DE2140195A1 - Selbstverloeschende, mit glasfasern verstaerkte polyoxymethylen-formmassen - Google Patents
Selbstverloeschende, mit glasfasern verstaerkte polyoxymethylen-formmassenInfo
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Description
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG- .
Unser Zeichen: O.Z. 27 659 Ka/AR .
67OO Ludwigshafen, 10.8*1971
Selbstverlöschende, mit G-lasfasern verstärkte Polyoxymethylen-Pormmassen
Die_Polyoxymethylene werden wegen ihrer guten mechanischen
Eigenschaften zur Herstellung hochwertiger technischer Formteile verwendet und ersetzen dabei in zunehmendem Maße metallische
Werkstoffe. Nachteilig ist jedoch die Brennbarkeit der Polyoxymethylene, wodurch eine allgemeine Verwendung eingeschränkt
wird.
Es ist bereits aus der deutschen Offenlegungsschrift 1 544 700
bekannt, diesem Nachteil durch Zusatz von Ammoniumphosphat zu den Polyoxymethylenmassen entgegenzuwirken. Jedoch ist das
Brandverhalten der mit diesen Zusatzstoffen versehenen Polyoxymethylenmassen
unbefriedigend, da sie nicht selbstverlöschend sind. Von der Praxis werden jedoch selbstverlöschende, nichtmetallische
Werkstoffe gefordert.
Es ist weiter bekannt, daß mit Glasfasern verstärkte Polyoxymethylene
über besonders hochwertige mechanische Eigenschaften verfügen. Nachteilig ist jedoch, daß diese mit Glasfasern verstärkten
Polyoxymethylene ein noch ungünstigeres Brandverhalten als die unverstärkten Polyoxymethylene zeigen, da das Silikatgerüst
infolge seiner Dochtwirkung die Flammenausbreitung beschleunigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Polyoxymethylenmassen zu schaffen, die einerseits über mechanisch hochwertige Eigenschaften
verfügen, andererseits aber selbstverlöschend sind.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Polyoxymethylen-Formmasse
gelöst, die einen Gehalt von 5 bis 15 und vorzugsweise 7 bis 10 Gew.-,ί, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Formmasse, an feinverteiltem rotem Phosphor und einem Gehalt von 1 bis 40 und vorzugsweise 15 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen auf
das Gesamtgewicht der Formmasse, an Glasfasern enthält.
309808/1078 ~2~
2U0195
- 1 - O.Z. 27 659
Derartige Formmassen zeichnen sich durch hervorragende mechanische
Eigenschaften aus und sind darüber hinaus selbstverlöschend im Sinne der ASTM-Yorschrift D 635-63.
Zum Stande der Technik ist hier anzumerken, daß der Zusatz von rotem Phosphor bei Gießharzen sowie bei Thermoplasten und geschäumten
Kunststoffen zum Zwecke des Brandschutzes bereits bekannt war. Es ist jedoch außerordentlich überraschend, daß roter
Phosphor bei Polyoxymethylene^ die sich beim Erhitzen in gasförmigen,
brennbaren Formaldehyd zersetzen, sogar in Anwesenheit eingearbeiteter Glasfasern zu selbstverlöschenden Eigenschaften
führt.
Als Polyoxymethylene gemäß der Erfindung kommen sowohl Oxymethylenhomopolymerisate
als auch Copolymerisate in Betracht. Letztere können einen Anteil von 0,1 bis 30 M0I.-7S an Comonomeren aufweisen.
Als Comonomere kommen vornehmlich cyclische Äther oder Acetale sowie Gemische dieser in Betracht.
Roter Phosphor reagiert üblicherweise infolge-P2O5-Bildung an
der Kornoberfläche leicht sauer. Es empfiehlt sich daher, den roten Phosphor durch Behandlung mit Alkali neutral oder leicht
basisch einzustellen. Zweckmäßigerweise werden dem roten Phosphor vor oder während der Einarbeitung 10 bis 4OOO ppm, vorzugsweise
100 bi3 1500 ppm Natriumcarbonat, gegebenenfalls in Form von Kristallsoda (Na2CO,x10 H2O), zugesetzt.
Zur gefahrlosen Einarbeitung ist es zweckmäßig, den roten Phosphor
mit festen Substanzen zu umhüllen, die einen Schmelzpunkt zwischen 50 und 1200C haben und destillierbar sind. Als derartige
Substanzen kommen vorzugsweise Trioxan oder Caprolactam in Betracht, die in Mengen von 25 bis 75 Gew.-$, bezogen auf das
Trioxan-Phosphor- bzw. Caprolactam-Phosphorgemisch zugegen sein
können.
Die GJa sfasern können in Form von Endlosfasern (Rovings) oder aLh Kurzglasfaser (geschnittene Glasseide) vorliegen. Sie können
mit Schlichte oder Haftvermittler behandelt sein.
—3— 30980Ö/ 1 078
2U0195
- O. Z. 27 659
.3.
Die Einmischung der Zusatzstoffe in das Polyoxymethylen erfolgt
gewöhnlich oberhalb dessen Schmelzpunkt, vornehmlich zwischen
180 "bis 2200C. Dabei können die üblichen Knetmaschinen wie auch
ein- oder zweiwellige Schneckenkneter verwendet werden. Wird ein einfacher Kneter oder eine einwellige Schnecke verwendet«,
so empfiehlt es sich, Kurzglasfaser einzusetzen,, Bei zweiwelligen
Schneckenmaschinen mit Knetelementen können Glasfasern in Form von Endlosfasern eingezogen werden«
Eine zweiwellige Knetschnecke, die mit Entgasungsvorrichtungen ausgerüstet ist, wurde in der Stunde mit 80 kg Polyoxymethylengranulat
(Copolymerisat mit 3,3 % Butandiol-1s4-formal) durch
eine Dosierschnecke beschickt. Getrennt wurden unter Stickst off atmosphäre 24 kg in der Stunde eines Gemisches aus Trioxan
und rotem Phosphor (Mischungsverhältnis 50 s 50) und 0,250 kg
Kristallsoda (Na2CO5 χ 10 HpO) in die Knetschnecke zugegeben.
Durch einen Entgasungsstutzen wurden in der Stunde noch 40 kg
Glasfaserstränge von den Sshnecken eingezogen. Die Vermischung erfolgte bei 180 bis 2000C. Dabei wurde das Trioxan abdestilliert
und durch weitere Entgasungsstutzen abgesaugt.
Es wurden 125 kg rotes Granulat erhalten, das nach ASTM-D-635-63 selbstverlöschend ist.
Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet. Pro Stunde wurden jedoch
80 kg Polyoxymethylengranulat
19,2 kg Phosphor-Trioxan-Gemisch (50 : 50)
0,150kg Kristallsode (Na2CO3 χ 10 H2O)
38,4 kg Glasfaserstränge
eingesetzt. Das erhaltene Material (121 kg pro Stunde) erwies sich bei Prüfung nach ASTM-D-636-63 ebenfalls als selbstverlöschend.
-4-
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2 H O 1 9 5
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Beispiel 5
In einem Laborkneter wurde ein Gemenge aus
In einem Laborkneter wurde ein Gemenge aus
61 g Polyoxymethylengranulat 18 g eines Gemisches aus Trioxan und rotem Phosphor
150 mg Kristallsoda (Na2CO3 χ 10 H2O) und
30 g Kurzglasfasern
aufgeschmolzen und bei 1900C gut vermischt. Das erhaltene Produkt
(85 g) war nach ASTM-D-635-63 selb^tverlöschend.
Es wurde wie in Beispiel 3 gearbeitet. Anstelle von 30 g Kurzglasfasern
wurden 25 g eingesetzt. Es wurden 82 g selbstverlöschende Polymermasse erhalten.
Es wurde wie in Beispiel 3 gearbeitet. Anstelle von 30 g wurden jedoch 20 g Kurzglasfasern eingesetzt. Die erhaltene Mischung
(76 g) war selbstverlöschend.
3 0 9 8 0 8 /10 7 8
Claims (10)
1. Selbstverlöschende Formmasse auf Basis von Polyoxymethylene]!, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 5 bis 15 und vorzugsweise
7 bis 10 Gew.-^, bezogen auf das Gesamtgewicht der
Formmasse, an feinverteiltem roten Phosphor sowie einem Gehalt von 1 bis 40 und vorzugsweise 15 bis 35 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Formmasse, an Glasfasern.
2. SelbstverlÖBchende Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polyoxymethylen aus einem Oxymethylencopolymeren mit einem Gehalt von 0,1 bis 30 Mol.-$ an Comonomeren
besteht.
3. Selbstverlösehende Formmasse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der eingearbeitete feinverteilte rote Phosphor
neutral oder basisch gestellt ist.
4. Selbstverlöschende Formmasse nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern mit Schlichte oder Haftvermittlern
vorbehandelt sind und/oder eine Faserlänge von 0,01 bis 1 mm aufweisen.
5. Verfahren zur Herstellung der selbstverlöschenden Formmasse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man 5 bis
und vorzugsweise 7 bis 10 Gew.-$, bezogen auf das Gesamtgewicht
der herzustellenden Formmasse, fein pulverisierten roten Phosphor sowie 1 bis 40 und vorzugsweise 15 bis 35 Gew.-^,
bezogen auf das Gesamtgewicht der herzustellenden Formmasse, an Glasfaser, gegebenenfalls unter Stickstoffatmosphäre, in
einem Kneter oder in einer Schneckenmaschine in das geschmolzene Polyoxymethylen einarbeitet.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
dem roten Phosphor eine zur Neutralstellung oder basischen Einstellung notwendige Alkalimenge vor oder während des.
Einarbeitens zusetzt.
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7. Verfahren nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet,
daß man roten Phosphor verwendet, der mit einer festen destillierbaren und zwischen 50 und 120 C schmelzenden Substanz
imprägniert ist.
8. Verfahren nach Anspruch 5 "bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß man mit 25 bis 75 Gew.-^ Trioxan oder Gaprolactam imprägnierten
roten Phosphor verwendet.
9. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
Glasfaser in Form von Kurzglasfaser oder geschnittener Glasfaser verwendet.
10. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Glasfasern in Form von Endlosfasern eingearbeitet werden.
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG
309808/1078
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