Brevet FR2203867A1 — publié le 19740517

La présente invention concerne l'utilisation du tétrabromoxylène composé (appelé ci-après TBX) comme modérateur d'inflammabilité pour les peintures et les substances synthétiques. La substitution en bromure dans le TBX est dans le noyau. Belon la présente invention, on a trouvé certaines propriétés valables dans le TBX, permettant son utilisation comme un très bon modérateur d'inflammabilité, pour des peintures et des substances synthétiques, en le mélangeant à ces dernière en proportions relatives d'environ 5 à 15% en poids de la composition totale. On savait déjà utiliser divers autres composés contenant du bromure comme modérateur d'inflammabilité. Selon la présente invention, on a trouvé, de façon inattendue, que le TEX surpasse les autres modérateurs d'inflammabilité connus, en combinant une bonne capacité de modération d'inflammabilité, avec une stabilité et une inertie élevées, et une faible solubilité.Dans le cas de matières synthétiques solides, l'addition du TBX peut également servir à améliorer les propriétés physiques, par exemple la résistance au choc. Etant donné son inertie et sa stabilité, le TEX résiste à des conditions climatiques externes, et peut ainsi être incorporé dans des compositions de peinture pour usage externe. Be TEX résiste également à des températures élevées, pouvant atteindre 2000C, employées occasionnellement pour la-formulation des compositions de peinture. Ainsi, la présente invention crée une composition de peinture et une composition de substance synthétique moulable, contenant environ 5 à 15% en poids de TBX. B'invention crée de plus, des articles solides en substance synthétique, faitsavec une composition contenant entre environ 5 et environ 15% de TEX. L'invention concerne également un procédé pour impartir des propriétés de modération d'inflammabilité à une composition de peinture, ou à une composition de matière synthétique moulable, comportant le mélange de cette composition avec du TBX, en une quantité allant d'environ 5 à environ 15% en poids de la composition mélangée. La préparation du TEX est indiquée dans l'exemple suivant. Dans une flasque de réaction de 4 litres à 3 cols, munie d'un mélangeur mécanique, d'un entonnoir de goutte à goutte et d'un condensateur de reflux, et placée dans un bain d'eau, on introduisit 1,5 litre de bichlorure d'éthylène, 530 g (5 moles) de xylène et 10 g de poudre de fer. Le bain d'eau fut chauffé jusqu'à une température de 40 à 500C, et du bromure y fut versé goutte à goutte. On ajouta, en tout, 3300 g (20 moles) de bromure, durant une période de 3 heures. Vers latin de la réaction, lorsque environ 3/4 de la quantité totale de bromure avait été ajoute la température du bain d'eau fut élevée à une température de 95 à 1000C, de façon à dissoudre les cristaux qui s'étaient séparés. Une fois la réaction terminée, on continua à mélanger durant 3 heures, et ensuite le mélange de réaction fut refroidi et le matériau solide fut filtré. Le TEX brut était brun foncé. Il fut lavé avec 12 litre d'éthanol, et on obtint un produit presque blanc. La recristallisation dans le benzène donna un produit cristallin d'un blanc pur. Point de fusion 252 - 3 C Analyse : Brome trouvé 75,2% Calculé 75,8 Be rendement de la réaction était de 80%, calculé sur le xylène, et les pertes lors de la recristallisation dans le benzène étaient de 10% du produit brut. On entreprit une série d' essais pour démontrer l'effet de modération d'inflammab'ilité du TBX. EXEMPLE 1 Cet exemple illustre l'application du TEX comme modérateur d'inflammabilité pour des peintures. On prépara les compositions de peinture suivantes, tous les pourcentages étant en poids A. peinture de base (couche de fond) Solution alcoyle à 60% d'huile de lin 11,0% TiO2 16,2% Huile de lin 4,0% Poudre de calcite 6,4% TBX 5,4% Trioxyde d'antimoine 5,4% Essence minérale (gamme d'ébulition 154 à 192 C; densité 0,779) 51,6% B. Peinture de revêtement Solution alcoyle à 60% d'huile de lin 45,0% Ti02 25,7% TBX 7,7% Sb2O3 7,7% Essence minérale (gamme d'ébullition 154 à 1920C; densité 0,779) 13,9% C. Peinture de revêtement Isoprène chloruré (55% de chlorure) 10,0% Paraffine chlorurée (42% Cl) 5,0% Ti02 15,0% Calcite 15,0% Borate de zinc 2,0% TBX 7,7% Sb2O3 5,0% Essence minérale (gamme d'ébullition 154 à 1920C; densité 0,779) 40,3% D.Peinture intumescente Isoprène chloruré (55% de chlorure) 6,5% TiO2 9,6% Phosphate d'ammonium 20,5% Phosphate de tricrésyle 1,6% Borate de zinc 1,6% Bentonite 1,0% Pentaérythritol 4,1% TBX 4,9% Sb2O3 4,1% Dicyanodiamide 8,1% Essence minérale (gamme d'ébulition 154 à 192 C; densité 0,779) 48,0% On prépara des panneaux en bois de chêne blanc, d'une dimension dé 15 x 20 x 0,6 cm, et renforcés par une plaque d'amiante. On appliqua deux couches de peinture, dans chaque cas, et le panneau fut placé à un angle de 450 par rapport à une flamme d'alcool à 10000C.Chaque panneau fut exposé à la flamme durant 60 secondes, puis la-flamme fut retirée, et on mesura le temps de combustion de bois et le profondeur de formation de produit de carbonisation. les résultats sont indiqués dans le tableau I suivant. TABLEAU I Composition de peinture Durée de la flamme Profondeur de utilisée secondes pénétration de carbonisation A 4 1 mm B 4 1 mm C O* 0 D 1 0-+ mm Témoin (peinture sans consumé consumé addition) Témoin A sans TEX " E B " TEX C " " , 10 2 mm " D " " 10 2 mm Extinction immédiate. EXEMPLE 2 Cet exemple illustre l'application du TBX comme modérateur d'inflammabilité, pour une composition de substance synthétique. On mélangea un polystyrène résistant au choc, de Monsanto Co., vendu sous le nom de 'lustrex HT88, avec du TEX, et dans certains cas, également avec de l'oxyde d'antimoine ou du phosphine de triphényle. On utilisa, pour le préparation du mélange, un malaxeur à palettes Sigma, chauffé à 22O0C. Te polymère fut d'abord chauffé, dans le malaxeur, à la température indiquée ci-dessus, et subséquemment, les additifs furent ajoutés au polymère fondu. Les mélanges furent alors refroidis et granulés. Enfin, on moula les granulés, pour les essais mécaniques et de modération d'inflammabilité, dans une machine de moulage par injection Esgo, à 220 et 270 C. Dana d'autres cas, on prépara des corps du polystyrène mélangé, par extrusion à 22O0C, et la machine à extruder. servit également de mélangeur.Des corps de polystyrène mélangé avec du TEX furent soumis à des essais de modération d'inflammabilité, et de propriétés mécaniques, et les résultats sont indiqués dans les jableaux II et III suivants TABLEAU II Modération d'inflammabilité du polystyrène, solide ou en mousse, en utilisant du TBX avec ou sans trioxyde d'antimoine (par le procédé selon l'ASTM D635-68) TBX Br Sb4O6 (C6H5)3P Vitesse de com- Quantité brülée Oxygène (3) % (3) % bustion cm/mn cm, avant auto- (2) No. ppc ppc extinction 0 0 0 0 3,1 ((@)) 17,75 3 2,2 0 0 2,14 (@)) 26 6 4,3 0 0 2,0 26 10 6,8 0 0 ne brûle pas 28,5 6 4,15 2 0 1,4 25,0 6 4,10 4 0 1,8 25,0 6 4,00 6 0 1,8 24,25 6 4,3 0 0,01 1,8 6 4,3 0 0,1 1,2 6 4,3 0 0,5 mousse 1,2 0 0 0 3 (1) 20 12 0 0,55 2,0 1. Totalement consumé. 2. ASTM E 4-64, pourcentage d'oxygène nécessaire dans un mélange avec de l'azote, pour maintenir la flamme brûlante 3. ppc = parties par centaine. TABLEAU III Propriétés mécaniques des mélanges TBX/polystyrène moulés à 220 - 270 C TBX Br Sb4O6 Choc Izod Résistance à la flexion Résistance à la tension Module Extension ppc % ppc J/cm Contrainte Module Contrainte Contrainte kg/cm2 en % kg/cm2 kg/cm2 x 104 maximale de rupture x 104 entaille kg/cm2 kg/cm2 0 0 0 0,475 439 2,37 184 198,5 1,42 37,4 3 2,2 0 0,490 393 2,52 190,5 215 0,95 32,8 6 4,3 0 0,82 387 2,46 202 222 1,01 31,7 10 6,8 0 0,65 373 2,435 197 206 1,1 28,5 6 4,15 2 0,763 320 1,99 194 203 0,893 32,8 6 4,10 4 0,757 332 2 187 205 0,915 33,8 6 4,00 6 0,67 367 2,34 192 209 1,006 36,2 I1 s'ensuit, d'après le tableau III ci-dessus, que le TEX, n'abaisse pas, mais au contraire augmente la résistance au choc du polystyrène. Ainsi, il agit comme une charge, ne détériorant pas une qualité physique souhaitable. Apparemment, le TEX se dissout partiellement.dans la fonte de polystyrène et forme une solution solide uniforme, qui aide à maintenir et meme à augmenter la résistance au choc. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemple. En particulier, elle comprend tous les moyens constituant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. R E V E N D I C A T I O N S 1. Compositions de peinture, et compositions de substance synthétique moulable, caractérisées en ce quelles contiennent du tétrabromoxylène, en une quantité allant d'environ 5 à environ 15% en poids de ladite composition totale. 2. Articles solides en substance synthétique, caractérisé en ce qu'ils sont faitsà partir d'une composition de substance synthétique moulable selon la revendication 1. 3. Procédé pour impartir des propriétés de modération d'inflammabilité à une composition de peinture ou à une composition de substance synthétique moulable, caractérisé-en ce qu'il comporte l'incorporation dans lesdites compositinns, de tétrabromoxylène en une quantité allant de environ 5 à environ 15% en poids de la composition totale.