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Diese
Erfindung betrifft flammgehemmte Harzformmassenzusammensetzungen
mit verbesserten elektrischen Eigenschaften.
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Hintergrund
der Erfindung
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Harze,
wie z. B. Polyamid 66, werden wegen ihrer vielen ausgezeichneten
Eigenschaften, d. h. Festigkeit, Lösungsmittelbeständigkeit
usw., in Harzformmassenzusammensetzungen verwendet. In Anwendungen,
bei denen gute elektrische Eigenschaften gefordert werden, können geformte
Teile drastischen Bedingungen ausgesetzt sein, wie z. B. dem Auftreten
elektrischer Entladungen oder übermäßiger Leckströme über ihre Oberfläche. Diese
Bedingungen erfordern nicht nur, dass das Formteil über Flammfestigkeit
verfügt,
sondern auch, dass das Formteil über
einen hohen Grad an Resistenz gegen Verkohlung verfügt, nachdem
es hohen Spannungen ausgesetzt worden ist, d. h. eine gute Kriechstromfestigkeit
und ein hohes Maß an
Widerstandsfähigkeit
gegen elektrische Entladungen aufweist.
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Es
bestand jedoch das Problem, dass flammgehemmte Polyamidharze im
Vergleich mit nicht flammgehemmten Harzen einen geringen Bahnwiderstand
aufwiesen. Im US-Patent 4,559,372 von Giroud-Abel wird beschrieben,
dass eine Zusammensetzung, die (i) ein Polyamid, (ii) einen Gehalt
an feuerschützendem
roten Phosphor und (iii) einen wirksamen Gehalt von mindestens einer
Lanthanverbindung enthält, über verbesserte elektrische
Eigenschaften verfügt.
Andere angeführte
Materialien enthalten Kupferoxid und Cadmiumoxid für eine verbesserte
Lichtbogenfestigkeit. Dieses Patent ist auf die Verwendung von rotem
Phosphor gerichtet.
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Es
ist daher wünschenswert,
zusätzliche
Inhaltsstoffe zur Verfügung
zu stellen, welche die Kriechstromfestigkeit von Glasfaser-Polyamidzusammensetzungen
erhöhen
können,
insbesondere flammgehemmte Polyamidzusammensetzungen.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, flammgehemmte
verstärkte
Polyamid-Harzformmassenzusammensetzungen zur Verfügung zu
stellen sowie damit geformte Artikel mit verbesserten elektrischen
Eigenschaften.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, aus flammgehemmtem
Polyamidharz geformte Artikel zu Verfügung zu stellen sowie Pressmassen,
welche für
geformte elektrische Vorrichtungen geeignet sind, wie z. B. Steckdosen,
Sicherungsautomaten, Schalter, Sicherungsgriffe, Glühlampenfassungen, Verteilerkappen
oder Zündspulen.
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Erfindungsgemäß werden
flammgehemmte Harzformmassenzusammensetzungen mit besseren elektrischen
Eigenschaften, insbesondere besserer Kriechstromfestigkeit, zur
Verfügung
gestellt, welche ein Polyamid, eine flammhemmende Menge an halogenierter
flammhemmender Glasfaser und/oder Mineralfaser sowie eine wirksame
Menge eines Pyro/Polyphosphats zur Verbesserung der elektrischen
Eigenschaften aufweisen. Das Pyro/Polyphosphat kann ein Metall-Pyrophosphat,
ein Metall-Polyphosphat, ein saures Metallpyrophosphat oder ein
saures Matallpolyphosphat sein.
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Gemäß einer
weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform
enthält
die Zusammensetzung zusätzlich
zu dem Pyro/Polyphosphat noch ein olefinisches Polymer für verbesserte
elektrische Eigenschaften.
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Beschreibung
der bevorzugten Ausführungsformen
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Erfindungsgemäß wird die
Kombination von Inhaltsstoffen so ausgewählt, dass die Zusammensetzungen
für elektrische
Vorrichtungen geeignet sind und einen verbesserten Kriechstrom-Vergleichsindex
(CTI) aufweisen. Der CTI wird typischerweise nach UL-746A oder ASTM-D3638-85
oder der 3. Ausgabe von IEC-112 gemessen. Die Absicht dieses Testverfahrens
ist es, das relative Verhalten von festem elektrischem Isoliermaterial
bezüglich
seiner Anfälligkeit
für Kriechwegbildung
auf der Oberfläche
anzuzeigen, wenn es unter elektrischer Belastung Wasser und anderen
Verunreinigern aus der Umgebung ausgesetzt wird. Dieses Verfahren
ist zur Untersuchung von synthetischen Harzformmassen besonders geeignet.
Der Kriechstrom-Vergleichsindex: die unter den im Testverfahren
spezifizierten Bedingungen ermittelte Spannung, die beim Aufbringen
von 50 Tropfen eines Elektrolyten auf das Probestück eine
Störung
verursacht, dient als Maß für die Anfälligkeit
des Materials für
Kriechströme.
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Vorzugsweise
ist der CTI der fertigen Zusammensetzung größer oder gleich ca. 400 Volt.
Typischerweise weist reines Polyamid 66 einen CTI von ca. 500 bis
ca. 600 Volt auf, aber der Zusatz von Flammhemmstoffen und Glasfasern
senkt den CTI auf ca. 275 bis 350 Volt. Es ist daher erwünscht, die
restlichen Inhaltsstoffe so auszuwählen, dass sie die erwünschte Flammhemmung
und die mechanischen Eigenschaften nicht beeinträchtigen, sondern den CTI der
fertigen Zusammensetzung erhöhen.
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Vorzugsweise
ist gemäß Test Nr.
94 der Underwriter's
Laboratories die gewünschte
Flammhemmung V-0. Zusätzlich
zu einem hohen CTI und der Flammhemmung umfassen die wichtigen Eigenschaften
noch gute mechanische Eigenschaften, gute Verarbeitbarkeit, d. h.
kurze Zeiten für
einen Formungszyklus, gute Fließeigenschaften
und gute Isolierungseigenschaften. Flammhemmende Stoffe und Verstärkermaterialien wie
Glasfasern sind wünschenswerte,
im Harz vorkommende, gesonderte Komponenten, um die Flammhemmungs-
bzw. Festigkeitseigenschaften zu verbessern.
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Erfindungsgemäß enthält die Harzzusammensetzung
ein Pyro/Polyphosphat, ausgewählt
aus der Gruppe bestehend aus Metallpyrophosphaten, Metallpolyphosphaten,
sauren Metallpyrophosphaten, sauren Metallpolyphosphaten und Mischungen
davon. Vorzugsweise weist das Pyro/Polyphosphat die Formel (I) auf Mz xHyPnO3n+1 (I)worin M
ein Metall ist, x eine Zahl von 1 bis 12 ist, y eine Zahl von 0
bis 12 ist, n eine Zahl von 2 bis 10 ist, z eine Zahl von 1 bis
5 ist und die Summe von (xz) + y gleich n + 2 ist. M ist vorzugsweise
ein Metall aus den Gruppen IA, IIA, IB, oder IIB oder bevorzugter
Natrium oder Kalium.
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Diese
Verbindungen enthalten beispielsweise Pyrophosphate der Formeln
Na3HP2O7;
K2H2P2O7; Na3H2P3O10; KNaH2P2O7 und
Na2H2P2O7 oder Hexametaphosphat Na8P6O19. Typischerweise
sind die Metall-Pyro/Polyphosphate Hydrate und liegen in Pulverform
vor. Saures Natriumpyrophosphat ist am meisten bevorzugt.
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Das
Pyro/Polyphosphat wird den flammgehemmten Harzformmassenzusammensetzungen
in einer Menge zugesetzt, die bewirkt, dass die Kriechstromfestigkeit
zunimmt, jedoch nicht in einer solchen Menge, dass andere wichtigr
Eigenschaften der Formmassenzusammen-setzung wesentlich beeinträchtigt werden. Vorzugsweise
enthält
die fertige Zusammensetzung 0,5 bis 40, bevorzugter 0,5 bis 20 Prozent
an Pyro/Polyphosphat zur Verbesserung des CTI.
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Darüber hinaus
wurde gefunden, dass Polymere vom Olefintyp zugesetzt werden können, um
eine Erhöhung
des CTI zu erzielen. Typische Polymere vom Olefintyp sind die Additionspolymere
von Olefinen. Geeignete Olefine sind Ethylen, Propylen, Butylen,
Hexen und Octen oder deren Copolymere.
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Polyolefine
können
Polyethylen hoher Dichte (d > 0,94),
Polyethylen niedriger Dichte (d ungefähr 0,92), LLD-Polypropylen
(d = 0,916–0,940)
oder Polypropylen sein. Die olefinischen Polymere können Ethylen-Propylen-
oder Ethylen-Butylen enthaltende Copolymere sein sowie solche, die
Säure-
oder Estergruppen als strukturelle Einheiten enthalten, welche beispielsweise
von Acrylsäure,
Methacrylsäure,
Acrylestern, Methacrylestern oder Alkylvinylestern meistens mit
einem Gehalt von 5–25
Gew.-%, vorzugsweise 10–25 Gew.-%,
stammen. Am meisten bevorzugt sind Coplymere des Ethylens mit Ethylacrylat
oder Methacrylat.
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Vorzugsweise
sind die Polymere vom Olefintyp in der fertigen Zusammensetzung
mit einem Gehalt von 1 bis 10 Gew.-%, mehr bevorzugt von 3 bis 7
Gew.-% der fertigen Zusammensetzung als wirksamer Gehalt zur Verbesserung
des CTI enthalten.
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Zu
den erfindungsgemäßen Harzzusammensetzungen
gehören
mineralische Füllstoffe,
die mit den Pyro/Polyphosphaten zusammenwirken, um die Kriechstromfestigkeit
zu erhöhrn.
Die bevorzugten mineralischen Füllstoffe
verbessern den CTI. Typische mineralische Füllstoffe sind Metallsulfate,
Glimmer, Tone, wie z. B. Aluminiumsilicate und Aluminium-Magnesiumsilicate,
Talke, Glassplitter, Wollastonit, Metalloxide wie Titandioxid, Zinksulfid,
Quarzpulver. Bevorzugte mineralische Füllstoffe sind Talke, Tone,
und Metallsulfate. Typische Silikate sind Calciumsilicate wie Wollastonit;
Aluminiumsilikate wie Kaolin; das ein aus fein zermahlenem mineralischen
Kaolinit zusammengesetztes Tonmaterial ist; als Talkum bekannte
hydratisierte Magnesiumsilikate; Siliciumoxid- und Aluminiumoxid typische
mineralische Stoffe; sowie Glimmer, der ein wasserhaltiges Aluminiumsilikat-Material ist. Ton
ist ein hydratisiertes Aluminiumsilikat, das allgemein durch die
Formel Al2O3SiO2 × H2O wiedergegeben wird. Talk ist das bevorzugte
mineralische Füllmittel.
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Metallsulfatsalze
wie auch deren Hydrate sind bevorzugte mineralische Füllstoffe.
Bevorzugte Metallsulfatsalze sind Metallsulfate der Gruppen IA und
IIA, wobei Barium-, Calcium- und Magnesiumsulfate bevorzugt sind.
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Bariumsulfat,
welches ungiftig und in verdünnten
Säuren
unlöslich
ist, ist besonders bevorzugt. Bariumsulfat kann in Form der natürlich vorkommenden
Baryte oder als Bariumsulfat synthetischer Herkunft vorliegen, wobei
bekannte Synthesetechniken verwendet werden. Die Teilchengröße kann
im Bereich von 0,5 bis 50 μm,
vorzugsweise 1 bis 15 μm
variieren; am meisten bevorzugt sind 8 μm.
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In
den meisten Anwendungen enthalten die Pyro/Polyphosphate, mineralischen
Füllstoffe
und Verstärkermaterialien
wie Glasfasern das Füllmaterial
und stellen wünschenswerterweise
5 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 50 Gew.-% des Gesamtgewichts
der Zusammensetzung dar. Bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung
liegen das Verstärkermaterial
vorzugsweise mit einem Gehalt von 5 bis 30 Gew.-%, das mineralische
Füllmittel
mit einem Gehalt von 3 bis 30 Gew.-% und das Pyro/Polyphosphat mit
einem Gehalt von 0,5 bis 20 Gew.-% vor.
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Um
die erwünschte
Steifigkeit zu erlangen, besteht das Verstärkermaterial wünschenswerterweise
aus Glasfasern. Wie zuvor dargelegt, kann das Vorkommen von Glasfasern
den CTI schädlich
herabsetzen. Daher ist es erwünscht,
andere Konstituenten auszuwählen,
um den CTI zu erhöhen.
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In
den vorliegenden Zusammensetzungen werden zur Verstärkung Glasfasern
oder fadenförmiges Glas
verwendet. Es ist bevorzugt, für
die Zusammensetzungen letztendlich faserige Glasfäden zu verwenden, die
aus relativ sodafreiem Borosilikatglas bestehen. Dieses ist als „E"-Glas bekannt. Die
Filamente werden nach Standardverfahren hergestellt, z. B. durch
Dampf- oder Luftblasen, durch Flammblasen oder durch mechanisches
Ziehen. Die bevorzugten Filamente für eine Kunststoffverstärkung werden
durch mechanisches Ziehen hergestellt. Die Filamentduchmesser befinden
sich vorzugsweise im Bereich von ca. 3 bis 30 μm.
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Bei
der Herstellung der Formmassenzusammensetzungen ist es praktisch,
das fadenförmige
Glas in Form von zerhackten Strängen
mit einer Länge
von 1/8'' bis 1/2'' (0,3175 bis 1,27 cm) einzusetzen. In
Artikeln, die aus den Zusammensetzungen geformt werden, sind andererseits
selbst kürzere
Längen
anzutreffen, da während
des Vermischens beträchtliche
Fragmentierungen auftreten. Glasfäden sind typischerweise Einzelfasern
mit anderen Faserformen, die gebündelte
Fasern, wie z. B. Garne, Stränge
oder Rovings enthalten.
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Der
Gehalt an flammhemmenden Additiven sollte zumindest genügend groß sein,
um die Entflammbarkeit des Polyamidharzes herabzusetzen, vorzugsweise
auf den UL-94 Wert V-0. Der Wert variiert je nach Beschaffenheit
des Harzes und der Wirksamkeit des Additivs. Im allgemeinen liegt
jedoch der Gehalt an Additiv zwischen 2 bis 20 Gew.-%, bezogen auf
das Gewicht des Harzes. Ein bevorzugter Bereich ist 5 bis 15 Gew.-%.
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Typische
halogenierte aromatische Flammhemmstoffe sind das Oligomere des
Tetrabrombisphenol A-polycarbonats, Polybromphenolether, bromiertes
Polystyrol, bromierte BPA-Polyepoxide, bromierte Imide, bromiertes
Polycarbonat, Poly(halogenarylacrylat), Poly(halogenarylmethacrylat)
oder Mischungen derselben. Poly(halogenarylacrylat) ist bevorzugt
und am meisten bevorzugt ist Poly(pentabrombenzylacrylat). PBB-PA ist
seit einiger Zeit bekannt und stellt ein wertvolles flammhemmendes
Material dar, das in einer Anzahl synthetischer Harze zum Einsatz
kommen kann. PBB-PA wird über
Polymerisation von Pentabrombenzylacrylatester (PBB-MA) hergestellt.
Das polymere Flammhemmmaterial aus PBB-PA wird während der Verarbeitung in das
synthetische Harz eingearbeitet, um flammhemmende Eigenschaften
zu vermitteln.
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Beispiele
für weitere
geeignete Flammhemmstoffe sind bromiertes Polystyrol, wie Polydibrom-
und Polytribromstyrol, Decabrombiphenylethan, Tetrabrombiphenyl,
bromierte Alpha, omega-alkylenbisphthalimide, wie z. B. N,N'-ethylenbistetrabromphthalimid,
oligomere bromierte Carbonate, insbesondere von Tetrabrombisphenol
A herkommende Carbonate, welche falls erwünscht, an den Enden mit Phenoxyradikalen
oder bromierten Phenoxyradikalen versehen sind, oder bromierte Epoxyharze.
Weitere flammhemmende aromatische Carbonate werden im US-Patent
4,636,544 von Hepp beschrieben.
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Die
Flammhemmstoffe werden typischerweise mit einem Synergisten eingesetzt,
insbesondere mit anorganischen Antimonverbindungen. Solche Verbindungen
stehen in großem
Umfang zur Verfügung
oder lassen sich auf bekannte Weise herstellen. Typische anorganische
synergistische Verbindungen sind Sb2O5 und SbS3. Besonders
bevorzugt ist Antimontrioxid (Sb2O3). Synergisten, wie z. B. Antimonoxide,
werden mit 0,5 bis 15 Gew.-%, mehr bevorzugt mit 1 bis 6 Gew.-%,
bezogen auf das Gewicht des Harzes in der fertigen Zusammensetzung,
eingesetzt.
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Die
fertige Zusammensetzung kann auch Harze vom Typ des Polytetrafluorethylens
(PTFE) oder Copolymere des Polytetrafluorethylens (PTFE) enthalten,
um das Tropfen bei flammhemmenden Thermoplasten zu verringern.
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Geeignete
Polyamid-Komponenten sind Polyamid 6, Polyamid 66, Polyamid 11,
Polyamis 12, Polyamid 46, Polyamid 610 und Polyamis 612 sowie aus
Terephthalsäure
und/oder Isophthalsäure
und Trimethylhexamethylendiamin, aus Adipinsäure und m-Xylylendiaminen,
aus Adipinsäure,
Azelainsäure
und 2,2-Bis-(p-aminocyclohexyl)propan und aus Terephthalsäure und
4,4'-Diaminodicyclohexylmethan
hergestellte Polyamide. Mischungen und/oder Copolymere von zwei
oder mehr der oben angeführten
Polyamide bzw. deren Präpolymere
liegen ebenfalls im Geltungsbereich der vorliegenden Erfindung.
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Ferner
lassen sich die Polyamide nach jedem bekannten Verfahren herstellen,
wie z. B. durch Polymerisation einer Monoaminomonocarboxylsäure oder
deren Lactam mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen zwischen der
Amino- und Carboxylgruppe, aus im wesentlichen äquimolaren Anteilen eines Diamins
mit mindestens zwei Kohlenstoffatomen zwischen den Aminogruppen
und einer Dicarboxylsäure,
oder aus einer wie oben angegeben, Monoaminocarboxylsäure oder
deren Lactam zusammen mit im wesentlichen äquimolaren Anteilen eines Diamins
und einer Dicarboxylsäure.
Die Dicarboxylsäure
kann in Form eines funktionellen Derivats eingesetzt werden, z.
B. als Salz, Ester oder Säurechlorid.
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Eine
genaue Beschreibung von Polyamiden und Polyamidvorläufersubstanzen
steht im US-Patent 4,755,566
von Yates. Weitere nützliche
Polyamide, die oft als „Nylon" bezeichnet werden,
sind in den US-Patenten 4,732,938 von Grant et al., 4,659,760 von
Van der Meer und 4315,086 von Ueno et al. offenbart. Die eingesetzten
Polyamide können
auch eines oder mehrere der als „gehärtete Nylons" bezeichneten Polyamide sein,
die oft durch Vermischen eines oder mehrerer Polyamide mit einem
oder mehreren polymeren oder copolymeren elastomeren Härtungsmitteln
hergestellt werden Beispiele für
diese Materialarten sind in den US-Patenten 4,174,358; 4,474,927;
4,346,194; 4,251,644; 3,884.882 und 4,147,740 sowie in einer Veröffentlich
von Galluci et al. „Preparation
and Reactions of Epoxy-Modified Polyethylen", J. APPL. POLY. SCI, Bd. 27, SS. 425–437 (1982)
beschrieben.
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Die
für diese
Erfindung bevorzugten Polyamide sind Polyamid 6, 66, 11 und 12,
wobei Polyamid 66 am meisten bevorzugt ist.
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Die
hierin verwendeten Polyamide weisen vorzugsweise eine Viskosität von 0,4
bis 2,0 dl/g auf, gemessen in einer 60 : 40 Mischung von m-Cresol
oder einem ähnlichen
Lösungsmittel
bei 23° bis
30°C.
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Mischungen
verschiedener Polyamidharze als Polyamidkomponente können 1 bis
99 Gewichtsteile von, wie oben beschrieben, bevorzugten Polyamiden
und 99 bis 1 Gewichtsteile anderer Polyamide aufweisen, bezogen
auf 100 Gewichtsteile der beiden kombinierten Komponenten.
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Zusätzliche
Inhaltsstoffe können
andere thermoplastische Harze in einer Menge von bis zu 50 Gew.-% sein,
bezogen auf das Gewicht der Formulierung. Solche anderen geeigneten
thermoplastischen Harze, die verwendet werden können, sind Polyester, Acrylsäure- und
Methacrylsäurepolymere
oder -copolymere, Epoxyharze, Polycarbonate, Polyetherimide, auf
Phenylenoxid basierende Harze, wie z. B. Polyphenylenoxid und Mischungen
von Polyphenylenoxid und Styrolharzen, Polyarylether, Polyphenylensulfide,
Polyetherketone, aliphatische Polyketone, Polysulfone und geordnete
aromatische Copolymere, insbesondere Flüssigkristallpolymere.
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Solche
zusätzlichen
Harzzusammensetzungen können
eine effektive Menge von allen bekannten für Polyamide und Polyamidmischungen
nützlichen
Schlagmodifikatoren enthalten. Diese können den Zusammensetzungen
allein oder in Kombination mit den zuvor beschriebenen Harzen zugesetzt
werden. Die bevorzugten Schlagmodifikatoren umfassen im allgemeinen
ein Anhydrid oder einen mit Carboxylsäure modifizierten olefinischen
Gummi. Weitere in geringen Mengen von typischerweise unter 5 Gew.-%
der Gesamtzusammensetzung verwendete Inhaltsstoffe sind Stabilisatoren,
Schmiermittel, Färbemittel,
Weichmacher, Keimbildner, Antioxidantien und UV-Absorber. Diese
Inhaltsstoffe sollten so ausgesucht werden, dass sie die gewünschten
Eigenschaften des geformten Harzes nicht negativ beeinflussen.
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Obwohl
es nicht unbedingt erforderlich ist, werden beste Ergebnisse erhalten,
wenn die Inhaltsstoffe vorgemischt, pelletisiert und sodann geformt
werden. Das Vormischen kann in einer herkömmlichen Ausrüstung erfolgen.
Beispielsweise wird nach dem Vortrocknen des Polyamidharzes, der
anderen Inhaltsstoffe und, wahlweise, der anderen Additive und/oder
Verstärkungsmittel
ein Einschneckenextruder mit der trockenen Mischung der Zusammensetzung
beschickt. Andererseits kann ein Doppelschneckenextruder an der
Beschickungsöffnung
mit Harzen und Additiven beschickt werden und stromab mit Verstärkungsmitteln.
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Portionen
der Mischung können
vorgemischt und sodann mit dem Rest der Formulierung extrudiert werden
und mittels Standardverfahren zu Pressmasse, wie z. B. Körnern und
Pellets zerschnitten oder zerhackt werden
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Die
Zusammensetzungen lassen sich in jeder gewöhnlich für thermoplastische Zusammensetzungen verwendeten
Einrichtung formen. Beispielsweise werden mit einer Spritzgussmaschine,
z. B. einem 80-tonner Van Dorn-Typ, gute Ergebnisse erzielt, bei
gewöhnlichen
Temperaturen, die von dem verwendeten besonderen Thermoplasten abhängen. Falls
nötig muss
der Fachmann, je nach den Formmasseneigenschaften der Polyamide,
dem Gehalt an Additiven und/oder verstärkenden Füllmitteln sowie dem Ausmaß der Kristallisation der
Polyamidkomponente, gewöhnliche
Einstellungen am Formgebungszyklus vornehmen, um diesen an die Zusammensetzung
anzupassen.
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Die
Untersuchungen zur Entflammbarkeit wurden nach dem Verfahren von
Underwriter's Laboratory Bulletin
94 mit dem Titel „Combustion
Tests for Classification of Materials, UL-94." durchgeführt. Nach
diesem Verfahren wurden die Materialien auf Grundlage der für 10 Proben
erhaltenen Untersuchungsergebnisse jeweils in die Gruppe UL-94 V-0,
UL-94-V1 oder UL-94 V2 eingestuft. Die Kriterien für jede diese
Entflammbarkeitsgruppen gemäß UL-94 sind, in Kürze, die
folgenden:
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V-0:
Die mittlere Zeitspanne für
das Weiterbrennen und/oder -schwelen nach Entfernung der entzündenden
Flamme sollte nicht länger
als 5 Sekunden dauern und keine der Proben sollte Tropfen von Teilchen bilden,
welche Saugwatte in Brand setzen.
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V-1:
Die mittlere Zeitspanne für
das Weiterbrennen und/oder -schwelen nach Entfernung der entzündenden
Flamme sollte nicht länger
als 25 Sekunden dauern und keine der Proben sollte Tropfen von Teilchen bilden,
welche Saugwatte in Brand setzen.
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V-2:
Die mittlere Zeitspanne für
das Weiterbrennen und/oder -schwelen nach Entfernung der entzündenden
Flamme sollte nicht länger
als 25 Sekunden dauern und die Proben bilden Tropfen von brennenden Teilchen,
welche Saugwatte in Brand setzen.
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Die
folgenden Beispiele veranschaulichen die Herstellung von bestimmten
Zusammensetzungen im Geltungsbereich dieser Erfindung. Sie sollen
die Erfindung in keinster Weise einschränken. Alle Angaben in Teilen,
außer
wenn anders angegeben, sind Gewichtsteile.
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Beispiele
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Die
in Tabelle 1 unten gezeigten Formulierungen wurden vorvermischt
und in einem 2,5 Zoll 30 : 1 L/D HPM Einschnecken-Extruder extrudiert.
Das Extrudat wurde vor der Pelletisierung in einem Wasserbad gekühlt. Testteile
wurden in einer 80 Tonnen Van Dorn-Spritzgussmaschine spritzgegossen. Die
Pellets wurden vor dem Spritzgießen 3–4 Stunden bei 121°C (250°F) in einem
Ofen mit Umwälzluft
getrocknet.
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Die
mit A–E
bezeichneten Kontrollversuche zeigten einen niedrigen CTI. Im Vergleich
mit den Kontrollversuchen zeigten die Pyro/Polyphosphate und Sulfate
oder Mineralien enthaltenden, als 1–7 bezeichneten erfindungsgemäßen Formulierungen
einen verbesserten CTI. Die Pyro/Polyphosphate sind Metall-Pyrophosphate,
Metall-Polyphosphate, metallsaure Pyrophosphate oder metallsaure
Polyphosphate.
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Formulierung
A war Polyamid 66 plus 30 Prozent Glas plus ein flammhemmendes Mittel
ohne ein Ethylencopolymer und Füllmittel.
Das flammhemmende System war Poly(pentabrombenzylacrylat) und Sb2O3. Der CTI betrug
275 Volt.
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Formulierung
B war Formulierung A mit 10% weniger Glas und 25% Talk. Der Talk
zeigte positive Wirkungen auf den CTI, welcher auf 350 Volt verbessert
wurde.
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Formulierung
1 war Formulierung B mit 4% weniger Talk, der durch saures Natriumpyrophosphat (SAPP)
ersetzt wurde. Die Kombination aus Talk und SAPP zeigte positive
Wirkungen auf den CTI, welcher auf 375 Volt verbessert wurde.
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Formulierung
2 war Formulierung 1 mit 4,5% weniger Talk, der durch Ethylenethylacrylat
(EEA) ersetzt wurde. Die Kombination aus Talk und EEA zeigte positive
Wirkungen auf den CTI, welcher auf 425 Volt verbessert wurde.
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Die
Formulierung 3 war ähnlich
der Formulierung 1 mit 4,5% hinzugefügtem Ethylenethylacrylat (EEA).
Die Kombination aus Talk, SAPP und EEA zeigte positive Wirkungen
auf den CTI, welcher auf 475 Volt verbessert wurde.
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Formulierung
C war Polyamid 6-Harz plus 30% Glas plus ein flammhemmendes Mittel
ohne ein Ethylencopolymer und Füllmittel.
Das flammhemmende System war Bromacrylat mit einem Antimon-Synergisten. Der
CTI betrug 300 Volt.
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Formulierung
D war Formulierung C mit 10% weniger Glas und 25% Talk. Talk zeigte
positive Wirkungen auf den CTI, welcher auf 400 Volt verbessert
wurde.
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Formulierung
4 war Formulierung D mit 4% weniger Talk, der durch saures Natriumpyrophosphat (SAPP)
ersetzt wurde. Die Kombination aus Talk und SAPP zeigte positive
Wirkungen auf den CTI, welcher auf 475 Volt verbessert wurde.
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Die
Formulierung 5 war ähnlich
der Formulierung 4 mit 4,5% hinzugefügtem Ethylenethylacrylat (EEA).
Die Kombination aus Talk, SAPP und EEA zeigte positive Wirkungen
auf den CTI, welcher auf 475 Volt verbessert wurde.
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Formulierung
E war Polyamid 6-Harz plus 30% Glas plus ein flammhemmendes Mittel
ohne ein Ethylencopolymer und Füllmittel.
Das flammhemmende System war Bromepoxy mit einem Antimon-Synergisten. Der
CTI betrug 300 Volt.
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Formulierung
F war Formulierung E mit 10% weniger Glas und 25% Talk. Talk zeigte
positive Wirkungen auf den CTI, welcher auf 375 Volt verbessert
wurde.
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Formulierung
6 war Formulierung F mit 4% weniger Talk, der durch saures Natriumpyrophosphat (SAPP)
ersetzt wurde. Die Kombination aus Talk und SAPP zeigte positive
Wirkungen auf den CTI, welcher auf 425 Volt verbessert wurde.
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Die
Formulierung 7 war ähnlich
der Formulierung 6 mit 4,5% hinzugefügtem Ethylenethylacrylat (EEA).
Die Kombination aus Talk, SAPP und EEA zeigte positive Wirkungen
auf den CTI, welcher auf 475 Volt verbessert wurde.
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Aus
den formulierten Harzen geformte Artikel eignen sich für die Verwendung
in oder als elektrische Geräte,
wie z. B. Steckdosen, Sicherungsautomaten, Schalter, Sicherungsfassungen,
Glühlampenfassungen, Verteilerkappen,
Gehäuse
oder Zündspulen.
Solche Artikel lassen sich nach herkömmlichen Formverfahren formen.
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