DE69931703T2 - Flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung und deren Spritzgussteile - Google Patents

Flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung und deren Spritzgussteile Download PDF

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Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung:
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung und ihre Spritzgussformteile. Genauer gesagt betrifft sie eine flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung und ihre Spritzgussformteile, deren Schlagbeständigkeit verbessert worden ist, ohne dass ihre Flammenhemmung und thermische Stabilität verringert wurden, und welche gute antistatische Eigenschaften besitzen.
  • Beschreibung des verwandten Fachgebietes:
  • Aufgrund der Vorteile von Schlagbeständigkeit, Wärmebeständigkeit und guten elektrischen Eigenschaften finden Polycarbonatharze viele Anwendungen in verschiedenen Bereichen, zum Beispiel bei Büroautomationsgeräten, elektrischen und elektronischen Gerätschaften, Autoteilen und Baumaterialien. Gleichwohl gibt es einige Probleme mit Polycarbonatharzen, und zwar insofern, als dass sie hohe Formungs- und Bearbeitungstemperaturen erfordern und ihre Schmelzfluidität niedrig ist. Deshalb erfordern sie relativ hohe Formungstemperaturen. Insbesondere wenn verschiedene Additive hinzugesetzt werden, wird ihre thermische Stabilität häufig gesenkt, und darüber hinaus konnten sie häufig ihre guten Eigenschaften nicht zeigen.
  • Als eine Regel sind Polycarbonatharze selbstlöschend. Gleichwohl erfordern einige ihrer Anwendungen für Büroautomationsgeräte, elektrische und elektronische Gerätschaften und andere eine Flammenhemmung hohen Ausmaßes. Um die Anforderung zu erfüllen, werden verschiedene Flammenhemmer Polycarbonatharzen hinzugesetzt. Da sie wie andere gängige Kunststoffe einen hohen elektrischen Widerstand besitzen, werden Polycarbonatharze elektrostatisch leicht geladen, wenn sie gerieben oder mit anderen kontaktiert werden.
  • Geladene Polycarbonatharze sind häufig problematisch, und zwar insofern, als dass sie einen elektrischen Schlag erhalten, wenn sie entladen werden oder daran anhaftenden Staub aufnehmen, durch welchen ihre äußeres Erscheinungsbild verschlechtert wird. Insbesondere wenn Formteile aus Polycarbonatharzen für Büroautomationsgeräte und andere elektrische und elektronische Gerätschaften, wie jene oben erwähnten, elektrostatisch geladen werden, verursachen sie IC-Fehler. Vor diesem Hintergrund sind einige Maßnahmen erforderlich, um Polycarbonatharze daran zu hindern, elektrostatisch geladen zu werden.
  • Um Polycarbonatharze daran zu hindern, elektrostatisch geladen zu werden, wurden einige Methoden bisher versucht. Zum Beispiel werden wasserabsorbierende hydrophile Verbindungen wie Polyalkylenoxide oder antistatische Mittel Polycarbonatharzen hinzugesetzt oder bei Formteilen von Polycarbonatharzen angewendet. Da jedoch Polycarbonatharze hohe Formungstemperaturen erfordern, konnten diesen hinzugesetzte derartige Additive keine befriedigenden antistatischen Wirkungen hervorrufen. Insbesondere bezüglich flammenhemmenden Polycarbonatharzen, welchen einige Flammenhemmer hinzugesetzt worden sind, wurden bisher nur wenig konkrete Vorschläge gemacht, um bei ihnen zu erreichen, dass sie befriedigende antistatische Eigenschaften besitzen, ohne dass andere ihnen innewohnenden Charakteristika geopfert werden.
  • Auf der anderen Seite sollen Formteile für Teile und Gehäuse für Büroautomationsgeräte wie Duplikatoren bzw. Kopierer und Faksimile bzw. Fax-Geräte und für andere elektrische und elektronische Gerätschaften, wie jene oben erwähnten, eine komplizierte Form mit lokalen Erhebungen oder Einbuchtungen, zum Beispiel mit Rippen oder Höckern, aufweisen, und sie müssen leichtgewichtig und dünnwandig vom Standpunkt der Einsparung von Ressourcen sein. Deshalb sind Polycarbonatharzzusammensetzungen mit erhöhter Schmelzfluidität erforderlich, oder das heißt mit erhöhter Spritzgießformbarkeit. Verschiedene Polycarbonatharzzusammensetzungen mit erhöhter Formbarkeit sind bisher vorgeschlagen worden, welchen kautschukartige, Polymer-modifizierte Styrolharze hinzugesetzt wurden, und zwar unter Berücksichtigung der physikalischen Eigenschaften wie Schlagbeständigkeit der Formteile der Zusammensetzungen. Gleichwohl ist kein konkretes Verfahren zur Verbesserung der antistatischen Eigenschaften von Polycarbonatharzen bekannt.
  • Auf der anderen Seite sind Zusammensetzungen aus Polycarbonatharzen, welchen Styrolharze wie Acrylnitril-Butadien-Styrol-Harze (ABS-Harze), Acrylnitril-Styrol-Harze (AS-Harze) und dergleichen hinzugesetzt worden sind, als Polymerlegierungen bzw. -mischungen bekannt, und sie finden viele Anwendungen im Bereich von Formteilen, da sie gute Wärmebeständigkeit und Schlagbeständigkeit aufweisen. Bezüglich ihrer Anwendungen, bei denen solche Polcarbonatharzzusammensetzungen für Büroautomationsgeräte, elektrische und elektronische Gerätschaften und andere verwendet werden, müssen sie eine hohe Flammenhemmung von nicht weniger als einem vorbestimmten Ausmaß besitzen, um so die Sicherheit ihrer Formteile sicherzustellen und zu erhöhen.
  • Um die obenstehenden Anforderungen zu erfüllen, wurden bisher verschiedene Verfahren vorgeschlagen. Konkret beschreibt die JP-A 61-55145 eine thermoplastische Harzzusammensetzung, welche (A) ein aromatisches Polycarbonatharz, (B) ein ABS-Harz, (C) ein AS-Harz, (D) eine Halogenverbindung, (E) ein Phosphat und (F) eine Polytetrafluorethylenkomponente umfasst. Die JP-A-2-32154 beschreibt eine Formungspolycarbonatzusammensetzung mit hoher Flammenhemmung und hoher Schlagbeständigkeit, welche (A) ein aromatisches Polycarbonatharz, (B) ein ABS-Harz, (C) ein AS-Harz, (D) ein Phosphat und (E) eine Polytetrafluorethylenkomponente umfasst. Die JP-A-8-239565 beschreibt eine Polcarbonatharzzusammensetzung, die (A) ein aromatisches Polycarbonat, (B) ein schlagbeständiges Polystyrolharz mit kautschukartiger Elastizität, (C) ein halogenfreies Phosphat, (D) ein gepfropftes kautschukartiges Elastomer vom Kern/Hüllen-Typ und (E) Talkum umfasst.
  • Alle diese sollen die Schmelzfluidität und somit die Formbarkeit von Polycarbonaten verbessern und die Schlagbeständigkeit und die Flammenhemmung der Formteile von Polycarbonaten verbessern. Aufgrund des Vorhandenseins solcher verbesserten Eigenschaften werden die vorgeschlagenen Polycarbonatzusammensetzungen zu verschiedenen praktikablen Formteilen geformt. Gleichwohl müssen für spezielle Gebiete von Büroautomationsgeräten, elektrischen und elektronischen Gerätschaften, insbesondere jene für die Haushaltsanwendung etc. Teile und Gehäuse von diesen Gerätschaften leichtgewichtiger und dünner sein. Insbesondere ist ihre Form komplizierter, wobei sie feine Erhebungen und Einbuchtungen, wie Rippen und Höcker, darauf aufweist oder eine Gitterstruktur besitzt, so dass sie für alle beliebigen komplizierten und großdimensionierten Gerätschaften anwendbar sind.
  • Polycarbonatharzzusammensetzungen, die beliebige von ABS-Harzen, Kautschuk-modifizierten Polystyrolharzen (HIPS) und dergleichen enthalten, sind insofern problematisch, als dass ihre thermische Stabilität schlecht ist, und darüber hinaus ist es extrem schwierig, zu erreichen, dass die Zusammensetzungen gute antistatische Eigenschaften besitzen, ohne dass ihre Flammenhemmung beeinträchtigt wird. In diesem Zusammenhang wurde die Hinzugabe von Additiven wie Antioxidantien zu Polycarbonatharzen vorgeschlagen, was jedoch immer noch nicht die substantiellen Probleme mit den Harzen lösen konnte.
  • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • In dieser Situation ist das Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer verbesserten flammenhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung mit guten antistatischen Eigenschaften und immer noch mit guter Flammenhemmung und thermischer Stabilität. Die Zusammensetzung besitzt eine gute Formbarkeit und wird zu Formteilen mit hoher Schlagbeständigkeit, hoher Festigkeit, guter Flammenhemmung und guten antistatischen Eigenschaften und somit guter Anwendbarkeit sogar bei dünnwandigen und komplizierten Büroautomationsgeräten, elektrischen und elektronischen Gerätschaften für den industriellen und Haushaltseinsatz und Autoteilen. Die Erfindung sieht ebenfalls die Spritzgießformteile der Zusammensetzung vor.
  • Um das obengenannte Ziel zu erreichen, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung eingehend verschiedene antistatische Additive untersucht, welche für flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzungen anwendbar sind. Als ein Ergebnis haben wir festgestellt, dass wir, wenn ein spezifisches Additiv selektiv zu einer Polycarbonatharzzusammensetzung, die einen Flammenhemmer enthält, insbesondere zu jener, die zusätzlich ein Kautschuk-modifiziertes Styrolharz enthält, hinzugesetzt wird, und wenn die Menge einer spezifischen Komponente in der Zusammensetzung spezifisch so reguliert wird, dass sie nicht höher als ein spezifischer Verhältnisanteil ist, dann Formteile der Zusammensetzung mit stark verbesserter Schlagbeständigkeit und guten antistatischen Eigenschaften und immer noch guter Flammenhemmung erhalten können. Auf der Grundlage dieser Erkenntnisse haben wir die vorliegende Erfindung bewerkstelligt.
    • (1) Eine flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, welche 100 Gewichtsteile eines Harzes oder einer Harzmischung von (A) von 50 bis 100 Gew.-% eines Polycarbonatharzes und (B) von 0 bis 50 Gew.-% eines Styrolharzes, von 1 bis 50 Gewichtsteile von (C) eines Nicht-Halogen-Phosphats als ein Flammenhemmer, von 0,1 bis 5 Gewichtsteile (D) eines anionischen Antistatikmittels, von 0,05 bis 5 Gewichtsteile (F) eines Fluor-olefinischen Harzes, welches die Fähigkeit zur Bildung von Fibrillen besitzt, von 1 bis 30 Gewichtsteile (G) eines gepfropften kautschukartigen Elastomeren vom Kern/Hüllen-Typ und 1 bis 50 Gewichtsteile (H) Talkum umfasst, welche einen Natriumsulfatgehalt von höchstens 0,05 Gew.-% besitzt.
    • (2) Die flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung von (1), welche zusätzlich von 0,1 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes oder der Harzmischung aus (A) und (B), an (E), mindestens einem, gewählt aus Alkylenglykolen, Glyzerinen und ihren Estern mit Fettsäuren, enthält.
    • (3) Die flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung von (1) oder (5), wobei die Harzmischung (A) von 50 bis 95 Gew.-% eines Polycarbonatharzes und (B) von 5 bis 50 Gew.-% eines Styrolharzes umfasst und das Styrolharz ein kautschukartiges Polymer-modifiziertes Styrolharz ist.
    • (4) Ein Spritzgießformteil der flammenhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung aus mindestens einem von (1) bis (3).
    • (5) Verwendung des Spritzgießformteils von (4) für Gehäuse oder Teile von Büroautomationsgeräten oder für jene von elektrischen und elektronischen Gerätschaften für den Haushaltseinsatz oder industriellen Einsatz.
  • GENAUE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Erfindung wird im Detail nachfolgend beschrieben. Zuerst sind die Komponenten (A) bis (C) der flammenhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung erwähnt.
  • (A) Polycarbonatharz (PC):
  • Das Polycarbonatharz, welches als die Komponente (A) in der Harzzusammensetzung dient, ist nicht spezifisch definiert und kann jedes beliebige und jedwedes Bekannte im Fachbereich sein. Im Allgemeinen werden aromatische Polycarbonate, die aus Diphenolen und Carbonatvorläufern herzustellen sind, verwendet. Zum Beispiel werden Polycarbonate verwendet, wie sie durch die Umsetzung eines Diphenols und eines Polycarbonatvorläufers in einem Lösungsverfahren oder in einem Schmelzverfahren hergestellt werden, wie jene, welche durch die Umsetzung eines Diphenols und Phosgen oder durch die Interveresterung eines Diphenols und eines Diphenylcarbonats hergestellt werden.
  • Verschiedene Diphenole sind brauchbar, einschließlich zum Beispiel 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan-[bisphenol A], Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis(4-hydroxyphenyl)cycloalkane, Bis(4-hydroxyphenyl)oxid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis(4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis(4-hydroxyphenyl)ether, Bis(4-hydroxyphenyl)keton etc..
  • Als die Diphenole zur Verwendung hierin, sind Bis(hydroxyphenyl)alkane, insbesondere Bisphenol A, bevorzugt. Die Carbonatvorläufer zur Verwendung in der Erfindung schließen zum Beispiel Carbonylhalogenide, Carbonylester, Halogenformiate, konkret Phosgen, Diphenoldihalogenformiate, Diphenylcarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat etc. ein. Andere Diphenole wie Hydrochinon, Resorcinol, Catechol und dergleichen sind ebenfalls in der Erfindung verwendbar. Die hierin erwähnten Diphenole können entweder einzeln oder als kombinierte verwendet werden.
  • Das Polycarbonatharz kann eine verzweigte Struktur haben, für welche das Verzweigungsmittel 1,1,1-Tris(4-hydroxyphenyl)ethan, α,α',α''-Tris(4-hydroxyphenyl)-1,3,5-triisopropylbenzol, Phloroglucin, Trimellitinsäure, Isatin-bis(o-Cresol) etc. einschließt. Zur Regulierung des Molekulargewichts des Polycarbonatharzes sind Phenol, p-t-Butylphenol, p-t-Octylphenol, p-Cumylphenol etc. verwendbar.
  • Das Polycarbonatharz zur Verwendung innerhalb der Erfindung kann ein Copolymer sein, das einen Polycarbonat-Anteil und einen Polyorganosiloxan-Anteil aufweist, oder es kann einen Anteil des Copolymers aufweisen. Das Copolymer kann ein Polyester-Polycarbonat-Harz sein, das durch Polymerisation eines Polycarbonats in Gegenwart eines Estervorläufers, wie eine bifunktionelle Carbonsäure (z.B. Terephthalsäure) oder ihr esterbildendes Derivat, herzustellen ist. Verschiedene Typen unterschiedlicher Polycarbonatharze können gemischt werden, um gemischte Polycarbonatharze zur Verwendung innerhalb der Erfindung zu ergeben.
  • Hinsichtlich seiner mechanischen Festigkeit und Formbarkeit hat das Polycarbonatharz, das die Komponente (A) in der Erfindung sein soll, vorzugsweise ein Viskositäts-mittleres Molekulargewicht von 10000 bis 100000, stärker bevorzugt von 14000 bis 40000.
  • (B) Styrolharz
  • Das Styrolharz, das die Komponente (B) in der Harzzusammensetzung der Erfindung sein soll, kann ein Polymer sein, wie es durch die Polymerisation eines Monomers oder einer Monomermischung aus von 20 bis 100 Gew.-% eines aromatischen Monovinylmonomers wie Styrol, α-Methylstyrol oder dergleichen, von 0 bis 60 Gew.-% eines Monomeren vom Vinylcyanid-Typ wie Acrylnitril, Methacrylnitril oder dergleichen und von 0 bis 50 Gew.-% eines beliebigen anderen Vinylmonomeren, welches mit jenen Monomeren copolymerisierbar ist, wie Maleimid, Methyl(meth)acrylat oder dergleichen, hergestellt wird. Das Polymer schließt zum Beispiel Polystyrole (GPPS), Acrylnitril-Styrol-Copolymere (AS-Harze) etc. ein.
  • Als das Styrolharz werden bevorzugt hierin ebenfalls lautschukartige, Polymer-modifizierte Styrolharze verwendet. Die modifizierten Styrolharze sind vorzugsweise schlagbeständige Styrolharze, wie sie durch die Pfropfpolymerisation von kautschukartigen Polymeren mit Styrolmonomeren hergestellt werden. Die Kautschuk-modifizierten Styrolharze schließen zum Beispiel schlagbeständige Polystyrole (HIPS), wie sie durch Additionspolymerisaton von kautschukartigen Polymeren wie Polybutadien oder dergleichen mit Styrol hergestellt werden; ABS-Harze, wie sie durch Additionspolymerisation von Polybutadien mit Acrylnitril und Styrol hergestellt werden; MBS-Harze, wie sie durch Additionspolymerisation von Polybutadien mit Methylmethacrylat und Styrol hergestellt werden, etc. ein. Diese Kautschuk-modifizierten Styrolharze können kombiniert werden, oder sie können mit anderen Styrolharzen, welche nicht mit Kautschuk modifiziert sind, wie jene oben erwähnten, gemischt werden, und die Harzmischungen können in der Erfindung verwendet werden.
  • In den Kautschuk-modifizierten Styrolharzen kann die Menge des kautschukartigen Polymeren, um diese zu modifizieren, zum Beispiel zwischen 2 und 50 Gew.-%, jedoch vorzugsweise zwischen 5 und 30 Gew.-%, liegen. Wenn die Menge des modifizierenden kautschukartigen Polymeren geringer als 2 Gew.-% ist, wird die Harzzusammensetzung eine schlechte Schlagbeständigkeit besitzen. Wenn sie andererseits größer als 50 Gew.-% ist, wird die thermische Stabilität der Harzzusammensetzung verringert sein, und die Schmelzfluidität davon wird ebenfalls verringert sein. Wenn dem so ist, wird die Harzzusammensetzung in ungünstiger Weise geliert oder vergilbt sein. Spezifische Beispiele für das kautschukartige Polymer schließen Polybutadien, Acrylat- und/oder Methacrylat-aufweisende kautschukartige Polymere, Styrol-Butadien-Styrol(SBS)-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Acryl-Kautschuk, Isopren-Kautschuk, Isopren-Styrol-Kautschuk, Isopren-Acryl-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk etc. ein.
  • Von diesen ist Polybutadien speziell bevorzugt. Das hierin verwendbare Polybutadien kann jedes beliebige Polybutadien mit niedrigem Cis-Gehalt (zum Beispiel mit 1 bis 30 Mol-% an 1,2-Vinylbindungen und von 30 bis 42 Mol-% 1,4-Cis-Bindungen) oder Polybutadien mit hohem Cis-Gehalt (zum Beispiel mit höchstens 20 Mol-% 1,2-Vinylbindungen und mindestens 78 Mol-% 1,4-Cis-Bindungen) und selbst ihre Mischungen sein.
  • (C) Flammenhemmer:
  • Wenn die Formteile der Erfindung für Büroautomationsgeräte, elektrische und elektronische Gerätschaften und dergleichen sind, sollen sie gegenüber Flammen resistent sein. Für diese können verschiedene Flammenhemmer den Formteilen hinzugesetzt werden. Beispiele für Flammenhemmer schließen im Allgemeinen organische Phosphorverbindungen, Halogen-freie Phosphorverbindungen, Halogenverbindungen, Stickstoffverbindungen, Metallhydroxide, roten Phosphor, Antimonverbindungen etc. ein. Die Halogenverbindungen schließen zum Beispiel Tetrabrombisphenol A, Halogenpolycarbonate, copolymerisierte Oligomere von Halogenpolycarbonaten, Decabromdiphenylether, Halogenpolystyrole, Halogenpolyolefine etc. ein. Die Stickstoffverbindungen schließen zum Beispiel Melamin, mit Alkylgruppen oder aromatischen Gruppen substituierte Melamine etc. ein; die Metallhydroxide schließen zum Beispiel Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid etc. ein. Die Antimonverbindungen schließen zum Beispiel Antimontrioxid, Antimontetroxid etc. ein.
  • Gleichwohl sind Halogen enthaltende Flammenhemmer ungünstig, da sie häufig schädliche Substanzen abgeben, wenn Formteile, welche diese umfassen, verbrannt werden. Deshalb werden in der vorliegenden Erfindung Halogen-freie, organische, Phosphor enthaltende Flammenhemmer verwendet. Jede beliebigen organischen Verbindungen, die Phosphor enthalten, jedoch kein Halogen enthalten, sind hierin ohne Beschränkung anwendbar, sofern sie als Flammenhemmer dienen. Als Flammenhemmer zur Verwendung hierin sind jedoch Phosphatverbindungen mit mindestens einem esterartigem Sauerstoffatom, das direkt an einem Phosphoratom gebunden ist, bevorzugt. Zum Beispiel sind Phosphatverbindungen der folgenden Formel (1) bevorzugt:
    Figure 00090001
    worin R1, R2, R3 und R4 jeweils unabhängig für ein Wasserstoffatom oder eine organische Gruppe stehen; X für eine zweiwertige oder höher mehrwertige organische Gruppe steht; p 0 oder 1 ist; q eine ganze Zahl von 1 oder größer ist; und r eine ganze Zahl von 0 oder größer ist.
  • In der Formel (I) schließt die organische Gruppe zum Beispiel substituierte oder nicht substituierte Alkyl-, Cycloalkyl- und Arylgruppen etc. ein. Die Substituenten für die substituierten Gruppen schließen zum Beispiel Alkylgruppen, Alkoxygruppen, Arylgruppen, Aryloxygruppen, Arylthiogruppen etc. ein. Diese Substituenten können kombiniert werden, um Arylalkoxyalkylgruppen zu erhalten, oder sie können zum Beispiel über Sauerstoff-, Stickstoff- oder Schwefelatome gebunden sein, um Arylsulfonylarylgruppen zu erhalten.
  • In der Formel (I) soll die zweiwertige oder höher mehrwertige organische Gruppe X zweiwertige oder höher mehrwertige Gruppen einschließen, die von den organischen Gruppen wie oben abzuleiten sind, indem ein oder mehrere Wasserstoffatome, welche an Kohlenstoffatomen gebunden sind, entfernt werden. Zum Beispiel schließt dies Alkylengruppen, (substituierte) Phenylengruppen, Gruppen, wie sie sich von Bisphenolen von polycyclischen Phenolen ableiten, ein. Bevorzugt sind Gruppen, die sich von Bisphenol A, Hydrochinon, Resorcinol, Diphenylolmethan, Dihydroxydiphenyl, Dihydroxynaphthalin etc. ableiten.
  • Die Halogen-freien Phosphatverbindungen können Monomere, Oligomere, Polymere oder ihre Mischungen sein. Konkret schließen sie zum Beispiel Trimethylphosphat, Triethylphosphat, Tributylphosphat, Trioctylphosphat, Tributoxyethylphosphat, Triphenylphosphat, Tricresylphosphat, Cresyldiphenylphosphat, Octyldiphenylphosphat, Tri(2-ethylhexyl)phosphat, Diisopropylphenylphosphat, Trixylenylphosphat, Tris(isopropylphenyl)phosphat, Trinaphthylphosphat, Bisphenol A-Bisphosphat, Hydrochinonbisphosphat, Resorcinolbisphosphat, Resorcinoldiphenylphosphat, Trihydroxybenzoltriphosphat, Cresyldiphenylphosphat etc. ein.
  • Kommerziell verfügbare, halogenfreie Phosphate, welche bevorzugterweise als die Komponente (C) verwendet werden, die in der thermoplastischen Harzzusammensetzung der Erfindung vorliegen soll, sind zum Beispiel TPP [Triphenylphosphat], TXP [Trixylenylphosphat], PFR [Resorcinol(diphenylphosphat)], PX200 [1,3-Phenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphat], PX201 [1,4-Phenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphat], PX202 [4,4'-Biphenylen-tetrakis(2,6-dimethylphenyl)phosphat], CR733S [Phenylresorcinolpolyphosphat], alle von der Daihachi Chemical Industry.
  • Die Menge des Flammenhemmers, die in der Zusammensetzung vorzuliegen hat, kann zwischen 1 und 50 Gewichtsteile, jedoch bevorzugterweise zwischen 2 und 30 Gewichtsteile, stärker bevorzugt zwischen 3 und 15 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Harzmischung aus (A) und (B), liegen. Wenn der Gehalt an Flammenhemmer der Zusammensetzung geringer als 2 Gewichtsteile ist, würde die Zusammensetzung kaum die gewünschte Flammenhemmung besitzen. Wenn er andererseits größer als 50 Gewichtsteile ist, würde die Wärmebeständigkeit und Schlagfestigkeit der Zusammensetzung gesenkt sein. Deshalb sollte der Gehalt an Flammenhemmer der Zusammensetzung umfassend bestimmt werden, und zwar in Abhängigkeit von den notwendigen Eigenschaften der Formteile der Zusammensetzung und von der Menge der anderen Bestandteilskomponenten von kautschukartigem Elastomer, anorganischem Füllstoff etc..
  • Die Komponente (F), das Fluor-olefinische Harz der thermoplastischen Harzzusammensetzung der Erfindung zeigt eine Wirkung bezüglich der Verhinderung des Tropfens der Harzschmelze, wenn die Zusammensetzung verbrannt wird. Das Fluor-olefinische Harz (F) ist ein Polymer mit einer Fluor-olefinischen Struktur, welche zum Beispiel Difluorethylenpolymere, Tetrafluorethylenpolymere, Tetrafluorethylen-Hexafluorpropylen-Copolymere und Copolymere aus Tetrafluorethylen mit Fluor-freien ethylenischen Monomeren einschließt. Bevorzugt ist Polytetrafluorethylen (PTFE), welches wünschenswerterweise ein mittleres Molekulargewicht von mindestens 500000, stärker wünschenswert von 500000 bis 10000000, aufweist. Alle Typen von Polytetrafluorethylen, die im Fachbereich bekannt sind, sind hierin anwendbar.
  • Stärker bevorzugt ist Polytetrafluorethylen mit dem Vermögen zur Bildung von Fibrillen, da sein Vermögen, zu verhindern, dass Harzschmelzen tropfen, besser ist. Das Fibrillen-bildende Polytetrafluorethylen (PTFE) ist nicht spezifisch definiert, jedoch ist PTFE vom Typ 3, vorgeschrieben im ASTM-Standard, bevorzugt. Spezifische Beispiele von PTFE vom Typ 3 schließen Teflon 6-J (von Mitsui-DuPont Fluorochemical), Polyflon D-1, Polyflon F-103, Polyflon F201L (alle von der Daikin Industry), CD-076 (von Asahi ICI Fluoropolymers) etc. ein.
  • Andere neben PTFE vom Typ 3 sind hierin ebenfalls anwendbar, einschließlich zum Beispiel Argoflon F5 (von Montefluos), Polyflon MPA, FA-100 (beide von der Daikin Industry) etc.. Diese Polytetrafluorethylene (PTFEs) können entweder einzeln oder kombiniert verwendet werden. Die Fibrillen bildenden Polytetrafluorethylene (PTFEs), wie oben erwähnt, können zum Beispiel durch Polymerisieren von Tetrafluorethylen in einem wässrigen Lösungsmittel in Gegenwart von Natrium-, Kalium- oder Ammoniumperoxydisulfid unter einem Druck von 6,9 bis 689,5 kPa (1 bis 100 psi) bei einer Temperatur im Bereich von 0 bis 200°C, vorzugsweise zwischen 20 und 100°C, erhalten werden.
  • Der Gehalt an Fluor-olefinischem Harz der Zusammensetzung kann zwischen 0,05 und 5 Gewichtsteilen, jedoch bevorzugterweise zwischen 0,1 und 2 Gewichtsteilen, in bezug auf 100 Gewichtsteile der Harzmischung aus (A) und (B), liegen. Wenn der Gehalt an Fluor-olefinischem Harz geringer als 0,05 Gewichtsteile ist, wird das Vermögen zur Verhinderung des Tropfens der Schmelze der Zusammensetzung für die gewünschte Flammenhemmung der Zusammensetzung nicht genügend sein. Selbst wenn jedoch der Gehalt größer als 5 Gewichtsteile ist, kann der Effekt des hinzugesetzten Fluor-olefinischen Harzes nicht beliebig weiter erhöht werden, und eine solche große Menge des Fluor-olefinischen Harzes, sofern der Zusammensetzung hinzugesetzt, wird einige negative Einflüsse auf die Schlagfestigkeit und das äußere Erscheinungsbild der Formteile der Zusammensetzung haben. Deshalb kann die Menge des Fluor-olefinischen Harzes, die der Zusammensetzung hinzuzusetzen ist, in geeigneter Weise in Abhängigkeit von der notwendigen Flammenhemmung der Formteile der Zusammensetzung bestimmt werden, zum Beispiel basierend auf V-0, V-1 oder V-2 in der UL-94, und in Abhängigkeit von der Menge der anderen Bestandteilskomponenten.
  • (D) Anionisches antistatisches Mittel:
  • Das anionische antistatische Mittel zur Verwendung hierin ist nicht spezifisch definiert und schließt zum Beispiel Salze von Alkylsulfonsäuren, Salze von Alkylarylsulfonsäuren, Salze von Alkylphosphorsäuren, Salze von Alkylsulfaten, Salze von Fettsäuren, Salze von Polyoxyethylen-alkylsulfaten, Salze von Polyoxyethylen-alkylphosphaten etc. ein. Ebenfalls brauchbar sind Alkalimetallsalze von Carbonsäuren und Sulfonsäuren. Zum Beispiel schließen sie Natrium-, Kalium- oder Phosphoniumsalze von Sulfonsäuren mit einer Alkylgruppe wie einer Octyl-, Nonyl-, Decyl-, Dodecyl-, Undecyl- oder einer ähnlichen Gruppe ein, und jene von Alkylbenzolsulfonsäuren und Alkylnaphthalinsulfonsäuren. Bevorzugte Beispiele sind Natriumdodecylbenzolsulfonat, Kaliumdodecylbenzolsulfonat und Phosphoniumdodecylbenzolsulfonat. Sofern erwünscht, können zwei oder mehrere von diesen anionischen antistatischen Mitteln zur Verwendung hierin kombiniert werden.
  • Die flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung umfasst im Grunde genommen 100 Gewichtsteile eines Harzes oder einer Harzmischung aus (A) von 50 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise von 60 bis 95 Gew.-%, von einem Polycarbonatharz und (B) von 0 bis 50 Gewichtsteilen, vorzugsweise von 5 bis 40 Gew.-%, eines Styrolharzes, von 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise von 2 bis 30 Gewichtsteilen von (C) eines Nicht-Halogenphosphats als ein Flammenhemmer, von 0,1 bis 5 Gewichtsteile, vorzugsweise von 0,2 bis 3 Gewichtsteile (D) eines anionischen antistatischen Mittels, von 0,05 bis 5 Gewichtsteile, vorzugsweise von 0,1 bis 2 Gewichtsteile (F) eines Fluor-olefinischen Harzes, welches die Fähigkeit zur Bildung von Fibrillen besitzt, von 1 bis 30 Gewichtsteile, vorzugsweise von 2 bis 15 Gewichtsteile (G) eines gepfropften kautschukartigen Elastomers vom Kern/Hüllen-Typ und von 1 bis 50 Gewichtsteile, vorzugsweise von 2 bis 30 Gewichtsteile von (H) Talkum, welches einen Natriumsulfatgehalt von höchstens 0,05 Gew.-% besitzt.
  • Wenn der Verhältnisanteil der Komponente (A), dem Polycarbonatharz, kleiner als 50 Gew.-% in der Zusammensetzung ist, würden die Wärmebeständigkeit und die mechanische Festigkeit der Zusammensetzung schlecht sein. Das Styrolharz der Komponente (B) sollte in der Zusammensetzung sein, damit die Zusammensetzung die notwendige Schmelzfluidität besitzt. Wenn sein Verhältnisanteil kleiner als 5 Gew.-% ist, könnte die Komponente (B) nur schlecht ihr Vermögen zeigen, die Formbarkeit der Zusammensetzung zu verbessern. Wenn in der Zusammensetzung der Verhältnisanteil der Komponente (C), des Flammenhemmers, kleiner als 1 Gewichtsteil ist, würde das Vermögen der darin vorhandenen Komponente (C), die Flammenhemmung der Zusammensetzung zu verbessern, schlecht sein. Wenn er jedoch größer als 50 Gewichtsteile ist, würden die Wärmebeständigkeit, die mechanische Festigkeit und die Schlagbeständigkeit der Zusammensetzung häufig schlecht sein. Deshalb sollte der Verhältnisanteil des Flammenhemmers in geeigneter Weise bestimmt werden, und zwar in Abhängigkeit von der notwendigen Flammenhemmung der Formteile der Zusammensetzung, von der Formbarkeit der Zusammensetzung und sogar von den Verhältnisanteilen der anderen Komponenten, welche die Zusammensetzung ausmachen.
  • Wenn der Verhältnisanteil des anionischen antistatischen Mittels in der Zusammensetzung kleiner als 0,1 Gewichtsteile ist, kann das Mittel nur schlecht seine antistatischen Fähigkeiten zeigen; wenn es jedoch zu mehr als 5 Gewichtsteilen vorliegt, wird die Flammenhemmung der Zusammensetzung in ungünstiger Weise gesenkt. Das anionische antistatische Mittel, welches der Flammenhemmungs-Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung hinzugesetzt wird, zeigt zusätzlich einen ziemlich unterschiedlichen Effekt der Verbesserung der Schlagbeständigkeit der Zusammensetzung, jedoch ist der Grund nicht klar.
  • Die Flammenhemmungs-Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung ist spezifisch dadurch gekennzeichnet, dass sie die oben angeführten Bestandteilskomponenten in spezifischen Verhältnissen, wie sie hierin definiert sind, umfasst, und dass sie einen Natriumsulfatgehalt von höchstens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 0,02 Gew.-%, aufweist. Wenn der Natriumsulfatgehalt der Zusammensetzung größer als 0,05 Gew.-% ist, kann die Zusammensetzung gegenüber Flammen nicht beständig sein, selbst wenn sie einen Flammenhemmer enthält. Natriumsulfat, welches in der Zusammensetzung vorliegen kann, wird sich von dem anionischen antistatischen Mittel ableiten, welches in der Zusammensetzung sein soll, und seine Menge, welche in der Zusammensetzung vorliegen soll, könnte gesenkt oder reguliert werden durch eine geeignete Auswahl des Katalysators, der bei der Herstellung der anionischen antistatischen Mittel zur Verwendung hierin zu verwenden ist, und durch Reinigen der hergestellten anionischen antistatischen Mittel mittels geeigneter Reinigungsmethoden der Destillation und dergleichen. Gleichwohl war bisher unbekannt, dass Natriumsulfat einen gewissen Einfluss auf die Flammenhemmung von Harzzusammensetzungen, welche dieses enthalten, ausübt. Im Grunde genommen werden in der Erfindung die unentbehrlichen Komponenten, welche die Harzzusammensetzung aufbauen, spezifisch definiert, und der Natriumsulfatgehalt der Zusammensetzung ist ebenfalls spezifisch reguliert, wodurch das beabsichtigte Ziel der Erfindung erreicht wird, die antistatische und flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung bereitzustellen.
  • Die flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung kann zusätzlich (E) mindestens eines, gewählt aus Alkylenglykolen, Glyzerinen und ihren Estern mit Fettsäuren, in einer Menge von 0,1 bis 50 Gewichtsteilen, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Komponenten (A) und (B), enthalten. Die optionale Komponente (E) ist zur Verbesserung der Dispergierbarkeit der Komponente (D), einem anionischen antistatischen Mittel, in der Zusammensetzung. Darüber hinaus ist sie ferner wirksam zur Verringerung der Menge des notwendigen Flammenhemmers, der in der Zusammensetzung vorzuliegen soll und zur Verbesserung der thermischen Stabilität der Zusammensetzung. Speziell ist die Komponente (E) dafür wirksam, zu verhindern, dass die Formteile der Zusammensetzung in ungünstiger Weise gelb werden. Hierin anwendbare Alkylenglykole schließen zum Beispiel Ethylenglykol, Propylenglykol, Ethylen-propylenglykol etc. ein. Ebenfalls anwendbar sind Ester dieser Glykole oder Glyzerine mit Fettsäuren mit etwa 5 bis etwa 34, jedoch bevorzugt von etwa 14 bis etwa 26 Kohlenstoffatomen, wie Caproinsäure, Caprinsäure, Laurinsäure, Palmitinsäure, Stearinsäure, Behensäure und dergleichen. Die Ester können Monoester, Esteroligomere oder -polymere sein. Konkret können sie Glyzerinmonostearate, Glyzerinmonobehenate etc. sein.
  • Die flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung muss ferner ein gepfropftes kautschukartiges Elastomer vom Kern/Hüllen-Typ als Komponente (G) enthalten, welches dahingehend wirkt, dass die Schlagbeständigkeit der Formteile der Zusammensetzung weiter verbessert wird. Die Menge der Komponente (G), die in der Zusammensetzung sein soll, liegt zwischen 1 und 30 Gewichtsteilen, jedoch bevorzugterweise zwischen 2 und 15 Gewichtsteilen, und zwar in bezug auf 100 Gewichtsteile der Komponenten (A) und (B).
  • Die Menge des kautschukartigen Elastomeren, die in der Zusammensetzung vorzuliegen hat, soll in Abhängigkeit von den gesamten Eigenschaften (z.B. Schlagbeständigkeit, Wärmebeständigkeit, Starrheit) der gewünschten Formteile bestimmt werden. Das kautschukartige Elastomer schließt zum Beispiel Polybutadien, Polyisopren, Styrol-Butadien-Styrol(SBS)-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk (SBR), Butadien-Acryl-Kautschuk, Isopren-Styrol-Kautschuk, Isopren-Acryl-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk etc. ein. Von diesen sind pulverförmige oder granuläre kautschukartige Elastomere mit einer zweischichtigen Kern/Hüllen-Struktur, bei der der Kern aus einem flexiblen Kautschukmaterial ist und die Hülle, welche den Kern überdeckt, aus einem starren Harzmaterial ist, bevorzugt. Nachdem sie mit einer Polycarbonatschmelze vermischt wurden, behalten die kautschukartigen Elastomere dieses Typs meistens ihren ursprünglichen granulären Zustand bei. Da das kautschukartige Elastomer seinen ursprünglichen granulären Zustand beibehält, nachdem es mit einer Polycarbonatschmelze gemischt worden ist, ist es wirksam zur Verbesserung der Formteile der Harzzusammensetzung, und zwar dahingehend, dass bezüglich der Oberflächenschichtablösung auftretenden Problemen vorgebeugt wird.
  • Bekannt sind verschiedene gepfropfte kautschukartige Elastomere vom Kern/Hüllen-Typ, welche hierin verwendet werden. Im Handel verfügbare Produkte von solchen Elastomeren schließen zum Beispiel Hiblen B621 (von Nippon Zeon), KM-330 (von Rohm & Haas), Metablen W529, Metablen S2001, Metablen C223, Metablen B621 (alle von Mitsubishi Rayon) etc. ein.
  • Vor allem sind jene bevorzugt, die durch die Polymerisation von einem oder mehreren Vinylmonomeren in Gegenwart eines kautschukartigen Polymeren, wie es aus Monomeren aus im wesentlichen Alkylacrylaten oder Alkylmethacrylaten und Dimethylsiloxan erhalten wird, herzustellen sind. In den Alkylacrylaten und Methacrylaten besitzt die Alkylgruppe vorzugsweise von 2 bis 10 Kohlenstoffatome. Konkret schließen die Alkylacrylate und Methacrylate zum Beispiel Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Octylmethacrylat etc. ein. Ein Beispiel für die kautschukartigen Elastomere, wie sie aus Monomeren von im wesentlichen diesen Alkylacrylaten erhalten werden, ist ein Polymer, welches durch die Reaktion von mindestens 70 Gew.-% der Alkylacrylate und höchstens 30 Gew.-% von anderen copolymerisierbaren Vinylmonomeren wie Methylmethacrylat, Acrylnitril, Vinylacetat, Styrol und dergleichen herzustellen ist. Um das Polymer herzustellen, kann ein polyfunktionelles Monomer, welches als ein Vernetzungsmittel dient, wie Divinylbenzol, Ethylendimethylacrylat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat oder dergleichen, dem Polymerisationssystem hinzugesetzt werden.
  • Die Vinylmonomere, welche in Gegenwart eines kautschukartigen Polymeren zu polymerisieren sind, schließen zum Beispiel aromatische Vinylverbindungen wie Styrol, α-Methylstyrol etc.; Acrylate wie Methylacrylate, Ethylacrylate etc.; Methacrylate wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat etc. ein. Ein oder mehrere dieser Monomere können (co)polymerisiert werden, wie zusammengebracht, oder können mit beliebigen anderen Vinylmonomeren, wie Vinylcyanidverbindungen (z.B. Acrylnitril, Methacrylnitril), Vinylester (z.B. Vinylacetat, Vinylpropionat) etc., copolymerisiert werden. Die (Co)polymerisation kann mittels eines beliebigen bekannten Verfahrens zum Beispiel der Massenpolymerisation, Suspensionspolymerisation, Emulsionspolymerisation oder dergleichen ausgeführt werden. Bevorzugt ist die Emulsionspolymerisation.
  • Es ist wünschenswert, dass die somit auf die oben erwähnte Weise hergestellten gepfropften kautschukartigen Elastomeren vom Kern/Hüllen-Typ mindestens 20 Gew.-% des kautschukartigen Polymeranteils enthalten. Typische Beispiele für die gepfropften kautschukartigen Elastomere vom Kern/Hüllen-Typ sind MAS-Harzelastomere, wie Pfropfcopolymere von Styrol und Methylmethacrylat mit 60 bis 80 Gew.-% n-Butylacrylat. Andere Beispiele sind Verbundkautschuk-gepfropfte Copolymere, die durch die Pfropfcopolymerisation eines Verbundkautschuks mit mindestens einem Vinylmonomer herzustellen sind, wobei der Verbundkautschuk von 5 bis 95 Gew.-% einer Polysiloxankomponente und von 5 bis 95 Gew.-% einer Polyacryl(meth)acrylat-Kautschukkomponente umfasst, und zwar so miteinander verschlungen, dass sie nicht voneinander getrennt werden können, und eine mittlere Korngröße von 0,01 bis etwa 1 μm besitzt. Die Verbundkautschuk-gepfropften Copolymere sind besser als einzelne Kautschuk-gepfropfte Copolymere, da ihr Effekt der Verbesserung der Schlagbeständigkeit von Harzformteilen höher als der der letztgenannten mit einzelnem Kautschuk gepfropften Copolymere ist. Kommerzielle Produkte von solchen Verbundkautschuk-gepfropften Copolymeren sind erhältlich, zum Beispiel Metablen S-2001 von Mitsubishi Rayon.
  • Die Komponente (H), Talkum, in der thermoplastischen Harzzusammensetzung der Erfindung ist dazu gedacht, die Starrheit und die Flammenhemmung der Formteile der Zusammensetzung weiter zu erhöhen. Talkum ist ein hydratisiertes Silikat von Magnesium und jedwede im Handel verfügbaren Produkte davon sind hierin anwendbar. Talkum kann eine kleinere Menge an Aluminiumoxid, Calciumoxid und Eisenoxid zusätzlich zu den wesentlichen Komponenten Kieselsäure und Magnesiumoxid enthalten. Bei der Herstellung der Harzzusammensetzung der Erfindung ist jedes beliebige Talkum, selbst jenes, welches solche geringeren Komponenten enthält, anwendbar. Der anorganische Talkum-Füllstoff zur Verwendung in der Erfindung besitzt im allgemeinen eine mittlere Korngröße von 0,1 bis 50 μm, jedoch bevorzugterweise von 0,2 bis 20 μm. Wenn der anorganische Talkum-Füllstoff enthalten ist, wird die Starrheit der Formteile der Erfindung weiter erhöht, und darüber hinaus konnte die Menge des Flammenhemmers, Halogen-freies Phosphat, welches in der Zusammensetzung zu sein hat, gesenkt werden.
  • Die Menge der Komponente (H), Talkum, in der Zusammensetzung der Erfindung kann zwischen 1 und 50 Gewichtsteilen, jedoch bevorzugterweise zwischen 2 und 30 Gewichtsteilen, in Bezug auf 100 Gewichtsteile der Harzmischung aus (A) und (B), liegen. Wenn ihre Menge kleiner als 1 Gewichtsteil ist, kann der hinzugesetzte anorganische Füllstoff seine Wirkung der Verbesserung der Starrheit und der Flammenhemmung der Formteile der Zusammensetzung nicht in befriedigender Weise zeigen. Wenn jedoch die Menge größer als 50 Gewichtsteile ist, wird die Schlagbeständigkeit der Formteile abnehmen, und die Fluidität der Zusammensetzung wird abnehmen. Die Menge des anorganischen Füllstoffs, der in der Zusammensetzung vorliegen soll, sollte in geeigneter Weise bestimmt werden, und zwar in Abhängigkeit von den notwendigen Eigenschaften der Formteile und der Formbarkeit der Zusammensetzung, insbesondere in Abhängigkeit von der Dicke der Formteile und der Spirallänge der Zusammensetzung.
  • Abgesehen von den wesentlichen Komponenten (A), (C), D, F, G und H und einer oder mehreren optionalen Komponenten, gewählt aus (B) und (E), kann die flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung zusätzlich beliebige andere Additive enthalten, welche im Allgemeinen gängigen thermoplastischen Harzen hinzugesetzt werden, sofern es erwünscht ist. Die Additive sind zur weiteren Verbesserung der Formbarkeit, des äußeren Erscheinungsbildes, der Wetterbeständigkeit und der Starrheit der Formteile der Zusammensetzung.
  • Zum Beispiel schließen die Additive Antioxidantien vom Phenol-Typ, Phosphor enthaltende Antioxidantien, Schwefel enthaltende Antioxidantien, antistatische Mittel, Polyamid-Polyether-Block-Copolymere (zur dauerhaften Beständigkeit gegen statische Aufladung), UV-Absorbentien vom Benzotriazol-Typ oder Benzophenon-Typ, Licht-Stabilisatoren vom gehinderten Amin-Typ (Verwitterungsschutzmittel), mikrobizide Mittel, Verträglichkeits-unterstützende Mittel, Färbemittel (Farbstoffe, Pigmente) etc. ein. Die Menge des optionalen Additivs, welche in der thermoplastischen Harzzusammensetzung der Erfindung vorliegen kann, ist nicht spezifisch definiert, mit der Maßgabe, dass sie nicht die Eigenschaften der Zusammensetzung beeinträchtigt.
  • Das Verfahren zur Herstellung der flammenhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung wird beschrieben. Die Zusammensetzung kann hergestellt werden, indem die Komponenten (A), (C), (D), F, G und H in dem vorbestimmten Verhältnis wie oben, gegebenenfalls zusammen mit den optionalen Komponenten (B) und (E) und mit anderen Additiven wie oben in jedem beliebigen gewünschten Verhältnis gemischt und geknetet werden.
  • Das Formulieren und Mischen von diesen kann in einer beliebigen bekannten Weise ausgeführt werden, zum Beispiel indem sie in einer gängigen Gerätschaft, wie einem Bandmischer, einem Trommeltaumler oder dergleichen vorgemischt werden, gefolgt von einem weiteren Kneten der resultierenden Vormischung in einem Henschel-Mischer, einem Banbury-Mischer, einem Ein-Schnecken-Extruder, einem Doppel-Schnecken-Extruder, einem Mehrfach-Schnecken-Extruder, einem Cokneter oder dergleichen. Die Temperatur, bei der die Komponenten gemischt und geknetet werden, liegt im Allgemeinen zwischen 240 und 300°C. Andere Komponenten als das Polycarbonatharz und das Styrolharz können im voraus mit dem Polycarbonat- oder Styrolharz oder mit einem beliebigen anderen thermoplastischen Harz gemischt werden, um einen Master-Batch herzustellen, und es kann den anderen Bestandteilskomponenten hinzugesetzt werden.
  • Wenn die thermoplastische Harzzusammensetzung der Erfindung in der oben angegebenen Weise hergestellt worden ist, kann sie zu verschiedenen Formteilen in den Schmelzformungsgerätschaften wie oben geformt werden, oder nachdem sie pelletisiert worden ist, können die resultierenden Pellets zu verschiedenen Formteilen mittels des Spritzgießens, des Injektionskompressionsformens, des Extrusionsformens, des Blasformens, des Pressformens, des Vakuumformens von Schäumen geformt werden. Vorzugsweise wird die Zusammensetzung in der Schmelz-Knet-Weise wie oben pelletisiert, und die resultierenden Pellets werden zu Formteilen mittels des Spritzgießens oder des Injektionskompressionsformens geformt. Die Zusammensetzung der Erfindung ist für ein solches Spritzgießen oder Injektionskompressionsformen besonders günstig, da die Formtrennbarkeit der resultierenden Formteile gut ist. Für das Spritzgießen der Zusammensetzung ist ein Gas-Einführ-Formungsverfahren bevorzugt, um einen Schrumpfungshohlraum um die Formteile herum zu vermeiden und das Gewicht der Formteile zu vermindern.
  • Formteile aus der thermoplastischen Harzzusammensetzung der Erfindung, wie sie durch das Spritzgießen oder Kompressionsinjektionsformen hergestellt werden, sind als verschiedene Gehäuse und Teile von Büroautomationsgeräten und elektrischen und elektronischen Gerätschaften für den Haushalts- oder industriellen Einsatz, wie Kopierer, Fax-Geräte, Fernsehgeräte, Radios, Kassettenrekorder, Videogeräte, Personalcomputer, Drucker, Telefone, Informationsterminals, Kühlschränke, Mikrowellenöfen etc., anwendbar.
  • Die Erfindung wird genauer mit Bezug auf die folgenden Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, welche jedoch nicht dazu gedacht sind, den Umfang der Erfindung zu beschränken.
  • Beispiele 1 und 2 und Vergleichsbeispiele 1 bis 11:
  • Die unten in der Tabelle 1 gezeigten Komponenten wurden in dem darin angegebenen Verhältnis gemischt (die Komponenten (A) und (B) sind als Gew.-% angegeben, und die anderen Komponenten sind als Gewichtsteile in Bezug auf 100 Gewichtsteile der Gesamtmenge an (A) und (B) angegeben), in einen Extruder (VS40 von der Tanabe Plastic Machinery) eingeführt, geschmolzen und darin bei 260°C geknetet und dann pelletisiert. Zu allen Zusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele wurden 0,2 Gewichtsteile Irganox 1076 (von der Ciba-Geigy) und 0,1 Gewichtsteile Adekastab C (von Asahi Denka Industry) gegeben, welche beide als ein Antioxidans dienen. Die resultierenden Pellets wurden bei 80°C 12 Stunden getrocknet und dann zu Teststücken durch das Spritzgießen bei 260°C geformt. Diese Teststücke wurden bezüglich ihrer Eigenschaften getestet, und die daraus erhaltenen Daten sind in der Tabelle 1 gezeigt.
  • Die zur Herstellung der Testproben verwendeten Materialien und die Verfahren zum Testen der Proben sind unten angeführt.
    • (A) Polycarbonat: Toughlon A1900 (von Idemitsu Petrochemical). Dies ist ein Bisphenol A-Polycarbonat-Harz mit einem Schmelzindex (MI) von 20 g/10 min (bei 280°C unter einer Last von 2,16 kg) und einem viskositätsmittleren Molekulargewicht von 19000.
    • (B) Styrolharz (schlagfestes Polystyrolharz, HIPS): Idemitsu PS HT 44 (von Idemitsu Petrochemical). Dies ist ein Polystyrol-gepfropftes Polybutadien (kautschukartiges Elastomer), dessen Gehalt an kautschukartigem Elastomer 7 Gew.-% beträgt, und dieses besitzt einen MI von 8 g/10 min (bei 200°C unter einer Last von 5 kg).
    • (C) Flammenhemmer:
    • P-1: Resorcinol-bis(diphenylphosphat), Phosphat-PFR (von Asahi Denka Kogyo).
    • P-2: Resorcinol-bis(di-2,6-dimethylphenylphosphat), Phosphat FP-500 (von Asahi Denka Kogyo).
    • P-3: Triphenylphosphat, TPP (von Daihachi Chemical).
    • (D) Anionisches antistatisches Mittel:
    • AS-1: Natriumdodecylbenzolsulfonat (mit einem in Alkohol unlöslichen Gehalt von 1 Gew.-%).
    • AS-2: Natriumdodecylbenzolsulfonat (mit einem in Alkohol unlöslichen Gehalt von 7 Gew.-%).
    • (E) Polyethylenglykol mit einem Molekulargewicht von 8000.
    • (F) Polytetrafluorethylen (PTFE), F201L (von der Daikin Chemical Industry) mit einem Molekulargewicht von 4000000 bis 5000000.
    • (G) Kautschukartiges Elastomer: Gepfropftes kautschukartiges Elastomer vom Kern/Hüllen-Typ: Metablen S2001 (von Mitsubishi Rayon). Dies ist ein Verbundkautschuk-gepfropftes Copolymer mit einem Polydimethylsiloxangehalt von mindestens 50 Gew.-%.
    • (H) Talkum Talkum: FFR (von der Asada Flour Milling) mit einer mittleren Korngröße von 0,7 μm.
  • Testverfahren:
  • (1) Izod-Schlagfestigkeit:
  • Gemessen gemäß ASTM D256. Die Temperatur betrug 23°C, und die Dicke der Proben lag bei 1/8 Inch. Die Daten sind in kJ/m2 angegeben.
  • (2) SFL (Spirallänge):
  • Gemessen gemäß einem Idemitsu-Verfahren. Die Formungsharztemperatur betrug 240°C, und die Formtemperatur betrug 60°C. Harzproben wurden zu Tafeln mit einer Dicke von 3 mm und einer Breite von 10 mm unter einem Injektionsdruck von 110 MPa geformt. Die SFL-Daten sind in cm angegeben.
  • (3) Antistatisches Verhalten, angegeben durch den Oberflächenwiderstand.
  • Eine flache Tafelprobe mit einer Dicke von 1/8 Inch wurde bezüglich ihres Oberflächenwiderstandes gemessen (Einheit: Ω/☐) in einer Atmosphäre bei einer Temperatur von 23°C und bei einer Feuchtigkeit von 50%.
  • (4) Flammenhemmung:
  • Getestet gemäß dem UL94-Verbrennungstest. Getestete Proben besaßen eine Dicke von 1,5 mm. V-O~V-2 gab an, dass sie die praktische Flammenhemmung erfüllten. "Außerhalb" bedeutet, dass sie den Standard nicht erfüllten.
  • Tabelle 1
    Figure 00230001
  • Tabelle 1 (Fortsetzung)
    Figure 00240001
  • Aus den Testdaten versteht sich, dass die Formteile der Erfindung gute antistatische Eigenschaften besitzen und gute Flammenhemmung und hohe Schlagfestigkeit aufweisen.
  • Aus den Daten der Proben des Vergleichsbeispiels 10 versteht sich, dass die Zusammensetzung mit einem erhöhten Natriumsulfatgehalt gegenüber Flammen nicht beständig sein konnte und die Schlagbeständigkeit der Formteile der Zusammensetzung signifikant verringert ist. Aufgrund ihrer ausgezeichneten Eigenschaften sind die Spritzgussformteile der Zusammensetzung der Erfindung besonders günstig für Gehäuse und für verschiedene Teile von elektrischen und elektronischen Gerätschaften, welche gute antistatische Eigenschaften und gute Flammenhemmung aufweisen müssen. Viel breitere Anwendungen der flammenhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung werden erwartet.
  • Wie oben im Detail beschrieben, umfasst die flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung der Erfindung eine Harzkomponente aus einem Polycarbonatharz (PC) und gegebenenfalls aus einem Styrolharz (PS) und enthält einen Flammenhemmer und ein spezifisches antistatisches Mittel, und der Natriumsulfatgehalt der Zusammensetzung wird spezifisch so reguliert, dass er nicht höher als ein vorbestimmter Wert ist. Deshalb konnte die Zusammensetzung, obgleich sie immer noch gut gegenüber Flammen beständig ist, gute antistatische Eigenschaften besitzen. Darüber hinaus ist in unerwarteter Weise die Schlagfestigkeit der Formteile der Zusammensetzung signifikant erhöht. Insbesondere wenn die Zusammensetzung ein Nicht-Halogenphosphat als den Flammenhemmer enthält, und wenn sie zusätzlich ein Fluor-olefinisches Harz enthält, ist die Flammenhemmung der Formteile der Zusammensetzung in starkem Maße erhöht, und sie besitzen immer noch gute Formbarkeit und Schlagbeständigkeit. Wenn ferner die Zusammensetzung noch zusätzlich ein kautschukartiges Elastomer und einen anorganischen Füllstoff enthält, sind die Schlagfestigkeit, die Starrheit, die Wärmebeständigkeit und die Flammenhemmung der Formteile der Zusammensetzung in starkem Maße erhöht. Die Zusammensetzung, welche ein Nicht-Halogenphosphat als den Flammenhemmer enthält, löst ebenfalls das Problem der Umweltverschmutzung.

Claims (5)

  1. Flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung, welche 100 Gewichtsteile eines Harzes oder einer Harzmischung aus (A) 50 bis 100 Gew.-% eines Polycarbonatharzes und (B) 0 bis 50 Gew.-% eines Styrolharzes, 1 bis 50 Gewichtsteile (C) eines Nicht-Halogen-Phosphats als Flammenhemmer, 0,1 bis 5 Gewichtsteile (D) eines anionischen antistatischen Mittels, 0,05 bis 5 Gewichtsteile (F) eines Fluoroolefinharzes, welches die Fähigkeit zur Bildung von Fibrillen aufweist, 1 bis 30 Gewichtsteile (G) eines gepfropften kautschukartigen Elastomeren vom Kern/Hülle-Typ und 1 bis 50 Gewichtsteile (H) Talkum umfasst, welche einen Natriumsulfatgehalt von höchstens 0,05 Gew.-% aufweist.
  2. Flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung wie in Anspruch 1 beansprucht, welche zusätzlich 0,1 bis 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Harzes oder der Harzmischung aus (A) und (B), (E) mindestens eines Bestandteils enthält, der aus Alkylenglykolen, Glycerinen und ihren Estern mit Fettsäuren ausgewählt wird.
  3. Flammenhemmende Polycarbonatharzzusammensetzung wie in einem beliebigen der Ansprüche 1 und 2 beansprucht, wobei die Harzmischung (A) 50 bis 95 Gew.-% eines Polycarbonatharzes und (B) 5 bis 50 Gew.-% eines Styrolharzes umfasst, und das Styrolharz ein kautschukartiges Polymer-modifiziertes Styrolharz ist.
  4. Spritzformteil aus der flammenhemmenden Polycarbonatharzzusammensetzung nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 3.
  5. Verwendung des Spritzformteils wie in Anspruch 4 beansprucht für Gehäuse oder Teile von Büroautomatisierungsgeräten oder für diejenigen von elektrischen und elektronischen Geräten für die Haushaltsanwendung oder die gewerbliche Anwendung.
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