WO2021104889A1 - Flammwidrige polymerzusammensetzung - Google Patents

Flammwidrige polymerzusammensetzung Download PDF

Info

Publication number
WO2021104889A1
WO2021104889A1 PCT/EP2020/081898 EP2020081898W WO2021104889A1 WO 2021104889 A1 WO2021104889 A1 WO 2021104889A1 EP 2020081898 W EP2020081898 W EP 2020081898W WO 2021104889 A1 WO2021104889 A1 WO 2021104889A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
flame
polymer composition
retardant polymer
weight
retardant
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/081898
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Arthur Lanziner
Original Assignee
Carl Freudenberg Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Carl Freudenberg Kg filed Critical Carl Freudenberg Kg
Priority to US17/779,134 priority Critical patent/US20230025670A1/en
Priority to CN202080082814.8A priority patent/CN114746499A/zh
Publication of WO2021104889A1 publication Critical patent/WO2021104889A1/de

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/02—Sealings between relatively-stationary surfaces
    • F16J15/06—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces
    • F16J15/064—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing combining the sealing function with other functions
    • F16J15/065—Sealings between relatively-stationary surfaces with solid packing compressed between sealing surfaces the packing combining the sealing function with other functions fire resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/005—Processes for mixing polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00—Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24—Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02—Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/16—Elastomeric ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers, e.g. EPR and EPDM rubbers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L81/00—Compositions of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen or carbon only; Compositions of polysulfones; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L81/04—Polysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/16—Ethene-propene or ethene-propene-diene copolymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J2381/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing sulfur with or without nitrogen, oxygen, or carbon only; Polysulfones; Derivatives of such polymers
    • C08J2381/04—Polysulfides
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
    • C08K2003/2224—Magnesium hydroxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20—Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
    • C08K2003/2227—Oxides; Hydroxides of metals of aluminium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/32—Phosphorus-containing compounds
    • C08K2003/321—Phosphates
    • C08K2003/322—Ammonium phosphate
    • C08K2003/323—Ammonium polyphosphate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/003—Additives being defined by their diameter
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K2201/00—Specific properties of additives
    • C08K2201/002—Physical properties
    • C08K2201/005—Additives being defined by their particle size in general
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3467—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having more than two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3477—Six-membered rings
    • C08K5/3492—Triazines
    • C08K5/34928—Salts
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2201/00—Properties
    • C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L2205/00—Polymer mixtures characterised by other features
    • C08L2205/14—Polymer mixtures characterised by other features containing polymeric additives characterised by shape
    • C08L2205/16—Fibres; Fibrils

Definitions

  • the present invention relates to a flame-retardant polymer composition, a method for producing a flame-retardant polymer composition, the use of polyarylene sulfide as a flame retardant and the use of the flame-retardant polymer composition.
  • Polyolefinic polymers are used successfully as molding materials in large quantities, e.g. B. in the automotive industry, electrical engineering, household appliance technology or in mechanical engineering. It is often necessary to make the polymers so flame-retardant that they meet the technical requirements of flammability tests, e.g. B. pass the test according to UL 94 (Underwriter Laboratories USA).
  • flame retardants such as organic halogen compounds, organic phosphate compounds, antimony, tin and / or zinc compounds are usually added.
  • many flame retardants are classified as extremely harmful to health and / or are environmentally questionable.
  • flame retardants that are harmless to health and the environment such as magnesium hydroxide and / or aluminum hydroxide, can be incorporated into polyolefinic polymers.
  • EP 0605861 describes halogen-free, flame-retardant molding compositions based on polyamide.
  • the polyamide is finished with magnesium hydroxide and polyphenylene sulfide.
  • magnesium hydroxide, aluminum hydroxide and organic phosphate compounds have the disadvantage that their fire retardant performance is not satisfactory. They can only meet a high standard for molding compounds based on sulfur-crosslinked polyolefinic polymers and be classified as UL 94 V0 in the flammability test according to UL 94.
  • Molding compositions based on sulfur-crosslinked polyolefinic polymers show some disadvantages in terms of their application profile. They are less heat-resistant and less resistant to compression set than corresponding peroxidically crosslinked polyolefinic polymers.
  • molding compounds with advantageous application properties based on peroxidically cross-linked polyolefinic polymers in combination with known flame retardants such as magnesium hydroxide, aluminum hydroxide and / or organic phosphate compounds can only be used in the flammability test according to UL 94 as UL 94 V2 or at best as UL 94 Be classified as V1.
  • WO 2018/193019 describes a polymer alloy that contains polyphenylene sulfide (PSS) and at least one thermoplastic vulcanizate.
  • a thermoplastic vulcanizate in the sense of WO 2018/193019 is both a thermoplastic fluorinated polymer and a dispersed phase made of fluorine-containing elastomer. The polymer alloy is obtained by melt blending the two components.
  • EP 2418255 describes a crosslinked polymer composition which contains polyphenylene sulfide (PSS) and an impact modifier / elasticizer.
  • PSS polyphenylene sulfide
  • the components such as PPS and the impact modifiers / elasticizers, are subjected to a melt mixture.
  • the crosslinked polymer contains large amounts of PPS, namely 50 to 80% by weight, preferably even 70 to 80% by weight.
  • No. 6,303,708 B1 describes a poly (phenylene ether) / poly (arylene sulfide) resin composition.
  • the composition contains a salt, e.g. Na, Mg, Li, K salts etc. and elastomeric block copolymers. Said composition is produced by melt blending (extrusion).
  • large amounts of PPS at least 40% by weight must be used in the resin in order to achieve the desired properties.
  • the PPS is incorporated into the polymer (elastomer) in molten form.
  • high temperatures can damage the polymer chains. In the worst case, this can lead to the degradation of the elastomer. As a result, the desired properties of the polymer composition can no longer be achieved.
  • the use of large quantities also leads PPS leads to a deterioration in the mechanical properties, since the material becomes harder with increasing amounts of PPS. In other words, there continues to be a great need for polymer compositions which have satisfactory performance properties, such as resistance to lightning, weathering and fatigue, or good sealing properties.
  • the fire protection properties, especially of peroxide crosslinked polymers, are improved.
  • the polymers and products based on them are distinguished by advantageous application properties, e.g. B. good speed, weather and fatigue resistance.
  • the polymers and products based on them are characterized by good sealing properties.
  • a first object of the invention is a flame-retardant polymer composition, comprising a) at least one elastomeric polymer which contains at least one monomer in copolymerized form, which is selected from C2-C3o-alkylenes, b) polyarylene sulfide.
  • a flame-retardant polymer composition is preferred, comprising a) at least one elastomeric polymer which contains at least one monomer in copolymerized form, which is selected from C2-C3o-alkylenes, b) polyarylene sulfide, component b) being in particle form and / or in fiber form.
  • Another object of the invention is a method for producing a curable flame-retardant polymer composition, comprising the steps: i) providing at least one curable elastomer a), ii) providing at least one polyarylene sulfide b), iii) mixing the curable elastomer a) with the polyarylene sulfide b) at a temperature which is greater than the plasticizing temperature of the elastomer a) and less than the melting temperature of the polyarylene sulfide b), iv) adding a curing agent, in particular a peroxide curing agent, to the polymer blend to form a curable elastomer composition.
  • a curing agent in particular a peroxide curing agent
  • the invention further provides the use of a mixture comprising component b) and component c) for making component a) flame-retardant.
  • Another object of the invention is a method for producing a cured flame-retardant polymer composition, comprising the steps: i) providing at least one curable elastomer a), ii) providing at least one polyarylene sulfide b), iii) mixing the curable elastomer a) with the polyarylene sulfide b ) at a temperature which is higher than the plasticizing temperature of the elastomer a) and lower than the melting temperature of the polyarylene sulfide b), iv) adding a curing agent, in particular a peroxide curing agent, to the polymer mixture in order to form a curable elastomer composition, v ) Curing of the curable elastomer composition obtained in step iv).
  • the invention also provides a cured, flame-retardant polymer composition obtainable by the process according to the invention.
  • Another object of the invention is the use of a polyarylene sulfide b) as a flame retardant for a polymer composition comprising at least one elastomeric polymer a), as defined above and below.
  • Another object of the invention is the use of the flame-retardant polymer composition, as defined above and below, in automobile parts, for the production of seals, in particular O-rings, frame seals, radial shaft seals, bellows and valve stem seals.
  • Ci-Ci2-alkyl stands for unbranched and branched saturated hydrocarbon radicals with 1 to 12, preferably 1 to 8, in particular 1 to 6, carbon atoms.
  • Ci-C ß- alkyl are z.
  • B methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methylpropyl, 2-methyl propyl, 1, 1-dimethylethyl, pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, 2.2-dimethylpropyl, 1-ethyl propyl, hexyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl,
  • Ci-C4-alkyl means, for example, methyl, ethyl, propyl, 1-methylethyl, butyl, 1-methyl propyl,
  • Ci-Ci2-alkoxy stands for an unbranched or branched saturated Ci-Ci2-alkyl group, as defined above, which is bonded via an oxygen atom.
  • Alkoxy radicals with 1 to 8, in particular 1 to 6, carbon atoms, particularly preferably with 1 or 4, especially 1 to 2, carbon atoms are preferred.
  • Ci-C2-alkoxy is methoxy or ethoxy.
  • Ci-C4-alkoxy is z.
  • Ci-C ß- Alkoxy includes the meanings given for Ci-C4-alkoxy and additionally z.
  • Ci-Ci2-alkylthio stands for an unbranched or branched saturated Ci-Ci2-alkyl group, as defined above, which is bonded via a sulfur atom. It becomes synonymous with Ci-Ci2-Alkylsulfanyl Roger that. Alkylthio radicals having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably 1 or 4, in particular 1 to 2 carbon atoms, are preferred. Ci-C2-alkylthio is methylsulfanyl or ethylsulfanyl.
  • Ci-C4-alkylsulfanyl is, for example, methylsulfanyl, ethylsulfanyl, n-propylsulfanyl, 1-methylethylsulfanyl (isopropylsulfanyl), butylsulfanyl, 1-methylpropylsulfanyl (sec-butylsulfanyl), 2-methylpropylsulfanyl (isobutylsulfanyl) or 2-methylpropylsulfanyl (isobutylsulfanyl), 2-methylpropylsulfanyl (dimethylsulfanyl) or .
  • Ci-C ß- alkylthio includes the meanings given for Ci-C4-alkylsulfanyl and additionally, for example, pentylsulfanyl, 1-methylbutylsulfanyl, 2-methylbutylsulfanyl, 3-methyl butylsulfanyl,
  • 2-ethylbutylsulfanyl 1, 1, 2-trimethylpropylsulfanyl, 1, 2,2-trimethylpropylsulfanyl, 1-ethyl-1-methylpropylsulfanyl or 1-ethyl-2-methylpropylsulfanyl.
  • aryl encompasses aromatic hydrocarbon radicals with one or more rings having usually 6 to 24, preferably 6 to 14, particularly preferably 6 to 10 carbon atoms.
  • aryl are in particular phenyl, naphthyl, indenyl, fluorenyl, anthracenyl, phenanthrenyl, naphthacenyl, chrysenyl, pyrenyl, etc. and especially phenyl or naphthyl.
  • alkylaryl stands for an aryl group, as defined above, which is bonded via Ci-C ß- alkyl, as defined above.
  • arylalkyl stands for an alkyl group, as defined above, which is bonded via a C 6 -C 24 aryl, as defined above.
  • aryloxy stands for an aryl group, as defined above, which is bonded via oxygen.
  • arylthio stands for an aryl group, as defined above, which is bonded via sulfur.
  • the flame-retardant polymer composition according to the invention can contain as elastomeric polymer a) at least one uncured curable polymer or at least one cured curable polymer or at least one non-curable polymer or a combination thereof.
  • the flame-retardant polymer composition comprises as component a) at least one elastomeric polymer which contains at least one monomer in copolymerized form, which is selected from C 2 -C 3 o-alkylenes.
  • Elastomers in the context of the invention denotes dimensionally stable but elastically deformable plastics whose glass transition temperature is below the temperature at which the polymers are usually used. Elastomers can become Deform elastically under tensile and compressive loads, but then find their way back to their original, undeformed shape.
  • thermoplastic elastomers which have thermoplastic properties in certain temperature ranges.
  • thermoplastic elastomers behave in a similar way to classic elastomers at low temperatures.
  • thermoplastic elastomers when heated, they are plastically deformable and show a thermoplastic behavior.
  • the elastomeric polymer a) is preferably selected from curable elastomers.
  • Hardening is a chemical irreversible cross-linking reaction.
  • the macromolecules are linked to form a three-dimensional network, with the increasing degree of crosslinking (proportion of
  • Crosslinking points based on the volume of the polymer) an increase in the mechanical and thermal properties, such as e.g. B. the strength, the modulus of elasticity, the hardness and the toughness occurs.
  • the hardening can be carried out by vulcanization.
  • B. sulfur-containing compounds can be used as crosslinking agents or network formers.
  • the curing can also take place radically, especially with the use of peroxides.
  • the elastomeric polymer a) is preferably radically curable, in particular peroxide curable. Radically curable elastomeric polymers a) are to be understood as meaning those which are capable of forming free radicals which can be crosslinked.
  • the curable elastomeric polymer a) can be reacted with a radical hardener, resulting in crosslinking points.
  • These crosslinking sites can react, for example, with the unsaturated sites of a crosslinking agent.
  • Crosslinking coagents contain at least two unsaturated, preferably olefinically unsaturated, groups.
  • the elastomeric polymer a) is crosslinked by C-C single bonds. These are obtained by direct reaction of the radical sites of two polymer chains or by reaction of the radical sites of two polymer chains with the crosslinking agent.
  • the elastomeric polymer a) is selected from polyurethanes, silicones, fluorosilicones, polycarbonates, ethylene vinyl acetates (EVA), acrylonitrile / butadiene / acrylates (ABA), acrylonitrile butadiene rubbers (ABN), acrylonitrile butadiene styrenes ( ABS), acrylonitrile methyl methacrylates (AMMA), acrylonitrile styrene acrylates (ASA), cellulose acetates (CA), cellulose acetate butyrates (CAB), polysulfones (PSU), poly (meth) acrylates, polyvinyl chlorides (PVC),
  • EVA ethylene vinyl acetates
  • ABA acrylonitrile / butadiene / acrylates
  • ABS acrylonitrile butadiene rubbers
  • ABS acrylonitrile butadiene styrenes
  • AMMA acrylonitrile
  • Polyphenylene ethers polyphenylene oxide (PPO)), polystyrenes (PS), polyamides (PA), polyolefins, e.g. B. polyethylene (PE) or polypropylene (PP), polyketones (PK), z. B. aliphatic polyketones or aromatic polyketones, polyether ketones (PEK), z. B. aliphatic polyether ketones or aromatic polyether ketones, polyimides (PI), polyetherimides, polyethylene terephthalates (PET), Polybutylene terephthalates (PBT), fluoropolymers, polyesters, polyacetals, e.g. B.
  • POM Polyoxymethylene
  • liquid crystal polymers polyether sulfones (PES), epoxy resins (EP), phenolic resins, chlorosulfonates, polybutadienes, polybutylene, polyneoprenes, polynitriles, polyisoprenes, natural rubbers,
  • Copolymer rubbers such as styrene-isoprene-styrenes (SIS), styrene-butadiene-styrenes (SBS), ethylene-propylenes (EPR), ethylene-propylene-diene rubbers (EPDM), styrene-butadiene rubbers (SBR) and their copolymers and Mixtures (blends) thereof.
  • SIS styrene-isoprene-styrenes
  • SBS styrene-butadiene-styrenes
  • EPR ethylene-propylenes
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubbers
  • SBR styrene-butadiene rubbers
  • the polymer a) is selected from diene rubbers.
  • the polymer a) is then preferably selected from ethylene-propylene-diene rubbers (EPDM), natural rubbers (NR), isoprene rubbers (IR), butadiene rubbers (BR), styrene-butadiene rubbers (SBR), acrylonitrile Butadiene rubbers (NBR) and chloroprene rubbers (CR).
  • EPDM ethylene-propylene-diene rubbers
  • NR natural rubbers
  • IR isoprene rubbers
  • BR butadiene rubbers
  • SBR styrene-butadiene rubbers
  • NBR acrylonitrile Butadiene rubbers
  • CR chloroprene rubbers
  • the elastomeric polymer a) contains at least one monomer in copolymerized form which is selected from ethylene, propylene, 1-butene, 1,2-butylene, 2,3-butylene, isobutene, isoprene, styrene, butadiene, non-conjugated dienes, 1-flexene , 1-octene, various Cs-C20-alkenes and mixtures thereof.
  • the elastomeric polymer a) preferably contains at least one diene monomer in copolymerized form.
  • the elastomeric polymer a) is an ethylene-propylene-diene rubber.
  • this term also includes Polymers which, instead of or in addition to at least one diene, contain at least one tri- or polyunsaturated polymer in copolymerized form.
  • the polymer a) preferably contains at least one non-conjugated diene in copolymerized form.
  • Suitable dienes are selected from 1,4-hexadiene, 1,6-octadiene, 2-methyl-1,5-hexadiene, 6-methyl-1,5-heptadiene, 7-methyl-1,6-octadiene,
  • the polymer a) can contain at least one triene in copolymerized form instead of or in addition to at least one diene.
  • Suitable trienes are selected from 2,3-diisopropylidene-5-norbornene, 2-ethylidene-3-isopropylidene-5-norbornene, 2-propenyl-2,2-norbornadiene, 1,3,7-octatriene, 1,4,9 -Decatrien and mixtures thereof.
  • the polymer a) preferably contains at least one non-conjugated diene in copolymerized form, selected from dicyclopentadiene, 1,4-hexadiene, 5-methylene, 5-ethylidene and 5-isopropylidene-2-norbornene.
  • the elastomeric polymer a) preferably contains a proportion of double bonds of 0 to 20% by weight, in particular 0 to 10% by weight.
  • Component a) is preferably used in an amount of 5 to 75% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition, in particular in an amount of 20 to 50% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition.
  • Component b) is preferably used in an amount of 5 to 75% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition, in particular in an amount of 20 to 50% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition.
  • the flame-retardant polymer composition comprises polyarylene sulfide as component b).
  • component b) is present in the flame-retardant polymer composition as particles or as fibers. This is achieved by adding the elastomeric polymer a) and polyarylene sulfide b) and optionally further components, for example by means of an internal mixer or a rolling mill, at a temperature that is greater than the plasticizing temperature of the elastomer a) and less than the melting temperature of the polyarylene sulfide b) to be mixed.
  • Component b) is preferably in particle form with an average particle size in the range from 0.1 to 70 m ⁇ ti and / or in fiber form with an average fiber diameter in the range from 0.1 to 70 m ⁇ ti.
  • component b) is in particle form, it preferably has an average particle size in the range from 0.2 to 50 m 50ti, very particularly in the range from 0.3 to 30 m ⁇ ti, in particular in the range from 0.4 to 20 m ⁇ ti, in particular in the range from 0.4 to 12.5 m ⁇ ti, in particular in the range from 0.4 to 8 m ⁇ ti.
  • component b) is in fiber form, it preferably has an average fiber diameter in the range from 0.2 to 50 m ⁇ ti, very particularly in the range from 0.3 to 30 m ⁇ ti, in particular in the range from 0.4 to 20 m ⁇ ti, in particular in the range from 0.4 to 12.5 m ⁇ ti, in particular in the range from 0.4 to 8 m ⁇ ti.
  • the mean particle size is determined according to ISO 13320 and the mean fiber diameter according to image analysis.
  • Component b) is preferably used in an amount of 2 to 35% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition, in particular in an amount of 3 to 25% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition.
  • component b) contains or is a polyphenylene sulfide, in particular poly-p-phenylene sulfide.
  • Polyphenylene sulfide refers to any polymer which, based on the total number of recurring units in the polymer, has at least 50 mol% of a recurring unit of the following formula (I): where R 1 and R 2 , identical or different from one another and are selected from the group consisting of hydrogen, flalogen, Ci-Ci2-alkyl, C7-C24-alkylaryl, C7-C24-aralkyl, C6-C24-aryl, Ci-Ci2 -Alkoxy, Ci-Ci2-alkylthio, C ß -Cis-aryloxy, C ß -Cis-arylthio and
  • Polyarylene sulfide the aromatic rings of polyarylene sulfide each being unsubstituted or bearing one or two substituents which are selected among halogen, Ci-Ci2-alkyl, C7-C24-alkylaryl, C7-C24-aralkyl, C6-C24-aryl, C1-C12-alkoxy, Ci-Ci2-alkylthio, C ß -Cis-aryloxy and C ß -Cis -Arylthio and where the arylene groups of polyarylene sulfide each form sulfide groups via a direct CS link and are thereby branched or crosslinked.
  • the polyarylene sulfides are preferably unsubstituted.
  • both R 1 and R 2 are hydrogen.
  • the polyphenylene sulfide has at least 60 mol%, at least 70 mol%, at least 80 mol%, at least 90 mol%, at least 95 mol%, at least 99 mol%, or at least 99.9 mol% of the repeating unit of the formula (I), based on the total number of repeating units in the polyphenylene sulfide.
  • the weight average molecular weight of the polyphenylene sulfide is at least 500 g / mol, preferably from 500 g / mol to 1,000,000 g / mol, preferably from 5,000 g / mol to 150,000 g / mol.
  • Weight average molecular weight can be determined by gel permeation chromatography (GPC) using ASTM D5296 with polystyrene standards.
  • the flame-retardant polymer composition can additionally comprise at least one curing agent as component c).
  • the curing agent is preferably a radical curing agent. It preferably contains a free radical initiator and a crosslinking agent.
  • Suitable crosslinking agents contain at least two unsaturated, preferably olefinically unsaturated, sites.
  • the free radical initiators have peroxide functionality.
  • Numerous organic peroxides are known and commercially available as examples of free radical initiators.
  • the radical initiators, including the organic peroxides, can be activated over a wide temperature range. Activation temperature can be described using a parameter known as half-life (T1 / 2). Typical values for half-lives of, for example, 0.1 hours, 1 hour and 10 hours are given in degrees Celsius. For example, a T1 / 2 at 0.1 hours at 143 ° C indicates that half of the free radical initiator decomposes within 0.1 hours at this temperature.
  • Organic peroxides with a T1 / 2 at 0.1 hour from 118 ° C to 228 ° C are commercially available.
  • Such peroxides have a half-life of at least 0.1 hours at the specified temperatures.
  • the T1 / 2 values indicate the kinetics of the initial reaction in crosslinking the elastomeric polymer; H. the decomposition of the peroxide with the formation of a radical-containing intermediate.
  • Non-limiting examples of commercially available organic peroxides for inducing curing of elastomeric polymers include butyl 4,4-di- (tert-butyl peroxy) valerate, tert-butyl peroxybenzoate, di-tert-amyl peroxide, dicumyl peroxide, di (tert-butyl peroxyisopropyl) benzene, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hexane, tert-butylcumyl peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-di (tert-butylperoxy) hex-3-yne, di-tert-butyl peroxide, 3,6,9-triethyl-3,6,9-trimethyl-1 , 4,7-triperoxonane,
  • Suitable crosslinking agents are selected from triallyl cyanurate, triallyl isocyanurate, tri (methallyl) isocyanurate, tris (diallylamine) -s-triazine,
  • the crosslinking coagents preferably contain at least two sites of olefinic unsaturation.
  • the unsaturated sites react with the free radical that is generated on the elastomeric polymer a) and crosslink the elastomer.
  • a commonly used crosslinking agent is triallyl isocyanurate (TAIC).
  • the component c) is in an amount of 0.01 to 15 wt .-%, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition, preferably 0.1 to 7.5% by weight based on the total weight of the flame retardant polymer composition is present.
  • the flame-retardant polymer composition additionally comprises as component d) at least one compound selected from magnesium, calcium, boron, aluminum, antimony, tin, zinc, organic phosphorus compounds, organic halogen compounds and mixtures thereof.
  • compound d selected from magnesium, calcium, boron, aluminum, antimony, tin, zinc, organic phosphorus compounds, organic halogen compounds and mixtures thereof.
  • Such compounds are known to the person skilled in the art.
  • component d) is selected from magnesium hydroxide, aluminum hydroxide, phosphorus compounds and / or nanoclays.
  • Suitable phosphorus compounds are generally flame retardants which act by forming a "polyphosphoric acid” protective layer in the condensed phase.
  • Typical phosphorus compounds are ammonium polyphosphate, melamine polyphosphate, red phosphorus, metal phosphinates (DE60115673), phosphoric and phosphonic acid esters and phosphazenes.
  • component d) is in an amount of 0.5 to 75% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition, preferably 10 to 70 % By weight based on the total weight of the flame retardant polymer composition.
  • the polymer composition according to the invention can contain additives and fillers as further constituents.
  • Suitable additives are selected from stabilizers, processing aids, curing accelerators, pigments, dyes, adhesives, tackifiers and waxes.
  • processing aids can be used, including plasticizers and mold release agents.
  • processing aids include carnauba wax, ester plasticizers such as dioctyl sebacate (DOS), fatty acid salts such as zinc stearate and sodium stearate, polyethylene wax, and ceramide.
  • high temperature processing aids are preferred.
  • linear fatty alcohols such as mixtures of Cio-C28 alcohols, organosilicones and functionalized perfluoropolyethers.
  • the compositions contain from about 0.1 to about 25 weight percent processing aid, preferably from about 0.1 to about 15 weight percent.
  • Suitable fillers are selected from organic and inorganic fillers.
  • Suitable inorganic fillers are barium sulfate, carbon black, graphite, plastic powder such as PTFE powder, silicon dioxide, titanium dioxide, glass fiber, quartz dust, graphene and fibers such as mineral fibers, plastic fibers such as polyethylene fibers with ultra-high molecular weight, carbon fibers, carbon nano tubes ( CNTs), boron fibers.
  • plastic powder such as, for example, PTFE powder, graphite and CNT, are used in order to improve the wear resistance and other properties of molded parts which are intended, for example, for use as dynamic sealing elements.
  • fillers can constitute up to about 70% by weight of the total weight of the compositions of the invention.
  • the compositions preferably comprise 0.1 to 50% by weight of filler, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition.
  • the filler makes up 1 to 30% by weight, based on the total weight of the flame-retardant polymer composition.
  • Carbon black is preferably used as the filler.
  • the flame-retardant polymer composition according to the invention can be used as elastomeric polymer a) at least one uncured curable polymer or at least one cured curable polymer or at least one non-curable polymer or one
  • a non-curable polymer is present when the elastomeric polymer a) does not have any crosslinkable molecular units (ie groups complementary to one another or groups which are complementary to a hardener and which are suitable for crosslinking).
  • crosslinkable molecular units ie groups complementary to one another or groups which are complementary to a hardener and which are suitable for crosslinking.
  • complementary curable groups are understood to mean groups which can be crosslinked by chemical reaction, ie with the formation of covalent bonds or by salt formation or by non-covalent interaction.
  • the elastomeric polymer a) and polyarylene sulfide b) and optionally further constituents can be processed into a flame-retardant polymer composition using methods customary in the rubber industry.
  • This can be incorporated, for example, by means of an internal mixer or a rolling mill at a temperature which is higher than the plasticizing temperature of the elastomer a) and lower than the melting temperature of the polyarylene sulfide b).
  • Other ingredients that can be added include those commonly used in polymer compositions as described above.
  • the resulting polymer composition can then be molded to form a polymer article.
  • a customary shaping process known to a person skilled in the art can be used for this purpose.
  • the hardening typically takes place at about 100 to 250 ° C, preferably 150 to 200 ° C instead.
  • a typical cure time is in the range of 0.2 to 60 minutes.
  • the method for producing the curable flame-retardant polymer composition according to the invention comprises the following steps: i) providing at least one curable elastomer a), ii) providing at least one polyarylene sulfide b), iii) mixing the curable elastomer a) with the polyarylene sulfide b) at a
  • the method for producing the cured flame-retardant polymer composition according to the invention comprises the steps: i) providing at least one curable elastomer a), ii) providing at least one polyarylene sulfide b), iii) mixing the curable elastomer a) with the polyarylene sulfide b) at a Temperature which is higher than the plasticizing temperature of the elastomer a) and lower than the melting temperature of the polyarylene sulfide b), iv) adding a curing agent, in particular a peroxide curing agent, to the polymer mixture in order to form a curable elastomer composition, v) curing the curable elastomer composition obtained in step iv).
  • the method for producing the non-curable flame-retardant polymer composition comprises the steps: i) providing at least one non-curable elastomer a), ii) providing at least one polyarylene sulfide b), iii) mixing the non-curable elastomer a) with the polyarylene sulfide b) at a temperature greater than the plasticizing temperature of the elastomer a) and less than the melting temperature of the polyarylene sulfide b) to form a non-curable elastomer composition.
  • the invention relates to uncured, cured and non-curable flame-retardant polymer compositions, obtainable by the processes described above.
  • a preferred embodiment are also flame-retardant polymer compositions according to the invention, comprising a) from 5 to 75% by weight of elastomeric polymer a), b) from 2 to 35% by weight of polyarylene sulfide b), c) from 0 to 15% by weight of curing agent c), d) from 0 to 50% by weight of compounds selected from compounds of magnesium, calcium, boron, aluminum and phosphorus, e) from 0 to 50% by weight of additives, the sum of components a), b), c ), d) and e) gives 100% by weight.
  • the flame-retardant polymer composition contains at least 50% by weight of the elastomeric polymer a) based on the sum of elastomeric polymer a) and polyarylene sulfide b). In a further embodiment, the flame retardant contains
  • Polymer composition more than 50% by weight of the elastomeric polymer a) based on the sum of elastomeric polymer a) and polyarylene sulfide b).
  • the invention also relates to the use of a mixture comprising component b) and component d), as defined above, as a flame retardant.
  • the invention further provides the use of a mixture comprising component b) and component d), as defined above, for rendering component a) flame-retardant, as defined above.
  • Another object of the invention is the use of the flame-retardant polymer composition, as defined above, in automobile parts.
  • the invention also relates to the use of a flame-retardant polymer composition according to the invention for the production of a polymer article, selected from spring elements, damping elements, seals, hoses, mats, molded parts, protective clothing, etc. or as a component thereof.
  • the article can in particular be designed as an endless profile.
  • a preferred embodiment are seals, especially O-rings, frame seals, radial shaft sealing rings, bellows and valve stem seals.
  • Another preferred embodiment is an article in the form of an endless profile, in particular for windows or as a seal between frame and glass.
  • the invention further relates to a flame retardant article.
  • This article can either consist exclusively of the composition according to the invention, for example as a molded part. Alternatively, such an article can also only partially comprise this composition, for example in the form of a coating on a base body, for example on a fabric.
  • the invention also relates to an elastic composite element, suitable for vibration and vibration damping and suspension, with a base body which is provided at least partially or in sections on its outer surface, optionally on its entire outer surface, with at least one coating of the composition according to the invention.
  • a flame-retardant polymer composition according to the invention is firmly and inseparably connected to a base body as a coating.
  • the coating can pass through on the base body Manufacture, extrusion, pressing, injection molding, etc. be applied. In this way, a bond can be established between the base body and the coating.
  • the base body is provided with reinforcement, for example fibers, in particular glass fibers, plastic fibers, CFRP fibers, GFRP fibers, a fabric or fabric or the like.
  • reinforcement for example fibers, in particular glass fibers, plastic fibers, CFRP fibers, GFRP fibers, a fabric or fabric or the like.
  • EPDM1 ethylene-propylene rubber, ethylene content 53% by weight; ENB content 6.0% by weight, Mooney viscosity 25 (ML1 + 4 @ 121 ° C)
  • EPDM2 ethylene propylene rubber, oil content 50% by weight
  • PPS poly-p-phenylene sulfide, particle size 20 pm
  • Antioxidant 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline, polymerized
  • DOA plasticizer, dioctyl adipate
  • Carbon black carbon black
  • lamp black N-550 ATH aluminum hydroxide, vinylsilanized
  • MDH magnesium hydroxide, vinylsilanized
  • SiOx silica, vinyl silanized
  • Processing aid 1 Resorcinol bisdiphenyl phosphate (RDP)
  • Processing aid 2 Polyoxyethylene octadecyl ether phosphate
  • composition was made using an internal mixer and roll mill suitable for making rubber compounds.
  • test plates with a thickness of 2 mm, which were crosslinked at 180 ° C. for 5 minutes and post-heated at 150 ° C. for 4 hours. There were the following
  • Rubber compounds are produced and checked for various parameters relevant to sealing applications.
  • the compositions are shown in Table 1.
  • Comparative mixture C1 The crosslinked material shows a tensile strength of 14.8 N / mm 2 and a compression set of 24% after 24 hours at 150 ° C.
  • the further tear strength according to DIN ISO 34-1: 2016-09 B / a without cut is 14.0 N / mm, according to DIN ISO 34-1: 2016-09 B / b with cut 7.9 N / mm.
  • Composition E1 According to the Invention: The crosslinked material shows a tensile strength of 11.4 N / mm 2 and a compression set of 16% after 24 hours 150 ° C.
  • the additional tear strength according to DIN ISO 34-1: 2016-09 B / a without cut is 15.2 N / mm, according to DIN ISO 34-1: 2016-09 B / b with cut 9.3 N / mm.
  • the flammability test according to UL 94 was carried out and has the following result:
  • Classification E1 UL 94 VO Classification C1: UL 94 V1
  • the mixture E1 according to the invention shows a clear improvement in the fire protection properties compared with the comparison C1.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammwidrige Polymerzusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung einer flammwidrigen Polymerzusammensetzung, die Verwendung von Polyarylensulfid als Flammschutzmittel und die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung.

Description

Flammwidrige Polymerzusammensetzung
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammwidrige Polymerzusammensetzung, ein Verfahren zur Herstellung einer flammwidrigen Polymerzusammensetzung, die Verwendung von Polyarylensulfid als Flammschutzmittel und die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung.
STAND DER TECHNIK
Polyolefinische Polymere werden als Formmassen in großen Mengen erfolgreich eingesetzt, z. B. in der Automobilindustrie, der Elektrotechnik, der Haushaltsgerätetechnik oder im Maschinenbau. Dabei besteht häufig die Notwendigkeit, die Polymere so flammwidrig auszurüsten, dass sie den technischen Anforderungen von Brennbarkeitsprüfungen, z. B. dem Test nach UL 94 (Underwriter Laboratories USA), bestehen.
Um die brandhemmenden Eigenschaften von Werkstoffen und Formmassen auf Basis von polyolefinischen Polymeren zu erhöhen, werden üblicherweise Flammschutzmittel, wie organische Halogenverbindungen, organische Phosphatverbindungen, Antimon-, Zinn- und/oder Zinkverbindungen zugesetzt. Viele Flammschutzmittel werden jedoch als äußerst gesundheitsschädlich eingestuft und/oder sind ökologisch bedenklich. Um die genannten Nachteile zu umgehen, können gesundheitlich und ökologisch unbedenkliche Flammschutzmittel, wie Magnesiumhydroxid und/oder Aluminiumhydroxid, in polyolefinische Polymere eingearbeitet werden.
In EP 0605861 werden halogenfreie flammwidrige Formmassen auf Polyamidbasis beschrieben. Das Polyamid wird mit Magnesiumhydroxid und Polyphenylensulfid ausgerüstet.
Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid und organische Phosphatverbindungen haben jedoch den Nachteil, dass ihre brandhemmende Leistung nicht zufriedenstellend ist. Sie können lediglich für Formmassen auf Basis von schwefelvernetzten polyolefinischen Polymeren einen hohen Standard erfüllen und in der Brennbarkeitsprüfung nach UL 94 als UL 94 V0 eingestuft werden.
Formmassen auf Basis von schwefelvernetzten polyolefinischen Polymeren zeigen aber in ihrem Anwendungsprofil einige Nachteile. So sind sie weniger hitzeresistent und weniger druckverformungsresistent als entsprechende peroxidisch vernetzte polyolefinischen Polymere. Jedoch können Formmassen mit vorteilhaften anwendungstechnischen Eigenschaften auf Basis von peroxidisch vernetzten polyolefinischen Polymeren in Kombination mit bekannten gesundheitlich und ökologisch unbedenklichen Flammschutzmitteln, wie Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid und/oder organischen Phosphatverbindungen, in der Brennbarkeitsprüfung nach UL 94 lediglich als UL 94 V2 oder bestenfalls als UL 94 V1 eingestuft werden. WO 2018/193019 beschreibt eine Polymerlegierung, die Polyphenylensulfid (PSS) und mindestens ein thermoplastisches Vulkanisat enthält. Ein thermoplastisches Vulkanisat im Sinne von WO 2018/193019 ist sowohl ein thermoplastisches fluoriertes Polymer als auch eine dispergierte Phase aus fluorhaltigem Elastomer. Die Polymerlegierung wird durch Schmelzmischen der beiden Komponenten erhalten.
EP 2418255 beschreibt eine vernetzte Polymerzusammensetzung, das Polyphenylensulfid (PSS) und einen Schlagzähmodifikator/Elastifikator enthält. Um die vernetzte Polymerzusammensetzung zu erhalten, werden die Komponenten, wie PPS und die Schlagzähmodifikatoren/Elastifikatoren, einer Schmelzmischung unterzogen. Das vernetzte Polymer enthält große Mengen an PPS, nämlich 50 bis 80 Gew.%, bevorzugt sogar 70 bis 80 Gew.%.
US 6,303,708 B1 beschreibt eine Poly(phenylenether) / Poly(arylensulfid)-Harz- Zusammensetzung. Zusätzliche enthält die Zusammensetzung ein Salz, z.B. Na-, Mg, Li-, K-Salze etc. und elastomere Blockcopolymere. Die genannte Zusammensetzung wird durch Schmelzmischung (Extrusion) hergestellt. Auch hier müssen große Mengen an PPS (mindestens 40 Gew.%) im Harz verwendet werden, um die gewünschten Eigenschaften zu erzielen.
Beim Schmelzmischen wird das PPS in geschmolzener Form in das Polymer (Elastomer) eingearbeitet. Hohe Temperaturen können jedoch die Polymerketten schädigen. Dies kann im schlimmsten Fall zur Zesetzung des Elastomers führen. Dies hat zur Folge, dass die gewünschten Eigenschaften der Polymerzusammensetzung nicht mehr erreicht werden. Außerdem führt die Verwendung von großen Mengen an PPS zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften, da das Material mit zunehmender Mengen an PPS immer härter wird. Mit anderen Worten besteht weiterhin ein großer Bedarf an Polymerzusammensetzungen, die zufriedenstellende anwendungstechnische Eigenschaften, wie Flitze-, Witterungs- und Ermüdungsbeständigkeit oder gute Dichtungseigenschaften aufweisen.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine flammwidrige Polymerzusammensetzung auf Basis von polyolefinischen Polymeren bereitzustellen, die sowohl über ein vorteilhaftes Eigenschaftsprofil als auch eine hohe flammwidrige Leistung verfügt.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass diese Aufgabe durch die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung und deren Verwendung gelöst wird.
Die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung hat folgende Vorteile:
Die Brandschutzeigenschaften, speziell von peroxidisch vernetzten Polymeren, werden verbessert.
Die Polymere und darauf basierende Produkte zeichnen sich durch vorteilhafte anwendungstechnische Eigenschaften aus, z. B. eine gute Flitze-, Witterungs- und Ermüdungsbeständigkeit.
Die Polymere und darauf basierende Produkte zeichnen sich durch gute Dichtungseigenschaften aus.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG Ein erster Gegenstand der Erfindung ist eine flammwidrige Polymerzusammensetzung, umfassend a) wenigstens ein elastomeres Polymer, das wenigstens ein Monomer einpolymerisiert enthält, das ausgewählt ist unter C2-C3o-Alkylenen, b) Polyarylensulfid. Bevorzugt ist eine flammwidrige Polymerzusammensetzung, umfassend a) wenigstens ein elastomeres Polymer, das wenigstens ein Monomer einpolymerisiert enthält, das ausgewählt ist unter C2-C3o-Alkylenen, b) Polyarylensulfid, wobei die Komponente b) in Partikelform und/oder in Faserform vorliegt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer härtbaren flammwidrigen Polymerzusammensetzung, umfassend die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Gemisches, enthaltend Komponente b) und Komponente c) zur flammwidrigen Ausrüstung der Komponente a).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung einer gehärteten flammwidrigen Polymerzusammensetzung, umfassend die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden, v) Härtung der in Schritt iv) erhaltenen härtbaren Elastomerzusammensetzung.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist eine gehärtete flammwidrige Polymerzusammensetzung erhältlich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Polyarylensulfids b) als Flammschutzmittel für eine Polymerzusammensetzung, umfassend wenigstens ein elastomeres Polymer a), wie zuvor und im Folgenden definiert.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie zuvor und im Folgenden definiert, in Automobilteilen, zur Herstellung von Dichtungen, insbesondere O-Ringen, Rahmendichtungen, Radialwellendichtringen, Bälgen und Ventilschaftdichtungen.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
C2-C3o-Alkylen ist im Sinne der Erfindung ein linearer oder verzweigter ethylenisch ungesättigter Kohlenwasserstoff mit 2 bis 30, bevorzugt 2 bis 10, insbesondere 2 bis 6 Kohlenstoffatomen, der eine C=C-Doppelbindung oder mehrere, bevorzugt zwei, nicht kumulierte, C=C-Doppelbindungen in beliebiger Position aufweist, wie Ethen, Propen,
1-Buten, 2-Buten, Isobuten, 2-Methyl-Propen, 1 ,2-Butylen, 2,3-Butylen, Isopren, Butadien, 1-Penten, 2-Penten, 3-Penten, 2-Methyl-1-buten, 3-Methyl-1-buten, 2-Methyl-
2-buten, 3-Methyl-2-buten, 2-Methyl-3-buten, 3-Methyl-3-buten, 1 ,1-Dimethylpropen,
1 -Hexen, 2-Hexen, 3-Hexen, 4-Hexen, 1-Hepten, 1-Octen, 1 -Nonen, 1-Decen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck Ci-Ci2-Alkyl für unverzweigte und verzweigte gesättigte Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis 12, bevorzugt 1 bis 8, insbesondere 1 bis 6, Kohlenstoffatomen. Insbesondere Ci-Cß-Alkyl sind z. B. Methyl, Ethyl, Propyl, 1-Methylethyl, Butyl, 1-Methylpropyl, 2- Methyl propyl, 1 ,1-Dimethylethyl, Pentyl, 1-Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, 2.2-Dimethylpropyl, 1-Ethyl propyl, Hexyl, 1,1-Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl,
1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl,
1.2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl,
3.3-Dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1-Ethyl-1-methylpropyl oder 1-Ethyl-2-methylpropyl. Ci-C4-Alkyl bedeutet beispielsweise Methyl, Ethyl, Propyl, 1-Methylethyl, Butyl, 1 -Methyl propyl,
2-Methyl propyl oder 1 ,1-Dimethylethyl.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck Ci-Ci2-Alkoxy für eine unverzweigte oder verzweigte gesättigte Ci-Ci2-Alkylgruppe, wie vorstehend definiert, die über ein Sauerstoffatom gebunden ist. Bevorzugt sind Alkoxyreste mit 1 bis 8, insbesondere 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 1 oder 4, speziell 1 bis 2 Kohlenstoffatomen. Ci-C2-Alkoxy ist Methoxy oder Ethoxy. Ci-C4-Alkoxy ist z. B. Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, 1-Methylethoxy (Isopropoxy), Butoxy, 1-Methylpropoxy (sec-Butoxy), 2-Methylpropoxy (Isobutoxy) oder 1,1-Dimethylethoxy (tert-Butoxy). Ci-Cß-Alkoxy beinhaltet die für Ci-C4-Alkoxy angegebenen Bedeutungen und zusätzlich z. B. Pentoxy, 1-Methylbutoxy, 2-Methylbutoxy, 3-Methylbutoxy,
1.1-Dimethylpropoxy, 1 ,2-Dimethylpropoxy, 2,2-Dimethylpropoxy, 1-Ethylpropoxy, Hexyloxy, 1-Methylpentoxy, 2-Methylpentoxy, 3-Methylpentoxy, 4-Methylpentoxy,
1.1-Dimethylbutoxy, 1 ,2-Dimethyl butoxy, 1 ,3-Dimethylbutoxy, 2,2-Dimethylbutoxy,
2.3-Dimethylbutoxy und 3,3-Dimethylbutoxy.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck Ci-Ci2-Alkylthio für eine unverzweigte oder verzweigte gesättigte Ci-Ci2-Alkylgruppe, wie vorstehend definiert, die über ein Schwefelatom gebunden ist. Es wird synonym zu Ci-Ci2-Alkylsulfanyl verstanden. Bevorzugt sind Alkylthioreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, besonders bevorzugt mit 1 oder 4, insbesondere 1 bis 2 Kohlenstoffatomen. Ci-C2-Alkylthio ist Methylsulfanyl oder Ethylsulfanyl. Ci-C4-Alkylsulfanyl ist beispielsweise Methylsulfanyl, Ethylsulfanyl, n-Propylsulfanyl, 1-Methylethylsulfanyl (Isopropylsulfanyl), Butylsulfanyl, 1-Methylpropylsulfanyl (sec-Butylsulfanyl), 2-Methylpropylsulfanyl (Isobutylsulfanyl) oder 1,1-Dimethylethylsulfanyl (tert-Butylsulfanyl). Ci-Cß-Alkylthio beinhaltet die für Ci-C4-Alkylsulfanyl angegebenen Bedeutungen und zusätzlich beispielsweise auch Pentylsulfanyl, 1-Methylbutylsulfanyl, 2-Methylbutylsulfanyl, 3- Methyl butylsulfanyl,
1.1-Dimethylpropylsulfanyl, 1,2-Dimethylpropylsulfanyl, 2,2-Dimethylpropylsulfanyl,
1-Ethylpropylsulfanyl, Hexylsulfanyl, 1-Methylpentylsulfanyl, 2-Methylpentylsulfanyl, 3-Methylpentylsulfanyl, 4-Methylpentylsulfanyl, 1,1-Dimethylbutylsulfanyl,
1.2-Dimethylbutylsulfanyl, 1 ,3-Dimethylbutylsulfanyl, 2,2-Dimethylbutylsulfanyl,
2.3-Dimethylbutylsulfanyl, 3,3-Dimethylbutylsulfanyl, 1-Ethylbutylsulfanyl,
2-Ethylbutylsulfanyl, 1 ,1 ,2-Trimethylpropylsulfanyl, 1 ,2,2-Trimethylpropylsulfanyl, 1-Ethyl-1-methylpropylsulfanyl oder 1-Ethyl-2-methylpropylsulfanyl.
Der Ausdruck "Aryl" umfasst im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein- oder mehr kernige aromatische Kohlenwasserstoffreste mit üblicherweise 6 bis 24, bevorzugt 6 bis 14, besonders bevorzugt 6 bis 10 Kohlenstoffatomen. Beispiele für Aryl sind insbesondere Phenyl, Naphthyl, Indenyl, Fluorenyl, Anthracenyl, Phenanthrenyl, Naphthacenyl, Chrysenyl, Pyrenyl, etc. und speziell Phenyl oder Naphthyl.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck "Alkylaryl" für eine Aryl gruppe, wie vorstehend definiert, die über Ci-Cß-Alkyl, wie zuvor definiert, gebunden ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck "Arylalkyl" für eine Alkylgruppe, wie vorstehend definiert, die über eine C6-C24-Aryl, wie zuvor definiert, gebunden ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck "Aryloxy" für eine Arylgruppe, wie vorstehend definiert, die über Sauerstoff gebunden ist.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung steht der Ausdruck "Arylthio" für eine Arylgruppe, wie vorstehend definiert, die über Schwefel gebunden ist.
Komponente a)
Die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung kann als elastomeres Polymer a) wenigstens ein ungehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein gehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein nicht-härtbares Polymer oder eine Kombination davon enthalten.
Die flammwidrige Polymerzusammensetzung umfasst als Komponente a) wenigstens ein elastomeres Polymer, das wenigstens ein Monomer einpolymerisiert enthält, das ausgewählt ist unter C2-C3o-Alkylenen.
Der Begriff "Elastomere" im Sinne der Erfindung bezeichnet formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe, deren Glasübergangstemperatur unterhalb der Temperatur liegt, bei der die Polymere üblicherweise eingesetzt werden. Elastomere können sich bei Zug- und Druckbelastung elastisch verformen, finden aber danach in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück.
Eine spezielle Form der Elastomere sind thermoplastische Elastomere, die in bestimmten Temperaturbereichen thermoplastische Eigenschaften aufweisen. In der Regel verhalten sich thermoplastische Elastomere bei niedrigen Temperaturen vergleichbar den klassischen Elastomeren. Unter Wärmezufuhr hingegen sind sie plastisch verformbar und zeigen ein thermoplastisches Verhalten. Vorzugsweise ist das elastomere Polymer a) ausgewählt ist unter härtbaren Elastomeren.
Unter Härtung versteht man eine chemische irreversible Vernetzungsreaktion. Infolge der Vernetzung (Härtung) werden die Makromoleküle zu einem dreidimensionalen Netzwerk verknüpft, wobei mit zunehmendem Vernetzungsgrad (Anteil der
Vernetzungspunkte bezogen auf das Volumen des Polymers) eine Steigerung der mechanischen und thermischen Eigenschaften, wie z. B. der Festigkeit, dem Elastizitätsmodul, der Härte und der Zähigkeit eintritt. Bei Elastomeren kann die Härtung durch Vulkanisation erfolgen, wobei hier z. B. schwefelhaltige Verbindungen als Vernetzungsmittel oder Netzwerkbildner eingesetzt werden. Die Härtung kann auch radikalisch, speziell unter Verwendung von Peroxiden, erfolgen. Vorzugsweise ist das elastomere Polymer a) radikalisch härtbar, insbesondere peroxidisch härtbar. Unter radikalisch härtbaren elastomeren Polymeren a) sind solche zu verstehen, die zur Bildung freier Radikale befähigt sind, die vernetzt werden können. Dazu kann das härtbare elastomere Polymer a) mit einem radikalischen Härter umgesetzt werden, wobei Vernetzungsstellen resultieren. Diese Vernetzungsstellen können beispielsweise mit den ungesättigten Stellen eines Vernetzungskoagenzes reagieren. Vernetzungskoagenzien enthalten mindestens zwei ungesättigte, vorzugsweise olefinisch ungesättigte, Gruppen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das elastomere Polymer a) durch C-C- Einfachbindungen vernetzt. Diese werden erhalten durch direkte Reaktion der Radikalstellen zweier Polymerketten oder durch Reaktion der Radikalstellen zweier Polymerketten mit dem Vernetzungskoagenz.
In einer Ausführungsform ist das elastomere Polymer a) ausgewählt unter Polyurethanen, Silikonen, Fluorsilikonen, Polycarbonaten, Ethylen-Vinylacetaten (EVA), Acrylnitril/Butadien/Acrylaten (ABA), Acrylnitril-Butadien-Kautschuken (ABN), Acrylnitril-Butadien-Styrolen (ABS), Acrylnitril-Methylmethacrylaten (AMMA), Acrylnitril- Styrol-Acrylaten (ASA), Celluloseacetaten (CA), Celluloseacetatbutyraten (CAB), Polysulfonen (PSU), Poly(meth)acrylaten, Polyvinylchloriden (PVC),
Polyphenylenethern (PPE = Polyphenylenoxide (PPO)), Polystyrolen (PS), Polyamiden (PA), Polyolefinen, z. B. Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polyketonen (PK), z. B. aliphatischen Polyketonen oder aromatischen Polyketonen, Polyetherketonen (PEK), z. B. aliphatischen Polyetherketonen oder aromatischen Polyetherketonen, Polyimiden (PI), Polyetherimiden, Polyethylenterephthalaten (PET), Polybutylenterephthalaten (PBT), Fluorpolymeren, Polyestern, Polyacetalen, z. B. Polyoxymethylen (POM), Flüssigkristallpolymeren, Polyethersulfonen (PES), Epoxidharzen (EP), Phenolharzen, Chlorsulfonaten, Polybutadienen, Polybutylen, Polyneoprenen, Polynitrilen, Polyisoprenen, Naturkautschuken,
Copolymerkautschuken wie Styrol-Isopren-Styrolen (SIS), Styrol-Butadien-Styrolen (SBS), Ethylen-Propylenen (EPR), Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken (EPDM), Styrol-Butadienen-Kautschuken (SBR) sowie deren Copolymere und Mischungen (Blends) davon.
In einer speziellen Ausführungsform ist das Polymer a) ausgewählt unter Dienkautschuken. Bevorzugt ist das Polymer a) dann ausgewählt unter Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuken (EPDM), Naturkautschuken (NR), Isopren-Kautschuken (IR), Butadien-Kautschuken (BR), Styrol-Butadien-Kautschuken (SBR), Acrylnitril- Butadien-Kautschuken (NBR) und Chloropren-Kautschuken (CR).
Insbesondere enthält das elastomere Polymer a) wenigstens ein Monomer einpolymerisiert, das ausgewählt ist unter Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1,2-Butylen, 2,3- Butylen, Isobuten, Isopren, Styrol, Butadien, nichtkonjugierten Dienen, 1 -Flexen, 1- Octen, davon verschiedenen Cs-C2o-Alkenen und Mischungen davon.
Bevorzugt enthält das elastomere Polymer a) wenigstens ein Dien-Monomer einpolymerisiert.
In einer speziellen Ausführungsform ist das elastomere Polymer a) ein Ethylen- Propylen-Dien-Kautschuk. Im Sinne der Erfindung umfasst dieser Begriff auch Polymere, die an Stelle von oder zusätzlich zu wenigstens einem Dien wenigstens ein drei- oder mehrfach ungesättigtes Polymer einpolymerisiert enthalten.
Bevorzugt enthält das Polymer a) wenigstens ein nichtkonjugiertes Dien einpolymerisiert. Geeignete Diene sind ausgewählt unter 1,4-Hexadien, 1,6-Octadien, 2-Methyl-1 ,5-Hexadien, 6-Methyl-1 ,5-Heptadien, 7-Methyl-1 ,6-Octadien,
Cyclohexadien, Dicyclopentadien, Methyltetrahydroinden, 5-Vinylnorbornen, 5- Methylennorbornen, 5- Ethylidennorbornen, 5-lsopropyliden-2-norbornen, 6- Chlormethyl-5-isopropenyl-2-norbornen und Mischungen davon. Das Polymer a) kann an Stelle von oder zusätzlich zu wenigstens einem Dien wenigstens ein Trien einpolymerisiert enthalten. Geeignete Triene sind ausgewählt unter 2,3- Diisopropyliden-5-norbornen, 2-Ethyliden-3-isopropyliden-5-norbornen, 2-Propenyl-2,2- Norbornadien, 1,3,7-Octatrien, 1 ,4,9-Decatrien und Mischungen davon.
Bevorzugt enthält das Polymer a) wenigstens ein nichtkonjugiertes Dien einpolymerisiert, ausgewählt unter Dicyclopentadien, 1,4-Hexadien, 5-Methylen-, 5- Ethyliden- und 5-lsopropyliden-2-norbornen.
Bevorzugt enthält das elastomere Polymer a) einen Doppelbindungsanteil von 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0 bis 10 Gew.-%.
Bevorzugt wird die Komponente a) in einer Menge von 5 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung eingesetzt, insbesondere in einer Menge von 20 bis 50 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der der flammwidrigen Polymerzusammensetzung. Komponente b)
Die flammwidrige Polymerzusammensetzung umfasst als Komponente b) Polyarylensulfid. Erfindungsgemäß liegt die Komponente b) in der flammwidrigen Polymerzusammensetzung als Partikel oder als Faser vor. Dies wird erreicht, indem das elastomere Polymer a) und Polyarylensulfid b) und optional weitere Bestandteile zum Beispiel mittels eines Innenmischers oder eines Walzwerks bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), gemischt werden.
Bevorzugt liegt die Komponente b) in Partikelform mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 0,1 bis 70 mΐti und/oder in Faserform mit einem mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 0,1 bis 70 mΐti vor.
Sofern die Komponente b) in Partikelform vorliegt, weist diese vorzugsweise eine mittlere Partikelgröße im Bereich von 0,2 bis 50 mΐti, ganz besonders im Bereich von 0,3 bis 30 mΐti, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 20 mΐti, im Speziellen im Bereich von 0,4 bis 12,5 mΐti, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 8 mΐti auf.
Sofern die Komponente b) in Faserform vorliegt, weist diese vorzugsweise einen mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 0,2 bis 50 mΐti, ganz besonders im Bereich von 0,3 bis 30 mΐti, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 20 mΐti, im Speziellen im Bereich von 0,4 bis 12,5 mΐti, insbesondere im Bereich von 0,4 bis 8 mΐti auf. Erfindungsgemäß wird die mittlere Partikelgröße nach ISO 13320 bestimmt und der mittlere Faserdurchmesser nach Bildanalyse.
Bevorzugt wird die Komponente b) in einer Menge von 2 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, eingesetzt, insbesondere in einer Menge von 3 bis 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält oder ist die Komponente b) ein Polyphenylensulfid, insbesondere Poly-p-phenylensulfid.
Polyphenylensulfid bezeichnet jedes Polymer, das, bezogen auf die Gesamtzahl der wiederkehrenden Einheiten im Polymer, mindestens 50 mol-% einer wiederkehrenden Einheit der folgenden Formel (I) aufweist:
Figure imgf000017_0001
wobei R1 und R2, gleich oder verschieden voneinander und ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Flalogen, Ci-Ci2-Alkyl, C7-C24-Alkylaryl, C7-C24- Aralkyl, C6-C24-Aryl, Ci-Ci2-Alkoxy, Ci-Ci2-Alkylthio, Cß-Cis-Aryloxy, Cß-Cis-Arylthio und
Polyarylensulfid, wobei die aromatischen Ringe von Polyarylensulfid jeweils unsubstituiert sind oder einen oder zwei Substituenten tragen, die ausgewählt sind unter Halogen, Ci-Ci2-Alkyl, C7-C24-Alkylaryl, C7-C24-Aralkyl, C6-C24-Aryl, C1-C12- Alkoxy, Ci-Ci2-Alkylthio, Cß-Cis-Aryloxy und Cß-Cis-Arylthio und wobei die Arylengruppen von Polyarylensulfid jeweils über eine direkte C-S-Verknüpfung Sulfidgruppen bilden und dadurch verzweigt oder vernetzt sind. Bevorzugt sind die Polyarylensulfide unsubstituiert.
Vorzugsweise sind sowohl R1 als auch R2 Wasserstoff.
In einer Ausführungsform weist das Polyphenylensulfid mindestens 60 Mol-%, mindestens 70 Mol-%, mindestens 80 Mol-%, mindestens 90 Mol-%, mindestens 95 Mol-%, mindestens 99 Mol-% oder mindestens 99,9 Mol-% der wiederkehrenden Einheit der Formel (I), bezogen auf die Gesamtzahl der wiederkehrenden Einheiten im Polyphenylensulfid, auf.
In einer Ausführungsformen beträgt das gewichtsmittlere Molekulargewicht des Polyphenylensulfids wenigstens 500 g/mol, vorzugsweise von 500 g/mol bis 1000.000 g/mol, vorzugsweise von 5000 g/mol bis 150.000 g/mol. Das gewichtsmittlere Molekulargewicht kann durch Gelpermeationschromatographie (GPC) unter Verwendung von ASTM D5296 mit Polystyrolstandards bestimmt werden.
Komponente c)
Die flammwidrige Polymerzusammensetzung kann zusätzlich als Komponente c) wenigstens ein Härtungsmittel umfassen. Das Härtungsmittel ist bevorzugt ein radikalisches Härtungsmittel. Es enthält vorzugsweise einen Radikalinitiator und ein Vernetzungskoagenz.
Geeignete Vernetzungskoagenzien enthalten mindestens zwei ungesättigte, vorzugsweise olefinisch ungesättigte, Stellen.
In einer Ausführungsform haben die Radikalinitiatoren eine Peroxidfunktionalität. Als Beispiele für Radikalinitiatoren sind zahlreiche organische Peroxide bekannt und im Handel erhältlich. Die Radikalinitiatoren, einschließlich der organischen Peroxide, sind über einen weiten Temperaturbereich aktivierbar. Die Aktivierungstemperatur kann unter Verwendung eines als Halbwertszeit (T1/2) bekannten Parameters beschrieben werden. Typische Werte für Halbwertszeiten von zum Beispiel 0,1 Stunden, 1 Stunde und 10 Stunden sind in Grad Celsius angegeben. Zum Beispiel zeigt ein T1/2 bei 0,1 Stunden bei 143 °C an, dass sich bei dieser Temperatur die Hälfte des Radikalinitiators innerhalb von 0,1 Stunden zersetzt. Organische Peroxide mit einer T1/2 bei 0,1 Stunden von 118 °C bis 228 °C sind im Handel erhältlich. Solche Peroxide haben bei den angegebenen Temperaturen eine Halbwertszeit von mindestens 0,1 Stunden. Die T1/2-Werte zeigen die Kinetik der Anfangsreaktion bei der Vernetzung des elastomeren Polymers an, d. h. die Zersetzung des Peroxids unter Bildung eines radikalhaltigen Zwischenprodukts.
Nicht einschränkende Beispiele für im Handel erhältliche organische Peroxide zum Einleiten der Härtung von elastomeren Polymeren umfassen Butyl-4,4-di-(tert- butylperoxy)valerat, tert-Butylperoxybenzoat, Di-tert-amylperoxid, Dicumylperoxid, Di(tert-butylperoxyisopropyl)benzol, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hexan, tert-Butylcumylperoxid, 2,5-Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)hex-3-in, Di-tert- butylperoxid, 3,6,9-T riethyl-3,6,9-trimethyl-1 ,4,7-triperoxonan,
1 ,1 ,3,3-Tetramethylbutylhydroperoxid, Diisopropylbenzolmonohydroperoxid, Cumylhydroperoxid, tert-Butylhydroperoxid, tert-Amylhydroperoxid, tert- Butylperoxyisobutyrat, tert-Amylperoxyacetat, tert-Butylperoxystearylcarbonat,
Di(1-hydroxycyclohexyl)peroxid, Ethyl-3,3-di(tert-butylperoxy)butyrat und tert-Butyl-3- isopropenylcumyl peroxid.
Geeignete Vernetzungskoagenzien sind ausgewählt unter Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Tri(methallyl)-isocyanurat, Tris(diallylamin)-s-triazin,
Triallylphosphit, N,N-Diallylacrylamid, Hexaallylphosphoramid, N,N,N',N'-Tetraallyl- Terephthalamid, N,N,N',N'-Tetraallylmalonamid, Trivinylisocyanurat, 2,4,6- Trivinylmethyltrisiloxan, Bisolefinen, 1,2-Polybutadienen und Tri(5-norbornen-2- methylen)cyanurat.
Die Vernetzungskoagenzien enthalten vorzugsweise mindestens zwei Stellen einer olefinischen Ungesättigtheit. Die ungesättigten Stellen reagieren mit dem freien Radikal, das an dem elastomeren Polymer a) erzeugt wird, und vernetzen das Elastomer. Ein üblicherweise verwendetes Vernetzungsmittel ist Triallylisocyanurat (TAIC).
Wenn die flammwidrige Polymerzusammensetzung die Komponente c) enthält, dann ist die Komponente c) in einer Menge von 0,01 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, bevorzugt 0,1 bis 7,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, vorhanden.
Komponente d)
Zur Erreichung guter Brandschutzeigenschaften kann es vorteilhaft sein, dass die flammwidrige Polymerzusammensetzung zusätzlich als Komponente d) wenigstens eine Verbindung ausgewählt unter Magnesium, Calcium, Bor, Aluminium, Antimon, Zinn, Zink, organischen Phosphorverbindungen, organischen Halogenverbindungen und Mischungen davon, umfasst. Derartige Verbindungen sind dem Fachmann bekannt.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist Komponente d) ausgewählt unter Magnesiumhydroxid, Aluminiumhydroxid, Phosphorverbindungen und/oder Nanoclays.
Geeignete Phosphorverbindungen sind allgemein Flammschutzmittel, die durch die Bildung einer "Polyphosphorsäure'-Schutzschicht in der kondensierten Phase wirken. Typische Phosphorverbindungen sind Ammoniumpolyphosphat, Melaminpolyphosphat, roter Phosphor, Metallphosphinate (DE60115673), Phosphor- und Phosphonsäureester und Phosphazene.
Wenn die flammwidrige Polymerzusammensetzung die Komponente d) enthält, dann ist die Komponente d) in einer Menge von 0,5 bis 75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, bevorzugt 10 bis 70 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, vorhanden.
Additive und Füllstoffe
Zusätzlich zu den Komponenten a), b), c) und d) kann die erfindungsgemäße Polymerzusammensetzung als weitere Bestandteile Additive und Füllstoffe enthalten.
Geeignete Additive sind ausgewählt unter Stabilisatoren, Verarbeitungshilfsmitteln, Härtungsbeschleunigern, Pigmenten, Farbstoffen, Klebstoffen, Klebrigmachern und Wachsen.
Eine große Vielzahl von Verarbeitungshilfsmitteln kann verwendet werden, einschließlich Weichmacher und Formtrennmittel. Nicht einschränkende Beispiele für Verarbeitungshilfsmittel umfassen Carnauba-Wachs, Ester-Weichmacher wie Dioctylsebacat (DOS), Fettsäuresalze wie Zinkstearat und Natriumstearat, Polyethylenwachs und Keramid. In einigen Ausführungsformen sind Hochtemperatur- Verarbeitungshilfsmittel bevorzugt. Solche umfassen, ohne Einschränkung, lineare Fettalkohole wie Mischungen von Cio-C28-Alkoholen, Organosilikonen und funktionalisierten Perfluorpolyethern. In einigen Ausführungsformen enthalten die Zusammensetzungen etwa 0,1 bis etwa 25 Gew.-% Verarbeitungshilfsmittel, vorzugsweise etwa 0,1 bis etwa 15 Gew.-%.
Geeignete Füllstoffe sind ausgewählt unter organischen und anorganischen Füllstoffen. Geeignete anorganische Füllstoffe sind Bariumsulfat, Ruß, Graphit, Kunststoffpulver wie zum Beispiel PTFE-Pulver, Siliciumdioxid, Titandioxid, Glasfaser, Quarzstaub, Graphene und Fasern, wie Mineralfasern, Kunststofffasern, wie zum Beispiel Polyethy lenfasern mit ultrahohem Molekulargewicht, Kohlenstofffasern, Carbon Nano Tubes (CNTs), Borfasern. In verschiedenen Ausführungsformen werden Füllstoffe wie Kunststoffpulver, wie zum Beispiel PTFE-Pulver, Graphit und CNT verwendet, um die Verschleißbeständigkeit und andere Eigenschaften von Formteilen zu verbessern, die zum Beispiel zur Verwendung als dynamische Dichtungselemente bestimmt sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform können Füllstoffe bis zu etwa 70 Gew.-% des Gesamtgewichts der Zusammensetzungen der Erfindung ausmachen. Vorzugsweise umfassen die Zusammensetzungen 0,1 bis 50 Gew.-% Füllstoff, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung. In anderen Ausführungsformen macht der Füllstoff 1 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, aus.
Bevorzugt wird als Füllstoff Ruß eingesetzt.
Fierstellung
Die erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung kann als elastomeres Polymer a) wenigstens ein ungehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein gehärtetes härtbares Polymer oder wenigstens ein nicht-härtbares Polymer oder eine
Kombination davon enthalten. Ein nicht-härtbares Polymer liegt vor, wenn das elastomere Polymer a) keine vernetzbaren Moleküleinheiten (d. h. zueinander komplementäre Gruppen oder mit einem Härter komplementäre Gruppen, die zur Vernetzung geeignet sind) aufweist. Unter komplementären härtbaren Gruppen werden im Rahmen der Erfindung Gruppen verstanden, die durch chemische Reaktion, d. h. unter Ausbildung kovalenter Bindungen oder durch Salzbildung oder durch nicht-kovalente Wechselwirkung vernetzbar sind. Das elastomere Polymer a) und Polyarylensulfid b) und optional weitere Bestandteile können mit in der Gummiindustrie üblichen Verfahren zu einer flammwidrigen Polymerzusammensetzung verarbeitet werden. Dies kann zum Beispiel mittels eines Innenmischers oder eines Walzwerks bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), eingearbeitet werden. Andere Bestandteile, die zugegeben werden können, umfassen solche, die üblicherweise wie oben beschrieben in Polymerzusammensetzung verwendet werden.
Die resultierende Polymerzusammensetzung kann dann geformt werden, um einen Polymerartikel zu bilden. Dazu kann ein übliches dem Fachmann bekanntes Formgebungsverfahren eingesetzt werden.
Falls es sich um eine härtbare Polymerzusammensetzung handelt, so wird diese während und/oder nach der Formgebung gehärtet. Die Härtung findet typischerweise bei etwa 100 bis 250 °C, vorzugsweise 150 bis 200 °C statt. Eine typische Härtungszeit liegt im Bereich von 0,2 bis 60 Minuten.
In einer ersten Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen härtbaren flammwidrigen Polymerzusammensetzung die folgenden Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer
Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
In einerweiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen gehärteten flammwidrigen Polymerzusammensetzung die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmittels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden, v) Härtung der in Schritt iv) erhaltenen härtbaren Elastomerzusammensetzung.
In einerweiteren Ausführungsform umfasst das Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen nicht-härtbaren flammwidrigen Polymerzusammensetzung die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines nicht-härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des nicht-härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), um eine nicht-härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
Gegenstand der Erfindung sind nicht-gehärtete, gehärtete und nicht-härtbare flammwidrige Polymerzusammensetzungen, erhältlich nach den oben geschriebenen Verfahren.
Eine bevorzugte Ausführungsform sind außerdem erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzungen, umfassend a) von 5 bis 75 Gew.-% elastomeres Polymer a), b) von 2 bis 35 Gew.-% Polyarylensulfid b), c) von 0 bis 15 Gew.-% Härtungsmittel c), d) von 0 bis 50 Gew.-% Verbindungen, ausgewählt unter Verbindungen des Magnesiums, Calciums, Bors, Aluminiums und Phosphors, e) von 0 bis 50 Gew.-% Additive, wobei die Summe der Komponenten a), b), c), d) und e) 100 Gew.-% ergibt.
In einer Ausführungsform enthält die flammwidrige Polymerzusammensetzung wenigstens 50 Gew.% des elastomeren Polymers a) bezogen auf die Summe von elastomeren Polymer a) und Polyarylensulfid b). In einer weiteren Ausführungsform enthält die flammwidrige
Polymerzusammensetzung mehr als 50 Gew.% des elastomeren Polymers a) bezogen auf die Summe von elastomeren Polymer a) und Polyarylensulfid b).
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Gemisches, enthaltend Komponente b) und Komponente d), wie zuvor definiert, als Flammschutzmittel.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung eines Gemisches, enthaltend Komponente b) und Komponente d), wie zuvor definiert, zur flammwidrigen Ausrüstung der Komponente a), wie zuvor definiert.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie zuvor definiert, in Automobilteilen. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung einer erfindungsgemäßen flammwidrigen Polymerzusammensetzung zur Herstellung eines Polymerartikels, ausgewählt unter Federelementen, Dämpfungselementen, Dichtungen, Schläuchen, Matten, Formteilen, Schutzbekleidungen, etc. oder als Bestandteil hiervon. Der Artikel kann insbesondere als Endlosprofil ausgebildet sein. Eine bevorzugte Ausführungsform sind Dichtungen, speziell O-Ringe, Rahmendichtungen, Radialwellendichtringen, Bälge und Ventilschaftdichtungen. Eine weitere bevorzugte Ausführung ist ein Artikel in Form eines Endlosprofils, insbesondere für Fenster bzw. als Dichtung zwischen Rahmen und Glas.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf einen flammgeschützten Artikel. Dieser Artikel kann entweder ausschließlich aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bestehen, beispielsweise als Formteil. Alternativ kann ein solcher Artikel auch nur teilweise diese Zusammensetzung umfassen, beispielsweise in Form einer Beschichtung auf einem Grundkörper, beispielsweise auf einem Gewebe.
Ebenfalls betrifft die Erfindung ein elastisches Verbundelement, geeignet zur Schwingungs- und Vibrationsdämpfung und Federung, mit einem Grundkörper, der zumindest teilweise oder abschnittsweise an seiner äußeren Oberfläche, gegebenenfalls an seiner gesamten äußeren Oberfläche, mit zumindest einer Beschichtung aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung versehen ist.
In einer geeigneten Ausführung ist eine erfindungsgemäße flammwidrige Polymerzusammensetzung als Beschichtung fest und untrennbar mit einem Grundkörper verbunden. Die Beschichtung kann auf dem Grundkörper durch Konfektion, Extrusion, Pressen, Spritzen, etc. aufgebracht sein. So kann ein Verbund zwischen dem Grundkörper und der Beschichtung hergestellt werden.
Es kann auch vorgesehen sein, dass der Grundkörper mit einer Armierung, beispielsweise Fasern, insbesondere Glasfasern, Kunststofffasern, CFK-Fasern, GFK- Fasern, einem Stoff bzw. Gewebe oder dergleichen versehen ist.
BEISPIELE Die folgenden Beispiele dienen der Verdeutlichung der Erfindung, ohne sie in irgendeiner Weise zu beschränken.
Die folgenden Beispiele zeigen, dass die Flammwidrigkeit von polyolefinischem Polymer aus Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuken, Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid durch Poly-p-phenylensulfid entscheidend verbessert werden kann.
Für die Beispiele wurden folgende Ausgangskomponenten verwendet.
Eingesetzte Materialien:
EPDM1: Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ethylen Anteil 53 Gew.-%; ENB Anteil 6,0 Gew.-%, Mooney Viskosität 25 (ML1+4 @121°C) EPDM2: Ethylen-Propylen-Kautschuk, Ölgehalt 50 Gew.-%,
Ethylen Anteil 63 Gew.-%; ENB Anteil 4,5 Gew.-%,
Mooney Viskosität 52 (ML1+4 @121 °C)
PPS: Poly-p-phenylensulfid, particle size 20 pm Antioxidant: 2,2,4-T rimethyl-1 ,2-dihydrochinolin, polymerisiert
Peroxid: Dicumylperoxid
Koagent: Triallylcyanurat
DOA: Weichmacher, Dioctyladipat
Carbon Black: Ruß, Flammruß N-550 ATH: Aluminiumhydroxid, vinylsilanisiert
MDH: Magnesiumhydroxid, vinylsilanisiert
SiOx: Kieselsäure, vinylsilanisiert
Verarbeitungshilfsmittel 1 : Resorcin-bisdiphenylphosphat (RDP) Verarbeitungshilfsmittel 2: Polyoxyethylenoctadecyletherphosphat
Die Herstellung der Zusammensetzung erfolgte mit einem internen Mischer und einem Walzwerk, die zur Herstellung von Kautschukmischungen geeignet sind.
Die Untersuchungen wurden an Prüfplatten mit 2 mm Dicke durchgeführt, die 5 min bei 180 °C vernetzt und 4 h bei 150 °C nachgeheizt wurden. Es wurden folgende
Kautschukmischungen hergestellt und auf verschiedene für Dichtungsanwendungen relevante Parameter überprüft. Die Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Tabelle 1 :
Figure imgf000030_0001
Figure imgf000031_0001
[phr] ... parts per hundred rubber * erfindungsgemäßes Beispiel, # Vergleichsbeispiel
Dichtungsanwendung:
Vergleichsmischung C1: Das vernetzte Material zeigt eine Zugfestigkeit von 14,8 N/mm2 und einen Druckverformungsrest von 24 % nach 24 h bei 150 °C. Die Weitereißfestigkeit nach DIN ISO 34-1: 2016-09 B/a ohne Schnitt beträgt 14,0 N/mm, nach DIN ISO 34-1: 2016-09 B/b mit Schnitt 7,9 N/mm.
Erfindungsgemäße Zusammensetzung E1: Das vernetzte Material zeigt eine Zugfestigkeit von 11 ,4 N/mm2 und einen Druckverformungsrest von 16 % nach 24 h bei 150 °C. Die Weitereißfestigkeit nach DIN ISO 34-1: 2016-09 B/a ohne Schnitt beträgt 15,2 N/mm, nach DIN ISO 34-1 : 2016-09 B/b mit Schnitt 9,3 N/mm.
Brandschutzprüfung nach UL 94:
Es wurde die Brennbarkeitsprüfung nach UL 94 durchgeführt und hat folgendes Ergebnis:
Einstufung E1: UL 94 VO Einstufung C1: UL 94 V1
Die erfindungsgemäße Mischung E1 zeigt eine deutliche Verbesserung der Brandschutzeigenschaften gegenüber dem Vergleich C1.

Claims

Patentansprüche
1. Flammwidrige Polymerzusammensetzung, umfassend a) wenigstens ein elastomeres Polymer, das wenigstens ein Monomer einpolymerisiert enthält, das ausgewählt ist unter C2-C3o-Alkylenen, b) Polyarylensulfid, wobei die Komponente b) in Partikelform und/oder in Faserform vorliegt.
2. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das elastomere Polymer a) ausgewählt ist unter härtbaren, vorzugsweise radikalisch härtbaren, insbesondere peroxidhärtbaren, Elastomeren.
3. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach Anspruch 2, die zusätzlich c) wenigstens ein Flärtungsmittel umfasst.
4. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorhergehenden
Ansprüche, die zusätzlich d) wenigstens eine Verbindung eines Elements, ausgewählt unter Magnesium, Calcium, Bor, Aluminium, Antimon, Zinn, Zink, organischen Phosphorverbindungen, organischen Flalogenverbindungen und
Mischungen davon, enthält.
5. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das elastomere Polymer a) wenigstens ein Dien-Monomer einpolymerisiert enthält.
6. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei das wenigstens eine elastomere Polymer a) Monomere einpolymerisiert enthält, die ausgewählt sind Ethylen, Propylen, 1-Buten, 1,2- Butylen, 2,3-Butylen, Isobuten, Isopren, Styrol, Butadien, 1 -Flexen, 1-Octen, davon verschiedenen Cs-C2o-Alkene und Mischungen davon, wobei das elastomere Polymer a) vorzugsweise ein Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk ist.
7. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei das wenigstens eine elastomere Polymer a) einen Doppelbindungsanteil von 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere von 0 bis 10 Gew.-% aufweist.
8. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei die Komponente b) in Partikelform mit einer mittleren Partikelgröße im Bereich von 0,1 bis 70 mΐti und/oder in Faserform mit einem mittleren Faserdurchmesser im Bereich von 0,1 bis 70 mΐti vorliegt.
9. Flammwidrige Polymerzusammensetzung nach einem der vorherigen Ansprüchen, wobei die Komponente b) in einer Menge von 2 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, eingesetzt wird.
10. Flammwidrige Polymerzusammensetzungen nach einem der vorherigen Ansprüchen, umfassend a) von 5 bis 75 Gew.-% elastomeres Polymer a), b) von 2 bis 35 Gew.-% Polyarylensulfid b), c) von 0 bis 15 Gew.-% Härtungsmittel c), d) von 0 bis 50 Gew.-% Verbindungen, ausgewählt unter Verbindungen des Magnesiums, Calciums, Bors, Aluminiums und Phosphors, e) von 0 bis 50 Gew.-% Additive, wobei die Summe der Komponenten a), b), c), d) und e) 100 Gew.-% ergibt.
11. Verfahren zur Herstellung einer härtbaren flammwidrigen
Polymerzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, umfassend die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmit tels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden.
12. Verfahren zur Herstellung einer gehärteten flammwidrigen
Polymerzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 definiert, umfassend die Schritte: i) Bereitstellen wenigstens eines härtbaren Elastomers a), ii) Bereitstellen wenigstens eines Polyarylensulfids b), iii) Mischen des härtbaren Elastomers a) mit dem Polyarylensulfid b) bei einer Temperatur, die größer ist als die Plastifizierungstemperatur des Elastomers a) und kleiner ist als die Schmelztemperatur des Polyarylensulfids b), iv) Zugabe eines Härtungsmittels, insbesondere eines Peroxid-Härtungsmit tels, zu der Polymermischung, um eine härtbare Elastomerzusammensetzung zu bilden, v) Härtung der in Schritt iv) erhaltenen härtbaren Elastomerzusammensetzung.
13. Gehärtete flammwidrige Polymerzusammensetzung, erhältlich nach einem Verfahren, wie in Anspruch 12 definiert.
14. Verwendung eines Polyarylensulfids b) als Flammschutzmittel für eine
Polymerzusammensetzung, umfassend wenigstens ein elastomeres Polymer a), wie in einem der Ansprüche 1 bis 7 definiert.
15. Verwendung der flammwidrigen Polymerzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 1 bis 10 oder 13 definiert, in Automobilteilen, zur Herstellung von Dichtungen, insbesondere O-Ringen, Rahmendichtungen, Radialwellendichtringen, Bälgen und Ventilschaftdichtungen.
PCT/EP2020/081898 2019-11-28 2020-11-12 Flammwidrige polymerzusammensetzung WO2021104889A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/779,134 US20230025670A1 (en) 2019-11-28 2020-11-12 Flame-retardant polymer composition
CN202080082814.8A CN114746499A (zh) 2019-11-28 2020-11-12 阻燃聚合物组合物

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102019132294.4 2019-11-28
DE102019132294.4A DE102019132294A1 (de) 2019-11-28 2019-11-28 Flammwidrige Polymerzusammensetzung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021104889A1 true WO2021104889A1 (de) 2021-06-03

Family

ID=73452178

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2020/081898 WO2021104889A1 (de) 2019-11-28 2020-11-12 Flammwidrige polymerzusammensetzung

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230025670A1 (de)
CN (1) CN114746499A (de)
DE (1) DE102019132294A1 (de)
WO (1) WO2021104889A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022131855A1 (de) 2022-12-01 2024-06-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Dichtungsanordnung

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0605861A2 (de) 1993-01-07 1994-07-13 Bayer Ag Halogenfreie flammwidrige Polyamidformmassen
US6303708B1 (en) 1995-03-17 2001-10-16 General Electric Company Functional poly(phenylene ether)/poly(arylene sulfide)/epoxy function alpha olefin elastomer/elastomeric block copolymer/metal salt compositions and process for making thereof
DE60115673T2 (de) 2000-10-05 2006-06-14 Ciba Holding Inc Halogenfreie flammhemmende zusammensetzung und flammhemmende polyamid-zusammensetzung
EP2418255A1 (de) 2010-08-10 2012-02-15 General Cable Technologies Corporation Polymerzusammensetzungen und ihre Verwendung als Kabelummantelungen
US20130273799A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Ticona Llc Polyarylene Sulfide Fibers and Composites Including the Fibers
WO2015046357A1 (ja) * 2013-09-26 2015-04-02 Dic株式会社 耐熱性シートおよびその製造方法
CN105778298A (zh) * 2014-12-26 2016-07-20 湖北航天化学技术研究所 一种硅树脂填充的epdm绝热材料
WO2018193019A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Polymer alloy comprising a sulphur-containing aromatic polymer and a thermoplastic vulcanizate
CN106589622B (zh) * 2016-12-09 2019-06-21 湖北航天化学技术研究所 一种耐烧蚀橡胶型绝热层及其制备方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR930008743B1 (ko) * 1989-07-05 1993-09-13 아사히가세이고오교 가부시끼가이샤 폴리페닐렌 설파이드 수지 조성물
SG74540A1 (en) * 1995-03-17 2000-08-22 Gen Electric Flame retarded compositions of poly (phenylene ether) and poly (arylene sulfide) and polysiloxane resins
SG54098A1 (en) * 1995-03-17 1998-11-16 Gen Electric Flame retarded compositions of poly(phenylene ether) and poly(arylene sulfide) resins
CN101085869A (zh) * 2007-06-12 2007-12-12 巨石集团有限公司 一种玻璃纤维增强阻燃性聚苯硫醚树脂组成物
CN102585449B (zh) * 2012-01-16 2014-06-25 苏州科技学院 一种聚酯用复合阻燃剂及其应用方法
US20130317142A1 (en) * 2012-05-24 2013-11-28 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. Flame retardant thermoplastic compositions, methods of manufacture thereof and articles comprising the same
CN103992570A (zh) * 2014-05-22 2014-08-20 安徽嘉木橡塑工业有限公司 一种耐热阻燃三元乙丙橡胶

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0605861A2 (de) 1993-01-07 1994-07-13 Bayer Ag Halogenfreie flammwidrige Polyamidformmassen
US6303708B1 (en) 1995-03-17 2001-10-16 General Electric Company Functional poly(phenylene ether)/poly(arylene sulfide)/epoxy function alpha olefin elastomer/elastomeric block copolymer/metal salt compositions and process for making thereof
DE60115673T2 (de) 2000-10-05 2006-06-14 Ciba Holding Inc Halogenfreie flammhemmende zusammensetzung und flammhemmende polyamid-zusammensetzung
EP2418255A1 (de) 2010-08-10 2012-02-15 General Cable Technologies Corporation Polymerzusammensetzungen und ihre Verwendung als Kabelummantelungen
US20130273799A1 (en) * 2012-04-13 2013-10-17 Ticona Llc Polyarylene Sulfide Fibers and Composites Including the Fibers
WO2015046357A1 (ja) * 2013-09-26 2015-04-02 Dic株式会社 耐熱性シートおよびその製造方法
CN105778298A (zh) * 2014-12-26 2016-07-20 湖北航天化学技术研究所 一种硅树脂填充的epdm绝热材料
CN106589622B (zh) * 2016-12-09 2019-06-21 湖北航天化学技术研究所 一种耐烧蚀橡胶型绝热层及其制备方法
WO2018193019A1 (en) 2017-04-21 2018-10-25 Solvay Specialty Polymers Italy S.P.A. Polymer alloy comprising a sulphur-containing aromatic polymer and a thermoplastic vulcanizate

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DATABASE CA [online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; 25 July 2016 (2016-07-25), CHEN, DEHONG ET AL: "Silicone-filled EPDM thermal insulation material", XP002802050, retrieved from STN Database accession no. 2016:1211290 *
DATABASE CA [online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; 28 April 2017 (2017-04-28), WANG, MINGCHAO ET AL: "Preparation method of anti-ablation rubber type heat insulating layer", XP002802049, retrieved from STN Database accession no. 2017:648709 *
DATABASE CA [online] CHEMICAL ABSTRACTS SERVICE, COLUMBUS, OHIO, US; 3 April 2015 (2015-04-03), MARUYAMA, YUTAKA: "Heat-resistant sheet, method for producing same, and production of battery separator", XP002802051, retrieved from STN Database accession no. 2015:566841 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022131855A1 (de) 2022-12-01 2024-06-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Dichtungsanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
US20230025670A1 (en) 2023-01-26
CN114746499A (zh) 2022-07-12
DE102019132294A1 (de) 2021-06-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AT512907B1 (de) Flammgeschützte polymere Zusammensetzung
DE2612360C3 (de) Wärmehärtbare Masse auf Basis von Mischpolymerisaten
DE60301651T2 (de) Fluorelastomerzusammensetzungen, ihre Herstellung und Anwendung
DE69403258T2 (de) Thermoplastische Elastomerzusammensetzung
EP3274402B1 (de) Flammgeschützte polymere zusammensetzung
DE2855741A1 (de) Thermoplastisches elastomer sowie verfahren zu seiner herstellung
DE69333666T2 (de) Polyolefinische thermoplastische Elastomerzusammensetzung
WO2016050487A1 (de) Dichtkörper für dynamische anwendungen
DE3887287T2 (de) Verfahren zur Herstellung einer Kautschukzusammensetzung, erhalten aus Fluorelastomer und Ehtylen-alpha-Olefin-Copolymerkautschuk und Verfahren zur Herstellung eines daraus geformten Kautschukartikels.
DE102013012623B4 (de) Verfahren zur Herstellung einer flammhemmenden thermoplastischen Elastomerzusammensetzung
CN106674768A (zh) 一种三元乙丙橡胶低烟无卤阻燃软胶料
WO2021104889A1 (de) Flammwidrige polymerzusammensetzung
DE3785998T2 (de) Verfahren zur Herstellung eines modifizierten Äthylen-alpha-Olefin-copolymergummis.
DE112008000757B4 (de) Verbundformteil und Verfahren zu dessen Herstellung
DE112013005679B4 (de) Isolierter elektrischer Draht
DE69204196T2 (de) Kautschukzusammensetzung.
RU2343170C2 (ru) Термопластичная эластомерная композиция и изделие, выполненное из нее
KR102538437B1 (ko) 자동차용 그로밋 조성물
DE10249810A1 (de) Mischung aus Ethylen-Vinylacetat-Copolymer mit einem Vinylacetatgehalt von 80 bis 97 Gew.-% und NBR
DE3881387T2 (de) Elastomere Mischungszusammensetzung.
WO2023093951A1 (de) Flammgeschützte elastomerzusammensetzung, verfahren zur herstellung derselben und verwendung in brandschutzanwendungen
DE2554942C2 (de)
DE102008038280A1 (de) Vernetzbare Zusammensetzungen, daraus erhältliche thermoplastische Elastomere und deren Verwendung
DE102020125801A1 (de) Polymerzusammensetzung und Formgegenstand daraus
WO2023094198A1 (de) Formteil aus einer flammgeschützten elastomerzusammensetzung für den baulichen brandschutz, und verfahren zur herstellung entsprechender formteile

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 20807695

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 20807695

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1