DE2438102A1

DE2438102A1 - Flammwidrige formmassen auf basis linearer polyester

Info

Publication number: DE2438102A1
Application number: DE2438102A
Authority: DE
Inventors: Hans Dipl Chem Dr Pirzer; Karl Dipl Chem Dr Schlichting; Wolfgang Dipl Chem Dr Seydl; Rolf Dipl Chem Dr Wurmb
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1974-08-08
Filing date: 1974-08-08
Publication date: 1976-02-19
Also published as: BE832202A; NL7509435A; FR2281400A1; FR2281400B3; GB1507556A; IT1041143B; JPS5145158A

Description

Unser Zeichen: O. Z. j50 727 Ka/Be 6700 Ludwigshafen, 7.8.1974

Schnell kristallisierende Polyester, die sich leicht im Spritzgußverfahren verarbeiten lassen,sind u.a. durch die Patentanmeldung DT-OS 1 900 270 bekannt geworden. Dabei kommen insbesondere solche Polyester in Betracht, die zusätzlich noch verstärkend wirkende Füllstoffe enthalten, wobei darunter besonders Glasfasern verstanden werden. Als Polyester wird bevorzugt der aus Terephthalsäure und Butandiol-1,4 aufgebaute eingesetzt.

Auch flammwidrig eingestellte glasfaserverstärkte Polyesterformmassen, die sich im Spritzguß verarbeiten lassen, sind bekannt; dabei werden bevorzugt aromatische oder aliphatische Halogenverbindungen als Flammschutzmittel eingesetzt, zusammen mit Oxiden von Metallen der Gruppe V des Periodensystems, wobei besonders Antimonoxid bevorzugt wird.

Der mit diesen Flammschutzmitteln bei glasfaserverstärkten Polyestern erzielbare Effekt ist allerdings in mancher Hinsicht unbefriedigend; insbesondere braucht man, um in dem Brandtest nach der Spezifikation 94 von Underwriter Laboratories (UL-94) nicht brennend abtropfende Einstellungen zu erhalten, so hohe Konzentrationen an Flammschutzmitteln, daß das mechanische Niveau, insbesondere der Zähigkeit, derartiger Einstellungen völlig unbefriedigend wird und außerdem bestimmte Additive wie Asbest. So benötigt man z.B. bei 20 Gew.% Glasfasern mindestens 12 Gew.% eines halogenhaltigen Flammschutzmittels, wie ein bromiertes Biphenyl mit einem Bromgehalt von ca. 80 %, und mindestens 8 Gew.% Antimontrioxid, um nicht tropfende Produkte zu erhalten.

Es stellte sich daher die Aufgabe, nicht tropfende flammwidrige thermoplastische Polyesterformmassen ohne die geschilderten nachteiligen Folgen für die mechanischen Eigenschaften zu schaffen.

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Es wurde gefunden, daß diese Aufgabe durch die thermoplastischen Formmassen gemäß der Erfindung gelöst werden kann,,

Gegenstand der Erfindung sind Flammschutzmittel enthaltende gefüllte Formmassen auf der Basis von linearen thermoplastischen Polyestern, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie als Füllstoffe Glaskugeln mit einem mittleren Durchmesser kleiner als 100/um in Mengen von 10 bis DO Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse* enthalten«,

Überraschend hat sich gezeigt, daß man bei derartigen Formmassen mit einem deutlich geringeren Zusatz an Flammschutzmitteln nicht tropfende Produkte erzielt.

So erhält man bereits bei Zugabe von 6 Gew_e^ des oben erwähnten bromierten Biphenyls und 4 Gew„%' SbgO,, und einem Glaskugelgehalt von 20 Gew_e$ nach dem UL-94-Test selbstverlöschende* nicht tropfende Einstellungen» Durch diesen geringen Gehalt an Flammschutzmitteln bleibt das mechanische Niveau der verstärkten, flammwidrigen Polyester weitgehend erhalten»

Als Flammschutzmittel kommen alle für lineare Polyester geeigneten Systeme infrage, vornehmlich solche, die aus einer thermisch genügend stabilen, aliphatischen oder aromatischen Halogenverbindung und aus Metalloxiden der Gruppe V des Perioden Systems bestehen» Dabei seien besonders die chlorierten oder bromierten aromatischen Verbindungen, insbesondere solche mit mindestens 2 Benzolkernen wie z,B_o Octabrombiphenyl, Decabrombiphenylather, oder die bekannten Dien-Additionsprodukte des Hexachlorcyclopentadien an z.B. Furan oder Cyclooctadien erwähnt .

Der Halogengehalt dieser Verbindungen soll möglichst über 50 % betragen.

Als Metallverbindung kommt insbesondere das Antimonoxid infrage„ Auch roter Phosphor kann als Flammschutzmittel eingesetzt werden, sowie organische Derivate der phosphorigen Säure oder der Phosphorsäure sowie Verbindungen mit Phosphor-Stickstoff-Bindungen,

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Die im Rahmen der Erfindung einzusetzenden Polyester sind vorwiegend Polypropylen- oder Polybutylenterephthalate, die z.B. nach den in der US PS 2 465 319 offenbarten Vorschriften hergestellt werden können. Dabei können aber beispielsweise bis zu 15 Molprozent der Terephthalsäure durch andere Dicarbonsäuren wie Isophthalsäure, Naphthalindicarbonsaure, Adipinsäure oder Sebacinsäure ersetzt werden und bis zu 15 Molprozent der Diolkomponente durch andere Diole wie Äthylenglykol, Hexandiol-1,4, Neopentylglykol u.a. Die Polyester sollen K-Werte (gemessen nach H. Pikentscher, Cellulosechemie 13 (1932)., Seite 58 ^ bei 25° bei einer Konzentration von 0,5 g in 100 ml einer Mischung aus Phenol und o-Dichlorbenzol) zwischen 45 und 80, bevorzugt zwischen 58 und 75 haben» Als Glaskugeln werden feinteilige, hohle oder massive Glaskugeln mit einem Durchmesser von kleiner als 100 /um, bevorzugt kleiner als 50 /um in Konzentrationen von 10 bis 60 Gew„$, bevorzugt 15 bis 50 Gew.$ eingesetzt« Sie werden zweckmäßigerweise mit einem Haftvermittler auf Organosilanbasls mit hydrolysierbaren SHanoigruppen versehen. Besonders geeignet sind dabei Organosilane, wie sie in der .DOS 2 206 beschrieben sind.

Zusätzlich zu den Glaskugeln können noch feinteilige mineralische Füllstoffe eingesetzt werden. Hierfür kommen feinteilige, bevorzugt silikatische Mineralien mit einer Korngröße unter 40/um wie z.B. Kaolin, calcinierter Kaolin, Talkum infrage; diese Füllstoffe werden ebenfalls zweckmäßigerweise vor dem Einarbeiten mit Haftvermittlern versehen. Die Einarbeitung der Glaskugeln und Flammschutzmittel kann auf allen geeigneten Misch- und Knetaggregaten erfolgen, wobei auch andere Additive wie Farbstoffe, Stabilisatoren u,a. mit eingearbeitet werden.

Die Prüfung der Mischungen erfolgt an senkrecht aufgehängten gespritzten Stäben mit den Maßen 127 χ 12,7 χ 1,6 mm. Nach der Beflammung mit einer Bunsenflamme wird die Brennzeit bestimmt sowie festgestellt, ob brennende Teile des Prüfkörpers abtropfen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen.

^!B ft 3 8 ö 8 / 0 '9 8 7

■· if - 0.Z. 50 727

Beispiel

Polybutylenterephthalat mit einem K-Wert von ca. 68 wird auf einem Einwellenextruder bei einer Massetemperatur von 245°C mit den Füllstoffen und Flammschutzmitteln aufgeschmolzen und vermischt; die Mischung wird durch eine Düse ausgepreßt, als Strang abgezogen und granulierte Aus dem Granulat werden Prüfkörper der Abmessung 12,7 x 12,7 x 1*6 raro gespritzt und in Anlehnung an die UL-Methode 9^ ^auf ih^r Brandverhalten geprüft,

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Versuch

Glaskugeln

GewJ

Flammschutzmittel Brandverhalten

Brennzeit

(10 Prüfkörper)

1
2

fo

· ίο %

^s 4 40 %

S 5 40 %

Φ Vergleichsversuch 1 na Glasfasern

Vergleichsversuch 2 Glasfasern

fo Decabrombiphenyl β f> Antimontrioxid

6 fo Decabrombiphenyl 4 % Antimontrioxid

% Additionsprodukt aus

Hexachlorcyclopentadien u. Cyclooctadien
4 fo Antimontrioxid

11

% Additionsprodukt wie unter 4 fo Sb₂O,

% Decabrombiphenyl % Antimontrioxid

4 fo

Additionsprodukt aus Hexachlorcyclopentadien u, Gyclooctadien
Antimontrioxid

wie Vergleichsversuch tropft brennend ab 0-6 see, tropft nicht 0-8 see, tropft nicht

0-9 see, tropft nicht

0-6 see, tropft nicht tropft brennend ab

tropft brennend ab

O ro

Claims

- β - O.Z. 30 727

1. Flammschutzmittel enthaltende, gefüllte Formmassen auf Basis von linearen thermoplastischen Polyestern, insbesondere Polybutylenterephthalat, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Füllstoffe Glaskugeln mit einem mittleren Durchmesser kleiner als 100 /um in Mengen von 10 bis βθ Gewichtsprozent, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, enthalten.

2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich kleine Mengen an feinteiligen mineralischen Füllstoffen enthalten.

BASF Aktiengesellschaft

l<-tKs

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