DE2049358C3 - Flammwidriges Polycarbonat - Google Patents

Description

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Obwohl die bekannten hochmolekularen thermoplastischen, halogenfreien Polycarbonate zweiwertiger Phenole zu den selbstverlöschenden Kunststoffen zu rechnen sind, ist es bekannt, daß für manche Verwendungen der Polycarbonate eine höhere Flammwidrigkeit bzw. Schwerbrennbarkeit gefordert wird und daß man diese durch einen Halogengehalt, z. B. durch Einbau halogenhaltiger Verbindungen, z. B. Tetrachlor- und/oder Tetrabrombisphenol, in die Polycarbonatmolekaile erreichen kann. Mit zunehmendem Gehalt an Hakigen werden zugleich aber Verarbeitbarkeit und r> mechanische Eigenschaften, wie z. B. die Kerbschlagzähigkeit, schlechter.

Aus. den belgischen Patentschriften 7 02 849 und 7 22 170 geht zwar hervor, daß man die Schwerentflammbarkeit halogenhaltiger Polycarbonate durch w Zusätze von Verbindungen der Metalle der 2., 4., 6., 7. und 8. Gruppe des periodischen Systems erhöhen bzw. die gleiche Schwerbrennbari.eit bei Polycarbonaten mit einem: niedrigeren Halogengehalt erreichen kann. Als geeignete Metallverbindungen sind dort solche des Eisemi, Calciums, Magnesiums, Zinks, Cadmiums, Zinns, Bleiü, Selens, Mangans und Kobalts genannt.

Der Zusatz solcher Metallverbindungen führt jedoch zu Verfärbungen und zu einem Abbau oder zu einer Vernetzung der Polycarbonate.

Es; wurde nun überraschenderweise gefunden, daß man die Schwerentflammbarkeit halogenhaltiger Polycarbonate, ohne nachteilige Verfärbungen in Kauf nehrr..;;n zu müssen, dadurch erhöhen kann, daß man dem Polycarbonat Alkalisalze, die in der Polycarbonatschmelze löslich sind, z. B. Lithiumsalze, Natriumsalze oder/und Kaliumsalze in Mengen von 0,2 Gew.-% bis O₁OOdH Gew.-%, bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 0,005 Gew.-%, zusetzt.

Gegenstand der Erfindung sind somit schwerbrennbare, hochmolekulare, thermoplastische Polycarbonate bifutiiktioneller, halogenierter aromatischer Dihydroxyverbiindungen, gekennzeichnet durch einen Gehalt an in der Pinlycarbonatschmelze löslichen Alkalisalzen von 0,2 Gew.-% bis 0,0001 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 &5 Gew.-9/o bis 0,005 Gew.-%.

Lösliiche Alkalisalze sind solche, die, in den angegebenen Konzentrationen in das Polycarbonat eingearbeitet, transparente Formkörper ergeben.
Geeignete Alkalisalze sind z, B.
Lithium-isooctoat,
Natrium-isooctoat,
Kalium-isooctoat,
das Lithiumsalz des Phthalsänremono-

benzylesters,
das Natriumsalz des Phthalsäuremono-

benzylesters,
das Kaliumsalz des Phthalsäuremono-

benzylesters,

das Lithiumsalz der Perfluoroctansäure,
das Natriumsalz der Perfluoroctansäure,
das Kaliumsalz der Perfluoroctansäure,
das Lithiumsalz der Perfluordecansäure,
das Natriumsalz der Perfluordecansäure,
das KaJiumsalzder Perfluordecansäure,
das Lithiumsalz der 5-Äthyl-dioxan-l,3->l-

5-carbonsäure,
das Natriumsalz der 5-Äthyl-dioxan-13-yl-

5-carbonsäure,
das Kaliumsalz der5-ÄthyI-dioxan-I,3-y)-

5-carbonsäure,

das Lithiumsalz der Pentachlorbenzoesäure,
das Natriumsalz der Pentachlorbenzoesäure,
das Kaliumsalz der Pentachlorbenzoesäure,
Di-Iithium-phosphat,
Di-natrium-phosphat,
Di-kalium-phosphat.

Die beste flammhemmende Wirksamkeit geht von den Kaliumsalzen aus.

Die Salze können für sich allein oder in Kombination miteinander verwendet werden. Sie können aber auch in Kombination mit anderen Zusätzen, z. B. mit Ni-Verbindungen, verwendet werden.

Als geeignete halogenhaltige Polycarbonate kommen vor allem solche in Frage, die aus aromatischen Dihydroxyverbindungen und halogenhaltigen aromatischen Dihydroxyverbindungen aufgebaut sind. Als Dihydroxyverbindungen können

2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan,
Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan,
Bis-(4-hydroxyphenyl)-suIfon,
Bis-(4-hydroxyphenyl)-äther,
2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyI)-propan,
Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-methan,
Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-methan,
5-Chlor-2'4-dihydroxydiphenylsulfonund
Bis-(4-hydroxy'3-chlor*phenyl)-äther
verwendet werden. Neben den Cop*-Jycarbonaten aus aromatischen Dihydroxyverbindungen und halogenhaltigen aromatischen Dihydroxyverbindungen lassen sich auch Gemische von Polycarbonaten verwenden, die aus Homopolycarbonaten bifunktioneller halogenhaltiger aromatischer Dihydroxyverbindungen und bifunktioneller, halogenfreier aromatischer Dihydroxyverbindungen bestehen.

Die Alkalisalze lassen sich dem Polycarbonat schon während der Herstellung des Polycarbonats oder der Schmelze des fertigen Polycarbonats z. B. in einem Extruder zumischen, Werden die Alkalisalze zugesetzt während der Herstellung des Polycarbonats nach dem Phasengrenzflächcnpolykondensationsverfahren, so ist es besonders vorteilhaft, die Alkalisalze gelöst in indifferenten Lösungsmitteln, z. B. in Methylenchlorid der Polycarbonatlösung vor der Isolierung des Polycarbonats beizumischen.

Die Polycarbonate können außerdem weitere Zusät-

ze wie Pigmente, Füllstoffe, Farbstoffe, UV-Absorber und Stabilisatoren enthalten.

Die Schwerbrennbarkeit wird nach den folgenden Prüfverfahren getestet:

Methode 1

Ein Prüfstab, 4Ox 15x4 mm wird waagerecht: so eingespannt, daß die 15-mm-K.ante senkrecht steht Mit einer Bunsenbrennerflamme der Höhe 4 cm wird der Stab an einem Ende von unten im Abstand von 2 cm 20 s beflammt Anschließend wird die Brennzeit des Probekörpers gemessen. Sofort nach dem Verlöschen wird derselbe Probekörper nochmals 10 s beflammt und anschließend wiederum die Brennzeit gemessen; der Vorgang wiederholt sich noch einmal mit 5sekundiger Beflammung. Die Summe dieser Brennzeiten als Mittelwert von 5 verschiedenen Messungen wird als Maßzahl für die Schwerbrennbarkeit gewertet.

Methode 2

Prüfkörper mit den Abmessungen 12Ox 10x4 mm werden senkrecht aufgehängt und mit einer 2 cm hohen Bunsenbrennerflamme (ohne Luftzufuhr) beflammL Der Abstand des Bunsenbrenners beträgt 1 cm. Es wird die Zeit bestimmt, die der Prüfstab in der geschilderten Weise beflammt werden kann, ohne daß er nach dem Entfernen der Zündflamme langer als 30 'Sekunden weiterbrennt und, ohne daß brennende Teilchen abtropfen und einen unter dem Prüfstab liegenden Wattebausch entzünden.

Als Maß für die Verfärbung wurde die »spektrale Farbdichte« (Pc) gewählt.

is Zur Kennzeichnung des Molekulargewichts ist die re;ative Viskosität der Prüfkörper angegeben (gemessen in Methylenchlorid bei 25°C, c = 5 g/100 ml). Die folgende Tabelle enthält die entsprechenden Werte.

Tabelle

Copolycarbonat («„,= 1,26-1,27) aus 8 MoI-% 2,2-Bis7(3,5-dichIor-4-hydroxy-phenyl)-propan und 92 Mol-% 2,2-Bis-(4-hydroxy-phenyl)-propan wurde mit Folgenden Zusätzen versetzt.

	»Spektrale Fiirbdichte«	Methode 1: Summe der Brennzeiten	Bemerkungen	Methode 2: Beflammzeit in Sekunden
	(Pt)	(S)
1) Ohne	7-8	32,7	trppft ab	15-20
2) 0,02 Gew.-% Iwlium-isooctoat	5,5	14,6	keine Tropfen	30
3) 0,005 Gew.-% KaJium-isoootoat	5,4	14,6	keine Tropfen	30
4) 0,01 Gew.-% Kalium-isooctoat	t.,3	3,5	keine Tropfen	30
0,01 Gew.-% Nickelisooctoat
5) 0,005 Gcw.-% Kalium-isooctoat	5,9	4,9	keine Tropfen	25
0,005 Gew.-% Nickelisooctoat
6) 0,02 Gew.-% MangandIHsooctoat	14,6	20,2	keine Tropfen	25
7) 0,005 Gew.-% Kaiiumfluoroctoat	5,7	11,3	keine Tropfen	25
8) 0,02 Gew.-y. Kaliumsalz des Phthal- säuremonobenzylesters	6,4	13,4	keine Tropfen	30
9) 0,02 Gcw.-% Lithiumsalz der 5-Äthyldioxan- 1,3-y l-5-carbonsäure	5,9	14,4	keine Tropfen	25
10) 0,02 Gew.-% Natriumsalz der Per- chlorbenzoesäure	6,9	14,0	kein: Tropfen	25

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verwendung von in der Polycarbonatschmelze löslichen Alkalisalzen in Mengen von 0,2 Gevv,-% bis O₁OOOl Gew.-%, gegebenenfalls in Kombination mit bekannten anderen flammwidrigen Zusätzen, zum Flammfestmachen von thermoplastischen Formmassen aus einem hochmolekularen Polycarbonat mit Resten halogenhaltigen und halogenfreier aromatischer Dihydroxyverbindungen oder aus einem Gemisch von Homopolycarbonaten aus halogenhaltigen und solchen aus halogenfreien aromatischen Dihydroxyverbindungen, mit Ausnahme der in der DE-PS 19 30 257 beanspruchten fl'ammwidrigen Zusätze aus Perfluoralkan-alkalisulfoinaten.