DE2324427C3

DE2324427C3 - Polycarbonatmassen

Info

Publication number: DE2324427C3
Application number: DE19732324427
Authority: DE
Inventors: Günter Dr. Peilstöcker
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1973-05-15
Filing date: 1973-05-15
Publication date: 1982-01-14
Also published as: DE2324427B2; GB1430034A; JPS554145B2; FR2229729A1; DE2324427A1; BE812887A; FR2229729B1; JPS503459A; CA1045808A; IT1003921B; NL7404157A

Description

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 so Pigmente enthalten.

Diese Massen sind infolge ihrer Kriechstrornfestigkeit sowie der sonstigen guten physikalischen Eigenschaften für verschiedenste Anwendungszwecke, insbesondere jedoch für die Herstellung von elektrisch )5 isolierenden Bauteilen für elektrotechnische Zwecke geeignet.

Der Kriechstromfestigkeit von Chemiewerkstoffen wird immer mehr Aufmerksamkeit und Beachtung geschenkt. Eine genügende Kriechstromfestigksit 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 Durchschlag und ggf. zum Entstehen eines Brandes führen können. Werkstoffe mit geringer oder nicht genügender Kriechitromfestigkeit 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, insbesondere solche auf Basis von 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), eine Kriechstromfestig- keit (gemessen nach dem z. Z. noch üblichen KB-Verfahren mit Prüflösung F, das heißt mit 0,l%iger wäßriger NmCl-Lösung, nach VDE 0303, Teil 1, vom 9.64) von ca. 300±20, die Kriechstromfesiigkeit von glasfaserverstärkten hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten liegt jedoch mit 180 ±20 deutlich niedriger.

Es wurde nun gefunden, daß die Kriechstromfestig

keit 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 Dihydroxydiaryl-Verbindungen inerten Pigmenten verbessert wüd, und daß außerdem dadurch die sonstigen guten Eigenschaften von glasfaserverstärkten Polycarbonatformmassen nahezu erreicht werden.

Gegenstand der Erfindung sind somit Massen, die hochmolekulare, aromatische Polycarbonate auä Basis von aromatischen Bis-hydroxyverbindungen, insbesondere von Dihydroxydiaryl-Verbindungen, enthalten, und die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie einen Gehalt an feinteiligem Cristobalit von etwa 10—60, bevorzugt von etwa 20-40 Gewichtsprozent, und gegebenenfalls zusätzlich an hydrophoben inerten Pigmenten, wie TiO2 oder Ct^Oj, 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 Diestem 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 Methylreste 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'-Dihydroxybiphenyl, Bis-(hydroxy-phenyl)-alkane wie beispielsweise Ci -C₈-Alkylen- bzw. Cz-Cg-Alkylidenbisphenole, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane wie beispielsweise Cs-Cis-Cycloalkylen- bzw. Cs-Cis-Cycloalkylidenbisphenole, Bis-(hydroxy-phenyl)-sulfide, -äther, -ketone, -sulfoxide oder -sulfone. Ferner £XA-Bis-(hydroxypheny!)-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 (Tetrachlorbisphenol A),

Bis-(4-hydroxy-3,5-dibrom-phenyl)-propan-2,2 (Tetrabrombisphenol A),

Bis-(4-hydroxy-3,5-dimethyl-phenyl)-propan-2,2 (Tetramethylbisphenol A),

Bis-(4-hydroxy-phenyl)-cyclohexan-1,1

(Bisphenol Z)

sowie auf Basis von Dreikernbisphenolen wie α,α'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol.

Weitere für die Herstellung von Polycarbonat 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, 30 14 891, 29 99 846 beschrieben.

Unter feinteiligem 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 um, vorzugsweise zwischen 0 und ΙΟμίη liegt Als Sinterungsverfahren eignen sich Verfahren, nach denen Quarzmaterialien mehrere Stunden auf etwa 1400⁰C bis 1600⁰C erhitzt, abgekühlt und zerkleinert werden (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 geringe Korngröße ist u.a. auch deshalb erforderlich, damit bei der Härte des Quarzmehles die Schnecken des Extruders oder der Spritzgießmaschine nicht geschädigt ι ο 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 TiO₂ oder Cr₂O₃ 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 2^r> 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 jo 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.

Beispiel 1

Einem hochmolekularen Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A, hergestellt nach dem Verfahren der Phasengrenzflächenkondensation, mit einer relativen Lösungsviskosität von 1320, 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 10Gew.-% Pigment zugesetzt.

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

Prüfungen	Maßeinheit	Prüfvorschrift	Prüfkörper	Zusätze	40 Gew.-%	20 Gew.-%
				40 Gew.-%	Sikron" 100	Farsil 44,
				*Farsil 44**		10Gew.-%
						Titandioxid
					1100	1100
Biegefestigkeit	kp/cm²	DlN 53 452	Normkleinstab	1100	25	00
Schlagzähigkeit	kpcm/cm²	DlN 53 453	Normkleinstab	70	157	157
Formbeständigkeit m	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	SE II	SE Il
UL-Test	-	UL, Subj. 94	1,6 x 12,7 x 127 mm	SEII	240 ± 20	260 ± 20
Kriechstromfestigkeit	-	VDE 0303,	120X 15 x 4 mm	260 ± 20
nach KB,.		Teil 1/9.64
*Sikron 100: Quarzmehl,**	llandclsprodukt	der Quarzwerke	GmbH, Köln.

Claims

Patentansprüche:

1. Kriechstromfeste thermoplastische Formmassen, die hochmolekulare, aromatische Poly- carbonate sowie ggf. hydrophobe, gegenüber hochmolekularen, aromatischen Polycarbonaten inerte Pigmente in Mengen von 2 Gewichtsprozent bis 20 Gewichtsprozent, bezogen auf Polycarbonat, enthalten, gekennzeichnet durch einen Gehalt an feinteiligem Cristobaüt in Mengen von 5 Gewichtsprozent bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf PolycarbonaL

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

3. Verwendung der Massen gemäß Anspruch 1 oder 2 zum Herstellen von elektrisch isolierenden Bauteilen für elektrotechnische Zwecke