WO2006056356A2 - Polymermasse enthaltend ein phosphorhaltiges additiv, diese polymermasse enthaltende formkörper, filmfasern oder formteile - Google Patents

Polymermasse enthaltend ein phosphorhaltiges additiv, diese polymermasse enthaltende formkörper, filmfasern oder formteile Download PDF

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    • 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
    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5317—Phosphonic compounds, e.g. R—P(:O)(OR')2
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08K5/49—Phosphorus-containing compounds
    • C08K5/51—Phosphorus bound to oxygen
    • C08K5/53—Phosphorus bound to oxygen bound to oxygen and to carbon only
    • C08K5/5313—Phosphinic compounds, e.g. R2=P(:O)OR'

Definitions

  • the invention relates to a polymer composition which is a known from the prior art polymer and an additive of the general formula I.
  • R 1 C 1 -C 18 -alkyl, linear or branched, or H
  • R 2 C 6 -C 16 -alkyl, linear or branched, or aryl
  • R 3 H, OH
  • R 4 OR 6 or H
  • the additive serves to stabilize the heat and flame retardants.
  • the invention relates to moldings, films, fibers or moldings which are formed from said polymer composition.
  • thermoplastics usually takes place in the melt.
  • the structural and state changes occurring in this case lead to the fact that there is frequently a change in the chemical
  • flame retardants can influence the stability of the plastic during melt processing. Flame retardants are frequently added in high dosages in order to ensure sufficient flame retardancy of the plastic according to international standards. Due to the chemical reactivity required for the flameproofing effect at high temperatures, flame retardants can impair the processing stability of plastics. Thus, for example, increased polymer degradation, crosslinking reaction, emanation or discoloration may occur. On the other hand, these effects may not occur at all or only in a weakened form in the case of plastics processing without flame retardants.
  • thermoplastic polymers the salts of phosphinic acids, ie phosphinates, have proven to be effective, flame-retardant additives.
  • EP 0 699 708 has described calcium and aluminum phosphinates in polyesters as being particularly effective, These impair the material properties of the polymer compositions less than, for example, the alkali metal salts.
  • a polymer composition which contains a polymer which is conventional in the prior art.
  • a polymer which is conventional in the prior art.
  • These include u.a. Polyolefins, polyphenylenes, polyesters, polycarbonates, polyacetals, polyethers, epoxy resins, polyamides, polyurethanes, polyimides, rubbers, polysulfones, polysiloxanes and their copolymers or polymer alloys.
  • R 2 C 1 -C 6 -alkyl, linear or branched, or aryl,
  • R 3 H, OH
  • R 4 OR 6 or H
  • R 6 H + , alkali metal ions, NH 4 +
  • the stabilizer mentioned here causes in the polymer mass a significant color stabilization or reduction of the yellowing effect on heat on the polymer composition.
  • radicals R 1 and R 2 are preferably independently of one another hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl, linear or branched, or phenyl.
  • radicals R 1 and R 2 are particularly preferably selected independently of one another from the group consisting of hydrogen, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentyl, n-octyl and phenyl ,
  • the radical R 6 is preferably a sodium or potassium ion.
  • the polymer composition particularly preferably contains an additive of the formula II
  • the proportion of the additive in the polymer composition is preferably from 0.01 to 20% by weight, particularly preferably from 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of the polymer composition.
  • the polymer composition particularly preferably contains a polyester or a polyamide.
  • further additives can be added to the polymer mass. These are preferably selected from the group consisting of heat protection agents, light stabilizers, antioxidants, fillers, pigments, lubricants, blowing agents, emulsifiers, optical brighteners, antistatics, blowing agents, fungicides, extenders, flame retardants and smoke reducing agents.
  • moldings, films, fibers or moldings made from a plastic are likewise provided, the plastic containing the polymer composition according to the invention.
  • This heat and flame retardant stabilizer is used for the preparation of polymer compositions selected from the group of polyolefins, polyphenylenes, polyesters, polycarbonates, polyacetals, polyethers, epoxide resins, polyamides, polyurethanes, polyimides, rubbers, polysulfones, polysiloxanes and their copolymers or polymer alloys.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Polymermasse, die ein aus dem Stand der Technik bekanntes Polymer und ein Additiv der allgemeinen Formel (I), mit R1 = Cl-C16-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H, R2 = C1-C16-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl, R3 = H, OH, R4 = OR6 oder H und R5 = OR6 mit R6 = H+, Alkalimetallionen, NH4+ oder Formel (II), wobei R1 und R2 die zuvor genannte Bedeutung haben, aufweist. Das Additiv dient dabei der Wärme- und Flammschutzstabilisierung. Weiterhin betrifft die Erfindung Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile, die aus der genannten Polymermasse gebildet sind.

Description

Polymermasse enthaltend ein Additiv, diese Polymer¬ masse enthaltende Formkörper, Filmfasern oder Forin¬ teile
Die Erfindung betrifft eine Polymermasse, die ein aus dem Stand der Technik bekanntes Polymer und ein Addi¬ tiv der allgemeinen Formel I
Figure imgf000002_0001
mit
R1 = Ci-Ciε-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H, R2 = Cχ-Ci6-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl, R3 = H, OH,
R4 = OR6 oder H und
R5 = OR6 mit R6 = H+, Alkalimetallionen, NH4 + oder ,wobei Ri und R2 die zuvor genannte Bedeutung haben,
Figure imgf000003_0001
aufweist. Das Additiv dient dabei der Wärme- und Flammschutzstabilisierung.
Weiterhin betrifft die Erfindung Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile, die aus der genannten Polymer- masse gebildet sind.
Die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen erfolgt in der Regel in der Schmelze. Die dabei ein¬ tretenden Struktur- und Zustandsänderungen führen da- zu, dass es häufig zu einer Änderung der chemischen
Struktur des Grundstoffes kommt. Vernetzung, Oxidati- on, Molekulargewichtsänderung und damit auch Änderun¬ gen der physikalischen und technischen Eigenschaften können so die Folge sein. Um die Belastung der PoIy- mere während der Verarbeitung zu reduzieren, setzt man je nach Kunststoff unterschiedliche Additive ein. Im Allgemeinen werden dabei Stabilisatoren zugesetzt, die die Veränderungsprozesse, wie Vernetzungs- oder Abbaureaktion, unterbinden oder zumindest bremsen. Weiterhin werden den meisten Kunststoffen Gleitmittel beigemengt, die primär die Aufgabe haben, das Flie߬ verhalten der Schmelze zu verbessern.
Bei der Verarbeitung von Kunststoffen werden in der Regel eine Vielzahl unterschiedlicher Additive gleichzeitig eingesetzt, von denen jedes für sich be¬ stimmte Aufgaben übernimmt. So werden Antioxidantien und Stabilisatoren eingesetzt, damit eine chemische Schädigung des Kunststoffs bei der Verarbeitung ver¬ hindert werden kann und anschließend der Kunststoff gegen Umgebungseinflüsse wie Hitze, UV-Licht, Witte- rung und Sauerstoff lange Zeit stabil ist. Gleitmit¬ tel hingegen führen zu einer Verbesserung des Flie߬ verhaltens und verhindern ein zu starkes Kleben der Kunststoffschmelze an heißen Maschinenteilen. Ebenso wirken sie als Dispergiermittel für Pigmente, Füll- und Verstärkungsstoffe.
Die Verwendung von Flammschutzmitteln kann die Stabi¬ lität des Kunststoffs bei der Verarbeitung in der Schmelze beeinflussen. Flammschutzmittel werden häu- fig in hohen Dosierungen zugesetzt, um einen ausrei¬ chenden Flammschutz des Kunststoffs nach internatio¬ nalen Normen sicherzustellen. Aufgrund der chemischen Reaktivität, die für die Flammschutzwirkung bei hohen Temperaturen erforderlich ist, können Flammschutzmit- tel die Verarbeitungsstabilität von Kunststoffen be¬ einträchtigen. So kann es beispielsweise zu verstärk¬ tem Polymerabbau, zu Vernetzungsreaktion, zur Ausga¬ sung oder zu Verfärbungen kommen. Diese Effekte tre¬ ten hingegen bei einer Kunststoffverarbeitung ohne Flammschutzmittel eventuell gar nicht oder nur in ab¬ geschwächter Form auf.
Insbesondere für thermoplastische Polymere haben sich die Salze von Phosphinsäuren, d.h. Phosphinate, als wirksame, flammhemmende Zusätze erwiesen. So sind in der EP 0 699 708 Calcium- und Aluminiumphosphinate in Polyestern als besonders wirksam beschrieben worden, wobei diese die Materialeigenschaften der Polymermas¬ sen weniger als z.B. die Alkalimetallsalze beein¬ trächtigen.
Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Er¬ findung, neue Stabilisatoren für Polymermassen be¬ reitzustellen, die die weiteren Eigenschaften der Po¬ lymere möglichst wenig beeinträchtigen und eine ein¬ fache Verfahrensführung ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch die Polymermasse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die diese Polymermasse enthaltenden Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile gemäß Anspruch 9 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch den Wärme- und Flammschutzstabilisator gemäß
Anspruch 10 sowie dessen Verwendung gelöst. Die wei¬ teren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Wei¬ terbildungen auf.
Erfindungsgemäß wird eine Polymermasse bereitge¬ stellt, die ein nach dem Stand der Technik gängiges Polymer enthält. Hierzu zählen u.a. Polyolefine, Po- lyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Po- lyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane sowie deren Copolymere oder Polymerlegierungen.
Weiterhin enthält die Polymermasse mindestens ein Ad¬ ditiv der allgemeinen Formel I
Figure imgf000006_0001
mit Ri = Ci-Ci6-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H,
R2 = Ci-Cie-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl,
R3 = H, OH
R4 = OR6 oder H und
R5 = OR6
mit R6 = H+, Alkalimetallionen, NH4 +
oder ,wobei Ri und R2 die zuvor genannte Bedeutung haben.
Figure imgf000006_0002
Der hier genannte Stabilisator bewirkt in der Poly¬ mermasse eine deutliche Farbstabilisierung bzw. Re¬ duktion der Vergilbunng bei Hitzeeinwirkung auf die Polymermasse.
Vorzugsweise sind die Reste Ri und R2 unabhängig von¬ einander Wasserstof, Ci- bis Cg-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Phenyl.
Besonders bevorzugt sind die Reste Ri und R2 vonein¬ ander unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, n-Octyl und Phenyl.
Der Rest R6 ist vorzugsweise ein Natrium- oder Kali¬ um-Ion. Besonders bevorzugt enthält die Polymermasse ein Ad¬ ditiv der Formel II
Figure imgf000007_0001
Der Anteil des Additives in der Polymermasse beträgt bevorzugt 0,01 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Poly¬ mermasse.
Besonders bevorzugt enthält die Polymermasse ein Po- lyester oder ein Polyamid. Weiterhin können der Poly¬ mermasse weitere Zusatzstoffe zugesetzt sein. Diese sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wärmeschutzmitteln, Lichtschutzmitteln, Antioxi- dantien, Füllstoffe, Pigmente, Gleitmittel, Treibmit- tel, Emulgatoren, optische Aufheller, Antistatiker, Blähmittel, Fungizide, Streckmittel, Flammschutzmit¬ tel und Rauchverminderungsmittel.
Erfindungsgemäß werden ebenso Formkörper, Filme, Fa- sern oder Formteile aus einem Kunststoff bereitge¬ stellt, wobei der Kunststoff die erfindungsgemäße Po¬ lymermasse enthält.
Besonders hervorzuheben in seiner stabilisierenden Wirkung ist der Wärme- und Flammschutzstabilisator der allgemeinen Formel II
Figure imgf000008_0001
Verwendung findet dieser Wärme- und Flammschutzstabi¬ lisator zur Herstellung von Polymermassen ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Poly¬ ester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxid¬ harze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschu- ke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen.

Claims

Patentansprüche
1. Polymermasse enthaltend ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, PoIy- ether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Po- lyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t ,
mindestens ein Additiv der allgemeinen Formel I
Figure imgf000009_0001
mit
Ri = Ci-Ciδ-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H, R2 = Ci-Ci6-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl,
R3 = H, OH R4 = OR6 oder H und
R5 = OR6
mit R6 = H+, Alkalimetallionen, NH4 +
oder ,wobei Ri und R2 die zuvor genannte Bedeutung haben,
Figure imgf000009_0002
enthalten ist.
2. Polymermasse nach Anspruch 1,
dadurch gekenzeichnet, dass Ri und R2 unabhängig voneinander H, Ci-Cβ-Alkyl, linear oder ver- zweigt, oder Phenyl ist.
3. Poylmermasse nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass Ri und R2 unabhän- gig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso- Propyl, n-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, n-Octyl und Phenyl.
4. Polymermasse nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass R3 = Na+ oder K+ ist.
5. Polymermasse nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Additiv der Formel II
II
Figure imgf000010_0001
6. Polymermasse nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass in der Polymermasse 0,01 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-
% enthalten sind.
7. Polymermasse nach einem der vorhergehenden An¬ sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermasse ein Polyester oder ein Polyamid enthält.
8. Polymermasse nach einem der vorhergehenden An- sprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermasse weiterhin Zusatzstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wärmeschutzmittel, Lichtschutzmit- tel, Antioxydantien, Füllstoffe, Pigmente,
Gleitmittel, Treibmittel, Emulgatoren, optische Aufheller, Antistatika, Blähmittel, Fungizide, Streckmittel, Flammschutzmittel und Rauchvermin¬ derungsmittel enthält.
9. Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile aus ei¬ nem Kunststoff enthaltend die Polymermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
10. Wärme- und Flammschutzstabilisator der allgemei¬ nen Formel II.
Figure imgf000011_0001
11. Verwendung des Wärme- und Plammschutzstabilisa- tors nach Anspruch 10 zur Herstellung von Poly¬ mermassen ausgewählt aus der Gruppe der Polyole- fine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfo- ne, Polysiloxane und deren Copolymere oder Poly¬ merlegierungen.
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