DE1569348C

DE1569348C - Diallylphthalatformmassen

Info

Publication number: DE1569348C
Authority: DE
Inventors: Abraham Jan Berry Richard Chisholm Damelson Conn Dontje (V St A )
Original assignee: Rogers Corp
Current assignee: Rogers Corp
Publication date: 1971-08-05

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Diallylphthalatformmassen und insbesondere auf eine solche Formmasse, die flammverzögernde Mittel enthalt.

Diallylphthalatformmasscn sind bekannt und von großem technischem Wert. Wegen der ausgezeichneten elektrischen Eigenschaften und der Feuchtigkeitsbeständigkeit der daraus erhaltenen Produkte werden sie oft für die Herstellung von elektronischen Komponenten und Schaltern verwendet.

Für diese und andere Zwecke ist es auch zweckmäßig, ihnen Flammbeständigkeit zu verleihen, indem kleinere Mengen an chlorierten organischen Verbindungen und Antimonoxyd eingebracht werden. Die Einbeziehung dieser Materialien in Diallylphthalatformmassen führt jedoch zu einer verringerten thermischen Stabilität der daraus geformten Teile. Insbesondere führt die Einwirkung erhöhter Temperaturen auf solche Teile zu einem erhöhten Gewichtsverlust im Vergleich zu im übrigen äquivalenten nicht flammbeständigen Verbindungen und zur Bildung von Phthalsäureanhydridkristallen. Die Bildung von Phthalsäureanhydridkristallen bewirkt bekanntlich elektrische Mängel in elektronischen Komponenten und Schaltern.

Ziel der Erfindung ist demgemäß eine Diallylphthalatformmasse, die durch Hitze und Druck in ein flammbeständiges, nicht schmelzbares unlösliches Erzeugnis überführbar ist, das gegen Gewichtsverlust und Zersetzung bei erhöhten Temperaturen stabilisiert ist.

Es wurde gefunden, daß die Zugabe von gewissen Metalloxyden un'd Salzen zu üblichen Diallylphthalatformmassen, welche eine chlorierte organische Verbindung und Antimonoxyd enthalten, zu einem flammfesten Erzeugnis führt, das bezüglich Gewichtsverlust bei Einwirkung von hohen Temperaturen stark inhibiert ist.

Eine übliche Diallylphthalatformmasse enthält ein lösliches schmelzbares Vorpolymeres von Diallylphthalat. Als typisches Beispiel eines solchen Polymeren sei auf die USA.-Patentschrift 2 273 891, Beispiel 11, hingewiesen. Das Vorpolymere kann mit einem beträchtlichen Mengenanieil an dem. monomeren Ester selbst vermischt sein, wie es im Beispiel 4 der USA.-Patentschrift 2 370 578 beschrieben ist, und es sei darauf hingewiesen, daß eine Bezugnahme auf das Vorpolymere sich im folgenden auch auf ein Gemisch von Vorpolymeren! und Monomerem bezieht. Im allgemeinen wird die Verwendung von praktisch reinem Vorpolymeren bevorzugt.

Bezogen auf das Gewicht des Vorpolymeren enthält die Formmasse gewöhnlich 100 bis 170% eines anorganischen Füllstoffes wie Ton, Kieselsäure, Glasfaser oder Gemische davon, und 3 bis 5% eines Polymerisationskatalysators, der gewöhnlich ein organisches Peroxyd, wie Benzoylperoxyd, tert.-Butyl-perbenzoat, Laurylperoxyd oder Methyläthylketonperoxyd, ist.

Die Formmasse enthält gewöhnlich auch Nebenbestandteile, wie Farbstoffe, Pigmente, Inhibitoren, Gleitmittel und Leime in der Größenordnung von insgesamt 5 bis 20%, bezogen auf das Gewicht des Vorpolymeren.

Wie schon erwähnt, wird dem endgültig geformten Erzeugnis Flammbeständigkeit verliehen, indem in die Formmasse ein Gemisch einer chlorierten organischen Verbindung und von Antimonoxyd eingebracht wird. Die chlorierte organische Verbindung kann irgendeine der üblicherweise zur Verleihung von Flammbesländigkeit durch Lieferung von freiem Chlor oder Chlorwasserstoff durch Zersetzung bei hohen Temperaturen verwendete Verbindung sein. Im allgemeinen kann gesagt werden, daß eine Menge an anorganischer chlorhaltiger Verbindung vorhanden sein soll, die zur Lieferung von 5 bis 10% Chlor, bezogen auf das Gewicht des Vorpolymeren, befähigt ist.

Als typische Beispiele von verwendbaren chlorierten

ίο organischen Verbindungen seien Diallylchlorendate der Formel

ci — c

Cl-C

und Perchlprpentacyclodecan der Formel
™ Cl Cl

Cl

erwähnt.

Von den beiden Verbindungen wird Diallylchlorendate bevorzugt, und bei Verwendung derselben liegt sie in der Formmasse in einer Menge von 10 bis 15%, bezogen auf das Gewicht des Vorpolymeren, vor. Es sei darauf hingewiesen, daß Diallylchlorendate selbst während der Härtung der Formmasse unter Hitze und Druck polymerisieren kann.

Antimonoxyd ist in der Formmasse in einer Menge vorhanden, die zumindest 6% entspricht, und obwohl die "Menge nicht kritisch ist, werden 6 bis 10%, bezogen auf das Gewicht des Diallylphthalatvorpolymeren, bevorzugt.

Metalloxyde und Salze, von denen gefunden wurde, daß sie den geformten Erzeugnissen erfindungsgemäß Hitzestabilität verleihen, sind hydratisierles Alumini-

i>5 umoxyd (Al₂O, · 3H₂O), Zinkoxyd, Magnesiumoxyd, Magnesiumkarbonat, Kalziumkarbonat, Magnesiumsilikat und Bleioxyde. Von diesen Substanzen wird hydratisiertes Aluminiumoxyd stark bevorzugt, da

ί 569

es die geformten Erzeugnisse gegen Gewichtsverlust bei erhöhten Temperaturen stabilisiert, ohne irgendeinen Verlust der Flammbeständigkeit zu bewirken. Alle anderen aufgeführten Substanzen bewirken einen gewissen Verlust an ■ Flammbeständigkeit bei Verwendung in ausreichenden Mengen, um den Gewichtsverlust bei erhöhter Temperatur merklich herabzusetzen.

Im allgemeinen kann gesagt werden, daß in der Formmasse 5 bis 15% des stabilisierenden Mittels, bezogen auf das Gewicht des Vorpolymeren, vorhanden sein sollen. Bei Verwendung des bevorzugten Stabilisierungsmittels, hydratisiertes Aluminiumoxyd, ist dieses vorzugsweise in einer Menge im Bereich von 8 bis 12%, bezogen auf das Gewicht des Vorpolymeren, vorhanden.

Das folgende Beispiel erläutert die Erfindung, ohne sie zu beschränken.

Beispiel '

Bestandteil

Diallylphlhalatvorpolymeres, Gewichtsteile

(hergestellt gemäß Beispiel 11 der USA.-

Patentschrift 2 273 891) 100

Hydratisiertes Aluminiumoxyd 8,5

Füllstoff — Glasfaser 160

Polymerisationskatalysator — tert.-Butyl-

perbenzoat 3,5

Diallylchlorendate 10

Antimonoxyd 7

Stearinsäure .." 2

■Eine Menge der erhaltenen pulverförmigen Formmasse wurde in eine Form eingebracht und auf eine Temperatur von 160"C unter einem Druck von etwa 280 kg/cm² für 10 Minuten erhitzt, um ein unschmelzbares, unlösliches Erzeugnis zu bilden, wobei diese Temperatur unter derjenigen liegt, bei welcher eine merkliche Zersetzung von Diallylchlorendate erfolgt.

Die Wirksamkeit der Rezeptur des Beispiels wurde geprüft, indem sie mit einer identischen Rezeptur verglichen wurde, bei der jedoch das hydratisierte Aluminiumoxyd weggelassen wurde. Zu diesem Zweck wurden identische Scheiben von 5,08 cm (2 Zoll Durchmesser) und 3,175 mm (V₈ZoIl) Dicke unter den oben angeführten Bedingungen aus jeder Rezeptur geformt, gewogen, in einen Glasbehälter eingebracht und für 120 Stunden auf etwa 190^rjC erhitzt. Nach Abkühlen wurden die Scheiben wieder gewogen und auf Phthalsäureanhydridkristalle untersucht. Die Ergebnisse der Prüfung sind in der folgenden Tabelle zusammengefaßt:

Prüfstück

Kontrolle (kein
hydratisierles
Aluminiumoxyd)

Rezeptur des
Beispiels ..

Gewichts
verliisl

10%

2,0%

Aussehen

lange nadelähnliche Kristalle von Phthalsäureanhydrid

keine Kristalle
feststellbar

Die oben beschriebenen Formmassen wurden auch zu Stäben von 12,7 χ 1,27 χ 1,27 cm (5 ZoI χ V₂ Zoll χ ^ι/₂ Zoll) geformt und auf Flammbeständigkeit nach der »Federal Test Method Standard Nr. 406 Method 2023«, geprüft. Es wurden 90 Sekunden Mindestentzündungszeit und 90 Sekunden Höchstbrennzeit als · Kriterien für Flammfestigkeit angewandt. Es sei darauf hingewiesen, daß· geringere Mengen an chlorierter Verbindung, Antimonoxyd und Stabilisierungsmittel verwendet werden können, wenn weniger scharfe Anforderungen an die Flammbeständigkeit gestellt werden.

Claims

Patentansprüche:

1. Diallylphthalatformmassen, enthaltend ein wärmeschmelzbares Diallylphthalatpolymeres mit oder ohne zusätzlichem Diallylphthalatmonomerem und eine chlorhaltige organische Verbindung und Antimonoxyd als Flammverzögerungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Masse auch hydratisiertes Aluminiumoxyd, Zinkoxyd, Magnesiumoxyd, Magnesiumkarbonat, Kalziumkarbonat, Magnesiumsilikat oder ein Bleioxyd als Stabilisator enthält.

2. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Stabilisator 5 bis 15 Gewichtsprozent, bezogen auf das Gewicht von Diallylphthalatpolymerem und gegebenenfalls vorhandenem Monomerem, beträgt.

3. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator hydratisiertes Aluminiumoxyd ist und in einer Menge von 8 bis 12%, bezogen auf das Gewicht von Diallylphthalat und gegebenenfalls vorhandenem Monimerem, vorliegt.