DE2324427A1

DE2324427A1 - Polycarbonatmassen

Info

Publication number: DE2324427A1
Application number: DE19732324427
Authority: DE
Inventors: Josef Dr Merten; Guenter Dr Peilstoecker; Paul Dr Schiller
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-05-15
Filing date: 1973-05-15
Publication date: 1974-12-05
Also published as: CA1045808A; BE812887A; FR2229729A1; JPS554145B2; FR2229729B1; JPS503459A; IT1003921B; NL7404157A; GB1430034A; DE2324427B2; DE2324427C3

Description

Polycarbonatmassen

Die Erfindung betrifft Massen, die hochmolekulare aromatische Polycarbonate auf Basis von aromatischen Bishydroxy-Verbindungen, insbesondere von Dihydroxydiaryl-Verbindungen, bestimmte Quarzmehle und gegebenenfalls zusätzlich hydrophobe, gegenüber den hochmolekularen aromatischen Polycarbonaten inerte Pigmente enthalten.

Diese Massen sind infolge Ihrer Kriechstromfestigkeit sowie den sonstigen guten physikalischen Eigenschaften für verschiedenste Anwendungszwecke, insbesondere jedoch für die Herstellung von elektrisch isolierenden Bauteilen für elektrotechnische Zwecke geeignet.

Der Kriechstromfestigkeit von Chemiewerkstoffen wird inner mehr Aufmerksamkeit und Beachtung geschenkt. Eine genügende Kriechstromfestigkeit wird von solchen Kunststoffen gefordert, die spannungsführende Teile tragen bzw. mit ihnen in Verbindung stehen. Da die Oberfläche eines Kunststoffes mit Feuchtigkeit und Staub in Berührung kommen kann, können sich u.U. auf ihr Kriechspuren und als weitere Folge Kriechwege bilden und Kriechströme fließen, die schließlich bei nicht genügend kriechstromsicheren Materialien zum Durch-

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schlag und ggf. zum Entstehen eines Brandes führen können. Werkstoffe mit geringer oder nicht genügender Kriechstromfestigkeit sollten deshalb für diese Einsatzgebiete ausreichend kriechstromsicher ausgerüstet werden.

Bekannt ist, daß die Kriechstromfestigkeit von Chemiewerkstoffen, die überwiegend oder ausschließlich aus aromatischen Polymeren, wie Polystyrolen oder aromatische Polysulfonen bestehen, nicht befriedigend ist. Zwar haben hochmolekulare aromatische Polycarbonate auf Basis von Dihydroxydiaryl-Verbindungen, insbesondere solche auf Basis von Bis-2-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), eine Kriechstromfestigkeit (gemessen nach demz.Z. noch üblichen KB-Verfahren mit Prüf-s lösung F, das heißt mit 0,1 #iger wäßriger NH.Cl-Lösung, nach VDE 0303, Teil 1, vom 9.64) von ca. 300 + 20, die Kriechstromfestigkeit von glasfaserverstärkten hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten liegt jedoch mit 180 + 20 deutlich niedriger.

Es wurde nun gefunden, daß die Kriechstromfestigkeit von Massen auf Basis von hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten gegenüber der Kriechstromfestigkeit von gläsfaserverstärkten Polycarbonaten durch den Zusatz von bestimmten Quarzmehlen und gegebenenfalls zusätzlich von hydrophoben, gegenüber hochmolekularen aromatischen Polycarbonaten auf Basis von Dihydroxydiaryl-Verbindungen inerten Pigmenten verbessert wird, und daß außerdem dadurch die sonstigen guten Eigenschaften von glasfaserverstärkten PoIycarbonatformmassen nahezu erreicht werden.

Gegenstand der Erfindung sind somit Massen, die hochmolekulare, aromatische Polycarbonate auf Basis von aromatischen Bishydroxyverbindungen, insbesondere von Dihydroxydiaryl-Verbindungen, enthalten, und die dadurch gekennzeichnet sind, daß

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sie einen Gehalt an feinteiligem Cristobalit von etwa 10 - 60, bevorzugt von etwa 20 - 40 Gewichtsprozent, und gegebenenfalls zusätzlich an hydrophoben inerten Pigmenten, wie TiOp oder Or₂O,, von etwa 2 - 20, bevorzugt von etwa 5-10 Gewichtsprozent haben, wobei die Gewichtsprozente jeweils auf hochmolekulares Polycarbonat bezogen sind.

Als geeignete, hochmolekulare Polycarbonate kommen die durch Umsetzung von aromatischen BiBhydroxyverbindungen, besonders von Dihydroxydiarylalkanen,mit Phosgen oder Diestern der Kohlensäure erhältlichen Polykondensate in Betracht, wobei neben den unsubstituierten Dihydroxydiarylalkanen auch solche geeignet sind, deren Arylreste in o- und/oder m-Stellung zur Hydroxylgruppe Methylgruppen oder Halogenatome tragen. Ebenso sind verzweigte Polycarbonate geeignet.

Die Polycarbonate haben mittlere Molekulargewichte zwischen 10 000 und 100 000, vorzugsweise zwischen 20 000 und 40 000.

Geeignete aromatische Bishydroxyverbindungen sind z.B. Hydrochinon, Resorcin, 4.4'-Dihydroxydiphenyl, Bis-(hydroxy-phenyl)-alkane wie beispielsweise Cj-Cg-Alkylen- bzw. C₂-Cg-Alkylidenbisphenole, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane wie beispielsweise Cc-C-jc-Cycloalkylen- bzw. Cc-Cjc-Cycloalkylidenbisphenole, Bis-(hydroxy-phenyl)-sulfide,-äther, -ketone, -sulfoxide oder -sulfone. Ferner jl^ '-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzol sowie die entsprechenden kernalkylierten bzw. kernhalogenierten Verbindungen. Bevorzugt sind Polycarbonate auf Basis Bis-(4-hydroxy-phenyl)-propan-2.2 (Bisphenol A), Bis-(4-hydroxy-3.5-dichlor-phenyl)-propan-2„2 (Tetrachlorbisphenyl A), Bis-(4-hydroxy-3.5-dibrom-phenyl)-propan-2.2 (Tetrabrombisphenol A), Bis-(4-hydroxy-3.5-dimethyl-phenyl)-propan-2.2 (TetramethyIbisphenol A), Bis-(4-hydroxy-phenyl)-

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cyclohexan-l.l (Bisphenol Z) sowie auf Basis von Dreikernbisphenolen wie ^,(K^l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol.

Weitere für die Herstellung von Polycarbonat geeignete aromatische Bishydroxyverbindungen sind in den US-Patenten 3 028 365, 2 999 835, 3 148 172, 3 271 368, 2 970 137, 2 991 273, 3 271 367, 3 280 078, 3 014 891, 2 999 846 beschrieben.

Unter feinteiligem Cristobalit im Sinne der Erfindung werden solche Quarzmehle verstanden, deren Alkali- oder Erdalkalioxidgehalt nicht größer als 1 Gew.-96 ist, die außerdem mit Hilfe eines sogenannten Sinterungsverfahrens gewonnen wurden und deren Korngröße zwischen 0 und 100 /um, vorzugsweise zwischen 0 und 10/um liegt. Als Sinterungsverfahren eignen sich Verfahren, nach denen Quarzmaterialien mehrere Stunden auf etwa 1400⁰C bis 16OO°C erhitzt, abgekühlt und zerkleinert werden (vgl. FR-PS 1 288 904). (Geeignet sind z.B. die Grenette Farsil-Typen 44 und 28 der Fa. S.A.N.S.O.N., Cayeux-sur-Mer/ Frankreich). Eine geringe Korngröße ist u.a. auch deshalb erforderlich, damit bei der Härte des Quarzmehles die Schnecken des Extruders oder der Spritzgießmaschine nicht geschädigt werden. Nicht geeignet sind beispielsweise Quarzmehle, die nach der Vermahlung 2 Stunden bei 1000⁰C geglüht wurden.

Als Pigmente eignen sich solche, die hydrophob und gegenüber hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten inert sind, beispielsweise TiOp oder Cr₂O^ in Form von Pulver.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Massen auf Basis hochmolekularer aromatischer Polycarbonate kann in an sich bekannter Weise erfolgen, z.B. durch die beiden folgenden Verfahren :

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1.) Man trägt das Quarzmehl und gegebenenfalls das Pigment, gegebenenfalls als Masterbatch, in die Polycarbonatschmelze ein, mischt und extrudiert oder verspritzt beispielsweise das Gemisch nach bekannten Verfahren.

2.) Man trägt das Quarzmehl und gegebenenfalls das Pigment in die Polycarbonatlosung ein, dampft das Lösungsmittel wie üblich ab und trocknet den Rückstand.

Die erfindungsgemäßen Massen finden Verwendung auf dem Elektrosektor, besonders zur Herstellung von solchen Artikeln, die spannungsführende Teile tragen bzw. mit spannungsführenden Teilen in Berührung kommen.

Die folgenden Beispiele sollen die gute Kriechstromfestigkeit und das gute physikalisch-technologische Eigenschaftsbild der erfindungsgemäßen Massen belegen und gleichzeitig zeigen, daß andere Quarzmehle in dieser Hinsicht weniger gut geeignet sind.

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Beispiel 1; ^_%

Einem hochmolekularen Polycarbonat auf Basis -von Bisphenol A, hergestellt nach dem Verfahren der Phasengrenzflächenkondensation, mit einer rel. Lösungsviskosität von 1,320, werden in der Schmelze mit Hilfe eines Doppelwellenextruders 40 Gew.-% Quarzmehl zugesetzt. Die erhaltenen Polycarbonatborsten werden über eine wasser- und luftgekühlte Wanne abgezogen und sofort granuliert.

Beispiel 2:

Nach dem unter Beispiel 1 beschriebenen Verfahren werden dem Polycarbonat eine Mischung aus 20 Gew.-^ Quarzmehl und 10 Gew.-?6 Pigment zugesetzt.

Einige ausgewählte Werte der physikalisch-technologischen Eigenschaften in Abhängigkeit von dem verwendeten Quarzmehltyp und gegebenenfalls Pigmentzusatz sind in der folgenden Tabelle erfaßt:

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er oc j> co

O CO ■Ρ» CO

(C

VO

	Maßeinheit	Prüfvorschrift	Prüfkörper	40 Gew.-Ji Parsil 44	- Z u	sätze-
Prüfungen	; kp/cm	DIN 53 452	Normklein stab	1100	40 Gew»-r# Sikron^' 100	20 Gew.-# Parsil 44 10 Gew.-# Titan dioxid
Biegefestigkeii	; kpcm/cm	DIN 53 453	Il	70	1100	1100
Schlagzähigkeit	⁰C ^lme	DIN 53 460/A	π	157	25	60
Formbeständig keit in der wd nach Vicat (ge messen in öl;	kp/cm	DIN 53 455	Schulter stab Nr. 3	600	157	157
Streckspannung	kp/cm	DIN 53 455	Il	550	600	600
Reißfestigkeit	%	DIN 53 455	Il	10-20	550	550
Reißdehnung	kp/cm	DIN 53 455	Il	40 000	5-10	5-10
Elastizitäts modul	-	UL, Subj. 94.	I,6xl2,7x 127 mm	SE II	40 000	35 000
UL-Test		VDE 0303, Teil 1/9.64	120x15x4 τητη	260+20	SE II	SE II
Kriechstrom festigkeit naci KB_p				240+20	260+20

Sikron ^ν ' 100: Quarzmehl, Handelsprodukt der Quarzwerke GmbH, Köln

ro

CO —3

Claims

Patentansprüche;

1. Massen, die hochmolekulare, aromatische Polycarbonate enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt an feinteiligem Gristobalit in Mengen von 5 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat, haben.

2. Massen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt von 20 Gewichtsprozent bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat, haben.

3. Massen gemäß Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich hydrophobe, gegenüber hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten inerte Pigmente in Mengen von 2 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat, enthalten.

4. Massen gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie die hydrophoben, inerten Pigmente in Mengen von 5 Gewichtsprozent bis 10 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat, enthalten.

5. Polycarbonatmassen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment Titandioxid ist.

6. Polycarbonatmassen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Pigment Chromtrioxid ist.

7. Verwendung der Massen gemäß Ansprüche 1 bis 6 zur Herstellung von elektrisch isolierenden Bauteilen für elektrotechnische Zwecke.

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