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DE2114235B2 - Selbstverlöschende Polyamid-Formmassen - Google Patents

Selbstverlöschende Polyamid-Formmassen

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Publication number
DE2114235B2
DE2114235B2 DE19712114235 DE2114235A DE2114235B2 DE 2114235 B2 DE2114235 B2 DE 2114235B2 DE 19712114235 DE19712114235 DE 19712114235 DE 2114235 A DE2114235 A DE 2114235A DE 2114235 B2 DE2114235 B2 DE 2114235B2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
polyamide
compounds
flame
zinc oxide
mixtures
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE19712114235
Other languages
English (en)
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DE2114235A1 (de
Inventor
August Dr. Boeckmann
Karl-Heinz Dr. Hermann
Peter Dr. Tacke
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Bayer AG filed Critical Bayer AG
Priority to DE19712114235 priority Critical patent/DE2114235B2/de
Publication of DE2114235A1 publication Critical patent/DE2114235A1/de
Publication of DE2114235B2 publication Critical patent/DE2114235B2/de
Pending legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/18Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
    • C08K3/20Oxides; Hydroxides
    • C08K3/22Oxides; Hydroxides of metals
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/02Halogenated hydrocarbons

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

3 4
kennzeichnet sind, daß sie 2 bis 25 Gewichtsprozent relativen Viskosität 3,1 wurden im Einwellenextruder einer organischen Chlor- und/oder Bromverbindung 100 g Chlornaphthalin (Chlorgehalt etwa 60%), 60 g mit Ibis 25 Gewichtsprozent eines Zinkoxid-Eisenoxid- Zinkoxid, 20 g Eisenoxid (Fe1OJl bei etwa 230° C Gemisches oder Gemische aus Zink- und Eisenverbin- gleichzeitig eingearbeitet Aus dem Produkt wurden düngen, die bei erhöhter Temperatur oder bei Be- S im Spritzgußverfahren Probestäbe der Abmessungen flammung unter Bildung der Oxide reagieren, ent- 1,6 χ 12,7 X128 mm und 6,4 χ 12,7 X128 mm hergehalten, stellt Itn Brandversuch nach UL, Subj. 94, brannten
Als organische Halogenverbindungen kommen alle die Probestäbe etwa 5 see, höchstens jedoch 8 see Chlor- und Bromverbindungen in Betracht, die die nach und tropften nicht ab. Damit entspricht das Einarbeitung in die Polyamide bei Temperaturen bis io Polyamid der Gruppe SE L 3000C und darüber unzersetzt überstehen, z. B. Dekachlordiphenyl, Dekachlordiphenyläther, Oktachloridphenyläther, Hexabromdiphenyläther, Hexachlorbenzol, Oktachlornaphlhaiin, Derivate der Tetracjilor-
phthalsäure usw. Diese Substanzen werden in Mengen 15 .
von 2 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise von 6 bis Beispiel2
15%, eingesetzt.
1 bis 25 Gewichtsprozent, vorzugsweise 6 bis 10 Ge- Analog Beispiel 1 wurden an Stelle des Zinkoxid-
wichtsprozent Zinkoxid-Eisenoxid-Gemische in den Eisenoxid-Gemisches 120 g Zinkoxid in das verstärkte 6-Polyamid-Formmassen bewirken in Verbindung mit ao 6-Polyamid eingearbeitet und das Produkt dem Brandden obengenannten Halogenverbindungen SE-I- test wie oben unterworfen. Die Probestäbe brannten Flammschutz. Hingegen sind 12 und mehr Gewichts- teilweise länger als 60 see nach. Einige dünne Stäbe Prozent der einzelnen Oxide für sich dazu nicht in der brannten vollkommen ab. Die Beflammung erfolgte, Lage. wie gemäß UL, Subj. 94, vorgeschrieben, 10 see lang
Große Mengen Zinkoxid oder Eisenoxid für sich 35 mit einer kleinen Normbunsenflamme. vermögen demgemäß als synergetische Zusätze (bezogen auf die Halogenverbindung) viel weniger als
kleine Mengen von Zinkoxid-Eisenoxid-Gemischen.
Das Mengenverhältnis der beiden Oxide im Gemisch
ist von untergeordneter Bedeutung. So verhalten sich 30 .
z. B. Gemische, die 75 Gewichtsprozent Zinkoxid und Beispiels
25 Gewichtsprozent Eisenoxid enthalten, nahezu
gleich gut wie Gemische mit umgekehrtem Mengenverhältnis. Analog Beispiel 1 wurden an Stelle des Zinkoxid-
AIs Eisenoxide werden Fe1O, oder Fe9O4 bzw. 35 Eisenoxid-Gemisches 120 g rotes, feinst gepulvertes deren Gemische verwendet. Eisenoxid (Fe1O3) eingearbeitet Der Brandtest dieses
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden An- Produktes verlief ähnlich wie bei Beispiel 2. Die dünnen meldung ist ein Verfahren zur Herstellung gegebenen- Prüfstäbe brannten teilweise vollkommen ab. Damit falls Füllstoffe enthaltender selbstverlöschender Poly- muß das Material gemäß UL, Subj. 94, als nicht amid-Formmassen, das dadurch gekennzeichnet ist, 4° selbstverlöschend bezeichnet werden, daß aliphatische oder aromatische Chlor- und/oder
Bromverbindungen, die unter den Einarbeitungsbedingungen nicht mit den Polyamid-Formmassen reagieren,
Zinkoxid und Eisenoxid entweder für sich nacheinander oder Gemische aus Zinkoxid und Eisenoxid 45 . . . . . getrennt oder zusammen mit den Chlor- und/oder υ e 1 s ρ 1 e 1 4 Bromverbindungen in die Polyamid-Formmassen eingearbeitet werden.
An Stelle der Oxide können auch Substanzen ver- In 1 kg Polyamid-Gemisch, bestehend aus 280 g
wendet werden, aus denen bei erhöhter Temperatur 50 6,6-Polyamid, 420 g 6-Polyamid und 300 g Glasfasern oder bei Beflammung die Oxide entstehen, z. B. Carbo- (mittlere Länge etwa 250 μ), wurden bei etwa 2500C nate oder Acetate. Die genannten Polyamid-Form- im Einwellenextruder ein Gemisch aus 100 g feinst massen eignen sich vorzüglich zur Herstellung von gepulvertem Dekachlordiphenyl, 60 g ZnO und 20 g flammfesten Spritzguß-Artikeln. Fe1O1 eingearbeitet. Die aus dem Produkt gespritzten
Die Flammschutz-Zusätze bewirken, daß das Poly- 55 Prüfstäbe entsprachen in ihrem Brandverhalten wieder amid beim Beflammen sehr schnell oberflächlich ver- der Gruppe SE 1, gemäß UL, Subj. 94. kohlt. Beim Entfernen der Zündflamme erlischt die
Substanz nach wenigen Sekunden, da tieferliegende
Schichten des Polyamids durch die Kohleschicht der
Einwirkung der Flamme entzogen werden. Außerdem 60
verhindert die Kohlekruste ein Abtropfen des Ma- _ . .,-...,,
terials. Beispiele 5 bis 11
Beispiel 1 ,^. .,-·..-...
65 Die in der folgenden Tabelle zusammengefaßten
Polyamid-Formmassen wurden gemäß Beispiel 1 herin 1 kg mit 30 Gewichtsprozent Glasfasern (mirt- gestellt und nach UL, Subj. 94, auf Brandverhalten lere Länge etwa 250 μ) verstärktes 6-Polyamid der geprüft:
Polyamid-
typ
5 Halogenverbindung
eingearbeitete Menge
(Gewichtsprozent)
Menge an
ZnO-Fe1O1-
Gemisch
(Gewichts
prozent)
ti Einarbei-
tungstem-
peratur
(°Q
Brandver-
halten
Beispiel 11 Glasfaser-
gehalt
(Gewichts
prozent)
Dekachlordipheryl, 10 8 Anteil ZnO
im Oxyd-
gcmiscfc
(Gewichts
prozent)
250 SEI
5 6 25 Hexabromdiphenyläther,
6
7 75 230 SEI
6 6 30 Dekachlordiphenyl, 10 8 75 245 SEI
7 6,6 30 Chlornaphthalin
wie Beispiel 1,10
6 25 250 SEI
8 6 30 Gktachlordiphenyläther,
10
8 75 220 SEI
6 30 Dekachlordiphenyl, 10 8 50 230 SEI
10 6 Dekachlordiphenyl, 10 10 75 230 n. selbst-
verL
11 1OG
B e i s ρ i e 1 12
In 1 kg mit 30 Gewichtsprozent glasfaserverstärktes 6-Polyamid werden im Einwellenextruder 100 g Chlornaphthalin (Chlorgehalt etwa 60 %), 60 g Zinkoxid und 60 g Eisenoxid (Fe1O3) bei etwa 2300C gleichzeitig eingearbeitet. Aus diesem Produkt werden im Spritzgußverfahren Probestäbe mit den der jeweiligen DIN-Vorschrift entsprechenden Abmessungen hergestellt. Im Trockenzustand wurde die Durchschlagfestigkeit Ed nach DIN 53 481, der Oberflächenwiderstand ρ0 nach DIN 53 482, der spezifische Durchgangswiderstand Qd nach DIN 53 482 und die Kriechstromfestigkeit mit einer Prüflösung F nach dem Prüfverfahren KB, gemäß DIN 53 480/6 bestimmt.
Die Prüfungsergebnisse sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.
Beispiel 13
(Beispiel gemäß USA.-Patent 34 68 843)
In 1 kg 6-Polyamid werden im Einwellenextruder 120 g Zinkchlorid und 50 g Eisenpulver bei etwa 230° C gleichzeitig eingearbeitet. Dabei zeigte sich, daß schon bei Zutritt von nur Spuren von Wasser, wie sie z. B.
*5 in der Luft vorkommen, HCl freigesetzt wird und eine starke Korrodierung des Extruders eintritt. Aus dem Produkt werden, wie im Beispiel 12 angegeben, im Spritzgußverfahren Probestäbe mit den den verschiedenen DIN-Vorschriften entsprechenden Abmessungen hergestellt und die verschiedenen elektrischen Eigenschaften geprüft.
35 Beispiel (kV/cm) Tabelle 1 (Ohm cm) Kriech
strom
festigkeit
40 12
13
gemäß
US-PS
3468 843
225
80

(Ohm)
10»
10e
250
<80
1,5 · 10ls
10»

Claims (9)

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind selbstveriöschende, nicht abtropfende Polyamid-Formmassen, die stark halogenhaltige organische Substanzen und ein Zinkoxid-Eisenoxid-Gemisch ails flamm-
1. Selbstverlöschende Polyamid-Formmassen auf 5 hemmende Zusatzstoffe enthalten, sowie Verfahren Basis 6-, 6,6-, 11-, 12-Polyamid, die gegebenenfalls zur Herstellung derartiger Formmassen.
Füllstoffe enthalten, dadurch ge kann- Es ist z. B. aus der USA.-Patentschrifi M18267 zeichnet, daß sie 2 bis 25 Gewichtsprozent bekannt, daß stark halogenhaltige organist /erbineiner organischen Chlor- und/oder Bromverbin- düngen zusammen mit z. B. Zinkoxid, Bk»>xid usw. dung und 1 bis 25 Gewichtsprozent eines Zinkoxid- io aliphatische Polyamide flammfest zu machen verEisenoxid-Gemisches oder Gemische aus Zink- mögen. Die Produkte entsprechen in ihrem Brand- und Eisenverbindungen, die bei erhöhter Tem- verhalten der Norm ASTM-D 635.
peratur oder bei Beflammung unter Bildung der Reines 6-Polyamid kann auf diese Weise nur
Oxide reagieren, enthalten. schwierig der Norm ASTM-D 635 entsprechend
2. Selbstverlöschende Polyamid-Formmassen 15 flammfest ausgerüstet werden, da große Mengen von nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß z.B. Zinkoxid (15%) hierfür notwendig sind. Hinzu sie 6 bis 15 Gewichtsprozent einer organischen kommt, daß an die Flammfestigkeit von Chemie-Chlor- und/oder Bromverbindung und 6 bis werkstoffen neuerdings wesentlich größere Anforde-10 Gewichtsprozent eines Zinkoxid-Eisenoxid- rangen gestellt werden, als die Norm ASl M-D 635 Gemisches enthalten. ao vorschreibt. Chemiewerkstoffe sollen in ihrem Brand-
3. Selbstverlöschende Polyamid-Formmassen verhalten der Gruppe SE I nach Underwriters Laboranach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie tories, Subject 94, entsprechen. Bei der Untersuchung als Eisenoxid Fe,O3 oder Fe3O4 oder deren Ge- nach dieser Norm werden Probestäbe von >/« und mische enthalten. 1I19 Zoll Dicke in senkrechter Stellung beflammt.
4. Selbstverlöschende Polyamid-Formmassen as 6-Polyamid, das nach den Angaben in der USA.-nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Patentschrift 34 18 267 flammfest ausgerüstet ist, besie als Chlor- und/oder Bromverbindung mit den steht diesen Test nicht. Besonders die dünnen Prüf-Polyamid-Formmassen unter den Einarbeitungs- stäbe brennen leicht vollkommen ab.
bedingungen nicht reagierende aliphatische oder 6-Polyamid, oder Gemische, die vorwiegend 6-PoIyaromatische Chlor- und/oder Bromverbindungen 30 amid enthalten, neigen bei Temperaturen, wie sie beim enthalten, die bis mindestens 200° C thermisch Befiammen auftreten, zur Depolymerisation, und das stabil sind. entstehende Caprolactam bewirkt, daß die Substanz
5. Selbstverlöschende Polyamid-Formmassen vollkommen abbrennt. Deshalb ist die F'ammfestnach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Ausrüstung von 6-Polyamid besonders schwierig. Mit sie als Chlor- und/oder Bromverbindungen Deka- 35 Glasfasern verstärktes 6-Polyamid zeigt, offenbar chlordiphenyl, Oktachlordiphenyläther, Deka- wegen einer Dochtwirkung der Glasfasern, dieses chlordiphenyläther, Oktachlornaphthalin, Hexa- ungünstige Verhalten in ausgeprägtem Maße
bromdiphenyläther, Imide der Tetrachlorphthal- Weiterhin ist aus der USA.-Patentschrift 34 68 843 säure, Oktachlordibenzo-p-dioxin enthalten. bekannt, Polyhexamethylenadipinamid durch Zusatz
6. Verfahren zur Herstellung selbstverlöschender 40 von Zinkhalogenid und metallischem Eisenpulver Polyamid-Formmassen, die gegebenenfalls Füll- flammfest zu machen. Diese Flammschutzmittelstoffe enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß Kombination hat den Nachteil, daß bei ihrer Einaliphatische oder aromatische Chlor- und/oder arbeitung große Schwierigkeiten auftreten. Es wird Bromverbindungen, die unter den Einarbeitungs- nämlich schon bei Zutritt von nur Spuren von Wasser, bedingungen nicht mit den Polyamid-Formmassen 45 wie sie z. B. in der Luft vorkommen, HCI freigesetzt, reagieren, Zinkoxid und Eisenoxid oder Gemische wodurch die Verarbeitungsmaschinen, wie z. B. Exaus Zinkoxid und Eisenoxid getrennt oder zu- truder, stark korridiert werden. Außerdem gehen durch sammen mit den Chlor- und/oder Bromverbin- die Abmischung des Polyamids mit dieser Flammdungen in die Polyamid-Formmassen eingearbeitet Schutzmittel-Kombination die guten elektrischen Isowerden, so lationseigenschaften des Polymeren verloren (vgl.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn- Tabelle 1), so daß dieses Produkt für die meisten Anzeichnet, daß die Einarbeitung über einen Extruder Wendungsgebiete des Polyamids wertlos ist.
erfolgt. Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß
8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekenn- organische Halogenverbindungen zusammen mit Gezeichnet, daß an Stelle von Zinkoxid und Eisenoxid 55 mischen aus Zinkoxid und Eisenoxid nach Einarbei- oder der Gemische aus Zinkoxid und Eisenoxid tung in 6-Polyamid-Formmassen diese in einer Weise Zink- und Eisenverbindungen oder Gemische aus flammfest zu machen vermögen, daß sie in ihrem Zink- und Eisenverbindungen eingearbeitet werden, Brandverhalten der Gruppe SE I nach Underwriters die bei erhöhter Temperatur oder bei Beflammung Laboratories, Subject 94, entsprechen, ohne daß sie unter Bildung der Oxide reagieren. 60 die oben geschilderten Nachteile aufweisen. Dies gilt
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekenn- besonders für mit Glasfasern oder anderen Zusatzzeichnet, daß an Stelle von Zinkoxid und Eisenoxid stoffen gefüllte Polyamide. Auch andere Polyamide oder der Gemische aus Zinkoxid und Eisenoxid können auf diese Weise flammfest gemacht werden, die entsprechenden Carbonate, Acetate oder Ace- z. B. 6,6-, 11-, 12-Polyamid, deren Gemische und tylacetonate eingearbeitet werden. 65 Polyamide auf aromatischer Basis.
Demgemäß betrifft die vorliegende Erfindung gegebenenfalls faserförmige Füllstoffe enthaltende selbst- - verlöschende Polyamid-Formmassen, die dadurch ge-
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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PT3022274T (pt) 2013-07-16 2019-09-10 Deutsche Inst Fuer Textil Und Faserforschung Denkendorf Método para a obtenção de copoliamidas anti-inflamáveis, dos fios de poliamida que podem ser obtidos segundo esse método e aplicação dos referidos fios de poliamida

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