DE19842713B4 - Thermoplastic resin composition - Google Patents
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Abstract
Thermoplastische
Harzzusammensetzung mit
(A) 40 bis 95 Gew.-Teilen eines halogenfreien,
thermoplastischen Polycarbonats;
(B) 5 bis 50 Gew.-Teilen eines
styrolhaltigen Pfropfcopolymers, hergestellt durch Pfropfung von
(B-1) auf (B-2)
(B-1) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf (B), von
Styrol, α-Methylstyrol,
kernsubstituiertes Styrol, Methylmethacrylat oder eine Mischung
davon
(B-2) 95 bis 5 Gew.-%, bezogen auf (B), eines Kautschuks mit
einer Glasübergangstemperatur
(Tg) von unterhalb –10°C und ausgewählt aus
der Gruppe, bestehend aus Butadien-, Acryl-, Ethylen/Propylen-,
Styrol/Butadien-, Acrylnitril/Butadien-, Butadien/Styrol-Kautschuken,
Polyisopren, EPDM-Kautschuk,
Polyorganosiloxan und Mischungen derselben;
(D) 5 bis 20 Gew.-Teilen,
bezogen auf 100 Gew.-Teile (A) + (B), umfassend
(D-1) eine
Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester der Formel (I) worin R eine Alkylgruppe
ist, ausgewählt
aus t-Butyl-, Isopropyl-, Isobutyl-, Isoamyl-, t-Amyl-Gruppen, und
N 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.Thermoplastic resin composition with
(A) 40 to 95 parts by weight of a halogen-free thermoplastic polycarbonate;
(B) 5 to 50 parts by weight of a styrene-containing graft copolymer prepared by grafting (B-1) to (B-2)
(B-1) 5 to 95% by weight, based on (B), of styrene, α-methylstyrene, nucleus-substituted styrene, methyl methacrylate or a mixture thereof
(B-2) 95 to 5% by weight, based on (B), of a rubber having a glass transition temperature (Tg) lower than -10 ° C and selected from the group consisting of butadiene, acrylic, ethylene / propylene -, styrene / butadiene, acrylonitrile / butadiene, butadiene / styrene rubbers, polyisoprene, EPDM rubber, polyorganosiloxane and mixtures thereof;
(D) 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of (A) + (B) comprising
(D-1) a mixture of alkyl-substituted monophosphate esters of the formula (I) wherein R is an alkyl group selected from t-butyl, isopropyl, isobutyl, isoamyl, t-amyl groups, and N is 0 or an integer of 1 to 3.
Description
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION
Die Erfindung betrifft flammenhemmende thermoplastische Harzzusammensetzungen. Insbesondere betrifft die Erfindung thermoplastische Harzzusammensetzungen, die ein Polycarbonat, ein styrolhaltiges Pfropfcopolymer, gegebenenfalls ein styrolhaltiges Copolymer, eine Mischung von alkylsubsituierten, vorzugsweise t-butylsubstituierten Monophosphatestern, gegebenenfalls eine Phosphatesterverbindung sowie gegebenenfalls ein fluoriertes Polyolefin umfassen, deren Spannungsrißbeständigkeit und Flammschutzeigenschaft bzw. Flammverzögerungsvermögen verbessert sind.The This invention relates to flame retardant thermoplastic resin compositions. In particular, the invention relates to thermoplastic resin compositions, a polycarbonate, a styrene-containing graft copolymer, optionally a styrene-containing copolymer, a mixture of alkyl substituted, preferably t-butyl substituted monophosphate esters, optionally a phosphate ester compound and optionally a fluorinated one Include polyolefin, its stress crack resistance and flame retardancy or improved flame retardancy are.
Diskussion des Standes der TechnikDiscussion of the state of technology
Polycarbonatharzzusammensetzungen werden weit für Teile von elektrischen Erzeugnissen und Kraftfahrzeugbestandteilen verwendet, da sie eine gute Kombination von Transparenz, hoher Schlagzähigkeit und Wärmebeständigkeit zeigen. Jedoch weisen Polycarbonatharzzusammensetzungen eine schlechte Zugänglichkeit während des Formgebungsverfahrens auf, so daß Polycarbonatharzzusammensetzungen üblicherweise mit anderen Harzen zur Verbesserung dieser Eigenschaften gemischt werden. Beispielsweise zeigt eine Form- bzw. Preßzusammensetzung, welche ein Polycarbonatharz und ein Styrolharz umfaßt, eine gute Verarbeitbarkeit wie auch eine hohe Kerbschlagzähigkeit.Polycarbonate resin compositions will be far for Parts of electrical products and motor vehicle components used as it has a good combination of transparency, high impact resistance and heat resistance demonstrate. However, polycarbonate resin compositions have a poor accessibility while of the molding process, so that polycarbonate resin compositions are usually mixed with other resins to improve these properties become. For example, a molding composition containing a Polycarbonate resin and a styrene resin, a good processability as well as a high notched impact strength.
Des weiteren sollten Polycarbonat-Preßmassen, die für Teile von Heim- und Büroanwendungen verwendet werden, flammenbeständig sein, um Feuer zu verhindern.Of Further, polycarbonate molding compounds should be used for parts home and office applications be used, flame resistant be to prevent fire.
Um
thermoplastischen Preßmassen
Flammschutzeigenschaft zu verleihen, wurden halogen- und/oder antimonhaltige
Verbindungen inkorporiert. In den
Als ein Verfahren, um Flammschutzeigenschaft ohne Verwendung eines flammenhemmenden Mittels auf der Grundlage von Halogenen zu verleihen, wird üblicherweise ein Verfahren angewandt, das ein flammenhemmendes Mittel bzw. Flammverzögerungsmittel auf der Basis eines Phosphatesters verwendet. Die Verwendung halogenfreier Phosphatesterverbindungen als flammenhemmende Mittel vermeidet die Probleme, die durch die korrosiven und schädlichen Nebenprodukte der flammenhemmenden Mittel auf der Basis von Halogen verursacht werden. Jedoch neigen die flammenhemmenden Mittel auf der Grundlage von Phosphatestern dazu, eine Verschlechterung der Wärmebeständigkeit zu verursachen, das Auftreten von Spannungsrissen durch Verflüchtigung des flammenhemmenden Mittels und sogenanntes "Einsaften" während des Formgebungsverfahrens zu begünstigen.When a method to flame retardancy without using a flame retardant It is common to lend on the basis of halogens a method which uses a flame retardant or flame retardant used on the basis of a phosphate ester. The use of halogen-free Phosphate ester compounds as flame retardants avoids the Problems caused by the corrosive and harmful byproducts of flame retardant Funds are caused on the basis of halogen. However, they tend to Flame retardants based on phosphate esters to cause a deterioration of the heat resistance, the Occurrence of stress cracks due to volatilization of the flame retardant Means and so-called "sticking" during the Forming process favor.
Zur Überwindung
dieser Probleme beschreibt die
Um
das Auftreten von Spannungsrissen und die Verschlechterung der Wärmebeständigkeit
bei Verwendung eines Monophosphatester zu reduzieren, beschreibt
das
Die
Erfindung basiert auf der Entdeckung, daß flammenhemmende thermoplastische
Harzzusammensetzungen mit hervorragender Spannungsrißbeständigkeit
und Wärmebeständigkeit
dadurch hergestellt werden können,
daß man
flammenhemmende Mittel, die einen Phosphatester und eine Mischung
von alkylsubstituierten, vorzugsweise t-butylsubstituierten Monophosphatestern
gemäß
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine flammenhemmende thermoplastische Harzzusammensetzung mit hervorragender Spannungsrißbeständigkeit und verbesserter Wärmebeständigkeit bereitzustellen, die ein Polycarbonat, ein styrolhaltiges Pfropfcopolymer, gegebenenfalls ein styrolhaltiges Copolymer, eine Mischung von alkylsubstituierten, vorzugsweise t-butyl-substituierten Monophosphatestern, gegebenenfalls einen Phosphatester und gegebenenfalls ein fluoriertes Polyolefin umfaßt.task The invention is a flame retardant thermoplastic resin composition with excellent resistance to stress cracking and improved heat resistance which is a polycarbonate, a styrene-containing graft copolymer, optionally a styrene-containing copolymer, a mixture of alkyl-substituted, preferably t-butyl substituted Monophosphate esters, optionally a phosphate ester and optionally a fluorinated polyolefin.
Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention
Die Erfindung betrifft eine thermoplastische Harzzusammensetzung, umfassend:
- (A) 40 bis 95 Gew.-Teile eines halogenfreien thermoplastischen Polycarbonats;
- (B) 5 bis 50 Gew.-Teile eines styrolhaltigen Pfropfcopolymers, das durch Pfropfen von (B-1) auf (B-2) hergestellt wurde, wobei
- (B-1) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf (B), einer Mischung von
- (B-1.1) 50 bis 100 Gew.-% an Styrol, α-Methylstyrol, kernsubstituiertes Styrol, Methylmethacrylat oder eine Mischung davon, und
- (B-1.2) 50 bis 0 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, C1-C8-Alkylmethacrylat, C1-C8-Alkylacrylat, Maleinsäureanhydrid, N-substituiertes Maleinimid oder eine Mischung davon ist, und
- (B-2) 95 bis 5 Gew.-%, bezogen auf (B), eines Kautschuks mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von weniger als –10°C und aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus Butadienkautschuken, Acrylkautschuken, Ethylen/Propylen- Kautschuken, Styrol/Butadienkautschuken, Acrylnitril/Butadienkautschuken, Butadien/Styrolkautschuken, Polyisopren, EPDM(Ethylen-propylen-dien-terpolymer)-Kautschuk, Polyorganosiloxan und Mischungen derselben;
- (C) 0 bis 30 Gew.-Teile an styrolhaltigem Copolymer, das hergestellt ist aus
- (C-1) 50 bis 95 Gew.-% Styrol, α-Methylstyrol, kernsubstituiertes Styrol, Methylmethacrylat oder einer Mischung davon und
- (C-2) 50 bis 5 Gew.-% Acrylnitril, C1-C8-Alkylmethacrylat, C1-C8-Alkylacrylat oder einer Mischung davon;
- (D) 5 bis 20 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile von (A) + (B) + (C), einer Mischung, umfassend
- (D-1) 100 bis 5 Gew.-Teile einer Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester gemäß Formel (I) wobei R eine Alkylgruppe ist, ausgewählt aus t-Butyl-, Isopropyl-, Isobutyl-, Isoamyl-, t-Amyl-Gruppen und N 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist und
- (D-2) 0 bis 95 Gew.-% eines Phosphatesters der Formel (II) wobei R1, R2, R4 und R5 unabhängig voneinander Cresyl-, Phenyl-, Xylenyl-, Propylphenyl-, Butylphenyl- oder bromierte oder chlorierte Derivate derselben sind, R3 eine Arylengruppe und M 0 bis 5 ist; und
- (E) 0 bis 2 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile von (A) + (B) + (C), eines fluorierten Polyolefinpolymers ist.
- (A) 40 to 95 parts by weight of a halogen-free thermoplastic polycarbonate;
- (B) 5 to 50 parts by weight of a styrene-containing graft copolymer prepared by grafting (B-1) onto (B-2), wherein
- (B-1) 5 to 95% by weight, based on (B), of a mixture of
- (B-1.1) 50 to 100% by weight of styrene, α-methylstyrene, nucleus-substituted styrene, methyl methacrylate or a mixture thereof, and
- (B-1.2) 50 to 0 wt .-% acrylonitrile, methacrylonitrile, C 1 -C 8 alkyl methacrylate, C 1 -C 8 alkyl acrylate, maleic anhydride, N-substituted maleimide or a mixture thereof, and
- (B-2) 95 to 5% by weight, based on (B), of a rubber having a glass transition temperature (Tg) of less than -10 ° C and selected from the group consisting of butadiene rubbers, acrylic rubbers, ethylene / propylene Rubbers, styrene / butadiene rubbers, acrylonitrile / butadiene rubbers, butadiene / styrene rubbers, polyisoprene, EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer) rubber, polyorganosiloxane and mixtures thereof;
- (C) 0 to 30 parts by weight of styrene-containing copolymer prepared from
- (C-1) 50 to 95% by weight of styrene, α-methylstyrene, nucleus-substituted styrene, methyl methacrylate or a mixture thereof and
- (C-2) 50 to 5% by weight of acrylonitrile, C 1 -C 8 -alkyl methacrylate, C 1 -C 8 -alkyl acrylate or a mixture thereof;
- (D) 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of (A) + (B) + (C), of a mixture comprising
- (D-1) 100 to 5 parts by weight of a mixture of alkyl-substituted monophosphate esters of the formula (I) wherein R is an alkyl group selected from t-butyl, isopropyl, isobutyl, isoamyl, t-amyl groups and N is 0 or an integer of 1 to 3 and
- (D-2) 0 to 95% by weight of a phosphate ester of the formula (II) wherein R 1 , R 2 , R 4 and R 5 are independently cresyl, phenyl, xylenyl, propylphenyl, butylphenyl or brominated or chlorinated derivatives thereof, R 3 is an arylene group and M is 0 to 5; and
- (E) 0 to 2 parts by weight, based on 100 parts by weight of (A) + (B) + (C), of a fluorinated polyolefin polymer.
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Bestandteilen können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen ein oder mehrere übliche Additive enthalten. Beispielsweise können anorganische Füllstoffe wie etwa Glimmer, Talk, Zeolith und Montmorillonit, Pigmente, Farbstoffe, Glasfasern, Kohlefasern, Thermostabilisatoren, Lichtstabilisatoren, Antioxidantien, Weichmacher und Formtrennmittel bei Herstellungsweisen wie gewünscht zugesetzt werden.In addition to the aforementioned Ingredients can the thermoplastic invention Resin compositions contain one or more conventional additives. For example, you can inorganic fillers such as mica, talc, zeolite and montmorillonite, pigments, dyes, Glass fibers, carbon fibers, thermal stabilizers, light stabilizers, Antioxidants, plasticizers and mold release agents in manufacturing processes as required be added.
Genaue Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDetailed Description of the Preferred Embodiments
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen umfassen ein Polycarbonat, ein styrolhaltiges Pfropfcopolymer, gegebenenfalls ein styrolhaltiges Copolymer, eine Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester, gegebenenfalls eine Phosphatesterverbindung und gegebenenfalls ein fluoriertes Polyolefinpolymer. The thermoplastic according to the invention Resin compositions include a polycarbonate, a styrene-containing Graft copolymer, optionally a styrene-containing copolymer, a Mixture of alkyl-substituted monophosphate esters, optionally one Phosphate ester compound and optionally a fluorinated polyolefin polymer.
Nachfolgend wird eine genaue Beschreibung der entsprechenden Bestandteile geliefert.following a detailed description of the relevant components is provided.
(A) Thermoplastische, halogenfreie Polycarbonate(A) Thermoplastic, halogen-free polycarbonates
Als Bestandteile (A) sind erfindungsgemäß solche thermoplastische halogenfreie Polycarbonate geeignet, wie sie im allgemeinen mittels der Reaktion von Diphenolen der nachfolgenden Formel (III) mit einem Phosgen oder einem Carbonsäurediester hergestellt werden. wobei A eine Einfachbindung, C1-C5-Alkylen-, C2-C5-Alkyliden-, C5-C6-Cycloalkyliden-, -S- oder SO2- ist.Suitable constituents (A) according to the invention are such thermoplastic halogen-free polycarbonates as are generally prepared by the reaction of diphenols of the following formula (III) with a phosgene or a carbonic acid diester. wherein A is a single bond, C 1 -C 5 alkylene, C 2 -C 5 alkylidene, C 5 -C 6 cycloalkylidene, -S- or SO 2 -.
Geeignete Diphenole der Formel (III) sind beispielsweise 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)cyclohexan und ähnliche. Bei den am stärksten bevorzugten und weit verwendeten thermoplastischen, halogenfreien Polycarbonaten handelt es sich um aromatische Polycarbonate, die aus 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, genannt "Bisphenol A", synthetisiert werden.suitable Diphenols of the formula (III) are, for example, 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) cyclohexane and similar. The strongest preferred and widely used thermoplastic, halogen-free Polycarbonates are aromatic polycarbonates which from 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, called "bisphenol A" synthesized.
Die
Herstellung der Polycarbonate des Bestandteils (A), die zur Verwendung
bei der Erfindung geeignet sind, ist aus der Literatur, beispielsweise
Bevorzugte erfindungsgemäße Polycarbonate zeigen Molekulargewichte (Gewichtsmittel) (Mw wie beispielsweise mittels Ultrazentrifugation oder mittels Lichtstreuungsmessungen ermittelt) von 10.000 bis 500.000, bevorzugt von 18.000 bis 300.000. Polycarbonate mit einem bestimmten Molekulargewicht können unter Verwendung eines Monophenols wie etwa Phenol, Paracresol oder Paraisooctylphenol oder eines Kettenabbruchmittels erhalten werden. Für die erfindungsgemäße Verwendung geeignete Polycarbonate schließen sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate ein.preferred polycarbonates according to the invention show molecular weights (weight average) (Mw such as by ultracentrifugation or by light scattering measurements determined) from 10,000 to 500,000, preferably from 18,000 to 300,000. Polycarbonates with a certain molecular weight can be Use of a monophenol such as phenol, paracresol or paraisooctylphenol or a chain stopper. For the use according to the invention include suitable polycarbonates both homopolycarbonates and copolycarbonates.
Bei der Erfindung umfassen die Polycarbonatharze (A) ein Basisharz gemeinsam mit einem styrolhaltigen Pfropfcopolymer und styrolhaltigen Copolymeren.at According to the invention, the polycarbonate resins (A) comprise a base resin in common with a styrene-containing graft copolymer and styrene-containing copolymers.
(B) Styrolhaltige Pfropfcopolymere(B) Styrene-containing graft copolymers
Bei den erfindungsgemäß verwendeten styrolhaltigen Pfropfcopolymeren handelt es sich um solche, die durch Pfropfung der Bestandteile (B-1) auf (B-2) hergestellt werden:
- (B-1) 5 bis 95 Gew.-%, bezogen auf (B), einer Mischung von
- (B-1.1) 50 bis 100 Gew.-% Styrol, α-Methylstyrol, kernsubstituiertes Styrol, Methylmethacrylat oder eine Mischung derselben und
- (B-1.2) 50 bis 0 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, C1-C8-Alkylmethacrylat, C1-C8-Alkylacrylat, Maleinsäureanhydrid, N-substituiertes Maleinimid oder eine Mischung davon,
- (B.2) 95 bis 5 Gew.-% bezogen auf (B), eines Kautschuks mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von unter –10°C und ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Butadienkautschuken, Acrylkautschuken, Ethylen/Propylen-Kautschuken, Styrol/Butadien-Kautschuken, Acrylnitril/Butadien-Kautschuken, Butadien/Styrol-Kautschuken, Polyisoprenen, EPDM-Kautschuken, Polyorganosiloxanen und Mischungen derselben. Besonders bevorzugt ist als styrolhaltiges Pfropfcopolymer (B) das sogenannte ABS-Harz. Unter kernsubstituierten Styrolen sollen kern-alkylierte Styrole verstenden werden, wie z. B. p-Methylstyrol.
- (B-1) 5 to 95% by weight, based on (B), of a mixture of
- (B-1.1) 50 to 100 wt .-% of styrene, α-methyl styrene, nuclear substituted styrene, methyl methacrylate or a mixture thereof and
- (B-1.2) 50 to 0 wt .-% acrylonitrile, methacrylonitrile, C 1 -C 8 alkyl methacrylate, C 1 -C 8 alkyl acrylate, maleic anhydride, N-substituted maleimide or a mixture thereof,
- (B.2) 95 to 5% by weight, based on (B), of a rubber having a glass transition temperature (Tg) of below -10 ° C and selected from the group consisting of butadiene rubbers, acrylic rubbers, ethylene / propylene rubbers, Styrene / butadiene rubbers, acrylonitrile / butadiene rubbers, butadiene / styrene rubbers, polyisoprenes, EPDM rubbers, polyorganosiloxanes and blends thereof. Particularly preferred as the styrene-containing graft copolymer (B) is the so-called ABS resin. Core-substituted styrenes are understood to mean nuclear-alkylated styrenes, such as styrenes. For example, p-methylstyrene.
Die bevorzugte durchschnittliche Teilchengröße des Kautschuks beträgt 0,05 bis 4 μm, um die Schlagzähigkeit und das Aussehen der Formlinge zu verbessern.The preferred average particle size of the rubber is 0.05 up to 4 μm, about the impact resistance and to improve the appearance of the moldings.
Die styrolhaltigen Pfropfcopolymere der Komponente (B) können mittels üblicher Verfahren zur Herstellung von Copolymeren hergestellt werden, insbesondere Emulsions-, Suspensions-, Lösungs- oder Blockpolymerisation. Bevorzugtes Verfahren zur Herstellung des Pfropfcopolymeren (B) ist das Emulsions- oder das Blockpolymerisationsverfahren.The styrene-containing graft copolymers of component (B) can by means of conventional Process for the preparation of copolymers are produced, in particular Emulsion, suspension, solution or bulk polymerization. Preferred process for the preparation of the graft copolymer (B) is the emulsion or bulk polymerization process.
(C) Styrolhaltige Copolymere(C) styrene-containing copolymers
Die styrolhaltigen Copolymere des Bestandteils (C), die erfindungsgemäß verwendet werden, sind solche, die hergestellt werden aus: (1) 50 bis 95 Gew.-% Styrol, α-Methylstyrol, kernsubstituiertes Styrol, Methylmethacrylat oder eine Mischung davon (C-1), und (2) 50 bis 5 Gew.-% Acrylnitril, C1-C8-Alkylmethacrylat, C1-C8-Alkylacrylat oder eine Mischung davon (C-2).The styrene-containing copolymers of component (C) used in the present invention are those prepared from: (1) 50 to 95% by weight of styrene, α-methylstyrene, nucleus-substituted styrene, methyl methacrylate or a mixture thereof (C-1 ), and (2) 50 to 5% by weight of acrylonitrile, C 1 -C 8 -alkyl methacrylate, C 1 -C 8 -alkyl acrylate or a mixture thereof (C-2).
Bei einem spezifischen Beispiel eines styrolhaltigen Copolymers handelt es sich um SAN(Styrol/Acrylnitril)-Harz, das durch Copolymerisierung von Styrol und Acrylnitril erhalten wird. Bei der Copolymerisation werden 60 bis 90 Gew.-% Styrol und 40 bis 10 Gew.-% Acrylnitril verwendet.at a specific example of a styrene-containing copolymer it is SAN (styrene / acrylonitrile) resin, which is made by copolymerization of styrene and acrylonitrile is obtained. In the copolymerization 60 to 90 wt .-% styrene and 40 to 10 wt .-% acrylonitrile used.
Das styrolhaltige Copolymer der Komponente (C) kann mittels üblicher Copolymerisationsverfahren hergestellt werden, insbesondere mittels Suspensions- oder Blockpolymerisierung.The styrene-containing copolymer of component (C) can by means of conventional Copolymerization be prepared, in particular by means of Suspension or block polymerization.
(D-1) Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester(D-1) Mixture of Alkyl-Substituted Monophosphate Esters
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen enthalten als ein flammenhemmendes Mittel eine Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester (D-1) sowie eine Phosphatesterverbindung (D-2). Komponente (D-1) ist eine Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester der nachfolgenden Formel (I) wobei R eine Alkylgruppe ausgewählt aus t-Butyl-, Isopropyl-, Isobutyl-, Isoamyl-, t-Amyl ist und N 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.The thermoplastic resin compositions of the present invention contain as a flame retardant a mixture of alkyl-substituted monophosphate esters (D-1) and a phosphate ester compound (D-2). Component (D-1) is a mixture of alkyl-substituted monophosphate esters of the following formula (I) wherein R is an alkyl group selected from t-butyl, isopropyl, isobutyl, isoamyl, t-amyl and N is 0 or an integer from 1 to 3.
Vorzugsweise handelt es sich bei der Komponente (D-1) um eine Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester, die 1 bis 20 Gew.-% Trialkylphenylphosphat (N = 3), 10 bis 50 Gew.-% Dialkylphenylmonophenylphosphat (N = 2), 15 bis 60 Gew.-% Monoalkylphenyldiphenylphosphat (N = 1) und weniger als 2% Triphenylphosphat (N = 0) enthalten. Bei dem bevorzugten Substituenten R handelt es sich um t-Butyl- und Isopropyl-Reste. Der am stärksten bevorzugte Substituent R ist t-Butyl. Eine Mischung des t-Butylphenylphosphatestergemischs und des Isopropylphenylphosphatestergemischs ist ebenfalls bevorzugt.Preferably Component (D-1) is a mixture of alkyl-substituted ones Monophosphate esters containing from 1 to 20% by weight of trialkylphenyl phosphate (N = 3), 10 to 50% by weight of dialkylphenylmonophenyl phosphate (N = 2), 15 to 60% by weight of monoalkylphenyldiphenyl phosphate (N = 1) and less as 2% triphenyl phosphate (N = 0). In the preferred Substituents R are t-butyl and isopropyl radicals. The strongest preferred substituent R is t-butyl. A mixture of the t-butylphenyl phosphate ester mixture and the isopropylphenyl phosphate ester mixture is also preferred.
(D-2) Phosphatester(D-2) phosphate ester
Die
erfindungsgemäßen Phosphatester
haben die folgende Formel (II). wobei R1,
R2, R4 und R5 unabhängig
voneinander eine halogenfreie Phenylgruppe oder C1-C4-alkylierte Arylgruppen sind,
R3 eine Arylengruppe ist und
M 0 bis
5 ist.The phosphate esters of the invention have the following formula (II). wherein R 1 , R 2 , R 4 and R 5 are independently a halogen-free phenyl group or C 1 -C 4 -alkylated aryl groups,
R 3 is an arylene group and
M is 0 to 5.
Bei der Formel ist die Verbindung mit M gleich 0 ein üblicher monomerer Phosphatester und die Verbindung, bei der M größer als 0 ist, ist eine oligomere Phosphatverbindung. Dies bedeutet, daß das flammenhemmende Mittel auf der Basis von Phosphat, das bei den thermoplastischen erfindungsgemäßen Harzzusammensetzungen verwendbar ist, Verbindungen gemäß Formel (II) mit Werten für M von 0 bis 5 umfaßt.at of the formula, the compound with M equal to 0 is a common one monomeric phosphate ester and the compound in which M is greater than 0 is an oligomeric phosphate compound. This means that the flame retardant Phosphate-based agent used in the thermoplastic Resin compositions according to the invention is usable, compounds according to formula (II) with values for M is from 0 to 5.
Bevorzugte Substituenten R1, R2, R4 und R5 sind unabhängig voneinander einer von Cresyl-, Phenyl-, Xylenyl-, Propylphenyl-, Butylphenylgruppen sowie deren bromierte oder chlorierte Derivate. R3 ist von Diphenolen abgeleitet, beispielsweise ausgewählt aus Bisphenol-A, Resorcin oder Hy drochinon. Beispiele bevorzugter Phosphatester sind Phosphatester wie etwa Triphenylphosphat, Tri(2,6-dimethylphenyl)phosphat, Tri(4-methylphenyl)phosphat, Tricresylphosphat, Diphenylcresylphosphat, Tri(isopropylphenyl)phosphat, Trixylenylphosphat, Xylenyldiphenylphosphat, eine oligomere Phosphorverbindung derselben oder Mischungen dieser Verbindungen.Preferred substituents R 1 , R 2 , R 4 and R 5 are independently one of cresyl, phenyl, xylenyl, propylphenyl, butylphenyl and their brominated or chlorinated derivatives. R 3 is derived from diphenols, for example selected from bisphenol A, resorcinol or hydroquinone. Examples of preferred phosphate esters are phosphate esters such as triphenyl phosphate, tri (2,6-dimethylphenyl) phosphate, tri (4-methylphenyl) phosphate, tricresyl phosphate, diphenylcresyl phosphate, tri (isopropylphenyl) phosphate, trixylenyl phosphate, xylenyldiphenyl phosphate, an oligomeric phosphorus compound thereof, or mixtures of these compounds.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen enthalten eine Mischung von (D-1) und (D-2) als flammenhemmendes Mittel. Die Gewichtsverhältnisse von (D-1) und (D-2) können innerhalb eines breiten Bereichs variiert werden. Vorzugsweise beträgt das Gewichtsverhältnis von (D-1) zu (D-2) zwischen 100:0 und 5:95, stärker bevorzugt zwischen 80:20 und 5:95, am stärksten bevorzugt zwischen 55:45 und 15:85.The thermoplastic according to the invention Resin compositions contain a mixture of (D-1) and (D-2) as a flame retardant. The weight ratios of (D-1) and (D-2) can be varied within a wide range. Preferably, the weight ratio of (D-1) to (D-2) between 100: 0 and 5:95, more preferably between 80:20 and 5:95, the strongest preferably between 55:45 and 15:85.
(E) Fluoriertes Polyolefin(E) Fluorinated polyolefin
Bevorzugte fluorierte Polyolefine (E) sind Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid, Tetrafluorethylen/Vinylidenfluorid-Copolymer und Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen-Copolymer. Diese fluorierten Polyolefine können allein oder in Mischungen mit zwei oder mehr anderen fluorierten Polyolefinen verwendet werden. Diese Polymere können mittels bekannter Verfahren hergestellt werden, wie zum Beispiel mittels Polymerisierung von Tetrafluorethylen in wäßrigem Medium mit einem freie Radikale bildenden Katalysator.preferred fluorinated polyolefins (E) are polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, Tetrafluoroethylene / vinylidene fluoride copolymer and tetrafluoroethylene / hexafluoropropylene copolymer. These fluorinated polyolefins can alone or in mixtures with two or more other fluorinated ones Polyolefins are used. These polymers can be prepared by known methods be prepared, for example by means of polymerization of Tetrafluoroethylene in an aqueous medium with a free-radical-forming catalyst.
Die Verwendung der fluorierten Polyolefine setzt die Fließviskosität der thermoplastischen Harzzusammensetzung herab und erhöht den Schrumpfungskoeffizienten der Zusammensetzung dadurch, daß während des Extrudierens ein fibrilläres Netzwerk gebildet wird, wodurch das Tropfen des schmelzenden Harzes verringert oder verhindert wird.The Use of the fluorinated polyolefins sets the flow viscosity of the thermoplastic Resin composition and increases the shrinkage coefficient the composition in that during the Extruding a fibrillar Network is formed, whereby the drop of the melting resin decreases or prevented.
Die fluorierten Polyolefine können in Form von Pulver oder Emulsion verwendet werden. Fluorierte Polyolefine in Form einer Emulsion zeigen gute Dispergierbarkeit, sie machen jedoch den Herstellungsprozeß kompliziert. Deshalb ist es gewünscht, fluorierte Polyolefine in Pulverform zu verwenden, welche gleichmäßig im Gesamtharz dispergiert werden und die ein fibrilläres Netzwerk bilden können.The fluorinated polyolefins can be used in the form of powder or emulsion. Fluorinated polyolefins in the form of an emulsion show good dispersibility, they do however, complicates the manufacturing process. That is why it is desired To use fluorinated polyolefins in powder form, which is uniform in total resin be dispersed and can form a fibrillar network.
Bei dem fluorierten Polyolefin, das für die erfindungsgemäße Verwendung geeignet ist, handelt es sich um Polytetrafluorethylen. Polytetrafluorethylen mit einer Durchschnittsteilchengröße von 0,05 bis 1.000 μm ist zum Mischen geeignet.at the fluorinated polyolefin used for the inventive use is suitable, it is polytetrafluoroethylene. polytetrafluoroethylene with an average particle size of 0.05 to 1000 microns is to Mixing suitable.
0 bis 2,0 Gew.-Teile eines fluorierten Polyolefinpolymers, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Grundharzes (A) + (B) + (C), werden gemischt.0 to 2.0 parts by weight of a fluorinated polyolefin polymer to 100 parts by weight of the base resin (A) + (B) + (C) are mixed.
Übliche AdditiveUsual additives
Zusätzlich zu den vorstehend erwähnten Bestandteilen können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen ein oder mehrere andere konventionelle Additive enthalten. Beispielsweise anorganische Füllstoffe, Thermostabilisatoren, Antioxidantien, Lichtstabilisatoren, Weichmacher, Pigmente, Farbstoffe sowie Formtrennmittel können hinzugefügt werden. Der Gehalt an diesen konventionellen Additiven kann von 0 bis 50 Gew.-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile des Grundharzes (A) + (B) + (C) betragen.In addition to the aforementioned Ingredients can the thermoplastic invention Resin Compositions One or more other conventional additives contain. For example, inorganic fillers, thermal stabilizers, Antioxidants, light stabilizers, plasticizers, pigments, dyes as well as mold release agents added become. The content of these conventional additives can be from 0 to 50 parts by weight, based on 100 parts by weight of the base resin (A) + (B) + (C).
Die thermoplastischen Harzzusammensetzungen werden mittels üblicher Herstellungstechniken zur Herstellung von Harzzusammensetzungen hergestellt, beispielsweise durch Mischen der Bestandteile einschließlich der verschiedenen Additive und Schmelzspinnen mit Extrudern in Pellet-Form.The thermoplastic resin compositions are by means of conventional Production techniques for the production of resin compositions prepared, for example, by mixing the ingredients including the various additives and melt spinning with extruders in pellet form.
Beschreibung der bevorzugten AusführungsformenDescription of the preferred embodiments
Die nachfolgenden Beispiele illustrieren – die beste Verfahrensweise eingeschlossen – die Vorgehensweisen, um die Erfindung durchzuführen. Sie sind nicht aufgeführt, um den Schutzbereich der Erfindung, wie er in den beigefügten Ansprüchen definiert ist, in welcher Weise auch immer zu beschränken. Bei allen Prozentangaben handelt es sich um Gew.-%, sofern nicht anderweitig angegeben.The illustrate the following examples - best practice included - the Procedures to carry out the invention. They are not listed to the scope of the invention as defined in the appended claims is, in what way to restrict. For all percentages this is% by weight, unless stated otherwise.
Die folgenden Bestandteile wurden in den nachfolgenden Beispielen verwendet:The The following ingredients were used in the following examples:
(A) Polycarbonat(A) polycarbonate
Polycarbonat vom Bisphenol-A-Typ mit einem Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von 20.000 wurde verwendet.polycarbonate Bisphenol A type with a molecular weight (weight average) of 20,000 was used.
(B) Styrolhaltiges Pfropf-Copolymer (ABS)(B) Styrene-containing graft copolymer (ABS)
45 Gew.-Teile eines Butadien-Pulverlatex, 36 Gew.-Teile Styrol, 14 Gew.-Teile Acrylnitril und 150 Gew.-Teile entionisiertes Wasser wurden vermischt, 1,0 Gew.-Teile Kaliumoleat, 0,4 Gew.-Teile Cumolhydroperoxid und 0,3 Gew.-Teile eines Kettentransferagens auf Mercaptanbasis wurden der gemischten Lösung hinzugegeben. Die erhaltene Lösung wurde 5 Stunden lang bei 75°C gehalten, um ein Pfropf-ABS(g-ABS)-Latex herzustellen. Zu dem erhaltenen Pfropfcopolymer wurden 1% Schwefelsäurelösung hinzugegeben, um ABS-Harz in Pulverform herzustellen.45 Parts by weight of a butadiene powder latex, 36 parts by weight of styrene, 14 Parts by weight of acrylonitrile and 150 parts by weight of deionized water were mixed, 1.0 parts by weight of potassium oleate, 0.4 parts by weight of cumene hydroperoxide and 0.3 parts by weight of a mercaptan based chain transfer agent were the mixed solution added. The resulting solution was at 75 ° C for 5 hours held to produce a graft ABS (g-ABS) latex. To the obtained Graft copolymer was added 1% sulfuric acid solution to ABS resin in powder form.
(C) Styrolhaltiges Copolymer (SAN)(C) Styrene-containing copolymer (SAN)
Einem Lösungsgemisch von 70 Gew.-Teilen Styrol, 30 Gew.-Teilen Acrylnitril und 120 Gew.-Teilen entionisiertes Wasser wurden 0,2 Gew.-Teile Azobisisobutyronitril und 0,5 Gew.-Teile Tricalciumphosphat hinzugegeben. Durch Suspensionspolymerisation, Waschen, Dehydratisieren und Trocknen des erhaltenen Produkts wurde ein SAN-Copolymer hergestellt. Ein SAN-Copolymer in Pulverform wurde erhalten.a mixed solution of 70 parts by weight of styrene, 30 parts by weight of acrylonitrile and 120 parts by weight Deionized water was 0.2 parts by weight of azobisisobutyronitrile and 0.5 parts by weight tricalcium phosphate added. By suspension polymerization, Washing, dehydration and drying of the resulting product was a SAN copolymer produced. A SAN copolymer in powder form was receive.
(D-1) Mischung von t-butyl-substituierten Monophosphatestern(D-1) Mixture of t-butyl substituted Monophosphate esters
Eine Mischung von t-butyl-substituierten Monophosphatestern mit 0,5 Gew.-% Triphenylphosphat, 33,2 Gew.-% Diphenyl(t-butylphenyl)phosphat, 49,5 Gew.-% Phenyl-di(t-butylphenyl)phosphat und 12,5 Gew.-% Tri(t-butylphenyl)phosphat wurde verwendet.A Mixture of t-butyl-substituted monophosphate esters with 0.5% by weight Triphenyl phosphate, 33.2% by weight of diphenyl (t-butylphenyl) phosphate, 49.5 wt .-% phenyl-di (t-butylphenyl) phosphate and 12.5 wt .-% of tri (t-butylphenyl) phosphate was used.
(D-21) Phosphatester-Monomer(D-21) phosphate ester monomer
Triphenylphosphat (TPP) von Daihachi Co. aus Japan wurde verwendet.triphenyl (TPP) from Daihachi Co. of Japan was used.
(D-22) Phosphatester-Oligomer(D-22) phosphate ester oligomer
Resorcindiphosphat (RDP) mit einem Durchschnitts-M-Wert von 1,3 gemäß Formel (II) wurde verwendet.resorcinol (RDP) with an average M value of 1.3 according to formula (II) was used.
(E) Fluoriertes Polyolefin(E) Fluorinated polyolefin
Polytetrafluorethylen mit einer Durchschnittsteilchengröße von 10 bis 50 μm wurde verwendet.polytetrafluoroethylene with an average particle size of 10 to 50 μm was used.
Beispiele 1–4 und Vergleichsbeispiele 1–4Examples 1-4 and Comparative Examples 1-4
Acht verschiedene thermoplastische Harzzusammensetzungen wurden aus den vorstehend erwähnten Bestandteilen in der in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellten Menge hergestellt; die Eigenschaften dieser Zusammensetzungen sind ebenfalls in Tabelle 1 gezeigt. Die angezeigten Bestandteile wurden mit einem Antioxidans und einem Thermostabilisa tor gemischt und in einem Doppelschneckenextruder (L/D 29, ø = 45) compoundiert. Die erhaltenen Extrudate wurden pelletisiert, Teststücke davon wurden aus den Pellets bei einer Temperatur von 220°C bis 280°C spritzgegossen und anschließend bei 23°C, 50% RH vor Messung der Eigenschaften gehalten.eight various thermoplastic resin compositions were known from mentioned above Ingredients in the in Table 1 below Quantity produced; the properties of these compositions are also shown in Table 1. The displayed components were mixed with an antioxidant and a Thermostabilisa tor and compounded in a twin-screw extruder (L / D 29, ø = 45). The extrudates obtained were pelletized, test pieces of which were pellets at a temperature of 220 ° C up to 280 ° C injection molded and then at 23 ° C, 50% RH held before measuring the properties.
Bei
den thermoplastischen Harzzusammensetzungen der Beispiele 1 bis
4 handelte es sich um die, die eine Mischung von t-Butyl-substituierten
Monophosphatestern (D-1) und einem Phosphatestermonomer (D-21) oder
einem Phosphatesteroligomer (D-22) enthielten. Bei den thermoplastischen
Harzzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1–4 handelte es sich um die,
die die gleichen Zusammensetzungen wie die Zusammensetzung des Beispiels
1 aufwiesen, jedoch als flammenhemmendes Mittel lediglich eine Monophosphatester-Verbindung, eine
oligomere Phosphatesterverbindung bzw. beide enthielten. Tabelle 1
UNTERSUCHUNGSVERFAHRENINVESTIGATIONS
- (1) Die Wärmebeständigkeit wurde gemäß ASTM D306 bestimmt.(1) The heat resistance was according to ASTM D306 certainly.
- (2) Bestimmt mittels Messung der Zahl der Risse, die nach Lagerung in einem Ofen bei einer Temperatur von 80°C über 24 Stunden nach Spritzgießen der Teststücke mittels einer kastenförmigen Form gebildet wurde.(2) Determined by measuring the number of cracks after storage in an oven at a temperature of 80 ° C for 24 hours after injection molding test pieces by means of a box-shaped Form was formed.
- (3) Bestimmt mittels Messung der Gesamtlänge der Risse, die nach Lagerung in einem Ofen bei einer Temperatur von 80°C über 24 Stunden nach Spritzgießen der Teststücke mittels einer kastenförmigen Form gebildet wurde.(3) Determined by measuring the total length of cracks after storage in an oven at a temperature of 80 ° C for 24 hours after injection molding test pieces by means of a box-shaped Form was formed.
Beispiele 5 – 11 und Vergleichsbeispiele 5 – 8Examples 5 - 11 and Comparative Examples 5 - 8
Thermoplastische
Harzzusammensetzungen mit einer Zusammensetzung gemäß Tabelle
2 und Tabelle 3 wurden mittels der gleichen Verfahren wie bei den
Beispielen 1 bis 4 hergestellt, und die gemessenen Eigenschaften
sind ebenfalls in Tabelle 2 und Tabelle 3 gezeigt. Tabelle 2
Wie in den Tabellen 1 und 2 gezeigt, zeigten die Beispiele 1 bis 4 und 5 bis 11 eine verstärkte Wärmebeständigkeit sowie eine drastische Reduktion in der Zahl und Länge der Risse. Im Unterschied dazu zeigten die Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und 5 bis 8 eine schlechte Wärmebeständigkeit und eine erhöhte Zahl und Länge der Risse. Wie man aus dem Ergebnis der Tabellen 1, 2 und 3 sehen kann, zeigten die erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen, die als flammenhemmendes Mittel eine Mischung alkylsubstituierter Monophosphatester und einen monomeren Phosphatester oder einen oligomeren Phosphatester enthalten, eine entschieden höhere Belastungsrißbeständigkeit sowie verbesserte Wärmebeständigkeit gegenüber denjenigen der Ver gleichsbeispiele mit lediglich dem monomeren Phosphatester (Vergleichsbeispiel 1), lediglich dem oligomeren Phosphatester (Vergleichsbeispiel 2) oder einer Mischung von monomerem und oligomerem Phosphatester (Vergleichsbeispiele 3 bis 8).As shown in Tables 1 and 2, Examples 1 to 4 and 5 to 11 a reinforced heat resistance as well as a drastic reduction in the number and length of the Cracks. In contrast, Comparative Examples 1 to 4 and 5 to 8 have poor heat resistance and an increased Number and length the cracks. As can be seen from the result of Tables 1, 2 and 3 can, showed the thermoplastic according to the invention Resin compositions containing as flame retardant a mixture alkyl-substituted monophosphate ester and a monomeric phosphate ester or an oligomeric phosphate ester, a decided higher Belastungsrißbeständigkeit as well as improved heat resistance towards those the comparative example with only the monomeric phosphate ester (Comparative Example 1), only the oligomeric phosphate ester (Comparative Example 2) or a mixture of monomeric and oligomeric phosphate ester (Comparative Examples 3 to 8).
Konsequenterweise zeigen die Ergebnisse, daß die Belastungsrißbeständigkeit und die Wärmebeständigkeit der erfindungsgemäßen thermoplastischen Harzzusammensetzungen wesentlich durch eine Kombination der flammenhemmenden Mittel, welche eine Mischung von alkylsubstituierten Monophosphatestern und eine Phosphatesterverbindung enthalten, verbessert ist.Consequently, show the results that the Belastungsrißbeständigkeit and the heat resistance the thermoplastic invention Resin compositions substantially by a combination of flame retardant Means comprising a mixture of alkyl-substituted monophosphate esters and containing a phosphate ester compound is improved.
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