DE1931387A1

DE1931387A1 - Flammschutzausruestung fuer glasfaserverstaerktes Polyamid

Info

Publication number: DE1931387A1
Application number: DE19691931387
Authority: DE
Inventors: Priebe Dr Edmund; Zahn Dr Erwin; Zahradnik Dr Franz; Hild Dipl-Ing Willi
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1969-06-20
Filing date: 1969-06-20
Publication date: 1970-12-23
Also published as: BE752166A; GB1305121A; DE1931387B2; JPS5238073B1; NL7008888A; NL157936B; FR2052784A5; US3778407A; CH536338A

Description

Badische Anilin- A Soda-Fabrik AG 1931387

Unser Zeichen: O.Z. 26 225 E/Be 6700 Ludwigshafen, 19. Juni 1969.

Flammschutzausrüstung für glasfaserverstärktes Polyamid

Die vorliegende Erfindung betrifft die Flammschutzausrüstung von glasfaserverstärktem Polyamid mit rotem Phosphor.

Für eine ständig steigende Zahl von Anwendungszwecken wird von Polymeren gefordert, dass sie nach Ausschaltung der Flammwirkung nicht weiter brennen, sondern verlöschen oder sogar der Ausbreitung eines Brandes Widerstand leisten. Nicht brennbare Kunststoffe, die sich bei höheren Temperaturen ohne zu schmelzen zersetzen oder verkohlen und nicht selbständig weiterbrennen, sind z.B. Phenoplaste und Aminoplaste. Brennbare, aber nach Ausschalten der Flammwirkung verlöschende Kunststoffe sind z.B. Polyvinylchlorid, Polyvinylcarbazol, Polycarbonat.

Eine Sonderstellung im Brandverhalten nehmen 6- und 6,6-Polyamidformmassen ein, die nach Entfernen der Zündflamme unter Abtropfen der brennenden Schmelze verlöschen.

Werden diese niedrigviskose Schmelzen liefernden Polyamide mit Glasfasern verstärkt, so-zeigen die glasfaserhaltigen Produkte ein anderes Brandverhalten. Sie brennen nach Entfernung der Zündflamme - wahrscheinlich infolge Dochtwirkung der Glasfasern - ähnlich weiter wie beispielsweise Polyolefine. Eine Brandschutzausrüstung ist deshalb bei den glasfaserverstärkten Polyamiden in gleicher Weise wünschenswert wie bei anderen, nicht selbstverlöschenden Polymeren.

Gegenstand der Erfindung sind nun selbstverlöschende, glasfaserverstärkte Formmassen auf Basis von Polyamiden, die zu wenigstens 85 $> aus -NH-(CH₂)C-CO- und/oder -NH-(CHg)₆-NH-CO-(CHg^-CO-Bausteinen bestehen und die zusätzlich Füllstoffe und Farbstoffe enthalten können, wobei die Formmassen 0,5 bis 15 i», vorzugsweise 1 bis 8 $> roten Phosphor enthalten.

^165/69 009852/2239 " ² "

- 2 - O. Z. 26 225

Es ist bekannt, dass man durch Zufügen von rotem Phosphor eine Flammschutzwirkung auch bei glasfaserverstärkten, thermoplastischen und duroplastischen Kunststoffen erreicht. Dennoch ist es ausserordentlich überraschend, dass die weiterbrennenden, glasfaserverstärkten Polyamide dann selbstverlöschend werden, wenn man ihnen bestimmte Mengen roten Phosphors inkorporiert, obwohl der gleiche Zusatz bei den nicht mit Glasfasern verstärkten Polyamiden das Brennen nicht beeinflusst oder sogar noch verstärkt.

Unerwartet ist darüber hinaus, dass das Selbstverlöschen bei glasfaserverstärkten 6- und 6„6-Polyamiden bereits durch sehr kleine Mengen roten Phosphors, beispielsweise zwischen 0,5 und 5 #, bewirkt wird, während bei anderen Polymeren, die mit rotem Phosphor flammwidrig ausgerüstet werden können, wie Polyepoxide oder Polyester, mindestens 10 Ί» roter Phosphor in die Polymermasse eingearbeitet werden müssen, um eine befriedigende Wirkung zu erzielen.

Roter Phosphor wird in handelsüblichen technischen Qualitäten verwendet, die als stabilisierende Zuschläge Metalloxide und Metallsalze in Mengen bis zu 3 ^ enthalten können. Die Entzündungstemperatur soll nicht unter 400⁰C liegen. Die Einarbeitung erfolgt nach den für das Vermischen von festen Bestandteilen mit Thermoplasten üblichen Verfahren, z.B. mittels ein- oder zweiwelligen Extrudern, Spritzgussmaschinen, Walzenmischern u.a., in der Weise, dass der rote Phosphor in der fertigen Mischung als heterogene Phase gleichmässig verteilt vorliegt. Die mittlere"Grosse der im Polyamid verteilten Phosphorpartikeln soll zwischen 0,0005 und 0,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,15 mm Durchmesser liegen.

Um den aus der Formmasse herzustellenden Körpern eine gefällige

ir

Farbe zu geben, werden farbgebende Stoffe, wie z.B. RuS und andere Pigmente, in einer der zu erzielenden Farbtönung ent» sprechenden Menge zugesetzt.

Die Einarbeitung der Glasfasern erfolgt wie von R.Fritsch und G.Fahr in "Kunststoffe¹¹ 49 (1959) 543 angegeben. Die verwen-

9852/2239 . ₃ _

deten Glasfasern bestehen aus alkaliarmem, wasserbeständigem Glas. Die mittlere Länge der einzelnen Pasern im fertigen Produkt liegt meist unter IO mm, der mittlere Durchmesser bei 0,0006 bis 0,02 mm. Ihre Menge beträgt je nach Erfordernis 1 bis 50 Gewichtsprozent.

Die erfindungsgemässen Formmassen eignen sich zur Herstellung von selbstverlöschenden Polyamidgegenständen, die z.B. im Bergbau, Fahrzeugbau, Schiffbau oder in der Elektrotechnik Verwendung finden.

Die in den folgenden Beispielen und Vergleichsversuchen angegebenen Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht. Die K-Werte wurden bestimmt nach der Methode von H.Fikentscher, Cellulosechemie 13. (1932) Seite 59.

Beispiele und Vergleichsversuche

Glasfaserverstärktes Polyamid-6,6- bzw. Polyamid-6-Granulat wird mit unterschiedlichen Mengen an rotem Phosphor durch Auftrommeln in einem Rollgefäß gemischt. Diese Mischungen werden in einem Doppelschnecken-Extruder vom Typ ZDSK der Firma Werner 4 Pfleiderer bei einer Temperatur von 270 bis 280⁰C plastifiziert und als Strang ausgepresst. Der Strang wird durch Durchleiten durch ein Wasserbad abgekühlt, zu einem zylindrischen Granulat zerhackt und dieses getrocknet.

Zur Prüfung des Brandverhaltens werden daraus im Spritzgussverfahren Prüfkörper von 12,5 cm Länge, 1,27 cm Breite und 0,635 cm Dicke hergestellt, in ihrer Länge markiert, definiert nach ASTM D 635-63 eingespannt und das Ende des Prüfkörpers mit der Flamme eines Standard-Bunsenbrenners von 1 cm Durchmesser mit einer Flammenhöhe von 2,5 cm 30 Sekunden lang beflammt. Der Bunsenbrenner wird entfernt und es wird gemessen, wie lange der Prüfkörper weiter brennt (Brennzeit) und bis zu welcher Marke er abbrennt (Brennstrecke).

009852/2239 " ⁴ "

O. Z. 26 225

Die Prüfung der Polyamidkörper (nach ASTM D 635-63) lieferte folgende Ergebnisse:

Polyamid-6 ohne Glasfaser roter Phosphor Brennstrecke

K-Wert:

~ 73

0
1
2
3
5
10

Polyamid-6 ohne Glasfaser roter Phosphor

85

0
1
2
3
5
10

(mm)

17

13

34

>100
>100
>100

Brennstrecke
(mm)

17

> 100
>100
>100
>100
>100

Brennzeit (see)

10 113 270 ' 270 280

Brennzeit (see)

515 34S 442

303 316

Polyamid-6 mit 25# Glasfaser K-Wert:

^ 81

roter Phosphor

Brennstrecke Brennzeit

(mm)

>100

> 100

>100

40

24

23

(see)

280 283 312

90

17

Polyamid-6 mit 25# Glasfaser roter Phosphor Brennstrecke Brenn-

K-Wert:
~/ 74

(mm)
>100

^100

zeit (see)

530 '

500

440

009852/2239

O.Z. 26 225

Polyamid-6 mit 2596 Glasfaser roter Phosphor Brennstrecke Brenn;

K-Wert: ~ 74

(mm)

(see)

	3	79	37	400
	VJl	35	34	300
	10	6	24	8
Polyamid-6 mit 25$ Glasfaser	roter Phosphor	Brennstrecke	15	Brenn-
^ 70	(90 0	(mm) >100	15	zeit (sec) « 320
	1	>100	300
	2	>100	260
	3 . *	■7-100	210
	VJl	20	16
	10	15	4
Polyamid-6,6 ohne Glasfaser K-¥ert: — 73	roter Phosphor j 0	Brennetrecke (mm) 14	Brenn zeit (sec) 10
	1	31	170
	2 .,	33	237
	3	20	198
	5	21	118
	10	15	7
Polyamid-6,6 mit 25# Glasfaser roter Phosphor Brenn- v itf_ö-~+. strecke ^K-^Wert: (?6) (mm) ~ 72 ' 0 >100	Brenn zeit (sec) 270
	158
	173
	30
	3
	3
1
2
3
VJl
10

009852/2239

Claims

- 6 - O. Z. 26 225

Patentanspruch

Selbstverlöschende, glasfaserverstärkte Formmasse auf Basis von Polyamiden, die zu wenigstens 85 1· aus

und/oder -NH-(CH₂)g-NH-CO-(OH₂ L-CO-Bausteinen

bestehen und zusätzlich Füllstoffe und Farbstoffe enthalten können, dadurch gekennzeichnet, dass die Masse als Flammschutzmittel 0,5 bis 15 i»% vorzugsweise 1 bis 8 i* roten Phosphor enthält.

Badiache Anilin- * Soda-Fabrik AS

003852/2239