DE60212149T2

DE60212149T2 - Flammwidrige Polycarbonatzusammensetzungen mit verbesserter Witterungsbeständigkeit, die Cyanoacrylsäureester enthalten

Info

Publication number: DE60212149T2
Application number: DE60212149T
Authority: DE
Inventors: Martinus Johannes GOOSSENS; Hendrik Verhoogt
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 2001-08-20
Filing date: 2002-07-29
Publication date: 2007-04-19
Anticipated expiration: 2022-07-30
Also published as: DE60212149D1; US6753367B2; WO2003016389A1; TWI247773B; EP1423469A1; CN1561366A; KR20040044451A; EP1423469B1; KR100880314B1; ATE328951T1; JP2005524721A; US20030069338A1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft flammhemmende Polycarbonatzusammensetzungen mit verbesserter Bewitterungsleistung, wobei die genannten Zusammensetzungen ein oder mehrere Cyanoacrylsäureester und auf Salz basierende Flammhemmer aufweisen. Die Erfindung betrifft auch Verfahren zur Verbesserung der Flammhemmung und Bewitterungsleistung von Polycarbonatzusammensetzungen. Letztendlich betrifft die Erfindung weiterhin Gegenstände, die aus diesen flammhemmenden Polycarbonatzusammensetzungen, die Cyanoacrylsäureester aufweisen, hergestellt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Feuerfeste, feuerbeständige und/oder feuerhemmende Materialien sind zunehmend erwünscht in Anwendungen, bei denen die Einwirkung von Wärme oder Flamme auf verschiedene Kunststoffe möglich oder wahrscheinlich ist. Für die meisten Polymerzusammensetzungen ist es notwendig, Materialien zu der Zusammensetzung hinzuzugeben, welche dem fertigen Gegenstand Flammhemmung verleihen. Flammhemmende Materialien und Additive, welche diese Eigenschaft verleihen, sind insbesondere geeignet in Anwendungen wie zum Beispiel Gehäuse und Isolationen für elektrische und elektronische Bauteile. Beispiele für Materialien, die verwendet wurden, um solche Flammhemmung zu verleihen, sind bromierte Harze, Antimonoxidfüller und organische Phosphate. Flammhemmung wurde vorherrschend durch halogenierte Flammhemmungsadditive zur Verfügung gestellt, insbesondere flammhemmende Additive auf Brom- und Chlorbasis, die in die verschiedenen Kunststoffzusammensetzungen eingebracht wurden.
Wie von vielen Umweltgruppen ausgeführt ist ein wohlbekannter und potentiell ernsthafter Nachteil in Bezug auf die Verwendung von solchen halogenierten flammhemmenden Additiven die mögliche Freisetzung von schädlichen oder giftigen Gasen, wenn die Zusammensetzung auf erhöhte Temperaturen erwärmt wird. Daher sind flammhemmende Systeme, die umweltfreundlich sind, gegenüber halogenbasierten Systemen bevorzugt.
Cyanoacrylsäureester sind als Additive für die Verwendung in Kunststoffen zum Verleihen von verschiedenen Eigenschaften bekannt. Zum Beispiel sind einige Cyanoacrylsäureester als Lichtstabilisatoren geeignet. US-Patente 5 821 380, 3 215 725 und DE-A 41 22 475 lehren 2-Cyanoacrylsäureester mit neuen Formeln für die Verwendung in Kunststoffen und/oder Anstrichen zum Zweck der Stabilisierung des genannten Anstriches oder Kunststoffes gegen die Einwirkung von Licht, Sauerstoff und Wärme. Die Cyanoacrylsäureester und Zusammensetzungen der US-Patente 5 821 380 und 3 215 725 und DE-A 41 22 475 werden in den Polycarbonatzusammensetzungen der vorliegenden Erfindung verwendet.
Gewisse Polysiloxane sind dafür bekannt, dass sie vielen Kunststoffen, einschließlich Polycarbonatmaterialien, Feuerbeständigkeit verleihen. Diese Polysiloxane werden normalerweise in Kombination mit einem Sulfonatsalz verwendet.
Underwriters Laboratories hat eine Vielzahl von Entflammbarkeits- und Flammhemmungtests für Materialien entwickelt, die mit oder in der Nähe von Elektrizität verwendet werden. Die UL-Bewertung ist sehr einflussreich und eine Polymerzusammensetzung, die keine UL-Flammenbewertung besitzt, wird nicht für Anwendungen gekauft, welche Flammhemmung erfordern. Der UL-Flammtest wird als UL-94 bezeichnet und eine Zusammensetzung, die so getestet wurde, kann eine Einstufung von V-0 (am besten flammhemmend), V-1 oder V-2 (am wenigsten flammhemmend) erhalten, abhängig von den Ergebnissen des Test.
Was erwünscht ist, ist eine chlorfreie und bromfreie flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserter Bewitterung.
KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Die Erfinder haben überraschenderweise gefunden, dass die Verwendung von Cyanoacrylsäureester-UV-Absorbern in ökologisch freundlichen Polycarbonatmaterialien signifikant die Flammcharakteristika verbessert. Überlegene flammhemmende Eigenschaften werden gegenüber vergleichbaren Polycarbonatformulierungen ohne einen UV-Absorber und mit einem auf Benzotriazol basierenden UV-Absorber erhalten. Die Beschreibung beschreibt eine chlorfreie und bromfreie flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserter Bewitterung.
Die oben diskutierten und andere Rückschläge und Nachteile im Stand der Technik werden überwunden oder verringert durch eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung gemäß vorliegender Erfindung, aufweisend unter anderem ein oder mehrere Cyanoacrylsäureester.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Polycarbonatzusammensetzungen zur Verfügung, die Flammhemmung, verbesserte Bewitterungsleistung, optische Klarheit und reduzierte Giftigkeit zeigen, wenn sie erhöhten Temperaturen ausgesetzt werden, relativ zu den Emissionen bei Erwärmung von herkömmlichen flammhemmenden Polycarbonatzusammensetzungen.
Insbesondere stellt die vorliegende Erfindung Polycarbonatzusammensetzungen mit Flammhemmung zur Verfügung, welche die UL94-V0-Bewertung ohne die Verwendung von Chlor enthaltenden oder Brom enthaltenden Additiven erreichen, wobei die genannten Zusammensetzungen ein oder mehrere kommerziell erhältliche Sulfonatsalze, ein oder mehrere kommerziell erhältliche Siloxane und ein oder mehrere kommerziell erhältliche Cyanoacrylsäureester, wie zum Beispiel Uvinul 3035, Uvinul 3030 oder Uvinul 3039 beinhalten, erhältlich von BASF.
EINGEHENDE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die erfindungsgemäßen flammhemmenden Polycarbonatzusammensetzungen, die ein oder mehrere Cyanoacrylsäureester enthalten, sind optisch klar, frei von Chlor und Brom und beinhalten weiterhin ein oder mehrere synergistische Flammhemmer, ausgewählt aus Alkalimetall- oder Erdalkalimetallsalzen von anorganischen Protonensäuren, sowie organischen Bronstedsäuren, aufweisend zumindest in Kohlenstoffatom. Diese Salze dürfen kein Chlor und/oder Brom enthalten. Vorzugsweise sind die salz-basierenden Flammhemmer Sulfonate und bevorzugt werden sie ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Kaliumdiphenylsulfon-3-sulfonat (KSS), Kaliumperfluorbutansulfonat (Rimar-Salz) und Kombinationen aus zumindest einem der vorhergehenden. Die Polycarbonatzusammensetzung kann weiterhin Phenylpolysiloxane wie zum Beispiel Polyphenylmethylsiloxan und Octaphenyltetracyclosiloxan enthalten.
In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine transparente, feuerbeständige Polycarbonatzusammensetzung mit niedriger Verbrennungsgiftigkeit, aufweisend (a) Polycarbonat, (b) einen Cyanoacrylsäureester und (c) ein Sulfonatsalz, sowie wahlweise (d) ein Siloxan zur Verfügung gestellt.
Mit „geringer Verbrennungsgiftigkeit" ist hier die Abwesenheit von brom- und/oder chlorbasierenden Additiven gemeint, die zur Giftigkeit von Rauch beitragen kann, die bei Verbrennung abgegeben werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung eine transparente Polycarbonatzusammensetzung zur Verfügung, aufweisend (a) ein bromfreies und chlorfreies Polycarbonat, (b) einen Cyanoacrylsäureester, (c) ein Kaliumsulfonatsalz und (c) ein Phenylsiloxan mit einem Molekulargewicht von etwa 120 bis 150.000, vorzugsweise einem niedrigen Molekulargewicht von 120 bis 1.500. Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Phenylsiloxane können Polymethylphenylsiloxan, wie zum Beispiel „PDS" und „SR476", erhältlich von GE Bayer Silicones, oder vergleichbare Materialien von Dow Corning Coorperation, enthalten.
Die Sulfonatsalze, die für die vorliegende Erfindung geeignet sind, können Alkali- und Erdalkalimetallsulfonatsalze enthalten, wie zum Beispiel Kaliumperfluorbutansulfonat, erhältlich von 3M und Bayer, und Kaliumdiphenylsulfon-3-sulfonat, erhältlich von Seal Sands.
Die für die vorliegende Erfindung geeigneten Cyanoacrylsäureester können Uvinul 3030, Uvinul 3035 und Uvinul 3039, erhältlich von BASF, enthalten.
Die vorliegende Erfindung ist gerichtet auf ein Verfahren zur Verbesserung der Flammhemmung und Bewitterungsleistung von Polycarbonatzusammensetzungen. Demzufolge stellt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Zusammensetzung zur Verfügung, aufweisend (a) Polycarbonat, das zu 89 bis 99,9 Gewichtsprozent vorliegt, (b) zumindest einen Cyanoacrylsäureester, der zu 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent vorliegt, (c) zumindest ein Sulfonatsalz, das zu 0,01 bis 0,5 Gewichtsprozent vorliegt, und (d) zumindest ein Siloxan, das zu 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent vorliegt.
Wärmestabilisatoren können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden, einschließlich zum Beispiel Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit, wie zum Beispiel Irgaphos 768 von Ciba.
Ebenfalls geeignet hierin sind Trennmittel wie zum Beispiel Pentaerythritotetrastearat (PETS), bekannt als Loxiol von Henkel.
In einem wichtigen Merkmal der vorliegenden Zusammensetzung ist das Polycarbonat im Wesentlichen frei von Halogenen. Im Wesentlichen frei von Halogen ist hierbei definiert als Mengen die unzureichend sind, um toxischen Rauch zu erzeugen, wenn sie verbrannt werden. Im Allgemeinen wird das Polycarbonat daher weniger als 1,0, vorzugsweise weniger als etwa 0,5 und bevorzugt weniger als etwa 0,2 Gewichtsprozent eines Halogens enthalten.
So wie hier verwendet beinhalten die Bezeichnungen „Polycarbonat" und „Polycarbonatzusammensetzung" Zusammensetzungen, die Struktureinheiten der Formel (I) haben:
wobei zumindest etwa 60 % der Gesamtanzahl der R¹-Gruppen aromatische Reste sind und der Rest davon aliphatische, alicyclische oder aromatische Reste. Anschauliche, nicht einschränkende Beispiele für Reste dieser Art sind -O-, -S-, -S(O)-, -S(O₂)-, -C(O)-, Methylen, Cyclohexylmethylen, 2-[2.2.1]-Bicycloheptyliden, Ethyliden, Isopropyliden, Neopentyliden, Cyclohexyliden, Cyclopentadecyliden, Cyclodedecylen und Adamantyliden.
Polycarbonate können hergestellt werden durch Reaktion einer Dihydroxyverbindung mit einem Carbonatprecursor, wie zum Beispiel Phosgen, einen Halogenformiat, einem Carbonat oder einem Carbonatester, allgemein in der Gegenwart eines Säureakzeptors und eines Molekulargewichtsregulators. Geeignete Polymerisationsverfahren beinhalten Grenzflächenpolymerisation, Schmelzpolymerisation und Umverteilung.
Einige anschauliche Beispiele für geeignete Dihydroxyverbindungen beinhalten die Dihydroxy substituierten aromatischen Kohlenwasserstoffe, die durch Name oder Formel (generisch oder spezifisch) in US-Patent 4 271 438 offenbart sind. Eine Liste von speziellen Beispielen der Arten von Precursorverbindungen, die für die Herstellung der vorliegenden Erfindung geeignet sein können, beinhalten die folgenden:
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)methan,
1,1-Bis(4-hydroxphenyl)ethan,
2,2-Bis(4-hydroxphenyl)propan (im folgenden „Bisphenol A" oder BPA"),
2,2-Bis(4-hydroxphenyl)butan,
2,2-Bis(4-hydroxphenyl)octan,
1,1-Bis(4-hydroxphenyl)propan,
1,1-Bis(4-hydroxphenyl)-n-butan,
Bis(4-hydroxphenyl)phenylmethan,
2,2-Bis(4-hydroxy-1-methylphenyl)propan,
1,1-Bis(4-hydroxy-t-butylphenyl)propan,
Bis(hydroxyaryl)alkane, wie zum Beispiel 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan,
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclopentan,
sowie Bis(hydroxyaryl)cycloalkan, wie zum Beispiel
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)cyclohexan.
Es ist ebenfalls möglich, bei der Herstellung der Polycarbonate eher zwei oder mehr verschiedene Dihydroxyverbindungen oder Copolymere einer Dihydroxyverbindung mit einem Glykol oder mit einem hydroxy- oder säureterminierten Polyester oder mit einer dibasischen Säure oder Hydroxysäure im Fall eines Carbonatpolymeren einzusetzen, als dass ein Homopolymer für die Verwendung erwünscht ist. Verzweigte Polycarbonate sind ebenfalls geeignet, sowie Blends von linearem Polycarbonat und einem verzweigten Polycarbonat. Die verzweigten Polycarbonate können durch Zugabe von Verzweigungsmittel während der Polymerisation hergestellt werden.
Diese Verzweigungsmittel sind wohlbekannt und können polyfunktionale organische Verbindungen enthalten, die zumindest drei funktionelle Gruppen enthalten, die Hydroxyl, Carboxyl, Carboxylanhydrid sowie Mischungen daraus sein können. Spezielle Bespiele beinhalten Trimellithsäure, Trimellithsäureanhydrid, Trimellithsäuretricholrid, Tris-p-hydroxyphenylethan, Isatin-bisphenol, Trisphenol TC (1,3,5-Tris((p-hydroxyphenyl)isopropyl)benzol), Trisphenol PA (4,4,1,1-Bis(p-hydroxyphenyl)ethyl), alpha,alpha-Dimethyl(benzyl)phenol, Trimesinsäure und Benzophenontetracarbonsäure. Die Verzweigungsmittel können in einer Menge von etwa 0,05 bis 2,0 Gewichtsprozent zugegeben werden. Verzweigungsmittel und Verfahren zur Herstellung von verzweigten Polycarbonaten sind in US-Patent Nrn. 3 635 895 und 4 001 184 beschrieben. Alle Arten von Polycarbonatendgruppen werden als innerhalb des Umtangs der vorliegenden Erfindung betrachtet.
Bevorzugte Polycarbonate basieren auf Bisphenol A, wobei das mittlere Molekulargewicht des Polycarbonats in dem Bereich von etwa 5.000 bis etwa 100.000, vorzugsweise in dem Bereich von etwa 10.000 bis etwa 65.000 und bevorzugt in dem Bereich von etwa 15.000 bis etwa 35.000 liegt. Weiterhin hat das Polycarbonat vorzugsweise einen Schmelzviskositätsindex (MVI) von etwa 4 bis etwa 30 cm³/10 min. Für die Zwecke der vorliegenden Anmeldung sind die angegebenen Molekulargewichte gewichtsmittlere Molekulargewichte, gemessen durch Gelpermeationschromatographie.
Gemäß vorliegender Erfindung können Cyanoacrylsäureester zugegeben, vermischt, damit zur Reaktion gebracht, hineingebracht oder in jeglicher anderer Art und Weise mit der Polycarbonatformulierung in Kontakt gebracht werden, um eine verbesserte, optisch klare, flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung herzustellen, die geringe Verbrennungstoxität zeigt. Besonders geeignete Cyanoacrylsäureester für die vorliegende Erfindung können 1,3-Bis[2'-cyano-3',3-diphenylacryloyl)oxy]-2,2-bis([2-cyano-3'3'-diphenylacrylol)oxy]methyl)propan, auch bekannt als Uvinul 3030 von BASF, Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat, bekannt als Uvinul 3035, erhältlich von BASF und 2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat, bekannt als Uvinul 3039, erhältlich von BASF, beinhalten.
Andere Cyanoacrylsäureester, die für die erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzungen geeignet sind, beinhalten solche der allgemeinen Formel: (R¹(R²)C=C(CN)CO-O)_n-X wobei R¹ und R² jeweils Wasserstoff oder ein Rest sind, der ein iso- oder heterocyclisches Ringsystem hat, mit zumindest einem Iso- oder Heteroatomkern, und zumindest einer der Reste R¹ oder R² von Wasserstoff verschieden sein muss,
n von 1 bis 10 ist und
X aliphatisch ist.
Bevorzugte 2-Cyanoacrylsäureester sind solche, bei denen bis zu drei, bevorzugt einer der Reste Wasserstoff, C₁-C₄ Alkyl, Cyano, Hydroxyl, Acetyl, C₁-C₅ Alkoxy, C₁-C₈ Alkoxycarbonyl oder Cyclohexoxylcarbonyl ist und der Rest von diesen Resten Wasserstoff ist.
Besonders bevorzugte 2-Cyanoacrylsäureester sind solche, bei denen zumindest ein Rest Hydroxyl, Methoxy, Ethoxy, Propoxy, Isopropoxy, Butoxy, Isobutoxy, sec-Butoxy oder tert-Butoxy ist, da 4fach substituierte Phenylgruppen zu dem stabilisierenden Effekt der Verbindungen beitragen.
Die erfindungsgemäße Polycarbonatzusammensetzung kann verschiedene Additive enthalten, die üblicherweise in Harzzusammensetzungen dieser Art eingebracht werden. Solche Additive sind zum Beispiel Füller oder Verstärkungsmittel, Wärmestabilisatoren, Antioxidanzien, Lichtstabilisatoren, Weichmacher, Antistatikmittel, Entformungsmittel, zusätzliche Harze, sowie Blashilfsmittel. Beispiele für Füller und Verstärkungsmittel beinhalten Glasfasern, Glaskugeln, Kohlenfasern, Siliziumoxid, Talk und Calciumcarbonat. Bespiele für Wärmstabilisatoren beinhalten Triphenylphosphit, Tris(2,6-dimethylphenyl)phosphit, Tris(2,4-di-t-butylphenyl)phosphit, Tris(gemischtes mono-und-di-nonylphenyl)phusphit, Dimethylbenzolphosphonat und Trimethylphosphat. Beispiele für Antioxidanzien beinhalten Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionat] und Pentaerythrityl-tetrakis[3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxphenyl)propionat]. Beispiele von Lichtstabilisatoren beinhalten 2-(2-Hydroxy-5-methylphenyl)benzotriazol, 2-(2-Hydroxy-5-tert-octylphenyl)benzotriazol und 2-Hydroxy-4-n-octoxybenzophenon. Beispiele für Weichmacher beinhalten Dioctyl-4,5-epoxyhexahydrophthalat, Tris(octoxycarbonylethyl)isocyanurat, Tristearin und epoxiertes Sojabohnenöl. Beispiele das Antistatikmittel beinhalten Glycerinmonostearat, Natriumstearylsulfonat und Natriumdodecylbenzolsulfonat. Bespiele für Entformungsmittel beinhalten Pentaerythritoltetrastearat, Stearylstearat, Bienenwachs, Montanwachs und Paraffinwachs. Beispiele für andere Harze beinhalten Polypropylen, Polystyrol, Polymethylmethacrylat und Polyphenylenoxid. Kombinationen von jedem der vorher genannten Additive können verwendet werden. Solche Additive können zu einem geeigneten Zeitpunkt während der Vermischung der Bestandteile zur Bildung der Zusammensetzung zugemischt werden.
Die transparenten, feuerhemmenden, Cyanoacrylsäureester modifizierten erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzungen können durch inniges Vermischen oder andernfalls in Kontakt bringen des Polycarbonatharzes oder Polycarbonatharz-Precursors mit einem oder mehreren Cyanoacrylsäureestern und irgendeinem der anderen Additive, wie zum Beispiel Polymethylphenylsiloxan oder Octaphenyltetracyclosiloxan und auf Phosphatsalz basierendem Flammhemmer, entweder in Lösung oder in Schmelze, unter Verwendung jedes bekannten Misch- oder Blendverfahrens, hergestellt werden. Typischerweise werden zwei getrennte Mischschritte unterschieden: Einen Vormischschritt und einen Schmelzmischschritt. Im Vormischschritt werden die Bestandteile miteinander vermischt. Dieser Vormischschritt wird typischerweise unter Verwendung eines Taumelmischers oder eines Bandblenders ausgeführt. Jedoch kann, falls gewünscht, die Vormischung unter Verwendung eines Hochschermischers, wie zum Beispiel einem Henschel-Mischer oder einem ähnlichen hochintensiven Bauteil, hergestellt werden. Der Vormischschritt muss von einem Schmelzmischschritt gefolgt werden, wobei die Vormischung geschmolzen und noch einmal als Schmelze vermischt wird. Alternativ ist es möglich, den Vormischschritt wegzulassen und einfach die Rohmaterialien direkt in die Zufuhrabteilung einer Schmelzmischvorrichtung (wie zum Beispiel einen Extruder) durch getrennte Zufuhrsysteme zuzuführen. Beim Schmelzmischschritt werden die Bestandteile typischerweise in einem Einschrauben- oder Zweischrauben-Extruder schmelzgeknetet und zu Pellets extrudiert.
In verschiedenen Beispielen der vorliegenden Erfindung wird eine Cyanoacrylsäureester modifizierte Polycarbonatzusammensetzung mit einer UL94-V0-Flammhemmungsleistungsbewertung bei einer Dicke von 2,6 mm erreicht.
BEISPIELE
Flammhemmung und optische Klarheit

1. Es wird ein Experiment ausgeführt, um die Wirkung von Cyanoacrylsäureester auf die Flammhemmung von linearem, niedrig viskosem Polycarbonat zu bestimmen, das auf Formulierungen basiert, die Polymethylphenylsilxoan, PDS und ein synergistisches flammhemmendes Sulfonatsalz (KSS) enthalten. In diesem Beispiel stellen Vergleich 1 und Vergleich 2 herkömmliche Polycarbonatzusammensetzungen ohne Cyanoacrylsäureester dar, und Erfindungsgemäß 1 und Erfindungsgemäß 2 stellen Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung dar, wobei Cyanoacrylsäureester in die Polycarbonatzusammensetzung eingebracht ist.

Schmelzviskositätsindex
Entflammbarkeitstest für jeweils 4 Proben (für eine Probe werden 5 Stäbe getestet, insgesamt werden 20 Stäbe getestet).
Brennende Tropfen
Optische Klarheit
Trübung als ein Maß der optischen Klarheit
Diese Beispiele zeigen, dass die erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzungen, wie in Erfindungsgemäß 1 und Erfindungsgemäß 2 gezeigt, überraschenderweise verbesserte UL94-Leistung zeigen. Drei von vier Proben von Erfindungsgemäß 1 ergeben die beste Leistungseinstufung von V0 und 2 von 4 Proben von Erfindungsgemäß 2 ergeben die beste V0-Leistungseinstufung. Im Vergleich dazu erzeugen Vergleich 1 und Vergleich 2 UL94-Leistungsbewertungen von V2 für 3 von 4 Proben bzw. V2 für 4 von 4 Proben. In jedem Fall wird die UL94 V2-Einstufung verursacht durch ein oder mehrere Tropfen je Probe. Erfindungsgemäß 1 und Erfindungsgemäß 2 unter Verwendung von Cyanoacrylsäureester zeigen überraschenderweise lediglich 1 bzw. 4 brennende Tropfen, verglichen mit den sehr viel weniger erwünschten 6 bzw. 8 brennenden Tropfen für Kontrolle 1 bzw. 2. Letztendlich veranschaulicht dieses Beispiel die optische Klarheit und Transparenz der erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzungen gemäß dem Verfahren nach ASTM D 1003.
Flammhemmung und optische Klarheit

2. Ein Experiment wird ausgeführt, um die Wirkung von Cyanoacrylsäureester auf die Flammhemmung von linearem Polycarbonat, basierend auf Formulierungen, die Octaphenylcyclotetrasiloxan und ein synergistisches flammhemmendes Sulfonatsalz, Bayowet C4, enthalten, zu bestimmen. In diesem Beispiel stellen Kontrolle 3 und Kontrolle 4 herkömmlich Polycarbonatzusammensetzungen ohne Cyanoacrylsäureester dar und Erfindungsgemäß 3 und Erfindungsgemäß 4 stellen erfindungsgemäße Zusammensetzungen mit Cyanoacrylsäureester, eingebracht in die Polycarbonatzusammensetzung, dar.

Flammbarkeitstests für jeweils 4 Proben (für eine Probe werden 5 Stäbe getestet, insgesamt werden 20 Stäbe getestet)
Brennende Tropfen
Schmelzviskositätsindex (ISO 1133)
Optische Klarheit
Trübung als ein Maß für die optische Klarheit
Dieses Beispiel zeigt, dass die erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzungen, so wie in Erfindungsgemäß 3 und Erfindungsgemäß 4 veranschaulicht, überraschenderweise verbesserte UL94-Leistung zeigen. Vier von vier Proben von Erfindungsgemäß 3 und Erfindungsgemäß 4 ergeben die beste V0-Leistungseinstufung. Im Vergleich dazu erzeugen Kontrolle 3 und Kontrolle 4 UL94-Leistungsbewertungen von V2 für eine von vier Proben. In jedem Fall wird die UL94-V2-Bewertung durch einen einzelnen brennenden Tropfen verursacht. Letztendlich veranschaulicht dieses Beispiel die optische Klarheit und Transparenz der erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzungen gemäß dem Verfahren von ASTM D1003.
BEISPIELE
Flammhemmung, künstliche Bewitterung und optische Klarheit

2. Ein Experiment wird ausgeführt, um die Wirkung von Cyanoacrylsäureester auf Flammhemmung von linearen, auf Polycarbonat basierenden Formulierungen, enthaltend Polymethylphenylsiloxan, PDS, und ein synergistisches flammhemmendes Sulfonatsalz, KSS, zu bestimmen. In diesem Beispiel stellen Vergleich 5 und Vergleich 6 herkömmlich Polycarbonatzusammensetzungen ohne Cyanoacrylsäureester dar und Erfindungsgemäß 5 stellt Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung mit Cyanoacrylsäureester, eingebracht in die Polycarbonatzusammensetzung, dar.

Entflammbarkeitstest für jeweils 4 Proben (für eine Probe werden 5 Stäbe getestet, insgesamt werden 20 Stäbe getestet)
Schmelzviskositätsindex (ISO 1133)
Optische Klarheit
Dieses Beispiel demonstriert, dass die erfindungsgemäßen Polycarbonatzusammensetzungen, wie durch Erfindungsgemäß 5 veranschaulicht, überraschenderweise verbesserte UL94-Leistung zeigen, ausgedrückt durch geringe mittlere Flammverlöschungszeiten. Für Erfindungsgemäß 5 sind die mittleren Flammverlöschungszeiten geringer als die mittleren Flammverlöschungszeiten von Vergleich 5 und Vergleich 6. Für Erfindungsgemäß 5 ist die erste mittlere Flammverlöschungszeit von 0,25 Sekunden signifikant weniger als die erste mittlere Flammverlöschungszeit für Kontrolle 5 und Kontrolle 6, 0,50 Sekunden bzw. 0,65 Sekunden. Für Erfindungsgemäß 5 ist die zweite Flammverlöschungszeit von 2,85 Sekunden signifikant geringer als die zweite mittlere Flammverlöschungszeit von Kontrolle 5 und Kontrolle 6, 4,0 Sekunden bzw. 4,7 Sekunden.
Bewitterungsdaten
Aus dem oben genannten Beispiel (3) werden die mit Kontrolle 5, Kontrolle 6 und Erfindungsgemäß 5 gekennzeichneten Proben zu 2,5 mm Platten zur Untersuchung der Bewitterungsleistung geformt. Diese Proben werden beobachtet, um vergleichbare künstliche Bewitterungsleistung über eine Bestrahlungszeit von 1.500 Stunden in einer Xenon 1200LM-Apparatur (gemäß ISO 4892 Teil 2, Verfahren A) zur Verfügung gestellt. Wenn man die Bewitterungsleistung von Material, das aus Kontrolle 5 und Kontrolle 6 geformt wurde vergleicht, ist der Effekt von 0,15 % UV-Absorber in der folgenden Tabelle gezeigt:
Gelbindex-Zahlen (ASTM 1925)
Demzufolge ist eine bevorzugte Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wie folgt:

Gewichts-%

Polycarbonat 89–99,9

Cyanoacrylester 0,1–0,3

Sulfonatsalz 0,05–0,3

Phenylsiloxan 0,1–1,0

Claims

Eine transparente flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung umfassend: a) eine Polycarbonatformulierung, b) einen Cyanoacrylester, c) einen salz-basierten Flammhemmer ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallsalzen von anorganischen Protonensäuren, Erdalkalimetallsalzen von anorganischen Protonsäuren, Alkalimetallsalzen von organischen Bronsted Säuren und Erdalkalimetallsalzen von organischen Bronsted Säuren.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polycarbonatformulierung ein Polycarbonat umfasst mit einem Molekulargewicht im Bereich von 5 000 bis 100 000.
Polycarbonatzusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der salz-basierte Flammhemmer ein Sulfonat ist.
Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Sulfonatsalz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Kaliumdiphenylsulfon-3-sulfonat und Kaliumperfluorobutansulfonat.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Cyanoacrylester ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 1,3-Bis[2'-cyano-3',3-diphenylacryloyl)oxy]-2,2-bis-([2-cyano-3',3'-diphenylacryloyl)oxy]methyl)propan; Ethyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat; und 2-Ethylhexyl-2-cyano-3,3-diphenylacrylat.
Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder Anspruch 3, weiterhin aufweisend ein Phenylsiloxan.
Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Phenylsiloxan ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Poly(methylphenylsiloxan) und Octaphenylcyclotetrasiloxan.
Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Polycarbonatformulierung in einer Menge zwischen 70 Gew.-% und 99 Gew.-% vorhanden ist und wobei der Cyanoacrylester in einer Menge von 0,01 Gew.-% bis 10 Gew.-% vorhanden ist.
Verfahren zur Verbesserung der Flammhemmung einer Polycarbonatzusammensetzung, wobei das Verfahren umfasst, dass man einer Polycarbonatformulierung, aus welcher die Polycarbonatzusammensetzung hergestellt wird, einen Flammhemmer zufügt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallsalzen von anorganischen Protonensäuren, Erdalkalimetallsalzen von anorganischen Protonsäuren, Alkalimetallsalzen von organischen Bronsted Säuren und Erdalkalimetallsalzen von organischen Bronsted Säuren, und eine wirksame Menge eines Cyanoacrylesters zur Verbesserung der Flammhemmung der Polycarbonatzusammensetzung relativ zur Flammhemmung der Polycarbonatzusammensetzung ohne den Cyanoacrylester.