DE3613490A1

DE3613490A1 - Flammfeste polyamide

Info

Publication number: DE3613490A1
Application number: DE19863613490
Authority: DE
Inventors: Werner Nielinger; Hermann Kauth; Heinz-Josef Fuellmann
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1986-04-22
Filing date: 1986-04-22
Publication date: 1987-10-29
Also published as: JPS62252454A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft flammfeste Polyamide.

Polyamide haben aufgrund ihrer guten mechanischen und elektrischen Eigenschaften sowie wegen ihrer guten Beständigkeit gegen Chemikalien vielfache Anwendung als Werkstoff für den technischen Bereich gefunden. Sie dienen zur Herstellung von Teilen für den Maschinenbau und Automobilbau, ferner zur Herstellung von Gehäusen, Abdeckungen und Schaltkästen. Dabei gewinnen vor allem für den Elektrosektor brandwidrige Produkte immer mehr an Bedeutung. Gerade für diese Anwendungen ist die Verwendung von Polyamiden in brandwidriger Einstellung und mit guten elektrischen Eigenschaften, wie hoher Kriechstromfestigkeit, wünschenswert. Durch den Zusatz der bekannten Flammschutzmittel werden diese Anforderungen nicht immer erfüllt. Oft erhält man auch trübe, undurchsichtige Produkte beim Flammfestausrüsten transparenter Polyamide.

Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß man amorphe teilaromatische flammfeste Polyamide mit hoher Kriechstromfestigkeit erhält, wenn man die Polyamide mit Polyphosphonaten ausrüstet. Bei dieser Flammfestausrüstung behalten transparente Polyamide ihre Transparenz.

Gegenstand der Erfindung sind daher thermoplastische Formmassen aus amorphen teilaromatischen Polyamiden, die 3 bis 20, vorzugsweise 8 bis 15 Gew.-% bezogen auf Polyamid Polyphosphonate als Flammschutzmittel enthalten.

Geeignete Polyamide sind vorzugsweise solche, die zumindest zu 30 Mol-% aus aromatischen polyamidbildenden Komponenten, besonders bevorzugt zu 50 Mol-% aus aromatischen Dicarbonsäuren aufgebaut sind.

Beispiele für amorphe, teilaromatische Polyamide sind vorzugsweise solche aus aromatischen Dicarbonsäuren, wie Isophthalsäure oder Terephthalsäure, wobei gegebenenfalls aliphatische oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, Sebazinsäure, Azelainsäure, Dekandicarbonsäure, Cyclohexandicarbonsäure mitverwendet werden können, und Diaminen. Die Auswahl der Diamine unterliegt keiner Beschränkung; es können alle zur Herstellung von thermoplastisch verformbaren Polyamiden geeigneten Diamine verwendet werden. Beispiele sind Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, das Isomerengemisch aus 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, Bis-(4-aminocyclohexyl)- methan, Bis-(4-aminocyclohexyl)-propan, 4,4′-Diamino- 3,3′-dimethyl-dicyclohexylmethan, 3-Aminomethyl- 3,5,5-trimethylcyclohexylamin, m- und p-Xylyendiamin. Schließlich können auch Aminocarbonsäuren bzw. ihre Lactame als Comonomere mit eingesetzt werden, beispielsweise ε-Aminocapronsäure, ω-Aminoundekansäure und ω-Aminolaurinsäure.

Bevorzugte amorphe teilaromatische Polyamide sind solche aus Isophthalsäure und Hexamethylendiamin oder aus Terephthalsäure und dem Isomerengemisch aus 2,2,4- und 2,4,4- Trimethylhexamethylendiamin oder aus Isophthalsäure, Terephthalsäure, Dekandicarbonsäure, Hexamethylendiamin und Bis-(4-aminiocyclohexyl)-methan oder aus Adipinsäure, Isophthalsäure, Hexamethylendiamin, 4,4′-Diamino-3,3′- dimethyl-dicyclohexylmethan oder aus Adipinsäure, Hexamethylendiamin, Bis-(4-aminocyclohexyl)-methan oder aus Laurinlactam, Isophthalsäure, 4,4′-Diamino-3,3′-dimethyldicyclohexylmethan.

Besonders bevorzugte Polyamide sind amorphe Polyamide aus Isophtalsäure und Hexamethylendiamin.

Geeignete Polyphosphonate und deren Herstellung sind in der deutschen Offenlegungsschrift 29 44 093 beschrieben. Sie bestehen aus wiederkehrenden Einheiten der Struktur

wobei R einen Alkylrest mit 1-6, vorzugsweise 1-3 C-Atomen oder einen gegebenenfalls substituierten Cycloalkylrest mit 5-30, vorzugsweise 6-12 C-Atomen, einen Alkylrest mit 7-30, vorzugsweise 7-16 C-Atomen, oder einen Arylrest mit 6-30, vorzugsweise 6-18 C-Atomen darstellt.

X bedeutet mindestens einen der Reste Phenylen oder einen Rest

mit Y = eine Bindung oder einen C₁-C₅-, vorzugsweise C₁- C₃-Alkylenrest, C₅-C₁₂-, vorzugsweise C₆-C₁₀-Cycloalkylenrest oder ein Brückenglied S, O, SO₂, CO.

Die aromatischen Ringe von X können auch mit Alkylgruppen mit 1-4 C-Atomen substituiert sein.

Besonders bevorzugte Polyphosphonate sind die Phosphonsäureester des 4,4′-Dihydroxydiphenyls und/oder des Hydrochinons mit Methanphosphonsäure und/oder Ethanphosphonsäure.

Die Polyphophonate besitzen vorzugsweise mittlere Molekulargewichte (Zahlenmittel n osmometrisch in Methylenchlorid bestimmt) von 2000 bis 80 000, insbesondere 4000 bis 40 000.

Die Compoundierung erfolgt auf handelsüblichen Ein- und Mehrwellenextrudern herkömmlicher Bauart. Dabei können die vorgemischten Polymeren direkt in den Extruder gegeben werden. Man kann aber auch das Polyphosphonat in bereits geschmolzenes Polyamid dosieren. Diese Arbeitsweise bietet sich an, wenn ein empfindliches Polyphosphonat verwendet wird.

Die Compoundierung sollte bei Temperaturen von 260 bis 285°C, vorzugsweise 270 bis 285°C erfolgen.

Die erfindungsgemäßen Polyamidformmassen können die üblichen Zusätze und Hilfsmittel, beispielsweise einen oder mehrere Füllstoffe, insbesondere Glasfasern in Mengen von 10 bis 60 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Mischung enthalten. Als weitere Füll- und Verstärkungsstoffe kommen Mikroglaskugeln, Kreide, Quarze wie Asbest, Feldspat, Glimmer, Talkum, Wollastonit sowie Kaolin in calzinierter und nicht calzinierter Form in Betracht. Außerdem sind Farbstoffe und Pigmente, insbesondere Farbruße und/oder Nigrosinbasen, Stabilisatoren sowie Verarbeitungshilfsmittel zu nennen, ferner Schlagzähmodifikatoren, beispielsweise auf der Basis von Copolymerisaten des Ethylens, Poly(meth)acrylaten und gepfropften Polybutadienen.

Die erfindungsgemäßen Formmassen zeichnen sich durch eine Schwerentflammbarkeit und durch gute mechanische und elektrische Eigenschaften aus. Außerdem wird durch die erfindungsgemäßen Flammfestausrüstung die Transparenz von Polyamiden nicht beeinflußt. Sie eignen sich zur Herstellung von Spritzgießteilen für technische Anwendungen, beispielsweise für Gehäuseteile, Abdeckungen und transparente Teile für Meßgeräte.

Beispiele Beispiel 1

In 90 Gew.-Teile eines Polyamides aus Isophthalsäure und Hexamethylendiamin mit einer relativen Viskosität von 2,5, gemessen an einer einprozentigen Lösung in m-Kresol bei 25°C werden 10 Gew.-Teile eines Polyphosphonates, hergestellt aus Dihydroxydiphenyl und Methanphosphonsäurediphenylester (ηrel = 1,100, gemessen an einer 0,5%igen Lösung in Methylenchlorid bei 25°C) auf einem Einwellenextruder (Haake) bei einer Massetemperatur von 278°C eingearbeitet. Das Granulat wird zu transparenten Formkörpern verarbeitet. Das Brandverhalten nach UL, Subj. 94 ist V 0 für 1,6 mm Wandstärke.

Beispiel 2

Beispiel 1 wird wiederholt wobei eine Mischung aus 15 Gew.-Teilen Polyphosphonat und 75 Gew.-Teilen Polyamid hergestellt wird. Die Massetemperatur beträgt 276°C. Die Formkörper aus dieser Mischung sind transparent und zeigen ein Brandverhalten nach UL Subj. 94 V 0 für 1,6 mm Wandstärke.

Beispiel 3

In einem Doppelwellenextruder (ZSK 32 der Firma Werner & Pfleiderer) werden 88 Gew.-Teile Polyamid aus Isophthalsäure und Hexamethylendiamin (ηrel = 2,5) und 12 Gew.-Teile Polyphosphonat, hergestellt aus Methanphosphonsäure und 4,4′-Dihydroxydiphenyl (ηrel = 1,100) bei 285°C Massetemperatur gemischt. Man erhält ein Produkt mit einer relativen Viskosität von 2,4, das zu transparenten Formkörpern verarbeitet werden kann. Das Brandverhalten nach Ul, Subj. 94 ist V 0 für 1,6 mm Wandstärke.

Die Kriechstromfestigkeit (VDE 0303, Teil 1, DIN 53 480) hat folgende Werte:
KB 600; KC 600.

Claims

1. Flammfeste, thermoplastische Formmassen aus amorphen, teilaromatischen Polyamiden, die als Flammschutzmittel 3 bis 20 Gew.-% Polyphosphonate enthalten.

2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 8-15 Gew.-% Polyphosphonate enthalten.