DE102019132294A1 - Flammwidrige Polymerzusammensetzung - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammwidrige Polymerzusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung einer flammwidrigen Polymerzusammensetzung, die Verwendung von Polyarylensulfid als Flammschutzmittel und die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammwidrige Polymerzusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung einer flammwidrigen Polymerzusammensetzung, die Verwendung von Polyarylensulfid als Flammschutzmittel und die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung.
  • STAND DER TECHNIK
  • Polyolefinische Polymere werden als Formmassen in großen Mengen erfolgreich eingesetzt, z. B. in der Automobilindustrie, der Elektrotechnik, der Haushaltsgerätetechnik oder im Maschinenbau. Dabei besteht häufig die Notwendigkeit, die Polymere so flammwidrig auszurüsten, dass sie den technischen Anforderungen von Brennbarkeitsprüfungen, z. B. dem Test nach UL 94 (Underwriter Laboratories USA), bestehen.
  • Um die brandhemmenden Eigenschaften von Werkstoffen und Formmassen auf Basis von polyolefinischen Polymeren zu erhöhen, werden üblicherweise Flammschutzmittel, wie organische Halogenverbindungen, organische Phosphatverbindungen, Antimon-, Zinn- und/oder Zinkverbindungen zugesetzt. Viele Flammschutzmittel werden jedoch als äußerst gesundheitsschädlich eingestuft und/oder sind ökologisch bedenklich.
  • Um die genannten Nachteile zu umgehen, können gesundheitlich und ökologisch unbedenkliche Flammschutzmittel, wie Magnesiumhydroxid und/oder Aluminiumhydroxid, in polyolefinische Polymere eingearbeitet werden.
  • In EP 0 605 861 werden halogenfreie flammwidrige Formmassen auf Polyamidbasis beschrieben. Das Polyamid wird mit Magnesiumhydroxid und Polyphenylensulfid ausgerüstet.
  • Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid und organische Phosphatverbindungen haben jedoch den Nachteil, dass ihre brandhemmende Leistung nicht zufriedenstellend ist. Sie können lediglich für Formmassen auf Basis von schwefelvernetzten polyolefinischen Polymeren einen hohen Standard erfüllen und in der Brennbarkeitsprüfung nach UL 94 als UL 94 V0 eingestuft werden.
  • Formmassen auf Basis von schwefelvernetzten polyolefinischen Polymeren zeigen aber in ihrem Anwendungsprofil einige Nachteile. So sind sie weniger hitzeresistent und weniger druckverformungsresistent als entsprechende peroxidisch vernetzte polyolefinischen Polymere. Jedoch können Formmassen mit vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschaften auf Basis von peroxidisch vernetzten polyolefinischen Polymeren in Kombination mit bekannten gesundheitlich und ökologisch unbedenklichen Flammschutzmitteln, wie Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid und/oder organischen Phosphatverbindungen, in der Brennbarkeitsprüfung nach UL 94 lediglich als UL 94 V2 oder bestenfalls als UL 94 V1 eingestuft werden.
  • Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine flammwidrige Polymerzusammensetzung auf Basis von polyolefinischen Polymeren bereitzustellen, die sowohl über ein vorteilhaftes Eigenschaftsprofil als auch eine hohe flammwidrige Leistung verfügt.
  • Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Aufgabe durch die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung und deren Verwendung gelöst wird.
  • Die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung hat folgende Vorteile:
    • - Die Brandschutzeigenschaften, speziell von peroxidisch vernetzten Polymeren, werden verbessert.
    • - Die Polymere und darauf basierende Produkte zeichnen sich durch vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften aus, z. B. eine gute Hitze-, Witterungs- und Ermüdungsbeständigkeit.
    • - Die Polymere und darauf basierende Produkte zeichnen sich durch gute Dichtungseigenschaften aus.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Ein erster Gegenstand der Erfindung ist eine flammwidrige Polymerzusammensetzung, umfassend
    1. a) wenigstens ein elastomeres Polymer, das wenigstens ein Monomer einpolymerisiert enthält, das ausgewählt ist unter C2-C30-Alkylenen,
    2. b) Polyarylensulfid.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer härtbaren flammwidrigen Polymerzusammensetzung, umfassend die Schritte:
    1. i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a),
    2. ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b),
    3. iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b),
    4. iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Gemisches, enthaltend Komponente b) und Komponente c) zur flammwidrigen Ausrüstung der Komponente a).
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer gehärteten flammwidrigen Polymerzusammensetzung, umfassend die Schritte:
    1. i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a),
    2. ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b),
    3. iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b),
    4. iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden,
    5. v) Härtung der in Schritt iv) erhaltenen härtbaren Elastomerzusammensetzung.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine gehärtete flammwidrige Polymerzusammensetzung erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Polyarylensulfids b) als Flammschutzmittel für eine Polymerzusammensetzung, umfassend wenigstens ein elastomeres Polymer a), wie zuvor und im Folgenden definiert.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie zuvor und im Folgenden definiert, in Automobilteilen, zur Herstellung von Dichtungen, insbesondere O-Ringen, Rahmendichtungen, Radialwellendichtringen, Bälgen und Ventilschaftdichtungen.
  • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • C2-C30-Alkylen ist im Sinne der Erfindung ein linearer oder verzweigter ethylenisch ungesättigter Kohlenwasserstoff mit 2 bis 30, bevorzugt 2 bis 10, insbesondere 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, der eine C=C-Doppelbindung oder mehrere, bevorzugt zwei, nicht kumulierte, C=C-Doppelbindungen in beliebiger Position aufweist, wie Ethen, Propen, 1-Buten, 2-Buten, Isobuten, 2-Methyl-Propen, 1,2-Butylen, 2,3-Butylen, Isopren, Butadien,1-Penten, 2-Penten, 3-Penten, 2-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-buten, 2-Methyl-2-buten, 3-Methyl-2-buten, 2-Methyl-3-buten, 3-Methyl-3-buten, 1,1-Dimethylpropen, 1-Hexen, 2-Hexen, 3-Hexen, 4-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck C1-C12-Alkyl für unverzweigte und verzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 12, bevorzugt 1 bis 8, insbesondere 1 bis 6, Kohlenstoffatomen. Insbesondere C1-C6-Alkyl sind z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, 1-Methylethyl, Butyl, 1-Methylpropyl, 2-Methylpropyl, 1,1-Dimethylethyl, Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2,2-Dimethylpropyl, 1-Ethylpropyl, Hexyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1-Ethyl-1-methylpropyl oder 1-Ethyl-2-methylpropyl. C1-C4-Alkyl bedeutet beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, 1-Methylethyl, Butyl, 1-Methylpropyl, 2-Methylpropyl oder 1,1-Dimethylethyl.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck C1-C12-Alkoxy für eine unverzweigte oder verzweigte gesättigte C1-C12-Alkylgruppe, wie vorstehend definiert, die über ein Sauerstoffatom gebunden ist. Bevorzugt sind Alkoxyreste mit 1 bis 8, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 1 oder 4, speziell 1 bis 2 Kohlenstoffatomen. C1-C2-Alkoxy ist Methoxy oder Ethoxy. C1-C4-Alkoxy ist z. B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, 1-Methylethoxy (Isopropoxy), Butoxy, 1-Methylpropoxy (sec-Butoxy), 2-Methylpropoxy (Isobutoxy) oder 1,1-Dimethylethoxy (tert-Butoxy). C1-C6-Alkoxy beinhaltet die für C1-C4-Alkoxy angegebenen Bedeutungen und zusätzlich z. B. Pentoxy, 1-Methylbutoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy, 1,1-Dimethylpropoxy, 1,2-Dimethylpropoxy, 2,2-Dimethylpropoxy, 1-Ethylpropoxy, Hexyloxy, 1-Methylpentoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 4-Methylpentoxy, 1,1-Dimethylbutoxy, 1,2-Dimethylbutoxy, 1,3-Dimethylbutoxy, 2,2-Dimethylbutoxy, 2,3-Dimethylbutoxy und 3,3-Dimethylbutoxy.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck C1-C12-Alkylthio für eine unverzweigte oder verzweigte gesättigte C1-C12-Alkylgruppe, wie vorstehend definiert, die über ein Schwefelatom gebunden ist. Es wird synonym zu C1-C12-Alkylsulfanyl verstanden. Bevorzugt sind Alkylthioreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 1 oder 4, insbesondere 1 bis 2 Kohlenstoffatomen. C1-C2-Alkylthio ist Methylsulfanyl oder Ethylsulfanyl. C1-C4-Alkylsulfanyl ist beispielsweise Methylsulfanyl, Ethylsulfanyl, n-Propylsulfanyl, 1-Methylethylsulfanyl (Isopropylsulfanyl), Butylsulfanyl, 1-Methylpropylsulfanyl (sec-Butylsulfanyl), 2-Methylpropylsulfanyl (Isobutylsulfanyl) oder 1,1-Dimethylethylsulfanyl (tert-Butylsulfanyl). C1-C6-Alkylthio beinhaltet die für C1-C4-Alkylsulfanyl angegebenen Bedeutungen und zusätzlich beispielsweise auch Pentylsulfanyl, 1-Methylbutylsulfanyl, 2-Methylbutylsulfanyl, 3-Methylbutylsulfanyl, 1,1-Dimethylpropylsulfanyl, 1,2-Dimethylpropylsulfanyl, 2,2-Dimethylpropylsulfanyl, 1-Ethylpropylsulfanyl, Hexylsulfanyl, 1-Methylpentylsulfanyl, 2-Methylpentylsulfanyl, 3-Methylpentylsulfanyl, 4-Methylpentylsulfanyl, 1,1-Dimethylbutylsulfanyl, 1,2-Dimethylbutylsulfanyl, 1,3-Dimethylbutylsulfanyl, 2,2-Dimethylbutylsulfanyl, 2,3-Dimethylbutylsulfanyl, 3,3-Dimethylbutylsulfanyl, 1-Ethylbutylsulfanyl, 2-Ethylbutylsulfanyl, 1,1,2-Trimethylpropylsulfanyl, 1,2,2-Trimethylpropylsulfanyl, 1-Ethyl-1-methylpropylsulfanyl oder 1-Ethyl-2-methylpropylsulfanyl.
  • Der Ausdruck „Aryl“ umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein- oder mehrkernige aromatische Kohlenwasserstoffreste mit üblicherweise 6 bis 24, bevorzugt 6 bis 14, besonders bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele für Aryl sind insbesondere Phenyl, Naphthyl, Indenyl, Fluorenyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Naphthacenyl, Chrysenyl, Pyrenyl, etc. und speziell Phenyl oder Naphthyl.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck „Alkylaryl“ für eine Arylgruppe, wie vorstehend definiert, die über C1-C6-Alkyl, wie zuvor definiert, gebunden ist.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck „Arylalkyl“ für eine Alkylgruppe, wie vorstehend definiert, die über eine C6-C24-Aryl, wie zuvor definiert, gebunden ist.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck „Aryloxy“ für eine Arylgruppe, wie vorstehend definiert, die über Sauerstoff gebunden ist.
  • Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck „Arylthio“ für eine Arylgruppe, wie vorstehend definiert, die über Schwefel gebunden ist.
  • Komponente a)
  • Die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung kann als elastomeres Polymer a) wenigstens ein ungehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein gehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein nicht-härtbares Polymer oder eine Kombination davon enthalten.
  • Die flammwidrige Polymerzusammensetzung umfasst als Komponente a) wenigstens ein elastomeres Polymer, das wenigstens ein Monomer einpolymerisiert enthält, das ausgewählt ist unter C2-C30-Alkylenen.
  • Der Begriff „Elastomere“ im Sinne der Erfindung bezeichnet formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe, deren Glasübergangstemperatur unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Polymere üblicherweise eingesetzt werden. Elastomere können sich bei Zug- und Druckbelastung elastisch verformen, finden aber danach in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück.
  • Eine spezielle Form der Elastomere sind thermoplastische Elastomere, die in bestimmten Temperaturbereichen thermoplastische Eigenschaften aufweisen. In der Regel verhalten sich thermoplastische Elastomere bei niedrigen Temperaturen vergleichbar den klassischen Elastomeren. Unter Wärmezufuhr hingegen sind sie plastisch verformbar und zeigen ein thermoplastisches Verhalten.
  • Vorzugsweise ist das elastomere Polymer a) ausgewählt ist unter härtbaren Elastomeren.
  • Unter Härtung versteht man eine chemische irreversible Vernetzungsreaktion. Infolge der Vernetzung (Härtung) werden die Makromoleküle zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft, wobei mit zunehmendem Vernetzungsgrad (Anteil der Vernetzungspunkte bezogen auf das Volumen des Polymers) eine Steigerung der mechanischen und thermischen Eigenschaften, wie z. B. der Festigkeit, dem Elastizitätsmodul, der Härte und der Zähigkeit eintritt.
  • Bei Elastomeren kann die Härtung durch Vulkanisation erfolgen, wobei hier z. B. schwefelhaltige Verbindungen als Vernetzungsmittel oder Netzwerkbildner eingesetzt werden. Die Härtung kann auch radikalisch, speziell unter Verwendung von Peroxiden, erfolgen.
  • Vorzugsweise ist das elastomere Polymer a) radikalisch härtbar, insbesondere peroxidisch härtbar. Unter radikalisch härtbaren elastomeren Polymeren a) sind solche zu verstehen, die zur Bildung freier Radikale befähigt sind, die vernetzt werden können. Dazu kann das härtbare elastomere Polymer a) mit einem radikalischen Härter umgesetzt werden, wobei Vernetzungsstellen resultieren. Diese Vernetzungsstellen können beispielsweise mit den ungesättigten Stellen eines Vernetzungskoagenzes reagieren. Vernetzungskoagenzien enthalten mindestens zwei ungesättigte, vorzugsweise olefinisch ungesättigte, Gruppen.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elastomere Polymer a) durch C-C-Einfachbindungen vernetzt. Diese werden erhalten durch direkte Reaktion der Radikalstellen zweier Polymerketten oder durch Reaktion der Radikalstellen zweier Polymerketten mit dem Vernetzungskoagenz.
  • In einer Ausführungsform ist das elastomere Polymer a) ausgewählt unter Polyurethanen, Silikonen, Fluorsilikonen, Polycarbonaten, Ethylen-Vinylacetaten (EVA), Acrylnitril/Butadien/Acrylaten (ABA), Acrylnitril-Butadien-Kautschuken (ABN), Acrylnitril-Butadien-Styrolen (ABS), Acrylnitril-Methylmethacrylaten (AMMA), Acrylnitril-Styrol-Acrylaten (ASA), Celluloseacetaten (CA), Celluloseacetatbutyraten (CAB), Polysulfonen (PSU), Poly(meth)acrylaten, Polyvinylchloriden (PVC), Polyphenylenethern (PPE = Polyphenylenoxide (PPO)), Polystyrolen (PS), Polyamiden (PA), Polyolefinen, z. B. Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polyketonen (PK), z. B. aliphatischen Polyketonen oder aromatischen Polyketonen, Polyetherketonen (PEK), z. B. aliphatischen Polyetherketonen oder aromatischen Polyetherketonen, Polyimiden (PI), Polyetherimiden, Polyethylenterephthalaten (PET), Polybutylenterephthalaten (PBT), Fluorpolymeren, Polyestern, Polyacetalen, z. B. Polyoxymethylen (POM), Flüssigkristallpolymeren, Polyethersulfonen (PES), Epoxidharzen (EP), Phenolharzen, Chlorsulfonaten, Polybutadienen, Polybutylen, Polyneoprenen, Polynitrilen, Polyisoprenen, Naturkautschuken, Copolymerkautschuken wie Styrol-Isopren-Styrolen (SIS), Styrol-Butadien-Styrolen (SBS), Ethylen-Propylenen (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken (EPDM), Styrol-Butadienen-Kautschuken (SBR) sowie deren Copolymere und Mischungen (Blends) davon.
  • In einer speziellen Ausführungsform ist das Polymer a) ausgewählt unter Dienkautschuken. Bevorzugt ist das Polymer a) dann ausgewählt unter Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken (EPDM), Naturkautschuken (NR), Isopren-Kautschuken (IR), Butadien-Kautschuken (BR), Styrol-Butadien-Kautschuken (SBR), Acrylnitril-Butadien-Kautschuken (NBR) und Chloropren-Kautschuken (CR).
  • Insbesondere enthält das elastomere Polymer a) wenigstens ein Monomer einpolymerisiert, das ausgewählt ist unter Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1,2-Butylen, 2,3-Butylen, Isobuten, Isopren, Styrol, Butadien, nichtkonjugierten Dienen, 1-Hexen, 1-Octen, davon verschiedenen C5-C20-Alkenen und Mischungen davon.
  • Bevorzugt enthält das elastomere Polymer a) wenigstens ein Dien-Monomer einpolymerisiert.
  • In einer speziellen Ausführungsform ist das elastomere Polymer a) ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk. Im Sinne der Erfindung umfasst dieser Begriff auch Polymere, die an Stelle von oder zusätzlich zu wenigstens einem Dien wenigstens ein drei- oder mehrfach ungesättigtes Polymer einpolymerisiert enthalten.
  • Bevorzugt enthält das Polymer a) wenigstens ein nichtkonjugiertes Dien einpolymerisiert. Geeignete Diene sind ausgewählt unter 1,4-Hexadien, 1,6-Octadien, 2-Methyl-1,5-Hexadien, 6-Methyl-1,5-Heptadien, 7-Methyl-1,6-Octadien, Cyclohexadien, Dicyclopentadien, Methyltetrahydroinden, 5-Vinylnorbornen, 5-Methylennorbornen, 5- Ethylidennorbornen, 5-Isopropyliden-2-norbornen, 6-Chlormethyl-5-isopropenyl-2-norbornen und Mischungen davon. Das Polymer a) kann an Stelle von oder zusätzlich zu wenigstens einem Dien wenigstens ein Trien einpolymerisiert enthalten. Geeignete Triene sind ausgewählt unter 2,3-Diisopropyliden-5-norbornen, 2-Ethyliden-3-isopropyliden-5-norbornen, 2-Propenyl-2,2-Norbornadien, 1,3,7-Octatrien, 1,4,9-Decatrien und Mischungen davon.
  • Bevorzugt enthält das Polymer a) wenigstens ein nichtkonjugiertes Dien einpolymerisiert, ausgewählt unter Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, 5-Methylen-, 5-Ethyliden- und 5-Isopropyliden-2-norbornen.
  • Bevorzugt enthält das elastomere Polymer a) einen Doppelbindungsanteil von 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0 bis 10 Gew.-%.
  • Bevorzugt wird die Komponente a) in einer Menge von 5 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung eingesetzt, insbesondere in einer Menge von 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der der flammwidrigen Polymerzusammensetzung.
  • Komponente b)
  • Die flammwidrige Polymerzusammensetzung umfasst als Komponente b) Polyarylensulfid.
  • Bevorzugt liegt die Komponente b) in Partikelform mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 0,1 bis 70 µm und/oder in Faserform mit einem mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 0,1 bis 70 µm vor.
  • Sofern die Komponente b) in Partikelform vorliegt, weist diese vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,2 bis 50 µm, ganz besonders im Bereich von 0,3 bis 30 µm, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 20 µm, im Speziellen im Bereich von 0,4 bis 12,5 |j,m, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 8 µm auf.
  • Sofern die Komponente b) in Faserform vorliegt, weist diese vorzugsweise einen mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 0,2 bis 50 µm, ganz besonders im Bereich von 0,3 bis 30 µm, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 20 µm, im Speziellen im Bereich von 0,4 bis 12,5 µm, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 8 µm auf.
  • Erfindungsgemäß wird die mittlere Partikelgröße nach ISO 13320 bestimmt und der mittlere Faserdurchmesser nach Bildanalyse.
  • Bevorzugt wird die Komponente b) in einer Menge von 2 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, eingesetzt, insbesondere in einer Menge von 3 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform enthält oder ist die Komponente b) ein Polyphenylensulfid, insbesondere Poly-p-phenylensulfid.
  • Polyphenylensulfid bezeichnet jedes Polymer, das, bezogen auf die Gesamtzahl der wiederkehrenden Einheiten im Polymer, mindestens 50 mol-% einer wiederkehrenden Einheit der folgenden Formel (I) aufweist:
    Figure DE102019132294A1_0001
    wobei R1 und R2, gleich oder verschieden voneinander und ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Halogen, C1-C12-Alkyl, C7-C24-Alkylaryl, C7-C24-Aralkyl, C6-C24-Aryl, C1-C12-Alkoxy, C1-C12-Alkylthio, C6-C18-Aryloxy, C6-C18-Arylthio und Polyarylensulfid, wobei die aromatischen Ringe von Polyarylensulfid jeweils unsubstituiert sind oder einen oder zwei Substituenten tragen, die ausgewählt sind unter Halogen, C1-C12-Alkyl, C7-C24-Alkylaryl, C7-C24-Aralkyl, C6-C24-Aryl, C1-C12-Alkoxy, C1-C12-Alkylthio, C6-C18-Aryloxy und C6-C18-Arylthio und wobei die Arylengruppen von Polyarylensulfid jeweils über eine direkte C-S-Verknüpfung Sulfidgruppen bilden und dadurch verzweigt oder vernetzt sind. Bevorzugt sind die Polyarylensulfide unsubstituiert.
  • Vorzugsweise sind sowohl R1 als auch R2 Wasserstoff.
  • In einer Ausführungsform weist das Polyphenylensulfid mindestens 60 Mol-%, mindestens 70 Mol-%, mindestens 80 Mol-%, mindestens 90 Mol-%, mindestens 95 Mol-%, mindestens 99 Mol-% oder mindestens 99,9 Mol-% der wiederkehrenden Einheit der Formel (I), bezogen auf die Gesamtzahl der wiederkehrenden Einheiten im Polyphenylensulfid, auf.
  • In einer Ausführungsformen beträgt das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polyphenylensulfids wenigstens 500 g/mol, vorzugsweise von 500 g/mol bis
    1000.000 g/mol, vorzugsweise von 5000 g/mol bis 150.000 g/mol. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht kann durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung von ASTM D5296 mit Polystyrolstandards bestimmt werden.
  • Komponente c)
  • Die flammwidrige Polymerzusammensetzung kann zusätzlich als Komponente c) wenigstens ein Härtungsmittel umfassen.
  • Das Härtungsmittel ist bevorzugt ein radikalisches Härtungsmittel. Es enthält vorzugsweise einen Radikalinitiator und ein Vernetzungskoagenz.
  • Geeignete Vernetzungskoagenzien enthalten mindestens zwei ungesättigte, vorzugsweise olefinisch ungesättigte, Stellen.
  • In einer Ausführungsform haben die Radikalinitiatoren eine Peroxidfunktionalität. Als Beispiele für Radikalinitiatoren sind zahlreiche organische Peroxide bekannt und im Handel erhältlich. Die Radikalinitiatoren, einschließlich der organischen Peroxide, sind über einen weiten Temperaturbereich aktivierbar. Die Aktivierungstemperatur kann unter Verwendung eines als Halbwertszeit (T1/2) bekannten Parameters beschrieben werden. Typische Werte für Halbwertszeiten von zum Beispiel 0,1 Stunden, 1 Stunde und 10 Stunden sind in Grad Celsius angegeben. Zum Beispiel zeigt ein T1/2 bei 0,1 Stunden bei 143 °C an, dass sich bei dieser Temperatur die Hälfte des Radikalinitiators innerhalb von 0,1 Stunden zersetzt. Organische Peroxide mit einer T1/2 bei 0,1 Stunden von 118 °C bis 228 °C sind im Handel erhältlich. Solche Peroxide haben bei den angegebenen Temperaturen eine Halbwertszeit von mindestens 0,1 Stunden. Die T1/2-Werte zeigen die Kinetik der Anfangsreaktion bei der Vernetzung des elastomeren Polymers an, d. h. die Zersetzung des Peroxids unter Bildung eines radikalhaltigen Zwischenprodukts.
  • Nicht einschränkende Beispiele für im Handel erhältliche organische Peroxide zum Einleiten der Härtung von elastomeren Polymeren umfassen Butyl-4,4-di-(tert-butylperoxy)valerat, tert-Butylperoxybenzoat, Di-tert-amylperoxid, Dicumylperoxid, Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexan, tert-Butylcumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hex-3-in, Di-tert-butylperoxid, 3,6,9-Triethyl-3,6,9-trimethyl-1,4,7-triperoxonan,
    1,1,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid, Diisopropylbenzolmonohydroperoxid, Cumylhydroperoxid, tert-Butylhydroperoxid, tert-Amylhydroperoxid, tert-Butylperoxyisobutyrat, tert-Amylperoxyacetat, tert-Butylperoxystearylcarbonat, Di(1-hydroxycyclohexyl)peroxid, Ethyl-3,3-di(tert-butylperoxy)butyrat und tert-Butyl-3-isopropenylcumylperoxid.
  • Geeignete Vernetzungskoagenzien sind ausgewählt unter Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Tri(methallyl)-isocyanurat, Tris(diallylamin)-s-triazin, Triallylphosphit, N,N-Diallylacrylamid, Hexaallylphosphoramid, N,N,N',N'-Tetraallyl-Terephthalamid, N,N,N',N'-Tetraallylmalonamid, Trivinylisocyanurat, 2,4,6-Trivinylmethyltrisiloxan, Bisolefinen, 1,2-Polybutadienen und Tri(5-norbornen-2-methylen)cyanurat.
  • Die Vernetzungskoagenzien enthalten vorzugsweise mindestens zwei Stellen einer olefinischen Ungesättigtheit. Die ungesättigten Stellen reagieren mit dem freien Radikal, das an dem elastomeren Polymer a) erzeugt wird, und vernetzen das Elastomer. Ein üblicherweise verwendetes Vernetzungsmittel ist Triallylisocyanurat (TAIC).
  • Wenn die flammwidrige Polymerzusammensetzung die Komponente c) enthält, dann ist die Komponente c) in einer Menge von 0,01 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, bevorzugt 0,1 bis 7,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, vorhanden.
  • Komponente d)
  • Zur Erreichung guter Brandschutzeigenschaften kann es vorteilhaft sein, dass die flammwidrige Polymerzusammensetzung zusätzlich als Komponente d) wenigstens eine Verbindung ausgewählt unter Magnesium, Calcium, Bor, Aluminium, Antimon, Zinn, Zink, organischen Phosphorverbindungen, organischen Halogenverbindungen und Mischungen davon, umfasst. Derartige Verbindungen sind dem Fachmann bekannt.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform ist Komponente d) ausgewählt unter Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Phosphorverbindungen und/oder Nanoclays.
  • Geeignete Phosphorverbindungen sind allgemein Flammschutzmittel, die durch die Bildung einer „Polyphosphorsäure“-Schutzschicht in der kondensierten Phase wirken. Typische Phosphorverbindungen sind Ammoniumpolyphosphat, Melaminpolyphosphat, roter Phosphor, Metallphosphinate ( DE60115673 ), Phosphor- und Phosphonsäureester und Phosphazene.
  • Wenn die flammwidrige Polymerzusammensetzung die Komponente d) enthält, dann ist die Komponente d) in einer Menge von 0,5 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, vorhanden.
  • Additive und Füllstoffe
  • Zusätzlich zu den Komponenten a), b), c) und d) kann die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung als weitere Bestandteile Additive und Füllstoffe enthalten.
  • Geeignete Additive sind ausgewählt unter Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Härtungsbeschleunigern, Pigmenten, Farbstoffen, Klebstoffen, Klebrigmachern und Wachsen.
  • Eine große Vielzahl von Verarbeitungshilfsmitteln kann verwendet werden, einschließlich Weichmacher und Formtrennmittel. Nicht einschränkende Beispiele für Verarbeitungshilfsmittel umfassen Carnauba-Wachs, Ester-Weichmacher wie Dioctylsebacat (DOS), Fettsäuresalze wie Zinkstearat und Natriumstearat, Polyethylenwachs und Keramid. In einigen Ausführungsformen sind Hochtemperatur-Verarbeitungshilfsmittel bevorzugt. Solche umfassen, ohne Einschränkung, lineare Fettalkohole wie Mischungen von C10-C28-Alkoholen, Organosilikonen und funktionalisierten Perfluorpolyethern. In einigen Ausführungsformen enthalten die Zusammensetzungen etwa 0,1 bis etwa 25 Gew.-% Verarbeitungshilfsmittel, vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.-%.
  • Geeignete Füllstoffe sind ausgewählt unter organischen und anorganischen Füllstoffen.
  • Geeignete anorganische Füllstoffe sind Bariumsulfat, Ruß, Graphit, Kunststoffpulver wie zum Beispiel PTFE-Pulver, Siliciumdioxid, Titandioxid, Glasfaser, Quarzstaub, Graphene und Fasern, wie Mineralfasern, Kunststofffasern, wie zum Beispiel Polyethylenfasern mit ultrahohem Molekulargewicht, Kohlenstofffasern, Carbon Nano Tubes (CNTs), Borfasern. In verschiedenen Ausführungsformen werden Füllstoffe wie Kunststoffpulver, wie zum Beispiel PTFE-Pulver, Graphit und CNT verwendet, um die Verschleißbeständigkeit und andere Eigenschaften von Formteilen zu verbessern, die zum Beispiel zur Verwendung als dynamische Dichtungselemente bestimmt sind.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform können Füllstoffe bis zu etwa 70 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzungen der Erfindung ausmachen. Vorzugsweise umfassen die Zusammensetzungen 0,1 bis 50 Gew.-% Füllstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung. In anderen Ausführungsformen macht der Füllstoff 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, aus.
  • Bevorzugt wird als Füllstoff Ruß eingesetzt.
  • Herstellung
  • Die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung kann als elastomeres Polymer a) wenigstens ein ungehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein gehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein nicht-härtbares Polymer oder eine Kombination davon enthalten.
  • Ein nicht-härtbares Polymer liegt vor, wenn das elastomere Polymer a) keine vernetzbaren Moleküleinheiten (d. h. zueinander komplementäre Gruppen oder mit einem Härter komplementäre Gruppen, die zur Vernetzung geeignet sind) aufweist.
  • Unter komplementären härtbaren Gruppen werden im Rahmen der Erfindung Gruppen verstanden, die durch chemische Reaktion, d. h. unter Ausbildung kovalenter Bindungen oder durch Salzbildung oder durch nicht-kovalente Wechselwirkung vernetzbar sind.
  • Das elastomere Polymer a) und Polyarylensulfid b) und optional weitere Bestandteile können mit in der Gummiindustrie üblichen Verfahren zu einer flammwidrigen Polymerzusammensetzung verarbeitet werden. Dies kann zum Beispiel mittels eines Innenmischers oder eines Walzwerks bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), eingearbeitet werden. Andere Bestandteile, die zugegeben werden können, umfassen solche, die üblicherweise wie oben beschrieben in Polymerzusammensetzung verwendet werden.
  • Die resultierende Polymerzusammensetzung kann dann geformt werden, um einen Polymerartikel zu bilden. Dazu kann ein übliches dem Fachmann bekanntes Formgebungsverfahren eingesetzt werden.
  • Falls es sich um eine härtbare Polymerzusammensetzung handelt, so wird diese während und/oder nach der Formgebung gehärtet. Die Härtung findet typischerweise bei etwa 100 bis 250 °C, vorzugsweise 150 bis 200 °C statt. Eine typische Härtungszeit liegt im Bereich von 0,2 bis 60 Minuten.
  • In einer ersten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen härtbaren flammwidrigen Polymerzusammensetzung die folgenden Schritte:
    1. i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a),
    2. ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b),
    3. iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b),
    4. iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen gehärteten flammwidrigen Polymerzusammensetzung die Schritte:
    1. i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a),
    2. ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b),
    3. iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b),
    4. iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden,
    5. v) Härtung der in Schritt iv) erhaltenen härtbaren Elastomerzusammensetzung.
  • In einer weiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen nicht-härtbaren flammwidrigen Polymerzusammensetzung die Schritte:
    1. i) Bereitstellen wenigstens eines nicht-härtbaren Elastomers a),
    2. ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b),
    3. iii) Mischen des nicht-härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), um eine nicht-härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
  • Gegenstand der Erfindung sind nicht-gehärtete, gehärtete und nicht-härtbare flammwidrige Polymerzusammensetzungen, erhältlich nach den oben geschriebenen Verfahren.
  • Eine bevorzugte Ausführungsform sind außerdem erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzungen, umfassend
    1. a) von 5 bis 75 Gew.-% elastomeres Polymer a),
    2. b) von 2 bis 35 Gew.-% Polyarylensulfid b),
    3. c) von 0 bis 15 Gew.-% Härtungsmittel c),
    4. d) von 0 bis 50 Gew.-% Verbindungen, ausgewählt unter Verbindungen des Magnesiums, Calciums, Bors, Aluminiums und Phosphors,
    5. e) von 0 bis 50 Gew.-% Additive,
    wobei die Summe der Komponenten a), b), c) und d) 100 Gew.-% ergibt.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Gemisches, enthaltend Komponente b) und Komponente d), wie zuvor definiert, als Flammschutzmittel.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Gemisches, enthaltend Komponente b) und Komponente d), wie zuvor definiert, zur flammwidrigen Ausrüstung der Komponente a), wie zuvor definiert.
  • Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie zuvor definiert, in Automobilteilen.
  • Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen flammwidrigen Polymerzusammensetzung zur Herstellung eines Polymerartikels, ausgewählt unter Federelementen, Dämpfungselementen, Dichtungen, Schläuchen, Matten, Formteilen, Schutzbekleidungen, etc. oder als Bestandteil hiervon. Der Artikel kann insbesondere als Endlosprofil ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform sind Dichtungen, speziell O-Ringe, Rahmendichtungen, Radialwellendichtringen, Bälge und Ventilschaftdichtungen. Eine weitere bevorzugte Ausführung ist ein Artikel in Form eines Endlosprofils, insbesondere für Fenster bzw. als Dichtung zwischen Rahmen und Glas.
  • Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen flammgeschützten Artikel. Dieser Artikel kann entweder ausschließlich aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bestehen, beispielsweise als Formteil. Alternativ kann ein solcher Artikel auch nur teilweise diese Zusammensetzung umfassen, beispielsweise in Form einer Beschichtung auf einem Grundkörper, beispielsweise auf einem Gewebe.
  • Ebenfalls betrifft die Erfindung ein elastisches Verbundelement, geeignet zur Schwingungs- und Vibrationsdämpfung und Federung, mit einem Grundkörper, der zumindest teilweise oder abschnittsweise an seiner äußeren Oberfläche, gegebenenfalls an seiner gesamten äußeren Oberfläche, mit zumindest einer Beschichtung aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung versehen ist.
  • In einer geeigneten Ausführung ist eine erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung als Beschichtung fest und untrennbar mit einem Grundkörper verbunden. Die Beschichtung kann auf dem Grundkörper durch Konfektion, Extrusion, Pressen, Spritzen, etc. aufgebracht sein. So kann ein Verbund zwischen dem Grundkörper und der Beschichtung hergestellt werden.
  • Es kann auch vorgesehen sein, dass der Grundkörper mit einer Armierung, beispielsweise Fasern, insbesondere Glasfasern, Kunststofffasern, CFK-Fasern, GFK-Fasern, einem Stoff bzw. Gewebe oder dergleichen versehen ist.
  • BEISPIELE
  • Die folgenden Beispiele dienen der Verdeutlichung der Erfindung, ohne sie in irgendeiner Weise zu beschränken.
  • Die folgenden Beispiele zeigen, dass die Flammwidrigkeit von polyolefinischem Polymer aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken, Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid durch Poly-p-phenylensulfid entscheidend verbessert werden kann.
  • Für die Beispiele wurden folgende Ausgangskomponenten verwendet. Eingesetzte Materialien:
    EPDM 1: Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen Anteil 53 Gew.-%; ENB Anteil 6,0 Gew.-%, Mooney Viskosität 25 (ML1+4 @121°C)
    EPDM2: Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ölgehalt 50 Gew.-%, Ethylen Anteil 63 Gew.-%; ENB Anteil 4,5 Gew.-%, Mooney Viskosität 52 (ML 1+4 @121 °C)
    PPS: Poly-p-phenylensulfid, particle size 20 µm
    Antioxidant: 2,2,4-Trimethyl-1,2-dihydrochinolin, polymerisiert
    Peroxid: Dicumylperoxid
    Koagent: Triallylcyanurat
    DOA: Weichmacher, Dioctyladipat
    Carbon Black: Ruß, Flammruß N-550
    ATH: Aluminiumhydroxid, vinylsilanisiert
    MDH: Magnesiumhydroxid, vinylsilanisiert
    SiOx: Kieselsäure, vinylsilanisiert
    Verarbeitungshilfsmittel 1: Resorcin-bisdiphenylphosphat (RDP)
    Verarbeitungshilfsmittel 2: Polyoxyethylenoctadecyletherphosphat
  • Die Herstellung der Zusammensetzung erfolgte mit einem internen Mischer und einem Walzwerk, die zur Herstellung von Kautschukmischungen geeignet sind.
  • Die Untersuchungen wurden an Prüfplatten mit 2 mm Dicke durchgeführt, die 5 min bei 180 °C vernetzt und 4 h bei 150 °C nachgeheizt wurden. Es wurden folgende Kautschukmischungen hergestellt und auf verschiedene für Dichtungsanwendungen relevante Parameter überprüft. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Tabelle 1:
    Inhaltsstoffe E1* [phr] C1# [phr]
    EPDM1 90 90
    EPDM 2 oil extended 20 20
    Dioctyladipat 10 10
    Carbon Black 4 4
    ATH 190 190
    MDH 10 10
    SiOx 15 15
    Antioxidant 1,5 1,5
    Peroxid 7 7
    Koagent 5 5
    Verarbeitungsm. 1 2 2
    Verarbeitungsm. 2 1 1
    PPS 25 -
    [phr] ... parts per hundred rubber
    * erfindungsgemäßes Beispiel, # Vergleichsbeispiel
  • Dichtungsanwendung:
  • Vergleichsmischung C1: Das vernetzte Material zeigt eine Zugfestigkeit von
    14,8 N/mm2 und einen Druckverformungsrest von 24 % nach 24 h bei 150 °C. Die Weitereißfestigkeit nach DIN ISO 34-1: 2016-09 B/a ohne Schnitt beträgt 14,0 N/mm, nach DIN ISO 34-1: 2016-09 B/b mit Schnitt 7,9 N/mm.
  • Erfindungsgemäße Zusammensetzung E1: Das vernetzte Material zeigt eine Zugfestigkeit von 11,4 N/mm2 und einen Druckverformungsrest von 16 % nach 24 h bei 150 °C. Die Weitereißfestigkeit nach DIN ISO 34-1: 2016-09 B/a ohne Schnitt beträgt 15,2 N/mm, nach DIN ISO 34-1: 2016-09 B/b mit Schnitt 9,3 N/mm.
  • Brandschutzprüfung nach UL 94:
  • Es wurde die Brennbarkeitsprüfung nach UL 94 durchgeführt und hat folgendes Ergebnis:
    • Einstufung E1: UL 94 V0
    • Einstufung C1: UL 94 V1
  • Die erfindungsgemäße Mischung E1 zeigt eine deutliche Verbesserung der Brandschutzeigenschaften gegenüber dem Vergleich C1.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 0605861 [0005]
    • DE 60115673 [0066]

Claims (14)

  1. Flammwidrige Polymerzusammensetzung, umfassend a) wenigstens ein elastomeres Polymer, das wenigstens ein Monomer einpolymerisiert enthält, das ausgewählt ist unter C2-C30-Alkylenen, b) Polyarylensulfid.
  2. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das elastomere Polymer a) ausgewählt ist unter härtbaren, vorzugsweise radikalisch härtbaren, insbesondere peroxidhärtbaren, Elastomeren.
  3. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach Anspruch 2, die zusätzlich c) wenigstens ein Härtungsmittel umfasst.
  4. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zusätzlich d) wenigstens eine Verbindung eines Elements, ausgewählt unter Magnesium, Calcium, Bor, Aluminium, Antimon, Zinn, Zink, organischen Phosphorverbindungen, organischen Halogenverbindungen und Mischungen davon, enthält.
  5. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elastomere Polymer a) wenigstens ein Dien-Monomer einpolymerisiert enthält.
  6. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei das wenigstens eine elastomere Polymer a) Monomere einpolymerisiert enthält, die ausgewählt sind Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1,2-Butylen, 2,3-Butylen, Isobuten, Isopren, Styrol, Butadien, 1-Hexen, 1-Octen, davon verschiedenen C5-C20-Alkene und Mischungen davon, wobei das elastomere Polymer a) vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ist.
  7. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei das wenigstens eine elastomere Polymer a) einen Doppelbindungsanteil von 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 0 bis 10 Gew.-% aufweist.
  8. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei die Komponente b) in Partikelform mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 0,1 bis 70 µm und/oder in Faserform mit einem mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 0,1 bis 70 µm vorliegt.
  9. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei die Komponente b) in einer Menge von 2 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, eingesetzt wird.
  10. Verfahren zur Herstellung einer härtbaren flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, umfassend die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
  11. Verfahren zur Herstellung einer gehärteten flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 definiert, umfassend die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden, v) Härtung der in Schritt iv) erhaltenen härtbaren Elastomerzusammensetzung.
  12. Gehärtete flammwidrige Polymerzusammensetzung, erhältlich nach einem Verfahren, wie in Anspruch 11 definiert.
  13. Verwendung eines Polyarylensulfids b) als Flammschutzmittel für eine Polymerzusammensetzung, umfassend wenigstens ein elastomeres Polymer a), wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definiert.
  14. Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 9 oder 12 definiert, in Automobilteilen, zur Herstellung von Dichtungen, insbesondere O-Ringen, Rahmendichtungen, Radialwellendichtringen, Bälgen und Ventilschaftdichtungen.
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