HYDROLYSIS-STABLE FLAME RETARDANT BASED ON AMMONIUM POLYPHOSPHATE

Abstract: 1. Flame-retardant agent based on free flowing pulverulent ammonium polyphosphate of the general formula see diagramm : EP0178564,P6,F1 in which n stands for a whole number having an average value of about 20 to 800 and the ratio m/n is about 1, consisting of a) about 75 to 99.5 wgt % ammonium polyphosphate and b) about 0.5 to 25 wgt % of a reaction product of a polyisocyanate and a trimerization catalyst, the polyisocyanurate encapsulating the individual ammonium polyphosphate particles.

Description: Hydrolysestabiles Flammschutzmittel auf der Basis von Ammoniumpolyphosphat Gegenstand der Erfindung ist ein hydrolysestabiles, mikroverkapseltes Flammschutzmittel auf der Basis von freiflie ssendem, pulverförmigem Ammoniumpolyphosphat und ein Verfahren zu seiner Herstellung. Es ist generell bekannt, Ammoniumpolyphosphate als Flammschutzmittel für Kunststoffe zu verwenden. Beispielsweise beschreibt die Deutsche Auslegeschrift 12 83 532 ein Verfahren zur Herstellung von flammwidrigen Polyurethanen aus hochmolekularen Polyhydroxylverbindungen, Polyisocyanaten und Katalysatoren, wobei ein Ammoniumpolyphosphat der allgemeinen Formel Hin (NH4 P O in der n eine ganze Zahl mit einem über 10 liegenden Durchschnittswert ist, m eine ganze Zahl bis maximal n+2 bedeutet und m/n zwischen etwa 0,7 und 1,1 liegt, als Flammschutzmittelzusatz vorgeschlagen wird. Obgleich Ammoniumpolyphosphate der vorgenannten allgemeinen Formel beim Einsatz in Polyurethanen letzteren einen guten Flammschutz verleihen, sind sie mit dem Nachteil behaftet, dass sie nicht ausreichend wasserunlöslich sind und deshalb im Laufe der Zeit durch Witterungseinflüsse aus dem Kunststoff ausgewaschen werden. Wie aus Spalte 3 der DE-AS 12 83 532 ersichtlich, besitzen die dort als praktisch wasserunlöslich bezeichneten Ammoniumpolyphosphate dennoch eine beachtliche Löslichkeit in Wasser, indem beim Aufschlämmen von 10 g des Ammoniumpolyphosphates in 100 ml Wasser bei 250C bis zu 5 g des Ammoniumpolyphosphates gelöst werden, d.h. dass die löslichen Anteile des Ammoniumpolyphosphates bis zu 50 % der eingesetzten Menge betragen. In den deutschen Offenlegungsschriften DE-OS 29 49 537 und DE-OS 30 05 252 werden Verfahren zur Herstellung von hydrolysestabilen, pulverförmigen Ammoniumpolyphosphaten durch Umhüllung mit Melamin/Formaldehyd-Harzen bzw. Phenol/Formaldehyd-Harzen beschrieben. In beiden Fällen wird durch diese Massnahme die Wasserlöslichkeit im Vergleich zu unbeschichtetem Ammoniumpolyphosphat deutlich verringert. Nachteilig bei der Verwendung als Flammschutzmittel ist jedoch, dass das Beschichtungsmaterial geringe Mengen an Formaldehyd freisetzt. Schliesslich wird in der DE-OS 32 17 816 die Herstellung von hydrolysestabilen, pulverförmigen Ammoniumpolyphosphaten durch Umhüllung mit gehärteten Epoxidharzen beschrieben. Allerdings ist der angestrebte Effekt der Verringerung der wasserlöslichen Anteile weniger ausgeprägt als bei den Melamin/Formaldehyd-Harzen. Es bestand somit die Aufgabe, Mittel und Wege zur Verminderung der Löslichkeit von Ammoniumpolyphosphaten in Wasser zu finden, so dass die Gefahr des Auswaschens des Ammoniumpolyphosphates beim Einsatz als Flammschutzmittel in Kunststoffen sowie in Holz- oder Papierwerkstoffen durch Witterungseinflüsse möglichst weitgehend vermieden wird. Ferner soll sichergestellt sein, dass das Beschichtungsmaterial keine Schadstoffe freisetzt. Es hat sich nunmehr gezeigt und war nicht vorhersehbar, dass der erfindungsgemässe Ersatz von Melamin- bzw. Phenolharzen durch Polyisocyanurate mit Vorteilen verbunden ist. Somit betrifft die Erfindung ein Flammachutzmittel euf dor Basis von frei fliessendem, pulverförmigem Ammcniumpolyphos- phat der allgemeinen Formel H m)+2(NH4)mPnODn+l in welcher n eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von etwa 20 bis 800 bedeutet und das Verhältnis von m zu n etwa 1 beträgt, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass es aus e) etwa 75 bis 99,5 Massen Ammoniumpolyphosphat und b) etwa 0,5 bis 25 Massen eines Reaktionsproduktes aus ei nem Polyisocyanat und einem Trimerisierungskatalysator, wobei das Polyisocyanurat die einzelnen Ammoniumpoly phosphatteilchen umhüllt, besteht. Das Ergebnis dieser Erfindung ist ein hydrolysestabiles, mikroverkapseltes Flammschutzmittel. Das Mittel der Erfindung besitzt im allgemeinen eine mittlere Teilchengrösse von etwa 0,01 bis 0,1 mm und der Kondensationsgrad n des Ammoniumpolyphosphates ist vorzugsweise eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von 450 bis 800, bestimmt nach dem Endgruppen-Titrations-Verfahren von "van Wazer, Griffiter und McCullough", Anal. Chem. 26, Seite 1755 (1954). Entsprechend einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemässen Mittels beträgt der Anteil des Polyisocyanurats 2 bis etwa 15 Massen. Das Polyisocyanurat ist ein Reaktionsprodukt, welches durch eine katalytische Trimerisation eines Polyisocyanates entsteht. Der Begriff "Polyisocyanat" umfasst alle handelsüblichen aromatischen und aliphatischen Di- und Polyisocyanate, wie sie z.B. für die Herstellung von Polyurethan-, Polyisocyanurat- oder Polycarbodiimidschäumen Verwendung finden. Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung dieses hydrolysestabilen, mikroverkapeelten Flammschutzmittels ist dadurch gekennzeichnet, dass man eine Suspension, welche aus einem Verdünnungsmittel und aus freifliessendem, pulverförmigem Ammoniumpolyphosphat der allgemeinen Formel H(n m)+2(NH4)mPn 3n+1 in welcher n eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von etwa 20 bis 800 bedeutet und das Verhältnis von m zu n etwa 1 beträgt, sowie aus einem Polyisocyanat und aus einem Trimerisierungskatalysator besteht, während 0,5 bis 5 Stunden unter Rühren auf Temperaturen zwischen 30 bis 2000C hält und anschliessend abkühlt, filtriert und das nunmehr mit einem Polyisocyanurat mikroverkapselte Ammoniumpolyphosphat trocknet. Im einzelnen besteht das Verfahren wahlweise darin, dass a) man die Suspension aus Verdünnungsmittel und Ammonium polyphosphat vorlegt und dieser Suspension Lösungen des Polyisocyanates und anschliessend des Trimerisierungska talysators in dem Verdünnungsmittel langsam zugibt; b) in der aligemeinen Formel des Ammoniumpolyphosphates n eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von 450 bis 800 ist; c) als Verdünnungsmittel Lösemittel auf Basis aromati scher, aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwas serstoffe sowie aliphatischer, aromatischer und ge mischtaliphatischer/aromatischer Ketone, vorzugsweise Aceton, eingesetzt werden; d) als Polyisocyanat handelsübliche aromatische oder ali phatische Di- und Polyisocyanate, vorzugsweise techni sches 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), eingesetzt werden; e) als Beschleuniger für die Trimerisierungsreaktion han delsübliche Trimerisierungskatalysatoren, vorzugsweise 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol, eingesetzt wer den; f) in der Suspension ein Verhältnis von Ammoniumpolyphos phat : Verdünnungsmittel : Polyisocyanat : Trimerisie rungskatalysator wie 1 : 1,5 - 2,5 : 0,05 - 0,25 0,00025 - 0,025, vorzugsweise wie 1 : 2 : 0,1 : 0,005, eingehalten wird; g) die Reaktionszeit 1 bis 3 Stunden bei Temperaturen zwi schen 50 bis 1500C beträgt; h) die Trocknung bei Temperaturen zwischen 80 bis 1500C in Inertgasatmosphäre, vorzugsweise im Stickstoffstrom, erfolgt; i) die erreichte mittlere Teilchengrösse des mikroverkap selten Ammoniumpolyphosphates als Flammschutzmittel zwischen 0,01 und 0,1 mm, vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,06 mm, beträgt; und k) der Anteil des Polyisocyanurats im Flammschutzmittel 2 bis etwa 15 Masse beträgt. Schliesslich betrifft die Erfindung auch die Verwendung des vorbeschriebenen Mittels zur flammwidrigen Einstellung von Polyurethanen bzw. Polyurethanschäumen, wobei der Gehalt des Mittels im Polyurethanschaum etwa 5 bis 25 Masse, bezogen auf die Menge der Polyolkomponente des Polyurethans, beträgt. Das Aufbringen der Polyisocyanurate auf die Ammoniumpolyphosphat-Teilchen kann in Lösungsmitteln auf Basis aromatischer, aliphatischer oder cycloaliphatischer Kohlenwasserstoffe oder in aliphatischen, aromatischen oder gemischtaliphatischen/aromatischen Ketonen unter Rühren der Ammoniumpolyphosphat/Polyisocyanat-Suspension erfolgen, wobei die katalysierte Trimerisstionareaktion unter Erwär men durchgeführt wird. Durch die erfindungsgemäBe Umhüllung der Ammoniumpolyphosphat-Teilchen mit einem Polyisocyanurat wird die Löslichkeit des Ammoniumpolyphosphates in Wasser erheblich herabgesetzt, was sich günstig auswirkt, z.B. beim Einsatz eines derartig vorbehandelten Ammoniumpolyphosphates als Flammschutzmittel in Polyurethanschäumen. Die Polyisocyanurate zeichnen sich als Beschichtungsmaterial für Ammoniumpolyphosphat gegenüber den bekannten Umhüllungsharzen Phenol/Formaldehyd-Harz und Epoxidharz durch eine höhere Verringerung der Wasserlöslichkeit und gegenüber den Melamin/Formaldehyd-Harzen und den Phenol/ Formaldehyd-Harzen dadurch aus, dass sie keinen Formaldehyd freisetzen können. Die erfindungsgemässen Mittel, deren Herstellung und Vorteile werden in den nachfolgenden Beispielen erläutert. Zur Durchführung der in den Beispielen dargelegten Versuche wurden im Handel erhältliche Ammoniumpolyphosphate sowie verschiedene, ebenfalls handelsübliche Polyisocyanate eingesetzt. Im einzelnen handelt es sich hierbei um folgende Produkte: 1. zu Exolit 422, Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt/ Main. Es handelt sich um ein feinkörniges, in Wasser schwer lösliches Ammoniumpolyphosphat, wobei der Kondensati onsgrad n 700 ist. 2. Caradate 30, Deutsche Shell Chemie GmbH, Frankfurt/ Main. Es handelt sich um ein Gemisch verschiedener aromati scher Di- und Triisocyanate mit 4,4'-Diphenylmethandi isocyanat als Hauptkomponente. Dss Produkt ist eine Flüssigkeit von tiefbrauner bis schwarzer Farbe. Der Isocyanatgehalt liegt bei 30,2 0 NCO. Die Dichte (bei 230C) beträgt 1,22 - 1,24 g/ml, die Viskosität (bei 250C) 160 - 240 mBa-s. 3. # Desmodur T 80,Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen. Es handelt sich um ein Isomerengemisch eines aromati schen Diisocyenates mit 80 Massen 2,4-Toluoldiisocyanat und 20 Massen 2,6-Tolcoldiisocyanat. Das Produkt ist eine farblose Flüssigkeit, der Isocyanatgehalt liegt bei etwa 48 Ó NCO. Die Dichte (bei 250C) beträgt ca. 1,2 g/ml. 4. Isophorondiisocyanat (3-Isocyanatomethyl-3,5,5-trime thylcyclohexylisocyanat), Chemische Werke Hüls Aktien gesellschaft, Marl. Es handelt sich um ein flüssiges, farbloses Produkt mit einem Isocyanatgehalt von 37,5 - 37,8 X NCO. Die Dichte (bei 200C) beträgt 1,058 - 1,064 g/ml, die Viskosität (bei 200C) 15 mPa.s. Beispiel 1 In einer Rührapparatur aus Glas wurden in 1000 ml Aceton 250 g # Exolit 422 suspendiert; dann wurde eine Lösung von 15,0 9 # Caradate 30 in 100 ml Aceton eingetropft. Anschliessend wurde die Suspension zum schwachen Sieden er hitzt und tropfenweise mit einer Lösung von 0,3 zu Dabco TMR (Trimerisierungskatalysator der Firma Katalysatorenwerke Houdry-Hüls GmbH, Marl) in 50 ml Aceton versetzt. Nach einer Nachrührzeit von 2 Stunden wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und filtriert. Der erhaltene Filterkuchen wurde bei 1000C im Stickstoffstrom getrocknet. Es wurden 252 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 5,4 Massen erhalten. Zur Bestimmung der wasserlöslichen Anteile wurden 10 g des hergestellten Produktes in 100 ml Wasser suspendiert und die Suspension 20 min bei 250C bzw. bei 600C gerührt. Anschliessend wurde der im Wasser ungelöste Anteil des Produktes innerhalb von 40 Minuten durch Zentrifugieren sedimentiert. Von der überstehenden klaren Lösung wurden 5,0 ml in eine zuvor gewogene Aluminiumschale pipettiert und bei 1200C im Trockenschrank eingedampft. Aus der Menge des Ver dampfungarückatandes wurde der wasserlösliche Anteil berechnet. Das Ergebnis ist in Tabelle 1 dargestellt. Beispiel 2 Es wurde analogg > Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 30 g ;Caradate 30 in 100 ml Aceton eingesetzt wurde. Als Trimerisierungskatalysator wurden 0,6 g Zu Dabco TMR, gelöst in 50 ml Aceton, eingetropft. Es wurden 268 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanurstanteil von 9,8 Massen erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 1 aufgeführt. Beispiel 3 Es wurde analog Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 0,75 g # Dabco TMR in 50 ml Aceton eingetropft wurde. Es wurden 254 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 5,7 Masse erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 1 aufgeführt. Beispiel 4 Es wurde analog Beispiel 2 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 1,5 g # Dabco TMR in 50 ml Aceton eingetropft wurde. Es wurden 270 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 10,9 Masse% erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 1 aufgeführt. Beispiel 5 In einer Rührapparatur aus Glas wurden 250 g # Exolit 422 in 400 ml Xylol suspendiert; dann wurden eine Lösung von 25 g # Desmodur T 80 in 100 ml Xylol und eine Lösung von 0,25 g # DMP-30 [2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phenol, Trimerisierungskatalysator der Firma Röhm und Haas GmbH, Frankfurt/Main¯ 7 in 50 ml Xylol zugegeben. Anschliessend wurde die Suspension zum schwachen Sieden erhitzt. Nach einer Nachrührzeit von 2 Stunden wurde auf Raumtemperatur abgekühlt und filtriert. Der erhaltene Filterkuchen wurde bei 1000C im Stickstoffstrom getrocknet. Es wurden 267 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 6,8 Massen erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 2 aufgeführt. Beispiel 6 Es wurde analog Beispiel 5 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 1,25 g # DMP-30 in 50 ml Xylol eingesetzt wurde. Es wurden 272 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 8,3 Masse% erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 2 aufgeführt. Beispiel 7 Es wurde analog Beispiel 5 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 25 g Isophorondiisocyanat in 100 ml Xylol eingesetzt wurde. Es wurden 260 g beschichtetes Ammoniumpoly phosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 5,9 Massen erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 2 aufgeführt. Beispiel 8 Es wurde analog Beispiel 5 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 25 g Isophorondiisocyanat in 100 ml Xylol und eine Lösung von 1,25 8 DMP-30 in 50 ml Xylol eingesetzt wurden.Es wurden 275 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 7,7 Masse erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 2 aufgeführt. Beispiel 9 In einer Glasapparatur wurden 250 g # Exolit 422 in 400 ml Aceton suspendiert; dann wurden eine Lösung von 25 g Ca- radate 30 in 100 ml Aceton und eine Lösung von 0,125 g t DMP-30 / 2,4,6-Tris(dimethylamincmethyl)phenol, Trimeri sierungskatalysator der Firma Röhm und Haas GmbH, Frank furt/Main¯7 in 50 ml Aceton zugegeben. Anschliessend wurde die Suspension zum schwachen Sieden erhitzt und 3,5 Stun den bei dieser Temperatur belassen. Die weitere Aufarbei tung erfolgte analog Beispiel 5. Es wurden 251 g beschich tetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 3,9 Messer erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 3 aufgeführt. Beispiel lo Es wurde analog Beispiel 9 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 0,25 g # DMP-30 in 50 ml Aceton eingesetzt wur de. Es wurden 257 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 5,1 Massen erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 3 aufgeführt. Beispiel 11 Es wurde analog Beispiel 9 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 0,5 g # DMP-30 in 50 ml Aceton eingesetzt wurde. Es wurden 254 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 6,5 Masse erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 3 aufgeführt. Beispiel 12 Es wurde analog Beispiel 9 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 1,25 g # DMP-30 in 50 ml Aceton eingesetzt wur- de. Es wurden 266 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 7,2 Masse erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 3 aufgeführt. Beispiel 13 Es wurde analog Beispiel 9 verfahren, wobei jedoch eine Lösung von 2,5 g # DMP-30 in 50 ml Aceton eingesetzt wurde. Es wurden 268 g beschichtetes Ammoniumpolyphosphat mit einem Polyisocyanuratanteil von 9,2 Massen erhalten. Die ermittelten Werte für die wasserlöslichen Anteile sind in Tabelle 3 aufgeführt. T A B E L L E 1 EMI12.1 Wasserlösliche <SEP> Anteile <SEP> (%) <tb> Produkt <SEP> Gehalt <SEP> an <SEP> Polyisocyanurat <SEP> (%) <tb> bei <SEP> 25 C <SEP> Veränderung <SEP> bei <SEP> 60 C <SEP> Veränderung <tb> (%) <SEP> (%) <tb> Beispiel <SEP> 1 <SEP> 5,4 <SEP> 5,7 <SEP> -30 <SEP> 17,8 <SEP> -71 <tb> Beispiel <SEP> 2 <SEP> 9,8 <SEP> 3,1 <SEP> -62 <SEP> 9,3 <SEP> -85 <tb> Beispiel <SEP> 3 <SEP> 5,7 <SEP> 2,6 <SEP> -68 <SEP> 14,2 <SEP> -77 <tb> Beispiel <SEP> 4 <SEP> 10,9 <SEP> 1,8 <SEP> -78 <SEP> 5,6 <SEP> -91 <tb> # <SEP> Exolit <SEP> 4221) <SEP> - <SEP> 8,2 <SEP> - <SEP> 62 <SEP> 1) Zum Vergleich wurden die Werte für die unbeschichtete Handelsware ( # Exolit 422, Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt/Main) aufgeführt. T A B E L L E 2 EMI13.1 Wasserlösliche <SEP> Anteile <SEP> (%) <tb> Produkt <SEP> Polyisocyanat <SEP> Katalysator- <SEP> Gehalt <SEP> en <SEP> Poly2) <tb> Konzentration <SEP> isocyanurat <SEP> bei <SEP> 25 C <SEP> Veränderung <SEP> bei <SEP> 60 C <SEP> Veränderung <tb> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <tb> Beispiel <SEP> 5 <SEP> # <SEP> Desmodur <SEP> T <SEP> 80 <SEP> 1 <SEP> 6,8 <SEP> 4,8 <SEP> -41 <SEP> 13,5 <SEP> -78 <tb> Beispiel <SEP> 6 <SEP> # <SEP> Desmodur <SEP> T <SEP> 80 <SEP> 5 <SEP> 8,3 <SEP> 2,3 <SEP> -72 <SEP> 8,2 <SEP> -87 <tb> Beispiel <SEP> 7 <SEP> Isophorondiiso- <SEP> 1 <SEP> 5,9 <SEP> 5,6 <SEP> -32 <SEP> 16,9 <SEP> -72 <tb> cyanat <tb> Beispiel <SEP> 8 <SEP> Isophorondiiso- <SEP> 5 <SEP> 7,7 <SEP> 3,9 <SEP> -52 <SEP> 10,6 <SEP> -83 <tb> cyanat <tb> # <SEP> Exolit <SEP> 422 <SEP> 1) <SEP> 8,2 <SEP> - <SEP> 62 <SEP> <RTI ID=13.2> 1) Zum Vergleich wurden die Werte für die unbeschichtete Handelsware ( # Exolit 422, Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt/Main) aufgeführt. 2) Diese Angaben beziehen sich auf das Verhältnis von Trimerisationskatalysator zur Menge an Polyisocyanat. T A B E L L E 3 EMI14.1 Wasserlösliche <SEP> Anteile <SEP> (%) <tb> Produkt <SEP> Katalysator- <SEP> Gehalt <SEP> an <SEP> Poly2) <tb> Konzentration <SEP> isocyanurat <SEP> bei <SEP> 25 C <SEP> Veränderung <SEP> bei <SEP> 60 C <SEP> Veränderung <tb> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <SEP> (%) <tb> Beispiel <SEP> 9 <SEP> 0,5 <SEP> 3,9 <SEP> 5,7 <SEP> -30 <SEP> 20,3 <SEP> -67 <tb> Beispiel <SEP> 10 <SEP> 1,0 <SEP> 5,1 <SEP> 4,3 <SEP> -48 <SEP> 12,7 <SEP> -79 <tb> Beispiel <SEP> 11 <SEP> 2,0 <SEP> 6,5 <SEP> 2,3 <SEP> -72 <SEP> 8,0 <SEP> -87 <tb> Beispiel <SEP> 12 <SEP> 5,0 <SEP> 7,2 <SEP> 1,7 <SEP> -79 <SEP> 3,2 <SEP> -95 <tb> Beispiel <SEP> 13 <SEP> 10,0 <SEP> 9,2 <SEP> 0,4 <SEP> -95 <SEP> 1,8 <SEP> -97 <tb> # <SEP> Exolit <SEP> 422 <SEP> 1) <SEP> 8,2 <SEP> - <SEP> 62 <SEP> 1) Zum Vergleich wurden die Werte für die unbeschichtete Handelsware ( # Exolit 422, Hoechst Aktiengesellschaft, Frankfurt/Main) aufgeführt. 2) Diese Angaben beziehen sich auf das Verhältnis Trimerisationskatalysator zur Menge an Polyisocyanat. Die Werte aus Tabellen 1-3 lassen erkennen, dass mit Hilfe der erfindungsgemässen Modifizierungamittel der Gehalt an wasserlöslichen Anteilen erheblich gesenkt werden kann (bei 250C um bis zu 95 , bei 60 C um bis zu 97 %).

Claims: Hydrolysestabiles Flammschutzmittel auf der Basis von Ammoniumpolyphosphat Patentansprüche 1. Flammschutzmittel auf der Basis von frei fliessendem, pulverförmigem Ammoniumpolyphosphat der allgemeinen Formel H(n-m)+2(NH4)mPnO3n+1 in welcher n eine ganze Zahl mit einem Durchschnitts wert von etwa 20 bis 800 bedeutet und das Verhältnis von m zu n etwa 1 beträgt, dadurch gekennzeichnet, dass es aus a) etwa 75 bis 99,5 Massen Ammoniumpolyphosphat und b) etwa 0,5 bis 25 Masse eines Reaktionsproduktes aus einem Polyisocyanat mit einem Trimerisierungskataly sator, wobei das Polyisocyanurat die einzelnen Ammo niumpolyphosphatteilchen umhüllt, besteht. 2. Mittel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es eine mittlere Teilchengrösse von etwa 0,01 bis 0,1 mm besitzt. 3. Mittel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass n eine ganze Zahl mit einem Durchschnittswert von 450 bis 800 ist. 4. Mittel nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Polyisocyanursts 2 bis etwa 15 Masse% beträgt. 5. Mittel nach Anspruch 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyisocyanurat ein Reaktionsprodukt ist, welches durch katalytische Trimerisierung eines Polyisocyanates entsteht. 6. Verfahren zur Herstellung eines Flammschutzmittels nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass man eine Suspension, welche aus einem Verdünnungsmittel und aus freifliessendem, pulverförmi gem Ammoniumpolyphosphat der allgemeinen Formel H(n m)+2(NH4)mPn03n+1 in welcher n eine ganze Zahl mit ei em Durchschnitts- wert von etwa 20 bis 800 bedeutet und das Verhältnis von m zu n etwa 1 beträgt, sowie aus einem Polyisocya- nat und aus einem Trimerisierungskatalysator besteht, während 0,5 bis 5 Stunden unter Rühren auf Temperaturen zwischen 30 bis 2000C hält und anschliessend abkühlt, filtriert und das nunmehr mit einem Polyisocyanurat mi kroverkapselte Ammoniumpolyphosphat trocknet. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass man die Suspension aus Verdünnungsmittel und Ammonium polyphosphat vorlegt und dieser Suspension Lösungen des Polyisocyanates und anschliessend des Trimerisierungska- talysators in dem Verdünnungsmittel langsam zugibt. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 7, dadurch ge kennzeichnet, dass in der allgemeinen Formel des Ammoni umpolyphosphates n eine ganze Zahl mit einem Durch schnittswert von 450 bis 800 ist. 9. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch ge kennzeichnet, dass ale Verdünnungamittel Lösemittel auf Basis aromatischer, aliphatischer oder cycloaliphati scher Kohlenwasserstoffe sowie aliphatischer, aromati scher und gemischtaliphatischer/aromatischer Ketone, vorzugsweise Aceton, eingesetzt werden. lo. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 9, dadurch ge kennzeichnet, dass als Polyisocyanat handelsübliche aro matische oder aliphatische Di- und Polyisocyanate, vor zugsweise technisches 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (MDI), eingesetzt werden. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch ge kennzeichnet, dass als Beschleuniger für die Trimerisie rungsreaktion handelsübliche Trimerisierungskatalysato ren, vorzugsweise 2,4,6-Tris(dimethylaminomethyl)phe nol, eingesetzt werden. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 11, dadurch ge kennzeichnet, dass in der Suspension ein Verhältnis von Ammoniumpolyphosphat : Verdünnungsmittel : Polyisocya nat : Trimerisierungskatalysator wie 1 : 1,5 - 2,5 0,05 - 0,25 : 0,00025 - 0,025, vorzugsweise wie 1 : 2 0,1 : 0,005 eingehalten wird. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 12, dadurch ge kennzeichnet, dass die Reaktionszeit 1 bis 3 Stunden bei Temperaturen zwischen 50 bis 1500C beträgt. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 13, dadurch qe- kennzeichnet, dass die Trocknung bei Temperaturen zwi schen 80 bis 1500C in Inertgasatmosphäre, vorzugsweise im Stickstoffstrom, erfolgt. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 14, dadurch ge kennzeichnet, dass die erreichte mittlere Teilchengrösse des mikroverkapselten Ammoniumpolyphosphates als Flamm schutzmittel zwischen 0,01 und 0,1 mm, vorzugsweise zwischen 0,03 und 0,06 mm, beträgt. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 - 15, dadurch ge kennzeichnet, dass der Anteil des Polyisocyanurats im Flammschutzmittel 2 bis etwa 15 Massen beträgt. 17. Verwendung des Mittels nach Anspruch 1 - 5 und herge stellt nach dem Verfahren gemass einem der Ansprüche 6 16 zur flammwidrigen Einstellung von Polyurethanen bzw. Polyurethanschäumen, wobei der Gehalt des Mittels im Polyurethanschaum etwa 5 bis 25 Masse, bezogen auf die Menge der Polyolkomponente des Polyurethans, be trägt.

Inventors: MICHELS, EDUARD, DR., STAENDEKE, HORST, DR.
Applicants: HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1985
Main classification: C08K3
IPC codes: C09K21, C08K9, C08K3