DE2243847A1

DE2243847A1 - Selbstverloeschende formmassen und formteile aus polyamiden

Info

Publication number: DE2243847A1
Application number: DE19722243847
Authority: DE
Inventors: Walter Buettgens; Herbert Dipl Chem Dr Jenkner; Ernst Neukirchen; Hans Eberhard Dipl Ch Praetzel; Rolf Dipl Chem Dr Schlafke
Original assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Current assignee: Chemische Fabrik Kalk GmbH
Priority date: 1972-09-07
Filing date: 1972-09-07
Publication date: 1974-03-14
Also published as: FR2198978A1

Description

DIPU-CHEM. JOACHIM DRESSLER PATENTANWALT

'l

5202 Hennef / Sieg 1, Allner, Zum Weingarten 11

5. 9. 1972 Th/ra; CPK 394

Chemische Fabrik Kalk GmbH, 5 Köln 91, Kalker Hauptstr.

Selbstverlöschende Formmassen und Formteile aus Polyamiden

Die Brennbarkeit von Polyamidformmassen kann bekanntlich, durch Zumischung von Gemischen aus Tribromphenol und modifizierter Tonerde vermindert werden. Tribromphenol verursacht jedoch empfindliche Hautreizungen, die auch austreten, wenn die damit flammfest gemachten Polyamidformmassen mit der Haut des menschlichen Körpers in Berührung kommen.

Weiter wird in den deutschen Offenlegungssshriften 1 934 und 1 937 534 vorgeschlagen, Polyamidformteile oder -fasern durch Zumischen von 0,3 bis 10 Gewichtsprozent Hexabrombenzol selbstverlöschend zu machen. Hexabrombenzol hat keine dermatologisch schädlichen sowie toxischen Wirkungen. Aufgrund seines hohen Schmelzpunktes von 315 C kann es nur als Feststoff in den verflüssigten Polyamidformmassen oder -spinnschmelzen verteilt werden. Hierbei

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ist jedoch die gleichmäßige Verteilung des Hexabrombenzols in der Schmelze nur schwierig zu erreichen.

Ferner ist aus der US-Patentschrift 2 2l6 835 bereits bekannt, polyamidhaltige Formmassen herzustellen, die als Weichmacher halogenierte aromatische Kohlenwasserstoffe, wie Tetra-, Penta-, Hexabrombenzol oder Penta- bzw. Hexachlordiphenyl, enthalten. Die für die Wirkung als Weichmacher erforderlichen Mengen an diesen halogenierten Kohlenwasserstoffen liegen dabei zwischen 25 und 50 Gewichtsprozent, bezogen auf den fertigen Kunststoff. Es wird in der genannten Patentschrift auch bereits mitgeteilt, daß diese Weichmacher der Polyamidmasse gleichzeitig selbstverlÖschende Eigenschaften verleihen. Umgekehrt ist jedoch die Nebenwirkung als Weichmacher solcher Flammsehutzkomponenten in vielen Fällen unerwünscht.

Daher wurde nach selbstverlöschenden Polyamidformmassen gesucht, die toxikologisch unbedenkliche Flammschutzkomponenten in Mengen enthalten, welche eine nur vernachlässigbar geringe Weichmacherwirkung hervorbringen, wobei der Schmelzpunkt dieser Flammschutzkomponenten unterhalb der Verarbeitungstemperatur der Polyamid-Formmassen liegt.

Es wurden selbstverlöschende Formmassen bzw. Formteile aus Polyamiden und flammhemmenden Komponenten gefunden. Kennzeichnend für die Formmassen und Formteile ist, daß sie als flammhemmende Komponente Verbindungen der allgemeinen Formeln:

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RRRR

RRR R

RR RR

oder R<O>~°"^<Q)^R' ■ RR R R

in denen wenigstens drei R Bromatome und die übrigen R Wasserstoffatome oder kurzkettige Alkylreste mit 1 bis 3 C-Atomen oder Fluoroder Chloratome sind,

deren Schmelzpunkte zwischen 150 und 300 ⁰C liegen., in Mengen von 0,5 bis 10,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2,0 bis 5,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen bzw. Formteile, enthalten.

Es kann auch vorteilhaft sein, wenn die Formmassen bzw. Formteile außer den vorgenannten Verbindungen noch 0,5 bis 6,0, vorzugsweise 1,0 bis 4,0 Gewichtsprozent - bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen bzw. Formteile - an Antimonverbindungen enthalten.

Als Flammschutzkomponente für die erfindungsgemäßen 'Polyamidformmassen können vorzugsweise Octabromdiphenyl und· Octabromdiphenylather verwendet werden. Die genannten Stoffe sind bereits bei Zusatzmengen von 0,5 bis 10,0

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-H-

Gewichtsprozent, vorzugsweise von 2,0 bis 5»0 Gewichtsprozent, als Flammschutzmittel wirksam. Zwar können die genannten Stoffe teilweise gleichzeitig als Weichmacher wirken, jedoch sind dazu wesentlich größere Zusatzmengen erforderlich als für die Flammschutzwirkung, so daß im Rahmen der beanspruchten Zusatzmengen ein merklicher Weichmachereffekt und eine Verschlechterung der Festigkeitseigenschaften der damit versetzten Polyamide nicht eintritt. Eine weitere Möglichkeit, eine weichmachende Nebenwirkung der Flammschutzkomponenten zu vermeiden, besteht in dem gleichzeitigen Zusatz von Antimonverbindungen, beispielsweise von Antimontrioxid oder Antimontrisulfid. Solche Antimonverbindungen, in Mengen von 0,5 bis 6,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 1,0 bis 4,0 Gewichtsprozent, zusammen mit den halogenierten aromatischen Verbindungen den Polyamidformmassen zugesetzt, verstärken synergistisch die Flammschutzwirkung der halogenierten Aromaten soweit, daß deren Menge auf die untere Grenze des Bereichs der beanspruchten Zusatzmenge reduziert werden kann.

Für die Einarbeitung der Flammschutzkomponente in die Polyamidformmasse ergeben sich verschiedene Möglichkeiten. So kann beispielsweise das bei Raumtemperatur in Pulverform vorliegende Polyamid mit dem bei dieser Temperatur ebenfalls pulverförmigen Flammschutzmittel gemischt werden. Anschließend werden zur Weiterverarbeitung beide Komponenten gemeinsam geschmolzen. Weiterhin können auch die Komponenten einzeln geschmolzen und dann die Schmelzen miteinander vermischt werden, wozu beispielsweise das geschmolzene Flammschutzmittel in einem Extruder dem geschmolzenen Polyamid zudosiert wird. Schließlich kann das geschmolzene Flammschutzmittel in einer Mischvorrichtung auf Polyamidpulver oder -granalien aufgesprüht werden.

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Eine besonders genaue Dosierung der Flammschutzkomponente läßt sich dadurch erreichen, daß zunächst nach einer der genannten Arbeitsweisen eine an Plammschutzmittel reichere Mischung hergestellt und dann diese, beispielsweise in Granulatform vorliegende, Stammischung der flammfest einzustellenden Pölyamid-Formmasse in entsprechender Menge zugesetzt wird. -

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung nachfolgend einige Beispiele:

Beispiel 1

100 Gewichtsteile Polycaprolactam in Form feiner Granalien werden mit 3 Gewichtsteilen Octabromdiphenyl und 2 Gewichtsteilen Antimontrioxid bei Raumtemperatur in einem Kneter vermischt und dieser anschließend auf eine Temperatur von 220 ⁰C aufgeheizt. Dabei bildet sich eine homogene Schmelze, die ausgetragen und zu Platten in einer Stärke von 4 mm verpreßt wird. Aus den abgekühlten Platten werden Prüfstäbe von 125 mm Länge und 15 mm Breite geschnitten und diese dem Brandtest nach ASTM D 635 ~ 68 unterworfen. Dabei erweisen sich alle Proben als nicht brennbar nach diesem Test.

Beispiel 2

100 Gewichtsteile Polyamid 12 in Pulverform werden mit 4 Gewichtsteilen Octabromdiphenyläther und 1 Gewichtsteil Antimontrioxid bei Raumtemperatur vermischt'. Diese Mischung wird anschließend in einer Spritzgußmaschine zu Formkörpern verspritzt, aus denen Prüfstäbe für-den Brandtest nach ASTM D 635 -■ 68 geschnitten werden. Bei dem Test erweisen sich alle Proben als nicht brennbar nach diesem Test.

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Beispiel 3

100 Gewichtsteile Polyamid 11 in Pulverform werden mit 3 Gewichtsteilen Octabromdiphenyläther und 2 Gewichtsteilen Antimontrioxid vermischt. Die Mischung wird mittels eines Extruders zu einem Strang von 15 x Ί mm Stärke verarbeitet, der in Stücke von 125 mm Länge für den Brandtest nach ASTM D 635 - 68 zerschnitten wird. Bei dem Test erweisen sich alle Proben als nicht brennbar nach diesem Test.

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Claims

Paten ta ns ρ r ü c h e

1. Selbstverlöschende Formmassen bzw. Form-■ teile aus Polyamiden, und flammhemmenden Komponenten, dadurch gekennzeichnet, daß sie als flammhemmende Komponente Verbindungen der allgemeinen Formeln:

RRRR

RR R. R RR RR

oder R<( ))-0-<( ))R

RR RR

in denen wenigstens drei R Bromatome und die übrigen R Wasserstoffatome oder kurzkettige Alkylreste mit 1 bis 3 C-Atomen oder Fluor- oder Chloratome sind,

deren Schmelzpunkte zwischen 150 und 30O⁰C liegen, in Mengen von 0,5 bis 10,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2,0 bis 5>0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen bzw. Formteile, enthalten.

-2-

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2. Selbstverlöschende Formmassen bzw. Formteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich 0,5 bis
6,0 Gewichtsprozent, vorzugsweise 1,0
bis 4,0 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmassen vbzwi Formteile, an Antimonverbindungen enthalten.

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