylic acid.
- the aforementioned combinations of first and second monomers can advantageously be achieved in that the reactive flame retardant composition can also be polymerized in a vinyl polymer to form the reactive flame retardant polymer using particularly simple means and under mild conditions.
- a 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride and B 1 and B 2 are each an epoxide.
- the reactive flame retardant composition can be mixed particularly well with the vinyl polymer and can be polymerized particularly easily to give the reactive flame retardant polymer. Furthermore, it can be achieved that the mechanical properties of the vinyl polymer are changed as little as possible. In addition, the above-described flame retardant composition can achieve a particularly good increase in the viscosity of the melt of the vinyl polymer in the event of a fire, resulting in particularly improved flame retardant properties.
- B 1 and B 2 are an epoxide and *-Y-* is a novolak.
- novolaks are low molecular weight phenolic resins which have been obtained from phenols or phenol derivatives, such as cresols, and formaldehyde, and have a formaldehyde/phenol (derivative) ratio of less than 1:1.
- the second monomer is an epoxidized novolak, ie for example an epoxy phenol novolak (EPN). It can thereby be achieved that the reactive flame retardant composition is particularly thermally stable.
- EPN epoxy phenol novolak
- B 1 and B 2 are an epoxide
- *-Y-* has the general formula (Ha): [Formula Ha] wherein Z is selected from a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl, where n is an integer greater than or equal to is equal to 0 to less than or equal to 60.
- the viscosity of the reactive flame retardant composition can be adjusted.
- small n can result in a low viscosity and thus possibly a high reactivity of the second monomer be reached.
- Large n can result in the second monomer being a solid and the polymerization to form the reactive flame retardant polymer first having to be activated. This allows better control of the polymerization to be achieved.
- *-B' and *-B 2 have the general formula (Ile): [Formula (Ile)]
- the second monomer can be polymerized particularly easily with the first monomer.
- the second monomer is an epoxy resin, for example a brominated epoxy resin, the second monomer being a brominated epoxy resin with the following formula in one embodiment
- the second monomer is particularly easy to polymerize with the first monomer and, in addition to increasing the viscosity of the melt of the vinyl polymer provided with the corresponding reactive flame retardant polymer, additional flame retardancy can also be achieved through the formation of bromine-containing gases during combustion .
- first monomers are particularly suitable for increasing the viscosity of the melt of a corresponding vinyl polymer particularly strongly in the event of a fire. Without being bound to a theory, it is assumed that the aliphatic double bond of such monomers allows the aliphatic double bond to remain particularly reactive for vinyl radicals in the corresponding reactive flame retardant polymer as well.
- the first monomer is a diene, preferably selected from butadiene, isoprene and mixtures thereof
- the second monomer has a vinyl group, the second monomer preferably being selected from styrene, ethylene, propylene and mixtures of them.
- a reactive flame retardant polymer can also be obtained by the first and second monomers described above, which can increase the viscosity of the melt in the event of a fire in a vinyl polymer containing the reactive flame retardant polymer and can thus positively influence the drip and fire properties.
- Flame retardant composition for reactive flame retardant polymer can also be mixed well in a vinyl polymer.
- the reactive flame retardant composition has the polymerization catalyst in an amount of greater than or equal to 0.1% by weight to less than or equal to 20% by weight, based on the reactive flame retardant composition, preferably greater than or equal to 1% by weight. -% to less than or equal to 5% by weight, particularly preferably 2% by weight.
- Flame retardant composition can be well controlled and at the same time the resulting flame retardant polymer is not too contaminated by remaining catalyst.
- a 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride
- B 1 and B 2 are each an epoxide and the polymerization catalyst is an N-based catalyst, preferably an imidazole, particularly preferably isopropylimidazole.
- Such catalysts are particularly suitable for the polymerization of such monomers, especially when the reactive flame retardant composition has already been introduced into a vinyl polymer and is to be polymerized to form the reactive flame retardant polymer.
- the molar ratio of the reactive groups of the first monomer to the second monomer is greater than or equal to 1:5 to less than or equal to 5:1, preferably greater than or equal to 1:2 to less than or equal to 2:1, more preferably greater than or equal to 1:1.1 to less than or equal to 1.1:1, most preferably 1:1. What can thereby be achieved is that the degree of polymerization of the reactive flame-retardant polymer obtained from the reactive flame-retardant composition can be adjusted.
- a reactive flame retardant polymer is also proposed with the invention.
- the reactive flame retardant polymer is produced by polymerizing the reactive flame retardant composition described above, the reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond.
- the reactive flame retardant polymer introduced into a vinyl polymer can react in the event of a fire with vinyl radicals that are produced. This binds the vinyl radicals to form a duromer, which greatly increases the viscosity of the melt produced during firing. The dripping of the melt during the fire can thus be greatly reduced and improved fire protection can result.
- the reactive flame retardant polymer is an epoxy resin crosslinked with tetrahydrophthalic anhydride, for example a brominated epoxy resin crosslinked with tetrahydrophthalic anhydride.
- the dripping behavior of the vinyl polymer in the event of a fire can be improved particularly well and the flameproofing polymer can be introduced into the vinyl polymer particularly easily.
- the reactive flame retardant polymer is a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, a rubber-modified polystyrene (high-impact polystyrene; HIPS ) or an ethylene-propylene-diene rubber.
- SBS styrene-butadiene-styrene
- SIS styrene-isoprene-styrene
- HIPS high-impact polystyrene
- ethylene-propylene-diene rubber ethylene-propylene-diene rubber
- the above reactive flame retardant composition for vinyl polymers and the above reactive flame retardant polymer each serve to improve flame retardancy for vinyl polymers.
- the invention thus also proposes the use of a reactive flame retardant composition as described above as flame retardant for vinyl polymers and products made from them, and the use of a reactive flame retardant polymer as described above as flame retardant for vinyl polymers and products made from them.
- the invention also proposes a method for producing a flame retardant vinyl polymer.
- a vinyl polymer is mixed with the reactive flame retardant composition described above with the input of energy, the reactive flame retardant composition polymerizing at least partially to form the reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond.
- the reactive flame retardant polymer is thus only obtained in the vinyl polymer from the reactive flame retardant composition.
- reactive flame retardant polymer in particular in comparison to commercially available unsaturated polymers homogeneously distributed in the vinyl polymer.
- reactive flame retardant polymers with mechanical properties that differ significantly from those of the vinyl polymer can also be introduced homogeneously into the vinyl polymer.
- reactive flame retardant polymers with significantly higher hardness or higher melting point can be well incorporated into the vinyl polymer because the blending is realized with the reactive flame retardant composition, which may have different mechanical properties than the reactive flame retardant polymer.
- a vinyl polymer is mixed with the reactive flame retardant polymer described above.
- the reactive flame retardant polymer is thus incorporated directly into the vinyl polymer.
- the vinyl polymer with reactive flame retardant composition or reactive flame retardant polymer in an amount based on the vinyl polymer of greater than or equal to 1 wt .-% to less than or equal to 20 wt .-%, preferably greater than or equal to 3 wt .-% to less than or equal to 7% by weight, particularly preferably 5% by weight.
- an extruder in particular with a twin-screw extruder
- a polymer melt that is produced in the process preferably being conveyed through a nozzle plate and being granulated with a pressurized underwater granulator.
- the reactive flame retardant composition can be polymerized in a simple manner and/or the reactive flame retardant polymer can be distributed homogeneously in the vinyl polymer.
- the proposed extruder makes it possible to control the process in a particularly simple manner. Furthermore, it can optionally be achieved that a homogeneous granulate is obtained.
- the method described above can be used to obtain polystyrene granules if the vinyl polymer is polystyrene, in particular expandable polystyrene granules if a blowing agent is added to the vinyl polymer or polystyrene.
- the blowing agent is particularly preferably metered in in an amount of greater than or equal to 2% by weight to less than or equal to 10% by weight, based on the sum of the masses of the vinyl polymer, the reactive flame retardant composition or the reactive flame retardant polymer and the blowing agent.
- the blowing agent can preferably be an aliphatic hydrocarbon having 2 to 7 carbon atoms, an alcohol, a ketone, an ether or a halogenated hydrocarbon.
- the propellant can particularly preferably be isobutane, n-butane, isopentane or n-pentane.
- the blowing agent can very particularly preferably be n-pentane.
- additives, nucleating agents, fillers, plasticizers, soluble and insoluble inorganic and/or organic dyes and pigments can be added to the vinyl polymer in the extruder together or separately, e.g. via mixers or side extruders. be admitted.
- the dyes and pigments are added in amounts ranging from 0.01 to 30% by weight, based on the vinyl polymer, preferably in the range from 1 to 10% by weight.
- a dispersing agent e.g.
- organosilanes polymers containing epoxy groups or maleic anhydride-grafted styrene polymers.
- Preferred plasticizers are mineral oils, phthalates, which can be used in amounts of 0.05 to 10% by weight, based on the vinyl polymer.
- the invention also proposes a flame retardant vinyl polymer.
- the flame-retardant vinyl polymer was produced according to the process described above, with the vinyl polymer having the reactive flame retardant polymer described above and optionally having an additional flame retardant.
- the flame-retardant vinyl polymer described above can advantageously have better dripping behavior in the event of a fire than known flame-retardant vinyl polymers.
- An additional flame retardant can further improve the flame retardant properties of the flame-retardant vinyl polymer in a known manner.
- the additional flame retardant can be brominated styrene-butadiene copolymer.
- a flame-retardant polystyrene granulate is also proposed with the invention. The flame-retardant polystyrene granulate was produced as described above, with the vinyl polymer being polystyrene, and has the reactive flame-retardant polymer described above and optionally an additional flame-retardant.
- the above-described flame-retardant polystyrene granules can advantageously have improved dripping behavior in the event of a fire compared to known flame-retardant polystyrene granules.
- the invention also proposes a molded body made of expanded, flame-retardant polystyrene granules, the molded body having been produced with the flame-retardant polystyrene granules described above, in particular with the flame-retardant, expandable polystyrene granules.
- the mixture was melted in the extruder at 170.degree.
- the polymer melt obtained in this way was conveyed through a nozzle plate at a throughput of 15 kg/h and granulated using a pressurized underwater granulator to give compact EPS granules.
- the EPS granules obtained in this way had improved flame retardancy and drainage properties compared to EPS granules produced without a reactive flame retardant composition.
- Example 2 Analogously to Example 1, additives were added in the intake area of a twin-screw extruder which, in contrast to the subject invention, cannot be polymerized to form a reactive flame-retardant polymer having an aliphatic double bond and do not form a flame-retardant composition for the purposes of the present invention.
- 1% by weight of phthalic anhydride (PA) was used as the first polymer instead of THPA, which, in contrast to tetrahydrophthalic anhydride (THPA), contains no aliphatic double bond.
- the second monomer used was again 4% by weight of F2200HM and the polymerization catalyst was also 0.1% by weight of isopropylimidazole, based on the total amount of the EPS granules obtained.
- the EPS granules produced from example 1, reference example 1 and a commercially available EPS granulate were used at 2 melted directly on a hot plate at different temperatures.
- the temperatures selected were 240° C. and 280° C., and 2 g of the EPS granules were melted for 5 minutes (measured after a homogeneous melt was obtained). The samples treated in this way were subsequently examined further.
- a TA Instruments HR 20 rheometer was used for this, which was used with a 25 mm plate-plate system with a 1 mm gap spacing at 180°C. The deflection during the measurement was 1% and the shear rate range from 0.01 Hz to 100 Hz was measured.
- Table 1 shows the dynamic viscosity (h) at 1 Hz and the frequency intercept (Fs) of the storage modulus and loss modulus.
- Table 1 shows a clear influence of the subject according to the invention both on the dynamic viscosity and on the frequency intersection point. While the viscosity of example 1 is already -40% higher at a melting temperature of 240° C., the difference at a melting temperature of 280° C. is particularly evident compared to the reference example without a polymerizable double bond. Here the increase in Example 1 is already 240%, while an increase in viscosity of 24% can also be determined for the commercial product.
- the frequency intercept of the storage modulus and loss modulus is a measure of the molecular mobility at a given temperature. While a completely continuous network, e.g. with duromers, means that the storage modulus is above the loss modulus even at the lowest frequencies and all temperatures, with thermoplastics the temperature, the molecular weight and any gel fractions are very important. Thus, the crossover point is a good measure of the effectiveness of the subject invention.
- Table 1 shows that example 1 has a significantly lower frequency crossing point than the commercial product and the reference example at both 240 °C and 280 °C melting temperature. This clearly shows that the molecular mobility is significantly restricted and a reaction has taken place in the simulated fire.
- the flame retardant compositions according to the invention accordingly show improved run-off properties in the event of fire for vinyl polymers, in particular also compared to compositions which differ from the compositions according to the invention only in that the first monomer has no aliphatic double bond.
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Abstract
The present invention relates to a reactive flame-proof composition for vinyl polymers, consisting at least of a first monomer and a second monomer that can be polymerised using the first monomer, wherein the first monomer has at least one aliphatic double bond and can be polymerised using the second monomer to form a reactive flame-proof polymer having an aliphatic double bond. The invention also relates to: a reactive flame-proof polymer produced by polymerisation of the reactive flame-proof composition; a use of the flame-proof composition and the flame-proof polymer; a flame-resistant vinyl polymer comprising the reactive flame-proof polymer; and methods for the production thereof. The subjects according to the invention can in particular advantageously reduce dripping of vinyl polymers during fires and can thus improve the flame-proof nature of such polymers.
Description
Reaktive Flammschutzzusammensetzung Reactive flame retardant composition
Die vorliegende Erfindung betrifft eine reaktive Flammschutzzusammensetzung für Vinylpolymere, ein reaktives Flammschutzpolymer, eine Verwendung der Flammschutzzusammensetzung und des Flammschutzpolymers, Verfahren zur Herstellung flammwidriger Vinylpolymere, sowie flammwidrige Vinylpolymere. The present invention relates to a reactive flame retardant composition for vinyl polymers, a reactive flame retardant polymer, a use of the flame retardant composition and the flame retardant polymer, methods for producing flame retardant vinyl polymers, and flame retardant vinyl polymers.
Vinylpolymere sind Polymere aus Vinylmonomeren, die zumeist mittels radikalischer Polymerisation der Vinylgruppen erhalten werden. Vinylpolymere finden in zahlreichen industriellen Bereichen Anwendungen. Von besonderer Relevanz ist das Vinylpolymer Polystyrol, welches insbesondere als Dämmmaterial angewendet wird. Vinyl polymers are polymers made from vinyl monomers, which are mostly obtained by free-radical polymerization of the vinyl groups. Vinyl polymers find applications in numerous industrial sectors. Of particular relevance is the vinyl polymer polystyrene, which is used in particular as an insulating material.
Polystyrol ist ein thermoplastisches Polymer aus Styrolmonomeren, welches üblicherweise als Granulat mit einer Dichte von ca. 1050 kg/m3 erhältlich ist. Polystyrolgranulat wird häufig in bekannter Weise für verschiedene Anwendungen weiterverarbeitet. Dabei wird nach der Verarbeitungsart zwischen expandiertem Polystyrol (EPS) und extrudiertem Polystyrol (XPS) unterschieden. Polystyrene is a thermoplastic polymer made from styrene monomers, which is usually available as granules with a density of approx. 1050 kg/m 3 . Polystyrene granulate is often further processed in a known manner for various applications. Depending on the type of processing, a distinction is made between expanded polystyrene (EPS) and extruded polystyrene (XPS).
XPS wird in bekannter Weise mit einem Extruder durch Schmelzen des Rohgranulates und Pressen der Schmelze insbesondere mit einem Treibmittel durch eine Düse hergestellt. Das homogene Material schäumt dabei auf und kann als kontinuierliches Teil dem Prozess entnommen werden.
EPS wird in bekannter Weise durch Expandieren eines mit einem Treibmittel beladenen Rohgranulates (beispielsweise mit Pentan) bei Temperaturen über 90°C erhalten. Üblicherweise wird in einem ersten Schritt das Granulat vorexpandiert. In einem zweiten Schritt wird das vorexpandierte Granulat in einer Hohlform weiter expandiert. Dabei verschweißen die expandierten Granulatpartikel zu einem zusammenhängenden Formkörper und bilden einen Partikel Schaumstoff. XPS is produced in a known manner with an extruder by melting the raw granules and pressing the melt, in particular with a blowing agent, through a nozzle. The homogeneous material foams up and can be removed from the process as a continuous part. EPS is obtained in a known manner by expanding raw granules loaded with a blowing agent (for example with pentane) at temperatures above 90.degree. The granules are usually pre-expanded in a first step. In a second step, the pre-expanded granules are further expanded in a hollow mold. The expanded granulate particles fuse to form a cohesive molded body and form a particle of foam.
XPS und EPS Formkörper werden häufig zur Wärmedämmung oder Trittschalldämmung verwendet oder als passgenaue Transportverpackung für empfindliche Gegenstände. Ferner werden Formkörper aus EPS für Spezialanwendungen verwendet, beispielsweise für Helme. Zudem können derartige Formkörper als Positivmodell in Metallgießverfahren eingesetzt werden. XPS and EPS moldings are often used for thermal insulation or impact sound insulation or as precisely fitting transport packaging for sensitive objects. Furthermore, moldings made of EPS are used for special applications, for example for helmets. In addition, such moldings can be used as a positive model in metal casting processes.
Von Bedeutung für Vinylpolymere, ist deren Brandverhalten. Beispielsweise verlangen die Reglementierungen über die Verwendung von Polystyrol -Partikelschaumstoffen als Isoliermaterial für Gebäude in den meisten Fällen eine Flammschutzausrüstung. Dabei stellen Partikel schäume, insbesondere aus expandiertem Polystyrol, eine besondere Herausforderung dar, da sie bei einem Brand besonders einfach erweichen und abtropfen können, wodurch sich eine Brandausbreitung beschleunigen kann. Of importance for vinyl polymers is their fire behavior. For example, the regulations governing the use of polystyrene particle foams as insulating material for buildings require flame retardant equipment in most cases. Particle foams, especially those made from expanded polystyrene, pose a particular challenge, as they can easily soften and drip off in the event of a fire, which can accelerate the spread of the fire.
Bekannterweise können Vinylpolymeren Flammschutzmittel zugesetzt werden die die Entflammbarkeit der Polymere herabsetzen. Bekannte Flammschutzmittel beeinflussen das Tropfverhalten des Polymers bei Bränden jedoch kaum oder beschleunigen es häufig, so dass ein wichtiger Faktor des Brandverhaltens von Vinylpolymeren bisher im Wesentlichen unberücksichtigt geblieben ist.
Der Flammschutz von Vinylpolymeren bietet deswegen noch Verbesserungspotential. Insbesondere kann sich Verbesserungspotential in der Beeinflussung des Brandverhaltens an sich und des Tropfverhaltens im Brandfall ergeben. It is known that flame retardants which reduce the flammability of the polymers can be added to vinyl polymers. However, known flame retardants hardly affect the dripping behavior of the polymer in fires or often accelerate it, so that an important factor in the fire behavior of vinyl polymers has hitherto remained largely unconsidered. The flame retardancy of vinyl polymers therefore still offers potential for improvement. In particular, there is potential for improvement in influencing the fire behavior itself and the dripping behavior in the event of a fire.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen verbesserten Flammschutz für Vinylpolymere bereitzustellen, insbesondere durch Reduzierung des Tropfverhaltens im Brandfall. It is therefore the object of the present invention to provide improved flame retardancy for vinyl polymers, in particular by reducing the dripping behavior in the event of fire.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die reaktive Flammschutzzusammensetzung gemäß Anspruch 1, das reaktive Flammschutzpolymer nach Anspruch 7, die Verwendung nach Anspruch 8, die Verfahren zur Herstellung flammwidriger Vinylpolymere nach Anspruch 9 und 10, sowie durch flammwidrige Vinylpolymere nach Anspruch 11. This object is achieved by the reactive flame retardant composition according to claim 1, the reactive flame retardant polymer according to claim 7, the use according to claim 8, the processes for producing flame-retardant vinyl polymers according to claims 9 and 10, and by flame-retardant vinyl polymers according to claim 11.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, in der Beschreibung oder dem Beispiel angegeben, wobei weitere in den Unteransprüchen oder in der Beschreibung oder dem Beispiel beschriebene oder gezeigte Merkmale einzeln oder in einer beliebigen Kombination einen Gegenstand der Erfindung darstellen können, wenn sich aus dem Kontext nicht eindeutig das Gegenteil ergibt. Preferred embodiments of the invention are specified in the subclaims, in the description or in the example, with further features described or shown in the subclaims or in the description or in the example being able to constitute an object of the invention, individually or in any combination, if from the context does not clearly indicate the opposite.
Mit der Erfindung wird eine reaktive Flammschutzzusammensetzung für Vinylpolymere vorgeschlagen. The invention proposes a reactive flame retardant composition for vinyl polymers.
Die reaktive Flammschutzzusammensetzung besteht zumindest aus einem ersten Monomer und einem mit dem ersten Monomer polymerisierbaren zweiten Monomer, wobei das erste Monomer zumindest eine aliphatische Doppelbindung aufweist und mit dem zweiten Monomer zu einem reaktiven Flammschutzpolymer aufweisend eine aliphatische Doppelbindungen polymerisierbar ist.
Unter einem Vinylpolymer wird dabei ein Polymer aus Monomeren verstanden, die eine Vinylgruppe aufweisen, also einen Ethen-Rest. The reactive flame retardant composition consists of at least a first monomer and a second monomer polymerizable with the first monomer, the first monomer having at least one aliphatic double bond and being polymerizable with the second monomer to form a reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond. A vinyl polymer is understood to mean a polymer made from monomers which have a vinyl group, ie an ethene radical.
Unter einer aliphatischen Doppelbindung wird eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung eines aliphatischen Kohlenwasserstoffes verstanden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung kann auch ein aromatischer Kohlenwasserstoff eine aliphatische Doppelbindung aufweisen, wenn die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung nicht Teil des aromatischen Systems ist. An aliphatic double bond is understood as meaning a carbon-carbon double bond of an aliphatic hydrocarbon. For the purposes of the present invention, an aromatic hydrocarbon can also have an aliphatic double bond if the carbon-carbon double bond is not part of the aromatic system.
Unter einer aliphatischen Doppelbindung wird dabei im Sinne der vorliegenden Erfindung auch eine Kohlenstoff-Kohlenstoff-Doppelbindung eines cy cloaliphatischen Kohlenwasserstoffes verstanden, wobei die aliphatische Doppelbindung auch innerhalb der Ringstruktur des cycloaliphatischen Kohlenwasserstoffes vorgesehen sein kann. In the context of the present invention, an aliphatic double bond is also understood to mean a carbon-carbon double bond of a cycloaliphatic hydrocarbon, it being possible for the aliphatic double bond to also be provided within the ring structure of the cycloaliphatic hydrocarbon.
Unter dem Begriff polymerisierbar ist zu verstehen, dass das erste und das zweite Monomer jeweils reaktive Gruppen aufweist, die miteinander unter Ausbildung einer Bindung zwischen dem ersten und dem zweiten Monomer reagieren können, wobei insgesamt eine Stufenwachstumsreaktion stattfinden kann unter der Ausbildung einer optional verzweigten Polymerkette bzw. eines Polymernetzwerkes aus miteinander verbundenen ersten und zweiten Monomeren. The term polymerizable is to be understood as meaning that the first and the second monomer each have reactive groups which can react with one another to form a bond between the first and second monomer, it being possible overall for a step-growth reaction to take place with the formation of an optionally branched polymer chain or A polymer network of interconnected first and second monomers.
Unter dem Begriff reaktiv wird im Sinne der vorliegenden Erfindung verstanden, dass die Flammschutzzusammensetzung bzw. das Flammschutzpolymer bei einem Brand durch chemische Reaktion den Flammschutz und/oder das Abtropfverhalten eines Polymers verbessert. For the purposes of the present invention, the term reactive means that the flame retardant composition or the flame retardant polymer improves the flame retardancy and/or the dripping behavior of a polymer in the event of a fire by chemical reaction.
Durch die vorbeschriebene reaktive Flammschutzzusammensetzung kann in vorteilhafter Weise erreicht werden, dass Vinylpolymere, aufweisend eine derartige reaktive Flammschutzzusammensetzung, verbesserte Brandschutzeigenschaften aufweisen. Ferner kann
durch die vorbeschriebene reaktive Flammschutzzusammensetzung erreicht werden, dass Vinylpolymere, aufweisend eine derartige reaktive Flammschutzzusammensetzung, bei einem Brand verhärten und entsprechend weniger fließen. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass das Vinylpolymer bei einem Brand weniger tropft, wodurch sich eine Brandausbreitung stark verringern lässt. The reactive flame retardant composition described above can advantageously result in vinyl polymers having such a reactive flame retardant composition having improved fire retardant properties. Furthermore, can be achieved by the above-described reactive flame retardant composition that vinyl polymers having such a reactive flame retardant composition harden in a fire and flow less accordingly. As a result, it can advantageously be achieved that the vinyl polymer drips less in the event of a fire, as a result of which the spread of fire can be greatly reduced.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird davon ausgegangen, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung, die in einem Vinylpolymer zumindest teilweise als reaktives Flammschutzpolymer vorliegt, bei einem Brand mit entstehenden Vinylradikalen reagieren kann, die aus einer Reaktion des Vinylpolymers entstehen und Vinylpolymere, Vinyloligomere oder Vinylmonomere des Vinylpolymers umfassen können. Dadurch werden die Vinylradikale zu einem Duromer gebunden, welches die Viskosität der beim Brand entstehenden Schmelze stark erhöht. Somit kann das Tropfen der Schmelze beim Brand stark verringert werden und es kann sich ein verbesserter Brandschutz ergeben. Without being bound by theory, it is assumed that the reactive flame retardant composition, which is present in a vinyl polymer at least partially as a reactive flame retardant polymer, can react in a fire with nascent vinyl radicals, which arise from a reaction of the vinyl polymer and vinyl polymers, vinyl oligomers or vinyl monomers of the vinyl polymer. This binds the vinyl radicals to form a duromer, which greatly increases the viscosity of the melt produced during firing. The dripping of the melt during the fire can thus be greatly reduced and improved fire protection can result.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Vinylpolymer ein Partikelschaumstoff ist. In a preferred embodiment it can be provided that the vinyl polymer is a particle foam.
Unter einem Partikelschaumstoff ist im Sinne der vorliegenden Erfindung ein Polymer zu verstehen, welches aus einem Granulat zu einem Schaumkörper expandierbar ist oder expandiert wurde. For the purposes of the present invention, a particle foam is to be understood as meaning a polymer which can be expanded or has been expanded from granules to form a foam body.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das Vinylpolymer Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, Polyvinylchlorid, Polyvinylacetat oder Polyacrylnitril ist, sowie ein Copolymer und/oder eine Mischungen davon. In a preferred embodiment it can be provided that the vinyl polymer is polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate or polyacrylonitrile, as well as a copolymer and/or a mixture thereof.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Vinylpolymer ein Polystyrol ist, besonders bevorzugt expandierbares Polystyrol (EPS).
Unter Polystyrol werden im Sinne der vorliegenden Erfindung auch Copolymere von Polystyrol verstanden, wie beispielsweise Styrol-Butadien-Pfropfcopolymere, Styrol-Butadien- Blockcopolymere, Styrol -Acrylnitril-Copolymere, Acrylnitril-Butadien-Styrol-Copolymere und Mischungen davon. It can preferably be provided that the vinyl polymer is a polystyrene, particularly preferably expandable polystyrene (EPS). For the purposes of the present invention, polystyrene is also understood to mean copolymers of polystyrene, such as, for example, styrene-butadiene graft copolymers, styrene-butadiene block copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, acrylonitrile-butadiene-styrene copolymers and mixtures thereof.
Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das Polystyrol ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus glasklarem Polystyrol (GPPS), Schlagzähpolystyrol (HIPS), anionisch polymerisiertem Polystyrol oder Schlagzähpolystyrol (A-IPS), Styrol-alpha-Methylstyrol- Copolymer, Acrylnitril-Butadien-Styrolpolymerisat (ABS), Styrol -Acrylnitril-polymerisat (SAN) Acrylnitril-Styrol-Acrylester-polymerisat (ASA), Methyacrylat-Butadien-Styrol- polymerisat (MBS), Methylmethacrylat-Acrylnitril-Butadien-Styrol-polymerisat (MABS) oder Mischungen davon, und optional mit Polyphenylenether (PPE) oder Polyphenylensulfid (PPS) vermischt ist. For example, it can be provided that the polystyrene is selected from the group consisting of crystal-clear polystyrene (GPPS), high-impact polystyrene (HIPS), anionically polymerized polystyrene or high-impact polystyrene (A-IPS), styrene-alpha-methylstyrene copolymer, acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (ABS), styrene-acrylonitrile polymer (SAN), acrylonitrile-styrene-acrylic ester polymer (ASA), methacrylate-butadiene-styrene polymer (MBS), methyl methacrylate-acrylonitrile-butadiene-styrene polymer (MABS) or mixtures thereof, and optionally blended with polyphenylene ether (PPE) or polyphenylene sulfide (PPS).
Das genannten Polystyrol kann zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften oder der Temperaturbeständigkeit gegebenenfalls unter Verwendung von Verträglichkeitsvermittlern thermoplastische Polymere aufweisen, wie Polyamide (PA), Polyolefine, wie Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE), Polyacrylate, wie Polymethylmethacrylat (PMMA), Polycarbonat (PC), Polyester, wie Polyethylenterephthalat (PET) oder Polybutylenterephthalat (PBT),To improve the mechanical properties or the temperature resistance, the polystyrene mentioned may contain thermoplastic polymers such as polyamides (PA), polyolefins such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), polyacrylates such as polymethyl methacrylate (PMMA), polycarbonate ( PC), polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) or polybutylene terephthalate (PBT),
Polyethersulfone (PES), Polyetherketone oder Polyethersulfide (PES) oder Mischungen davon, in der Regel in Anteilen von insgesamt bis kleiner oder gleich 30 Gew.-%, bevorzugt im Bereich von größer oder gleich 1 bis kleiner oder gleich 10 Gew.-%, bezogen auf das Polystyrol. Es konnte überraschenderweise gezeigt werden, dass sich die reaktivePolyether sulfones (PES), polyether ketones or polyether sulfides (PES) or mixtures thereof, usually in proportions totaling up to less than or equal to 30% by weight, preferably in the range from greater than or equal to 1 to less than or equal to 10% by weight, based on the polystyrene. Surprisingly, it could be shown that the reactive
Flammschutzzusammensetzung besonders gut für den Flammschutz von Polystyrol eignet, da dieses besonders stark bei Bränden tropft und der durch die reaktive
Flammschutzzusammensetzung erreichte Effekt auf das Tropfverhalten bei Polystyrol besonders ausgeprägt ist. Flame retardant composition particularly well suited for the flame retardant of polystyrene, since this drips particularly strongly in fires and the reactive Flame retardant composition achieved effect on the dripping behavior of polystyrene is particularly pronounced.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das erste Monomer ein Monomer der allgemeinen Formel (I) ist: It can preferably be provided that the first monomer is a monomer of the general formula (I):
[Formel (I)]
wobei *-X-* ein substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroalkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, oder ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl ist, wobei X zumindest eine aliphatische Doppelbindung aufweist, wobei A1 und A2 jeweils getrennt oder miteinander verbunden eine polymerisierbare Gruppe sind; und wobei das zweite Monomer ein Monomer der allgemeinen Formel (II) ist: [Formula (I)] where *-X-* is substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl, substituted or unsubstituted aryl, or substituted or unsubstituted heteroaryl, where X has at least one aliphatic double bond, where A 1 and A 2 are each separately or together connected are a polymerizable group; and wherein the second monomer is a monomer of general formula (II):
[Formel (II)]
wobei *-Y-* ein substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroalkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, oder ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl ist, wobei B1 und B2 jeweils eine mit A1 und A2 polymerisierbare Gruppe sind. [Formula (II)] where *-Y-* is substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl, substituted or unsubstituted aryl, or substituted or unsubstituted heteroaryl, where B 1 and B 2 are each a group polymerizable with A 1 and A 2 .
Darunter, dass A1 und A2 jeweils getrennt oder miteinander verbunden eine polymerisierbare Gruppe sind ist zu verstehen, dass A1 und A2 jeweils eine polymerisierbare Gruppe sind oder A1 und A2 miteinander verbunden sind und eine Gruppe bilden, die wieder in zwei Gruppen aufgespalten werden kann, welche jeweils wiederum polymerisierbar sind. Beispielsweise
können A1 und A2 zusammen ein Carbonsäureanhydrid bilden, welches unter Spaltung mit zwei Monomeren reagieren kann. By A 1 and A 2 each separately or linked together being a polymerizable group is meant that A 1 and A 2 are each a polymerized group or A 1 and A 2 are linked together to form a group which can be split into two Groups can be split, which in turn are each polymerizable. For example A 1 and A 2 can together form a carboxylic acid anhydride which can react with cleavage with two monomers.
Vorteilhafterweise kann durch die vorbeschriebene reaktive Flammschutzzusammensetzung erreicht werden, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung besonders einfach in einem Vinylpolymer zu einem entsprechenden reaktiven Flammschutzpolymer umgesetzt werden kann. Insbesondere kann dadurch vorteilhafterweise erreicht werden, dass die aliphatische Doppelbindung des reaktiven Flammschutzpolymers der aliphatischen Doppelbindung des ersten Monomers entspricht. Dadurch lassen sich vorteilhafterweise die chemischen Eigenschaften der aliphatischen Doppelbindung des reaktiven Flammschutzpolymers besonders einfach einstellen. Advantageously, the reactive flame retardant composition described above can be achieved in that the reactive flame retardant composition can be converted particularly easily in a vinyl polymer to form a corresponding reactive flame retardant polymer. In particular, this can advantageously result in the aliphatic double bond of the reactive flame retardant polymer corresponding to the aliphatic double bond of the first monomer. As a result, the chemical properties of the aliphatic double bond of the reactive flame retardant polymer can advantageously be adjusted in a particularly simple manner.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass A1 und A2 jeweils eine Carbonsäure, ein Alkohol oder ein Amin sind, oder A1 und A2 zusammen ein Carbonsäureanhydrid bilden. It can preferably be provided that A 1 and A 2 are each a carboxylic acid, an alcohol or an amine, or A 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride.
Es konnte überraschenderweise gezeigt werden, dass sich derartige erste Monomere besonders gut in Vinylpolymere einbringen und mit den zweiten Monomeren zum reaktiven Flammschutzpolymer darin polymerisieren lassen. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das *-X-* ausgewählt ist aus der allgemeinen Formel (Ia), (Ib), (Ic) oder (Id): Surprisingly, it was able to be shown that such first monomers can be introduced particularly well into vinyl polymers and can be polymerized therein with the second monomers to form the reactive flame retardant polymer. It can preferably be provided that the *-X-* is selected from the general formula (Ia), (Ib), (Ic) or (Id):
[Formel (Ia)] [Formel (Ib)]
[Formula (Ia)] [Formula (Ib)]
[Formel (Ic)] [Formel (Id)]
wobei R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer Einfachbindung, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Heteroaryl, und wobei R1 und R2 optional einen Zyklus bilden, [Formula (Ic)] [Formula (Id)] wherein R 1 and R 2 are independently selected from a single bond, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl , and where R 1 and R 2 optionally form a cycle,
R3 ausgewählt ist aus einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Heteroaryl, und R4 ausgewählt ist aus H, Halogen, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Heteroaryl. R 3 is selected from a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl, and R 4 is selected from H, halogen, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl.
Dadurch kann erreicht werden, dass die aliphatische Doppelbindung eines entsprechenden reaktiven Flammschutzpolymers besonders positiv die Tropfeigenschaften des Vinylpolymers bei einem Brand beeinflusst. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass B1 und B2 jeweils ein Epoxid, ein Alkohol, ein Amin, eine Carbonsäure oder ein Isocyanat sind.
Es konnte überraschenderweise gezeigt werden, dass sich derartige zweite Monomere besonders gut in Vinylpolymere einbringen und mit den ersten Monomeren zum reaktiven Flammschutzpolymer darin polymerisieren lassen. It can thereby be achieved that the aliphatic double bond of a corresponding reactive flame retardant polymer has a particularly positive influence on the drip properties of the vinyl polymer in the event of a fire. It can preferably be provided that B 1 and B 2 are each an epoxide, an alcohol, an amine, a carboxylic acid or an isocyanate. It was surprisingly possible to show that such second monomers can be incorporated particularly well into vinyl polymers and polymerized therein with the first monomers to form the reactive flame retardant polymer.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass A1 und A2 eine Carbonsäure sind und B1 und B2 jeweils ein Epoxid, ein Alkohol, oder ein Amin sind; dass A1 und A2 zusammen ein Carbonsäureanhydrid bilden und B1 und B2 jeweils ein Epoxid, ein Alkohol, oder ein Amin sind; dass A1 und A2 ein Alkohol sind und B1 und B2 jeweils eine Carbonsäure sind; oder dass A1 und A2 ein Amin sind und B1 und B2 jeweils ein Epoxid oder eine Carbonsäure sind. It can preferably be provided that A 1 and A 2 are a carboxylic acid and B 1 and B 2 are each an epoxide, an alcohol or an amine; that A 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride and B 1 and B 2 are each an epoxide, an alcohol, or an amine; that A 1 and A 2 are an alcohol and B 1 and B 2 are each a carboxylic acid; or that A 1 and A 2 are an amine and B 1 and B 2 are each an epoxide or a carboxylic acid.
Durch die vorgenannten Kombinationen von ersten und zweiten Monomeren kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung mit besonders einfachen Mitteln und unter milden Bedingungen auch in einem Vinylpolymer zum reaktiven Flammschutzpolymer polymerisiert werden kann. The aforementioned combinations of first and second monomers can advantageously be achieved in that the reactive flame retardant composition can also be polymerized in a vinyl polymer to form the reactive flame retardant polymer using particularly simple means and under mild conditions.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass A1 und A2 zusammen ein Carbonsäureanhydrid bilden und B1 und B2 jeweils ein Epoxid sind. It can preferably be provided that A 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride and B 1 and B 2 are each an epoxide.
Dadurch kann erreicht werden, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung besonders gut mit dem Vinylpolymer vermischt werden kann und besonders einfach zum reaktiven Flammschutzpolymer polymerisiert werden kann. Ferner kann dadurch erreicht werden, dass die mechanischen Eigenschaften des Vinylpolymers möglichst wenig verändert werden. Zudem kann durch die vorbeschriebene Flammschutzzusammensetzung eine besonders gute Erhöhung der Viskosität der Schmelze des Vinylpolymers bei einem Brand erreicht werden, wodurch sich besonders verbesserte Flammschutzeigenschaften ergeben. The result of this is that the reactive flame retardant composition can be mixed particularly well with the vinyl polymer and can be polymerized particularly easily to give the reactive flame retardant polymer. Furthermore, it can be achieved that the mechanical properties of the vinyl polymer are changed as little as possible. In addition, the above-described flame retardant composition can achieve a particularly good increase in the viscosity of the melt of the vinyl polymer in the event of a fire, resulting in particularly improved flame retardant properties.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass B1 und B2 ein Epoxid sind, und *-Y-* ein Novolak ist.
Unter Novolaken sind im Sinne der vorliegenden Erfindung niedermolekulare Phenolharze zu verstehen, die aus Phenolen bzw. Phenolderivaten, wie beispielsweise Kresolen, und Formaldehyd erhalten wurden und ein Formaldehyd-Phenol(derivat)-Verhältnis kleiner als 1:1 aufweisen. In a preferred embodiment it can be provided that B 1 and B 2 are an epoxide and *-Y-* is a novolak. For the purposes of the present invention, novolaks are low molecular weight phenolic resins which have been obtained from phenols or phenol derivatives, such as cresols, and formaldehyde, and have a formaldehyde/phenol (derivative) ratio of less than 1:1.
In anderen Worten kann bevorzugt vorgesehen sein, dass das zweite Monomer ein epoxidierter Novolak ist, also beispielsweise ein Epoxyphenol-Novolak (EPN). Dadurch kann erreicht werden, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung thermisch besonders stabil ist. In other words, it can preferably be provided that the second monomer is an epoxidized novolak, ie for example an epoxy phenol novolak (EPN). It can thereby be achieved that the reactive flame retardant composition is particularly thermally stable.
In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass B1 und B2 ein Epoxid sind, und *-Y-* die allgemeine Formel (Ha) aufweist: [Formel Ha]
wobei Z ausgewählt ist aus einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Heteroaryl, wobei n eine ganze Zahl von größer oder gleich 0 bis kleiner oder gleich 60 ist. In an alternative preferred embodiment, it can be provided that B 1 and B 2 are an epoxide, and *-Y-* has the general formula (Ha): [Formula Ha] wherein Z is selected from a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl, where n is an integer greater than or equal to is equal to 0 to less than or equal to 60.
Dadurch kann erreicht werden, dass die Viskosität der reaktiven Flammschutzzusammensetzung eingestellt werden kann. Insbesondere kann durch kleine n eine niedrige Viskosität und somit gegebenenfalls eine hohe Reaktivität des zweiten Monomers
erreicht werden. Durch große n kann hingegen erreicht werden, dass das zweite Monomer ein Feststoff ist und die Polymerisation zu dem reaktiven Flammschutzpolymer zunächst aktiviert werden muss. Dadurch kann eine bessere Kontrolle der Polymerisation erreicht werden. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das *-Z-* die allgemeine Formel (Ilb) aufweist: [Formel (Ilb)]
wobei R5, R6, R7 und R8 unabhängig voneinander H, ein substituierter oder unsubstituierter Cl- C30 Alkylrest oder Br sind, wobei vorzugsweise R5, R6, R7 und R8 H sind oder R5, R6, R7 und R8 Br sind, wobei *-L-* ausgewählt ist aus den nachfolgenden Formeln (IIc) und (Ild) As a result, the viscosity of the reactive flame retardant composition can be adjusted. In particular, small n can result in a low viscosity and thus possibly a high reactivity of the second monomer be reached. Large n, on the other hand, can result in the second monomer being a solid and the polymerization to form the reactive flame retardant polymer first having to be activated. This allows better control of the polymerization to be achieved. Provision can preferably be made for the *-Z-* to have the general formula (IIb): [Formula (IIb)] where R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are independently H, a substituted or unsubstituted Cl-C30 alkyl radical or Br, where preferably R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are H or R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are Br, where *-L-* is selected from formulas (IIc) and (IId) below
[Formel (IIc)] [Formel (Ild)]
wobei R9 und R10 unabhängig voneinander H, Methyl, Ethyl, Phenyl, oder zusammen Cyclohexyl oder Fluorenyl sind. [Formula (IIc)] [Formula (IId)] where R 9 and R 10 are independently H, methyl, ethyl, phenyl, or together are cyclohexyl or fluorenyl.
Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die Flammschutzeigenschaften der reaktiven Flammschutzzusammensetzung und des aus der reaktiven Flammschutzzusammensetzung erhaltenen reaktiven Flammschutzpolymers eingestellt werden können. What can advantageously be achieved thereby is that the flame retardant properties of the reactive flame retardant composition and of the reactive flame retardant polymer obtained from the reactive flame retardant composition can be adjusted.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass *-B' und *-B2 die allgemeine Formel (Ile) aufweisen:
[Formel (Ile)]
It can preferably be provided that *-B' and *-B 2 have the general formula (Ile): [Formula (Ile)]
Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass das zweite Monomer besonders einfach mit dem ersten Monomer polymerisiert werden kann. As a result, it can advantageously be achieved that the second monomer can be polymerized particularly easily with the first monomer.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das zweite Monomer ein Epoxidharz ist, beispielsweise ein bromiertes Epoxidharz, wobei das zweite Monomer in einer Ausgestaltung ein bromiertes Epoxidharz mit folgender Formel ist
It can preferably be provided that the second monomer is an epoxy resin, for example a brominated epoxy resin, the second monomer being a brominated epoxy resin with the following formula in one embodiment
Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass das zweite Monomer besonders einfach mit dem ersten Monomer polymerisierbar ist und neben der Erhöhung der Viskosität der Schmelze des mit dem entsprechenden reaktiven Flammschutzpolymer versehenen Vinylpolymers auch eine zusätzliche Flammhemmung durch die Bildung von bromhaltigen Gasen bei der Verbrennung erreicht werden kann. As a result, it can advantageously be achieved that the second monomer is particularly easy to polymerize with the first monomer and, in addition to increasing the viscosity of the melt of the vinyl polymer provided with the corresponding reactive flame retardant polymer, additional flame retardancy can also be achieved through the formation of bromine-containing gases during combustion .
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das erste Monomer ausgewählt ist aus substituiertem oder unsubstituiertem Tetrahydrophthalsäureanhydrid und Maleinsäureanhydrid wobei das erste Monomer beispielsweise Tetrahydrophthalsäureanhydrid mit der folgenden Formel ist
Provision can preferably be made for the first monomer to be selected from substituted or unsubstituted tetrahydrophthalic anhydride and maleic anhydride, the first monomer being, for example, tetrahydrophthalic anhydride having the following formula
Es konnte gezeigt werden, dass sich derartige erste Monomere besonders gut eignen, um die Viskosität der Schmelze eines entsprechenden Vinylpolymers bei einem Brand besonders stark zu erhöhen. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird davon ausgegangen, dass die aliphatische Doppelbindung derartiger Monomere erlauben, dass die aliphatische Doppelbindung auch in dem entsprechenden reaktiven Flammschutzpolymer besonders reaktiv für Vinylradikale bleibt. In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das erste Monomer ein Dien ist, vorzugsweise ausgewählt aus Butadien, Isopren und Mischungen davon, und das zweite Monomer ein eine Vinylgruppe aufweist, wobei das zweite Monomer vorzugsweise ausgewählt ist aus Styrol, Ethylen, Propylen und Mischungen davon. Überraschenderweise konnte gezeigt werden, dass auch durch die vorbeschriebenen ersten und zweiten Monomere ein reaktives Flammschutzpolymer erhalten werden kann, welches bei einem Brand eines das reaktive Flammschutzpolymer aufweisenden Vinylpolymers die Viskosität der Schmelze erhöhen kann und somit die Tropf- und Brandeigenschaften positiv beeinflussen kann. It was able to be shown that such first monomers are particularly suitable for increasing the viscosity of the melt of a corresponding vinyl polymer particularly strongly in the event of a fire. Without being bound to a theory, it is assumed that the aliphatic double bond of such monomers allows the aliphatic double bond to remain particularly reactive for vinyl radicals in the corresponding reactive flame retardant polymer as well. In an alternative preferred embodiment it can be provided that the first monomer is a diene, preferably selected from butadiene, isoprene and mixtures thereof, and the second monomer has a vinyl group, the second monomer preferably being selected from styrene, ethylene, propylene and mixtures of them. Surprisingly, it could be shown that a reactive flame retardant polymer can also be obtained by the first and second monomers described above, which can increase the viscosity of the melt in the event of a fire in a vinyl polymer containing the reactive flame retardant polymer and can thus positively influence the drip and fire properties.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung einen Polymerisationskatalysator aufweist, der geeignet ist, die Polymerisation zwischen dem ersten Monomer und dem zweiten Monomer zu katalysieren.
Dadurch kann erreicht werden, dass die Polymerisation der reaktivenProvision can preferably be made for the reactive flame retardant composition to have a polymerization catalyst which is suitable for catalyzing the polymerization between the first monomer and the second monomer. This can ensure that the polymerization of the reactive
Flammschutzzusammensetzung zum reaktiven Flammschutzpolymer auch vermengt in einem Vinylpolymer gut vonstattengehen kann. Flame retardant composition for reactive flame retardant polymer can also be mixed well in a vinyl polymer.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung den Polymerisationskatalysator aufweist in einer Menge von größer oder gleich 0,1 Gew.-% bis kleiner oder gleich 20 Gew.-%, bezogen auf die reaktive Flammschutzzusammensetzung, bevorzugt von größer oder gleich 1 Gew.-% bis kleiner oder gleich 5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 2 Gew.-%. It can preferably be provided that the reactive flame retardant composition has the polymerization catalyst in an amount of greater than or equal to 0.1% by weight to less than or equal to 20% by weight, based on the reactive flame retardant composition, preferably greater than or equal to 1% by weight. -% to less than or equal to 5% by weight, particularly preferably 2% by weight.
Dadurch kann erreicht werden, dass die Polymerisation der reaktivenThis can ensure that the polymerization of the reactive
Flammschutzzusammensetzung gut kontrolliert werden kann und zugleich das erhaltene Flammschutzpolymer nicht zu sehr durch verbleibenden Katalysator verunreinigt wird. Flame retardant composition can be well controlled and at the same time the resulting flame retardant polymer is not too contaminated by remaining catalyst.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass A1 und A2 zusammen ein Carbonsäureanhydrid bilden, B1 und B2 jeweils ein Epoxid sind und der Polymerisationskatalysator ein N-basierter Katalysator ist, bevorzugt ein Imidazol, besonders bevorzugt Isopropylimidazol. It can preferably be provided that A 1 and A 2 together form a carboxylic acid anhydride, B 1 and B 2 are each an epoxide and the polymerization catalyst is an N-based catalyst, preferably an imidazole, particularly preferably isopropylimidazole.
Es konnte überraschenderweise gezeigt werden, dass sich derartige Katalysatoren besonders gut für die Polymerisation derartiger Monomere eignen, insbesondere auch wenn die reaktive Flammschutzzusammensetzung schon in ein Vinylpolymer eingebracht ist und zu dem reaktiven Flammschutzpolymer polymerisiert werden soll. Surprisingly, it could be shown that such catalysts are particularly suitable for the polymerization of such monomers, especially when the reactive flame retardant composition has already been introduced into a vinyl polymer and is to be polymerized to form the reactive flame retardant polymer.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das molare Verhältnis der reaktiven Gruppen von dem ersten Monomer zu dem zweiten Monomer größer oder gleich 1:5 bis kleiner oder gleich 5:1 ist, bevorzugt größer oder gleich 1:2 bis kleiner oder gleich 2:1, mehr bevorzugt größer oder gleich 1:1,1 bis kleiner oder gleich 1,1:1, besonders bevorzugt 1:1.
Dadurch kann erreicht werden, dass der Polymerisationsgrad des aus der reaktiven Flammschutzzusammensetzung erhaltenen reaktiven Flammschutzpolymers eingestellt werden kann. It can preferably be provided that the molar ratio of the reactive groups of the first monomer to the second monomer is greater than or equal to 1:5 to less than or equal to 5:1, preferably greater than or equal to 1:2 to less than or equal to 2:1, more preferably greater than or equal to 1:1.1 to less than or equal to 1.1:1, most preferably 1:1. What can thereby be achieved is that the degree of polymerization of the reactive flame-retardant polymer obtained from the reactive flame-retardant composition can be adjusted.
Mit der Erfindung wird ferner ein reaktives Flammschutzpolymer vorgeschlagen. Das reaktive Flammschutzpolymer ist hergestellt durch Polymerisation der vorbeschriebenen reaktiven Flammschutzzusammensetzung, wobei das reaktive Flammschutzpolymer eine aliphatische Doppelbindung aufweist. A reactive flame retardant polymer is also proposed with the invention. The reactive flame retardant polymer is produced by polymerizing the reactive flame retardant composition described above, the reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond.
Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, wird davon ausgegangen, dass das reaktive Flammschutzpolymer in einem Vinylpolymer eingebracht bei einem Brand desgleichen mit entstehenden Vinylradikalen reagieren kann. Dadurch werden die Vinylradikale zu einem Duromer gebunden, welches die Viskosität der beim Brand entstehenden Schmelze stark erhöht. Somit kann das Tropfen der Schmelze beim Brand stark verringert werden und es kann sich ein verbesserter Brandschutz ergeben. Without being bound to a theory, it is assumed that the reactive flame retardant polymer introduced into a vinyl polymer can react in the event of a fire with vinyl radicals that are produced. This binds the vinyl radicals to form a duromer, which greatly increases the viscosity of the melt produced during firing. The dripping of the melt during the fire can thus be greatly reduced and improved fire protection can result.
In einer bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das reaktive Flammschutzpolymer ein mit Tetrahydrophthalsäureanhydrid vernetztes Epoxidharz ist, beispielsweise ein mit Tetrahydrophthalsäureanhydrid vernetztes bromiertes Epoxidharz. In a preferred embodiment it can be provided that the reactive flame retardant polymer is an epoxy resin crosslinked with tetrahydrophthalic anhydride, for example a brominated epoxy resin crosslinked with tetrahydrophthalic anhydride.
Dadurch kann erreicht werden, dass das Tropfverhalten des Vinylpolymers bei einem Brand besonders gut verbessert werden kann und das Flammschutzpolymer besonders einfach in das Vinylpolymer eingebracht werden kann. As a result, the dripping behavior of the vinyl polymer in the event of a fire can be improved particularly well and the flameproofing polymer can be introduced into the vinyl polymer particularly easily.
In einer alternativen bevorzugten Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass das reaktive Flammschutzpolymer ein Styrol -Butadien-Styrol (SBS) Block-Copolymer, ein Styrol -Isopren- Styrol (SIS) Block-Copolymer, ein Kautschuk modifiziertes Polystyrol (High-impact Polystyrol; HIPS) oder ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ist.
Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass durch das reaktive Flammschutzpolymer die mechanischen Eigenschaften des Vinylpolymers besonders wenig beeinträchtig werden. In an alternative preferred embodiment it can be provided that the reactive flame retardant polymer is a styrene-butadiene-styrene (SBS) block copolymer, a styrene-isoprene-styrene (SIS) block copolymer, a rubber-modified polystyrene (high-impact polystyrene; HIPS ) or an ethylene-propylene-diene rubber. As a result, it can advantageously be achieved that the mechanical properties of the vinyl polymer are impaired particularly little by the reactive flame retardant polymer.
Die vorbeschriebene reaktive Flammschutzzusammensetzung für Vinylpolymere und das vorbeschriebene reaktive Flammschutzpolymer dienen somit jeweils einem verbesserten Flammschutz für Vinylpolymere. Mit der Erfindung wird somit auch die Verwendung einer vorbeschriebenen reaktiven Flammschutzzusammensetzung als Flammschutz für Vinylpolymere und aus solchen hergestellter Produkte, sowie die Verwendung eines vorbeschriebenen reaktiven Flammschutzpolymers als Flammschutz für Vinylpolymere und aus solchen hergestellter Produkte vorgeschlagen. Thus, the above reactive flame retardant composition for vinyl polymers and the above reactive flame retardant polymer each serve to improve flame retardancy for vinyl polymers. The invention thus also proposes the use of a reactive flame retardant composition as described above as flame retardant for vinyl polymers and products made from them, and the use of a reactive flame retardant polymer as described above as flame retardant for vinyl polymers and products made from them.
Mit der Erfindung wird ferner ein Verfahren zu Herstellung eines flammwidrigen Vinylpolymers vorgeschlagen. The invention also proposes a method for producing a flame retardant vinyl polymer.
In einer Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Vinylpolymer mit der vorbeschriebenen reaktiven Flammschutzzusammensetzung unter Energieeintrag vermengt, wobei die reaktive Flammschutzzusammensetzung zumindest teilweise unter Ausbildung des reaktiven Flammschutzpolymers aufweisend eine aliphatische Doppelbindung polymerisiert. In one embodiment of the method, a vinyl polymer is mixed with the reactive flame retardant composition described above with the input of energy, the reactive flame retardant composition polymerizing at least partially to form the reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond.
Das reaktive Flammschutzpolymer wird also erst in dem Vinylpolymer aus der reaktiven Flammschutzzusammensetzung erhalten. The reactive flame retardant polymer is thus only obtained in the vinyl polymer from the reactive flame retardant composition.
Dadurch kann vorteilhaftweise erreicht werden, dass das reaktive Flammschutzpolymer insbesondere im Vergleich zu kommerziell erhältlichen ungesättigten Polymeren besonders
homogen in dem Vinylpolymer verteilt vorliegt. Ferner kann dadurch vorteilhafterweise erreicht werden, dass auch reaktive Flammschutzpolymere mit mechanischen Eigenschaften in das Vinylpolymer homogen eingebracht werden können, die sich deutlich von denen des Vinylpolymers unterscheiden. Beispielsweise können reaktive Flammschutzpolymere mit deutlich höherer Härte oder höherem Schmelzpunkt gut in das Vinylpolymer eingebracht werden, weil das Vermengen mit der reaktiven Flammschutzzusammensetzung realisiert wird, welche andere mechanische Eigenschaften als das reaktive Flammschutzpolymer aufweisen kann. This can advantageously be achieved that the reactive flame retardant polymer in particular in comparison to commercially available unsaturated polymers homogeneously distributed in the vinyl polymer. Furthermore, it can advantageously be achieved that reactive flame retardant polymers with mechanical properties that differ significantly from those of the vinyl polymer can also be introduced homogeneously into the vinyl polymer. For example, reactive flame retardant polymers with significantly higher hardness or higher melting point can be well incorporated into the vinyl polymer because the blending is realized with the reactive flame retardant composition, which may have different mechanical properties than the reactive flame retardant polymer.
In einer alternativen Ausgestaltung des Verfahrens wird ein Vinylpolymer mit dem vorbeschriebenen reaktiven Flammschutzpolymer vermengt. In an alternative embodiment of the method, a vinyl polymer is mixed with the reactive flame retardant polymer described above.
Das reaktive Flammschutzpolymer wird also direkt in das Vinylpolymer eingebracht. The reactive flame retardant polymer is thus incorporated directly into the vinyl polymer.
Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass das das Vermengen besonders einfach von Statten gehen kann. Insbesondere muss bei der Herstellung nach diesem Verfahren beim Vermengen nicht darauf geachtet werden, dass ein Energieeintrag realisiert wird, durch den die Polymerisation der reaktiven Flammschutzzusammensetzung getrieben wird. As a result, it can advantageously be achieved that the mixing can take place in a particularly simple manner. In particular, in the production by this method, when mixing, it is not necessary to ensure that an energy input is realized, by which the polymerization of the reactive flame retardant composition is driven.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Vinylpolymer mit reaktiver Flammschutzzusammensetzung oder reaktivem Flammschutzpolymer in einer Menge bezogen auf das Vinylpolymer von größer oder gleich 1 Gew.-% bis kleiner oder gleich 20 Gew.-%, bevorzugt größer oder gleich 3 Gew.-% bis kleiner oder gleich 7 Gew.-%, besonders bevorzugt von 5 Gew.-% vermengt wird. It can preferably be provided that the vinyl polymer with reactive flame retardant composition or reactive flame retardant polymer in an amount based on the vinyl polymer of greater than or equal to 1 wt .-% to less than or equal to 20 wt .-%, preferably greater than or equal to 3 wt .-% to less than or equal to 7% by weight, particularly preferably 5% by weight.
Es konnte gezeigt werden, dass mit reaktiver Flammschutzzusammensetzung oder reaktivem Flammschutzpolymer in dieser Menge eine signifikante Verbesserung der Brandeigenschaften
des Vinylpolymers erreicht werden kann, ohne die mechanischen Eigenschaften des Vinylpolymers zu stark zu beeinträchtigen. It could be shown that with this amount of reactive flame retardant composition or reactive flame retardant polymer, there is a significant improvement in the fire properties of the vinyl polymer can be achieved without adversely affecting the mechanical properties of the vinyl polymer too much.
Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das Vinylpolymer und die reaktive Flammschutzzusammensetzung oder das reaktive Flammschutzpolymer mit einem Extruder, insbesondere mit einem Doppel Schneckenextruder, vermengt werden, wobei vorzugsweise eine dabei entstehende Polymerschmelze durch eine Düsenplatte gefördert wird und mit einem druckbeaufschlagten Unterwassergranul i erer granuliert wird. Dadurch kann vorteilhafterweise erreicht werden, dass die reaktive Flammschutzzusammensetzung einfach polymerisiert werden kann und/oder das reaktive Flammschutzpolymer homogen in dem Vinylpolymer verteilt werden kann. Durch die vorgeschlagenen Extruder kann dabei erreicht werden, dass das Verfahren besonders einfach kontrolliert werden kann. Ferner kann dadurch optional erreicht werden, dass ein homogenes Granulat erhalten wird. Beispielsweise kann durch das vorbeschriebene Verfahren ein Polystyrolgranulat erhalten werden, wenn das Vinylpolymer Polystyrol ist, insbesondere ein expandierbares Polystyrolgranulat, wenn dem Vinylpolymer bzw. Polystyrol ein Treibmittel beigemengt wird. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass dem Vinylpolymer und der reaktiven Flammschutzzusammensetzung oder dem reaktiven Flammschutzpolymer im Extruder ein Treibmittel zudosiert wird. Besonders bevorzugt wird das Treibmittel in einer Menge von größer oder gleich 2 Gew.-% bis kleiner oder gleich 10 Gew.-% zudosiert, bezogen auf die Summe der Massen des Vinylpolymers, der reaktiven Flammschutzzusammensetzung oder dem reaktiven Flammschutzpolymer und des Treibmittels. Das Treibmittel kann bevorzugt ein aliphatischer Kohlenwasserstoff mit 2 bis 7 Kohlenstoffatomen, ein Alkohol, ein Keton, ein Ether oder ein halogenierter Kohlenwasserstoff sein. Besonders bevorzugt kann das Treibmittel
iso-Butan, n-Butan, iso-Pentan oder n-Pentan sein. Ganz besonders bevorzugt kann das Treibmittel n-Pentan sein. Provision can preferably be made for the vinyl polymer and the reactive flame retardant composition or the reactive flame retardant polymer to be mixed with an extruder, in particular with a twin-screw extruder, with a polymer melt that is produced in the process preferably being conveyed through a nozzle plate and being granulated with a pressurized underwater granulator. As a result, it can advantageously be achieved that the reactive flame retardant composition can be polymerized in a simple manner and/or the reactive flame retardant polymer can be distributed homogeneously in the vinyl polymer. The proposed extruder makes it possible to control the process in a particularly simple manner. Furthermore, it can optionally be achieved that a homogeneous granulate is obtained. For example, the method described above can be used to obtain polystyrene granules if the vinyl polymer is polystyrene, in particular expandable polystyrene granules if a blowing agent is added to the vinyl polymer or polystyrene. Provision can preferably be made for a blowing agent to be metered into the vinyl polymer and the reactive flame retardant composition or the reactive flame retardant polymer in the extruder. The blowing agent is particularly preferably metered in in an amount of greater than or equal to 2% by weight to less than or equal to 10% by weight, based on the sum of the masses of the vinyl polymer, the reactive flame retardant composition or the reactive flame retardant polymer and the blowing agent. The blowing agent can preferably be an aliphatic hydrocarbon having 2 to 7 carbon atoms, an alcohol, a ketone, an ether or a halogenated hydrocarbon. The propellant can particularly preferably be isobutane, n-butane, isopentane or n-pentane. The blowing agent can very particularly preferably be n-pentane.
Des Weiteren können dem Vinylpolymer im Extruder Additive, Keimbildner, Füllstoffe, Weichmacher, lösliche und unlösliche anorganische und/oder organische Farbstoffe und Pigmente, z.B. IR-Absorber, wie Ruß, Graphit oder Aluminiumpulver, gemeinsam oder räumlich getrennt, z.B. über Mischer oder Seitenextruder, zugegeben werden. In der Regel werden die Farbstoffe und Pigmente in Mengen im Bereich von 0,01 bis 30 Gew.-% bezogen auf das Vinylpolymer, bevorzugt im Bereich von 1 bis 10 Gew.-%, zugesetzt. Zur homogenen und mikrodispersen Verteilung der Pigmente in dem Vinylpolymer kann es insbesondere bei polaren Pigmenten zweckmäßig sein, ein Dispergierhilfsmittel, z.B Organosilane, epoxygruppenhaltige Polymere oder Maleinsäureanhydrid-gepfropfte Styrolpolymere, einzusetzen. Bevorzugte Weichmacher sind Mineralöle, Phthalate, die in Mengen von 0,05 bis 10 Gew.-%, bezogen auf das Vinylpolymer, eingesetzt werden können. Furthermore, additives, nucleating agents, fillers, plasticizers, soluble and insoluble inorganic and/or organic dyes and pigments, e.g. IR absorbers such as carbon black, graphite or aluminum powder, can be added to the vinyl polymer in the extruder together or separately, e.g. via mixers or side extruders. be admitted. In general, the dyes and pigments are added in amounts ranging from 0.01 to 30% by weight, based on the vinyl polymer, preferably in the range from 1 to 10% by weight. For the homogeneous and microdisperse distribution of the pigments in the vinyl polymer, it can be advantageous, particularly in the case of polar pigments, to use a dispersing agent, e.g. organosilanes, polymers containing epoxy groups or maleic anhydride-grafted styrene polymers. Preferred plasticizers are mineral oils, phthalates, which can be used in amounts of 0.05 to 10% by weight, based on the vinyl polymer.
Mit der Erfindung wird ferner ein flammwidriges Vinylpolymer vorgeschlagen. Das flammwidrige Vinylpolymer wurde dabei nach dem vorbeschriebenen Verfahren hergestellt, wobei das Vinylpolymer das vorbeschriebene reaktive Flammschutzpolymer aufweist und optional ein zusätzliches Flammschutzmittel aufweist. The invention also proposes a flame retardant vinyl polymer. The flame-retardant vinyl polymer was produced according to the process described above, with the vinyl polymer having the reactive flame retardant polymer described above and optionally having an additional flame retardant.
Das vorbeschriebene flammwidrige Vinylpolymer kann dabei in vorteilhafter Weise ein im Vergleich zu bekannten flammwidrigen Vinylpolymere verbessertes Tropfverhalten bei einem Brand aufweisen. Ein zusätzliches Flammschutzmittel kann dabei in bekannter Weise die Flammschutzeigenschaften des flammwidrigen Vinylpolymers weiter verbessern. Beispielsweise kann das zusätzlich Flammschutzmittel bromiertes Styrol-Butadien-Copolymer sein.
Mit der Erfindung wird ferner ein flammwidriges Polystyrolgranulat vorgeschlagen. Das flammwidrige Polystyrolgranulat wurde dabei wie vorbeschrieben hergestellt, wobei das Vinylpolymer Polystyrol ist, und weist das vorbeschriebene reaktive Flammschutzpolymer auf und optional ein zusätzliches Flammschutzmittel. The flame-retardant vinyl polymer described above can advantageously have better dripping behavior in the event of a fire than known flame-retardant vinyl polymers. An additional flame retardant can further improve the flame retardant properties of the flame-retardant vinyl polymer in a known manner. For example, the additional flame retardant can be brominated styrene-butadiene copolymer. A flame-retardant polystyrene granulate is also proposed with the invention. The flame-retardant polystyrene granulate was produced as described above, with the vinyl polymer being polystyrene, and has the reactive flame-retardant polymer described above and optionally an additional flame-retardant.
Das vorbeschriebene flammwidrige Polystyrolgranulat kann dabei in vorteilhafter Weise ein im Vergleich zu bekannten flammwidrigen Polystyrolgranulaten verbessertes Tropfverhalten bei einem Brand aufweisen. The above-described flame-retardant polystyrene granules can advantageously have improved dripping behavior in the event of a fire compared to known flame-retardant polystyrene granules.
Besonders bevorzugt kann vorgesehen sein, dass das flammwidrige Polystyrolgranulat ein flammwidriges expandierbares Polystyrolgranulat ist, wobei dem Vinylpolymer bzw. Polystyrol und der reaktiven Flammschutzzusammensetzung oder dem reaktiven Flammschutzpolymer im Extruder ein Treibmittel zudosiert wurde. Provision can particularly preferably be made for the flame-retardant polystyrene granules to be flame-retardant, expandable polystyrene granules, with a blowing agent having been metered into the vinyl polymer or polystyrene and the reactive flame-retardant composition or the reactive flame-retardant polymer in the extruder.
Mit der Erfindung wird ferner ein Formkörper aus expandiertem flammwidrigem Polystyrolgranulat vorgeschlagen, wobei der Formkörper mit dem vorbeschriebenen flammwidrigem Polystyrolgranulat, insbesondere mit dem flammwidrigen expandierbaren Polystyrolgranulat, hergestellt wurde. The invention also proposes a molded body made of expanded, flame-retardant polystyrene granules, the molded body having been produced with the flame-retardant polystyrene granules described above, in particular with the flame-retardant, expandable polystyrene granules.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Beispiels weiter erläutert. The invention is explained further below using an example.
Beispiel 1: Example 1:
Einem Styrolpolymer (SETNPOREPS-SE: 6 Gew.-% Pentan, Kettenlänge Mw = 200000 g/mol, Dispersität Mw/Mn = 2,5) wurde im Einzugsbereich eines Doppel Schneckenextruders eine reaktive Flammschutzzusammensetzung beigemischt, bestehend aus 4 Gew.-% bromiertem Epoxidharz (ICL IP F2200HM) als zweites Monomer, 1 gew.-%
Tetrahydrophthalsäureanhydrid (THPA) als erstes Polymer und 0,1 gew.-% Isopropylimidazol als Polymerisationskatalysator, bezogen auf die Gesamtmenge des erhaltenen EPS-Granulates. Die Mischung wurde im Extruder bei 170 °C aufgeschmolzen. Die so erhaltene Polymerschmelze wurde mit einem Durchsatz von 15 kg/h durch eine Düsenplatte gefördert und mit einem druckbeaufschlagten Unterwassergranulierer zu kompaktem EPS-Granulaten granuliert. A styrene polymer (SETNPOREPS-SE: 6% by weight of pentane, chain length Mw=200,000 g/mol, dispersity Mw/Mn=2.5) was admixed with a reactive flame retardant composition consisting of 4% by weight of brominated compound in the intake area of a twin-screw extruder Epoxy resin (ICL IP F2200HM) as second monomer, 1% by weight Tetrahydrophthalic anhydride (THPA) as the first polymer and 0.1% by weight of isopropylimidazole as the polymerization catalyst, based on the total amount of the EPS granules obtained. The mixture was melted in the extruder at 170.degree. The polymer melt obtained in this way was conveyed through a nozzle plate at a throughput of 15 kg/h and granulated using a pressurized underwater granulator to give compact EPS granules.
Die so erhaltenen EPS-Granulate wiesen bei ihrer Verwendung im Vergleich zu EPS- Granulaten, hergestellt ohne reaktive Flammschutzzusammensetzung verbesserte Flammschutz- und Abrinneigenschaften auf. When used, the EPS granules obtained in this way had improved flame retardancy and drainage properties compared to EPS granules produced without a reactive flame retardant composition.
Referenzbeispiel 1: Reference example 1:
Analog zu Beispiel 1 wurden Additive im Einzugsbereich eines Doppel Schneckenextruders zugesetzt, welche im Gegensatz zum erfindungsgemäßen Gegenstand nicht zu einem reaktiven Flammschutzpolymer aufweisend eine aliphatische Doppelbindung polymerisierbar sind und keine Flammschutzzusammensetzung im Sinne der vorliegenden Erfindung bilden. Um diese Eigenschaft zu generieren wurde 1 gew.-% Phthalsäureanhydrid (PA) statt THPA als erstes Polymer verwendet, welches im Gegensatz zu Tetrahydrophthalsäureanhydrid (THPA) keine aliphatische Doppelbindung enthält. Als zweites Monomer wurde erneut 4 gew.-% F2200HM und als Polymerisationskatalysator ebenfalls 0,1 gew.-% Isopropylimidazol bezogen auf die Gesamtmenge des erhaltenen EPS -Granulats. Analogously to Example 1, additives were added in the intake area of a twin-screw extruder which, in contrast to the subject invention, cannot be polymerized to form a reactive flame-retardant polymer having an aliphatic double bond and do not form a flame-retardant composition for the purposes of the present invention. In order to generate this property, 1% by weight of phthalic anhydride (PA) was used as the first polymer instead of THPA, which, in contrast to tetrahydrophthalic anhydride (THPA), contains no aliphatic double bond. The second monomer used was again 4% by weight of F2200HM and the polymerization catalyst was also 0.1% by weight of isopropylimidazole, based on the total amount of the EPS granules obtained.
Simulation eines Brandfalls einer Hausfassade Simulation of a fire on a house facade
Um die tatsächlichen Gegebenheiten einer EPS-Dämmschicht hinter einer Fassadenfront bei einem Brand zu simulieren, wurden die hergestellten EPS Granulate aus Beispiel 1, Referenzbeispiel 1 und ein kommerziell erhältliches EPS Granulat (Sunpor LP750) bei 2
verschiedenen Temperaturen direkt auf einer Heizplatte zerschmolzen. Als Temperaturen wurden 240 °C und 280 °C gewählt und jeweils 2 g des EPS Granulats für 5 min (gemessen nach Erhalt einer homogenen Schmelze) zerschmolzen. Die so behandelten Proben wurden nachfolgend weiter untersucht. Ohne an eine Theorie gebunden zu sein, kann davon ausgegangen werden, dass die bei diesen Temperaturen gebildeten Polystyrolradikale mit den aliphatischen Doppelbindungen der erfindungsgemäßen Zusammensetzung reagieren und dem Abrinnen des sich zersetzenden Thermoplasten mit einer Viskositätserhöhung entgegenwirken, was durch nicht erfindungsgemäße Zusammensetzungen nicht erreicht werden kann. Rheometrieversuche im Oszillationsmodus In order to simulate the actual conditions of an EPS insulation layer behind a facade in the event of a fire, the EPS granules produced from example 1, reference example 1 and a commercially available EPS granulate (Sunpor LP750) were used at 2 melted directly on a hot plate at different temperatures. The temperatures selected were 240° C. and 280° C., and 2 g of the EPS granules were melted for 5 minutes (measured after a homogeneous melt was obtained). The samples treated in this way were subsequently examined further. Without being bound to a theory, it can be assumed that the polystyrene radicals formed at these temperatures react with the aliphatic double bonds of the composition according to the invention and counteract the runoff of the decomposing thermoplastic with an increase in viscosity, which cannot be achieved by compositions not according to the invention. Rheometry experiments in oscillation mode
Die gemäß dem vorbeschriebenen Versuch (teil)zersetzten Schmelzen der EPS Granulate aus Beispiel 1, dem kommerziellen Produkt und dem Referenzbeispiel 1 wurden mittels oszillatorischer Rheometrie vermessen, um Viskositätsunterschiede und Netzwerkeigenschaften ebendieser zu bestimmen. Dazu wurde ein TA Instruments HR 20 Rheometer verwendet, welches mit einem 25 mm Platte-Platte System mit 1 mm Spaltabstand bei 180 °C verwendet wurde. Die Auslenkung während der Messung betrug 1% und es wurde im Scherratenbereich von 0,01 Hz bis 100 Hz gemessen. In Tabelle 1 sind die dynamische Viskosität (h) bei 1 Hz und der Frequenzschnittpunkt (Fs) des Speichermoduls und Verlustmoduls ersichtlich. The melts of the EPS granules from example 1, the commercial product and reference example 1, which were (partially) decomposed according to the test described above, were measured by means of oscillatory rheometry in order to determine viscosity differences and network properties of the same. A TA Instruments HR 20 rheometer was used for this, which was used with a 25 mm plate-plate system with a 1 mm gap spacing at 180°C. The deflection during the measurement was 1% and the shear rate range from 0.01 Hz to 100 Hz was measured. Table 1 shows the dynamic viscosity (h) at 1 Hz and the frequency intercept (Fs) of the storage modulus and loss modulus.
Tabelle 1: Ergebnisse der oszillatorischen Rheometrie
Table 1: Oscillatory rheometry results
* Frequenz Schnittpunkt bereits außerhalb des Messbereichs
In Tabelle 1 ist ein eindeutiger Einfluss des erfindungsgemäßen Gegenstandes sowohl auf die dynamische Viskosität als auch auf den Frequenzschnittpunkt zu erkennen. Während bei 240 °C Schmelztemperatur die Viskosität von Beispiel 1 schon -40% höher ist, ist der Unterschied bei 280 °C Schmelztemperatur vor allem zum Referenzbeispiel ohne polymerisierbare Doppelbindung ersichtlich. Hier beträgt die Steigerung von Beispiel 1 schon 240%, während auch zum kommerziellen Produkt eine Erhöhung der Viskosität von 24% feststellbar ist. * Frequency intersection point already outside the measuring range Table 1 shows a clear influence of the subject according to the invention both on the dynamic viscosity and on the frequency intersection point. While the viscosity of example 1 is already -40% higher at a melting temperature of 240° C., the difference at a melting temperature of 280° C. is particularly evident compared to the reference example without a polymerizable double bond. Here the increase in Example 1 is already 240%, while an increase in viscosity of 24% can also be determined for the commercial product.
Der Frequenzschnittpunkt von Speichermodul und Verlustmodul ist ein Maß für die molekulare Beweglichkeit bei einer bestimmten Temperatur. Während ein vollständig durchgehendes Netzwerk wie z.B. bei Duromeren dazu führt, dass auch bei niedrigsten Frequenzen und allen Temperaturen der Speichermodul über dem Verlustmodul liegt, kommt es bei Thermoplasten sehr stark auf die Temperatur, das Molekulargewicht und etwaige Gelanteile an. Somit ist der Frequenzschnittpunkt ein gutes Maß für Wirksamkeit des erfmdungsgemäßen Gegenstands. The frequency intercept of the storage modulus and loss modulus is a measure of the molecular mobility at a given temperature. While a completely continuous network, e.g. with duromers, means that the storage modulus is above the loss modulus even at the lowest frequencies and all temperatures, with thermoplastics the temperature, the molecular weight and any gel fractions are very important. Thus, the crossover point is a good measure of the effectiveness of the subject invention.
Tabelle 1 zeigt, dass Beispiel 1 sowohl bei 240 °C, als auch bei 280 °C Schmelztemperatur einen deutlich niedrigeren Frequenzschnittpunkt als das kommerzielle Produkt und das Referenzbeispiel aufweist. Dies zeigt eindeutig, dass die molekulare Beweglichkeit deutlich eingeschränkt ist und eine Reaktion im simulierten Brandfall stattgefunden hat. Table 1 shows that example 1 has a significantly lower frequency crossing point than the commercial product and the reference example at both 240 °C and 280 °C melting temperature. This clearly shows that the molecular mobility is significantly restricted and a reaction has taken place in the simulated fire.
Die erfmdungsgemäßen Flammschutzzusammensetzungen zeigen demnach verbesserte Abrinneigenschaften im Brandfall für Vinylpolymere, insbesondere auch gegenüber Zusammensetzungen, die sich lediglich dadurch von den erfmdungsgemäßen Zusammensetzungen unterscheiden, dass das erste Monomer keine aliphatische Doppelbindung aufweist.
The flame retardant compositions according to the invention accordingly show improved run-off properties in the event of fire for vinyl polymers, in particular also compared to compositions which differ from the compositions according to the invention only in that the first monomer has no aliphatic double bond.
Claims
1. Reaktive Flammschutzzusammensetzung für Vinylpolymere, bestehend zumindest aus einem ersten Monomer und einem mit dem ersten Monomer polymerisierbaren zweiten Monomer, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Monomer zumindest eine aliphatische Doppelbindung aufweist und mit dem zweiten Monomer zu einem reaktiven Flammschutzpolymer aufweisend eine aliphatische Doppelbindung polymerisierbar ist. 1. Reactive flame retardant composition for vinyl polymers, consisting of at least a first monomer and a second monomer polymerizable with the first monomer, characterized in that the first monomer has at least one aliphatic double bond and can be polymerized with the second monomer to form a reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond .
2. Reaktive Flammschutzzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Monomer ein Monomer der allgemeinen Formel (I) ist: 2. Reactive flame retardant composition according to claim 1, characterized in that the first monomer is a monomer of general formula (I):
[Formel (I)]
wobei *-X-* ein substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroalkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, oder ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl ist, wobei X zumindest eine aliphatische Doppelbindung aufweist, wobei A1 und A2 jeweils getrennt oder miteinander verbunden eine polymerisierbare Gruppe sind; und wobei das zweite Monomer ein Monomer der allgemeinen Formel (II) ist: [Formula (I)] where *-X-* is substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl, substituted or unsubstituted aryl, or substituted or unsubstituted heteroaryl, where X has at least one aliphatic double bond, where A 1 and A 2 are each separately or together connected are a polymerizable group; and wherein the second monomer is a monomer of general formula (II):
[Formel (II)]
wobei *-Y-* ein substituiertes oder unsubstituiertes Alkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroalkyl, ein substituiertes oder unsubstituiertes Aryl, oder ein substituiertes oder unsubstituiertes Heteroaryl ist, wobei B1 und B2 jeweils eine mit A1 und A2 polymerisierbare Gruppe sind. [Formula (II)] where *-Y-* is substituted or unsubstituted alkyl, substituted or unsubstituted heteroalkyl, substituted or unsubstituted aryl, or substituted or unsubstituted heteroaryl, where B 1 and B 2 are each a group polymerizable with A 1 and A 2 .
3. Reaktive Flammschutzzusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass *-X-* ausgewählt ist aus der allgemeinen Formel (Ia), (Ib), (Ic) oder (Id): 3. Reactive flame retardant composition according to claim 2, characterized in that *-X-* is selected from the general formula (Ia), (Ib), (Ic) or (Id):
[Formel (Ia)] [Formel (Ib)]
wobei R1 und R2 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus einer Einfachbindung, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C6- C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Heteroaryl, und wobei R1 und R2 optional einen Zyklus bilden, [Formula (Ia)] [Formula (Ib)] wherein R 1 and R 2 are independently selected from a single bond, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl , and where R 1 and R 2 optionally form a cycle,
R3 ausgewählt ist aus einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Heteroaryl, und R4 ausgewählt ist aus H, Halogen, einem substituierten oder unsubstituierten Cl- C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem
substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Heteroaryl. R 3 is selected from a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl, and R 4 is selected from H, halogen, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl.
4. Reaktive Flammschutzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass B1 und B2 ein Epoxid sind, und *-Y-* die allgemeine Formel (Ha) aufweist: 4. Reactive flame retardant composition according to one of claims 2 or 3, characterized in that B 1 and B 2 are an epoxide, and *-Y-* has the general formula (Ha):
[Formel Ha]
wobei Z ausgewählt ist aus einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Alkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C1-C30 Heteroalkyl, einem substituierten oder unsubstituierten C6-C24 Aryl, und einem substituierten oder unsubstituierten C6- C24 Heteroaryl, wobei n eine ganze Zahl von größer oder gleich 0 bis kleiner oder gleich 60 ist. [Formula Ha] wherein Z is selected from a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl, a substituted or unsubstituted C1-C30 heteroalkyl, a substituted or unsubstituted C6-C24 aryl, and a substituted or unsubstituted C6-C24 heteroaryl, where n is an integer greater than or equal to is equal to 0 to less than or equal to 60.
5. Reaktive Flammschutzzusammensetzung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das *-Z-* die allgemeine Formel (Ilb) aufweist: 5. Reactive flame retardant composition according to claim 4, characterized in that the *-Z-* has the general formula (IIb):
[Formel (Ilb)]
wobei R5, R6, R7 und R8 unabhängig voneinander H, ein substituierter oder unsubstituierter C1-C30 Alkylrest oder Br sind, wobei vorzugsweise R5, R6, R7 und R8 H sind oder R5, R6, R7 und R8 Br sind,
wobei *-L-* ausgewählt ist aus den nachfolgenden Formeln (IIc) und (Ild) [Formel (IIc)] [Formel (Ild)]
wobei R9 und R10 unabhängig voneinander H, Methyl, Ethyl, Phenyl, oder zusammen Cyclohexyl oder Fluorenyl sind. [Formula (IIb)] where R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are independently H, a substituted or unsubstituted C1-C30 alkyl radical or Br, where preferably R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are H or R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are Br, where *-L-* is selected from the following formulas (IIc) and (IId) [formula (IIc)] [formula (IId)] where R 9 and R 10 are independently H, methyl, ethyl, phenyl, or together are cyclohexyl or fluorenyl.
6. Reaktive Flammschutzzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Monomer ausgewählt ist aus substituiertem oder unsubstituiertem Tetrahydrophthalsäureanhydrid und Maleinsäureanhydrid, wobei das erste Monomer vorzugsweise Tetrahydrophthalsäureanhydrid mit der folgenden Formel ist
6. A reactive flame retardant composition as claimed in any one of the preceding claims characterized in that the first monomer is selected from substituted or unsubstituted tetrahydrophthalic anhydride and maleic anhydride, preferably wherein the first monomer is tetrahydrophthalic anhydride having the formula
7. Reaktives Flammschutzpolymer hergestellt durch Polymerisation der reaktiven Flammschutzzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das reaktive Flammschutzpolymer eine aliphatische Doppelbindung aufweist. 7. Reactive flame retardant polymer produced by polymerization of the reactive flame retardant composition according to any one of the preceding claims, characterized in that the reactive flame retardant polymer has an aliphatic double bond.
8. Verwendung einer reaktiven Flammschutzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder eines reaktiven Flammschutzpolymers nach Anspruch 7,
als Flammschutz für ein Vinylpolymer und/oder als Flammschutz für ein aus dem Vinylpolymer hergestelltes Produkt. 8. Use of a reactive flame retardant composition according to any one of claims 1 to 6 and / or a reactive flame retardant polymer according to claim 7, as a flame retardant for a vinyl polymer and/or as a flame retardant for a product made from the vinyl polymer.
9. Verfahren zur Herstellung eines flammwidrigen Vinylpolymers dadurch gekennzeichnet, dass ein Vinylpolymer mit der reaktiven9. A method for preparing a flame-retardant vinyl polymer, characterized in that a vinyl polymer with the reactive
Flammschutzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 unter Energieeintrag vermengt wird, wobei die reaktive Flammschutzzusammensetzung zumindest teilweise unter Ausbildung des reaktiven Flammschutzpolymers aufweisend eine aliphatische Doppelbindung polymerisiert. Flame retardant composition according to one of claims 1 to 6 is mixed with energy input, wherein the reactive flame retardant composition at least partially polymerizes to form the reactive flame retardant polymer having an aliphatic double bond.
10. Verfahren zur Herstellung eines flammwidrigen Vinylpolymers dadurch gekennzeichnet, dass ein Vinylpolymer mit dem reaktiven Flammschutzpolymer nach Anspruch 7 vermengt wird. 10. A method for producing a flame-retardant vinyl polymer, characterized in that a vinyl polymer is blended with the reactive flame-retardant polymer according to claim 7.
11. Flammwidriges Vinylpolymer, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 9 oder 10 hergestellt wurde, wobei das Vinylpolymer das reaktive Flammschutzpolymer nach Anspruch 7 aufweist und optional ein zusätzliches Flammschutzmittel aufweist.
11. A flame retardant vinyl polymer, characterized in that it has been produced by the method according to any one of claims 9 or 10, wherein the vinyl polymer comprises the reactive flame retardant polymer according to claim 7 and optionally comprises an additional flame retardant.
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