FLAME-RETARDING THERMOPLASTIC MOULDING COMPOSITIONS BASED ON POLYOLEFIN-BITUMEN BLENDS, AND THEIR USE IN MAKING MOULDED ARTICLES, ESPECIALLY CAULKING STRIPS FOR OPEN-AIR AND SUBSOIL CONSTRUCTIONS

Abstract: 1. A flame-retardant thermoplastic moulding composition based on a mixture of an olefin polymer, bitumen, fillers and a flameproofing agent, wherein the moulding composition consists of (A) 20 to 50 parts by weight of an ethylene copolymer containing from 7 to 25% by weight of copolymerized units of vinyl acetate, butyl acrylate, propylene or butene-1, (B) 20 to 50 parts by weight of bitumen which has a penetration according to DIN 1995 of 3 to 100 at 25 degrees C, (C) 5 to 30 parts by weight of aluminium hydroxide, 95% by weight of whose particles have a size of from 5 to 150 mu m, and (D) 1 to 10 parts b y weight of red phosphorus, as well as 0 to 25 parts by weight of polyethylene having a density of from 0.917 to 0.940 g/cm**3 and a melt index of from 0.1 to 10 g/10 min, 0.2 to 5 parts by weight of carbon black, and 0 to 5 parts by weight of glycerol monostearate.

Description: 'Flammhemmende thermoplastische Formmassen auf Basis von Polyolefin-Bitumen-Mischungen und deren Verwendung zur Herstellung von FormkiSrpern, insbesondere von Abdichtungs bahnen Der den Hoch- und Tiefbau Die Erfindung betrifft flammhemmende thermoplastische Formmassen auf der Basis von Mischungen aus Olefinpolymerisa-- ten, Bitumen, Fullstoffen und Brandschutzmitteln. Derartige Formmassen sind zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Abdichtungsbahnen fur den Hoch- und Tiefbau geeignet. Stoffmischungen auf der Basis von Ethylencopolymerisaten und Bitumen sind aus der Literatur wohl bekannt (vgl. DE-PS 2 441 203 und DE-PS 1 298 282). Es ist weiterhin bekannt, Formmassen auf Basis Ethylencopolymerisat und Bitumen mit mineralischen Füllstoffen auszurüsten (vgl. DE-PS 1 807 071, DE-OS 19 10 178, DE-OS 19 62 640 oder DE-OS 23 53 439). Solche Ausrüstungen dienen der Streckung des Materials und bewirken im allgemeinen eine Minderung der Festigkeit der daraus hergestellten Artikel. Ein wirksamer Brandschutz wird durch solche Füllungen nicht erzielt. Es ist ferner bekannt, bei thermoplastischen Formmassen auf Basis Ethylencopolymerisaten einen Brand schutz zu erhalten, indem man Aluminiumhydroxid beimischt (vgl. US-PS 3 832 326). Weiter ist es bekannt, bei Polyolefinen einen Brandschutz durch Zusatz von rotem Phosphor zu erzielen (vgl. "Journal of Applied Polymer Science", Vol. 24, (1979), Seiten 1457 bis 1464). Die bekannten Formmassen weisen ein unzureichendes Brand verhalten und eine niedrige Wärmefommbeständigkeit auf. Fre/P Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine flammhmmen- de, halogenfreie, thermoplastische Formmasse-zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere von Abdichtungsbahnen zu entwickeln, deren mechanische Eigenschaften, insbesondere bei höheren Temperaturen, und deren brandschutztechnischen Eigenschaften gegenüber den bekannten Formmassen auf Basis Ethylencopolymerisat-Bitumen-Mischungen verbessert sind. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch Formmassen, die bestehen aus: (A) 20 bis 50 Gew.-Teilen eines Ethylencopolymerisats, das 7 bis 25 Gew.-% Vinylacetat, Butylacrylat,Propyien oder l-Buten einpolymerisiert enthält, (B) 20 bis 50 Gew.-Teilen Bitumen, das entsprechend DIN 1995 eine Penetration bei 25 0C von 3 bis 100 aufweist, (C) 5 bis 30 Gew.-Teilen Aluminiumhydroxid, dessen Teilchengrössen zu 95 Gew.- zwischen 5 und 150/um liegen und (D) 1 bis 10 Gew.-Teilen roter Phosphor, sowie 0 bis 25 ew.-Teilen Polyethylen der Dichte 0,917 bis 3 0,940 g/cm3 und des Schnelzindex von 0,1 bis 10 g/10 min, O bis 5 Gew.-Teilen Russ und 0 bis 5 Gew.-Teilen Glycerinmonostearat. Bevorzugt ist die Bitumenkomponente (B) ein Extraktionsund/oder Füllungsbitumen, das entsprechend DIN 1955 eine 0 Penetration bei 25 C von 3 bis 10 aufweist. Besonders geeignet sind Formmassen der oben angegebenen Art, die 15 bis 25 Gew.-Teile Aluminiumhydroxid (C) und 3 bis 7 Gew.-Teile roten Phosphor (D) enthalten. Unter Ethylencopolymerisaten werden statistische binäre Copolymerisate des Ethylens verstanden, die 75 bis 93, bevorzugt 80 bis 90 Gew.-% Ethylen und 7 bis 25, bevorzugt 10 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Copolymerisat, an Comonomeren Vinylacetat, n-, iso- oder tert.-Butylacrylat, Propylen oder l-Buten einpolymerisiert enthalten. Besonders geeignet sind die Copolymerisate des Ethylens mit n-, iso- oder tert.-Butylacrylat sowie mit Vinylacetat. Diese Copolymerisate weisen einen Schmelzindex zwischen 0,2 und 25, bevorzugt 1,0 und 10 g/10 min, gemessen nach ASTM D 138-65 T bei einer Temperatur von 1900e und einen Auflagegewicht von 2,16 kg und eine Dichte zwischen 0,918 und 0,965 g/cm3, gemessen nach DIN 53 479, auf. Die Ethylencopolymerisate mit Propylen bzw. mit l-Buten haben Schmelzindexwerte von 0,2 bis 25 g/10 min, bestimmt nach obiger Methode. Bitumen sind die in der DIN 55 946 definierten, bei schonender Aufarbeitung von Erdölen gewonnenen dunkelfarbigen, halbfesten bis springharten, schmelzbaren hochmolekularen Kohlenwasserstoffgemische. Die erfindungsgemäss angewendeten Bitumen haben nach DIN 1995 eine Penetration bei 250C von 3 bis 100 und einen Erweichungspunkt (Ring und Kugel) von 140 bis 4000. Es können auch alle anderen handels üblichen natürlichen.und synthetischen Bitumensorten verwendet werden. Unter Aluminiumhydroxid - A1(OH)3 - werden die wohlbekannten und im Handel erhältlichen Produkte verstanden, so dass sich nähere Ausführungen erübrigen. Die erfindungsgemäss zu verwendenden Produkte sollten zu 95 Gew.-% Teilchengrössen zwischen 5 und 150, bevorzugt 10 und 100,um, aufweisen. Der rote Phosphor ist an sich als Flammschutzmittel für Thermoplaste bekannt. Er soll pulverförmig angewendet werden. Das gegebenenfalls zu verwendende Polyethylen, das bevorzugt in Mengen von 15 bis-25 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmischung, vorhanden ist, weist eine Dichte von 0,917 3 bis 0,940 g/cm3, bestimmt nach DIN 53 479 und einen Schmelzindex von 0,1 bis 10 g/1O min, gemessen nach ASTM-D-1238-65 T bei einer Temperatur von 19OOC und einem Auflagegewicht von 2,16 kg auf. Durch die Zugabe von Polyethylen kann die Wärmeformbeständigkeit der Mischung erhöht werden. Die gegebenenfalls zu verwendenden Mischungskomponenten Russ und Glycerinmonostearat sind so bekannt, dass sich nähere Erläuterungen erübrigen. Das Glycerinmonostearat dient zur Verbesseung der Verarbeitungseigenschaften. Nach bevorzugter Verfahrensweise soll die Bitumenkomponente (B) ein Extraktions- und/oder Fällungsbitumen sein, das entsprechend DIN 1955 eine Penetration bei 250 c von 3 bis 10 und einen Erweichungspunkt nach DIN 1995 (Ring und Kugel) zwischen 40 und 1100C aufweist. Unter Extrakt und/oder Fällungsbitumen werden ölarme Bitumensorten verstanden, die entsprechend stark spröde und hart sind und nur eine geringe Penetration aufweisen. Eine genauere Definition obiger Bitumensorten ist in der DE-PS 2 441 203 oder der US-PS 39 80 598 enthalten. Besonders geeignet ist ein Propan-Extraktbitumen mit einer Penetration von 8 bei 2500 und einem Erweichungspunkt von 720C. Die erfindungsgemässe Mischung kann durch Mischen der ein zelnen Komponenten, z.B. in einem Kneter bei Temperaturen von 130 bis 16000, nach üblichen Mischverfahren erhalten werden. Die mit der Erfindung erzielten Vorteile sind insbesondere darin zu sehen, dass durch die Kombination der Füllung der Formmassen mit Aluminiumhydroxid und rotem Phosphor ein wesentlich verbesserter Brandschutz erzielt werden kann L als mit den Einzelkomponenten, ohne dass die Brandgase im Brandfall ätzende Halogenwasserstoffe enthalten können. Man erhält bereits bei Fclligraden von 20 Ges. % Aluminiumhydroxid und 4 Gew.-% Phosphor einen Brandschutz, der ohne die Beimengung von rotem Phosphor auch mit wesentlich höheren Füllgraden an Aluminiumhydroxid nicht erzielt wird. Durch geringe FUllgrade an Aluminiumhydroxid wird die mechanische Festigkeit und Verformbarkeit gegenüber ungerülltem Material weniger reduziert als bei hohen Füllgraden. Die erhaltenen Formmassen dienen zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere zur Herstellung von Abdichtungsbahnen für den Hoch- und Tiefbau. Die Bahnen können in einem weiten Temperaturbereich hohe Schub- und Zugkräfte sowie starke Deformationen aufnehmen. Als Beispiele werden die in der Tabelle wiedergegebenen Mischungsrezepte verwendet. In einem Laborkneter werden die Mischungskomponenten bei 160C miteinander homogen vermischt. Aus den Mischungen werden Pressplatten hergestellt, an welchen die mechanischen Prüfungen und die Untersuchungen des Brandverhaltens durchgeführt werden. Die Prüfung des Brandverhaltens wird an 3 mm dicken Proben ausgeführt. Dabei wird der Oxigen-Index nach ASTM D 2863-77 und der Test nach Underwriter UL 94-V2 (Vertical Burning Test) ausgeführt. Bei den Materialien, die die Bedingungen für UL 94-V2 erfüllen, sind die Nachbrennzeiten in Sekunde nach erster und zweiter Beflammung in der Tabelle angeführt Als Mass für die Wärmeformbestän digkeit dient der Torsionsmodul 0 Newton/mm2) nach DIN 53 455 als Mass für die Festigkeit dient die ReiRfestig- 2 keit CNewton/mm2 ] nach DIN 53 455 und als Mass für die R Deformierbarkeit dient die Reissdehnung eR [in Prozent) nach DIN 53 455. Als Ethylencopolymerisat (Mischungskompo nente A) wurde ein binäres Ethylen-n-Butylacrylat-Copoly merisat mit 20 Gew.-% einpolymerisiertem Butylacrylat und einem Schmelzindex von 1,5 g/10 min verwendet, als Bitumen (Mischungskomponente B) ein Propan-Extraktbitumen mit einer Penetration von 8 bei 25 C, als A1(OH)3 ein Pulver mit einer Teilchengrösse zu 95 Gew.-a zwischen 10 und 90/um, als Phosphor (P) roter Phosphor in Pulverform und als Polyethylen (PE) ein Polymerisat der Dichte 0,918 g/cm3 und des Schmelzindex 1,5 g/10 min. Unter L.O.I. wird der Limiting Oxygen Test nach ASTM D 2863-77 verstanden.

Claims: Patentansprüche 1. Flammhemmende, thermoplastische Formmassen auf der Basis von Mischungen aus Olefinpolymerisaten, Bitu men, Füllstoffen und Brandschutzmitteln, dadurch gekennzeichnet, dass die Formmassen bestehen aus (A) 20 bis 50 Gew.-Teilen eines Ethylencopolymerisats, das 7 bis 25 Gew.-% Vinylacetat, Butylacrylat, Propy len oder 1-Buten einpolymerisiert enthält, (B) 20 bis 50 Gew.-Teilen Bitumen, das entsprechend DIN 1995 0 eine Penetration bei 25 C von 3 bis 100 aufweist, (C) 5 bis 30 Gew.-Teilen Aluminiumhydroxid, dessen Teil chengrössen zu 95 Gew.-% zwischen 5und 150/um liegen und (D) 1 bis 10 Gew.-Teilen roter Phosphor sowie 0 bis 25 Gew.-Teilen Polyethylen der Dichte 0,917 bis 0,940 g/cm3 und des Schmelzindex von 0,1 bis 10 g/10 min, 0,2 bis 5 Gewichtsteilen Ru6 und 0 bis 5 Gewichtsteilen Glycerinmonostearat. 2. Flammhemmende, thermoplastische Formmasse nach An spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bitumen komponente (B) ein Extraktions- und/oder Fällungs bitumen ist, das entsprechend DIN 1955 eine Penetra 0 tion bei 25 0 von 3 bis lO auSweist. 3. Formmassen nach Anspruch 1, die 15 bis 25 Gew.-Teile Aluminiumhydroxid (C) und 3 bis 7 Gew.-Teile roten Phosphor (D) enthalten. 4. Verwendung der Formmassen nach Anspruch 1 zur er- stellung von Formkörpern. 5. Verwendung der Formmasse nach Ansprüchen 1 und 3 zur Herstellung von Abdichtungsbahnen für den Hoch- und Tiefbau.

Inventors: KOEHNLEIN, ERNST, DR. CHEM., MOORWESSEL, DIETER, DR. CHEM.
Applicants: BASF AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: C08L23
IPC codes: C08L23, C08L95