DE2726110C2

DE2726110C2 - Feuerhemmende thermoplastische Polyesterharzzusammensetzung

Info

Publication number: DE2726110C2
Application number: DE2726110A
Authority: DE
Inventors: Takashi Matsuyama Ehime Kaneko; Noritsugu Iwakuni Yamaguchi Saiki
Original assignee: Teijin Chemicals Ltd; Teijin Ltd
Current assignee: Teijin Ltd
Priority date: 1976-06-11
Filing date: 1977-06-10
Publication date: 1984-11-15
Also published as: DE2726110A1; HK68080A; US4273899A; GB1552540A; JPS52151346A; JPS6237057B2

Description

Gegenstand der Erfindung Ist eine fcucrhemmcndc thermoplastische Polycstcrharzzusanimensetzung aus

(A) 100 Gewlchtstelicn eines aromatischen Polyesters, abgeleitet von einer aromatischen Dlcarbonsäurekompo-

nente und einer Dlolkomponenic,
(B) 1 bis 100 Gcw !einstellen eines feucrhcnimcnden Mittels In Form eines Polycarbonates der Formel

worin / und m jeweils eine ganze Zahl von 1 bis 4 darstellen und Ki und Rj jeweils ein WassersloHatom oder einen Alkylrest mit I bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten oder zusammen ein C ycloalkan mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen bilden, sowie gegebenenfalls

(C) I bis 100 Gcwlchlstcllcn einer Antimonvcrblndung, wobei die Menge der Antimonverbindung als metallisches Antimon berechnet wird.

(D) 0 bis 120 Gewlchtstelicn Glaslasern und

(K) 0 bis 10 Gcwlchtstcllen mindestens eines Additivs aus der Gruppe von Stabilisatoren, larbgebcndcn Mitteln. EnlformungsmlUcln, kelniblldenden Mitteln. Gleitmitteln, von (I)) verschiedenen anorganischen Füllstoffen und Schaumblldungsmltlcln,

dadurch gekennzeichnet, dall die komponente (B) ein Polycarbonic ml! mittlerem Molekulargewicht Ist und in der angegebenen Forme! η eine Zahl von 16 bis 50 darstellt.

Die thermoplastischen Polyester, beispielsweise Polyalkylcntcrcphthalatc wie Polyethylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat, wurden In F.lnzellcllcn einer elektrischen Maschine bzw. eines elektrischen Triebwerks und Vorrichtungen und bei anderen Anwendungen als Formgegcnslilndc, die beispielsweise durch SprlUguli erhalten wurden, verwendet. Diese thermoplastischen Polyester sind entflammbar und daher hinsichtlich Ihrer Verwendung begrenzt. Hs wurden viele Versuche unternommen, um thermoplastische Polyester feuerhemmend zu machen, damit eine derartige Linsenritnkung behoben werden kann. Beispielsweise wurden Halogen enthal-

lende Verbindungen wie diejenigen, die cine Hydroxyl- oder Carboxylgruppe enthalten, als flamm hemmende Mittel empfohlen, jedoch besitzen sie den Nachteil, eine merkliche Herabsetzung der Viskositäten der Polyester zu verursachen. Genausowenig ist die Vc-wendung von polysubstituiertem Urombenzo! wie Hexabrombenzol oder üecabromdlphenyläther als leuer'nenimendes Mittel zufriedenstellend. Eine derartige Verbindung kann als weißes Pulver an der Oberfläche der Form bei dem Spritzguß einer diese enthaltenden Polyesterzusammensetzung haften oder an die Oberfläche des Fomigcgcnsiands ausbluten und sich an der Oberfläche in Form eines weißen Pulvers niederschlagen (»Kreidung«). Dies verschlechtert das Aussehen des Formgcgenstundes oder kann die Korrosion der Form und anderer Teile der Formvorrichtung verursachen.

Entsprechend einer weiteren Fmpfehlung sind Polyesterharzzusammenselzungen, die ein Homo- oder Copolycarbonat eines halogenlerten zweiwertigen Phenols mit niedrigem Molekulargewicht enthalten (die nachfolgend als halogenlertes Polycarbonal mit niedrigem Molekulargewicht bezeichnet werden), bekannt (siehe z.B. US-PS 38 33 685, .38 55 2"7, 39 15 926 und 39 53 394). Diese I ^zusammensetzungen besitzen gewöhnlich ein halogenlertes Polycarbonat mit niedrigem Molekulargewicht als feuerhemmendes Mittel. In der US-PS 38 55 277 1st angegeben, daß aromatische Polycarbonate, die als thermoplastische Harze per se verwendet werden, 100 bis 400 oder mehr sich wiederholende Einheiten aufweisen und daß halogenlerte Polycarbonate mit niedrigem Molekulargcwicht, die als feuerhemmende Mittel verwendet werden, sich erheblich von diesen unterscheiden, da sie weitaus weniger sich wiederholende Einheilen besitzen und halogeniert sind. Die Patentschrift beschreibt 2 bis 10. vorzugsweise 3 bis 7 sich wiederholende Einheiten für derartige oligomerc halogenlerte Polycarbonate. Die US-PS 39 15 926 glbi bclsplclshalber ca. 2 bis ca. 20 sich wiederholende Einheiten an, lehrt jedoch eile Verwendung eines aromatischen Homopolycarbonates mit sich wiederholenden Einheiten bromsubstituierter zwelwertiger Einheiten In Kombination mit einem bromlrclcn aromalischen llomopolycarbonat. das zweiwertige Phenoleinhellen enthält. Die Patentschrift beschreibt weder, noch empfiehlt sie eine Zusammensetzung, die ein bromicrtes Homopolycarbonai enthalt und dabei frei Ist von einem unbromlerten aromatischen llomopolycarbonat und Im wesentlichen aus einem aromatischen Polyester und dem hromlcrtcn Polycarbonat mit mittlerem Molekulargewicht der vorstehend angegebenen allgemeinen Formel besteht. Das gleiche gilt im Hinblick auf die US-PS 39 36 400 und 38 33 685. Die US-PS 39 53 394 lehrt lediglich die Verwendung eines halogcnierten PoIycarbonats mit niedrigem Molekulargewicht mit 2 bis 10 sich wiederholenden Einheiten.

Keine der vorstehenden 1 itcralurstcllen des Standes der Technik beschreibt, daß ein bromicrtes Polycarbonat mit mittlerem Molekulargewicht allclne, nicht In Kombination mit einem bromlrcicn aromatischen Homopolycarbonai als lcuerheniniendes MIttel für aromatische Polyesterharze verwendet wird. Ebensowenig beschreiben sie, noch legen sie nahe, dall das oligomerc halogenlerte Polycarbonat mit nicht mehr als 10, vorzugsweise ca. 3 bis 7 sich wiederholenden Einheilen, das In den US-PS 3S 55 277 und 39 53 394 allein als brauchbar beschrieben lsi. Mängel als teucrhcninicndcs Mittel aufweist und daß derartigen Mängeln durch die alleinige Verwendung eines bromlcrtcn Polycarbonais mil mittlerem Molekulargewicht der vorstehenden Formel abgeholfen werden kann.

Die DE-OS 25 23 010, die eine Zusammensetzung mit einem aromatischen Polyester und einem Butadlen-Pfropf-Copolymerlsat als wesentliche Komponenten beschreibt, lehrt lediglich die Verwendung einer fcuerhemmendcn Verbindung mit nicht mehr als 10 sich wiederholenden Einheiten.

Die crflndungsgemäß als leuerhcnimcndc MIttel für aromatische Polyester eingesetzten bromlcrten Polycarbonate dienen demgegenüber auch zur Vermeidung der »Krcldung«. Untersuchungen ergaben, daß bei Verwendung von broniierten Polycarbonaten mit niedrigerem Molekulargewicht als bei den crflndungsgemäß eingesetzten eine schlechte Filrbung und ein unerwünschtes Phänomen, das als »Ausfließen« bekannt Ist, auftreten, wenn eine Polycslerzusamnicnscizuni;, die ein derartiges Polycarbonat enthält. In geschmolzenem Zustand stehen gelassen wird. Das »Ausfließen« bedcutei hierbei das Phänomen, bei dem Infolge beispielsweise des Sprllzgußverlormens ein zu vcrlormendcs Harz spontan nach einem Fomizyklus und vor dem nächsten Formzyklus vom Em'e einer Spritzdüse ausfließt. Dies macht den nächsten Formzyklus schwierig und führt häufig zu einer unzureichenden Enlformung des lormgegcnstandes oder zu einer nicht zufriedenstellenden Formung des Harzes. Bei einem Versuch, dieses technische Problem zu losen, wurde gefunden, daß das Ausfließen ein unvermeidbares Phänomen darstellt, das vermutlich auf eine Herabsetzung des Molekulargewichts Infolge einer Kcaktlon zwischen dem Polyesterharz und dem bronilcrlen Polycarbonat mit niedrigem Molekulargewicht zurückzuführen Ist. Erllndungsgcmäß kann uhIocIi dieses Phänomen überraschenderweise mit den vorstehend definierten broniierten Polycarbonaten mit 16 bis 50, vorzugsweise mehr als 18, Insbesondere über 20 sich wiederholenden Einheiten Im wesentlichen vermieden werden. Es wurde weiterhin gefunden, daß beim Stehenlassen einer Polyestcr/usaniniensctzung. die ein hronilerics Polycarbonat mit niedrigem Molekulargewicht mit weniger als 10 sich wiederholenden Einheiten enthält, während ca. 15 bis 30 Minuten Im geschmolzenen Zustand der Erweichungspunkt des Polyesters beträchtlich abnimmt, wodurch die Eigenschaften des Polyesters nachteilig beeinflußt werden, dall jedoch, wenn das bromlcrie Polycarbonal zumindest 16, vurzugsweise zumindest ca. 18, Insbesondere zumindest ca. 20 und bis zu 50 sich wiederholende Einhellen besitzt, keine beträchtliche Abnahme des Erweichungspunktes des Polyesters stattfindet, selbst wenn die Polycsterzusammensetzung Im geschmolzenen Zustand länger als ca 3(1 Minuten, beispielsweise ca. 1 Stunde stehen läßt.

Die erllndungsgemäl.tc Zusammensetzung war auch nicht Uu,^h den Siand der Technik, wie er sich aus der DE-OS 23 10 742 (diese entspricht der erwähnten IjS-PS 38 33 685), der DE-OS 22 43 226 (diese entspricht der erwähnten US-PS 38 55 227) und der DF.-OS 23 54 533 ergibt, nahegelegt, selbst wenn man die Aussagen dieser Ellcralurstcllcn miteinander kombiniert. So beschreibt die I)E-OS 23 K) 742 als lcuerhemmcndcs Mittel Zusätze, die nicht die Bedingungen \.in (B) nach der vorliegenden Erfindung erlüllen. Im einzelnen beinhaltet diese DE-OS den Zusatz eines ((!polycarbonates aul Blsphcnol-A-Basls mil 25 his 75 (Jew.-·,, bromsubstltulcrten Bisphenol-A-Elnhellen oder dun Zusatz einer Mischung aus einem llomopolycarbonai auf Blsphenol-A-Baslt und elneni llomopolycarhonai aul der Has!-, von hronisuhstltulerleni Blsphenol-A. Wie jedoch In den nachstehenden

Beispielen gezeigt (siehe dort vor allem Beispiele & und 7 mit Vergleich) lsi es demgegenüber erllndungsgemäß möglich, durch alleinige Verwendung eines Ilomopolycarbonalcs mit 16 bis 50 wiederkehrenden Einheiten als Komponente (B) zusätzlich zu einer Abnahme des Erweichungspunktes und der angestrebten Verbesserung der thermischen StabllltiU bzw. der fcuerhcmnicndcn Eigenschaften auch noch das bei diesem Stand der Technik S vorhandene Problem des Ausfließen* b/w. Abfllcßcns erheblich einzuschränken.

Für dieses Resultat vermochte die Dl-.-OS 22 43 226 Insofern keine Anregung zu geben als sich diese auf den Zusatz eines Homopolycarbonats von Bromblsphcnol bezieht. In dem die Anzahl der wiederkehrenden Einheiten höchstens 10 beträgt. Analoges gilt für die I)U-OS 23 54 533, da diese nicht die Verbesserung der Eigenschaften eines aromatischen Polyesters, wie vorliegend definiert, betrifft, sondern sich allein mit Polycarbonatharzen

ίο befaßt.

Bevorzugte aromatische Polyester (A) sind Polyalkylcntcrcphlhalatc oder Polyalkylcnnaphthalate, die sich von Terephthalsäure oder 2.6-Nachlhallndlcarbonsäurc und aliphatischen Glykolcn mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen ableiten. Andere Polyester, die durch Hinzufügen einer dritten (opolykondcnsatlonskomponcntc bei der Herstellung der vorstehenden Polyester erhalten werden, können auch verwendet werden. Polyester mit einem Erweichungspunkt von 140 bis 300" C sind besonders geeignet. Diejenigen, die eine maximale Temperatur von 240 bis 300" C während des Formens erreichen, sind bevorzugt. Die maximale Temperatur 1st die Temperatur des Polymeren und nicht die eingestellte Temperatur eines Zylinders /um Zeitpunkt des Spritzgusses. Gewöhnlich Ist die maximale Temperatur des Polymeren um 10 bis 20 C höher als die vorgegebene Temperatur des Zylinders. Somit sind besonders bevorzugte Polyester Polyethylenterephthalat, Polytrlmethylcntcrephthalat.

Polytetramethylenterephthalat und Polyhexamethylcntercphlhalai; und Polyester, erhalten durch Copolimerkondensation einer dritten Komponente mit den vorgenannten Polyalkylentcrephihalatcn. Verwendbare Beispiele für die dritte Komponente umlassen aromatische Dicarbonsäuren wie ortho-Phlhalsäure, Isophthalsäure, Dlphenyldicarbonsäure oder DlphcnoxyUthandlcarbonsilurc, allphallschc oder »!!cyclische Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Dccandlcarbonsäurc oder C'yelohexyndlcarbonsäurc, allphatlschc oder allcycllsche Dlole wie Ncopcntylglykol oder Cyclohexandlol, Dlmcthanol, aromatische I)IoIc wie Hydrochinon, 2,2-Bls-(hydroxyphenyl)-propan oder 2,2-Bls-(hydroxyäthoxyphcnyl)-propan und Hydroxycarbonsäuren wie (.-Hydroxycarbonsäure, Hydroxybenzocsüurc oder llydroxyäthoxybcnzocsäurc.

Bei der Herstellung der erflndungsgemällcn Zusammensetzung werden andere liar/komponenten wie aromatische Polycarbonate, die als thermoplastische Harze per se verwendet werden, mil hohem Molekulargewicht mit 100 oder mehr sich wiederholenden Einheilen oder Pfropfcopolymcrlsatc des Butadiens nicht verwendet.

In der obigen Formel für das fcucrhcmmcnde Mittel (B) Ist /ι höchstens eine Zahl von 50, die beträchtlich geringer ist als die Zahl der sich wiederholenden Einheiten (100 oder mehr) von aromatischen Polycarbonaten, die per se als thermoplastische Harze verwendet werden, jedoch beträchtlich größer Ist als die Zahl der sich wiederholenden Einheiten (bis zu 10) der aromatischen Polycarbonate mit niedrigem Molekulargewicht, die allein Im Stand der Technik verwendet werden Vorzugsweise beträgt n zumindest ca. IK. Insbesondere zumindest ca. 20, besonders bevorzugt zumindest ca. 22.

Bevorzugte Polycarbonate mit mittlerem Molekulargewicht /ur Verwendung In der Erfindung sind diejenigen mit einem Schmelzpunkt von mehr als 280" C. Insbesondere mehr als 300 C. die sich ahlclicn von bromlcrtem Bisphenol A, insbesondere Tctrabromblsphcnol A.

Die bromlerten Polycarbonate mit mittlerem Molekulargewicht können nach üblichen Methoden, beispielsweise durch Umsetzung von bromlcrtcn Blsphcnolcn mit Phosgen hergestellt werden. Bei der Herstellung der Polycarbonate werden keine cndblocklercndcn bzw. cndgruppcnblocklcrcndcn MIttel verwendet oder lediglich solche endgruppcnblocklcrcnde Mittel, die keine drastische Reduktion des Schmelzpunktes verursachen, verwendet. Beispiele für derartige cndgruppenblockicrendc Mittel sind aromatische Monohydroxyverblndungen.

die gegebenenfalls durch ein Halogen oder eine organische Gruppe substituiert sind, wie Phenol, Naphthol, Derivate des Phenols oder Naphthols, erhallen durch Substitution durch eine Alkylgruppc mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder 1 bis 5 Halogenatomen (/.. B. Kresole, icrt.-Butylphcnol, o- oder p-C'hlorphcnol. 2,4,6-Trlchlorphenol, o- oder p-Bromphcnol und 2,4.(>-Trlbromphcnol).
Ein Beispiel zur Herstellung des bromlcrtcn Polycarbonats mit mittlerem Molekulargewicht umfaßt die Zugabe von einer 5- bis 2i"n,igcn wäi.ii igen Alkaiilftsung und Meihyienchlorlt! zu Telrahrom-bis-nhenol A und eines endgruppcnblockierendcn Mittels unter Bildung einer Lösung, Einleiten von Phosgen in die Lösung, wobei diese bei 20 bis 30° C und einem pH von ca. 12 gehalten wird. Durchführung der Reaktion während weiterer 30 Minuten bis zu 3 Stunden, Abtrennen der Methylcnchlorld-Schlcht, Waschen der Mcthylenchlorld-Schlcht mit Wasser und Abtrennen des erhaltenen Polycarbonats, entweder durch Zugabe von Wasser zu der gewaschenen Methylenchlorld-Schlcht und Erhitzen der Mischung auf eine Temperatur oberhalb des Siedepunkts des Methylenchlorids, um das Methylcnchlorld zu entfernen, oder durch Zugabe eines Nlchtlösungsmittels wie Methanol zu der Methylenchlorid-Schicht, um das Polycarbonat auszufällen. Im allgemeinen wird die Polycarbonatbildungsreaktion In Anwesenheit einer stlckstoffenthaltendcn Verbindung wie Trlmclhylamln, Triüthylamln oder Pyrldin als Katalysator durchgeführt.

W) Vorzugsweise Ist die Teilchengröße des bromlerten Polycarbonats mit mittlerem Molekulargewicht gering. Beispielsweise sind feine Partikel, von denen zumindest 80 Gew.-",, eine Partlkclgrölie von nicht mehr als 50 μηι besitzen, zur Verleihung einer feucrhenimenden Eigenschaft und guten Eigenschaften der erhaltenen Zusammensetzung bevorzugt. Bevorzugter weisen sämtliche Partikel eine Grölte von nicht mehr als 100 μηι auf. Insbesondere nicht mehr als 50 μηι, wobei zumindest 80 Gew.-".. derselben eine Größe von nicht mehr als 20 μπι besitzen.

Zusätzlich zu dem aromatischen Polyester (A) und dem bromlcrlcn Polycarbonat (B) enthält die erflndungsge-

. mäße feuerhemmende Polycsicrzusammcnsctzung gegebenenfalls 1 bis HK) (icwlchtstcllc je 100 Gewichtstelle Polyester an einer Antlmonvcrhlndung (C), berechnet als metallisches Antimon, um die feuerhemmenden

F.igenschalien zu unterstützen. Die Antlmonvcrblndung sollte sich nicht unterhalb 300 C zersetzen, und nicht mil anderen Bestandteilen der Zusammensetzung reagieren. Besonders bevorzugt Ist Antlmonirloxyd.

Die Zusammensetzung kann 0 bis 120 Gcwlehislcllc. vorzugsweise nicht mehr als 100 (iewichtstellc, insbesondere nicht mehr als XO Gewlchtsleilc ic 100 Gcwlehlstclle l'olycster an Glaslasern als Komponente (D) enthalten

Die erlineiungsgcmäßc Zusammensetzung kann in verschiedenen Formen, wie in Form von Pulvern, Granulaten, !'locken. Pellets oder anderen Formen eines Formmaterial, oder sehmclzgcformien Gegenstanden In verschiedenen Formen, wie cMrusionsgcforniicn Gegenständen oder sprllz.guügcforniicn Gegenständen, vorliegen. Die Zusammensetzung kann weiterhin verschiedene Additive (F). wie Stabilisatoren, larbgehcnde Mitte! (die fluoreszierende Bleichmittel umfassen). Eniformungsmlttcl, Kelmblldungsmltiel. Gleitmittel, andere anorganische Füllstoffe als Glaslasern und Schaumblldungsniltlel umfassen.

Die Stabilisatoren können beispielsweise Oxydaiionsstablllsatorcn, Lichtstabilisatoren und Wärmcstabilisatoren sein. Spezielle Beispiele für Llchtstablllsatorcn sind Benzoirlazolverblndungen, wie 2-llydroxy-5-methylbenzotrla/ol oder 2-Hydroxy-3-chlor-5-tcrt.buiylbcnzotrlaz.ol, Bcnzophenonvcrblndungen wie 2,4-Dlhydroxybenzophenon, und Verbindungen vom Phcnylsalleylat-Typ wie Phcnylsallcylat. Beispiele für Oxydailonsstablllsatoren umfassen gehinderte l'hcnolvcrblndungen wie Stcaryl^S-dl-lcri.buiyM-hydroxyphcnylproplonat und Anilnverblndungen wie N,N'-Di-//-naphth\l-p-phenylcndlaniin. Beispiele für Warmcstablllsalorcn umfassen Schwefelverbindungen wie Dllaurylthloproplonai und l'hosphorvcrbindungcn wie Phosphorsäure, phosphorige Säure, Phosphinsiture. l'hosphonsiiurc oder Fster derselben. Die larbgebcnden MIttel können irgendwelche gewünschten Farbstoffe oder Pigmente sein.

Beispiele für Eniformungsmlttcl sind Silicone. Beispiele für Gleitmittel sind Barlumstearat, Caleiumstearat und llüsslgcs Paraffin. Die Kelnibildungsnilitel können beispielsweise anorganische KclmblldungsmlUel wie Kalk, organische Kelnibildungsnilitel wie Bcnzophcnon oder Salze wie Natrlumtercphihalai sein.

Andere Füllstoffe als Glaslasern umfassen beispielsweise Kohlcnstoffasern, Asbest, llolzasbest bzw. gemeiner Asbest. Kohlenslolipulvcr. Tone und Slliclumdloxyd. Das Einbringen dieser Füllstoffe lsi bevorzugt, da sie die mechanischen Flgcnschalicn. die Beständigkeit gegenüber einer Wärniedelormatlon und die fcucrhcmnicnden Liegenschaften der crllndungsgcmiilicn Zusammensetzung verbessern.

Die Mengen dieser Additive, die gemäl5 dem Typ der Additive etwas variieren, betragen bis zu 10 Gewichtsteile je 100 Gcwlchtsiclle des Polyesterharzes (A). Beispielsweise sind die Mengen nicht höher als 10 Gewichtstcilc. Insbesondere nicht höher als 5 Gcwlchtsieile für Stabilisatoren; 0,05 bis 10 Gcwlchtstcllc. vorzugsweise bis zu 5 Gewlchlstclle für Fnllorniungsmlttcl; 0,01 bis 10 Gcwlchtstcllc, vorzugsweise bis zu 5 Gewichtstelle für Kclmbildungsmlttel; 0,01 bis IO Gcwichtstcilc, vorzugsweise bis zu 5 Gcwichtstellc für Gleitmittel: und 1 bis 10 Gcwlchtstclle für Füllstoffe. Die Menge des larbgcbenden Mittels beträgt gewöhnlich 0,01 bis 10 Gcwlchtstelle, vorzugsweise bis zu 5 Gewichtstelle.

Der Grad der selbsterlöschcnden Flgcnschalicn der crflndungsgcmäßcn lcuerhcmmenden thermoplastischen llar/zusammensetzung Ist derail, dall dnc dünne Probe der Zusammensetzung mit einer Dicke von zumindest 0,32 cm eine lcuerhcmmcndc Wirkung von 94 V-2 oder höher, bestimmt nach der In der überarbeiteten Ausgabe von UL-44, erschienen am 10. Juni l^l)74. beschriebenen Methode besitzt. Vorzugsweise hat eine 0.16 cm oder 0,08 cm Probe eine leucrhcmniende Wirkung von 94 V-2 oder höher.

Die erfindungsgeniäße Zusammensetzung kann nach verschiedenen Methoden hergestellt werden. Gemäß einer derselben werden ein aromatischer Polyester (A). ein leucrhenimendcs Mittel (H). gegebenenfalls die Anllnionvcrblndung (C) und Glasfasern (D) wie erforderlich und gegebenenfalls ein Additiv (F) In geeigneten Anteilen gemischt und in einem 1 \iruslonsmlsehcr zur Bildung von Pellets eingebracht. Eine weitere Methode umfallt zunächst die Herstellung von Pellets von zumindest einer der Komponenten (A). (B) oder (B) zusammen mit (C) mit oder ohne zumindest einer der Komponenten (D) und (F:). das anschließende Mischen der Pellets mit den verbliebenen Komponenten und das Formen der Mischung in Pellets. Fs Ist auch möglich, eine Mischung der Komponenten (A), (B). (C), (D) und (F) In geeigneten Anteilen bzw. Mengenverhältnissen direkt durch eine Spritzguß- oder Prcßsprlt/Mclhode zu formen. Vorzugswelse sollte jede der Komponenten weitesigehend vor dem Formen dchydrallslcn werden. Is Ist auch zum Zeitpunkt des Mlschens bevorzugt, die Vcrwciizcit In der Maschine /.u verkürzen, die Temperatur sorgfältig /u kop.t-olUcrcn und Reibungswärme zu ;o verwenden, um ein Inniges Mischen des Polyesters mit den Additiven zu ermöglichen.

Die Zusammensetzung kann durch Verwendung von Apparaturen und Bedingungen, wie sie herkömmlich bei thermoplastischen Harzzusammensetzungen verwendet werden, geformt werden. Beispielsweise werden bei einer Verwendung von Poly-(l,4-butylentercphihalat) gute Ergebnisse durch Spritzguß bei einer gewöhnlichen ZyIIndcrtemperatur (z. B. 240 bis 260"C) und einer gewöhnlichen Formtenipcratur (z. B. 40 bis 140⁰C) erhalten. Im Fall von Poly-(butylen-2,6-naphthalat) werden gute Ergebnisse bei einer Zyllndcriempcratur von 250 bis 27O⁰C und einer Formtemperatur von 40 bis 140" C erhallen. Andererseits werden bei einer Verwendung von PoIy-(äthylentherephthalat) Methoden verwendet, die verschieden sind von den gewöhnlichen, da das Polymere nicht gleichmäßig von der Innenseite nach außen kristallisiert. Beispielsweise wird die Zusammensetzung zuerst mit einem Kristalllsatlonspromotor (z. B. Graphit oder ein Mctalloxyd wie ZnO oder MgO) eingebracht und dann bei einer Standard-Fomilcmpcratur von 60 bis KO" C geformt. Verwendet man jedoch kein Keimbildungsmittel, so erfolgt die Formung bei einer Fornitcmperalur von zumindest 140" C.

Werden Glasfasern (D) eingebracht, so wird Glas-Vorgcspinst (eine Anordnung von Litzen von Glasfllamenlen) In einer Länge von beispielsweise 0,3 bis 1,2 cm geschnitten und zusammen mit dem Polyester (A) und dem fcucrhemmcndcn Mittel (B) sowie gegebenenfalls der Anllnionvcrbindung (C) zur Bildung von Pellets In den Exlruslonsnilschcr eingebracht Die Fasern werden während dieser Behandlung gekürzt und erneut dispcrglert, wobei sie eine Länge von weniger als 0,2 cm erhalten. Bei einer anderen Methode werden die Glasfllamente durch Zerkleinerung gekürzt und mit dem Polyester (A), dem fcucrhcmnienden Mittel (B), gegebenen-

; falls der Antimonvcrhlndung (C) und dem Addktlv (F) trocken gemischt. Die erhaltene Mischung wird zer-

' kleinen und geknetet oder cxtrudlcrt und zerschnitten. Eine weitere Methode umfaßt das Ziehen einer kontinuierlichen Länge eines Glasvorgcsplnstcs durch ein Bad. das den geschmolzenen Polyester (A) und das teuerhcmmendc Mittel (B) sowie gegebenenfalls die Antlmonvcrblndung (C) enthalt, um das Glasvorgespinst zu ^s überziehen und das Schneiden des überzogenen Glasvorgcsplnstes auf eine Große von beispielsweise 0.3 bis 0,5 cm. Es Ist auch möglich, die Glasfasern mit dem Polyester und dem Additiv zu mischen und direkt die /; Mischung durch Spritzguß- oder Prcßspritz-Tcchnlkcn zu formen.

Die erflndungsgcmäße Zusammensetzung Ist frei von einer Kreidung und zeigt eine bessere thermische Stabii ■ lliät und Bewittcrungssiabilltiii als Zusammensetzungen, die andere lcucrhcmmcndc Mittel enthalten. Überdies

: i" unterliegt die Zusammensetzung In geringerem Ausmaß einer Verschlechterung der Flgcnschalicn (z. B. Erwel-

- chungspunkt. Farbe, Festigkeit, Ausfließen) während des Vcrwcllcns und besitzt eine bessere thermische

Beständigkeit als Zusammensetzungen, die sich von bromlcrtcn Bls-phcnolcn ableitende Polycarbonate mit jii niedrigem Molekulargewicht enthalten.

£ Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung eingehender. In den Beispielen sind sämtliche Teile Ge-

¹^ wichtstelle. Die Elgenvlskosliät (ι;) wurde In o-Chlorphcnol bei 35" C bestimmt. Die intrinsicviskoäüSi br*. Viskosltätszühl einer Zusammensetzung wurde nach dem Abtrennen von Unlosllchkcltcn durch Filtrieren und "■· Hinterlassen des Polyesters allein gemessen.

$ 20 Beispiel I und Vergleich

|| Man mischte 55 Teile Polytetramethylenterephthalat mit einer lntrlnslcvlskoslUH li/) von 0.85. 30 Teile Glas-

i fasern, 5 Teile Antlmontrioxyd und IO Teile sich von Tetrabromblsphcnol A. Phosgen und tcrt.Butylphenol

I ableitendes Polycarbonat mit ca. 4. 17, 22 oder 33 sich wiederholenden Einheiten mit einem Tellchendurehmcs-

T- 25 scr von weniger als ca. 10 μηι (die durchschnittliche Anzahl der sich wiederholenden Einhellen wurde aus den

jjjj Mengen der Endgruppen und des Tctrahromblsphcnol A. bestimmt durch NMR. berechnet) In cipcm Extruder

'ß mit einem Schncckendurchmesscr von 65 mm und einer Zyllnderiempcratur von 250" C

;' Die erhaltene Zusammensetzung wurde mit Hilfe einer SprUzguümasehlnc successive durch 10 Zyklen bei

ί.ί einer Fornuempcratur von 260' C mit einem Gcsamilormzyklus von 35 Sekunden geformt. Das Formen crlolgte

|i 3" unter Änderung der Zelt, während der die Formzusammensetzung In der Maschine zu der nächstfolgenden

[ii Formung stehengelassen wurde, und man bestimmte die Menge des Harzes, das aus der Formdüse wahrend

M dieser Zelt ausfloß. Die Ergebnisse sind In Flg. 1 angegeben. Die Eigenschaften des lormgegensiandcs. der Im

j| ersten Zyklus nach Wiederaufnahme der folgenden Formung nach 10 Minuten aus der vorangegangenen

% Formung erhalten wurde, und des Formgcgenstandcs, der Im zehnten Zyklus nach der Wiederaufnahme erhal-

u 35 ten wurde, sind In Tabelle 1 angegeben.

.| Tabelle I

I *■

I ₄< 4 (Vergleich) 74 IIS

ft ' 17 98 113

f| 22 115 120

$. 33 116 116

Eä SIi

H Beispiel 2 und Vergleich

Man mischte 100 Teile Polytetramethylenterephthalat mit einer InirlnsicviskoslUU (;;) von 1,1, 12,5 Teile Antlmontrioxyd und 12,5 Teile sich von Telrabromblsphcnol A, Phosgen und lcrt.Bulylphcnoi ableitendes PoIy-

55 carbonat mit ca. 4. 7. 10, 17, 22 oder 33 sich wiederholenden Einheiten im Durchschnitt und einer Teilchengröße von weniger als ca. 10 um in der gleichen Weise wie In Beispiel 1, um eine Zusammensetzung zu bilden.

Das obige Verfahren wurde wiederholt mit Ausnahme dessen, daß man 99 Teile Polytetramethylenterephthalat und 10 Teile eines aromatischen llomopolycarbonats von Bisphenol (A) (120 sich wiederholende Einheiten) anstelle von 100 Teilen Polytetramethylenterephthalat verwendete, um eine Zusammensetzung zu bilden.

w Jede dieser Zusammensetzungen wurde in geschmolzenem Zustand In einer StickstolTaimosphäre bei 260° C während 2 Stunden belassen, und es wurde dann deren Erweichungspunkt gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

f>5

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	mich dem Stehen	Kl	/> kills

Tabelle 2 (l.rwclchungspunkt	In C	der Zusammensetzungen)	III	17	22	.U
/I Μοημο des unimaMsihiMi Uonu>\|">i)t> ei rhi in als	4	7	225,0 (Vergleich) 207,2 (Vergleich)	22(i,3 (Erfindung) 208,4 (Vergleich)	22(),3 (KrIi ml u ng) 210,1 (Vergleich)	227,2 (iirlindung! 210,6 (Vergleich)
O IO Teile	224.9 224.9 (Vcrnlcii.h) (Vergleich) 207,0 207,0 (Vergleich) (Vergleich)

Beispiele 3 und 4 und Vergleich

Man mischte 100 Teile Polybutylenterephthalat mit einer Intrlnslcvlskosltät (ι/) von 1,1, 12,5 Teile Antimontrloxyd und 12,5 Teile eines sich von Tctrabromblsphcnol A, Phosgen und tcri.Bulylphcnol ableitenden Polycarbonats mit ca. 20 oder 33 sich wiederholenden hinhcllcn Im Durchschnitt und einer Teilchengröße von nicht mehr als 10 um (die durchschnittliche Anzahl der sich wiederholenden hinhcllcn wurde aufgrund der Mengen an Lndgruppen und des Tetrabromblsphenol A, bestimmt durch NMK, berechnet) bei 250' C in einem Extruder mit einer Schnecke mit einem Durchmesser von 65 mm und einer Zyllnderiemperalur von 25O°C.

Die Eigenschaften der durch Spritzguß der erhaltenen Polyester/usammcnsei/ungcn erhaltenen Gegenstände wurden bestimmt, und die hrgebnls.se sind in Tabelle 3 angegeben.

Man HcIJ die geformten Produkte in einer Stleksiolfatmosphürc bei 260 C In einem Kolben stehen und bestimmte ihre Änderungen hinsichtlich des hrwcichungspunkls (Victal-hrwelchungspunkt) und ihrer Intrlnslcviscosltüt (;;). Die Ergebnisse sind In Tabelle 3 angegeben.

/u Verglcichszweckcn wiederholte man das vorstehende Verfahren mit Ausnahme dessen, dali man ein sich von Tctrabromblsphcnol A, Phosgen und ten. Hulylphcnul ableitendes Polycarbonat mit 5 sich wiederholenden hinheilen im Durchschnitt und einem Teilchendurchmcsscr von nicht mehr als 10 μηι verwendete. Die Eigenschaften der erhaltenen Polyesier/usammensei/ung sind in Tabelle 3 angegeben.

Tabelle 3

lcsinicrkmale	Biegefestigkeit	Unheil	Mdlnicihmlc	Uclsp .1	Uclsp 4	Vergleich
Durchschnittliche	Biegemodul		NMR	20	33	5
Anzahl der sich	LOI (Glühverlusi)
wiederholenden	Zugfestigkeit
Polycarbonal-	nach 3tüglgcm
elnhcitcn	Belassen bei 185" C
Schmelzpunkt des	Zugdehnung nach	C	Verwendung einer	302	310	251
Polycarbonats	3täglg. Belassen		Mlkroschmel/punki-
	bei 185° C		Mcllvorrlchtung
Eigen- Zugfestigkeit	Erweichungspunkt	N/ninr	ASl M D-63X	63	62	64
schäften Zugdchnung helm	nach Stehen In	■.„	ASTM D-(.38	8	7	8
^der Bruch	einer N.--Atmo
Polyester- ... , , zusammen- ^'agzah.gk™ (0.8 cm gekerbt)	sphäre bei 260" C	kg cm/cm	ASlM ü-256	3,8	3,1	3,2
SciZüng	nach 30 Minuten
nach 60 Minuten	N/mm"	ASTM D-790	94	95	96
nach 120 Minuten	N/mm"	ASTM D-790	2.8 χ K)¹	2,8 χ 10'	2,9 χ 10¹
■■„		27	27	26
N/mnr	ASTM D-638	50	57	40


",,	ASTM D-638	4	4	3






-<·	Vlcai-Methodc	226,7	227,1	225,8
C	Vlcat-Mcthodc	226,8	227,2	224,9
„₍.	Vlcat-Methodc	226.7	227.1	223.4

27 26 ΠΟ

Tabelle 3

Test merkmale

Hinheil

Meßmethode

Belsp. 3

Belsp. 4

Vergleich

Ki

Eigen	Farbe nach dem
schaften	Stehen in einer
der	N.-Atmo-
Polyester	sphärc bei 260' C *)
zusammen	nach 30 Minuten
setzung
	nach 60 Minuten
	nach 120 Minuten
	Kreidung nach
	2stündlgem Belassen
	bei 185° C

DUfcrcnllalcolorl-	b = +<),5	b = +ü,3	b =	+2
mctcr, CM -20
wie oben	h = 0,1	b = -0,3	b =	+9
wie oben	b = -0,3	b = -0,6	b =	+19
	keine	keine	keine

*) In dem b-Wert gibt + den Grad der Gelbfärbung und - den Grad der Blaufärbung an.

20

25

Beispiel 5 und Vergleich

Man extrudlcrte 100 Teile Polyathylentcrcphthalal mit einer Inirinslcvi .kosiült (ι/) von 0,65, 10 Teile Antlmontrloxyd, 55 Teile Glasfasern und 15 Teile sich von Tetrabrombisphcnol Λ ableitendes l'olycarbonat mit einer wie In Tabelle 4 angegebenen durchschnittlichen Anzahl sich wiederholender Einheiten durch eine Extruslonsformmaschine bei einer Zyllndertempcratur von 290° C, um Chips /u formen.

Die Chips wurden gclrocknci und mil einer Sprltzgulimaschinc mit einer Zylindertemperatur von 290" C und einer Formtempcratur von 140⁰C geformt, wonach man sie In dem. Zylinder 5 Minuten verweilen ließ.

Eine Zusammensetzung mit dem l'olycarbonat mil 20 sich wiederholender Einheiten Im Durchschnitt konnte mit einem Eormzyklus von 45 Sekunden geformt werden, jedoch konnte eine Zusammensetzung, die das PoIycarbonat mit 5 sich wiederholenden Einheiten Im Durchschnitt enthielt, selbst bei einem Formzyklus von 60 Sekunden nicht In geformte Produkte mit guter Qualltiit geformt werden, da die Umformung aus der Eorni schlecht war.

Die Eigenschaften der Formgcgenslilndc, die erhalten wurden, ohne daß man die Zusammensetzung zuvor 5 Minuten In dem Zylinder verweilen UcU, wurden bcsllmml und die Ergebnisse sind In Tahelle 4 angegeben.

Tabelle 4

Ik-Ispiel

Vergleich

20

123	H)'	126	10'
1.5	1.5
16')	167
93 χ	SX κ

Durchschnittliche Anzahl der sich wiederholenden Einheilen des l'olycarbonats

Eigenschaften der Formgcgcnstimdc

Zugfestigkeit (N/mm"')

Zugdehnung C\.)

Biegefestigkeit (N/mm")

Kicgcmodul (N/mm")

Beispiel 6 und Vergleich (nachgcrclcht)

Polytetramethylenterephthalat PBI mit einer IntrlnslcvlskoslUH |i/| von 1,1, ein lloniopolycarbonal IBr-PCI von Tetrabrombisphcnol Λ mit verschiedenen Polykondcnsallonsgraden (n -- 5, n - \1 oiler η - 22). Antimontrloxld [SbjOi] und gegebenenfalls ein l'olycarbonat von Bisphenol A |1'C| wurden In einem Extruder mit der in der folgenden Tabelle 5 gc/elgten Zusammensetzung (Cicwlchtslellc) und bei einer Temperatur von 250'C (die Temperatur des Zylinders) In der Schmel/c gemischt eingeführt. Es entstanden Schnitzel der llarzzusamnicn seizung.

Die entstandenen Schnlt/cl wurden hol einer Temperatur von 2d() C (die Temperatur des Zylinders) ml einem Formzyklus von 35 Sekunden unter Verwendung einer SprltzguBmaschlne sprltzgulJvcrtormi. Nach Sprltzvcrlorniung des zehnten Zyklus wurde das Formen unterbrochen. Wilhrcnd dieser /.clt wurde der Antel des Polymeren gemessen, der von der Spritzdüse abfließt (Abllleik-n). Das erhaltene Ergebnis Ist In Tabelle ! gezeigt.

Tabelle 5

Versuch Nr.	Zusammensetzung	I¹C	l'cucrhcmmcndcs	10	»Abfllclicn« während
	PBT	(CiCW.-"..)	Mittel (Ciew.-■·..)	5	5 Minuten zur
	(CiCW.-",.)		Br-PC(//=5)	K)	lornizell \%)
1 (Vergleich)	85		¹Sb₂O,	5	36
		15	Br-PC (//=5)	10
2 (Vergleich)	70		Sb₂O,	5	*60)**
			Br-PC («=17)	IO s;
3 (Erfindung)	85		Sb₂O,	10	15
		15	Br-PC (//=22)	5
4 (Vergleich)	70	_.	Br-PC (//=22)	58
5 (Erfindung)	85		¹Sb₂O,	2

*) Die gesamte Zusammensetzung In den Zylindern Moll In etwa 4 Minuten aus.

Beispiel 7 und Vergleich (nachgereicht)

PBT mit einer Inirlnslcvlskosliät (η von 1,1, ein Copolycarbonai mit einer Intrlnslcvlskosltät (η)¹) von 0,3 (n = 47) und erhalten aus Bisphenol Λ, Tetrabromblsphenol A, Phosgen und tert.Butylphenol, und Antlmontrloxld wurden gemäß der In Tabelle 6 angegebenen Formulierung gemischt. Die Mischung wurde In einen Extruder beschickt, um Formstücke herzustellen.

Die Stücke wurden sprltzgußgeformi durch eine Sprlizgußverformungsmaschlne mit einer Zylindertemperatur von 260⁰C mit einem Formzyklus von 35 Sekunden zur Ausbildung von Teststücken zum Bestimmen der Flammelgenschaften. Nach der Spritzverformung des 10. Zyklus wurde das Formen unterbrochen. Während dieser Zelt wurde der Anteil des Harzes gemessen, das von der Düse an einem Ende des Zylinders abfloß, und die Feuerhemmung²) wurde gemessen unter Verwendung der entstehenden TcstslUcke.

Tabelle 6	Zusammensetzung	Copoly-	Br I¹C")	SbA).	Abfließen	Feuer
	I'BT	*carbonal )**	KiCW -%)	*(Gew -.)**	(g)	hemmung
	(Gew-%)	(Gcw.-%)
		10	.._	5
	85	20	--	5	21	V-H
Vergleich	75	30	—	5	29	V-Il
Vergleich	65	—	15	5	42	V-O
Vergleich	85		(//=72)		3	V-O
Erfindungs
gemäß

*) Das Gewlchlsvcrhailnls von Bisphenol A zu Tclrabromblsphenol A beträgt 60 : 40. **) Homopolycarbonal mit einem Polymcrlsallonsgrad von /i = 22 und abgeleitet von Tclrabromblsphenol A, Phosgen und tert.Butylphenol.

') (/;) des Polycarbonats wurde In einer l,2%lgen Lösung von p-Oloxun bei .10" C gemessen.

') Die Feuerhemmung wurde unter Verwendung eines 1.5X7 mm dicken Teststücks gemäß UL-Slandard Subject 94 In din J5 Vereinigten Staaten gemessen.

llicr/.u I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:
1. Feuerhemmende thermoplastische Polycstcrharzz.usammcnselzung aus

(A) 100 Gewlchtstelicn eines aromatischen Polyesters, abgeleitet von einer aromatischen Dicarbonsäurekomponente und einer Dlolkomponcnie,

(B) 1 bis 100 üewlchtstcllcn eines fcucrhcnimcndcn Mittels In Form eines Polycarbonates der Formel

worin / und m jeweils eine gan/.c Zahl von 1 bis 4 darstellen und R, und R₂ jeweils ein Wasserstoffatom oder einen Alkylrest mit 1 bis 5 Kohlenstoffatomen bedeuten oder zusammen ein Cycloalkan mit 5 bis 12 Kohlenstoffatomen bilden, sowie gegebenenfalls

1 bis 100 Gewichtstellen einer Antlmonvcrblndung. wobei die Menge der Aiitlmonvcrblndung als metallisches Antimon berechnet wird.
0 bis 120 Gewlchtsiellen Glasfasern und

0 bis 10 Gcwlchlstcllcn mindestens eines Additivs aus ύζτ Gruppe von Stabilisatoren, farbgcbcndcn Mitteln, F-ntformungsmllieln. kelmhlldenden Mitteln, Gleitmitteln, von (I)) verschiedenen anorganischen Füllstoffen und Schaumblldungsmlitcln.

dadurch gekennzeichnet, dall die Komponente (B) ein Polycarbonat mit minierem Molekulargewicht Ist und In der angegebenen Formel ;/ eine Zahl von 16 bis 50 darslclU.
2. Zusammensetzung genial! Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dall der Polyester (A) ein Polyethylenterephthalat, Polytrlmclhylcntcrcphlhalal. Polytetramethylenterephthalat oder Polyhcxamethylentcrcphthalat lsi.
3. Zusammensetzung gcmilU Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dall das Polycarbonal (B) In Form von Teilchen vorliegt, von denen zumindest HO Gcw.-'v eine Teilchengröße von nicht mehr als 50 μηι besitzen.
4. Zusammensetzung gcmiUi Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, dall d;is Polycarbonat (B) einen Schmelzpunkt von mehr als 280" C besitzt.