DE2308104A1 - Formmasse aus thermoplastischen kunststoffen - Google Patents
Formmasse aus thermoplastischen kunststoffenInfo
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Description
FARBiVERKE HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
vormals Meister Lucius & Brüning
Aktenzeichen: HOE 73/F 052
Datum: 16. Februar 1973 Dr.MD/CK
Es ist bekannt, daß roter Phosphor zur Flammfestausrüstung
einer Reihe von Polymeren vorzüglich geeignet ist. So wird in der deutschen Patentschrift 1 173 641, in der
deutschen Auslegeschrift 1 965 635, in der US-Patentschrift
3 373 135, in der britischen Patentschrift 1 157 419,
in der britischen Patentschrift 1 147 oo9 und in der deutschen Offenlegungsschrift 2 133 557 der Zusatz von
rotem Phosphor zu Polyurethanen, Polyamiden, Polyformaldehyd, Polyäthylenterephthalat, Epoxyharzen, Styrol/
Acrylnitril-Copolymeren, Polyvinylchlorid und Polyolefinen beschrieben.
Bei der Handhabung des roten Phosphors sind besondere Vorsichtsmaßnahmen zu beachten, um eine Phosphorstaubbildung
zu vermeiden, die zu Explosionen Anlaß geben kann. Von großer Wichtigkeit ist ferner die Bildung von Phosphorwasserstoff,
die, durch Luftfeuchtigkeit bereits stark begünstigt, beim Einsatz von rotem Phosphor praktisch
stets festzustellen ist. Beim Phosphorwasserstoff handelt es sich um ein hochtoxisches Gas, dessen maximale Arbeitskonzentration in der Literatur mit 0,1. ppm angegeben wird.
Phosphorwasserstoff läßt sich durch seinen charakteristischen Geruch, die Geruchsschwelle liegt bei ca. 0,o2 ppm, leicht
feststellen. Da aber bereits 4oo ppm dieses Gases lebensgefährlich sind, wird der Einsatz des roten Phosphors als
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Flammschutzmittel in Frage gestellt. Besonders kritisch wird dieses Problem, wenn ein durch roten Phosphor flammwidrig
ausgerüstetes Polymeres in geschlossenen Behältern aufbewahrt oder versandt wird, da sich dann Phosphorwasserstoff
anreichert und die maximale Arbeitsplatzkonzentration erheblich überschritten werden kann.
Br wurde nun gefunden, daß dieser Nachteil überwunden wird, wenn die Formmasse aus thermoplastischen Kunststoffen
Phosphor und eine Phosphorwasserstoff bindende Substanz enthält.
Als Phosphorwasserstoff bindende Substanz haben sich besonders
Verbindungen aus der Gruppe MoS0, PbO0, AgNO„,
NgCl2, FeCl3 * 6 H0O, CuO und Aktivkohle bewährt. Die besten
Ergebnisse wurden mit Kupfer - (II) - oxyd und Aktivkohle erhalten.
Diese Phosphorwasserstoff bindende Substanzen, werden im allgemeinen in Konzentrationen von 0,2 bis 15 Gew.-%,
vorzugsweise in Konzentrationen von 1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die Menge des roten Phosphors eingesetzt. Der
rote Phosphor liegt im allgemeinen in Mengen von 1 bis 20 Gew.-% vorzugsweise in Mengen von 2 bis 10 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Formmasse, vor.
Bei Verwendung von Aktivkohle als Phosphorwasserstoff bindende Substanz, haben sich die günstigsten Ergebnisse
dann gezeigt, wenn die Aktivkohle eine spezifische Ober-
0
fläche von 900 - 1300 m / g, vorzugsweise eine Ober-
fläche von 900 - 1300 m / g, vorzugsweise eine Ober-
2
fläche von 1000 - 1100 m / g besitzt.
fläche von 1000 - 1100 m / g besitzt.
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Es ist als ein besonderer Vorteil anzusehen, daß die erwähnten Phosphorwasserstoff bindenden Substanzen in
den genannten geringen Zusatzmengen bereits den gewünschten Erfolg bringen. Dadurch werden andere Eigenschaften des
mit Phosphor ausgerüsteten thermoplastischen Kunststoffes praktisch nicht beeinflußt.
Die genannten Zusatzstoffe, werden mit Vorteil bei Polyurethanen,
Polyamiden, Polyformaldehyd, Polyäthylenterephthalat,
Epoxyharzen, Styrol/Acrylnitril-Copolymeren, Polyvinylchlorid, Polyäthylen und Polypropylen verwendet.
Die erfindungsgemäß hergestellten Formmassen aus thermoplastischen
Kunststoffen riechen nicht mehr nach Phosphorwasserstoff. Damit wird die gefahrlose Verwendung des roten
Phosphors als Flammschutzmittel ohne die unerwünschte Begleiterscheinung der Entwicklung von hochtoxischen Phosphorwasserstoffen
sichergestellt. Gleichzeitig wird bei Verwendung von Aktivkohle oder Kupfer- (II) - Oxyd die rote
Eigenfarbe des Phosphors überdeckt und dabei eine für viele Anwendungszwecke erwünschte schwarz eingefärbte Formmasse
erhalten. Hinzu kommt, daß Aktivkohle sich durch ihre physiologische Unbedenklichkeit auszeichnet.
Es ist auffällig, daß viele andere Verbindungen mit aktiver Oberfläche wie Aluminiumoxyd, Siliziumdioxyd oder Molecularslebe
zur Bindung des Phosphorwasserstoffes in Formmassen aus thermoplastischen Kunststoffen nicht oder nur in sehr
viel höheren Konzentrationen geeignet sind.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen empfiehlt
es sich, den roten Phosphor und die Phosphorwasserstoff bindende Substanz zu vermischen und dieses Gemisch, gegebenenfalls
mit Hilfe eines Haftvermittlers, auf ein Polymer-
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granulat aufzupanieren oder das Gemisch aus Phosphor und Phosphorwasserstoff bindender Substanz mit einem
pulverfÖrmigen Polymeren zu vermischen. Als Haftvermittler
haben sich bestimmte Phosphorsäureester besonders bewährt, die in der deutschen Patentanmeldung P 22 37 875.2
näher beschrieben sind.
In den nachfolgenden Beispielen wird eine Formmasse aus linearem gesättigtem Polyathylenterephthalat mit rotem
Phosphor und verschiedenen Phosphorwasserstoff bindenden
Substanzen ausgerüstet. In keinem Fall konnte der charakteristische Phosphorwasserstoffgeruch noch nachgewiesen werden,
Entsprechende Ergebnisse konnten auch mit den anderen in der Beschreibung genannten thermoplastischen Kunststoffen erhalten
werden.
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3 g roter Phosphor und die in der folgenden Tabelle angegebenen Verbindungen werden in einen mit einem
Stopfen versehenen 100 ml-Erlenmeyer-Kolbeii eingewogen.
Nach mehrmaligem Umschütteln und 12-stündigem Stehenlassen bei Zimmertemperatur wird die Phosphorwasserstoff
konzentration analytisch bestimmt. Dabei wurden die in der Tabelle angegebenen Werte gemessen.Die
Mischungen wurden anschließend auf Polyäthylenterephthalatgranulat
aufpaniert oder mit Polyäthylentherephthalatpulver vermischt. In keinem Fall konnte Phosphorwasserstoffgeruch
festgestellt werden.
| Versuchs nummer |
Zusatz zu 3 g rotem Phosphor |
in % bezogen auf roten Phosphor |
Konzentration von PH3 im Erlenmeyer in ppm |
| (Vergleichs versuch) |
- | 35 - 40 | |
| 1 | HgO | 2 | £l |
| 2 | MoS2 | 2 | <1 |
| 3 | PbO2 | 2 | <1 |
| 4 | Aktivkohle | 7 | - |
| 5 | CuO | 10 | - |
| 6 | FeCl3-6 H2O | 10 | |
| 7 | HgCl2 | 1 | - |
| 8 | AgNO3 | 1 | — |
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Claims (7)
1. Formmasse aus thermoplastischen Kunststoffen, dadurch
gekennzeichnet, daß sie roten Phosphor und eine Phosphor- · Wasserstoff bindende Substanz enthält.
2. Formmasse aus thermoplastischen Kunststoffen nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß als Phosphorwasserstoff
bindende Substanz eine Verbindung aus der Gruppe MoS„,
HgO, PbO2, AgNO3, HgCl2, FeCl3 '6 H3O, CuO und Aktivkohle
verwendet wird.
3. Formmasse aus thermoplastischen Kunststoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß als thermoplastische Kunststoffe
Polyurethane, Polyamide, Polyformaldehyd, Polyäthylenterephthalat, Epoxyharze, Styrol-Acrylnitril-Copolymere,
Polyvinylchlorid, Polyäthylen oder Polypropylen verwendet werden.
4. Formmasse aus thermoplastischen Kunststoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rote Phosphor und die
Phosphorwasserstoff bindende Substanz, gegebenenfalls mit Hilfe eines Haftvermittlers, oberflächlich auf den
thermoplastischen Kunststoff aufpaniert werden.
4. Formmasse aus thermoplastischen Kunststoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rote Phosphor in
Mengen von 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, verwendet wird.
6. Formmasse aus thermoplastischen Kunststoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Phosphorwasserstoff
bindende Substanz in Mengen von 0,2 bis 15 Gew.-%, bezogen auf die Menge des eingesetzten roten Phosphors, verwendet
wird.
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HOE 73/F 052
-7 -
7. Formmasse aus thermoplastischem Kunststoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die als Phosphorwasserstoff
bindende Substanz verwendete Aktivkohle eine
ο spezifische Oberfläche von 900 - 1300 m / g besitzt.
409834/0599
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