DE2744018A1 - Verbesserte, nicht opake, flammhemmende polycarbonat-zusammensetzung - Google Patents
Verbesserte, nicht opake, flammhemmende polycarbonat-zusammensetzungInfo
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Description
Verbesserte, nicht opake, flammhemmende
Polycarbonat-Zusammensetzung
Die Erfindung betrifft eine verbesserte, nicht opake, flammhemmende
Polycarbonat-Zusaminensetzung aus einem aromatischen
Carbonatpolymer in Mischung mit einem organischen Alkalimetallsalz oder einem organischen Erdalkalimetallsalz oder Mischungen
derselben, wobei die Verbesserung darin besteht, daß in der Mischung mit dem Polycarbonat ein anorganisches Halogenid
enthalten ist.
Mit den gestiegenen Sicherheitsanforderungen ergibt sich ein Trend auch für die Verwendung in der Öffentlichkeit und im Haushalt,
sicherere Materialien zu schaffen. Ein besonderer Bedarf besteht dabei in der Beschaffung flammhemmender oder flammverzögernder,
nicht opaker Produkte für die Verwendung durch den Letztverbraucher. Aufgrund dieser Forderung werden viele nicht
opake Produkte benötigt, welche gewisse flammhemmende Kriterien erfüllen, die sowohl von den örtlichen als auch den staat-
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-γ-
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lichen Verwaltungsstellen sowie von den Herstellern solcher Produkte aufgestellt wurden.
Eine spezielle Reihe von Bedingungen, die als Standardmaß für die flammhemmende Wirkung verwendet werden, findet sich
in dem Underwriters' Laboratories, Inc. Bulletin 94. Dieses Bulletin nennt gewisse Bedingungen, nach denen Materialien
hinsichtlich der selbsterlöschenden Eigenschaften eingestuft werden.
In der Literatur werden viele flammhemmende Zusatzstoffe beschrieben,
die mit Produkten gemischt werden, um dieselben selbsterlöschend oder flammhemmend auszurüsten. Bekanntlich
werden diese flammhemmenden Zusätze in Mengen von 5 bis 20 Gew.-% eingesetzt, um solche brennbaren Produkte selbsterlöschend
zu machen. Es wurde ebenfalls festgestellt, daß diese Mengen eine nachteilige Wirkung auf das flammhemmend
ausgerüstete Ausgangsmaterial haben können, was sich in einem Verlust wertvoller physikalischer Eigenschaften des
Ausgangsstoffes bemerkbar macht. Dies trifft insbesondere zu, wenn bekannte flamtihemmende Mittel mit Polycarbonatharz-Kunststoffen
verwendet werden. Viele dieser bekannten Zusätze haben eine verschlechternde Wirkung auf das Polymere.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, daß die aus den flammhemmenden
Polycarbonatharzen erzeugten Gegenstände ihre nicht opaken Eigenschaften beibehalten.
Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß die flammhemmende
Eigenschaft einer aromatischen Polycarbonat-Zusammensetzung, die 0,OO1 bis etwa 2,0 Teile gewisser Zusatzstoffe
pro 100 Teile des aromatischen Polycarbonats enthält, welche ausgewählt sind aus organischen Alkalimetallsalzen oder organischen
Erdalkalimetallsalzen oder Mischungen derselben, wesentlich verbessert werden kann durch die Zugabe von 0,001
bis etwa 2,O Teile anorganischer Halogenide, die ausgewählt sind aus Alkalimetall- und Erdalkalimetalihalogeniden pro 1OO
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Teile des aromatischen Polycarbonats, wobei die nicht opaken Eigenschaften des aromatischen Polycarbonats beibehalten werden.
Die Kombination der organischen und anorganischen Salze führt nicht nur zu einem verbesserten flammhemmenden Verhalten, sondern
ermöglicht auch die Verwendung geringerer Konzentrationen von jedem der Salze als dies bei den Zusammensetzu igen mit den einzelnen
Bestandteilen allein möglich ist. Die Tatsache, daß die Wirkung der kombinierten Salze auf die flammhemmende Eigenschaft
größer ist als die Summe der Wirkungen bei Verwendung der Salze separat läßt eine synergistische Wirkung erkennen.
Die vorteilhafte Wirkung der Kombination der Salze spiegelt sich nicht nur in der flammhemmenden Wirkung wider, sondern
auch in den optischen und physikalischen Eigenschaften des erhaltenen Polycarbonats. Als Folge der Verwendung geringerer
Mengen der Salze wird ein größerer Prozentsatz des einfallenden Lichtes übertragen, und die Formulierungen haben geringere
Schleierwerte, was zu kristallklarem Polycarbonat führt. Dies ist besonders wichtig, wenn das Polycarbonat zu Scheiben
für die Verwendung beispielsweise in Fenstern ausgeformt wird. Eine aus der vorliegenden Zusammensetzung erzeugte Scheibe hat
somit Klarheit, Lichtdurchlässigkeit und einen geringen Schleierwert. Darüber hinaus wird aufgrund der niedrigen Salzkonzentrationen
die hohe Schlagfestigkeit der Polycarbonate beibehalten.
Darüber hinaus wurde gefunden, daß die Zugabe der Salze in Form einer Lösung zu einer feuerhenunenden Polycarbonat-Zusammensetzung
mit besseren optischen Eigenschaften führt als wenn die Salze in fein verteilter fester Form zugegeben werden.
Der nicht opake, ausgeformte Gegenstand der vorliegenden Erfindung
umfaßt ein aromatisches Carbonatpolymer und 0,001 bis etwa 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymeren
von einem Zusatzstoff, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus organischen Alkalimetallsalzen oder organischen
Erdalkalimetallsalzen oder Mischungen derselben und 0,001 bis
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etwa 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Carbonats von einem anorganischen Halogenid ausgewählt aus der Gruppe bestehend
aus Alkalimetallhalogeniden und Erdalkalimetallhalogeniden und Mischungen derselben, wobei der ausgeformte Gegenstand
einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweist. Besonders bevorzugte ausgeformte Gegenstände weisen
die Form einer Scheibe und eines Pellets auf.
Die Brechungsind jces der hierin beschriebenen Materialien
werden durch das Tauchverfahren bestimmt, welches von Arnold Weissberger in "Physical Methods of Organic Chemistry" Interscience
Publishers, Band II, 1960 (Seite 1433) beschrieben ist.
Wenn der Brechungsindex der Zusatzstoffe im Bereich des Brechungsindexes des aromatischen Carbonatpolymeren liegt,
d.h. bei 1,54 bis 1,65, dann ist die Polycarbonatzusammensetzung und der daraus ausgeformte Gegenstand nicht opak.
Das bedeutet, daß der Gegenstand lichtdurchlässig ist und durchscheinend bis transparent ist. In Abhängigkeit davon,
wie nahe der Brechungsindex des Zusatzstoffes dem Brechungsindex des Polycarbonats kommt, bestimmt sich, ob die erhaltene
Zusammensetzung transparent oder durchscheinend ist. Wenn der Zusatzstoff in der verwendeten Konzentration teilweise
oder vollständig in dem Polycarbonatpolymeren löslich ist, dann ist die Zusammensetzung und der daraus resultierende
Gegenstand umso durchsichtiger.
Die organischen Alkalimetallsalze und die Erdalkalimetallsalze
werden aus der Gruppe ausgewählt, die aus den folgenden Stoffen besteht:
monomere und polymere Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze von aromatischen SuIfonsulfonaten;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze von monomeren aromatischen
Sulfonaten und polymeren aromatischen Sulfonaten;
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Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze von monomeren, aromatischen substituierten Sulfonsäuren und polymeren
substituierten, aromatischen Sulfonsäuren, in denen der Substituent ausgewählt ist aus der Gruppe
bestehend aus einem Elektronen-entziehenden Rest und Mischungen derselben;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von monomeren
oder polymeren Phenolestersulfonsäuren;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von heterozyklischen Sulfonsäuren;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von Sulfonsäuren aromatischer Sulfide;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze von Sulfonsäuren aromatischer Ketone;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze von substituierten und unsubstituierten Sulfonsäuren monomerer und polymerer
aromatischer Äther, in denen die Substituenten an den substituierten Sulfonsäuren der aromatischen
Äther ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Alkyl, Aryl, Alkoxy und Aryloxy mit 1 bis 12 Kohlenstoffatomen
und Elektronen-entziehendem Rest; und Mischungen dieser Salze.
Diese organischen Alkalimetall· und Erdalkalimetallsalze sind im einzelnen vollständig beschrieben in der eigenen älteren
Patentanmeldung (OS 26 46 120 vom 13. Oktober 1976 mit dem
Titel "Nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung")
Diese Anmeldung offenbart eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonatzusanunensetzung, die in Mischung ein aromatisches
Carbonatpolymer und einen Zusatzstoff enthält, der aus den .Metallsalzen von entweder monomeren oder polymeren, aromatischen
Sulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung (OS 26 48 128) wird eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonatzusanunensetzung
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offenbart, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer
und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen
von monomeren oder polymeren, aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
von monomeren oder polymeren, aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung (OS 26 45 415) wird
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung offenbart, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen flammhemmenden Zusatzstoff enthält, der aus den
Metallsalzen von entweder monomeren oder polymeren, substituierten, aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung offenbart, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen flammhemmenden Zusatzstoff enthält, der aus den
Metallsalzen von entweder monomeren oder polymeren, substituierten, aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung (OS 26 48 131) wird
eine nicht opake, flammhenunende Polycarbonat-Zusammensetzung
beschrieben, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen
von entweder monomeren oder polymeren Phenolestersulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
von entweder monomeren oder polymeren Phenolestersulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
In der eigenen, älteren Patentanmeldung (OS 26 47 271) wird eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung
beschrieben, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von
heterozyklischen Sulfonsäuren besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung (OS 26 44 114) wird
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung beschrieben, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von Sulfonsäuren der Sulfonsäuren aromatischer Sulfide besteht.
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung beschrieben, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von Sulfonsäuren der Sulfonsäuren aromatischer Sulfide besteht.
Die gleichzeitig eingereichte, eigene Patentanmeldung der
Anmelderin (mein Aktenzeichen 4426-8Ch-2515) offenbart eine
Anmelderin (mein Aktenzeichen 4426-8Ch-2515) offenbart eine
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nicht opake, flammhenunende Polycarbonat-Zusammensetzung,
die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von Sulfonsäuren
aromatischer Ketone bestehen kann.
Die gleichzeitig eingereichte eigene Patentanmeldung der Anmelderin (mein Aktenzeichen 4424-8CH-2111) offenbart eine
nicht opake, flammhenunende Polycarbonat-Zusammensetzung, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und einen Zusatzstoff
enthält, der aus den Metallsalzen von entweder monomeren oder polymeren, aromatischen A'thersulfonsäuren
und Mischungen aller dieser Salze bestehen kann.
Der Offenbarungsgehalt der vorstehend aufgeführten, eigenen
Patentanmeldungen wird durch diese Bezugnahme in vollem Umfange in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die Metallsalze von einer beliebigen dieser vorgenannten Anmeldungen
sowie Mischungen beliebiger Metallsalze der vorgenannten Anmeldungen können in der vorliegenden Anmeldung
Anwendung finden.
Wie in den oben genannten Anmeldungen ausgeführt und wie auch in der vorliegenden Anmeldung können in den durch Elektronen-entziehende
Reste substituierten Salzen die Elektronenentziehenden Reste Halogen-, Nitro-, Trihalogenmethyl- und
Cyano-Elektronen-entziehende Reste oder Mischungen dieser
Elektronen-entziehenden Reste sein.
Das Elektronen-entziehende Phänomen, das auch als Elektronegativität
bezeichnet wird, ist von Roberts und Caserio, in "Basic Principles of Organic Chemistry", 1964,(Seiten 185 bis
186) und von Jack Hine in "Physical Organic Chemistry", McGraw-Hill Book Company, Inc., 1962 (Seiten 5, 32 und 85 bis
93 näher erläutert). Kurz zusammengefaßt wird unter dem Elek-
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ήΑ
ronen-entziehenden Phänomen eine starke Affinität des Restes für eine negative Ladung, nämlich Elektronen, verstanden, obgleich
derselbe noch in covalenter Bindung verbleibt und kein Ion bildet. Dies stellt eine außerordentlich kurze Beschreibung
des Phänomens dar, und dieselbe ist ledigleich aufgeführt, um den Elektronen-entziehenden Effekt zu beschreiben. Bezüglich
weiterer Einzelheiten wird auf die vorgenannten Literaturstellen verwiesen.
Bevorzugte Salze umfassen Natriundiphenylsulf id-4-sulfonat;
Kaliumdiphenylsulfoxid-4-sulfonat; Kaliumdiphenylsulfon-3-sulfonat;
Natriumdiphenylsulfon-3-sulfonat; Dikaliumdiphenylsulfid-4
, 4 '-dif.ulfonat; Dikaliumdiphenylsulfon-4 , 4 ' -disulfonat; Natrium-2,5-dichlorbenzolsulfonat;
Dikaliumdiphenylsulfon-3,3'-disulfonat;
Polynatriumpolystyrolpolysulfonat; Polykaliumpoly-(chlorstyrol)-polysulfonat.
Die anorganischen Halogenide werden aus der Gruppe ausgewählt, die aus den Alkalimetallhalogeniden und den Erdalkalimetallhalogeniden
sowie Mischungen derselben besteht. Die bevorzugten anorganischen Halogenide umfassen Natriumchlorid, Kaliumjodid,
Kaliumbromid, Natriumbromid und Kaliumchlorid.
Bei der praktischen Druchführung der vorliegenden Erfindung kann ein beliebiges aromatisches Polycarbonat verwendet werden,
welches einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweist. Dieselben sind Homopolymere und Copolymere sowie Mischungen
derselben und werden durch Reaktion eines zweiwertigen Phenols mit einem Carbonatvorläufer hergestellt. Typische Beispiele
für die zweiwertigen Phenole, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
sind: Disphenol-A, (2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan, Bis(4-hydroxyphenyl)-methan,
2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan,
4,4-Bis-4-hydroxyphenyl)-heptan, 2,2- (3,5,3* ,5'-Tetrachlor-4,4'-dihydroxydiphenyl)-propan,
2,2-(3,5,3',5'-Tetrabrom-4,4'-di-
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hydroxydiphenyl)-propan, (3,3'-Dichlor-4,4'-dihydroxyphenyl)-methan.
Andere zweiwertige Phenole vom Bisphenoltyp sind ebenfalls verfügbar und sind beispielsweise in den US-Patenten 2 999 835,
3 028 365 und 3 334 154 beschrieben.
Es ist selbstverständlich möglich, zwei oder mehrere unterschiedliche
zweiwertige Phenole oder ein Copolymer aus einem zweiwertigen Phenol mit einem Glycol oder hydroxy- oder säureendendem
Polyester oder mit einer zweibasischen Säure im Falle, daß ein Carbonatcopolymer oder -interpolymer statt
einem -homopolymer für die Verwendung für die Herstellung der aromatischen Carbonatpolymere der vorliegenden Erfindung gewünscht
wird, zu verwenden. Ebenfalls können bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung Mischungen
aus beliebigen der oben genannten Materialien für die Herstellung des aromatischen Carbonatpolymeren verwendet werden.
Der Carbonatvorläufer kann entweder ein Carbonylhalogenid,
ein Carbonatester oder ein Halogenformiat sein. Die Carbonylhalogenide, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden
können, sind Carbonylbromid, Carbonylchlorid und Mischungen derselben. Typisch für die Carbonatester, die im vorliegenden
Falle verwendet werden können, sind Diphenylcarbonat, Di-(halogenphenyl)-carbonate, wie Di-(chlorphenyl)-carbonat,
Di-(bromphenyl)-carbonat, Di-(trichlorphenyl)-carbonat, Di-(tribromphenyl)-carbonat
usw., Di-(alkylphenyl)-carbonat wie Di-(tolyl)-carbonat usw., Di-(naphthyl)-carbonat, Di-(chlornaphtyl)-carbonat,Phenyl-tolyl-carbonat,
Chlorphenyl-chlornaphthyl-carbonat usw., oder Mischungen derselben. Die"HaIogenformiate,
die für die Verwendung in der vorliegenden Anmeldung geeignet sind, umfassen Bis-halogenformiate von zweiwertigen
Phenolen (Bischlorformiate des Hydrochinons, usw.) oder der Glycole (Bishalogenformiate des Äthylenglycols, Neopentylglycols,
Polyäthylenglycols usw.). Obgleich andere Carbonatvorläuf er dem Fachmann ohne weiteres geläufig sind, so
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ist doch Carbonylchlorid, das auch als Phosgen bekannt ist,
der bevorzugte Carbonatvorläufer.
Ebenfalls umfaßt werden die polymeren Derivate eines zweiwertigen
Phenols, einer Dicarbonsäure und der Kohlensäure. Dieselben sind in dem US-Patent 3 169 121 offenbart, dessen
Offenbarungsgehalt durch die Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Die aromatischen Carbonatpolymeren der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung eines Molekulargewichtregulators,
eines Säureakzeptors und eines Katalysators hergestellt werden. Die Molekulargewichtsregulatoren, die bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens Anwendung finden können, umfassen einwertige Phenole, wie Phenol, Chroman-I, para-tert.-Butylph
e no 1, para -Bromphenol, primäre und sekundäre Amine, usw.
Ein geeigneter Säureakzeptor kann entweder ein organischer oder ein anorganischer Säureakzeptor sein. Ein geeigneter
organischer Säureakzeptor ist ein tertiäres Amin und umfaßt Materialien wie Pyridin, Triäthylamin, Dimethylanilin,
Tributylamin, usw. Der anorganische Säureakzeptor kann entweder ein Hydroxid, ein Carbonat, ein Bicarbonat oder ein
Phosphat von einem Alkali- oder Erdalkalimetall sein.
Die Katalysatoren, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden können, sind geeignete Katalysatoren, die die
Polymerisation von Bisphenol-A mit Phosgen unterstützen. Geeignete Katalysatoren umfassen tertiäre Amine wie beispielsweise
Triäthylamin, Tripropylamin, Ν,Ν-dimethylanilin, quaternäre
Ammoniumverbindungen, wie beispielsweise Tetraäthylammoniumbromid, Cetyltriäthylammoniumbromid, Tetra-n-heptylammoniumiodid,
Tetra-n-propylammoniumbromid, Tetramethylammoniumchlorid, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetra-n-butylammoniumiodid,
Benzyltrimethylammoniumchlorid und quaternäre Phosphoniumverbindungen, wie beispielsweise n-Butyltriphenylphosphoniumbromid
und Methyltriphenylphosphoniumbromid.
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Ebenfalls umfaßt werden verzweigte Polycarbonate, in denen eine polyfunktionelle aromatische Verbindung mit einem zweiwertigen
Phenol und einem Carbonatvorläufer umgesetzt ist, um ein thermoplastisches, willkürlich verzweigtes Polycarbonat
zu ergeben.
Diese polyfunktionellen aromatischen Verbindungen enthalten wenigstens 3 funktioneile Gruppen, wie die Carboxylgruppe,
die Carbonsäiireanhydridgruppe, die Halogenformylgruppe oder Mischungen derselben. Beispiele dieser polyfunktionellen aromatischen
Verbindungen, die bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendet werden können, umfassen: Trimellitsäureanhydrid,
Trimellitsäure, Trimellityltrichlorid, 4-Chlorformylphthalsäureanhydrid,
Pyromellitsäure, Pyromellitsäuredianhydrid, Mellitsäure, Mellitsäureanhydrid, Trimesinsäure,
Benzophenontetracarbonsäure, Benzophenontetracarbonsäureanhydrid und dergleichen. Die bevorzugten polyfunktionellen aromatischen
Verbindungen sind Trimellitsäureanhydrid oder Trimellitsäure oder ihre Halogenformylderivate.
Ebenfalls umfaßt werden Mischungen aus einem linearen Polycarbonat
und einem verzweigten Polycarbonat.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch Zusammenmischen des aromatischen Carbonatpolymeren mit den
organischen und anorganischen Salzen hergestellt. Die organischen und anorganischen Salze können dem Polycarbonat in
einer fein verteilten festen Form zugemischt werden, oder sie können in Form einer Lösung zugemischt werden. Vorzugsweise
werden die organischen und anorganischen Salze in einem Lösungsmittel aufgelöst, indem sie löslich sind, wie beispielsweise
Methanol und Wasser. Am meisten wird es bevorzugt, die Salze dem Polycarbonat in Form einer wässrigen
Lösung zuzumischen.
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-en
Die Zusammensetzung/der vorliegenden Erfindung können Füllstoffe,
Pigmente, Farbstoffe, Antioxidantien, Stabilisatoren, Ultraviolettlichtabsorbentien, Formentrennmittel und andere
Zusatzstoffe enthalten, die üblicherweise in nicht opaken Polycarbonatharzformulierungen verwendet werden. Weiterhin
können die ausgeformten Gegenstände mit beispielsweise schutz- oder kratzfesten überzügen versehen werden.
Um dem Fachmann die vorliegende Erfindung im einzelnen näher zu erläutern, werden nachfolgend spezielle Beispiele aufgeführt.
Diese Beispiele dienen indessen lediglich zur Erläuterung und sollen die offenbarte und beanspruchte Erfindung in
keiner Weise beschränken. In den Beispielen beziehen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, sofern nichts
anderes angeführt ist.
100 Teile eines aromatischen Polycarbonats, welches durch Reaktion von 2,2-Bis (4-hydroxyphenyl)propan und Phosgen
in Anwesenheit eines Säureakzeptors und eines Molekulargewichtregulators hergestellt worden war und welches eine grundmolare
Viskosität (intrinsic viscosity) von 0,57 aufwies, wurde gemischt mit den Mengen der fein gemahlenen Zusatzstoffe,
und zwar entweder allein oder in Kombination, wie es in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt ist, und zwar
durch Trommelmischen in einem Laboratoriumstrommelmischer. Die erhaltene Mischung wurde dann einem Extruder zugeführt,
der bei etwa 265°C betrieben wurde,und das Extrudat wurde zu Pellets zerkleinert. Die Pellets wurden dann im Spritzgußverfahren
bei etwa 315°C zu Teststäben mit den Abmessungen von etwa 127 mm χ 12,7 mm χ etwa 1,587 - 3,175 mm (5 inch χ
1/2 inch χ 1/16 - 1/8 inch), sowie zu Testquadraten mit den Abmessungen von etwa 50,8 mm χ 50,8 mm χ 3,175 mm (2 inch χ
2 inch χ 1/8 inch) ausgeformt. Die Teststäbe (5 Stück für jeden Zusatzstoff, der in der Tabelle aufgeführt ist) wurden
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dem Testverfahren unterworfen, wie es in dem Verbrennungstest zur Klassifizierung von Materialien gemäß Underwriters'
UL-Laboratories, Inc. Bulletin/94 beschrieben ist. Gemäß diesem Testverfahren wurden die so geprüften Materialien aufgrund
des Ergebnisses von fünf Proben in V-O, V-I oder V-II einklassifiziert.
Die Kriterien für jeden V-Wert (V steht für vertikal) sind gemäß UL-94 kurz wie folgt:
"V-O" : Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 5 Sekunden nicht überschreiten,und
keine der Proben soll flammende Teilchen abtropfen, die absorbierende Baumwolle entzünden.
"V-I" : Durchschnittliches Aul i Lammen und/oder Glühen nach
Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht überschreiten, und das Glühen soll in vertikaler Richtung
in der Probe nicht weiter als 0,318 cm (1/8 inch) wandern, nachdem die Flamme erloschen ist,und das
Glühen soll nicht fähig sein, absorbierende Baumwolle zu entzünden.
"V-II": Durchschnittlichers Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht übersteigen,
und die Proben tropfen brennende Teilchen ab, die absorbierende Baumwolle entzünden.
Zusätzlich ist noch festzustellen, daß ein Teststab, der nach
Entfernung der Zündflamme länget als 25 Sekunden brennt, nicht gemäß UL-94, sondern nach den Standards der vorliegenden Erfindung
mit "brennt" bezeichnet wird. Weiterhin erfordert UL-94, daß alle Teststäbe in jeder Testgruppe die V-Bewertung erfüllen,
um die entsprechende Klassifikation zu erhalten. Andernfalls erhalten die 5 Stäbe die Bewertung des schlechtesten
KinzelStabes. Wenn beispielsweise ein Stab als V-II klassifiziert
wird und die andern vier Stäbe als V-O klassifiziert
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werden, dann ist die Bewertung für alle fünf Stäbe V-II.
Die Testplatten wurden in einem Gardner-XL 10-CDM-Gerät auf
die Lichtdurchlässigkeit getestet. Die Daten zeigen die Menge des einfallenden Lichtes, das durch die Testplatten hindurchgeht,
wobei Luft als Medium mit 100 %-iger Durchlässigkeit zugrundegelegt wurde.
Die Ergebnisse mit den im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten verschiedenartigen Zusatzstoffe sind nachfolgend
aufgeführt, wobei ein Kontrollversuch unter Verwendung des aromatischen Polycarbonats durchgeführt wurde, bei dem indessen
kein Zusatzstoff von der vorstehend erwähnten Art benutzt wurde.
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PROBE
Kontrolle
E
F
F
Oroanischer | Menge | Anoraanischer | Menae | Licht- | Erlö- | Anzahl | UL-94 |
SalζZusatzstoff | (Teile | Salzzusatz | (Teile | durch- | schungs- | Tropfen | Bewer- |
pro hun | stoff | pro hun | lässigj- | zeit | pro „5 | tung | |
dert) | dert) | keit % | (Sekund.) | Teststäbe | |||
86,2 | 26 | 13 | Brennt | ||||
Natriumdiphenyl- sulfid-4-sulfo- nat |
0,2 | 56,4 | 8,6 | 4 | V-II | ||
— | - | Natrium chlorid |
0,2 | 70,8 | 7,2 | 5 | V-II |
Natriumdiphenyl- sulfid-4-sulfo- nat |
0,1 | Natrium chlorid |
0,1 | 74,6 | 5,5 | 0 | V-I |
Kaliumdiphenyl- 0,2
sulfoxid-4-
sulfonat
Kaliumdiphenyl- 0,1
sulfoxid-4-sul-
fonat
Kaliumdiphenyl- 0,2
sulfon-3-sul-
fonat
Kaliumdiphenyl- 0,1
sulfon-3-sul-
fonat
Kaliumdiphenyl- 0,1 sulfon-3-sulfonat
Kaliumiodid
Kaliumiodid
Kaliumiodid
0,5 0,1
Kaliumbromid
Kaliumbromid
Kaliumbromid
Natrium-Chlorid
0,2 0,2
0,3
7,7
5,0 4,8
5,3
5,9 2,8
5,3
4 0
V-II
V-II V-O
V-II
V-O
V-I
TABELLE 1 (Fortset
zunq
Oraanischer | Menae | Anoraanischer | Menae | Licht- | Erlö- | Anzahl | UL-94 | |
Salζzusatzsteff | (Teile | Salzzusatz | (Teile | durch- | schungs- | Tropfen | Bewer | |
erο hun | stoff | pro hun | lässia- | zeit | pro 5 | tung | ||
PROBE | dert) | dert) | keit 4 | (Sekund.) | Teststäbe |
OO O CO QO
Natriumdiphenyl- 0,4 suifon-3-suIfo-
4,8
V-II
nai
Natriumdiphenyl- 0,1 suIfon-3-suIfonat
Dikaliumdiphe- 0,1 nylsulfid-4,4'-disulfonat
Dikaliumdiphenylsulfid-4,41-disulfonat
D ikaliumd iphenylsulfid-4,4'-disulfonat
Dikaliumdiphenylsulfon-4,4'
· disulfonat
0,1
0,1
0,5
0,2
Natrium bromid |
0 | ,2 | 60,4 | 5,4 | 1 | V-II |
Natrium bromid |
0 | ,1 | 84,6 | 4,8 | 0 | V-O .1 |
- | - | 84,8 | 6,7 | 4 | v-ii V I |
|
Kalium chlorid |
0 | ,8 | 60,2 | 4,4 | 12 | V-II |
Kalium chlorid |
0 | ,2 | 78,2 | 5,2 | 0 | V-I |
Kalium bromid |
0 | ,1 | 84,2 | 4,8 | 0 | V-O |
- | - | 78,3 | 8,0 | 3 | V-II»O | |
Kalium- | 0 | ,2 | 86,4 | 3,3 | 0 | V-O ο |
bromid
TABELLE 1 (Fortsetzung)
00 O CD OO
Oraanischer | Menge | Anorganischer | Menge | |
Salzzusatzstoff | (Teile | Salzzusatz | (Teile | |
pro hun | stoff | pro nun- | ||
PROBE | dert) | dert) | ||
T | Dikaliumdiphenylsul- fon-4,4'-disulfonat |
0,05 | Kaliumbromid | 0,1 |
U | Natrium 2,5- dichlorbenzol- sulfonat |
0,5 | — | — |
V | - | - | Kaliumbromid | 0,1 |
W | Natrium 2,5- dichlorbenzol- sulfonat |
0,1 | Il | 0,1 |
Y A1
B1 C
D1
Dikaliumdiphe- 0,2 nylsulfon-3,3 ' disulfonat
Polynatrium-
polystyrolpoly-
sulfonat
Polykaliumpoly-(chlorsty- rol.) -polysulfonat
0,1 0,5
0,2 0,5
0,1
Kaliumbromid 0,1
Kaliumchlorid 0,2
Kaliumbromid 0,1
Licht- | Erlö- | Anzahl | UL-94 | I |
durch- | schungs- | Tropfen | Bewer | \ I |
lässiQ- | zeit | pro 5 | tung | |
keit % | (Sekund.) | Teststäbe | ||
86,3 | 4,4 | 0 | V-O | |
76,7 | 5,9 | 3 | V-II | |
70,3 | 7,2 | 5 | V-Ii | ro |
80,2 | 4,3 | 0 | V-O | —■J |
83,2 | 5,0 | 4 | V-II | O |
85,3 | 4,0 | 0 | V-O | OD |
84,2 | 7,6 | 6 | ν-J. τ | |
85,3 | 4,4 | 0 | V-O | |
84,3 | 5,6 | 7 | V-II | |
85,3 | 4,0 | 0 | V-O | |
274A0 18
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Wirkung der Zusatzstoffe
der vorliegenden Erfindung in Form eines fein zerteilten Feststoffes und in Form einer konzentrierten
wässrigen Lösung zu demonstrieren.
Bei der Herstellung der Testproben dieses Beispiels wurden 100,00 Teile des Polycarbonats nach Beispiel 1 mit dem in
der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführten Mengen des Zusatzstoffes durch Zusammenmischen der Ingredientien gemischt.
Die Testprobestücke wurden dann unter Verwendung des gleichen, in Beispiel 1 verwendeten Verfahrens ausgeformt. Die Testprobestücke
wurden dem Test für die Lichtdurchlässigkeit gemäß Beispiel 1 unterworfen. Ebenfalls wurden die Probestücke
in einem Gardner-Trübungsmesser auf diu Ti übung getestet.
Dabei wird der Prozentsatz des gesamten durchgelassenen Lichtes ermittelt, der von dem normalen Durchtritt um
einen Winkel von mehr als 2 gestreut wird. Die Resultate sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt.
809816/06A0
Organischer
SalzZusatzstoff
PROBE
TABELLE 2 | Menge | Art der | Lichtdurch | Streuung | |
Menge | Anoraanischer | (Teile | Salzzu- | lässigkeit | in % |
(Teile | Salzzusatzstcff | pro hundert) |
gabe | in % | |
pro
hundert) |
|||||
Kontrolle
E
F
F
Natriumdiphenyl- 0,2
sulfon-4-sulfo-
nat
Natriumdiphenyl- 0,2 sulfon-3-sulfonat
Kaliumdiphenyl- 0,2 sulfon-3-sulfonat
Dikaliumdiphenyl sulfon-3,3'-di sulfonat
- 0,2
Kaliumbromid 0,2
Kaliumbromid 0,2
— | 89,3 | 2,2 | I |
als Fest stoff |
85,8 | 7,6 | |
als Lösung |
87,2 | 4,1 | |
als Fest stoff |
86,2 | 8,6 | |
als Lösung |
88,9 | 4,0 c | |
als Fest stoff |
88,1 | 5,6 | |
als Lösung |
89,0 | 2,3 | CD |
als Fest stoff |
88,9 | 4,4 | 00 |
als Lösung |
89,2 | 2,2 | |
als Feststoff |
86,2 | 7,6 | |
als Lösung |
88,3 | 2,6 | |
TABELLE 2 (Fortsetzung)
PROBE
Organischer
Salzzusatzstoff
Salzzusatzstoff
Menge (Teile pro hundert)
Anorganischer
SaIζZusatzstoff
SaIζZusatzstoff
Menge (Teile pro
hundert)
hundert)
Art der Lichtdurch- Streuung Salzzu- lässigkeit in % aabe
in %
K Kaliumdiphenyl- 0,2 sulfon-3-sulfonat
L " 0,2
- 0,2
0,2
Kaliumbromid
OO | M | Dikaliumdiphenyl |
O | sulfon-3,3'-di- | |
CO | sulfonat | |
OO | ||
N | Il | |
CO | ||
O | ||
CO |
0,2
0,2
Kaliumbromid 0,2
0,2
als Fest- 82,6
stoff
stoff
Lösung
Feststoff
als
Lösung
Lösung
88,6
84,4
84,4
89,0
6,0 2,6
5,8
2,4
Claims (1)
- Patentansprüche1. Verbesserte nicht opake flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolymer in Mischung mit 0,001 bis etwa 2,0 Teilen pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymeren von einem Zusatzstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Alkalimetallsnlzen oder organischen Erdalkalimetallsalzen oder Mischungen derselben, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Mischung mit dem flammhemmenden aromatischen Carbonatpolymeren 0,001 bis etwa 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymeren von einem anorganischen Halogenid ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkalimetallhalogenid oder einem Erdalkalimetallhalogenid oder Mischungen derselben enthält.Verbesserter ausgeformter Gegenstand mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aus einem aromatischen Carbonatpolymeren in Mischung mit 0,001 bis etwa 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymeren von einem Zusatzstoff ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Alkalimetallsalzen oder organischen Erdalkalimetallsalzen oder Mischungen derselben ,dadurch gekennzeichnet, daß in der Mischung mit dem aromatischen Carbonatpolymeren O,001 bis etwa 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymeren eines anorganischen Halogenids ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkalimetallhalogenid oder einem Erdalkalimetallhalogenid oder Mischungen derselben enthalten sind.809816/06403. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Natriumdiphenylsulfon-4-sulfonat ist.4. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Kalium-diphenylsulfon-3-sulfonat ist.5. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Dikalium-diphenylsulfon-3,3'-diaalfonat ist.6. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Natrium-2,5-dichlorbenzolsulfonat ist.7. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Polynatrium-polystyrolpolysulfonat ist.8. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Polykaliumpoly (chlorstyrol)-j.vjiysulfonat ist.9. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Alkalimetallhalogenidausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Natriumchlorid, Natriumbromid, Kaliumchlorid, Kaliumbromid und Kaliumiodid.10.Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form einer Platte aufweist.11.Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form eines Pellets aufweist.12.Verfahren zur Herstellung einer nicht opaken, flammhemmenden Polycarbonat-Zusammensetzung dadurch gekennzeichnet, daß das Polycarbonat mit einer Lösung, die ein organisches Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsaz oder Mischungen derselben enthält, gemischt wird.13.Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,daß die Lösung aus dem organischen Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz oder Mischungen derselben ein anorganisches Halogenid809816/06402744013ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus einem Alkalimetallhalogenid oder Erdalkalimetallhalogenid oder Mischungen derselben aufweist.14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung, die das organische Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz oder Mischungen derselben enthält, eine wässerige Lösung ist.809816/0640
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Publication Number | Publication Date |
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