NO773806L - Vinylklorid- og vinylidenkloridpolymerpreparater - Google Patents

Description

Vinylklorid- og vinylidenkloridpolymersammensetninger.

Vinylklorid- og vinylidenkloridpolymerer er kjente for å være såkalte selv-slukkende, og relativt mer flammeher-dige enn andre polymerer såsom polyetylen, polypropylen og lignende. Det vil imidlertid utvikle seg en vesentlig mengde røk når vinylklorid- og vinylidenkloridpolymerer utsettes for flammer. Vanlige flammeherdningsmidler såsom antimonoksyd,

vil ikke redusere selve røkutviklingen.

US patent 3i957»7^3 beskriver en blanding av aluminiumoksydtrihydrat og sinkoksyd som et røkreduserende middel i vinylkloridpolymerer. US patent 3»985»706 beskriver en blanding av aluminiumoksydtrihydrat og sinkborat som et røkreduserende middel for vinylkloridpolymerer. US patent 3»975»359beskriver en blanding av visse nikkelforbindelser og vismutforbindelser såsom vismut-subkarbonat, som røkreduserende midler for vinylklorid- og vinylidenkloridpolymerer.

Man kan fremstille vinylklorid- og vinylidenkloridpolymer sammens etninger som gir reduserte røkmengder ved forbrenning ved at man til nevnte polymerer tilsetter en blanding av (a) fra ca. 5 til ca. 1C>0 vektdeler pr. 100 vektdeler av polymeren, av A^O^.0 (aluminiumoksydtrihydrat) og (b) fra ca. 0,25 til ca. 20 vektdeler pr. 100 vektdeler polymer, av Bi^O^CO^(vismut-subkarbonat ) .

Den mengde av AlgO^OHgO som brukes vil være fra ca. 5 til ca. 150 vektdeler pr. 100 vektdeler polymer. Fortrinnsvis er mengden fra 20 til 60 vektdeler pr. 100 vektdeler polymer. Den Al^O^.3Hg0 som normalt brukes, er et fint pulver med en midlere partikkelstørrelse fra ca. 0,1 til ca. 200 mikron, mer foretrukket fra 0,5 til ca. 100 mikron. Når man bruker større mengder enn ca. 20 vektdeler Al^O^. 311^0, er det foretrukket å bruke en mindre partikkelstørrelse på under ca. 5 mikron. Et spesielt ønskelig og fordelaktig Al^O^OH^O er et som fremstilles ved en utfellingsprosess og som har en partikkelstørrelse fra ca. 1 til 2 mikron og som selges under varemerket HYDRAL.

Den mengde BigO^CO^som brukes vil være fra 0,25

til 20 vektdeler pr. 100 vektdeler polymer. Fortrinnsvis er mengden fra ca. 2 til ca. 10 vektdeler pr. 100 vektdeler polymer. Nevnte Bi^O^GO^er et fint hvitt pulver med eiix midlere partikkelstørrelse på mindre enn ca. 200 mikron, fortrinnsvis mellom ca. 0,5 og ca. 5 mikron.

Vinylklorid- og vinylidenkloridpolymerer som kan brukes i foreliggende oppfinnelse innbefatter homopolymerer, sampolymerer og blandinger av slike polymerer. Vinylklorid- og vinylidenkloridpolymerene kan inneholde fra ca. 0 til ca. 50 vekt-$ av minst en annen olefinisk umettet monomer, fortrinnsvis minst en annen vinylidenmonomer (d.v.s. en monomer som inneholder minst en terminal CH^= C< gruppe pr. molekyl), som er sampolymerisert med nevnte polymerer, fortrinnsvis opp til ca. 20 vekt-ia av en slik monomer. Egnede monomerer innbefatter 1-olefiner med fra 2 til 12 karbonatomer, fortrinnsvis fra 2 til 8 karbonatomer, såsom etylen, propylen, 1-buten, isobutylen, 1-heksen, 4-metyl-l-penten og lignende, diener med fra 4 til 10 karbonatomer heri inngår konjugerte diener såsom butadien, isopren, piperylen og lignendefetylidennorbornen og dicyklopentadien; vinylestere og allylestere såsom vinylacetat, vinylkloracetat, vinylpropionat, vinyllaurat, allylacetat og lignendej vinyl-aromatiske forbindelser såsom styren, a-metylstyren, klorstyren, vinyltoluen, vinylnaftalen og lignende; vinyl og allyletere og ketoner såsom vinylmetyleter, allylmetyleter, vinylisobutyl-eter, vinyl-n-butyleter, vinylkloretyleter, metylvinylketon og lignende; vinylnitriler såsom acrylonitril, metacrylonitril og lignendej cyanoalkylacrylater såsom a-cyanometylacrylat,- og a-, |3- og "^-cyanopropylacrylater og lignende; olefinisk umettede karboksylsyrer og estere av slike, såsom a, |3-olef inisk umettéde syrer og estere av disse såsom metylacrylat, etylacrylat, klorpropylacrylat, butylacrylat, heksylacrylat, 2-etylheksylacrylat, dodecylacrylat, octadecylacrylat, cykloheksylacrylat, fenylacrylat, glycidylacrylat, metoksyetylacrylat, etoksyetylacrylat, heksyltioetylacrylat, metylmetacrylat, etylmetacrylat, butylmetacrylat, glycidylmetacrylat og lignendej samt estere av maleirisyre og fumarsyre og lignendej amider av a, |3~olefinisk runettede karboksylsyrer såsom acrylamid og lignendej divinyler, diacrylater og andre polyfunksjonelle monomerer såsom divinyl-benzen, divinyleter, dietylenglycoldiacrylat, etylenglycoldi-metacrylat, metylen-bis-acrylamid, allylpentaerytritol og lignendej samt bis (|3-halogenalkyl) alkenylf osf onater såsom bis(|3-kloretyl)vinylfosfonat og lignende.

Mer foretrukne monomerer innbefatter 1-olefiner med

fra 2 til 12 karbonatomer, fortrinnsvis fra 2 til 8 karbonatomer, såsom etylen, propylen, 1-buten, isobutylen, 1-heksen, 4-metyl-1-penten og lignendej vinylestere og allylestere såsom vinylacetat, vinylkloracetat, vinylpropionat, vinyllaurat, allylacetat og lignendej olefinisk umettede karboksylsyrer og estere av slike, såsom a, |3-olef inisk umettede syrer og estere av slike, f.eks. metylacrylat, etylacrylat, klorpropylacrylat, butylacrylat, heksylacrylat, 2-etylheksylacrylat, dodecylacrylat, octadecylacrylat, cykloheksylacrylat, fenylacrylat, glycidylacrylat, metoksyetylacrylat, etoksyetylacrylat, heksyltioacrylat, metylmetacrylat og lignende, heri inngår estere av maleinsyre og fumarsyre og lignendej og amider av a, f3-olefinisk umettede karboksylsyrer såsom acrylamid og lignende.

Vinylklorid- og vinylidenkloridpolymeren kan fremstilles på en hver kjent måte, f.eks. ved polymerisering ved hjelp av en emulsjon, suspensjon, porsjonsvis eller i en oppløsning. De additive forbindelser kan blandes med polymeremulsjonen, sus-pensjonen, oppløsningen eller massen før monomerinnvinning og/eller tørking. Fortrinnsvis bør forbindelsene tilsetées tørre granu-lære eller pulveriserte polymerer. Polymeren og forbindelsene kan blandes i granulær form eller i pulverform i et apparat såsom en Henschel-blander eller lignende. Alternativt kan dette trinn elimineres, og blandingen kan utføres mens polymermassen smeltes og bearbeides for å oppnå homogenitet under kraftig skjærkrefter, eller bearbeides i et blandeapparat hvor metall-overflaten er i kontakt med materialet. Smeltetid og temperatur vil være avhengig av polymersammensetningen og tilsetningen av additivet forbindelser, men vil vanligvis ligge i området fra ca. 150-200°C og i tidsrom fra 2 til 10 ibiuutter.

Røknedsettende evne kan måles ved å bruke et NBS-røk-kammer ifølge den fremgangsmåte som er beskrevet av Gross et al, "Method for Measuring Smoke from Burning Materials", Symposium on Fire Test Methods - Restraint & Smoke 1966, ASTM STP 422, s. 166-204. Maksimal røktetthet (v D ) er et dimensionsløst tall og har den fordel at det representerer røktettheten uav-hengig av kammervolum, størrelsen på det prøvestykke som for-brennes eller lengden på lysstrålen gjennom røken, forutsatt at man bruker et ensartet dimensjonssystem. Maksimal røkut-viklingshastighet (Rm) defineres i enheter på min,""'", Prosentvis røkreduksjon beregnes' ved å bruke følgende ligning:

Begrepet Dm/g betyr maksimal røktetthet pr. gram av prøvestykket. Dm og andre aspekter i forbindelse med optikken ved lystrans-misjon gjennom røk, er mer detaljert beskrevet i ovennevnte ASTM publikasjon.

Vinylklorid- og vinylidenkloridpolymersammensetninger ifølge foreliggende oppfinnelse kan inneholde vanlige kjente ingredienser, såsom fyllstoffer, stabilisatorer, stoffer for å gjøre polymeren ugjennomskinnelig, smøremidler, bearbeidings-midler, modifiserende harpikser, mykningsmidler, antioksydasjons-midler og lignende.

De følgende eksempler illustrerer oppfinnelsen.

Eksemplene 1-3

Hvert prøvestykke ble fremstilt ved å valse ovennevnte materiale i en mølle med to valser i ca. 5 minutter ved en valse- temperatur på ca. l60°C. De valsede prøvene ble presset til stykker på 150 x 150 x 0,88 mm. Pressing ble utført ved ca. 165 - 185°C ved å bruke et trykk på ^ 000 kg på en 10 cm's ramme. Prøvene ble gitt en forvarming i 2 minutter før pressing i 8 minutter ved full belastning.

De pressede stykkene ble skåret i mindre stykker på 75 x 75 x 0,88 mm. Stykkene ble prøvet ved å bruke den såkalte flammemetoden i nevnte NBS røkkammerprøven (ASTM STP 422, s. 166-204). Resultatene er angitt i tabell I.

De ovennevnte resultater viser at Al^O^. og

Bi^O^CO^virker synergistisk og reduserer røkdannelsen under forbrenning av polyvinylklorid i nevnte NBS-røkkammer (ASTM

STP 422, s. 166-204). I eksempel 3 ga 10 vektdeler av hver av

de to ingredienser en større prosentvis reduksjon av røkdannel-sen enn i eksempel 1 som hadde 20 vektdeler Al^O^OHgO eller eksempel 2 som hadde 20 vektdeler Bi^O^CO^.

De prosentvise røkreduksjonsverdier kan variere fra

de som er vist i eksemplene 1-3 ved å variere forholdet mellom Al^O^OHgO og BigO^CO^. Det kan være ønskelig med andre for-

hold alt avhengig av den forønskede reduksjonen med hensyn til røk og hvorledes produktet skal brukes til slutt.

De forbedrede vinylklorid- og vinylidenkloridpolymersammensetninger ifølge foreliggende oppfinnelse kan brukes alle de steder hvor røkreduksjon er ønskelig, f.eks. i tepper, tapeter, plastkomponenter for innredninger av fly og lignende. Det vil selvsagt være slik at den totale egnethet for et spesielt for-

mål vil være avhengig av andre faktorer også, såsom sammonomer-type og innhold av denne, innhold av andre ingrediénser, polymer-partikkelstørrelse etc.

Claims (8)

1. Sammensetning med redusert røkdannelse ved forbrenning, karakterisert ved å bestå av

(a) en vinylklorid- eller vinylidenkloridpolymer, (b) fra ca. 5 til ca. 150 vektdeler av Al20y 3H20 pr. 100 vektdeler polymer, og (c) fra ca. 0,25 til ca. 20 vektdeler BigOgCO^ pr. 100 vektdeler polymer.

2. Sammensetning ifølge krav 1, karakt e <r> i-sert ved at nevnte Al^O^OH^O har en midlere partikkel-størrelse fra ca. 0,1 til ca. 200 mikron.

3» Sammensetning ifølge krav 2, karakterisert ved at nevnte Bi,>02C0 3 har en midlere partikkel-størrelse på fra ca. 0,1 til ca, 200 mikron.

4. Sammensetning ifølge krav 3»karakterisert ved at nevnte AlgO^O H^ O har en midlere partikkel- størrelse fra ca. 1 til ca. 5 mikron.

5. Sammensetning ifølge krav 4, karakterisert ved at innholdet av Al^ O^O H^ O er fra ca. 20 til ca. 60 vektdeler pr. 100 vektdeler polymer.

6. Sammensetning ifølge krav 5»karakterisert ved at innholdet av Bi^O^CO^ er fT a ca> 2 til ca. 10 vektdeler pr. 100 vektdeler polymer.

7» Sammensetning ifølge krav 6, karakterisert ved at nevnte polymer er sampolymerisert med opp til ca. 50 vekt-$ av minst en annen olefinisk umettet monomer.

8. Sammensetning ifølge krav 7>karakterisert ved at nevnte andre monomer er valgt fra gruppen bestående av 1-olefiner med fra 2 til 12 karbonatomer, vinylestere, a, |3-olef inisk umettede karboksylsyrer og estere av disse, amider av a, (3-olefinisk umettede karboksylsyrer og estere av fumarsyre og maleinsyre.