DE2809294A1 - Flammwidrige halogenfreie polymermischungen - Google Patents

Description

• Flammwidrige halogenfreie Polymermischungen
• Die Erfindung betrifft flammwidrige halogenfreie Polymermischungen auf der Basis von Copolymeren von Olefinen, Copolyrneren von Äthylen mit Acrylsäureestern, insbesondere Äthylen-Acrylatkautschuk, auf der Basis von Acrylatkautschuk oder auf der Basis von deren Verschnitten untereinander oder wit ander@n Polymeren wie Nitrilkautschuk, Polyäthylen (PE) oder zthylen-Vinylacetat-Copolymeren (EVA).
• Für den Einsatz auf vielen Anwendungsgebieten werden flammwidrige Polymermischungen gefordert. Dies gilt insbesondere für Kabel und Leitungen in Gebäuden, Transportmitteln, Industrieanlagen, Schaltanlagen, Kraftwerken, Schiffen usw., aber auch für Wand-und Bodenbeläge in Gebäuden und für vielfältige andc: Wechnische Artikel. Hierfür werden bisher in erster Linie halogenhaltige Polymermischungen verwendet, die durch ihre Halogenbestandteile flammwidrig sind. Dem Vorteil der Flammwidrigkeit dieser Kunststoffe steht der schwere Nachteil gegenüber, ca sich im Brandfall oder bei thermischen Überlastungen Halogenverbindungen, wie z.B. Salzsäure, in Form von korrosiven oder toxischen Gasen abspalten können. Daraus ergeben sich häufig beträchtliche Folgeschäden durch Korrosion in Anlagen und 3ateilen, die höher sein können, als die primären Brandschäden.
• Es gibt zahlreiche Versuche, die Abspaltung und Ausbreitung vc Halogenwasserstoffen aus halogenhaltigen Polymermischungen zu verhindern. Bisher ist man aber nicht zu befriedigenden cdrgebnissen gekommen. Der Einsatz halogenarmer oder halogenfreier Polymermischungen kann ebenfalls nicht voll befriedigen. Aus halogenarmen Mischungen spalten sich ebenfalls Halogenverbindungen ab und halogenfreie Mischungen sind nicht in ausreichende a.e flammwidrig.
• Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf der Basis der einleitend genannten Polymere eine halogenfrele golymermischung anzugeben, die im erforderlichen Maß flammwidrig und dabei gut zu verarbeiten und nach der Verarbeitung ölbeständig ist Im Brandfall soll sie außerdem möglichst wenig Rauch entwickeln, Außerdem wird gute Seewasserbeständigkeit angestrent.
• Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß sie bezogen auf 100 Teile Basispolymergemisch 90 --200 Teile uminiumoxidhydrat enthalten.
• Vorzugsweise enthalten sie auf 100 Teile Basispolymergetisc.-120 - 180 Teile Aluminiumoxidhydrat. Erfindungsgemäß wird das Aluminiumoxidhydrat mit Körnungen von 1 - 6soR verwendet. Zusätzlich können die erfindungsgemäßen Polymermischungen 10 -Teile Natriummetaborat, Magnesiumoxid oder vorzugsweise 4-3 - 7 Teile Magnesiumcarbonat, bezogen auf 100 Teile Basispolymergemisch enthalten. Als Weichmacher sind gemäß der Erfin@ung besonders solche auf Basis von Phosphorsäureestern, ins@es@nd Trikresylphosphat oder Diphenylkresylphosphat vorgesehen. Die Mischungen werden in der Regel mit Hilfe üblicher Vulkanisationssysteme vernetzt. Hierfür kommen z.B. Peroxide, unterstützt durch Coagenzien, Verzögerer u. dgl. zur Anwendung. Die Mis@@@@ können auch strahlenvernetzt werden, wobei zur Reduzierung er Strahlendosis als Coagenzien mehrfach ungesättigte Verbindungen verwendet werden können.
• Die Erfindung betrifft auch die Verwendung der angegebenen Polymermischungen als Isoliermischungen, Füllmischungen und/oder Mantelmischungen für elektrische Kabel und Leitungen. Sie werden erfindungsgemäß außerdem für die Herstellung von Boden- und Wandbelägen und technischen Artikeln, wie Transportbändern, Dichtungen, gummierten Textilien usw, verwendet.
• Der Vorteil der Erfindung besteht darin, daß halogenfreie Polymermischungen bereitgestellt werden7 die flammwidrig und raucharm sind. Die Mischungen sind für die Weiterverarbeitung gut geeignet da sie gut extrudierbar, kalandrierbar und preßbar sind. Diese sehr gute Verarbeitbarkeit der erfindungsgemäßen Mischungen ist wegen der unüblichen, erfindungsgemäß sehr hohen Dosierung des Aluminiumoxidhydrates bei gleichzeitig niedrigem Weichmacheranteil ein unerwarteter Vorteil. Die erfindungsgemäßen Mischungen können universell verwendet werden. Aus den Mischungen hergestellte Gegenstände sind überaus ölbeständig und im Brandfall raucharm. Daher werden sie mit besonderem Vorteil zur Herstellung von Isolierungen und Mänteln von Kabeln, für Schiffe, Kraftwerke, Schaltanlagen usw. verwendet. Auch für die Verwendung in Gebäuden, Transportmitteln, Aufzugsanlagen, Schalt- und Inductrieanlagen, kurz überall dort, wo es auf die Verwendung besonders flammwidriger, möglichst ölbeständiger Materialien und auf besonders geringe Korrosionsgefahr ankommt, sind die erfindungsgemäßen Mischungen mit großem Vorteil einsetzbar. Auch die gute Seewasserfestigkeit der erfindungsgemäßen Mischungen ist von großem Vorteil.
• Die Basispolymergemische der erfindungsgemäßen Polymermischungen bestehen aus elastomeren Copolymeren von Olefinen, wie z, B.
• Äthylenpropylen-Copolymer (EPM) oder Xthylen-Propylen-Dien-Terpolymer (E2DM). Sie können auch aus Copolymeren von Äthylen mit Acrylsäureester, wie z.B. Athylen-Äthyl-Acrylat, Äthylen-Butyl-Acrylat, Äthylen-Acrylatkautschuk oder aus Acrylatka@@@@@@ bestehen. Auch die Verschnitte all dieser Polymeren untereinander oder mit anderen Polymeren, wie Nitrilkautschuk, Polyäthylen, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere kommen als Basispoly@ergemische infrage. Als besonders geeignet wird er Basispoly gemisch aus Äthylen-Acrylatkautschuk angesehen.
• ist diesen Basispolymergemischen Aluminiumoxichydrat zugesetat Es kann entsprechend der Formel Al2O3. 3H2O oder als hydroxid entsprechend der Formel Al(OH)3 vorliegen. @ Dieser Zusatz wird vorzugsweise in Mengen von 120 - 180 Teilen, @ezogen auf 100 Teile Basispolymergemisch, beigemischt.
• Neben diesen erfindungsgemäßen Zusätzen von Aluminiumoxidhydrat können den Mischungen auch die sonst üblichen Zusätze beigefügt sein. So können sie die üblichen Weichmacher, wle z.B. Polymer-Weichmacher enthalten. Erfindungsgemäß besonders geeignet sind Weichmacher auf Basis von Phosphorsäureester, insbesondere Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat in Mengen von O - 5C Teilen. Außerdem können ihnen die üblichen Antioxidantien, Alterungsschutzmittel und Vernetzungsmittel zugesetzt sein. Als Antioxidantien und Alterungsschutzmittel finden vorwiegend solche auf aminischer oder phenolischer Basis Verwendung, z.B.
• Polymeres 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihiydrochinolin. Als Vernetzu;smittel kommen vorzugsweise organische Peroxide wie z.B. Dicumylperoxid, @i-tert-butyl-diisopropylbenzol, 1,1-Bi-tert-butylperoxy-3,3,5-trimethylclyclohexan infrage. Auf Vernet@@@gsmittel kann verzichtet werden, wenn im Fall von Ausfüllmis@nungen oder Innenmänteln oder bei Sandwichaufbauten in cer Innenlage keine besondere Festigkeit erwartet wird. Die erfindungsgemäßen Mischungen können im gegebenen Fall auch strahlungsvernetzt sein. Außerdem lassen sich die Mischungen nach der Erfindung auch in geschäumter Fcrm herstellen Die Schäumung kann durc bekannte Treibmittel bewerkstelligt werden Die folgenden Beispiele für erfindungsgemäße Mischungen zeigen ihre besonderen Vorteile Beispiel I: Athylen-Propylen-Dien-Terpolymer (EPDM) 10@ (Mooney Viskosität ca 80) Zinkoxid 5 Trimethyldihydrochinolin 1,5 T Aluminiumoxidhydrat (Körnung 1 - 6 µm) 140 - 160 T Magnesiumcarbonat 50 T Vinylsilan 1,5 T Trikresylphosphat 20 T Mineralölweichmacher 10 T Triallylcyanurat 1,5 T Dicumylperoxid (40%-ig) 9 T Die Mischung hat einen Oxygenindex von 28 = 30 %.
• Beispiel II: Äthylen-Acrylatkautschuk (Masterbatch) 120 - 130 T Aluminiumoxidhydrat 120 - 130 T Trimethyldihidrochinolin 2 T Verzögerer HVA 2 T Dicumylperoxid (40%-ig) 7 T Trlkresylphosphat 0 - 25 T Der Oxygenindex dieser Mischung ist 28 - 35 %. Das Compound weist eine erhöhte Ölbeständigkeit auf.
• Beispiel III: PDM (Mooney Visk. ca. 80) 83 Äthylen-Acrylatkautschuk (Masterbatch 80%ig) 25 Trimethyldihydrochinolin 1,5 PCD (Polycarbodiimid) 0,3 Aluminiumoxidhydrad (1 - 6 µm) 150 T Magnesiumcarbonat 50 T Vinylsilan 2 T Trikresylphosphat 20 Mineralölweichmacher 5 Triyllylcyanurat 1,5 Dicumylperoxid (40%ig) 9 T Der Oxygenindex beträgt 28 - 32 %.
• Beispiel IV: Äthylen-Acrylatkautschuk (Masterbatch ca. 80%ig) 50 T Äthylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA) (lev. 400) 50 T Aluminiumoxidhydrat 150 T Magnesiumverbindunq 50 T DPK 2.0 Triallylcyanurat 2 Di-tert-butylperoxydiisopropylbenzol 7 T Silane 11 T PCD (Polycarbodiimid) Oxygenindex 28 - 30 % Ölbeständigkeit sehr gut Bei sehr guter Ölbeständigkeit dieser Mischung beträgt c'er Oxygenindex 28 - 30 %.
• Die Einsatzmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Mischungen aufgrund ihrer sehr guten Eigenschaften überaus vielseitig Das beruht insbesondere auf ihrer gleichzeitigen Flammwidrigkeit, Ölbeständigkeit und Raucharmut.
• Bei elektrischen Kabeln und Leitungen werden nicht nur die bisher auch schon flammwidrigen Schichten, also der Außenmantel und ggf. der Innenmantel aus den Polymermischungen nach der Erfindung hergestellt. Bessere Ergebnisse lassen sich noch erzielen, wenn alle Schichten des Kabels aus den erfindungsgemäßen Mischungen hergestellt werden.
• DIe Flammwidrigkeit und damit die Funktionssicherheit werden carüber hinaus durch zusätzliche konstruktive Maßnahmen nocn erhöht. So können zusätzliche Umhüllungen aus nichtorganischen, mineralischen oder metallischen Schichten aufgebracht werden.
• Auch bei der Herstellung anaerer technischer Artikel ist die Kombination der erfindungsgemäßen flammwidrigen Polymermischungen mit mineralischen oder metallischen Materialien zur Verbesserung ihrer Flammwidrigkeit möglich.
• 8 Patentansprüche 9 Seiten Beschreibung

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Flammwidrige halogenfreie Polymermischungen auf der Basis von Copolymeren von Olefinen, Copolymeren von Äthylen mit Acrylsäureestern, insbesondere Äthylen-Acrylatkautschuk, auf der Basis von Acrylatkautschuc oder auf der Basis von deren Verschnitten untereinander oder mit anderen Polymeren wie Nitrilkautschuk, Polyäthylen oder Äthylen-Vinylacetat-Copolymeren, dadurch gekennzeichnet, daß sie bezogen auf 100 Teile Basispolymergemisch 90 - 200 Teile Aluminlumhydrat enthalten 2. Polymermischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie auf 100 Teile Basispolymergemisch 120-1S0 Teile Aluminiumoxidhydrat enthalten.

   3. Polymermischungen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich daß sie Aluminiumoxidhydrat mit Körnungen von 1 - %enthalten.

   4. Polymermischungen nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch cekennzeichnet, daß sie bezogen auf 100 Teile Basispoly:nergernisch zusätzlich 10-50 Teile Natriummetaborat, Magnesiumoxid oder 10-70 Teile Magnesiumcarbonat enthalten.

   5. Polymermischungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß sie Weichmacher aur Basis von Phosphorsäureestern, insbesondere Trikresylphosphat oder Diphenylkresylphosphat in Mengen von 10-50 Teilen bezogen auf 100 Teile Rasispolym.ergemisch enthalten.

   6. Polymermischungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in 100 Teilen Basispolymergemisch mindestens 20 Teile Äthylen-Acrylatkautschuk und/oder Nitrilkautschuk enthalten sind.

   7, Verwendung der Polymermischungen nach einem der Ansprüche 1 bis 6 als Isoliermischungen, Füllmischungen und/oder Mantelmischungen für elektrische Kabel und Leitungen.

   8. Verwendung der Polymermischungen nach einem der Anspruche 1 bis 6 für die Herstellung von Boden- und Wandbelägen und tecnnischen Artikeln, wie Transportbändern, Dichtungen, gummierten Textilien usw..