DE2618216B2 - Verwendung eines polychloroprenschaumstoffs, der ein verkohlungsfoerderndes mittel und eine hydratisierte anorganische verbindung enthaelt, um die brennbarkeit von polstermoebeln stark herabzusetzen - Google Patents

Verwendung eines polychloroprenschaumstoffs, der ein verkohlungsfoerderndes mittel und eine hydratisierte anorganische verbindung enthaelt, um die brennbarkeit von polstermoebeln stark herabzusetzen

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Description

Polstermöbel bieten dem Benutzer zwar Bequemlichkeit und dem Betrachter ein gutes Aussehen, jedoch bergen sie eine große Brandgefahr in der Wohnung und in öffentlichen Gebäuden. Hin sorgloser Zigarettenraucher beispielsweise kann einen Polsterstuhl oder ein Sofa in Brand setzen, indem er eine brennende Zigarette auf dem Bezugsstoff liegen läßt. Ferner brennen Polstermöbel im Falle eines Brandes auf dem Grundstück und in Räumlichkeiten leicht und tragen zum Ausbreiten des Feuers bei. Fs ist damit zu rechnen,, daß die amerikanische Regierung über ihre Verbraucherschut/behörde in Kürze gewisse Mindestvorschriften hinsichtlich der Sicherheit bekanntgeben wird, die Polstermöbel erfüllen müssen, um für den Verkauf im /w ischenstaatlichen Handel zugelassen zu werden.
Polstermöbel enthalten im allgemeinen die folgenden Bauteile: I) ein Gestell, das offen otter geschlossen sein kann und. wenn es offen ist. außerdem ein Gurtband enthält. 2) Federn. J) ein Polster oder eine Füllung mud 4) einen Bezug. F>.is Gestell besteht in den meisten Fällen .luv I toi/, k.inn icdivh auch aus Metall oder Kunststoff oder einer beliebigen Kombination dieser Werkstoffe hergestellt weiden. Pie Federn bestehen gewöhnlich .ms Metal!, können iedoch .tuch .ms Gummibändern bestehen. Bei courser \1obe!i\ ;v werden die !.'denw ei:>_:el.tssen.
Im Rahmen der !-"rfindting iinitalM der Aus,1nick "PoKtermobcU auch Better, und Bestandteile von Betten. .· IV M.urat/en und S:iru:"gteder::'atrji/en. Fine Matratze besteht ge\w>h:iiwh .γ.λ einem tkvugsstolt. V-11U" PoNterii:··.: ;:>v. Feie:"! iV.e" einen· Ikviiiisstof!' und einer elastomeren Polsterung ohne Federn. Fine .Sprungfedernuttratze en!hält einen Rahmen und Federn und' ist gewöhnlich mit einem Sioff überzogen, der normalerweise durch eine Polsterung gegen Berührung mil den Federn geschützt ist. Die Polsterung ist auf Grund der Natur der dann verwendeten Werkstoffe die liaupiunache der Entflammbarkeit der Möbel. In den meisten Polstermöbeln, die heute hergestellt werden, werden Kissen oder Polster aus Polyurethan-Schaumstoff für die Sitze und häufig auch für die Rückenlehnen verwendet. Polyurethan-Schaumstoff wird häufig auch als Polster in Matratzen verwendet. Dieser Schaumstoff ist jedoch äußerst leicht entflammbar. Als weitere Arten von Polsterungen sind Kissen zu nennen, die mii Polyesterfasern, Cellulosefaser!! und gummiertem Haar gefüllt sind. Diese Materialien sind nicht nur auf Grund ihrer chemischen Zusammensetzung, sondern auch auf Grund ihrer lockeren Faserstruktur entzündlich. Der Bezugsstoff kann aus praktisch jeder Faser oder jedem Fasergemisch einschließlich solchen aus Polypropylen, Nylon, Polyestern, Reyon, Baumwolle und Wolle bestehen. Er kann mit einem Kunststoff oder Elastomeren, z. B. Polyvinylchlorid oder Polyurethan, überzogen sein. Einige dieser Bezugsstoffe sind weniger entflammbar als andere, jedoch schmelzen auch diejenigen, die sich bei Berührung mit einer Feuerquelle (z. B. einer brennenden Zigarette) nicht leicht entzünden, bei der hohen Temperatur dieser Feuerquelle, wodurch das darunter befindliche leichter entzündliche Polstermaterial freigelegt wird.
Aufgabe der Erfindung ist die starke Verringerung der Brennbarkeit von Polstermöbeln. Diese Aufgabe wird durch die Verwendung eines spezieller. Polychloroprenschaumstoffes gelöst.
Die Erfindung betrifft die Verwendung eines PoIychloroprenschaumstoffes, der, bezogen auf 100 Gewichtsteile Polychloropren, 5 bis 15 Gewichtsteile eines verkohlungsfördernden Mittels und 10 bis 180 Gewichtsteile Aluminiumoxidhydrat oder einer anderen hydratisierten anorganischen Verbindung in einer auf das Hydratwasser bezogenen äquivalenten Menge enthält, wobei die anorganische hydratisierte Verbindung den größten Teil ihres Hydratwassers bei den Temperaturen, bei denen der Schaumstoff getrocknet und ausgebeizt wird, zurückhält, es aber bei einer Temperatur unterhalb von 500"C verliert, und wobei das Polychloropren ein Homopolymer des Chloroprens oder ein Copolymer des Chloroprens mit einem anderen organischen Monomer ist, wobei das Copolymer bis 20 Gew.-% anderes organisches Monomer, bezogen auf das Gesamtpolymer, enthält, wobei, wenn das andere Monomer Acrylnitril ist, der Anteil des Copolymergewichtes, den die Nitrilgruppen beitragen, 2 bis 20 Gcw.-% beträgt, mit der Maßgabe, daß, wenn das Polychloropren ein Copolymer von Chloropren mit Acrylnitril oder mit einer «,^-ungesättigten Carbonsäure ist, das verkohlungsfördernde Mittel abwesend sein kann, um die Brennbarkeit von Polstermöbeln stark herabzusetzen, wozu eine Polychiorüprenschaumstotlschieht zwischen den Bezugsstoff und die Polsterung eingefügt oder auf die Ober- oder Unterseite des Bezugsstoffes oder auf die Außenflächen der Polsterung aufgebracht wird.
Der spezielle roiychioiopieiisiJu'.uinSiOM cnivViCKOn bei der Verbrennungstemperatur eine genügende Wassermenge, um die betroffenen Bereiche wirksam zu kühlen und vermag eine wärmeisolierende Kohle /π bilden die nicht fortglimmt und strukturell un\ ersehn
jlcibt, wenn die Schaumstoffschicht einer brennenden rigarette ausgesetzt oder dem radiant panel-Test interwoven wird.
Unter den Bedingungen eines genormten Tests, zum Beispiel des California-Flammwidrigkeitstests für Polstermöbel, darf ein Polsterstoff, der in inniger Berührung mit dem Polychloroprenschaumstoff gehallen wird, sich nicht entzünden, wenn eine brennende Zigarette auf den Stoff gelegt wird, und der Umfang des Zerfalls des Stoffes darf nicht mehr als 5,1 cm in jeder Richtung von der Feuerquelle betragen. Der »Radiant Panel Test« ist ein genormter Gradmesser für die Flammenforlpf'anzung und wird nachstehend beschrieben.
Die technisch vorteilhafteste Ausführungsform der Erfindung wäre die Aufbringung eines geeigneten Polychloroprenschaumstoffes in der erforderlichen Dicke auf die Unterseite eines Bezugsstoffes. Als Alternative kann der Schaumstoff auch auf die Außenseite des Polsters aufgebracht werden. Dies könnte beispielsweise ein Kissen aus Polyurethan-Schaumstoff sein, mit dem eine Außenschicht aus Polychloropren-Schaumstoff zusammenhängend verbunden würde. Es ist auch möglich, gute Flammwidrigkeit zu erzielen, indem einfach eine Zwischenlage aus Polychloroprenschaumstoff zwischen Bezug und Polster eingefügt wird.
Bezugsstoffe werden häufig wenigstens einseitig mit einer geschlossenen Schicht aus einem Kunststoff oder clastomeren Material überzogen, wodurch sie ein lederartiges Aussehen erhalten. Die Einzelfasern sind durch den Überzug nicht sichtbar. In einem solchen Fall kann der Polychloroprenschaumsloff gemäß der Erfindung auf die Oberseite anstatt auf die Unterseite zwischen Stoff und Überzug aus Kunststoff oder elastomerem Material aufgebracht werden.
Bei allen diesen Anwendungen genügt bereits eine Dicke der Polychloropren-Schaumstoffschicht von nur etwa 1,6 mm. Im allgemeinen ist die Dicke nicht größer als 2,54 cm, wobei eine Dicke von etwa 3,2 bis 6,3 mm bevorzugt wird. Es wurde gefunden, daß bei Aufbringung des Polychloroprenschaumstoffes unmittelbar auf die Unterseite eines Bezugsstoffes als Schicht mit einer Dicke im bevorzugten Bereich alle geprüften Stoffe unabhängig von der Art der Fasern und der Art der Bindung (z. B. »lose« im Gegensatz zu »dicht«) den Test mit der brennenden Zigarette bestanden. Die meisten geprüften Stoffe erhielten sogar die höchste Bewertung, d. h„ sie zeigten einen Zerfallsbereich von weniger als 3,8 cm von der Feuerquelle in jeder Richtung. Die Prüfmethode wird später im experimentellen Teil ausführlich beschrieben. Außer gewebten Bezugsstoffen können auch Vliesstoffe aus den verschiedensten natürlichen oder synthetischen Fasern verwendet werden.
Der Polychloroprenschaumstoff muß speziell so zusammengesetzt sein, daß er bei Einwirkung einer brennenden Zigarette oder unter den Bedingungen des Radiant Panel Test eine nicht fortglimmende Kohle mit unversehrt bleibender Struktur bildet. Im allgemeinen sind die beiden folgenden Bestandteile im Schaumstoff enthalten: Ein die Kohlebildung förderndes Mittel und eine anorganische hydratisierte Verbindung, die den größten Teil oder die gesamte Menge ihres Hydratwassers bei der Temperatur des Trocknens und Ausheizens des Schaumstoffes zurückhält, aber unter etwa 500" C verliert.
Als verkohlungsförderndes Mittel eignen sich alle chemischen Verbindungen oder Gemische, die bei der Entzündungstemperatur nicht flüchtig sind, von sich aus nicht entflammbar sind oder geringe Entflammbarkeit haben und bei der Entzündungstemperatur eine schützende Kohlestruktur beispielsweise durch Vernetzung, Schmelzen oder Weichwerden unter Vergrößerung ihrer Masse oder durch irgendeine andere chemische Reaktion oder physikalische Veränderung ausbilden. Als verkohlungsfördernde Mittel eignen sich beispielsweise Harnstoff-Formaldehydharze, Melamin-Formaldehydharze, Melaminphosphat, Phthalsäureanhydrid, Pyromellitsäureanhydrid, Natriumborat, Calciumborat, Zinkborat und Borsäure. Phosphor- und Borverbindungen sind dafür bekannt, daß sie die Kohlebildung fördern. Alle diese Verbindungen sind unter den verschiedensten Warenzeichen im Handel erhältlich. Das verkohlungsfördernde Mittel kann dem Polychloroprenlatex in trockener Form vor dem Verschäumen zugesetzt werden. Wenn als verkohlungsförderndes Mittel ein Harz, z. B. ein Melamin-Formaldehydharz, verwendet wird, sollte es dem Polychloroprenlatex VOi zugsweise zugesetzt werden, bevor das Polychloropren selbst daraus isoliert wird. Durch Eintauchen eines fertigen Polychloroprenschaumstoffes in eine Harzlösung oder -dispersion werden die gewünschten Wirkungen im allgemeinen nicht erzielt. Die anorganische hydratisierte Verbindung wird ebenfalls vorzugsweise dem Latex zugesetzt. Die wirksame Menge des verkohlungsfördernden Mittels beträgt etwa 5 bis 15 Gew.-Teile pro 100 Gew.-Teile Polychloropren. Als anorganische hydratisierte Verbindungen eignen sich beispielsweise Aluminiumoxydhydrat, Magnesiumoxydhydrat, Magnesiumoxychlorid, hydratisiertes Zinkborat und hydratisiertes Calciumborat. Die Menge der anorganischen Verbindung kann unterschiedlich sein. Im Falle von Aluminiumoxydhydrai beträgt die wirksame Menge etwa 10 bis 180 Gew.-Tcile pro 100 Gew.-Teile Polychloropren oder noch mehr. Wenn die Menge des Aluminiumoxydhydrats unter der unteren Grenze dieses Bereiches liegt, wird, wenn überhaupt, nur geringer Schutz durch diesen Bestandteil erzielt. Oberhalb der oberen Grenze wird guter Brandschutz erreicht, aber die Unversehrtheit der Struktur des Schaumstoffes wird zuweilen bei diesen hohen Konzentrationen beeinträchtigt. Theoretisch liegt jedoch kein Grund vor, den Antei! des Aluminiumoxydhydrats nach oben zu begrenzen. Dem Anteil anderer anorganischer Verbindungen sollten äquivalente Mengen des verfügbaren Hydratwassers zugrunde liegen. Es ist zu ι bemerken, daß nicht hydratisiertes Zinkborat und Calciumborat als verkohlungsfördernde Mittel wirksam sein können, jedoch hydratisiertes Zinkborat und hydratisiertes Calciumborat sowohl als verkohlungsfördernde Mittel als auch als Hydratwasserquellen , wirksam sein können.
Das Polychloropren selbst kann ein Homopolymers von Chloropren oder ein Copolymerisat von Chloropren mit einem anderen organischen Monomeren sein. Übliche Monomere sind Vinylverbindungen oder ι olefinische Verbindungen, z. B. Styrol, ein Vinyltoluol, ein Vinylnaphthalin, 1,3-Butadien, Isopren, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, 2,3-Dichlor-1,3-butadien, Methylvinyläther, Vinylacetat, Methylvinylketon, Äthylacrylat, Methylmethacrylat, Methacrylamid und Acrylnitril. Der i Anteil des organischen Monomeren außer Chloropren kann bis eiwa 60% des Gesamtpolymerisais betragen, liegt jedoch im allgemeinen unter 20%. Bevorzug! als Monomere werden Acrylnitril und ^-ungesättigte
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Carbonsäuren, ζ. B. Acrylsäure und Methacrylsäure. Der bevorzug'ie Anteil von Acrylnitril wird so bemessen, daß der Anteil des Copolymergewichtes, den die Nitrilgruppen beitragen, etwa 2 bis 20% beträgt. Im Falle von Carboxylgruppen würde der übliche Anteil etwa 5% oder weniiger betragen.
Es wurde überraschenderweise gefunden, daß Copolymerisate von Chloropren und Acrylnitril oder einer «,^-ungesättigten Carbonsäure unter den Bedingungen des Zigarettentests eine Kohle mit guter struktureller Unversehrtheit bilden, so daß andere verkohlungsfördernde Mitte! entweder nicht erforderlich sind oder nur in geringen Mengen verwendet werden können.
Das Chloroprenpolymerisat wird nach beliebigen bekannten Verfahren hergestellt, jedoch erfolgt die Herstellung gewöhnlich durch Emulsionspolymerisation in Gegenwart eines freie Radikah bildenden Initiators, z. B. eines organischen Peroxyds oder Hydroperoxyds. Ein Kettenüberträger, z. B. ein Alkylmercaptan oder Dialkylxanthogendisulfid ist ebenfalls anwesend. Verfahren zur Polymerisation von Chloropren werden ausführlich in den US-PS 36 51 037, 38 39 241, insbesondere in Beispiel 3, und 33 47 837 sowie in der BE-PS 8 15 662 der Anmelderin beschrieben. Durch Polymerisation in wäßriger Emulsion wird ein Polychloroprenlatex erhalten.
Polychloroprenschaumstoff wird aus einem Polychloroprenlatex nach einem Verfahren ähnlich den zur Herstellung von Schaumstoffen aus natürlichem oder synthetischem Latex angewendeten Verfahren hergestellt. Bei diesem Verfahren wird ein Poiychloroprenlatex mit Mischungszusätzen, z. B. einem verkohlungsfördernden Mittel, einer hydratisierten anorganischen Verbindung, Vulkanisationsmitteln, Antioxydantien, Füllstofien, flammwidrigmachenden Mitteln, Weichmachern und Treibmitteln gemischt. Die Latexmischung wird beispielsweise durch Rühren oder Schlagen oder durch Zumischen von Luft oder Gas in die Mischung oder durch Bildung eines Gases in situ im Latex verschäumt. Ein Gelbildungsmittel kann dem Comonomeren zugesetzt werden, um den Schaumstoff zum Erstarren zu bringen, oder ein Wärmesensibilisator, kann zugesetzt werden, um Gelbildung des Schaumstoffes zu verursachen, wenn er erhitzt wird, oder die Gelbildung kann bewirkt werden, indem in einer solchen Weise getrocknet wird, daß die Blasen während des Trocknens des Schaumes nicht zusammenfallen.
Der Schaumstoff wird auf einem Stoff, Trennpapier oder auf einer anderen geeigneten Unterlage ausgebreitet und der Erstarrung durch Verwendung eines chemischen Gelbildungsmittels, durch Gefrieren oder durch Erhitzen unter Bildung eines Schaumstoffs in der irreversiblen Gelform überlassen. Der Schaumstoff in der Gelform wird dann bei etwa 100 bis 1200C getrocknet und vulkanisiert.
Beliebige Vulkanisationsmittel, z. B. Zinkoxyd oder Magnesiumoxyd, sind geeignet. Als Gelbildungsmittel eignen sich beispielsweise Alkalisilicofluoride, Ammoniumnitrat und Polyvinylmethyläther. Geeignete Weichmacher sind beispielsweise Petrolatum und andere Wachse. Als Hilfsstoffe zum Ausschäumen eignen sich beispielsweise gewöhnliche Seifen, Natriumlaurylsulfat, Kokosnußöl-Alkanolamide und Ammoniumstcarai. Typische Füllstoffe sind beispielsweise Aluminiumsilicate, Aluminiumoxyde und Titanclioxyd. Als flammwidrigmachendc Mittel sind beispielsweise Verbindungen geeignet, f.. B. Antimontrioxyd, von denen bekannt ist, daß sie tzcmcinsiim mit halogcnicrtcn Verbindungen syncrgi- 5K
wirken.
stisch wirken.
Ein Polychloroprenschaumstofl bietet bereits als dünne Schicht sowohl dem Bezugsstoff als auch dem Polster einen überraschend wirksamen Schutz gegen Schädigung durch Brand. Dies ist auf eine örtliche Kohlebildung aus dem Polychloroprenschaumstorf im Bereich der Feuerquelle zurückzuführen. Diese Kohle wird selbst durch Feuer unter den Prüfbedingungen nicht verzehrt (der Brand pflanzt sich nicht fort). Ferner hat sie durch Bildung von Wasser bei höheren Temperaturen eine Kühlwirkung, die verhindert, daß der Stoff selbst sich entzündet. Die Kohle ist ein guter Wärmeisolator und verhindert in dieser Weise, daß das darunter befindliche Polster eine Temperatur erreicht, bei der es sich verflüchtigen würde. Beispielsweise würde bei einer Temperatur von etwa 500°C an der Berührungsstelle mit einer Feuerquelle die Temperatur unter der Schicht des verkohlten Polychloropren normalerweise etwa 3000C nicht überschreiten. Um ihre Funktion zu erfüllen, muß die Kohle genügende strukturelle Unversehrtheit aufweisen, d. h., sie muß in der Lage sein, ihr Eigengewicht sowie das Gewicht des schmelzenden Stoffes, der darin aufgenommen wird, zu
tragen.
Außer im Zigarettentest, z. B. bei dem vorstehend genannten California-Polstermöbeltest, bewährten sich die erfindungsgemäßen Werkstoffe, die Polychloroprenschaumstoff enthalten, bemerkenswert gut bei dem »Radiant Panel Test« ASTM E 162-67, der so angelegt ist, daß er die Flammfestigkeit in der Umgebung eines großen Brandes erkennen läßt. Diese Ergebnisse sind bemerkenswert, weil bekannte »flammfeste« oder »flammwidrige« Werkstoffe den Zigarettentest bestanden, jedoch beim »Radiant Panel Test« völlig versagten oder sich beim Radiant Panel Test gut verhielten, aber den Zigarettentest nicht bestanden. Ferner wurden die ausgezeichneten Ergebnisse im vorliegenden Fall für Werkstoffe erzielt, bei denen äußerst leicht entflammbare Stoffe (z. B. aus Baumwolle oder Reyon) ohne jede »feuerfestmachende« Behandlung der Stoffe selbst verwendet wurden.
Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele weiter erläutert. In diesen Beispielen beziehen sich alle Teile, Mengenverhältnisse und Prozentsätze auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben.
Prüfmethoden
1) Modifizierter California-Test zur Prüfung
der Flammwidrigkeit von Polstermöbeln
Dieser Test wird in Technical Information Bulletin Nr. 116, State of California Department of Consumer Affairs, Bureau of Home Furnishings, Sacramento, California, Mai 1974, beschrieben. Er schreibt vor, daß brennende Zigaretten auf eine glatte Fläche des zu prüfenden Möbelstücks gelegt und in verschiedene andere Stellen einschließlich des Sitzpolsters und der gepolsterten Rückenlehne gesteckt werden. Während der Test die Prüfung an tatsächlichen, fertigen Polstermöbeln vorschreibt, wurden die in den folgenden Beispielen beschriebenen Prüfungen an Attrappen von Polstermöbeln durchgeführt. Die waagerechten Prüfkörpen bestanden aus einer nominell 5 cm dicken Watteschicht, die mit einem 20 χ 20 cm großen Stück Stoff bedeckt war. Die senkrechten Prüfkörper bestanden aus Sperrholzunterlagen mit einer nominell 5 cm dicken Watteschicht, auf die ein 30 χ 30 cm großes Probestück des Stoffes folgte, der straff über die
)berfläche gespannt, um die Kanten gelegt und an die Rückseite geklammert war.
Kin Polstermöbelstück erfüllt nicht die Anforderun- :en des Tests, wenn
t) offensichtliche Verbrennung unter Flammenent-
wicklung slattfindet und
2) eine verkohlte Stelle mehr als 5 cm von der Zigarette, gemessen von ihrer nächsten Spitze, auftritt.
2) ASTM E 162-67:
( Hu-I■fUidien-Entflammbarkeitst'Est unter Verwendung einer Strahlungswärmeenergiequelle
Bei dieser Prüfung (in dieser Beschreibung zuweilen als »Radiant Panel Test« bezeichnet) wird eine Strahlungswärmequelle verwendet, die aus einer 305 χ 457 mm großen Platte besteht, vor der eine 152 χ 457 mm große geneigte Probe des Materials angeordnet wird. Die Probe is' so ausgerichtet, daß die Entzündung in der Nähe der Oberkante erzwungen wird und die Flamme sich nach unten fortsetzt. Ein von der Geschwindigkeit der Flammenfortpflanzung abgeleiteter Faktor wird mit einem anderen Faktor multipliziert, der mit der Geschwindigkeit, mit der Wärme von dem in der Prüfung befindlichen Material frei wird, in Beziehung steht, wobei ein Flammenausbreitungsindex erhalten wird. Je niedriger der Zahlenwert des Flammenausbreitungsindex, um so besser ist die Flammwidrigkeit der Probe.
Zusammensetzung eines Ansatzes
für Polychloroprenschaumstoff
Ein typischer Ansatz für die Herstellung eines Schaumstoffes aus Polychloroprenlatex ist nachstehend in Tabelle 1 genannt.
Tabelle I
Trockengewicht 40
Polychloroprenlatex 100
Zinkoxyd 4
Antimontrioxyd 4
Petrolatum 2
Kokosnußöl-Alkanolamid 6 ■ti
Natrium'aurylsulfat 2
Hydratisierte anorganische
Verbindung 0 bis 150
Verkohlungsfördcrndes Mittel 0 bis 20
Die folgenden Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 veranschaulichen, daß es notwendig ist, dem Latex sowohl ein verkohlungsförderndes Mittel als auch eine hydratisierte anorganische Verbindung zuzusetzen, um einen Stoff und Watte in einem solchen Maße zu schützen, daß sie die Anforderungen eines Zigarettentests erfüllen. Im Falle des Beispiels 2 und des Vergleichsbeispicls 4 wird außer der als Comonomercs verwendeten Methacrylsäure kein verkohlungsfördcrndes Mittel verwendet.
Vergleichsbcispiel 1
Ein Polychloroprenlatex des Typs Λ wurde aus den in Tabelle 1 genannten Bestandteilen ohne Füllstoff und ohne verkohlungsfördernclcs Mittel hergestellt. (Die Herstellung dieses Latex Typ A erfolgte auf die in Beispiel 3 der US-PS 38 39 241 beschriebene Weise.) Der Latex wurde in einem 1 lobari-Mischer mit einem Drahtbesen bis /u einem Raumgewicht des nassen Schaumstoffes von 0,19 g/cm3 geschäumt. Der Schaum wurde auf einen Reyonplüsch mit Baumwollgrundgewebe in einer Dicke von 6,35 mm ausgebreitet. Der Schaumstoff wurde getrocknet und 2 Stunden bei 121 °C ausgeheizt. Der beschichtete Stoff wurde geprüft, indem er auf eine 2,5 cm dicke Watteschicht mit einer aus Sitz und Rücken bestehenden Stuhlimitation gelegt und die angezündete Zigarette in den Spalt zwischen Sitz und Rückenlehne gelegt. Die Hitze der Zigarette verkohlte den Stoff und den Polychloroprenschaumstoff. Die Verkohlung breitete sich bis zu einem Abstand von mehr als 5 cm von der Zigarette aus, und die Watte entzündete sich. Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Anforderungen des Zigarettentests.
Vergleichsbeispiel 2
Der in Vergleichsbeispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 25 Gew.-Teile Aluminiumoxydtrihydrat pro 100 Gew.-Teile Polychloropren der Mischung als hydratisierte anorganische Verbindung zugesetzt wurde. Bei der Wiederholung des vorstehend beschriebenen Zigarettentests breitete sich die verkohlte Fläche auf mehr als 5 cm von der Zigarette hinweg aus und die Watte entzündete sich. Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Voraussetzungen des Tests.
Vergleichsbeispiel 3
Der in Vergleichsbeispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 15 Gew.-Teile MeI-amin-Formaldehydharz der Latexmischung als Mittel zur Förderung der Verkohlung zugesetzt wurde. Bei der Wiederholung des oben beschriebenen Zigarettentests breitete sich die versengte Fläche auf mehr als 5 cm von der Zigarette hinweg aus und die Watte entzündete sich. Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Voraussetzungen des Zigarettentests.
Beispiel 1
Der in Vergleichsbeispiel 1 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 10 Gew.-Teile MeI-amin-Formaldehydharz als verkohlungsförderndes Mittel und 25 Gew.-Teile Aluminiumoxydtrihydrat als hydratisierte anorganische Verbindung pro 100 Gew.-Teile Polychloropren zugesetzt wurden. Bei der Wiederholung des Zigarettentests in der oben beschriebenen Weise breitete sich die versengte Stelle auf weniger als 1,25 cm von der Zigarette hinweg aus und die Watte entzündete sich nicht. Das Verbundmaterial erfüllte somit die Voraussetzungen des Zigarettentests.
Vergleichsbcispiel 4
Ein Polychloroprenlatex des Typs B wurde aus den in Tabelle I genannten Bestandteilen ohne Füllstoff oder zusätzliches verkohlungsförderndes Mittel hergestellt. (Der Latex des Typs B wird mit drei Teilen Methacrylsäure als Comonomeres. die als vcrkohlungsförderndes Mittel wirksam ist, hergestellt.) Der Latex wurde in einem Hobart-Mischer auf eine Dichte des nassen Schaumes von 0,22 g/cm1 verschäumt. Der Schaum wurde auf einem Plüsch mit Rcyonflor auf Baumwollrückgewebe in einer Dicke von 6,3 mm ausgebreitet. Der Schaumstoff wurde getrocknet und 2 Stunden bei 121*C ausgebeizt. Bei der Durchführung des Zigarettentests in der oben beschriebenen Weise über einer Watteschicht von 2,5 cm Dicke breitete sich die versengte !"lache des Stoffes auf mehr als 5 cm von der Zigarette hinweg aus und die Watte entzündete sieh.
709 5&1/487
Das Verbundmaterial erfüllte somit nicht die Voraussetzungen des Zigarettentests.
Beispiel 2
Der in Vergleichsbeispiel 4 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch dem Latex 25 Teile Aluminiumoxydtrihydrat als hydratisierte anorganische Verbindung pro 100 Gew.-Teile Polychloropren zugesetzt wurden. Bei der Wiederholung des Zigarettentests in der oben beschriebenen Weise breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 1,5 cm von der Zigarette hinweg aus, und die Watte entzündete sich nicht. Das Verbundmaterial erfüllte somit die Voraussetzungen des Zigarettentests.
Vergleichsbeispiel 5 und Beispiel 3
Die in den Beispielen I und 2 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 beschriebenen Versuche wurden wiederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus Polypropylenfasern anstelle des Gewebes mit Reyonflor verwendet v^urde. Bei der Durchführung des Zigarettentests über einer 2,5 cm dicken Watteschicht wurde festgestellt, daß die aus dem Latex des Typs A hergestellten Schaumstoffe die Voraussetzungen des Tests nicht erfüllten, wenn nicht sowohl 10 Gew.-Teile Melamin-Formaldehydharz als auch 25 Gew.-Teile Aluminiumoxydhydrat pro 100 Teile Polychloropren zugesetzt wurden. Bei der Prüfung der aus dem Latex des Typs B hergestellten Schaumstoffe beim Zigarettentest wurde festgestellt, daß die Verbundmaterialien die Voraussetzungen des Tests nicht erfüllten, wenn nicht 25 Gew.-Teile Aluminiumoxydtrihydrat der Latexmischung zugesetzt wurden.
Die Verbesserung der Flammwidrigkeit, die durch eine Zwischenlage aus Polychloroprenschaumstoff bei dem Radiant Panel Test gemäß ASTM E 162-67 erzielt wird, wird durch die Beispiele 3 bis 5 und Vergleichsbeispiele 6 bis 9 veranschaulicht.
Vergleichsbeispiel 6
Ein Plüsch mit Reyonflor und Baumwollgewebe als Rücken wurde auf eine 2,5 cm dicke Glaswatteschicht gelegt. Das Verbundmaterial wurde dem Radiant Panel Test unterworfen. Der Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials betrug 204. Dies stellt die Grundzahl für diese Art von Stoff bei diesem Test dar.
Vergleichsbeispiel 7
Der gleiche Plüsch mit Reyonflor und Bauniwollgcwebe als Rücken wurde auf eine 2,5 cm dicke Schicht eines handelsüblichen »nichtflammwidrigen« Polyurethan-Schaumstoffes gelegt. Das Verbundmaterial wurde dem Radiant Panel Test unterworfen. Der Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials betrug 618. Dies stellt die Grundzahl für diese Art von Stoff über einen Polyurethan-Schaumstoff dar.
Beispiel 3
liin Polychloroprcnlatcx des Typs H wurde aus den in > Tabelle I genannten Bestandteilen mit 10 Gew.-Tcilen Melamin Formaldchydhar/. als verkohlungsfördcrndes Mittel und 25 Gew.-Teilen Aluminiumoxydtrihydrat als hydriitisicrter anorganischer Verbindung hergestellt. Der Latex wurde bis zu einem Raumgewicht im nassen ι Zustand von 0,22 g/cm' verschäumt und auf einen Plüsch mit Reyonflor und Baiimwollrückgcwebc wie in Vergleichsbeispicl 7 in einer Dicke von 6,25 mm
ausgebreitet. Der Schaumstoff wurde getrocknet und I Stunden bei 1210C ausgeheizt. Das beschichtet« Gewebe wurde auf eine 2,5 cm dicke Schicht au; »nichtflammwidrigem« Polyurethan-Schaumstoff wie ir > Vergleichsbeispiel 7 gelegt. Das Verbundmaterial wurde dem Radiant Panel Test unterworfen. Der Flammenaus breitungsindex des Verbundmaterials betrug 235.
Beispiel 4
in Der in Beispiel 3 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch 5 Gew.-Teile Melamin-Formaldehydharz und 150 Gew.-Teile Aluminiumoxydhydrai pro 100 Gew.-Teile Polychloropren verwendet wurden Wenn der beschichtete Plüsch mit Reyonflor unc
ι) Baumwollrückgewebe auf eine 2,5 cm dicke Schicht au; »nichtflammwidrigem« Polyurethan-Schaumstoff gelegt und das Verbundmaterial dem Radiant Panel Tesi unterworfen wurde, betrug der Flammenfortpflanzungsindex des Verbundmaterials 156. Dieser Wert für
.'(i den Flammenfortpflanzungsindex war niedriger als der bei dem in Vergleichsbeispiel 6 beschriebenen Versuch erhaltene Wert, bei dem der unbeschichtete Stoff über Glasfasern geprüft wurde.
.'-, Vergleichsbeispiel 8
Der in Vergleichsbeispiel 6 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus Polypropylenfasern als Stoff verwendet wurde. Beim Radiant Panel Test betrug der Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials 303.
Vergleichsbeispiel 9
Der in Vergleichsbeispiel 7 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus !'· Polypropylenfasern verwendet wurde. Das Verbundmaterial hatte beim Radiant Panel Test einen Flammenfortpflanzungsindex von 996.
Beispiel 5
Der in Beispiel 3 beschriebene Versuch wurde wiederholt, wobei jedoch ein Gewebe aus Polypropylenfasern verwendet wurde. Die Prüfung beim Radiant Panel Test ergab einen Flammenausbreitungsindex des Verbundmaterials von 278. Dieser Wert war niedriger
i> als der Wert, der bei dem in Vergleichsbeispiel 8 beschriebenen Versuch ermittelt wurde, bei dem das unbeschichtete Polypropylengewebe über Glasfasern geprüft wurde.
Die folgenden Vergleichsbeispiele 10, Il und 12 ■» veranschaulichen, daß auch andere Latex-Schaumstoffe, die die Voraussetzungen des Zigarettentests erfüllen, auf Stoffe aufgebracht werden können. Diese beschichteten Stoffe bewähren sich jedoch nicht vergleichbar gut bei Prüfungen im größeren Maßstab.
Vergleichsbeispicl 10
lime Latexmischung wurde aus dem Acrylharzlatex aus den nachstehend in Tabelle Il genannten Bestandteilen hergestellt.
Tabellen
Aerylharzlutex
Zinkoxyd
Antimontrioxyd
Petrolatum
Kokosntißöl-Alkanolamid
»Fonmole AR«
TroL-kL'ngewichl 100
loilsci/uiig
Natriumlaurylsulfat
Aluminiumoxydtrihydrat
Melamin-Formaldehydharz
150 5
Die Mischung wurde in einem Hobart-Mischer zu einem Rai;mgewicht des nassen Schaumes von 0,22 g/cmJ verschäumt. Der Schaum wurde auf einen Plüsch mit Reyonflor und Baumwollgrundgewebe in einer Dicke von 6,25 mm ausgebreitet. Der Schauinstoff wurde getrocknet und eine Stunde bei 138° C ausgeheizt. Bei der Prüfung eines Teils des beschichteten Gewebes im Zigarettentest über Baumwollwatte breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 3,75 cm von der Zigarette hinweg aus, und die Baumwollwatte entzündete sich nicht. Wenn ein Teil des beschichteten Stoffes auf »nichtflammwidrigen« Polyurethan-Schaumstoff gelegt und das Verbundmaterial beim »Radiant Panel Test« geprüft wurde, hatte das Material einen Flammenfortpflanzungsindex von 749. Dieser Wert war höher als der Wert, der für das über Polyurethan geprüfte unbeschichtete Gewebe ermittelt wurde (Vergleichsbeispiel 7). Ein Schaumstoff dieser Zusammensetzung schützte somit das Verbundmateria! beim Radiant Panel Test nicht.
Vergleichsbeispiel 11
Eine Latexmischung wurde aus dem flammfesten Polyvinylchloridlatex und den in Tabelle 111 genannten Bestandteilen hergestellt.
Tabelle 111
Polyvinylchloridlatex
Natriumlaurylsulfat
Monomerer Weichmacher
Ammoniumstearat
Tricresylphosphat
Aluminiumoxydtrihydrat
Melamin-Formaldehydharz
Trockengewicht 100 1,7 8,2 6
60
150
24
Diese Mischung wurde in einem Hobart-Mischer auf ein Raumgewicht von 0,22 g/cmJ verschäumt. Der Schaum wurde auf einen Plüsch mit Reyonflor und Baumwollgrundgewebe in einer Dicke von 6,25 mm ausgebreitet. Der Schaum wurde 30 Minuten bei 93°C getrocknet und eine Stunde bei 132°C ausgeheizt. Wenn ein Teil des beschichteten Gewebes beim Zigarettentest über Baumwollwatte geprüft wurde, breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 3,75 cm von der Zigarette hinweg aus, und die Baumwollwatte entzündete sich nicht. Wenn ein Teil des beschichteten Gewebes über einen »nichtflammwidrigen« Polyurethan-Schaumstoff gelegt und das Verbundmaterial beim Radiant Panel Test geprüft wurde, hatte das Material einen Flammenfortpflanzungsindex von 507. Diese Kombination verleiht somit dem geprüften Material nur einen geringen Schutz.
Vergleichsbeispiel 12
Ein 6,25 cm dicker Abschnitt von »flammwidrigem« Polyurethan-Schaumstoff wurde über eine 2,5 cm dicke Baumwollwatteschicht gelegt. Über diese Kombination wurde ein Gewebe aus Polypropylenfasern gelegt (wie in der BE-PS 8 17 571 beschrieben). Bei der Prüfung der Kombination im Zigarettentest breitete sich die versengte Fläche auf weniger als 3,75 cm von der Zigarette weg aus, so daß die Kombination die Anforderungen des Tests erfüllte.
Ein 6,25 mm dicker Abschnitt des flammwidrigen Polyurethan-Schaumstoffes wurde über eine 2,5 cm dicke Schicht »nichtflammwidrigem« Polyurethan-Schaumstoff gelegt. Über diese Kombination wurde ein Gewebe aus Polypropylenfasern gelegt. Die Prüfung der Kombination im Radiant Panel Test ergab einen Flammenfortpflanzungsindex von 1514.
Dieser Wert war höher, wenn das Gewebe über dem Polyurethan-Schaumstoff ohne die Zwischenlage aus flammwidrigem Schaumstoff gelegt wurde (Vergleiehsbeispiel 9). Der flammwidrigc Polyurethan-Schaumstoff verbessert somit nicht den Schutz des Gewebes auf dem »nicht feuerwiderstandsfähigen« Polyurethan-Schaumstoff.

Claims (1)

  1. Paien'ansprueh:
    Verwendung eines Polychloroprenschaumstolfes. (ItT, bezogen auf 100 Gew.-Teile Polychloropren, 1J bis I1J Gew.-Teile eines verkohlungsförderndcn Mittels Lind 10 bis 180 Gew.-Teile AluminiumoKidhy clnit oder einer anderen hydratisieren anorganischen Verbindung in einer auf das Hydratwasser gezogenen äquivalenten Menge enthäh, wobei die anorganische hydratisierte Verbindung den größten Teil ihres Hydratwassers bei den Temperaturen, bei denen der Schaumstoff getrocknet und aufgeheizt wird, zurückhält, es aber bei einer Temperatur unterhalb von 500" C verliert, und wobei das Polychloropren ein I lomopolymer des Chloropren* oder ein Copolymer des Chloroprens mit einem anderen organischen Monomer ist, wobei das Copolymer bis 20 Gew.-% anderes organisches Monomer, bezogen auf das Gesamtpolymer, enthält, wobei, wenn das andere Monomer Acrylnitril ist, der Anteil des Copolytnergewichtes, den die Nitrilgruppen beitragen, 2 bis 20 Gew.-11/» beträgt, mit der Maßgabe, daß, wenn das Polychloropren ein Copolymer von Chloropren mit Acrylnitril oder mit einer .^-ungesättigten Carbonsäure ist, das veirkohlungslördernde Mittel abwesend sein kann, um die Brennbarkeit von Polstermöbeln stark herab;::useizen, wozu eine Polychloroprensehaumsiolfschicht zwischen den Bezugsstoff und die Polsterung eingefügt oder auf die Ober- oder Unterseite des Bezugsstoffes oder auf die Außenflächen der Polsterung aufgebracht wird.
DE2618216A 1975-04-29 1976-04-26 Verwendung eines Polychloroprenschaumstoffes, der ein verkohlungsförderndes Mittel und eine hydratisierte anorganische Verbindung enthält, um die Brennbarkeit von Polstermöbeln stark herabzusetzen Expired DE2618216C3 (de)

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