DE2656883A1 - Feuerfest gemachte polyamidzusammensetzungen - Google Patents

Description

RHOIiE-POULENC INDUSTRIES, Paris / Frankreich Feuer f es t_gemachJfce__>Pol£amidzusammenset zungen

Die Erfindung betrifft feuerfest gemachte Polyamidzuaammenfjetzungen, welche insbesondere zur Herstellung von geformten Erzeugnissen verwendbar sind.

Es sind zahlreiche feuerfeste Polyamidzusammensetzungen bekannt, welche jedoch verschiedene Mängel aufweisen können, wie beispielsweise die Anwendung toxischer Mittel bei der Verleihung der Feuerfestigkeit oder die Verwendung solcher Mittel in beträchtlichen Dosen, welche den mechanischen Eigenschaften der erhaltenen Erzeugnisse schaden. Ein anderer Fachteil besteht darin, daß sogar vollkommen feuerfest gemachte Polyamidgegenstände, wenn sie dem Feuer ausgesetzt sind, zur Bildung von Tröpfchen neigen, welche beim Heruntertropfen die Ausbreitung eines Brandes begünstigen und außerdem bei den anwesenden Personen schwere Verbrennungen verursachen können.

Es wurden nun Zusammensetzungen auf Basis von Polyamiden, wie Polyhexamethylenadipamiden oder Polycaprolactarnen gefunden, welcha besonders] zur Erzielung von feuerfest gemachten f;efur: it-ri

Erzeugnissen bestimmt sind und die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie /bezogen auf die Zusammensetzung 1 bis 5 Gew.-$ Zinkborat, 1 bis 5 Qev.-fo Antimontrioxid und 14 bis 22 Gew.-^ eines halogenierten Derivats der Formel ^c-js^Hi2^Gl12 ^entnal'^fcen·

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können außerdem verstärkende oder gelierende Füllstoffe wie Glas oder Asbestfasern, Glasmikrokugeln, Kaolin, Talk, Siliciumdioxid bzw. Kieselerde, Glimmer, Bentonite oder Bentone enthalten.

Die Glasfasern sind jedoch die am häufigsten verv/endeten. Diese Fasern haben einen mittleren Durchmesser zwischen 1 und 10 Mikron und im allgemeinen eine Länge zwischen 2 und 6 mm. Es ist vorteilhaft, zur Erzielung der optimalen mechanischen Eigenschaften des fertigen Erzeugnisses Fasern zu verwenden, welche durch jedes an sich bekannte Mittel mit Zusammensetzungen auf Basis von Epoxyharzen, von Bisphenol abgeleiteten Harzen, Polyoxyäthylenharzen, PhthalSäurepolyesterharzen, Polyurethanharzen oder Vinylharzen wie Polyvinylacetat, die beispielsweise mit Butylphthalat plastifiziert sind, geschlichtet wurden.

Man verwendet üblicherweise Glasfasermengen von 20 bis 40 Gew.-$, bezogen auf die Zusammensetzung, um verstärkte Stücke zu erhalten. Außerdem Icönnen verschiedene andere Hilfsmittel einverleibt werden: Schmiermittel bzw. Gleitmittel zur Erleichterung der Handhabung, Stabilisierungsmittel zur Bekämpfung der Ursachen und Wirkungen von Abbaureaktionen verschiedener Ursache, Schlagfestigkeitsverstärkungsmittel, Pigmente oder Farbstoffe, antistatische Mittel, Kristallisationsmittel usw.

Als Antimontrioxid kann man unreine Trioxide verwenden, insbesondere die handelsüblichen Trioxide, welche im allgemeinen mindestens 83$ Antimon enthalten. Je roiner das verwende!e Oxid ist, umso heller in der Farbe sind die geformtem Erzeugnisse.

Zahlreiche Zinkborate sind geeignet und eine nicht beschränkende Aufzählung istTnV¹¹Flame Retardancy of Polymeric Materials" von W.O. Kuryla und A.J, Papa, Aung. 1973 Karoel Dokker, angegeben.

R 0 9 B ? fi / Π 1 6 G

Unter diesen kann man die folgenden Borate aufzählen: Zn(B0₂)₂, 2H₂O - 2Zn0(B₂0₃)₃,(H₂O)₃^₅ - Zn₃(BOg)₃ - ZnO-B₂O₃, 2H₂O 2ZnO . 3 B₂O₃, 7H₂O - 3ZnO . 2B₃O₃, 5H₂O - ZnO . B₃O₃, H₃O - Zn(B0₂)₂ -

Im allgemeinen verwendet man solche Borat- und Trioxidmengen, daß das Gewichtsverhältnis Borat/Trioxid zwischen 5/1 und 1/5, und vorzugsweise zwischen 3/1 und 1/3, liegt, obzwar diese Werte nicht beschränkend sind.

Das Halogenderivat der Pormel ^c-j8^H12^Cl12 ^is* ^{in de}cF ^franz°^sischen Patenten 1 568 952 und 1 439 030 beschrieben. Es wird durch eine Diels-Alder-Reaktion zwischen Cyclooctadien-1,5 und Hexachlorcyclopentadien erhalten. Es hat folgende Struktur:

Cl Cl
Cl ^L yr-^.J^. ei

Cl.

CL

Dieses Produkt wird vorzugsweise in Dosen von 18 bis 22 Gew.-^ für die nicht mit Glasfasern beschwerten Zusammensetzungen und von 15 bis 20 Gew.-# für die mit Glasfasern versehenen Zusammensetzungen verwendet.

Die Einverleibung der verschiedenen Hilfsmittel in das Polyamid kann durch jedes bekannte Mittel, das zu homogenen Zusammensetzungen führt, bewirkt werden. Es wurden gute Ergebnisse erhalten, indem die verschiedenen Hilfsmittel vorher zusammengemischt wurden: Äntimontrioxid, Zinkborat, Halogenderivat und Glasfasern werden in einen)langsam drehenden Mischer, sodaß die Glasfasern nicht zerbrechen, zusammengebracht und dann wird dieses Gemisch mit dem Polyamid homogenisiert, beispielsweise mittels einer ein- oder zweigängigen Schneckenpresse, vorzugsweise mit Entgasungsvorrichtung.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bieten bei der Handhabung und Verarbeitung keine besonderen Schwierigkeiten. Sie können

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durch die üblichen Einsprita- und Strangpress- bzw. Extrusionstechniken zu geformten Stücken oder Halbfabrikaten verarbeitet werden, welche vorteilhaft auf den Gebieten von elektrischen oder elektronischen Geräten, elektrischen Haushaltgeräten, in der Radio- und Automobiltechnik eingesetzt werden können. Diese Erzeugnisse sind feuerfest und haben darüberhinaus den Torteil, daß, wenn sie mit der Flamme in Berührung kommen, dies nicht zur Bildung von Tröpfchen geschmolzenen Materials, das gegebenenfalls brennend bzw. entflammbar ist, führt.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern.

Beispiel 1

Man füllt kontinuierlich mittels einer Dosierwaage Polyhexamethylenadipamidgranulat in eine eingängige Schneckenpresne mit einem Durchmesser D von 90 mm und einer Länge von 15 D. In dieser Schneckenpresse, welche je nach den Zonen zwischen 26O⁰C und 29O⁰C erhitzt ist, schmilzt das Polyamid. Dieses Polyamid hat eine relative Viskosität, bestimmt nach der Norm ISO R 600 von 50 und einen Viskositätsindex, bestimmt nach der Norm ISO R 307 von 145. Das geschmolzene Polyamid speist direkt eine weitere zweigängige Schneckenpresse mit einem Durchmesser von 105 mm und einer Länge von 1305 mm.

Man hat weiterhin in einem langsam drehenden Pulvermischer ein Gemisch aus 17 Gewichtsteilen eines Halogenderivats der Formel C^gIL ₂G1 ip>das ^von der Hooker Chem. unter dem Namen "Dechlorane Plus" in den Handel gebracht wird,
3 Gewichtsteile Antimontrioxid,

3 Gewichtsteile Zinkborat der Formel 2ZnO.(B₂O,),.(H₂O)₂ ^ und 25 Teile Glasfasern von 3 bis 6 mm Länge, die mit einer Zusammensetzung auf Basis von plastifiziertem Polyvinylacetat geschlichtet sind, hergestellt.

Mittels einer Dosierwaage speist man durch einen Einfülltrichter das obige Gemisch in die zweigängige Schneckenpresse, welche zwischen 260 und 280°C erhitzt ist. Die Dosierwaagen sind der-

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art eingestellt, daß bei Einführung von 52 Teilen Polyamid, 48 Teile des obigen Gemisches eingeführt werden, für eine stündliche Produktion von 100 kg Gemisch.

Man erhält mittels einer geeigneten Spinndüse 5 Stäbe mit einem Durchmesser von 3 mm, welche sofort nach dem Abkühlen zu Granulaten geschnitten werden, die dicht verschlossen aufbewahrt werden, um Feuchtigkeitsaufnähme zu vermeiden.

Man formt durch Spritzen bzw. Spritzguß zwischen 270 und 29O⁰G Probestücke von 127 mm χ 12,7 nun χ 1,6 mm, welche man dem Test UL 94 (Underwriters Laboratories) der in dem Schriftstück B.N.M.P 9750/1 des Büros für die Vereinheitlichung von Kunststoffen*/ be-

iUnterwirft_v
schrieben lsTf^VTTän erhält eine Klassifizierung von 94 VO und stellt fe3t, daß das Material nicht fließt. V ("Bureau de Normalisation de3 Matieres Plastiques")

Beispiel 2

Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben, jedoch ersetzt man das in Beispiel 1 verwendete Zinkborat durch ein anderes Borat der Formel Zn(BO₂)₂,2HgO.

Man erhält eine Klan«ifizierung von 94 VO und stellt kein Fließen des Materials fest.

Beispiel 3

Man arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben mit denselben Produkten, jedoch ohne Glasfasern und mit den folgenden Mengenanteilen:

75 Gewichtsteile PoIyhexamethylenadipamid, 19 Gewichtsteile "Dechlorane Plus",

3 Gewichtsteile Antimontrioxid,

3 GewichtQteile Zinkborat.

Man erhält eine Klassifizierung von 94 VO und stellt kein Fließen bzw. Auslaufen fe3t.

Beispiel 4

Ilan arbeitet wie in Beispiel 1 beschrieben mit folgender Zusamraen-

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setzung:

49 Gewichtsteile Polycaprolactam mit einem Viskositätsindex, bestimmt nach der Norm ISO R 307 von 155 und einer relativen Viskosität bestimmt nach der Norm ISO R 600 von 55, 23 Teile Glasfasern mit 3 bis 6 mm Länge, die mit einer Zusammensetzung auf Basis von Polyoxyäthylenharz geschlichtet sind, 18 Teile "Dechlorane Plus",
3 Teile Zinkborat,

3 Teile Antimontrioxid,

4 Teile Bentonit, das ein Aluminiumsilikat ist.

Die Arbeitsbedingungen sind die gleichen wie in Beispiel 1 beschrieben mit der Ausnahme, daß die Temperaturen in den Schneckenpressen um 30⁰C tiefer liegen als die dort angegebenen.

Man erhält eine Klassifizierung von 94 VO und stellt kein Auslaufen bzw. Fließen des Materials fest.

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Claims (3)

1. Zusammensetzungen auf Ba3is von Polyamiden, wie Polyhexamethylenadipamid oder Polycaprolaotam, welche zur Erzeugung von feuerfest gemachten geformten Gegenständen bestimmt sind, dadurch gekennzeichnet, daß sie bezogen auf die Zusammensetzung, 1 "bis 5 Gewichtsprozent Zinkborat, 1 bis 5 Gewichtsprozent Antimontrioxid und 14 bis 22 Gewichtsprozent eines Ilalogenderivats der Formel ^c-j8^H12^Cl12 ^eirtnalten·

2. Zusammensetzungen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie darüberhinaus, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, 20 bis 40 Gewichtsprozent Glasfasern enthalten.

3. Geformte Gegenstände, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Zusammensetzung gemäß den Ansprüchen 1 oder 2 erhalten wurden.

fl-090'25/D I 66