DE2324427B2 - Polycarbonatmassen - Google Patents
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Description
t 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
f. Pigmente enthalten.
Diese Massen sind infolge ihrer Kriechstromfestigkeit sowie der sonstigen guten physikalischen Eigenschaften
für verschiedenste Anwendungszwecke, insbesondere jedoch für die Herstellung von elektrisch
isolierenden Bauteilen für elektrotechnische Zwecke
[-. 'geeignet
ί Der Kriechstromfestigkeit von Chemiewerkstoffen
v/ird immer mehr Aufmerksamkeit und Beachtung geschenkt. Eine genügende Kriechstromfestigkeit wird
von solchen Kunststoffen gefordert, die spannungsfüh-
'"' rende 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 Durchschlag
und ggf. zum Entstehen eines Brandes f jhren 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 aromatischen Polysulfonen bestehen, nicht befriedigend
ist. Zwar haben hochmolekulare aromatische Polycarbonate auf Basis von Dihydroxydiaryl- Verbindungen,
iiiui/v^iiuv· n- ruivuv teUi uUa» »Uli jif^'LHa'yr*lty\Il \Jjij~
phenyl)-propan (Bisphenol A), eine Kriechstromfestigkeit (gemessen nach dem z. Z. noch üblichen KB-Verfahren
mit Prüflösung F, das heißt mit Ol°/oiger wäßriger NH4CI-LoSIiJIg, 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 Kriechstromfestigkeii von Massen auf Basis von hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten gegenüber der Kriechstromfestigkeit von glasfaserverstärkten Polycarbonaten durch den Zusatz von bestimmten Quarzmehlen und gegebenenfalls zusätzlich von hydrophoben, gegenüber hochmolekularen aromatischen Polycarbonaten auf Basis von Dihydroxydiaryi-Verbindungen inerten Pigmenten verbessert wird, und daß außerdem dadurch die sonstigen guten Eigenschaften von glasfaserverstärkten Polycarbonatformmassen nahezu erreicht werden.
Es wurde nun gefunden, daß die Kriechstromfestigkeii von Massen auf Basis von hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten gegenüber der Kriechstromfestigkeit von glasfaserverstärkten Polycarbonaten durch den Zusatz von bestimmten Quarzmehlen und gegebenenfalls zusätzlich von hydrophoben, gegenüber hochmolekularen aromatischen Polycarbonaten auf Basis von Dihydroxydiaryi-Verbindungen inerten Pigmenten verbessert wird, und daß außerdem dadurch die sonstigen guten Eigenschaften von glasfaserverstärkten Polycarbonatformmassen nahezu erreicht werden.
Gegenstand der Erfindung sind somit Massen, die hochmolekulare, aromatische Polycarbonate auf Basis
von aromatischen Bis-hydroxyverbindungen, insbesondere von Dihydroxydiaryl-Verbindungen, enthalten, und
die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie einen Gehalt an feinteiügem Cristobalit von etwa 10-60, bevorzug!
von etwa 20-40 Gewichtsprozent, und gegebenenfalls zusätzlich an hydrophoben inerten Pigmenten, wie T1O2
oder C^O* 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 Bishydroxyverbindungen,
besonders von Dihydroxydiarylalkanen, mit Phosgen oder Diestern der Kohlensäure
erhältlichen Polykondensate in Betracht, wobei neben den unsubslituierten Dihydroxydiarylalkanen auch solche
geeignet sind, deren Arylreste in o- und/oder m-Stellung zur Hydroxylgruppe Methylreste oder
Halogenatome tragen. Ebenso sind verzweigte Polycarbonate geeignet.
Die Polycarbonate haben mittlere Molekulargewichte zwischen 10000 und 100000, vorzugsweise zwischen
20 000 und 40 000.
Geeignete aromatische Bishydroxyverbindungen sind z.B. Hydrochinon, Resorcin, 4,4'-DihydroxybiphenyI,
Bis-(hydrcxy-phenyl)-alkane wie beispielsweise Q — Cs-Alkylen-
bzw. Cz-Cs-Alkylidenbisphenole, Bia-ihyd^oxyphenyl)-cycloalkane
wie beispielsweise C5 — Qs-Cycloalkylen- bzw. C5—Cts-Cycloalkylidenbisphenole, Bis-(hydroxy-phenyl)-sulfide,
-äther, -ketone, -sulfoxide oder -sulfone. Ferner «,«-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzol
sowie die entsprechenden kernalkylierten bzw. kernhalogenierten Verbindungen. Bevorzugt sind Polycarbonate
auf Basis
Bis-(4-hydroxy-phenyl)-propan-2,2
(Bisphenol A),
(Bisphenol A),
Bis-(4-hydroxy-3^-dichlor-phenyl)-propan-2,2
(Tetrachlorbisphenol A),
(Tetrachlorbisphenol A),
Bis-(4-hydroxy-3,5-dibrom-phenyl)-propan-2,2
(Tetrabrombisphenol A),
(Tetrabrombisphenol A),
Bis-(4-hydroxy-3,5-dimethyl-phenyI)-propan-2,2
(Tetramethylbisphenol A),
(Tetramethylbisphenol A),
Bis-(4-hydroxy-phenyl)-cyclohexan-l,1
(Bisphenol Z)
sowie auf Basis von Dreikernbisphenolen wie «,a'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisüpropyibenzoL
Weitere für die Herstellung von Po'ycarbonat geeignete aromatische Bishydroxyverbindungen sind in
den US-Patenten 30 28 365, 29 99 835, 3148 172,
32 71368, 29 70137, 29 91273, 32 71367. 32 80 078,
3014 891,29 99 846 beschrieben.
Unter feinieiligem Cristobalit im Sinne der Erfindung
werden solche Quarzmehle verstanden, deren Alkalioder Erdalkalioxidgehalt nicht größer als 1 Gew.-% ist,
die außerdem mit Hilfe eines sogenannten Sinterungsverfahrens gewonnen wurden und deren Korngröße
zwischen O und 100 μπι. vorzugsweise zwischen 0 und
ΙΟμηι liegt Als Sintern- gsverfahren eignen sich
Verfahren, nach denen Quarzmaterialien mehrere Stunden auf etwa 140O0C bis 16000C erhitzt, abgekühlt
und zerkleinert worden (vgl. FR-PS 12 88 904). (Geeignet sind z. B. die Grenette Farsil Typen 44 und 28 der Fa.
S. A. N. S. O. N., Cayeux-sur-Mer/Frankreich.) Eine ge
ringe Korngröße ist u. a. auch deshalb erforderlich, damit bei der Härte des Quarzmehles die Schnecken des
Extruders oder der Spritzgießmaschine nicht geschädigt w werden. Nicht geeignet sind beispielsweise Quarzmehl,
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 TiCh oder CnO3 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:
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 Polycarbonatlösung 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
korrmen.
Die folgenden Beispiele soller: 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.
Einem hochmolekularen Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A, hergestellt nach dem Verfahren der
Phasengrenzflächenkondensation, mit einer relativen Lösungsviskosität von 1,320, werden in der Schmelze
mit Hilfe eines Doppelwellenextruders 40 Gew.-°/o Quarzmehl zugesetzt. Die erhaltenen Polycarbonatborsten
werden über eine wasssr- und luftgekühlte Wanne
abgezogen und sofort granuliert.
Beispiel 2 ]| :
Nach dem unter Beispiel 1 beschriebenenjjyerfahren
werden dem Polycarbonat eine Mischung aus 20 Gew.-Vo Quarzmehl und JOGew.-°/o Pigrnenßzugesetzt
Einige ausgewählte Werte der physikäiisctfftechnologischen
Eigenschaften in Abhängigkeit jyon dem verwendeten Quärzmehltyp und gegebenenfalls Pigmentzusatz
sind in der folgenden Tabelle erfaßt:
Prüfungen | Maßeinheit | Prüfvorschrift | Prüfkörper | Zusätze | 40 Gew.-% | 20 Gew.-% |
40Gew.-% | Sikron® 100 | Farsil 44, | ||||
Farsil® 44 | 10Gew.-% | |||||
Titandioxid | ||||||
1100 | 1100 | |||||
Biegefestigkeit | kp/cm2 | DIN 53 452 | Normkleinstab | 1100 | 25 | (Ai |
Schlagzähigkeit | kpcm/cm2 | DIN 53 453 | Normkleinstab | 70 | 157 | 157 |
Formbeständigkeit in | C | DIN 53 460/A | Normkleinstab | 157 | ||
der Wärme nach Vicat | ||||||
(gemessen in Öl) | 600 | 600 | ||||
Streckspannung | kp/cm2 | DIN 53 455 | Schulterstab Nr. 3 | 600 | 550 | 550 |
Reißfestigkeit | kp/cm2 | DIN 53 455 | Schulterstab Nr. 3 | 550 | 5-10 | 5-10 |
Reißdehnung | % | DIN 53 455 | Schulterstab Nr. 3 | 10-20 | 40 000 | 35 000 |
Elastizitätsmodul | kp/cm2 | DIN 53 455 | Schulterstab Nr. 3 | 40 000 | SEII | SEII |
UL-Test | - | UL, Subj. 94 | 1,6 X 12,7 X 127 mm | SEII | 240 ±20 | 260 ±20 |
Kriechstromfestigkeit | — | VDE 0303, | 120 X 15 X 4 mm | 260 + 20 | ||
nach KBp | Teil 1/9.64 | |||||
Sikron® 100: Quarzmehl, | Handelsprodukt der Quarzwerke | GmbH, Köln. | ||||
Claims (3)
1. Kriechstromfeste thermoplastische Formmassen, die hochmolekulare, aromatische Polycarbonate
sowie ggf. hydrophobe, gegenüber hochmolekularen, arom .tischen Polycarbonaten inerte
Pigmente in Mengen von 2 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat,
enthalten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an feinteiligem Cristobalit in Mengen von
5 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat.
2. Massen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Gehalt von 20 Gewichtsprozent
bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat, haben.
3. Verwendung der Massen gemäß Anspruch 1 oder 2 zum Herstellen von elektrisch isolierenden
Bau teilen für elektrotechnische Zwecke.
Priority Applications (8)
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