DE2744018C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine verbesserte, nicht opake, flammhemmende
Polycarbonat-Zusammensetzung aus einem aromatischen
Polycarbonat in Mischung mit einem organischen Alkalimetallsalz
oder einem organischen Erdalkalimetallsalz oder Mischungen
derselben, das Verfahren zu ihrer Herstellung und die Verwendung
dieser Zusammensetzung zur Herstellung von Formkörpern.
Mit den gestiegenen Sicherheitsanforderungen ergibt sich ein
Trend auch für die Verwendung in der Öffentlichkeit und im Haushalt,
sicherere Materialien zu schaffen. Ein besonderer Bedarf
besteht dabei in der Beschaffung flammhemmender oder flammverzögernder,
nicht opaker Produkte für die Verwendung durch den
Letztverbraucher. Aufgrund dieser Forderung werden viele nicht
opake Produkte benötigt, welche gewisse flammhemmende Kriterien
erfüllen, die sowohl von den örtlichen als auch den staatlichen
Verwaltungsstellen sowie von den Herstellern solcher
Produkte aufgestellt wurden.
Eine spezielle Reihe von Bedingungen, die als Standardmaß für
die flammhemmende Wirkung verwendet werden, findet sich in
dem Underwriters′ Laboratories, Inc. Bulletin 94. Dieses
Bulletin nennt gewisse Bedingungen, nach denen Materialien
hinsichtlich der selbsterlöschenden Eigenschaften eingestuft
werden.
In der Literatur werden viele flammhemmende Zusatzstoffe beschrieben,
die mit Produkten gemischt werden, um dieselben
selbsterlöschend oder flammhemmend auszurüsten. Bekanntlich
werden diese flammhemmenden Zusätze in Mengen von 5 bis 20 Gew.-%
eingesetzt, um solche brennbaren Produkte selbsterlöschend
zu machen. Es wurde ebenfalls festgestellt, daß
diese Mengen eine nachteilige Wirkung auf das flammhemmend
ausgerüstete Ausgangsmaterial haben können, was sich in einem
Verlust wertvoller physikalischer Eigenschaften des Ausgangsstoffes
bemerkbar macht. Dies trifft insbesondere zu, wenn
bekannte flammhemmende Mittel mit Polycarbonatharz-Kunststoffen
verwendet werden. Viele dieser bekannten Zusätze haben
eine verschlechternde Wirkung auf das Polymere.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, daß die aus den flammhemmenden
Polycarbonatharzen erzeugten Gegenstände ihre nicht
opaken Eigenschaften beibehalten.
Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, daß die flammhemmende
Eigenschaft einer aromatischen Polycarbonat-Zusammensetzung
wesentlich verbessert werden kann, wenn dieselbe
0,001 bis etwa 2,0 Teile gewisser Zusatzstoffe pro 100 Teile
des aromatischen Polycarbonats enthält, welche ausgewählt
sind aus der Gruppe, bestehend aus
- a) monomeren und polymeren Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von aromatischen Sulfonsulfonaten;
- b) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von monomeren aromatischen Sulfonaten und polymeren aromatischen Sulfonaten;
- c) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von monomeren aromatischen substituierten Sulfonsäuren und polymeren, substituierten, aromatischen Sulfonsäuren, in denen der Substituent ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Elektronen-entziehenden Rest und Mischungen derselben;
- d) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von monomeren oder polymeren Phenol-estersulfonsäuren;
- e) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von heterocyclischen Sulfonsäuren;
- f) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von Sulfonsäuren aromatischer Sulfide;
- g) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von Sulfonsäuren aromatischer Ketone;
- h) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von substituierten
und unsubstituierten Sulfonsäuren monomerer und polymerer
aromatischer Äther
oder Mischungen derselben,
0,001 bis 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Polycarbonats
eines anorganischen Alkalimetallhalogenids und/oder
Erdalkalimetallhalogenids, wobei der Halogensubstituent Brom,
Chlor oder Jod ist und das aromatische Polycarbonat, die
organischen Metallsalze oder die Mischungen derselben und die
anorganischen Alkali- und/oder Erdalkalihalogenide jeweils
einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweisen
und gegebenenfalls
üblichen Zusätzen,
wobei die nicht opaken Eigenschaften des aromatischen Polycarbonats beibehalten werden.
wobei die nicht opaken Eigenschaften des aromatischen Polycarbonats beibehalten werden.
Die Kombination der organischen und anorganischen Salze führt
nicht nur zu einem verbesserten flammhemmenden Verhalten, sondern
ermöglicht auch die Verwendung geringerer Konzentrationen
von jedem der Salze als dies bei den Zusammensetzungen mit den
einzelnen Bestandteilen allein möglich ist. Die Tatsache, daß
die Wirkung der kombinierten Salze auf die flammhemmende
Eigenschaft größer ist als die Summe der Wirkungen bei Verwendung
der Salze separat läßt eine synergistische Wirkung
erkennen. Die vorteilhafte Wirkung der Kombination der Salze
spiegelt sich nicht nur in der flammhemmenden Wirkung wider,
sondern auch in den optischen und physikalischen Eigenschaften
des erhaltenen Polycarbonats. Als Folge der Verwendung
geringerer Mengen der Salze wird ein größerer Prozentsatz des
einfallenden Lichtes übertragen, und die Formulierungen haben
geringere Schleierwerte, was zu kristallklarem Polycarbonat
führt. Dies ist besonders wichtig, wenn das Polycarbonat zu
Scheiben für die Verwendung beispielsweise in Fenstern ausgeformt
wird. Eine aus der vorliegenden Zusammensetzung erzeugte
Scheibe hat somit Klarheit, Lichtdurchlässigkeit und einen
geringen Schleierwert. Darüber hinaus wird aufgrund der niedrigen
Salzkonzentrationen die hohe Schlagfestigkeit der
Polycarbonate beibehalten.
Darüber hinaus wurde gefunden, daß die Zugabe der Salze in
Form einer Lösung zu einer feuerhemmenden Polycarbonat-Zusammensetzung
mit besseren optischen Eigenschaften führt als
wenn die Salze in fein verteilter fester Form zugegeben werden.
Der aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ausgeformte
nicht opake Gegenstand weist einen Brechungsindex im Bereich
von 1,54 bis 1,65 auf.
Die Brechungsindices der hierin beschriebenen Materialien
werden durch das Tauchverfahren bestimmt, welches von Arnold
Weissberger in "Physical Methods of Organic Chemistry" Interscience
Publishers, Band II, 1960 (Seite 1433) beschrieben
ist.
Wenn der Brechungsindex der Zusatzstoffe im Bereich des
Brechungsindexes des aromatischen Polycarbonats liegt,
d. h. bei 1,54 bis 1,65, dann ist die Polycarbonatzusammensetzung
und der daraus ausgeformte Gegenstand nicht opak.
Das bedeutet, daß der Gegenstand lichtdurchlässig ist und
durchscheinend bis transparent ist. In Abhängigkeit davon,
wie nahe der Brechungsindex des Zusatzstoffes dem Brechungsindex
des Polycarbonats kommt, bestimmt sich, ob die erhaltene
Zusammensetzung transparent oder durchscheinend ist.
Wenn der Zusatzstoff in der verwendeten Konzentration teilweise
oder vollständig in dem Polycarbonat löslich
ist, dann ist die Zusammensetzung und der daraus resultierende
Gegenstand umso durchsichtiger.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden bevorzugt verwendet
zur Herstellung von Formkörpern, Platten und Pellets.
Die erfindungsgemäß verwendeten organischen Alkalimetall- und
Erdalkalimetallsalze sind im einzelnen vollständig beschrieben
in der eigenen älteren Patentanmeldung gemäß der DE-OS 26 46 120 vom
13. Oktober 1976 mit dem Titel "Nicht opake, flammhemmende
Polycarbonat-Zusammensetzung". Diese Anmeldung offenbart eine
nicht opake, flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung, die
in Mischung ein aromatisches Polycarbonat und einen Zusatzstoff
enthält, der aus den Metallsalzen von entweder monomeren
oder polymeren, aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen
derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung gemäß der DE-OS 26 48 128 wird
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung
offenbart, die in Mischung ein aromatisches Polycarbonat
und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von
monomeren oder polymeren, aromatischen Sulfonsäuren oder
Mischungen derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung gemäß der DE-OS 26 45 415 wird
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung
offenbart, die in Mischung ein aromatisches Polycarbonat
und einen flammhemmenden Zusatzstoff enthält, der aus den
Metallsalzen von entweder monomeren oder polymeren, substituierten,
aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen derselben
besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung gemäß der DE-OS 26 48 131 wird
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung
beschrieben, die in Mischung ein aromatisches Polycarbonat
und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen
von entweder monomeren oder polymeren Phenolestersulfonsäuren
oder Mischungen derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung gemäß der DE-OS 26 47 271 wird
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung
beschrieben, die in Mischung ein aromatisches Polycarbonat
und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von
heterozyklischen Sulfonsäuren besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung gemäß der DE-OS 26 44 114 wird
eine nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung
beschrieben, die in Mischung ein aromatisches Polycarbonat
und einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von
Sulfonsäuren der Sulfonsäuren aromatischer Sulfide besteht.
Die gleichzeitig eingereichte, eigene Patentanmeldung der
Anmelderin gemäß der DE-OS 27 44 017 offenbart eine
nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung,
die in Mischung ein aromatisches Polycarbonat und einen
Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von Sulfonsäuren
aromatischer Ketone bestehen kann.
Die gleichzeitig eingereichte eigene Patentanmeldung der
Anmelderin gemäß der DE-OS 27 44 015 offenbart eine
nicht opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung, die
in Mischung ein aromatisches Polycarbonat und einen Zusatzstoff
enthält, der aus den Metallsalzen von entweder
monomeren oder polymeren, aromatischen Äthersulfonsäuren
und Mischungen aller dieser Salze bestehen kann.
Der Offenbarungsgehalt der vorstehend aufgeführten, eigenen
Patentanmeldungen wird durch diese Bezugnahme in vollem Umfange
in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die Metallsalze von einer beliebigen dieser vorgenannten Anmeldungen
sowie Mischungen beliebiger Metallsalze der vorgenannten
Anmeldungen können in der vorliegenden Anmeldung
Anwendung finden.
Wie in den oben genannten Anmeldungen ausgeführt und wie
auch in der vorliegenden Anmeldung, können in den durch Elektronen-
entziehenden Reste substituierten Salzen die Elektronen-
entziehenden Reste Halogen-, Nitro-, Trihalogenmethyl- und
Cyano-Elektronen-entziehenden Reste oder Mischungen dieser
Elektronen-entziehenden Reste sein.
Das Elektronen-entziehende Phänomen, das auch als Elektronegativität
bezeichnet wird, ist von Roberts und Caserio, in
"Basic Principles of Organic Chemistry", 1964, (Seiten 185 bis
186) und von Jack Hine in "Physical Organic Chemistry",
McGraw-Hill Book Company, Inc., 1962 (Seiten 5, 32 und 85 bis
93) näher erläutert. Kurz zusammengefaßt wird unter dem Elektronen-
entziehenden Phänomen eine starke Affinität des Restes
für eine negative Ladung, nämlich Elektronen, verstanden, obgleich
derselbe noch in covalenter Bindung verbleibt und kein
Ion bildet. Dies stellt eine außerordentlich kurze Beschreibung
des Phänomens dar, und dieselbe ist lediglich aufgeführt, um
den Elektronen-entziehenden Effekt zu beschreiben. Bezüglich
weiterer Einzelheiten wird auf die vorgenannte Literaturstellen
verwiesen.
Bevorzugte Salze umfassen Natriumdiphenylsulfid-4-sulfonat;
Kaliumdiphenylsulfoxid-4-sulfonat; Kaliumdiphenylsulfon-3-sulfonat;
Natriumdiphenylsulfon-3-sulfonat; Dikaliumdiphenylsulfid-
4,4′-disulfonat; Dikaliumdiphenylsulfon-4,4′-disulfonat; Natrium-
2,5-dichlorbenzolsulfonat; Dikaliumdiphenylsulfon-3,3′-disulfonat;
Polynatriumpolystyrolpolysulfonat; Polykaliumpoly-
(chlorstyrol)-polysulfonat.
Die anorganischen Halogenide werden aus der Gruppe ausgewählt,
die aus den Alkalimetallhalogeniden und den Erdalkalimetallhalogeniden
sowie Mischungen derselben besteht. Die bevorzugten
anorganischen Halogenide umfassen Natriumchlorid, Kaliumjodid,
Kaliumbromid, Natriumbromid und Kaliumchlorid.
Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung
kann ein beliebiges aromatisches Polycarbonat verwendet werden,
welches einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweist.
Dieselben sind Homopolymere und Copolymere sowie Mischungen
derselben und werden durch Reaktion eines zweiwertigen
Phenols mit einem Carbonatvorläufer hergestellt. Typische Beispiele
für die zweiwertigen Phenole, die bei der praktischen
Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,
sind: Bisphenol-A, (2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan, Bis(4-hydroxyphenyl)-
methan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan,
4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)-heptan, 2,2-(3,5,3′,5′-Tetrachlor-4,4′-
dihydroxydiphenyl)-propan, 2,2-(3,5,3′,5′-Tetrabrom-4,4′-dihydroxydiphenyl)-
propan, (3,3′-Dichlor-4,4′-dihydroxyphenyl)-
methan.
Andere zweiwertige Phenole vom Bisphenoltyp sind ebenfalls
verfügbar und sind beispielsweise in den US-Patenten 29 99 835,
30 28 365 und 33 34 154 beschrieben.
Es ist selbstverständlich möglich, zwei oder mehrere unterschiedliche
zweiwertige Phenole oder ein Copolymer aus einem
zweiwertigen Phenol mit einem Glycol oder hydroxy- oder säure
endendem Polyester oder mit einer zweibasischen Säure im
Falle, daß ein Carbonatcopolymer oder -interpolymer statt
einem -homopolymer für die Verwendung für die Herstellung der
aromatischen Polycarbonate der vorliegenden Erfindung gewünscht
wird, zu verwenden. Ebenfalls können bei der praktischen
Durchführung der vorliegenden Erfindung Mischungen
aus beliebigen der oben genannten Materialien für die Herstellung
des aromatischen Polycarbonats verwendet werden.
Der Carbonatvorläufer kann entweder ein Carbonylhalogenid,
ein Carbonatester oder ein Halogenformiat sein. Die Carbonylhalogenide,
die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden
können, sind Carbonylbromid, Carbonylchlorid und Mischungen
derselben. Typisch für die Carbonatester, die im vorliegenden
Falle verwendet werden können, sind Diphenylcarbonat,
Di-(halogenphenyl)-carbonate, wie Di-(chlorphenyl)-carbonat,
Di-(bromphenyl)-carbonat, Di-(trichlorphenyl)-carbonat, Di-
(tribromphenyl)-carbonat usw., Di-(alkylphenyl)-carbonat wie
Di-(tolyl)-carbonat usw., Di-(naphthyl)-carbonat, Di-(chlornaphthyl)-
carbonat Phenyl-tolyl-carbonat, Chlorphenyl-chlor-
naphthyl-carbonat usw., oder Mischungen derselben. Die Halogenformiate,
die für die Verwendung in der vorliegenden Anmeldung
geeignet sind, umfassen Bis-halogenformiate von zweiwertigen
Phenolen (Bis-chlorformiate des Hydrochinons, usw.)
oder Glycole (Bis-halogenformiate des Äthylenglycols, Neopentylglycols,
Polyäthylenglycols usw.). Obgleich andere Carbonatvorläufer
dem Fachmann ohne weiteres geläufig sind, so
ist doch Carbonylchlorid, das auch als Phosgen bekannt ist,
der bevorzugte Carbonatvorläufer.
Ebenfalls umfaßt werden die polymeren Derivate eines zweiwertigen
Phenols, einer Dicarbonsäure und der Kohlensäure.
Dieselben sind in dem US-Patent 31 69 121 offenbart, dessen
Offenbarungsgehalt durch die Bezugnahme in die vorliegende
Anmeldung aufgenommen wird.
Die verwendeten aromatischen Polycarbonate nach der vorliegenden Erfindung
können unter Verwendung eines Molekulargewichtsregulators,
eines Säureakzeptors und eines Katalysators hergestellt werden.
Die Molekulargewichtsregulatoren, die bei der Herstellung des
erfindungsgemäß verwendeten Carbonatpolymeren Anwendung finden können, umfassen
einwertige Phenole, wie Phenol, Chroman-I, para-tert.-Butylphenol,
para-Bromphenol, primäre und sekundäre Amine.
Ein geeigneter Säureakzeptor kann entweder ein organischer
oder ein anorganischer Säureakzeptor sein. Ein geeigneter
organischer Säureakzeptor ist ein tertiäres Amin und umfaßt
Materialien wie Pyridin, Triäthylamin, Dimethylanilin,
Tributylamin, usw. Der anorganische Säureakzeptor kann entweder
ein Hydroxid, ein Carbonat, ein Bicarbonat oder ein
Phosphat von einem Alkali- oder Erdalkalimetall sein.
Die Katalysatoren, die bei der Herstellung des Polycarbonats verwendet
werden können, sind geeignete Katalysatoren, die die
Polymerisation von Bisphenol-A mit Phosgen unterstützen.
Geeignete Katalysatoren umfassen tertiäre Amine wie beispielsweise
Triäthylamin, Tripropylamin, N,N-dimethylanilin, quaternäre
Ammoniumverbindungen, wie beispielsweise Tetraäthylammoniumbromid,
Cetyltriäthylammoniumbromid, Tetra-n-heptylammoniumiodid,
Tetra-n-propylammoniumbromid, Tetramethylammoniumchlorid,
Tetramethylammoniumhydroxid, Tetra-n-butylammoniumiodid,
Benzyltrimethylammoniumchlorid und quaternäre
Phosphoniumverbindungen, wie beispielsweise n-Butyltriphenylphosphoniumbromid
und Methyltriphenylphosphoniumbromid.
Ebenfalls umfaßt werden verzweigte Polycarbonate, in denen
eine polyfunktionelle aromatische Verbindung mit einem zweiwertigen
Phenol und einem Carbonatvorläufer umgesetzt ist,
um ein thermoplastisches, willkürlich verzweigtes Polycarbonat
zu ergeben.
Diese polyfunktionellen aromatischen Verbindungen enthalten
wenigstens 3 funktionelle Gruppen, wie die Carboxylgruppe,
die Carbonsäureanhydridgruppe, die Halogenformylgruppe oder
Mischungen derselben. Beispiele dieser polyfunktionellen aromatischen
Verbindungen, die bei der praktischen Durchführung
der Erfindung verwendet werden können, umfassen: Trimellitsäureanhydrid,
Trimellitsäure, Trimellityltrichlorid, 4-Chlorformylphthalsäureanhydrid,
Pyromellitsäure, Pyromellitsäuredianhydrid,
Mellitsäure, Mellitsäureanhydrid, Trimesinsäure,
Benzophenontetracarbonsäure, Benzophenontetracarbonsäureanhydrid
und dergleichen. Die bevorzugten polyfunktionellen aromatischen
Verbindungen sind Trimellitsäureanhydrid oder Trimellitsäure
oder ihre Halogenformylderivate.
Ebenfalls umfaßt werden Mischungen aus einem linearen Polycarbonat
und einem verzweigten Polycarbonat.
Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch
Zusammenmischen des aromatischen Polycarbonats mit den
organischen und anorganischen Salzen hergestellt. Die organischen
und anorganischen Salze können dem Polycarbonat in
einer fein verteilten festen Form zugemischt werden, oder
sie können in Form einer Lösung zugemischt werden. Vorzugsweise
werden die organischen und anorganischen Salze in einem
Lösungsmittel aufgelöst, indem sie löslich sind, wie beispielsweise
Methanol und Wasser. Am meisten wird es bevorzugt,
die Salze dem Polycarbonat in Form einer wäßrigen
Lösung zuzumischen.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können Füllstoffe,
Pigmente, Farbstoffe, Antioxidantien, Stabilisatoren,
Ultraviolettlichtabsorbentien, Formentrennmittel und andere
Zusatzstoffe enthalten, die üblicherweise in nicht opaken
Polycarbonatharzformulierungen verwendet werden. Weiterhin
können die ausgeformten Gegenstände mit beispielsweise
schutz- oder kratzfesten Überzügen versehen werden.
Um dem Fachmann die vorliegende Erfindung im einzelnen näher
zu erläutern, werden nachfolgend spezielle Beispiele aufgeführt.
Diese Beispiele dienen indessen lediglich zur Erläuterung
und sollen die offenbarte und beanspruchte Erfindung in
keiner Weise beschränken. In den Beispielen beziehen sich
alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, sofern nichts
anderes angeführt ist.
100 Teile eines aromatischen Polycarbonats, welches durch
Reaktion von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan und Phosgen
in Anwesenheit eines Säureakzeptors und eines Molekulargewichtsregulators
hergestellt worden war und welches eine grundmolare
Viskosität (intrinsic viscosity) von 0,57 aufwies,
wurde gemischt mit den Mengen der fein gemahlenen Zusatzstoffe,
und zwar entweder allein oder in Kombination, wie
es in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführt ist, und zwar
durch Trommelmischen in einem Laboratoriumstrommelmischer.
Die erhaltene Mischung wurde dann einem Extruder zugeführt,
der bei etwa 265°C betrieben wurde, und das Extrudat wurde
zu Pellets zerkleinert. Die Pellets wurden dann im Spritzgußverfahren
bei etwa 315°C zu Teststäben mit den Abmessungen
von etwa 127 mm × 12,7 mm × etwa 1,587-3,175 mm (5 inch ×
½ inch × ¹/₁₆-⅛ inch), sowie zu Testquadraten mit den
Abmessungen von etwa 50,8 mm × 50,8 mm × 3,175 mm (2 inch ×
2 inch × ⅛ inch) ausgeformt. Die Teststäbe (5 Stück für
jeden Zusatzstoff, der in der Tabelle aufgeführt ist) wurden
dem Testverfahren unterworfen, wie es in dem Verbrennungstest
zur Klassifizierung von Materialien gemäß Underwriters'
Laboratories, Inc. Bulletin/UL-94 beschrieben ist. Gemäß diesem
Testverfahren wurden die so geprüften Materialien aufgrund
des Ergebnisses von fünf Proben in V-0, V-I oder V-II einklassifiziert.
Die Kriterien für jeden V-Wert (V steht für
vertikal) sind gemäß UL-94 kurz wie folgt:
"V-0":
Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 5 Sekunden nicht überschreiten, und keine der Proben soll flammende Teilchen abtropfen, die absorbierende Baumwolle entzünden.
Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 5 Sekunden nicht überschreiten, und keine der Proben soll flammende Teilchen abtropfen, die absorbierende Baumwolle entzünden.
"V-I":
Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht überschreiten, und das Glühen soll in vertikaler Richtung in der Probe nicht weiter als 0,318 cm (⅛ inch) wandern, nachdem die Flamme erloschen ist, und das Glühen soll nicht fähig sein, absorbierende Baumwolle zu entzünden.
Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht überschreiten, und das Glühen soll in vertikaler Richtung in der Probe nicht weiter als 0,318 cm (⅛ inch) wandern, nachdem die Flamme erloschen ist, und das Glühen soll nicht fähig sein, absorbierende Baumwolle zu entzünden.
"V-II":
Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht überschreiten, und die Proben tropfen brennende Teilchen ab, die absorbierende Baumwolle entzünden.
Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht überschreiten, und die Proben tropfen brennende Teilchen ab, die absorbierende Baumwolle entzünden.
Zusätzlich ist noch festzustellen, daß ein Teststab, der nach
Entfernung der Zündflamme länger als 25 Sekunden brennt, nicht
gemäß UL-94, sondern nach den Standards der vorliegenden Erfindung
mit "brennt" bezeichnet wird. Weiterhin erfordert UL-94,
daß alle Teststäbe in jeder Testgruppe die V-Bewertung erfüllen,
um die entsprechende Klassifikation zu erhalten. Andernfalls
erhalten die 5 Stäbe die Bewertung des schlechtesten
Einzelstabes. Wenn beispielsweise ein Stab als V-II klassifiziert
wird und die anderen vier Stäbe als V-0 klassifiziert
werden, dann ist die Bewertung für alle fünf Stäbe V-II.
Die Testplatten wurden in einem Gardner-XL 10-CDM-Gerät auf
die Lichtdurchlässigkeit getestet. Die Daten zeigen die Menge
des einfallenden Lichtes, das durch die Testplatten hindurchgeht,
wobei Luft als Medium mit 100%iger Durchlässigkeit
zugrundegelegt wurde.
Die Ergebnisse mit den im Rahmen der vorliegenden Erfindung
verwendeten verschiedenartigen Zusatzstoffe sind nachfolgend
aufgeführte Beispiele A bis N, wobei ein Kontrollversuch unter Verwendung des
aromatischen Polycarbonats durchgeführt wurde, bei dem indessen
kein Zusatzstoff von der vorstehend erwähnten Art benutzt
wurde und Vergleichsversuche (I bis XVI) durchgeführt wurden, bei
denen jeweils nur einer der beiden Zusatzstoffe zugesetzt wurden.
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Wirkung der Zusatzstoffe
der vorliegenden Erfindung in Form eines fein
zerteilten Feststoffes und in Form einer konzentrierten
wäßrigen Lösung zu demonstrieren.
Bei der Herstellung der Testproben dieses Beispiels wurden
100,00 Teile des Polycarbonats nach Beispiel 1 mit den in
der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführten Mengen des Zusatzstoffes
durch Zusammenmischen der Ingredienzien gemischt.
Die Testprobestücke wurden dann unter Verwendung des gleichen,
in Beispiel 1 verwendeten Verfahrens ausgeformt. Die Testprobestücke
wurden dem Test für die Lichtdurchlässigkeit
gemäß Beispiel 1 unterworfen. Ebenfalls wurden die Probestücke
in einem Gardner-Trübungsmesser auf die Trübung getestet.
Dabei wird der Prozentsatz des gesamten durchgelassenen
Lichtes ermittelt, der von dem normalen Durchtritt um
einen Winkel von mehr als 2° gestreut wird. Die Resultate
sind in der nachfolgenden Tabelle 2 aufgeführt, wobei die Proben
K bis N die erfindungsgemäße Polycarbonatzusammensetzung
erläutern. Die Proben A bis J stellen Vergleichsversuche dar.
Claims (14)
1. Nicht-opake flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung bestehend
aus
- A) einem aromatischen Polycarbonat,
- B) 0,001 bis 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Polycarbonats
eines Zusatzstoffes, ausgewählt aus der
Gruppe, bestehend aus
- a) monomeren und polymeren Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von aromatischen Sulfonsulfonaten;
- b) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von monomeren aromatischen Sulfonaten und polymeren aromatischen Sulfonaten
- c) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von monomeren aromatischen substituierten Sulfonsäuren und polymeren, substituierten, aromatischen Sulfonsäuren, in denen der Substituent ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Elektronen-entziehenden Rest und Mischungen derselben;
- d) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von monomeren oder polymeren Phenolestersulfonsäuren;
- e) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von heterocyclischen Sulfonsäuren;
- f) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von Sulfonsäuren aromatischer Sulfide;
- g) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von Sulfonsäuren aromatischer Ketone;
- h) Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von substituierten
und unsubstituierten Sulfonsäuren monomerer
und polymerer aromatischer Äther
oder Mischungen derselben
- C) 0,001 bis 2,0 Teile pro 100 Teile des aromatischen Polycarbonats eines anorganischen Alkalimetallhalogenids und/oder Erdalkalimetallhalogenids, wobei der Halogensubstituent Brom, Chlor oder Jod ist und das aromatische Polycarbonat, die organischen Metallsalze oder die Mischungen derselben und die anorganischen Alkali- und/oder Erdalkalihalogenide jeweils einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweisen und gegebenenfalls
- D) üblichen Zusätzen.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Metallsalz Natriumdiphenylsulfon-4-sulfonat ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Metallsalz Kaliumdiphenylsulfon-3-sulfonat ist.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das Metallsalz Dikaliumdiphenylsulfon-3,3′-disulfonat ist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das
Metallsalz Natrium-2,5-dichlorbenzolsulfonat ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Metallsalz Polynatrium-polystyrolpolysulfonat ist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
das Metallsalz Polykalium-poly(chlorstyrol)-polysulfonat ist.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
das anorganische Alkalimetallhalogenid Natriumchlorid, Natriumbromid,
Kaliumchlorid, Kaliumbromid oder Kaliumjodid ist.
9. Verfahren zur Herstellung einer Polycarbonat-Zusammensetzung
nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,
daß das Polycarbonat mit einer Lösung, die
eines der im Anspruch 1 genannten organischen Alkalimetallsalze
oder Erdalkalimetallsalze oder Mischungen derselben
enthält, gemischt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lösung aus dem organischen Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz
oder Mischungen derselben ein anorganisches
Alkalimetallhalogenid und/oder Erdalkalimetallhalogenid
aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lösung, die das organische Alkalimetallsalz oder
Erdalkalimetallsalz oder Mischungen derselben enthält,
eine wäßrige Lösung ist.
12. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1 bis 8 zur Herstellung von Formkörpern.
13. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1 bis 8 zur Herstellung von Platten.
14. Verwendung der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche
1 bis 8 zur Herstellung von Pellets.
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