DE2503368C3

DE2503368C3 - Selbstverlöschende Epoxidharze

Info

Publication number: DE2503368C3
Application number: DE2503368A
Authority: DE
Inventors: Walter 5330 Koenigswinter Buettgens; Herbert Dr. 5000 Koeln Jenkner
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1975-01-28
Filing date: 1975-01-28
Publication date: 1978-11-16
Also published as: DE2503368B2; DE2503368A1

Description

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Es sind bereits verschiedene Verfahren zur Herstellung schwer brennbarer oder selbstverlöschender Epoxidharze bekannt, nach denen diesen Harzen neben bestimmten Phosphorverbindungen vor allem Halogenverbindungen, wie beispielsweise die HET-Säuren, Addukte aus Hexachlorcyclopentadien und mehrbasischen ungesättigten Säuren oder Bromphenylglycidäther, als Flammschutzkomponente zugesetzt werden. Nach einem anderen Verfahren genügt es jedoch, Brom an Epoxidharze in wäßriger Suspension anzulagern, um die Brennbarkeit der Epoxidharze zu vermindern. Für Epoxidharze, deren eine Bildungskomponente Bisphenol A ist, har als Flammschutzkomponente Tetrabrombisphenol A besondere Bedeutung gewonnen, da es bei der Polykondensation der Epoxidkomponente mit der Bisphenol-A-Komponente mit in den Verband der Makrotnolekeln eingebaut wird. Die auf diese Weise in dem Harz durch chemische Bindung fest verankerte Flammschutzkomponente vermag nicht zu migrieren und verleiht so dem Harz einen dauerhaften Rammschutz. Nachteilig ist für die Verwendung von Tetrabrombisphenol A als Flammschutzkomponente in Epoxidharzen lediglich die relativ große Zusatzmenge an Tetrabrombisphenol A, die notwendig ist, um einen guten Hammschutz zu bewirken. So sind beispielsweise bei einem flammwidrigen Epoxidharz, das nach der Prüfmethode ASTM 635 Verlöschungszeiten zwischen 1 und 7 Sekunden erreichen soll, Zusatzmengen an Tetrabrombisphenol A von etwa 34 Gewichtsprozent erforderlich. Solche holten Zusatzmengen sind jedoch nicht nur unwirtschaftlich, sondern verändern auch noch die Eigenschaften des Epoxidharzes in unerwünschter Weise gegenüber einem entsprechenden Produkt, das kein Tetrabrombisphenol A enthält

Es wurde daher nach selbstverlöschenden Epoxidharzen gesucht, deren Flammschutzkomponenten bereits bei geringen Zusatzmengen einen ausreichenden Flammschutz bewirken.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind selbstverlöschende Epoxidharze mit einem Gehalt an bromierten aromatischen Verbindungen. Sie sind gekennzeichnet durch einen Gehalt von 5 bis 20 Gewichtsprozent an 2-(Pentabromphenoxy)-äthanol.

Ein weiterer Erfindungsgegenstand ist ein Verfahren zur Herstellung solcher selbstverlöschender Epoxidharze. Es zeichnet sich dadurch aus, daß in dem flüssigen bzw. geschmolzenen Epoxidharz 2-(Pentabromphenoxy)-äthanol als Flammschutzkomponente gleichmäßig

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verteilt und da&Harz danach gehärtet wird.

Die erfindungsgemäß zu verwendende Verbindung 2-(Pentabromphenoxy)-äthano! kann in einfacher Weise beispielsweise dfirch Umsetzung von Pentabrornphenol mit Äthylenoxid unter Druck, beispielsweise analog zu den Verfahren nach der deutschen Patentschrift 5 95 174 oder nach der US-Patentschrift 24 01261, erzeugt werden.

Das 2-(Pentabromphenoxy)-äthanol wird dem flüssigen bzw. geschmolzenen Epoxidharz in der erforderlichen Menge zugegeben und durch Rühren bzw. Kneten gleichmäßig darin verteilt Anschließend wird das entstandene Gemisch unter Anwendung der für die Aushärtung von Epoxidharzen bekannten Maßnahmen thermisch oder in Anwesenheit von Katalysatoren, wie beispielsweise organischen Aminen, ausgehärtet. Es genügen bereits Zusatzmengen an 2-(Pentabromphenoxy)-äthanol von etwa 5 Gewichtsprozent, bezogen auf das ausgehärtete Epoxidharz, um Verlöschungszeiten nach ASTM 635 von 0 bis 2 Sekunden zu erreichen. Sind derartig niedrige Verlöschungszeiten nicht unbedingt erforderlich, können bereits entsprechend geringere Zusatzmengen an 2-{Pentabromphenoxy)-äthanol ausreichend sein. Weiterhin ist es möglich, durch gleichzeitige Zugabe von anderen bekannten und gegebenenfalls synergistisch wirkenden Flammschutzkomponenten, wie beispielsweise Antimontrioxid, Bromdian, Chlorparaffin, Phosphorsäureestern, die Zugabe an 2-{Pentabromphenoxy)-äthanol bei gleicher Flammschutzwirkung zu senken.

Ein Beispiel und ein Vergleichsbeispiel sollen Anwendung und Wirkung der erfindungsgemäß zu verwendenden Rammschutzkomponente näher erläutern.

Die Prüfung des Brandverhaltens nach ASTM 635 geschieht dabei in der Weise, daß aus den ausgehärteten Formmassen Prüfstäbe mit den Abmessungen 13 χ 6,5 χ 127 mm geschnitten werden. Diese Prüfstäbe werden an einem Ende in eine Stativklammer waagerecht so eingespannt, daß die Schmalseite der größten der seitlichen Flächen mit der Horizontalen einen Winkel von 45° bildet Unter dieser Probe wird im Abstand von 9,6 mm — ebenfalls durch eine Klammer gehalten — ein etwa 103 cm² großes Bunsenbrennerdrahtnetz mit 58 Maschen pro cm² befestigt dessen Länge 116 mm beträgt Für den Brandversuch wird das freie Ende des Prüfstabes mit einer entleuchteten Bunsenflamme 30 Sekunden lang beflammt und die Zeit gemessen, in der die Probe nach Entfernen der Ramme verlöscht

Beispiel

100 Gewichtsteile Epoxidharz auf Basis Bisphenol A und Epichlorhydrin werden auf eine Temperatur von 50⁰C erwärmt, 21,4 Gewichtsteile 2-{Pentabromphenoxy) äthanol zugegeben und durch Rühren gleichmäßig verteilt Anschließend werden 14 Gewichtsteile Tetraäthylenpentamin zugegeben, woraufhin die Masse im Verlauf von 10 Stunden aushärtet Aus der festen Masse werden Prüfstäbe für die ASTM-Probe herausgeschnitten und die Probe durchgeführt. Bei 6 Proben liegt die Verlöschungszeit zwischen 0 und 2 Sekunden.

Vergleichsbeispiel

100 Gewichtsteile Epoxidharz auf Basis Bisphenol A und Epichlorhydrin, das 33,6 Gewichtsteile Tetrabrombisphenol A enthält, werden durch Zugabe von 14 Gewichtsteilen Tetraäthylenpentamin bei einer Tempe-

ratur von 50⁰C im Verlauf von 10 Stunden ausgehärtet Aus der festen Masse werden Prüfstäbe für die ASTM-Probe herausgeschnitten und die Probe durchgeführt. Bei 10 Proben liegt die Verlöschungszeit zwischen 1 und 7 Sekunden.

Claims

Patentansprüche:

1. Selbstverlöschende Epoxidharze mit -einem Gehalt an bromierten aromatischen Verbindungen, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 5 bis 20 Gewichtsprozent an 2-(Pentabromphenoxy)-äthanoL

2. Verfahren zur Herstellung von selbstverlöschenden Epoxidharzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem flüssigen bzw. geschmolzenen Epoxidharz 2-{Pentabromphenoxy)-äthanol als Flammschutzkomponente gleichmäßig verteilt und das Harz danach gehärtet wird.

IS