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DE2648128A1 - Nicht-opake, flammhemmende polycarbonat-zusammensetzung - Google Patents

Nicht-opake, flammhemmende polycarbonat-zusammensetzung

Info

Publication number
DE2648128A1
DE2648128A1 DE19762648128 DE2648128A DE2648128A1 DE 2648128 A1 DE2648128 A1 DE 2648128A1 DE 19762648128 DE19762648128 DE 19762648128 DE 2648128 A DE2648128 A DE 2648128A DE 2648128 A1 DE2648128 A1 DE 2648128A1
Authority
DE
Germany
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article according
shaped article
aromatic
metal salt
formula
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.)
Withdrawn
Application number
DE19762648128
Other languages
English (en)
Inventor
Victor Mark
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.)
General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by General Electric Co filed Critical General Electric Co
Publication of DE2648128A1 publication Critical patent/DE2648128A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • 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
    • C08K5/36Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41Compounds containing sulfur bound to oxygen
    • C08K5/42Sulfonic acids; Derivatives thereof
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L101/00Compositions of unspecified macromolecular compounds
    • C08L101/02Compositions of unspecified macromolecular compounds characterised by the presence of specified groups, e.g. terminal or pendant functional groups

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  • Medicinal Chemistry (AREA)
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  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)

Description

Nicht-opake, flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung
Die Erfindung betrifft eine nicht-opake, flammhemmende PoIycarbonat-Zusammensetzung und insbesondere ein aromatisches Polycarbonat, welches in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus den Metallsalzen von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfonaten oder Mischungen derselben bestehen kann, wobei das aromatische Polycarbonat und der Zusatzstoff einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweisen.
Die Erfindung betrifft gleichfalls Gegenstände, die aus dieser nicht-opaken, flammhemmenden Polycarbonatzusammensetzung hergestellt worden sind.
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Die vorliegende Erfindung stellt dabei eine Fortentwicklung der in der eigenen älteren Patentanmeldung P 24 61 146.9 vom 23.12.74 beschriebenen Erfindung dar.
Mit den gestiegenen Sicherheitsanforderungen ergibt sich ein Trend auch für die Verwendung in der -iffentlichkeit und im Haushalt, sichere Materialien zu schaffen. Ein besonderer Bedarf besteht dabei in der Schaffung flammhemmender oder flammverzögernder, nicht-opaker Produkte für die Verwendung durch den Letztverbraucher. Aufgrund dieser Forderung werden viele Produkte benötigt, welche gewisse flammhemmende Kriterien erfüllen, die sowohl von den örtlichen als auch den staatlichen Verwaltungsstellen sowie von den Herstellern solcher Produkte aufgestellt werden. Eine spezielle Reihe von Bedingungen, die als Standardmass für die flammhemmende Wirkung verwendet werden, findet sich in dem Underwriters' Laboratories, Inc. Bulletin 94. Dieses Bulletin nennt gewisse Bedingungen, nach denen Materialien hinsichtlich der selbsterlöschenden Eigenschaften eingestuft werden.
In der Literatur werden viele flammhemmende Zusatzstoffe beschrieben, die mit Produkten gemischt werden, um dieselben selbsterlöschend oder flammhemmend auszurüsten. Bekanntlich werden diese flammhemmenden Zusätze in Mengen von 5 bis 20 Gew.% eingesetzt, um solche brennbaren Produkte selbsterlöschend zu machen. Es wurde ebenfalls festgestellt, dass diese Mengen eine nachteilige Wirkung auf das flammhemmend ausgerüstete Ausgangsmaterial haben können, was sich in einem Verlust wertvoller physikalischer Eigenschaften des Ausgangsstoffes bemerkbar macht und weiterhin dem Produkt ein opakes Aussehen verleiht. Dies trifft insbesondere zu, wenn man bekannte flammhemmende Mittel für Polycarbonat-Grundstoffe verwendet. Viele dieser bekannten Zusätze haben eine verschlechternde Wirkung auf das Polymere.
In vielen Fällen ist es wünschenswert, dass die aus den feuerhemmenden Polycarbonatharzen erzeugten Gegenstände ihre nichtopaken Eigenschaften beibehalten.
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Überraschenderweise wurde nunmehr gefunden, dass ein aromatischen Polycarbonat durch Einverleiben von 0,001 bis etwa 2,0 Teilen gewisser Zusatzstoffe pro lOO Teile des aromatischen Polycarbonats flammhemmend gemacht werden kann, während ihre nicht-opaken Eigenschaften beibehalten werden, wobei die Zusatzstoffe inert sind und das aromatische Polycarbonat nicht abbauen und,wie vorstehend bereits erwähnt, den nicht-opaken Charakter der Polycarbonat-Zusammensetzung beibehalten.
Der ausgeformte Gegenstand der vorliegenden Erfindung enthält ein aromatisches Carbonatpolymer und O1OOl bis etwa 2,0 Teile eines Zusatzstoffes pro hundert Teile des aromatischen Carbonatpolymeren, der ausgewählt ist aus der Gruppe, bestehend aus dem Metallsalz von monomeren aromatischen Sulfonaten und polymeren aromatischen Sulfonaten und Mischungen derselben, wobei die Metallsalze derselben ausgewählt sind aus der Gruppe, bestehend aus den Alkalimetallsalzen und den Erdalkalimetallsalzen sowie Mischungen derselben, wobei das aromatische Carbonatpolymere einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweist. Ein besonders bevorzugter ausgeformter Gegenstand hat die Form einer Folie und eines Pellets.
Die Brechungsindices der hierin beschriebenen Materialien wurden nach dem Immersionsverfahren bestimmt, das von Arnold Weissberger in "Physical Methods of Organic Chemistry", Interscience Publishers, Band II, I960, Seite 1433 beschrieben ist.
Wenn der Brechungsindex der vorliegenden Zusatzstoffe im Bereich des Brechungsindexes des aromatischen Carbonatpolymeren liegt, d.h. bei 1,54 bis 1,<>5, dann ist die Polycarbonat-Zusammensetzung und der daraus hergestellte ausgeformte Gegenstand nicht opak. Das bedeutet, dass er in der Lage ist,Licht durchzulassen und er ist durchscheinend bis durchsichtig (translucent to transparent). In Abhängigkeit davon, wie nahe der Brechungsindex des Zusatzstoffes bei dem Brechungsindex des Polycarbonats liegt, bestimmt sich in der erhaltenen Zusammensetzung, ob dieselbe durchsichtig oder durchscheinend ist. Wenn
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der Zusatzstoff in der verwendeten Konzentration teilweise oder vollständig in dem Polycarbonatpolymeren löslich ist, dann ist die Zusammensetzung und der daraus erhaltene Gegenstand um so durchsichtiger.
Im einzelnen ist der besondere Zusatzstoff der vorliegenden Erfindung das Metallsalz von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfonaten oder Mischungen derselben und hat einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65. Das bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendete Metallsalz ist entweder das Alkalimetall-oder Erdalkalimetallsalz und kann gemischte Metallsalze umfassen. Die Metalle dieser Gruppen sind Natrium, Lithium, Kalium, Rubidium, Cäsium, Beryllium, Magnesium, Calcium, Strontium und Barium.
Bei den in der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendeten aromatischen Sulfonaten handelt es sich entweder um die monomere Form oder die polymere Form oder um Mischungen derselben. Wenn zunächst die monomere Form betrachtet wird, dann kann das Metallsalz des substituierten monomeren aromatischen Sulfonate am besten durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
frl o-l W 0-2 H I·
worin J^AJ und jj3j jeweils unabhängig voneinander aus der folgenden Formel ausgewählt sind:
(SO3M)yRf II.
worin M ein Metall ist, welches ausgewählt ist aus den Alkalimetallen oder den Erdalkalimetallen des Periodensystems, R1 ist ein Arylrest aus 1 bis 4 aromatischen Ringen und y ist eine ganze Zahl von 0 bis 10. Dies jedoch mit der Massgabe, dass in Formel I wenigstens ein SO^M-Rest vorhanden ist.
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In der vorstehenden Formel I ist I RJ ein organischer Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und es ist entweder ein Alkyl-, Aralkyl-, Alkenyl-, Aralkenyl-, Aryl-, Arylen-alkylen-, Aralkylen-, Alkenylen-, Aralkenylen-; Alkyliden·; Aralkyliden- Alkenyliden- oder Aralkenyliden-Rest. Es sei jedoch ausdrücklich bemerkt, dass j R j Halogensubstxtuenten wie Chlor, Brom oder Fluor enthalten kann.
Wie vorstehend bereits vermerkt, kann die Formel I in ihrer einfachsten Form lediglich aus £βΠ) bestehen, welches seinerseits lediglich der Formel II entspricht, wobei y gleich 1 ist. Dies ist der Fall, wenn £aJ und (jQ null sind. Die einfachste Formel ist daher
(SO3M)
und insbesondere
SO3Na
Obgleich in der Tat viele Verbindungen die Erfordernisse der Formel I erfüllen und einem aromatischen Polycarbonat ausgezeichnete flammhemmende Eigenschaften verleihen, so ist doch der in der monomeren Form vorliegende bevorzugt verwendete Zusatzstoff das Dinatriumnaphthalen-2,6-disulfonat. Dasselbe hat die Formel:
SO3Na
NaO S
3
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Mischungen der Metallsalze von monomeren aromatischen Sulfonsäuren können ebenfalls verwendet werden.
Wenn die polymere Form des aromatischen Sulfonats bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet wird, dann kann dieselbe am besten durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
n «ι.
worin [\<\3 und CB3 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Formel:
(SO3M) R' IV.
worin Rf, M und y die gleiche vorstehend aufgeführte Bedeutung haben. Darüber hinaus sind die gleichen Erfordernisse für y ebenfalls anwendbar. Es sei jedoch ausdrücklich vermerkt, dass die £a3 und £b~| -Einheiten willkürlich ausgewählt werden können. Darüber hinaus ist C~^il e^-n organischer Rest aus 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und entweder Arylen, Alkylen, Aralkylen, Alkenylen, Aralkenylen, Alkyliden, Aralkyliden, Alkenyliden und Aralkenyliden. In der polymeren Form kann £ß-,~} nicht monovalent sein wie im Falle der monomeren Form des hierin verwendeten Zusatzstoffes, der durch die obengenannte Formel I beschrieben ist. In der Formel III muss die Summe von m und η wenigstens 4 sein und kann bis zu 4000 betragen. Wie bereits vermerkt, kann die Auswahl von m und η willkürlich erfolgen, oder sie kann gleich sein oder eines von beiden kann null sein. In der Formel III kann R1 ebenfalls Halogensübstituenten enthalten, wie es vorstehend bereits für jJEt] der Formel I vermerkt wurde.
Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung kann die polymere Struktur entweder ein Homopolymer, ein Copolymer, ein willkürliches Copolymer, ein Block-Copolymer oder ein willkürliches Block-Copolymer einschliesslich Mischungen
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derselben sein. Darüber hinaus kann das Verhältnis der sulfonierten aromatischen Ringe zu den nicht-sulfonierten aromatischen Ringen von grosser als 1 zu 1 bis zu einem Wert variieren, der notwendig ist, um das Polycarbonat flammhemmend zu machen. Ein solches Verhältnis kann 1 zu 100 sein.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können Füllstoffe, Pigmente, Farbstoffe, Antioxidantien, Stabilisatoren, Ultraviolettlichtabsorbentien, Formtrennmittel und andere Zusätze enthalten, die üblicherweise in nicht-opaken Polycarbonatharzformulierungen verwendet werden. Darüber hinaus können die ausgeformten Gegenstände mit beispielsweise beschädigungs- oder kratzfesten Überzügen beschichtet sein.
Um die vorliegende Erfindung vollständig und klar zu erläutern, sind nachfolgend spezielle Beispiele angeführt. Es sei indessen vermerkt, dass diese Beispiele lediglich zur Erläuterung und keineswegs als Begrenzung der Erfindung, wie sie hierin offenbart und beansprucht wird, dienen sollen. In den Beispielen basieren alle Teile und Prozentsätze auf dem Gewicht, falls es nicht ausdrücklich anders angegeben ist.
Beispiel I
100 Teile eines aromatischen Polycarbonate, welches durch Reaktion von 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan und Phosgen in Anwesenheit eines Säureakzeptors und eines Molekulargewichtsregulators hergestellt worden war und eine grundmolare Viskositätszabl (intrinsic viscosity) von 0,57 aufwies, wurde mit O1I Teilen eines fein gemahlenen dehydratisierten Zusatzstoffes gemischt, der in Tabelle 1 aufgeführt ist, in-dem die Ingredienzien zusammen in einem Laboratoriumstrommelmischer gemischt wurden. Die erhaltene Mischung wurde dann einem Extruder zugeführt, der bei etwa 265 C bi Extrudat wurde zu Pellets zerkleinert.
truder zugeführt, der bei etwa 265 C betrieben wurde und das
Die Pellets wurden dann im Spritzgussverfahren bei etwa 315°C
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_ g _
, ft*
zu Teststäben mit den Abmessungen von etwa 127 mm χ 12,7 mm χ etwa 1,587 mm bis 3,175 mm ( 5 inch χ 1/2 inch χ 1/16 bis 1/8 inch) und zu Testquadraten mit den Abmessungen von etwa 50,8 mm χ 50,8 mm χ etwa 3,175 mm ( 2 inch χ 2 inch χ etwa 1/8 inch) ausgeformt. Die Teststäbe (5 Stück für jeden in der Tabelle aufgeführten Zusatzstoff) wurden dem Testverfahren unterworfen, wie es in dem Verbrennungstest zur Klassifizierung von Materialien gemäss Underwriters'Laboratories, Inc.Bulletin UL-94, beschrieben ist. Gemäss diesem Testverfahren wurden die so geprüften Materialien aufgrund des Ergebnisses von 5 Proben in V-O, V-I oder V-II einklassifiziert. Die Kriterien für jeden V-Wert (V steht für vertikal) gemäss UL-94 sind kurz folgende:
"V-O" : Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 5 Sekunden nicht übersteigen und keine der Proben soll flammende Partikelchen abtropfen, die absorbierende Baumwolle entzünden.
"V-I" : Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht übersteigen und das Glühen soll in vertikaler Richtung in der Probe nicht weiter als 0,318 cm (1/8 inch) wandern, nachdem die Flamme erloschen ist und das Glühen soll nicht fähig sein, absorbierende Baumwolle zu entzünden.
"V-II": Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht übersteigen und die Proben tropfen brennende Partikelchen ab, die absorbierende Baumwolle entzünden.
Zusätzlich ist noch zu bemerken, dass ein Teststab, der nach Entfernung der Zündflamme langer als 25 Sekunden brennt, nicht gemäss UL-94 einklassifiziert wird;sondern nach den Standards
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der vorliegenden Erfindung mit "brennt" bezeichnet wird. Weiterhin erfordert UL-94, dass alle Teststäbe in jeder Testgruppe die V-Wertung erfüllen, um die spezielle Klassifikation zu erzielen. Andernfalls erhalten die fünf Stäbe die Bewertung
des schlechtesten Einzelstabes. Wenn beispielsweise ein Stab als V-II klassifiziert wird und die anderen vier Stäbe als
V-O klassifiziert werden, dann ist die Bewertung für alle
fünf Stäbe V-II.
Die Testplatten wurden in einem Gardner XL 10-CDM-Gerät auf
die Lichtdurchlässigkeit getestet. Die Daten zeigen die Menge des einfallenden Lichtes, das durch die Testplatten hindurchgeht, wobei Luft als Medium mit 100%iger Durchlässigkeit zugrundegelegt wurde.
Die Ergebnisse mit den verschiedenen Zusatzstoffen im Rahmen der vorliegenden Erfindung sind nachfolgend aufgeführt, wobei ein Kontrollversuch unter Verwendung des aromatischen Polycarbonate durchgeführt wurde, bei dem kein Zusatzstoff von der
vorstehend erwähnten *\rt benutzt wurde.
Tabelle 1 Erlöschungs-
zeit
(Sekunden)
Anzahl
Tropfen
pro 5
Teststäbe
UL-94
Bewertung
Zusatzstoff
(0,01 Teile pro
hundert)
Licht-
durch-
lässig-
keit(%)
26 13 brennt
Kontrollversuch 86 12,8 2 V-II
Natriumdipheny1-
methan-4-sulfonat
82 14,2 4 V-II
Dikaliumbenzol-
1,3-dlsulfonat
84
Beispiel II
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Wirkung der Zusatzstoffe der vorliegenden Erfindung bei Bereichen von 0,10 Teilen pro hundert Teile des Polycarbonats zu demonstrieren.
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Bei der Herstellung der Testproben dieses Beispiels wurden 100,00 Teile des Polycarbonats nach Beispiel I mit 0,10 Teilen der in Tabelle 2 aufgeführten Zusatzstoffe unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise gemischt. Die Testproben wurden dann unter Verwendung des gleichen in Beispiel I beschriebenen Verfahrens ausgeformt. Die Testproben wurden dann auch dem gleichen Testverfahren wie in Beispiel I unterworfen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:
Tabelle 2 Erlöschungs-
zeit
(Sekunden)
Anzahl
Tropfen
pro 5
Teststäbe
UL-94
Bewertung
Zusatzstoff
(0,10 Teile
pro hundert)
Licht-
durch-
lässig-
keit(%)
26 13 brennt
Kontrollversuch 86 6,1 0 V-I
Dikalium-diben-
zy1-4,4'-disul-
fonat
76 6,8 0 V-I
Kaliumsalz einer
Polystyrolsulfon-
säure, die eine
Sulfonatgruppe
pro fünf Phenyl-
ringe aufwies
84
Beispiel III
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Wirkung der Zusatzstoffe der vorliegenden Erfindung bei Bereichen von 0,20 Teilen pro hundert Teile des Polycarbonats zu demonstrieren.
Bei der Herstellung der Testproben dieses Beispiels wurden 100,00 Teile des Polycarbonats nach Beispiel I mit 0,20 Teilen der in Tabelle 3 aufgeführten Zusatzstoffe unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise gemischt. Die Testproben wurden dann unter Verwendung des gleichen in Beispiel I verwendeten Verfahrens ausgeformt. Die Testproben wurden dann auch dem gleichen Testverfahren wie in Beispiel I unterworfen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:
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» ZT- Erlös chungs-
zeit
(Sekunden)
Anzahl
Tropfen
pro 5
Teststäbe
UL-94
Bewertung
Tabelle 3 24 13 brennt
Zusatzstoff
(o,2O Teile pro
hundert)
Licht-
durch-
lässig-
keitOfc)
4,8 0 V-O
Kontrollversuch 89 5,6 0 V-I
Natriumbenzol-
sulfonat
70 6,8 O V-I
Kaliumbenzol-
sulfonat
74 7,2 0 V-I
Kalium-p-toluol-
sulfonat
76
Dikaliumbenzol-
1,3-disulfonat
69
Beispiel IV
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Wirkung der Zusatzstoffe der vorliegenden Erfindung bei Bereichen von 0,50 Teilen pro hundert Teile des Polycarbonats zu demonstrieren.
Bei der Herstellung der Testproben dieses Beispiels wurden 100,00 Teile des Polycarbonats nach Beispiel I mit 0,50 Teilen der in Tabelle 4 aufgeführten Zusatzstoffe unter Verwendung der gleichen Verfahrensweise gemischt. Die Testproben wurden dann unter Verwendung des gleichen in Beispiel I benutzten Verfahrens ausgeformt. Die Testproben wurden anschliessend auch dem gleichen Testverfahren wie in Beispiel I unterworfen, wobei die folgenden Ergebnisse erhalten wurden:
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Tabel * 46. Anzahl
Tropfen
pro 5
Teststäbe
UL-94
Bewertung
Licht-
durch-
lässig-
keit(%)
Ie 4 13 brennt
Zusatzstoff
(0,5 Teile pro
hundert)
86 Erlöschungs-
zeit
(Sekunden)
0 V-O
Kontrollversuch 59 26 0 V-I
Natriumbenzol-
sulfonat
70 3}2 0 V-I
Bariumbenzol
sulf onat
58 5,4
Natriumdiphenyl- 6,2
methan-4-sulfonat
Beispiel V
Dieses Beispiel wurde durchgeführt, um die Wirkung eines bekannten, im Handel erhältlichen flammhemmenden Zusatzstoffes zu demonstrieren.
Beispiel I wurde wiederholt mit der Ausnahme, dass anstelle der darin verwendeten Zusatzstoffe nur 1 Teil Decabromdiphenyläther verwendet wurde. Die nach Auswertung von 5 Teststäben erhaltenen Ergebnisse waren die gleichen, wie sie bei dem in Tabelle 1 gezeigten Kontrollversuch erhalten wurden.
Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung werden aromatische Carbonatpolymere durch Zugabe gewisser besonderer Zusatzstoffe flammhemmend gemacht, wobei es sich bei diesen Zusatzstoffen um die Metallsalze von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen derselben handelt. Die Menge der bei der praktischen Durchführung der Erfindung verwendeten Zusatzstoffe kann von 0,001 bis zu etwa 2,0 Teile pro hundert Teile des aromatischen Polycarbonate variieren.
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Wie vorstehend bereits erwähnt, enthalten die Zusatzstoffe der vorliegenden Erfindung die Alkali- oder Erdalkalimetallsalze von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfonsäuren und sie umfassen Mischungen derselben mit einem Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65. Obgleich eine grosse Zahl dieser Salze in den Tabellen der Beispiele der vorliegenden Erfindung aufgeführt sind, so handelt es sich dabei doch nur um repräsentative Beispiele der Zusatzstoffe der vorliegenden Erfindung. Anstelle der in den Beispielen aufgeführten Zusatzstoffe können die Natrium-, Calcium-, Magnesium-, Kalium-, Strontium-, Lithium-, Barium-, Rubidium- und Cäsiumsalze anderer aromatischer Sulfonsäuren verwendet werden, wobei die gleiche flammhemmende Wirkung erzielt wird. Diese anderen aromatischen Sulfonsäuresalze sind:
Dinatriumsalz der meta-Benzoldisulfonsäure, Dikaliumsalz der para-Benzoldisulfonsäure, Trinatriumsalz der 1,3,5-Benzoltrisulfonsäure, Calciumsalz der Diphenyl-4-sulfonsäure, Bariumsalz der Naphthalin-1-sulfonsäure, Natriumsalz der Xylolsulfonsäure,
Strontiumsalz der Naphthalin-2-sulfonsäure, Dinatriumsalz der Naphthalin-2,7-disulfonsäure, Trinatriumsalz der Naphthalin-1,4,7-trisulfonsäure, Natrium-kaliumsalz der Anthracen-2,6-disuIfonsäure, Magnesiumsalz der Phenanthren-1-sulfonsäure, Tetranatriumsalz der Pyren-1,3,6,8-tetrasulfonsäure, Calciumsalz der Diphenylmethan-4-sulfonsäure, Dinatriumsalz der 1,l-Diphenyläthan-4,4'-disulfonsäure, Dinatriumsalz der 2,2-Dichlor-l,l-diphenyläthylen-4*,4*'-
disulfonsäure,
Trinatriumsalz der Triphenylmethan-4,41,4*'-trisulfonsäure, Tetrakaliumsalz der 1,l,2,2-Tetraphenyläthan-4,4',4'',4*·'-
tetrasulfonsäure,
Dilithiumsalz der Fluorendisulfonsäure, Dinatriumsalz der 9,10-Dihydroanthracen-2,7-disulfonsäure, Polynatriumsalz des sulfonierten Polybenzyls, Polynatriumsalz des sulfonierten Polystyrols, Polynatriumsalz des sulfonierten Polystyrols (vernetzt mit
Divinylbenzol),
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-M-
Polynatrium-Kaliumsalz des sulfonierten Polydiphenyls, Polynatriumsalz des sulfonierten Poly JJL, l-di(biphenyl)-
athan^] .
Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung wird der Zusatzstoff im allgemeinen nach bekannten Verfahren hergestellt. So umfasst beispielsweise ein solch bekanntes Verfahren das Inkontaktbringen eines aromatischen Kohlenwasserstoffes wie Benzol mit entweder Schwefelsäure, Chlorsulfonsäure, rauchender Sulfonsäure oder Schwefeltrioxid. Diese Reaktionen können bei Raumtemperatur oder bei erhöhten Temperaturen wie etwa 50 C durchgeführt werden. Das Salz wird dann durch Zugabe des geeigneten alkalischen Mittels in ausreichender Menge zur Herstellung des Neutralsalzes hergestellt. Das Salz wird dann durch Ausfällen oder durch Abdestillieren des Lösungsmittels gewonnen.
Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung können beliebige aromatische Polycarbonate verwendet werden, die einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweisen. Dieselben sind Homopolymere und Copolymere sowie Mischungen derselben und sie werden durch Reaktion eines zweiwertigen Phenols mit einem Carbonatvorläufer hergestellt. Typische Beispiele für die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendeten zweiwertigen Phenole sind:
Bisphenol-A, (2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan), Bis(4-hydroxyphenyD-methan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methy!phenyl)-propan, 4,4-Bis(4-hydroxypheny1)-heptan, 2,2-(3,5,3·, 5'-Tetrachlor-4,4'-dihydroxydipheny1)-propan, 2,2-(3,5,3',5f-Tetrabrom-4, 4' dihydroxydiphenyl)-propan, (3,3'-Dichlor-4,4'-dihydroxyphenyl)-methan.
Andere zweiwertige Phenole vom Bisphenol-Typ sind ebenfalls verfügbar und sind in den US-Patenten 2.999.835, 3.028.365 und 3.334.154 beschrieben.
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Es ist selbstverständlxch auch möglich, zwei oder mehr unterschiedliche zweiwertige Phenole oder ein Copolymer aus einem zweiwertigen Phenol mit einem Glycol oder mit Hydroxy- oder Säure - endendem Polyester oder mit einer zweibasischen Säure zu verwenden im Falle, dass ein Carbonat-Copolymer oder Interpolymer statt eines Homopolymers für die Verwendung bei der Herstellung der aromatischen Carbonatpolymeren der vorliegenden Erfindung gewünscht wird. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung können ebenfalls Mischungen aus beliebigen der obengenannten Materialien verwendet werden, um das aromatische Carbonatpolymere zu schaffen.
Der Carbonatvorläufer kann entweder ein Carbonylhalogenid, ein Carbonatester oder ein Halogenformiat sein. Die Carbonylhalogenide, die in diesem Verfahren Anwendung finden können, sind Carbonylbromid, Carbonylchlorid und Mischungen derselben. Typische Beispiele der verwendbaren Carbonatester sind Diphenylcarbonat, Di(halogenphenyl)carbonate wie Di-(chlorphenyl)-carbonat, Di-(bromphenyl)-carbonat, Di-(trichlorphenyl)-carbonat, Di-(tribromphenyl)-carbonat usw., Di-(alkylphenyl)-carbonat wie Di-(tolyl)-carbonat usw., Di-(naphthyl)-carbonat, Di-(chlornaphthyl)-carbonat, Phenyl-tolyl-carbonat, Chlorphenyl-chlornaphthyl-carbonat usw. oder Mischungen derselben. Die Halogenformiate, die für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind, umfassen Bis-halogenformiate von zweiwertigen Phenolen (Bischlorformiate des Hydrochinons usw.) oder der Glycole (Bishalogenformiate des Äthylenglycols, Neopentylglycols, Polyäthylenglycols usw.). Obgleich andere Carbonatvorläufer dem Fachmann ohne weiteres geläufig sind, so ist doch Carbonylchlorid, das auch als Phosgen bekannt ist, der bevorzugte Carbonatvorläufer.
Ebenfalls umasst werden die polymeren Derivate eines zweiwertigen Phenols, einer Dicarbonsäure und der Kohlensäure. Dieselben sind in dem US-Patent 3.169.121 offenbart, dessen Offenbarungsgehalt durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
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" •"•ίο-
Die aromatischen Carbonatpolymeren der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung eines Molekulargewichtsregulators, eines Säureakzeptors und eines Katalysators hergestellt werden. Die bei der Durchführung dos erfindungsgemässen Verfahrens verwendeten Molekulargewichtsregulatoren umfassen einwertige Phenole wie Phenol, Chroman-I, ' para-tert.-Butylphenol, para-Brom phenol, primäre und sekundäre Amine usw. Besonders bevorzugt wird Phenol als Molekulargewichtsregulator verwendet.
Ein geeigneter Säureakzeptor kann entweder ein organischer oder ein anorganischer Säureakzeptor sein. Ein geeigneter organischer Säureakzeptor ist ein tertiäres Amin und umfasst Materialien wie Pyridin, Triäthylamin, Dimethylanilin, Tributylamin usw. Der anorganische Säureakzeptor kann beispielsweise ein Hydroxid, ein Carbonat, ein Bicarbonat oder ein Phosphat eines Alkali- oder Erdalkalimetalls sein.
Als Katalysatoren können beliebige geeignete Katalysatoren verwendet werden, die die Polymerisation von Bisphenol-A mit Phosgen unterstützen. Geeignete Katalysatoren umfassen tertiäre Amine wie beispielsweise Triäthylamin, Tripropylamin, N,N-Dimethylanilin, quaternäre Ammoniumverbindungen wie beispielsweise Tetraäthylammoniumbromid, Cetyltriäthylammoniumbromid, Tetra-n-heptylammoniumjodid, Tetra-n-propylammoniumbromid, Tetramethylammoniumchlorid, Tetramethylammoniumhydroxid, Tetran-butylammoniumjodid, Benzyltrimethyiammoniumchlorid und quaternäre Phosphoniumverbindungen wie beispielsweise n-Butyltriphenyl-phosphoniumbromid und Methyltriphenyl-phosphoniumbromid.
Ebenfalls umfasst werden verzweigte Polycarbonate, in denen eine polyfunktionelle aromatische Verbindung mit einem zweiwertigen Phenol und einem Carbonatvorläufer umgesetzt worden ist, um ein thermoplastisches, willkürlich verzweigtes PoIycarbonat zu ergeben.
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Ai
Diese polyfunktionellen aromatischen Verbindungen enthalten wenigstens drei funktionelle Gruppen,und zwar die Carboxylgruppe, die Carbonsäureanhydridgruppe, die Halogenformy!gruppe oder Mischungen derselben. Beispiele dieser polyfunktionellen aromatischen Verbindungen, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen: Trimellitsäureanhydrid, Trimellitsäure, Trimellityltrichlorid, 4-Chlorformy!phthalsäureanhydrid, Pyromellitsäure, Pyromellitsäuredianhydrid, Mellitsäure, Mellitsäureanhydrid, Trimesinsäure, Benzophenontetracarbonsäure, Benzophenontetracarbonsäureanhydrid und dergleichen. Die bevorzugten polyfunktionellen aromatischen Verbindungen sind Trimellitsäureanhydrid oder Trimellitsäure oder ihre Halogenformyl-Derivate.
Ebenfalls werden von der vorliegenden Erfindung Mischungen aus einem linearen Polycarbonat und einem verzweigten Polycarbonat umfasst.
Wie vorstehend bereits erwähnt, kann der verwendete Zusatzstoff aus Mischungen der Metallsalze bestehen. Bei diesen Mischungen kann es sich um solche aus verschiedenartigen Metallsalzen von monomeren aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen von verschiedenartigen Metallsalzen von polymeren aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen dieser Metallsalze aus den monomeren und den polymeren aromatischen Sulfonsäuren handeln. Die Mischungen ergeben gewisse Vorteile, wie die V-O-Bewertung für die 5 Teststäbe und im wesentlichen kein Abtropfen der Teststäbe.
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Claims (15)

2U8128 - ie - Patentansprüche
1. Nicht-opake,flammhemmende Zusammensetzung , dadurch gekennzeichnet, dass sie in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer und 0,001 bis 2,0 Gew.%, bezogen auf das Polymere, eines Zusatzstoffes enthält, der ausgewählt ist aus aromatischen monomeren und polymeren Alkali- und Erdalkalimetallsulfonaten, wobei das aromatische Carbonatpolymer und der Zusatzstoff einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweisen.
2. Ausgeformter Gegenstand ,dadurch gekennzeichnet , dass er einen Brechungsindex im Bereich von 1,54 bis 1,65 aufweist und aus einer Zusammensetzung nach Anspruch 1 ausgeformt ist.
3. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das monomere aromatische Sulfonat die Formel:
0_2
[β]
aufweist, worin R ausgewählt ist aus der Gruppe der organischen Reste aus Alkyl-, Aralkyl-, Alkenyl- Aralkenyl-, Alkylen-, Alkyliden-, Aralkyliden-, Alkenyliden- und Aralkenyliden-Resten mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen und halogenierten Derivaten derselben und worin A und B unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der folgenden Formel:
(SO3M) R1
worin M ein Alkali oder Erdalkalimetall ist, R1 ein Arylrest mit 1 bis 4 aromatischen Ringen ist und y eine ganze Zahl von 0 bis 10 darstellt mit der Maßgabe, daß die Summe von y wenigstens 1 ist.
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ORSGiNAL IMSPECTED
4. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass ΐϊ in der Formel Trichloräthylxden darstellt.
5. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass A und B jeweils der Formel
(SO3Na)1C6H4
entsprechen.
6. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz die folgende Formel aufweist:
7. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz Kaliumbenzolsulfonat ist.
8. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz Natriumbenzolsulfonat ist.
9. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz Kalium-p-Toluolsulfonat ist.
10. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 2 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz des polymeren aromatischen Sulfonats die Formel:
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- aer -3-
aufweist, worin R- ein Arylen-, Alkylen-, Aralkylen-, Alkenylen-, Aralkenylen-, Alkyliden-, Aralkyliden-, Alkenyliden- oder Aralkenyliden-Rest mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder halogenierte Derivate derselben darstellt und worin A und B unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der folgenden Formel:
(SO3M) y
worin M ein Alkali- oder Erdalkalimetall ist, R' ein Arylrest mit 1 bis 4 aromatischen Ringen ist, y eine ganze Zahl von 0 bis 10 ist mit der Massgabe, dass die Summe von y wenigstens gleich 1 ist, m eine ganze Zahl von 0 bis 2000 ist, η eine ganze Zahl von 0 bis 2000 ist mit der Massgabe jedoch, dass die Summe von m und η wenigstens gleich 4 ist.
11. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz das PoIynatriumsalz der Polystyrol-polysulfonsäure ist.
12. Ausgeformter Gegenstand nach Anspruch 10 , dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz die Formel:
CCl2
CCl
MoWoS-S^o
SO3K
aufweist.
13. Ausgeformter Gegenstand-nach Anspruch 10,, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallsalz das Kaliumsalz einer Polystyrolsulfonsäure ist, die eine SuIfonatgruppe für je fünf Phenylringe aufweist.
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-MT-
•V·
14. Ausgeformter Gegenstand nach einem der Ansprüche
2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er die Form einer Folie aufweist.
15. Ausgeformter Gegenstand nach einem der Ansprüche
2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass er die Form eines Pellets aufweist.
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