DE2551718A1 - Brandgeschuetzte polyamidformmassen - Google Patents

Description

25S1718

BASF Aktiengesei-lscnaft

Unser Zeichens O₀Z₀ 31 682 Ka/MK 6700 Ludwigshafen, den 1^.11.1975

Brandgeschützte Polyamidformraassen

Die vorliegende Erfindung betrifft die Plaramschutzausrüstimg von gefüllten Polyamidformmassen mit erhöhter Steifigkeit und isotropem Sehwindungsverhalten mit rotem Phosphor_o

Es ist bekannt j daß die mechanischen Eigenschaften von Polyamidformmassen, insbesondere die Steifigkeit^ durch Zusatz von z«B* Glasfasern wesentlich verbessert werden können« Allerdings leidet darunter das Br and verbal ten der For35aaassen_s so daß für einen ausreichenden Brandschutz, z,B_e durch Zusatz von Halogenverbindungen, deutlich mehr Flammschutzmittel nötig ist als bei un verstärk tem Polyamid. Aus der DT=AS ..19 31 3θ? ist es jedoch bekannt, daß mit rotem Phosphor als Flammschutzmittel in glasfaserverstärktem Polyamid bereits durch Zugabe relativ geringer Mengen roten Phosphors eine ausgezeichnete Flammsehutzwirkung ersielt werden kann*

Solcherart flassafest ausgerüstete glasfaserverstärkte Polyamide haben jedoch den Haehteil* äaS infolge der Orientierungsneigung der Glasfasern beim Spritzgießen die entsprechenden Fertigteile ein unterschiedliches Sehwindungsverhalten aufweisen, was in Anbetracht der Fälligkeit von Polyamiden, nachträglich Wasser aufnehmen zu können, einen Einsatz'für Teile mit hoher MaA-genauigkeit einschränkt»

Aufgabe der Erfindung war es daher, ein brandgeschlitztes, bei Beflammung nicht tropfendes Polyamid mit erhöhter Steifigkeit zu schaffen, das sich in Schwindung und Verzug isotrop verhält.

Uberrasehend ward« nun gefunden» daß bei Polyamiden, die mineralische Füllstoffe zuB« auf Silikatbasis wie s»B. *Talk«ia_s Kaolin, Quarzaehl oder Glimmer aber auch Kreide» Aluminiumoxid oder Slaskngeln aus S- oder Α-Glas als Füllstoff enthalten durch

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Zugabe relativ geringer Mengen an rotem Phosphor eine ausgezeichnete Plammschutzwirkung erzielt werden kann, ohne daß zusätzlich faserförmige Verstärkungsmaterialien wie z.B. Ε-Glasfasern vorliegen müssen,. Solcherart gefüllte Formmassen weisen zudem ein isotropes Schwindungsverhalten auf. Bei einigen der obengenannten Füllstoffe ist zudem ein positiver Effekt auf die Stabilität des roten Phosphors in Polyamid zu beobachten. So werden beispielsweise die gelegentlich unter ungünstigen Bedingungen als Zersetzungsprodukte des roten Phosphors auftretenden Mengen an Phosphin und Phosphorsäuren in Gegenwart von ZoB. Kaolin, Talkum oder Kreide deutlich reduziert»

Gegenstand der Erfindung sind demgemäß brandgeschützte thermoplastische Formmassen, bestehend aus?

1) einem thermoplastischen Polyamid

2) rotem Phosphor als Flammschutzmittel

3) Talkum oder Kaolin oder Glimmer oder Kreide oder Glaskugeln aus A- oder E-Glas oder Gemische dieser als Füllstoff

Die verwendeten Füllstoffe kommen im allgemeinen in Mengen zwischen 10 und 50 Gew„$, vorzugsweise 20 und 40 Gew„%, bezogen auf das Gewicht der Formmasse, zur Anwendung,. Sie können gegebenenfalls mit einem Haftvermittler, einem Netzmittel oder einem überzug ähnlich einer Glasfaserschlichte ausgerüstet sein. Die Teilchengröße der verwendeten Füllstoffe liegt im allgemeinen unter 40/Um, bevorzugt unter 14 ,um. Im Falle von Glimmer als Füllstoff soll der Blättchendurchmesser zwischen 5 ° 10"^ und 2 mm betragen, das Seitenverhältnis, definiert als das Verhältnis von Durchmesser zu Stärke der Glimmerplättchen soll zwischen 20 ; 1 und 200 ι 1 liegen»

Die Materialien können als Pulver, aber auch in kompaktierter Form, gegebenenfalls mit eventuell dafür notwendigen Zuschlägen eingesetzt werden.

Der zur Brandschutzausrüstung notwendige rote Phosphor kann in Mengen von 0,5 bis 12 Gew„/?, vorzugsweise 2 bis 8 Gew.55, bezogen

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auf die Gesamtmenge der Formmasse verwendet werden. Es können handelsübliche technische Qualitäten, aber auch Phosphorkonzentrate in Caprolaetam, E-Waehs oder Polyamid mit 20 bis 90 % rotem Phosphor zum Einsatz kommen. Der rote Phosphor kann als stabilisierende Zuschläge Metalloxide, Metallsalze sowie organische Komplexbildner in Mengen bis zu 3 ßew«$₅ bezogen auf Phosphor,, enthalten,, Die mittlere Größe der in gefülltem Polyamid verteilten Phosphorpartikel soll zwischen 0,0001 und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,001 und 0,2 mm Durchmesser liegen*

Als Polyamide im Rahmen der Erfindung kommen 6-Polyamid_s 6,6-Polyamid und 6«1Q-Polvanld in Präge sowie Copolyamide und Mischungen dieser Polyamide, Die K-Werte der Polyamide (gemessen nach H. Pikentscher, Celiulos«chemie 13 (1932) Seite 58 bei 25°C in Konzentration von 0,5 g in 100 ml 98 $-iger Schwefelsäure) sollen zwischen 60 und 85* vorzugsweise «wischen 65 und 75 liegen« Außer uen aufgeführten Zusatzstoffen können die erfindungagesäßen Formmassen noch die üblichen Stabilisatoren» Verarbeitungshilfsisittel, Schmiermittel, Farbstoffe und Pigmente enthalten» Das Einarbeiten der Zusatzstoffe in Polyamid kann mit bekannten Maschinen Z₉B = Extrudern, Walzen oder Knetern erfolgen. Gelegentlich ist es vorteilhaft, wenn man die Zusatzstoffe zuvor vermischt und diese dann in die Hauptmenge des Kunststoffs einarbeitet«

Beispiele

Polyamid 6*6 mit einem K-Wsrfc von 72 wurde auf einem Zweiwellenextruder bei Temperaturen von 28Ö°C aufgeschmolzen* Füllstoffe und roter Phosphor in Form eines 30 gew.l-igen Konzentrates im. Polyamid 6*6 wurden über eine öffnung, die sieh stromabwärts befindet, zugegeben, wie es in der tJS-PS 3 3Q^i 282 oder in «Kunststoffe¹¹, Band H$ (1959), Seite 5^3 besehrieben ist. Bie verwendeten Mengen sind in Tabelle 1 aufgeführt. Die angegebenen Prozente beziehen sieh auf das Gewicht, Die Mischung wurde durch Düsen ausgepreßt, als Stränge abgezogen und nach dem Abkühlen granuliert*

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Zur Untersuchung der Brennbarkeit wurden aus den getrockneten Granulaten Prüfkörper in den Abmessungen 1,5 χ 13 x 130 mm durch Spritzgießen hergestellt. Die Prüfung der Flammfestigkeit erfolgte in Anlehnung an die Vorschrift von Unterwriter's Laboratories Nr, 94, wobei die senkrecht hängenden Prüfkörper 10 Sekunden lang mit einer Bunsenbrennerflamme beflammt werden»

Die Steifigkeit der Proben wurde durch Messung des Zug-E-Moduls nach DIN 53 455 bestimmt.

Zur Messung des richtungsabhängigeη Schwindungsverhaltens wurden boxenähnliche Prüfkörper gespritzt«, Die Abweichung von Sollmaß in Längs- und Querrichtung wurde sowohl im spritzfrischen als auch im konditionierten Zustand bestimmte

Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 zusammengefaßte Tabelle 1

Versuch 1:

Versuch 2;

Versuch 3:

Versuch 4:

Versuch 5ϊ

60 % Polyamid 6„6

10 % Konzentrat von rotem Phosphor in Polyamid 6„6

30 % Talkum

60 % Polyamid

10 % Konzentrat von rotem Phosphor in Polyamid 6„6

30 % Kaolin

60 % Polyamid 6„6

10 % Konzentrat von rotem Phosphor in Polyamid 6„6

30 % Glimmer

56,67 % Polyamid

13s33 % Konzentrat von rotem Phosphor in Polyamid

30,00 % Kreide

56,67 % Polyamid

13,33 % Konzentrat von rotem Phosphor in Polyamid

30,00 % E-Glaskugeln

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0.2. jn 6C

Tabelle 2

Versuch	Brandverhalten	Zug-E-Modul /Nmm J	Schwindung/Verzug
1	verlöscht ohne Abtropfen	10 500	gleichförmig
2	verlöscht ohne Abtropfen	8 400	gleichförmig
3	verlöscht ohne Abtropfen	11 200	fast gleichförmig
4	verlöscht ohne Abtropfen	5 900	gleichförmig
5	verlöscht ohne Abtropfen	6 000	gleichförmig

Es ist ersichtlich, daß aus den erfindungsgemäßeη Formmassen Formkörper mit einer günstigen Kombination von Brandverhalten, Steifigkeit und Schwindungseigenschaften erhältlich sind.

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Claims (4)

O.Z. 31 682 Patentansprüche

1. Brandgeschützte thermoplastische Formmassen, bestehend aus

a) einem thermoplastischen Polyamid

b) rotem Phosphor

c) Talkum oder Kaolin oder Glimmer oder Kreide oder Glaskugeln aus E- oder Α-Glas oder Gemische daraus als Füllstoff»

2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,5 bis 12 Gewo# roten Phosphor und 10 bis 50 Gew„# Füllstoffe enthalten, wobei sich die Gewichtsmengen auf die gesamte Formmasse beziehen,,

Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der rote Phosphor als Pulver oder als Konzentrat in Caprolactam oder Ε-Wachs oder Polyamid zur Anwendung kommt.

4. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffe eine Teilchengröße unter 50/um, vorzugsweise unter lO^um, aufweisen.

BASF Aktiengesellschaft

ORIGINAL INSPECTED

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