DE102006013724B3 - Polymer mass, useful to prepare molded article, films, fibers or shaped parts, comprises a polymer e.g. polyolefin and additive from phosphorus oxy compound - Google Patents

Polymer mass, useful to prepare molded article, films, fibers or shaped parts, comprises a polymer e.g. polyolefin and additive from phosphorus oxy compound Download PDF

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Abstract

Polymer mass (I) comprises a polymer such as polyolefin, polyphenylene, polyester, polycarbonate, polyacetate, polyether, epoxy resin, polyamide, polyurethane, polyimide, rubber, polysulfone, polysiloxane and their copolymers or polymer alloys; and at least one additive from phosphorus oxy compound (I). Polymer mass comprises a polymer from polyolefin, polyphenylene, polyester, polycarbonate, polyacetate, polyether, epoxy resin, polyamide, polyurethane, polyimide, rubber, polysulfone, polysiloxane and their copolymers or polymer alloys, and at least one additive from phophorous oxy compound (I) of formula (R2)(R3)(R1)-C-P-(O)(R4)(R5). R1phenyl; R2H, 1-16C alkyl or aryl; R3OH; R4H; R5OR6; R6alkaline earth metal, aluminum ions or NH(R7)3; and R71-16 alkyl. Independent claims are included for: (1) molded articles, films, fibers or shaped parts from a plastic comprising (I); and (2) a heat- and flame protection stabilizer from phosphinoyl compound of formula (II). [Image].

Description

Die Erfindung betrifft eine Polymermasse, die ein aus dem Stand der Technik bekanntes Polymer und ein Additiv der allgemeinen Formel I

Figure 00010001
mit
R1 = Phenyl,
R2 = H, C1-C16-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl,
R3 = OH,
R4 = H und
R5 = OR6 mit R6 = Erdalkalimetall-, Aluminiumionen oder NH(R7)3 + mit R7 = C1-C16-Alkyl,
aufweist. Das Additiv dient dabei der Wärme- und Flammschutzstabilisierung.The invention relates to a polymer composition comprising a polymer known from the prior art and an additive of the general formula I.
Figure 00010001
With
R 1 = phenyl,
R 2 = H, C 1 -C 16 -alkyl, linear or branched, or aryl,
R 3 = OH,
R 4 = H and
R 5 = OR 6 with R 6 = alkaline earth metal, aluminum ions or NH (R 7 ) 3 + with R 7 = C 1 -C 16 -alkyl,
having. The additive serves to stabilize the heat and flame retardants.

Weiterhin betrifft die Erfindung Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile, die aus der genannten Polymermasse gebildet sind sowie einen Wärme - und Flammschutzstabilisator und dessen Verwendung.Farther the invention relates to shaped bodies, Films, fibers or moldings made from said polymer composition are formed as well as a heat and flame retardant stabilizer and its use.

Die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen erfolgt in der Regel in der Schmelze. Die dabei eintretenden Struktur- und Zustandsänderungen führen dazu, dass es häufig zu einer Änderung der chemischen Struktur des Grundstoffes kommt. Vernetzung, Oxidation, Molekulargewichtsänderung und damit auch Änderungen der physikalischen und technischen Eigenschaften können so die Folge sein. Um die Belastung der Polymere während der Verarbeitung zu reduzieren, setzt man je nach Kunststoff unterschiedliche Additive ein. Im Allgemeinen werden dabei Stabilisatoren zugesetzt, die die Veränderungsprozesse, wie Vernetzungs- oder Abbaureaktion, unterbinden oder zumindest bremsen. Weiterhin werden den meisten Kunststoffen Gleitmittel beigemengt, die primär die Aufgabe haben, das Fließverhalten der Schmelze zu verbessern.The Processing of thermoplastics usually takes place in the melt. The occurring structural and state changes to lead that too often to a change the chemical structure of the raw material comes. Crosslinking, oxidation, Molecular weight change and therefore also changes the physical and technical characteristics can be so to be the result. To reduce the stress on the polymers during processing, Depending on the plastic you use different additives. In general while stabilizers are added, the change processes, as crosslinking or degradation reaction, prevent or at least brake. Furthermore, lubricants are added to most plastics, the primary have the job, the flow behavior to improve the melt.

Bei der Verarbeitung von Kunststoffen werden in der Regel eine Vielzahl unterschiedlicher Additive gleichzeitig eingesetzt, von denen jedes für sich bestimmte Aufgaben übernimmt. So werden Antioxidantien und Stabilisatoren eingesetzt, damit eine chemische Schädigung des Kunststoffs bei der Verarbeitung verhindert werden kann und anschließend der Kunststoff gegen Umgebungseinflüsse wie Hitze, UV-Licht, Witterung und Sauerstoff lange Zeit stabil ist. Gleitmittel hingegen führen zu einer Verbesserung des Fließverhaltens und verhindern ein zu starkes Kleben der Kunststoffschmelze an heißen Maschinenteilen. Ebenso wirken sie als Dispergiermittel für Pigmente, Füll- und Verstärkungsstoffe.at The processing of plastics are usually a variety different additives are used simultaneously, each of which for themselves takes over certain tasks. So antioxidants and stabilizers are used, so that a chemical damage of the plastic during processing can be prevented and subsequently the plastic against environmental influences such as heat, UV light, weather and Oxygen is stable for a long time. Lubricants on the other hand lead to an improvement of the flow behavior and prevent too much sticking of the plastic melt on hot machine parts. They also act as dispersants for pigments, fillers and reinforcing agents.

Die Verwendung von Flammschutzmitteln kann die Stabilität des Kunststoffs bei der Verarbeitung in der Schmelze beeinflussen. Flammschutzmittel werden häufig in hohen Dosierungen zugesetzt, um einen ausreichenden Flammschutz des Kunststoffs nach internationalen Normen sicherzustellen. Aufgrund der chemischen Reaktivität, die für die Flammschutzwirkung bei hohen Temperaturen erforderlich ist, können Flammschutzmittel die Verarbeitungsstabilität von Kunststoffen beeinträchtigen. So kann es beispielsweise zu verstärktem Polymerabbau, zu Vernetzungsreaktion, zur Ausgasung oder zu Verfärbungen kommen. Diese Effekte treten hingegen bei einer Kunststoffverarbeitung ohne Flammschutzmittel eventuell gar nicht oder nur in abgeschwächter Form auf.The Use of flame retardants can increase the stability of the plastic influence during processing in the melt. Flame retardants become common added in high dosages to ensure adequate flame retardancy of plastic according to international standards. by virtue of the chemical reactivity, the for the flame retardancy at high temperatures is required, can Flame retardants affect the processing stability of plastics. For example, it can lead to increased polymer degradation, to crosslinking reaction, for outgassing or discoloration come. These effects, however, occur in a plastics processing without flame retardant possibly not at all or only in attenuated form on.

Insbesondere für thermoplastische Polymere haben sich die Salze von Phosphinsäuren, d.h. Phosphinate, als wirksame, flammhemmende Zusätze erwiesen. So sind in der EP 0 699 708 Calcium- und Aluminiumphosphinate in Polyestern als besonders wirksam beschrieben worden, wobei diese die Materialeigenschaften der Polymermas sen weniger als z.B. die Alkalimetallsalze beeinträchtigen.In particular, for thermoplastic polymers, the salts of phosphinic acids, ie phosphinates, have proven to be effective, flame-retardant additives. So are in the EP 0 699 708 Calcium and aluminum phosphinates in polyesters have been described as being particularly effective, these affecting the material properties of the polymer compounds less than, for example, the alkali metal salts.

Die DE 28 27 867 A1 beschreibt schwer entflammbare Thermoplasten, die aus Kohlenstoffverbindungen des Phosphors, die auch Phosphinsäuresalze enthalten, bestehen. The DE 28 27 867 A1 describes flame-retardant thermoplastics consisting of carbon compounds of phosphorus, which also contain phosphinic acid salts.

In der DE 28 53 630 A1 ist eine Stabilisatorzusammensetzung beschrieben, die mindestens ein Metallhydrocarbonphosphonat enthält.In the DE 28 53 630 A1 For example, a stabilizer composition containing at least one metal hydrocarbyl phosphonate is described.

In der DE 196 08 006 A1 sind Salze von phosphonigen Säuren sowie deren Verwendung als Flammschutzmittel in Kunststoffen beschrieben.In the DE 196 08 006 A1 are salts of phosphonic acids and their use as flame protective agent in plastics.

Die DE 198 20 399 A1 sowie die DE 101 37 930 A1 beschrieben flammgeschützte Polyesterformmassen, die Phosphinsäuresalze enthalten, die eine Vielzahl an organischen Substituenten aufweisen können.The DE 198 20 399 A1 as well as the DE 101 37 930 A1 described flame-retardant polyester molding compositions containing phosphinic acid salts, which may have a variety of organic substituents.

Aus der WO 02/28953 A1 ist eine halogenfreie, flammfeste thermoplastische Formmasse bekannt, die als Flammschutzmittel ein Phosphinsäuresalz enthält.Out WO 02/28953 A1 is a halogen-free, flame-resistant thermoplastic Form mass known as a flame retardant phosphinic acid salt contains.

Die US 6,753,363 B1 beschreibt eine Polyacetalharz-Zusammensetzung sowie ein Verfahren zur Herstellung, wobei zum Flammschutz eine Phosphorverbindung, im Speziellen ein organisches Phosphinsäurederivat enthalten sein kann.The US 6,753,363 B1 describes a polyacetal resin composition and a process for the preparation, wherein the flame retardant, a phosphorus compound, in particular an organic phosphinic acid derivative may be included.

Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Stabilisatoren für Polymermassen bereitzustellen, die die weiteren Eigenschaften der Polymere möglichst wenig beeinträchtigen und eine einfache Verfahrensführung ermöglichen.outgoing It was the object of the present invention to provide novel stabilizers for polymer compounds to provide the other properties of the polymers as possible little affect and a simple procedure enable.

Diese Aufgabe wird durch die Polymermasse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die diese Polymermasse enthaltenden Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile gemäß Anspruch 8 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch den Wärme- und Flammschutzstabilisator gemäß Anspruch 9 sowie dessen Verwendung gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.These The object is achieved by the polymer composition having the features of the claim 1 and the polymer composition containing this molding, films, fibers or moldings according to claim 8 solved. Furthermore, the task by the heat and flame retardant stabilizer according to claim 9 and its use solved. The other dependent claims show advantageous developments.

Erfindungsgemäß wird eine Polymermasse bereitgestellt, die ein nach dem Stand der Technik gängiges Polymer enthält. Hierzu zählen Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane sowie deren Copolymere oder Polymerlegierungen.According to the invention is a Polymer composition provided, the one of the prior art course Contains polymer. Which includes Polyolefins, polyphenylenes, polyesters, polycarbonates, polyacetals, Polyethers, epoxy resins, polyamides, polyurethanes, polyimides, rubbers, Polysulfones, polysiloxanes and their copolymers or polymer alloys.

Weiterhin enthält die Polymermasse mindestens ein Additiv der allgemeinen Formel I

Figure 00050001
mit
R1 = Phenyl,
R2 = H, C1-C16-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl,
R3 = OH
R4 = H und
R5 = OR6
mit R6 = Erdalkalimetall-, Aluminiumionen oder NH(R7)3 + mit R7 = C1-C16-Alkyl.Furthermore, the polymer composition contains at least one additive of the general formula I.
Figure 00050001
With
R 1 = phenyl,
R 2 = H, C 1 -C 16 -alkyl, linear or branched, or aryl,
R 3 = OH
R 4 = H and
R 5 = OR 6
with R 6 = alkaline earth metal, aluminum ions or NH (R 7 ) 3 + with R 7 = C 1 -C 16 alkyl.

Der hier genannte Stabilisator bewirkt in der Polymermasse eine deutliche Farbstabilisierung bzw. Reduktion der Vergilbung bei Hitzeeinwirkung auf die Polymermasse.Of the Stabilizer mentioned here causes a significant in the polymer composition Color stabilization or reduction of yellowing when exposed to heat on the polymer mass.

Vorzugsweise ist R2 Wasserstoff, C1- bis C8-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Phenyl. Preferably, R 2 is hydrogen, C 1 to C 8 alkyl, linear or branched, or phenyl.

Besonders bevorzugt ist R2 ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, n-Octyl und Phenyl. R 2 is particularly preferably selected from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-octyl and phenyl.

Der Rest R6 ist vorzugsweise ein Calcium- oder Aluminiumion. Aber es können auch Magnesium-; Strontium- oder Bariumionen vorliegen.The radical R 6 is preferably a calcium or aluminum ion. But it can also magnesium; Strontium or barium ions are present.

Besonders bevorzugt enthält die Polymermasse ein Additiv der Formel II

Figure 00070001
The polymer composition particularly preferably contains an additive of the formula II
Figure 00070001

Der Anteil des Additives in der Polymermasse beträgt bevorzugt 0,01 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymermasse.Of the Proportion of the additive in the polymer composition is preferably from 0.01 to 20% by weight, particularly preferably 0.1 to 5 wt .-%, based on the total weight the polymer mass.

Besonders bevorzugt enthält die Polymermasse einen Polyester oder ein Polyamid. Weiterhin können der Polymermasse weitere Zusatzstoffe zugesetzt sein. Diese sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wärmeschutzmitteln, Lichtschutzmitteln, Antioxidantien, Füllstoffen Pigmenten Gleitmitteln Treibmitteln Emulgatoren, optischen Aufhellern Antistatika, Blähmitteln Fungiziden Streckmitteln Flammschutzmitteln und Rauchverminderungsmitteln.Especially preferably contains the polymer composition is a polyester or a polyamide. Furthermore, the Be added polymer additive other additives. These are preferred selected from the group consisting of heat protection agents, Sunscreens, antioxidants, fillers pigments lubricants Blowing agents emulsifiers, optical brighteners antistatic agents, blowing agents Fungicides extenders flame retardants and smoke reducing agents.

Erfindungsgemäß werden ebenso Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile aus einem Kunststoff bereitgestellt, wobei der Kunststoff die erfindungsgemäße Polymermasse enthält. According to the invention also shaped bodies, Films, fibers or moldings made of a plastic, wherein the plastic contains the polymer composition according to the invention.

Besonders hervorzuheben in seiner stabilisierenden Wirkung ist der Wärme- und Flammschutzstabilisator der allgemeinen Formel II

Figure 00070002
Particularly noteworthy in its stabilizing effect is the heat and flame retardant stabilizer of the general formula II
Figure 00070002

Verwendung findet dieser Wärme- und Flammschutzstabilisator zur Herstellung von Polymermassen ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen.use finds this heat and flame retardant stabilizer for the preparation of polymer compositions selected from the group of polyolefins, polyphenylenes, polyesters, polycarbonates, Polyacetals, polyethers, epoxy resins, polyamides, polyurethanes, polyimides, Rubbers, polysulfones, polysiloxanes and their copolymers or Polymer alloys.

Claims (9)

Polymermasse enthaltend ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Additiv der allgemeinen Formel I
Figure 00090001
mit R1 = Phenyl, R2 = H, C1-C16-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl, R3 = OH R4 = H und R5 = . OR6 mit R6 = Erdalkalimetall-, Aluminiumionen oder NH (R7)3 + mit R7 = C1-C16-Alkyl, enthalten ist. Polymermasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass R2 H, C1-C8-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Phenyl ist.Polymer composition comprising a polymer selected from the group of polyolefins, polyphenylenes, polyesters, polycarbonates, polyacetals, polyethers, epoxy resins, polyamides, polyurethanes, polyimides, rubbers, polysulfones, polysiloxanes and their copolymers or polymer alloys, characterized in that at least one additive of the general formula I
Figure 00090001
with R 1 = phenyl, R 2 = H, C 1 -C 16 -alkyl, linear or branched, or aryl, R 3 = OH R 4 = H and R 5 =. OR 6 with R 6 = alkaline earth metal, aluminum ions or NH (R 7 ) 3 + with R 7 = C 1 -C 16 alkyl. Polymer composition according to claim 1, characterized in that R 2 is H, C 1 -C 8 alkyl, linear or branched, or phenyl. Polymermasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass R2 ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, n-Octyl und Phenyl.Polymer composition according to claim 1 or 2, characterized in that R 2 is selected from the group consisting of H, methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-octyl and phenyl. Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Additiv der Formel II
Figure 00100001
mit R6 = Erdalkalimetall-, Aluminiumionen oder NH(R7)3 + mit R7 = C1-C16-Alkyl, enthalten ist.Polymer composition according to one of the preceding claims, characterized in that an additive of the formula II
Figure 00100001
with R 6 = alkaline earth metal, aluminum ions or NH (R 7 ) 3 + with R 7 = C 1 -C 16 alkyl. Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Polymermasse 0,01 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.- % des Additives enthalten sind.Polymer composition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that 0.01 to 20 wt .-%, in particular in the polymer composition 0.1 to 5% by weight of the additive are included. Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermasse einen Polyester oder ein Polyamid enthält.Polymer composition according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer composition is a polyester or a polyamide contains. Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermasse weiterhin Zusatzstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wärmeschutzmittel, Lichtschutzmittel, Antioxidantien, Füllstoffe, Pigmente,' Gleitmittel, Treibmittel, Emulgatoren, optische Aufheller, Antistatika, Blähmittel, Fungizide, Streckmittel, Flammschutzmittel und Rauchverminderungsmittel enthält.Polymer composition according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the polymer composition further selected from additives the group consisting of thermal protection agent, Light stabilizers, antioxidants, fillers, pigments, lubricants, propellants, Emulsifiers, optical brighteners, antistatic agents, blowing agents, fungicides, diluents, Contains flame retardant and smoke reduction agent. Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile aus einem Kunststoff enthaltend die Polymermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Moldings, Films, fibers or moldings of plastic containing the Polymer composition according to one of claims 1 to 7. Wärme- und Flammschutzstabilisator der allgemeinen Formel II
Figure 00110001
mit R6 = Erdalkalimetall-, Aluminiumionen oder NH(R7)3 + mit R7 = C1-C16-Alkyl.Heat and flame retardant stabilizer of the general formula II
Figure 00110001
with R 6 = alkaline earth metal, aluminum ions or NH (R 7 ) 3 + with R 7 = C 1 -C 16 alkyl. Verwendung des Wärme- und Flammschutzstabilisators nach Anspruch 9 zur Herstellung von Polymermassen ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen.Use of heat and flame retardant stabilizer according to claim 9 for the preparation of Polymer compositions selected from the group of polyolefins, polyphenylenes, polyesters, polycarbonates, Polyacetals, polyethers, epoxy resins, polyamides, polyurethanes, polyimides, Rubbers, polysulfones, polysiloxanes and their copolymers or Polymer alloys.
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