DE19539443B4 - Flame retardant thermoplastic resin molding compounds - Google Patents
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- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
Abstract
Flammgeschützte thermoplastische Harzformmassen bestehend aus
A) 40 bis 100 Gew.-Teilen eines oder mehrerer halogenfreier thermoplastischer Ter- oder Multipolymerisate aus
a) 10 bis 90 Gew.-% Styrol und/oder einem Styrolderivat,
b) 5 bis 50 Gew.-% mindestens eines Monomeren ausgewählt aus Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleinimid,
c) 5 bis 40 Gew.-% Hydroxyethylmethacrylat und/oder Hydroxypropylmethacrylat,
B) 10 bis 60 Gew.-Teilen Ammoniumpolyphosphat,
C) 0 bis 40 Gew.-Teilen mindestens einer weiteren Polymerkomponente und
D) 0 bis 20 Gew.-Teilen mindestens einer stickstoffhaltigen Verbindung.Flame retardant thermoplastic resin compounds consisting of
A) 40 to 100 parts by weight of one or more halogen-free thermoplastic ter- or multipolymers
a) 10 to 90% by weight of styrene and / or a styrene derivative,
b) 5 to 50% by weight of at least one monomer selected from acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, maleic anhydride, N-phenylmaleimide,
c) 5 to 40% by weight of hydroxyethyl methacrylate and / or hydroxypropyl methacrylate,
B) 10 to 60 parts by weight of ammonium polyphosphate,
C) 0 to 40 parts by weight of at least one further polymer component and
D) 0 to 20 parts by weight of at least one nitrogenous compound.
Description
Flammgeschützte Kunststoffe werden zunehmend eingesetzt, z.B. für Gehäuse von Elektro- und Elektronikgeräten, Teile für Elektroinstallationen (Steckdosen, Schaltergehäuse) und Teile für Elektroheizungen.Flame retardant plastics are becoming increasingly popular used, e.g. For casing of electrical and electronic equipment, Parts for Electrical installations (sockets, switch housings) and parts for electrical heating.
Da bei der Verwendung halogenhaltiger Additive im Brandfall korrosiv wirkende Verbrennungsgase gebildet werden, besteht ein Bedarf an schwer entflammbaren halogenfreien Kunststoffen.Because when using halogen Additives corrosive combustion gases are formed in the event of fire there is a need for flame-retardant halogen-free Plastics.
Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische, schwer entflammbare halogenfreie Harzformmassen auf Basis von Styrolcopolymerisaten mit hoher Härte bzw. hohem E-Modul.The present invention relates to thermoplastic, flame-retardant halogen-free resin molding compounds based on styrene copolymers with high hardness or high modulus of elasticity.
Thermoplastische Formmassen auf Basis
von Styrolcopolymerisaten mit halogenfreier Flammschutzausrüstung sind
bekannt und z.B. in
Im allgemeinen enthalten die Formmassen als Mittel zur Erzielung einer Flammfestausrüstung Zusätze aus der Gruppe der niedermolekularen stickstoffhaltigen oder phosphorhaltigen Verbindungen in relativ hohen Mengenanteilen. Da derartige Verbindungen in der Regel eine Weichmacherwirkung zeigen, gelingt es damit nicht, halogenfreie flammfest ausgerüstete Formmassen mit hoher Härte bzw. hohen E-Modul-Werten herzustellen.The molding compositions generally contain as a means of achieving flame retardant additives from the group of low molecular weight nitrogen-containing or phosphorus-containing compounds in relative terms high proportions. Since such connections are usually a If they do not have a plasticizing effect, they are halogen-free flame retardant Molding compounds with high hardness or high modulus of elasticity.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, solche Harzformmassen auf Basis polymerer Bestandteile ohne Einbußen bei Härte bzw. E-Modul unter weitestgehendem Erhalt der sonstigen Eigenschaften bereitzustellen.Object of the present invention is to such resin molding compounds based on polymeric components without losses with hardness or modulus of elasticity while largely maintaining the other properties provide.
Unter flammfest ausgerüsteten Harzformmassen sind dabei solche Produkte zu verstehen, die nach der Underwriter Laboratories UL-94-Brandtest-Klassifizierung die Einstufungen V0 und V1 erreichen.Under flame-retardant resin molding compounds are products to be understood that according to the underwriter Laboratories UL-94 fire test classification classifications V0 and achieve V1.
Erfindungsgemäße Formmassen, die die oben beschriebenen Anforderungen erfüllen, bestehen aus
- A) 40 bis 100 Gew.-Teilen, bevorzugt 45 bis 95 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt 50 bis 90 Gew.-Teilen eines oder mehrerer halogenfreier thermoplastischer Ter- oder Multipolymerisate aus a) 10 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 80 Gew.-% Styrol und/oder einem Styrolderivat, b) 5 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-%, mindestens eines Monomeren ausgewählt aus Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid, N-Phenylmaleinimid, c) 5 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-%, Hydroxyethylmethacrylat und/oder Hydroxypropylmethacrylat,
- B) 10 bis 60 Gew.-Teilen, bevorzugt 15 bis 50 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt 20 bis 40 Gew.-Teilen Ammoniumpolyphosphat,
- C) 0 bis 40 Gew.-Teilen, bevorzugt 0 bis 30 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt bis 25 Gew.-Teilen mindestens einer weiteren Polymerkomponente und
- D) 0 bis 20 Gew.-Teilen, bevorzugt 0 bis 15 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt 0 bis 12,5 Gew.-Teilen mindestens einer stickstoffhaltigen Verbindung.
- A) 40 to 100 parts by weight, preferably 45 to 95 parts by weight and particularly preferably 50 to 90 parts by weight of one or more halogen-free thermoplastic ter- or multipolymers of a) 10 to 90% by weight, preferably 20 up to 80% by weight of styrene and / or a styrene derivative, b) 5 to 50% by weight, preferably 10 to 40% by weight, of at least one monomer selected from acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, maleic anhydride, N-phenylmaleimide, c ) 5 to 40% by weight, preferably 10 to 35% by weight, hydroxyethyl methacrylate and / or hydroxypropyl methacrylate,
- B) 10 to 60 parts by weight, preferably 15 to 50 parts by weight and particularly preferably 20 to 40 parts by weight of ammonium polyphosphate,
- C) 0 to 40 parts by weight, preferably 0 to 30 parts by weight and particularly preferably up to 25 parts by weight of at least one further polymer component and
- D) 0 to 20 parts by weight, preferably 0 to 15 parts by weight and particularly preferably 0 to 12.5 parts by weight of at least one nitrogen-containing compound.
Halogenfreie thermoplastische Harze A) sind solche, die aus Monomerkombinationen aus mindestens einem Styrolderivat, mindestens einem weiteren Monomeren ausgewählt aus Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid oder N-Phenylmaleinimid sowie mindestens einem Hydroxylgruppenhaltigen Monomeren ausgewählt aus Hydroxyethylmethacrylat und Hydroxypropylmethacrylat aufgebaut sind.Halogen free thermoplastic resins A) are those that consist of monomer combinations of at least one Styrene derivative, at least one other monomer selected from Acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl methacrylate, maleic anhydride or N-phenylmaleimide and at least one containing hydroxyl groups Monomers selected made up of hydroxyethyl methacrylate and hydroxypropyl methacrylate are.
Als Styrolderivate werden dabei vorzugsweise unsubstituiertes Styrol, kernsubstituierte Styrole (wie z.B. p-Methylstyrol) und α-Methylstyrol eingesetzt. Zusätzlich kann die Thermoplastharzkomponente A) weitere halogenfreie Monomere in geringer Menge (maximal 15 Gew.-%) eingebaut enthalten.Preferred styrene derivatives are unsubstituted styrene, nucleus-substituted styrenes (such as p-methylstyrene) and α-methylstyrene used. additionally can the thermoplastic resin component A) other halogen-free monomers included in a small amount (maximum 15% by weight).
Beispiele für solche Monomere sind Vinylacetat und Ester der Acrylsäure oder der Methacrylsäure mit 1 bis 8 C-Atomen in der Alkoholkomponente (z.B. Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat).Examples of such monomers are vinyl acetate and esters of acrylic acid or methacrylic acid with 1 to 8 carbon atoms in the alcohol component (e.g. butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate).
Beispiele für Thermoplastharze A) sind Styrol/Acrylnitril/Hydroxyethylmethacrylat-Polymerisate, Styrol/Methylmethacrylat/Hydroxyethylmethacrylat-Polymerisate, α-Methylstyrol/Acrylnitril/Hydroxyethylmethacrylat-Polymerisate, Styrol/Acrylnitril/Hydroxypropylmethacrylat-Polymerisate.Examples of thermoplastic resins A) are Styrene / acrylonitrile / hydroxyethyl methacrylate polymers, styrene / methyl methacrylate / hydroxyethyl methacrylate polymers, α-methylstyrene / acrylonitrile / hydroxyethyl methacrylate polymers, Styrene / acrylonitrile / hydroxy propyl methacrylate polymers.
Die Herstellung der Polymerisate kann nach allen gängigen Polymerisationsverfahren (z.B. Lösungspolymerisation, Massepolymerisation, Emulsionspolymerisation, Suspensionspolymerisation) erfolgen; hierbei können bei Bedarf Molekulargewichtsregler (z.B. Mercaptane, dimeres α-Methylstyrol) eingesetzt werden.The preparation of the polymers can according to all common Polymerization processes (e.g. solution polymerization, Bulk polymerization, emulsion polymerization, suspension polymerization) respectively; can do this if necessary molecular weight regulators (e.g. mercaptans, dimeric α-methylstyrene) be used.
Die Molekulargewichte der Polymerisation
A) können
in weiten Grenzen variiert werden, vorzugsweise werden Produkte
mit gewichtsmittleren Molekulargewichten (
Als Komponente B) wird in den erfindungsgemäßen Formmassen Ammoniumpolyphosphat eingesetzt. Vorzugsweise wird Ammoniumpolyphosphat mit einem genügend hohen Molekulargewicht verwendet (> 4.000), so daß eine möglichst geringe Wasserlöslichkeit sichergestellt ist.Component B) is used in the molding compositions according to the invention Ammonium polyphosphate used. Ammonium polyphosphate is preferred with one enough high molecular weight used (> 4,000), so that one preferably low water solubility is ensured.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Harzformmassen zusätzliche halogenfreie Polymerkomponenten (Komponente C) enthalten.The resin molding compositions according to the invention can also be used additional contain halogen-free polymer components (component C).
Beispiele für solche Polymerkomponenten sind Pfropfkautschuke vom ABS-Typ (hergestellt durch Copolymerisation von Styrol/Acrylnitril-Gemischen in Gegenwart von Polybutadien), vom MBS-Typ (hergestellt durch Copolymerisation von Methylmethacrylat/Styrol-Gemischen in Gegenwart von Polybutadien), vom AES-Typ (hergestellt durch Copolymerisation von Styrol/Acrylnitril-Gemischen in Gegenwart von EPDM-Kautschuk), vom ASA-Typ (hergestellt durch Copolymerisation von Styrol/Acrylnitril-Gemischen in Gegenwart von Acrylatkautschuk); Kautschuke wie z.B. Ethylen/Vinylacetat-Copolymere oder Nitrilkautschuke (Copolymerisate aus Butadien und Acrylnitril, insbesondere solche Produkte, die zusätzlich durch eingebaute Säuregruppen modifiziert sind); Harzkomponenten wie z.B. Vinylpolymerharze (z.B. Styrol/Acrylnitril-Copolymerisate, Polymethylmethacrylat, α-Methylstyrol/Acrylnitril-Copolymerisate, Methylmethacrylat/Acrylnitril-Copolymerisate, Methylmethacrylat/Styrol-Copolymerisate) oder Polykondensate (z.B. Bisphenol A-Polycarbonate, Polyethylenterephthalate, Polybutylenterephthalate, Polyamide).Examples of such polymer components are graft rubbers of the ABS type (produced by copolymerization of styrene / acrylonitrile mixtures in the presence of polybutadiene) and of the MBS type (produced by copolymerization of methyl methacrylate / styrene mixtures in the presence of polybutadiene), of the AES type (produced by copolymerization of styrene / acrylonitrile mixtures in the presence of EPDM rubber), of the ASA type (produced by copolymerization of styrene / acrylonitrile mixtures) in the presence of acrylate rubber); Rubbers such as ethylene / vinyl acetate copolymers or nitrile rubbers (copolymers of butadiene and acrylonitrile, in particular those products which are additionally modified by built-in acid groups); Resin components such as, for example, vinyl polymer resins (for example styrene / acrylonitrile copolymers, polymethyl methacrylate, α-methylstyrene / acrylonitrile copolymers, methyl methacrylate / acrylonitrile copolymers, methyl methacrylate / styrene copolymers) or polycondensates (for example bisphenol A polycarbonates, polyethylene terephthalates), polybutyl amides, polybutyl amides, polybutylene amides
Außerdem können die erfindungsgemäßen Harzformmassen stickstoffhaltige Verbindungen (Komponente D) enthalten. Beispiele für derartige Verbindungen sind Triazinderivate wie z.B. Melamin, Melaminsalze, Cyanurate.In addition, the resin molding compositions according to the invention contain nitrogenous compounds (component D). Examples for such Compounds are triazine derivatives such as Melamine, melamine salts, cyanurates.
Die erfindungsgemäßen Mischungen, enthaltend die Komponenten A), B), gegebenenfalls C) und D) und gegebenenfalls die üblichen Zusatzstoffe wie Gleitmittel, Stabilisatoren, Pigmente, Entformungsmittel, Antistatika, Füllstoffe wie z.B. Glasfasern, werden hergestellt, indem man die Bestandteile in bekannter Weise simultan oder sukzessive bei Raumtemperatur oder bei höherer Temperatur vermischt und danach bei 150°C bis 300°C in gebräuchlichen Aggregaten wie Innenknetern, Extrudern oder Doppelwellenschnecken schmelzcompoundiert oder schmelzextrudiert.The mixtures according to the invention containing components A), B), optionally C) and D) and optionally the usual Additives such as lubricants, stabilizers, pigments, mold release agents, Antistatic agents, fillers such as. Glass fibers are made by using the ingredients in a known manner simultaneously or successively at room temperature or at higher Temperature mixed and then at 150 ° C to 300 ° C in common units such as internal kneaders, Extruders or twin-screw extruders melt-compounded or melt-extruded.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können zur Herstellung von Formkörpern jeder Art verwendet werden, wobei übliche Verarbeitungsverfahren, z.B. Spritzguß oder Extrusion, benutzt werden können.The molding compositions according to the invention can Manufacture of molded articles any type can be used, with usual processing methods, e.g. Injection molding or Extrusion, can be used.
BeispieleExamples
Eingesetzte Komponenten:Components used:
Thermoplastkomponenten A)Thermoplastic Components A)
- A1: Polymerisat hergestellt durch Emulsionspolymerisation einer Monomerenmischung aus 64 Gew.-Teilen Styrol, 21 Gew.-Teilen Acrylnitril und 15 Gew.-Teilen Hydroxyethylmethacrylat L-Wert = 111(L-Wert = ηspez./c bei c = 5 g/l in DMF bei 25°C)A1: Polymer prepared by emulsion polymerization of a monomer mixture composed of 64 parts by weight of styrene, 21 parts by weight of acrylonitrile and 15 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate L value = 111 (L value = η spec. / C at c = 5 g / l in DMF at 25 ° C)
- A2: Polymerisat hergestellt durch Emulsionspolymerisation einer Monomerenmischung aus 63,75 Gew.-Teilen Styrol, 21,25 Gew.-Teilen Methylmethacrylat und 15 Gew.-Teilen Hydroxyethylmethacrylat L-Wert = 91A2: polymer produced by emulsion polymerization of a Monomer mixture of 63.75 parts by weight of styrene, 21.25 parts by weight Methyl methacrylate and 15 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate L value = 91
- A3: Polymerisat hergestellt durch Emulsionspolymerisation einer Monomerenmischung aus 53 Gew.-Teilen Styrol, 17 Gew.-Teilen Acrylnitril und 30 Gew.-Teilen Hydroxyethylmethacrylat L-Wert = 98A3: Polymer prepared by emulsion polymerization of a Monomer mixture of 53 parts by weight of styrene, 17 parts by weight of acrylonitrile and 30 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate L value = 98
- A4: Polymerisat hergestellt durch Emulsionspolymerisation einer Monomerenmischung aus 52,5 Gew.-Teilen Styrol, 17,5 Gew.-Teilen Methylmethacrylat und 30 Gew.-Teilen Hydroxyethylmethacrylat L-Wert = 88A4: polymer produced by emulsion polymerization of a Monomer mixture of 52.5 parts by weight of styrene and 17.5 parts by weight Methyl methacrylate and 30 parts by weight of hydroxyethyl methacrylate L value = 88
- B1: Ammoniumpolyphosphat : Hostaflam® 423 (Hoechst AG)B1: Ammonium polyphosphate: Hostaflam ® 423 (Hoechst AG)
- B2: Ammoniumpolyphosphat : Budit® 365 (Chemische Fabrik Budenheim)B2: Ammonium polyphosphate: Budit ® 365 (Chemische Fabrik Budenheim)
- C1: Polymerisat hergestellt durch radikalische Lösungspolymerisation einer Monomerenmischung aus 72 Gew.-Teilen Styrol und 28 Gew.-Teilen Acrylnitril L-Wert = 80C1: Polymer produced by radical solution polymerization a monomer mixture of 72 parts by weight of styrene and 28 parts by weight acrylonitrile L value = 80
- D1: Melamincyanurat (3V Sigma) D1: Melamine cyanurate (3V Sigma)
- E: Triphenylphosphat (Disflamoll® TP, Bayer AG)E: triphenyl phosphate (Disflamoll ® TP, Bayer AG)
Die Komponenten wurden in den in Tabelle 1 angegebenen Gewichtsanteilen in einem Kneter vermischt. Die Prüfungen erfolgten an bei 200 bis 220°C gepreßten Probekörpern.The components were in the in Table 1 parts by weight mixed in a kneader. The exams took place at 200 to 220 ° C pressed Specimens.
Folgende Werte wurden ermittelt:
Brandverhalten
nach UL-Vorschrift an vertikal eingespannten 3,2 mm-Teststäben,
Wärmeformbeständigkeit
nach Vicat B (DIN 53 460) in °C,
Schlagzähigkeit
an nach DIN 53 453 in kJ/m2,
Härte nach
Shore D (DIN 53 505).The following values were determined:
Fire behavior according to UL regulations on vertically clamped 3.2 mm test bars,
Heat resistance according to Vicat B (DIN 53 460) in ° C,
Impact strength a n according to DIN 53 453 in kJ / m 2 ,
Shore D hardness (DIN 53 505).
Die Meßwerte sind in Tabelle 2 zusammengestellt.The measured values are summarized in Table 2.
Daraus ist ersichtlich, daß nur die erfindungsgemäßen Formmassen eine günstige Kombination aus guter Flammwidrigkeit und hoher Härte ohne nennenswerte Beeinflussung der übrigen Eigenschaften aufweisen.From this it can be seen that only the Molding compositions according to the invention a cheap one Combination of good flame resistance and high hardness without significant influence on the others Have properties.
Tabelle 2: Daten der geprüften Formmassen Table 2: Data of the molding compounds tested
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DE1995139443 DE19539443B4 (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Flame retardant thermoplastic resin molding compounds |
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DE1995139443 DE19539443B4 (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Flame retardant thermoplastic resin molding compounds |
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DE19539443A1 DE19539443A1 (en) | 1997-04-30 |
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DE1995139443 Expired - Fee Related DE19539443B4 (en) | 1995-10-24 | 1995-10-24 | Flame retardant thermoplastic resin molding compounds |
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DE (1) | DE19539443B4 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3920995A1 (en) * | 1988-07-13 | 1990-01-18 | Basf Ag | Halogen-free, flameproofed thermoplastic moulding composition |
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1995
- 1995-10-24 DE DE1995139443 patent/DE19539443B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3920995A1 (en) * | 1988-07-13 | 1990-01-18 | Basf Ag | Halogen-free, flameproofed thermoplastic moulding composition |
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