WO2009037236A1 - Flame-retardant polystyrene and impact-modified polystyrene - Google Patents

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WO2009037236A1
WO2009037236A1 PCT/EP2008/062270 EP2008062270W WO2009037236A1 WO 2009037236 A1 WO2009037236 A1 WO 2009037236A1 EP 2008062270 W EP2008062270 W EP 2008062270W WO 2009037236 A1 WO2009037236 A1 WO 2009037236A1
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Christian Schade
Maarten Staal
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Basf Se
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Abstract

The invention relates to thermoplastic molding compositions comprising A) from 55 to 99% by weight of at least one polystyrene (PS), of an impact-modified polystyrene (HIPS), or of a mixture composed of PS and HIPS, B) from 1 to 45% by weight of a flame retardant comprising B1) an expandable graphite, B2) a phosphorus-comprising flame-retardant compound, and B3) a fluorine-comprising polymer, C) from 0 to 20% by weight of a block copolymer based on styrene and butadiene (SBC), and D) from 0 to 40% by weight of further additives, where the percentages by weight are in each case based on the total weight of components A) to D) and give a total of 100% by weight, wherein the average particle size D50 of the expandable graphite B1) is from 10 µm to 1000 µm (measured by the method mentioned in the description), and the proportion by weight of the fluorine-comprising polymer B3), based on the total weight of components A) to D), is from 0.01 to 0.5% by weight, and also to processes for the preparation of molding compositions of this type, to the use of molding compositions of this type for the production of moldings, of fibers, of foams, and of foils, and also to the resultant moldings, fibers, foams, and foils.

Description

Flammgeschütztes Polystyrol und schlagzäh modifiziertes Polystyrol Flame retardant polystyrene and impact modified polystyrene
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen enthaltendThe invention relates to thermoplastic molding compositions containing
A) 55 bis 99 Gew.-% mindestens eines Polystyrols (PS), eines schlagzäh modifizierten Polystyrols (HIPS) oder einer Mischung aus PS und HIPS,A) 55 to 99% by weight of at least one polystyrene (PS), an impact-modified polystyrene (HIPS) or a mixture of PS and HIPS,
B) 1 bis 45 Gew.-% eines Flammschutzmittels enthaltend B1 ) einen expandierbaren Graphit,B) 1 to 45% by weight of a flame retardant containing B1) an expandable graphite,
B2) eine Phosphor enthaltende Flammschutz-Verbindung und B3) ein fluorhaltiges Polymer,B2) a phosphorus-containing flame retardant compound and B3) a fluorine-containing polymer,
C) 0 bis 20 Gew.-% eines Blockcopolymeren auf Basis von Styrol und Butadien (SBC), und D) 0 bis 40 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe,C) 0 to 20% by weight of a block copolymer based on styrene and butadiene (SBC), and D) 0 to 40% by weight of further additives,
wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) biswherein the weight percentages are based on the total weight of components A) to
D) bezogen sind und zusammen 100 Gew.-% ergeben,D) and together give 100% by weight,
Außerdem betrifft die vorliegende Erfindung Verfahren zur Herstellung derartiger Formmassen, die Verwendung derartiger Formmassen zur Herstellung von Formkörpern, Fasern, Schäumen und Folien sowie die hierbei erhältlichen Formkörpern, Fasern, Schäume und Folien.Moreover, the present invention relates to processes for the preparation of such molding compositions, the use of such molding compositions for the production of moldings, fibers, foams and films as well as the moldings, fibers, foams and films obtainable in this case.
Expandierbaren Graphit, der auch als Blähgraphit bezeichnet wird, als Flammschutzmittel in Polystyrol (PS) oder schlagzäh modifiziertem Polystyrol (HIPS) einzusetzen ist beispielsweise aus WO 03/046071 A1 bekannt. Darüberhinaus wird laut dieser Schrift als weitere Flammschutzmittelkomponente eine halogenhaltige Verbindung in Mengen von 2 bis 11 %, gerechnet als Halogen, benötigt. Aus beispielsweise toxikologischen Gründen ist es jedoch wünschenswert, den Einsatz halogenhaltiger Flammschutzmittel möglichst weitgehend zu vermeiden.Expandable graphite, which is also referred to as expandable graphite, as a flame retardant in polystyrene (PS) or impact modified polystyrene (HIPS) use is known for example from WO 03/046071 A1. Moreover, according to this document as a further flame retardant component, a halogen-containing compound in amounts of 2 to 11%, calculated as halogen, is needed. For toxicological reasons, for example, it is desirable to avoid the use of halogenated flame retardants as much as possible.
Halogenfrei flammgeschützte Styrolpolymerisate, die expandierbaren Graphit und eine Phosphorverbindung als Flammschutzkomponenten enthalten werden in WO 00/34367 und WO 00/34342 offenbart. Formmassen auf Basis solcherart flammgeschützter Styrolpolymerisate sind bzgl. ihres Abtropfverhaltens im Brandfall aber verbesserungswürdig.Halogen-free flame-retardant styrene polymers containing expandable graphite and a phosphorus compound as flame retardant components are disclosed in WO 00/34367 and WO 00/34342. However, molding compositions based on such flame-retardant styrene polymers are in terms of their dripping behavior in case of fire in need of improvement.
WO 2005/103136 offenbart flammgeschützte Styrolpolymere die neben expandierba- rem Graphit und einer Phosphorverbindung ein weiteres Coadditiv enthalten, welches die Migration des phosphorhaltigen Flammschutzmittels an die Polymeroberfläche unterdrücken soll. Explizit als Coadditiv genannt wird Polycarbonat. Die KR1996-0001006 offenbart flammgeschütztes Polystyrol, wobei die Flammschutzmittelkomponenten expandierbaren Graphit, eine Phosphorverbindung und Teflon umfassen. Die mittlere Teilchengröße des expandierbaren Graphits beträgt 5 μm. Das als Antitropfmittel zugesetzte Teflon wird in Mengen von 1 bis 5 Gewichtsprozent eingesetzt. Die so erhaltenen halogenfrei flammgeschützten Formmassen besitzen eine gute Wärmebeständigkeit und Stoßfestigkeit.WO 2005/103136 discloses flame-retardant styrene polymers which, in addition to expandable graphite and a phosphorus compound, contain a further co-additive which is intended to suppress the migration of the phosphorus-containing flame retardant to the polymer surface. Polycarbonate is explicitly mentioned as a co-additive. KR1996-0001006 discloses flame-retardant polystyrene wherein the flame retardant components include expandable graphite, a phosphorus compound, and Teflon. The mean particle size of the expandable graphite is 5 μm. The teflon added as an anti-dripping agent is used in amounts of from 1 to 5 percent by weight. The halogen-free flameproofed molding compositions obtained in this way have good heat resistance and impact resistance.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es , für Polystyrol und schlagzäh modifiziertes Polystyrol eine Flammschutzmittelkombination zu finden, die gegenüber bekannten Systemen eine verbesserte Kombination von flammhemmenden und mechanischen Eigenschaften besitzt.Object of the present invention was to find a flame retardant combination for polystyrene and impact modified polystyrene, which has an improved combination of flame retardant and mechanical properties over known systems.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Formmassen gefunden, wobei erfin- dungswesentlich ist, daß der expandierbare Graphit B1 ) eine mittlere Teilchengröße D50 zwischen 10 μm und 1000μm hat (gemessen nach der im Beispielteil beschriebenen Methode), und der Gewichtsanteil des fluorhaltigen Polymers B3) bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis D) von 0,01 bis 0,5 Gew.-% beträgt.Accordingly, the molding compositions defined above were found, it being essential to the invention that the expandable graphite B1) has an average particle size D50 between 10 μm and 1000 μm (measured by the method described in the example section), and the weight fraction of the fluorine-containing polymer B3) the total weight of components A) to D) is from 0.01 to 0.5% by weight.
Die erfindungsgemäßen Formmassen basierend auf Polystyrol und schlagzäh modifiziertes Polystyrol weisen ggü. bekannten Systemen eine verbesserte Kombination von flammhemmenden und mechanischen Eigenschaften auf.The novel molding compositions based on polystyrene and impact-modified polystyrene exhibit. known systems an improved combination of flame retardant and mechanical properties.
Die erfindungsgemäßen Formmassen sowie die weiteren erfindungsgemäßen Verfah- ren und Gegenstände werden im folgenden beschrieben.The molding compositions according to the invention and the other processes and objects according to the invention are described below.
Die erfindungsgemäßen Formmassen enthaltenContain the molding compositions of the invention
A) 55 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 59,5 bis 94,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 64 bis 89 Gew.-%, Komponente A,A) 55 to 99 wt .-%, preferably 59.5 to 94.5 wt .-%, particularly preferably 64 to 89 wt .-%, component A,
B) 1 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 10 bis 35 Gew.-%, Komponente B,B) 1 to 45 wt .-%, preferably 5 to 40 wt .-%, particularly preferably 10 to 35 wt .-%, component B,
C) 0 bis 20 Gew.-%, bevorzugt 0,5 bis 15 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-% Komponente C, und D) 0 bis 40 Gew.-%, bevorzugt 0 bis 30 Gew.-%, besonders bevorzugt 0 bis 25 Gew.-% Komponente D,C) 0 to 20 wt .-%, preferably 0.5 to 15 wt .-%, particularly preferably 1 to 10 wt .-% component C, and D) 0 to 40 wt .-%, preferably 0 to 30 wt. %, more preferably 0 to 25% by weight of component D,
wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) biswherein the weight percentages are based on the total weight of components A) to
D) bezogen sind und zusammen 100 Gew.-% ergeben.D) and together give 100 wt .-%.
Die Flammschutzmittelkomponente B) umfaßt insbesondere B1 ) 20 bis 79,99 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 69,9 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 59,5 Gew.-%, der Komponente B1 ), B2) 20 bis 79,99 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 69,9 Gew.-%, besonders bevorzugt 40 bis 59,5 Gew.-%, der Komponente B2) und B3) 0,01 bis 4 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 2The flame retardant component B) comprises in particular B1) from 20 to 79.99% by weight, preferably from 30 to 69.9% by weight, particularly preferably from 40 to 59.5% by weight, of component B1), B2) from 20 to 79.99% by weight %, preferably 30 to 69.9 wt .-%, particularly preferably 40 to 59.5 wt .-%, of component B2) and B3) 0.01 to 4 wt .-%, preferably 0.1 to 3 wt. -%, more preferably 0.5 to 2
Gew.-%, der Komponente B3),% By weight of component B3),
wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Komponenten B1 ) bis B3) bezogen sind und zusammen 100 Gew.-% ergeben.wherein the weight percentages are based in each case on the total weight of the components B1) to B3) and together give 100% by weight.
Erfindungswesentlich ist, daß der expandierbare Graphit B1 ) eine mittlere Teilchengröße D50 zwischen 10 μm und 1000μm, bevorzugt zwischen 30 μm und 850μm, insbesondere bevorzugt zwischen 200 μm und 700μm, hat (gemessen nach der im Beispielteil beschriebenen Methode), und der Gewichtsanteil des fluorhaltigen Polymers B3) bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis D) von 0,01 bis 0,5 Gew.-%, bevorzugt von 0,1 bis 0,45 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,2 bis 0,4 Gew.-%, beträgt.It is essential to the invention that the expandable graphite B1) has an average particle size D50 between 10 μm and 1000 μm, preferably between 30 μm and 850 μm, particularly preferably between 200 μm and 700 μm (measured by the method described in the example section), and Polymer B3) based on the total weight of components A) to D) of 0.01 to 0.5 wt .-%, preferably from 0.1 to 0.45 wt .-%, particularly preferably from 0.2 to 0, 4 wt .-%, is.
Komponente A):Component A):
Als Komponente A) der thermoplastischen Formmassen sind grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen Polystyrole und schlagzäh modifizierten Polystyrole oder deren Mischungen einsetzbar. PS und HIPS sowie deren Herstellung, Struktur und Eigenschaften sind in der Literatur detailliert beschrieben, beispielsweise in A. Echte, F. Haaf, J. Hambrecht, Angew. Chem. (Int. Ed. Engl.) 20 (1981 ) 344-361 , oder in Kunststoffhandbuch, Vol. 4, Polystyrol, Carl Hanser Verlag, 1996.As component A) of the thermoplastic molding compositions it is possible in principle to use all polystyrenes known in the art and described in the literature and impact-modified polystyrenes or mixtures thereof. PS and HIPS and their preparation, structure and properties are described in detail in the literature, for example in A. Echte, F. Haaf, J. Hambrecht, Angew. Chem. (Int Ed. Engl.) 20 (1981) 344-361, or in Kunststoffhandbuch, Vol. 4, polystyrene, Carl Hanser Verlag, 1996.
Geeignetes PS wird nach dem Verfahren der anionischen beziehungsweise radikali- sehen Polymerisation hergestellt. Die durch das Polymerisationsverfahren beeinflussbare Uneinheitlichkeit des Polymerisats ist dabei von untergeordneter Bedeutung. Bevorzugt werden PS und HIPS, deren toluollöslicher Anteil ein mittleres Molekulargewicht Mw von 50.000 bis 500.000 g/mol aufweist und die gegebenenfalls noch mit Additiven, wie beispielsweise Mineralöl, Stabilisatoren, Antistatika oder Wachsen ausgerüs- tet sind.Suitable PS is prepared by the method of anionic or radical polymerization. The influenceable by the polymerization non-uniformity of the polymer is of secondary importance. PS and HIPS whose toluene-soluble fraction has an average molecular weight Mw of from 50,000 to 500,000 g / mol and which are optionally also provided with additives, such as, for example, mineral oil, stabilizers, antistatic agents or waxes, are preferred.
Die verwendeten schlagzähen Polystyrole können auch durch die Verwendung spezieller Polybutadien-Kautschuke, zum Beispiel mit gegenüber herkömmlichen Kautschuken verändertem 1 ,4-cis- bzw. 1 ,4-trans-Anteil oder 1 ,2- und 1 ,4-Verknüpfungsanteil, strukturell verändert sein. Ferner können anstelle von Polybutadien-Kautschuken auch andere Dien-Kautschuke sowie Elastomere von der Art der Ethylen-Propylen-Dien- Copolymere (Dien-Kautschuke) sowie hydrierte Dien-Kautschuke eingesetzt werden. Komponente B):The impact-resistant polystyrenes used can also be structurally modified by the use of specific polybutadiene rubbers, for example with a 1, 4-cis or 1, 4-trans proportion or 1, 2 and 1, 4 linkage fraction modified compared to conventional rubbers be. Further, instead of polybutadiene rubbers, other diene rubbers and elastomers of the ethylene-propylene-diene copolymer type (diene rubbers) and hydrogenated diene rubbers may also be used. Component B):
Die thermoplastischen Formmassen enthalten als Komponente B) erfindungsgemäß eine Flammschutzmittelmischung enthaltendThe thermoplastic molding compositions contain as component B) according to the invention containing a flame retardant mixture
B1 ) expandierbaren Graphit,B1) expandable graphite,
B2) eine Phosphor enthaltende Flammschutzverbindung undB2) a phosphorus-containing flame retardant compound and
B3) ein fluorhaltiges Polymer.B3) a fluorine-containing polymer.
Die erfindungsgemäßen Formmassen enthalten als Komponente B1 ) dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen expandierbaren Graphit, sogenanntenThe molding compositions according to the invention contain as component B1) known to the expert and described in the literature expandable graphite, so-called
Blähgraphit (wärme- bzw. hitzeexpandierbarer Graphit). Dieser leitet sich in der Regel von natürlichem oder künstlichem Graphit ab.Expandable graphite (heat or heat expandable graphite). This is usually derived from natural or artificial graphite.
Der Blähgraphit ist beispielsweise erhältlich durch Oxidation von natürlichem und/oder künstlichem Graphit. Als Oxidationsagentien können H2O2 oder Salpetersäure inThe expandable graphite is obtainable, for example, by oxidation of natural and / or artificial graphite. As oxidation agents can be H2O2 or nitric acid in
Schwefelsäure eingesetzt werden.Sulfuric acid can be used.
Weiterhin kann der Blähgraphit durch Reduktion, z.B. mit Natriumnaphthalenid in einem aprotischen organischen Lösungsmittel hergestellt werden.Furthermore, the expandable graphite may be reduced by reduction, e.g. be prepared with sodium naphthalenide in an aprotic organic solvent.
Aufgrund seiner Schichtgitterstruktur ist Graphit in der Lage, spezielle Formen von Einlagerungsverbindungen zu bilden. In diesen so genannten Zwischengitterverbindungen sind Fremdatome oder -moleküle in z.T. stöchiometrischen Verhältnissen in die Räume zwischen den Kohlenstoffatomen aufgenommen worden.Due to its layered lattice structure, graphite is able to form special forms of intercalation compounds. In these so-called interstitial compounds are foreign atoms or molecules in z.T. Stoichiometric ratios have been included in the spaces between the carbon atoms.
Die Oberfläche des Blähgraphits kann zur besseren Verträglichkeit ggü. der Thermoplastmatrix mit einem Beschichtungsmittel beschichtet sein, beispielsweise mit dem Fachmann bekannten Silanschlichten.The surface of the expanded graphite may be better for compatibility. the thermoplastic matrix may be coated with a coating agent, for example with silane sizes known to those skilled in the art.
Für den Fall, dass der Blähgraphit durch o.g. Oxidation erhalten wurde, kann es notwendig sein, eine alkalische Verbindung zuzusetzen, da der Blähgraphit (durch die enthaltende Säure) ansonsten Korrosion der Formmassen und/oder Lager- und Her- Stellapparate derartiger Formmassen verursachen kann. Insbesondere Alkaliverbindungen sowie Mg(OH)2 oder AI-Hydroxide können in Mengen bis zu 10, vorzugsweise bis zu 5 Gew.-% (bezogen auf 100 Gew.-% B1 ) zugegeben werden. Vorteilhaft erfolgt die Mischung bevor die Komponenten compoundiert werden.In the event that the expandable graphite by o.g. Oxidation is obtained, it may be necessary to add an alkaline compound, since the expandable graphite (by containing acid) may otherwise cause corrosion of the molding compositions and / or storage and Herstellapparate such molding compounds. In particular, alkali metal compounds and Mg (OH) 2 or Al hydroxides can be added in amounts of up to 10, preferably up to 5 wt .-% (based on 100 wt .-% B1). The mixture is advantageously carried out before the components are compounded.
Vorzugsweise beträgt die Hitze-Ausdehnung des Blähgraphits bei schnellem Aufheizen von Raumtemperatur auf 8000C (in Richtung der c-Achse des Kristalls) mindestens 100 ml/g, vorzugsweise mindestens 1 10 ml/g (sog. spezifische Volumenänderung). Wesentlich für die Eignung als Flammschutzmittel ist es, dass der Blähgraphit sich nicht in größerem Ausmaß ausdehnt bei Temperaturen unter 2700C, bevorzugt unter 2800C. Darunter versteht der Fachmann, dass der Blähgraphits bei den genannten Temperaturen in einem Zeitraum von 10 min eine Volumenexpansion von weniger als 20 % erfährt.The heat expansion of the expandable graphite with rapid heating from room temperature to 800 ° C. (in the direction of the c-axis of the crystal) is preferably at least 100 ml / g, preferably at least 110 ml / g (so-called specific volume change). Essential for the suitability as a flame retardant is that the expandable graphite does not expand to a greater extent at temperatures below 270 0 C, preferably below 280 0 C. By this the expert understands that the expandable graphite at the temperatures mentioned in a period of 10 min Volume expansion of less than 20% experiences.
Der Ausdehnungskoeffizient (als spezifische Kerngröße) bedeutet in der Regel die Differenz zwischen dem spezifischen Volumen (ml/g) nach Erhitzen und dem spezifischen Volumen bei 200C Raumtemperatur. Dies wird allgemein gemessen nach folgender Vorschrift: Ein Quarzbehälter wird auf 10000C in einem elektrischen Schmelzeofen erhitzt. 2 g des Blähgraphits werden schnell in den Quarzbehälter gegeben und dieser 10 sec. im Schmelzeofen belassen.The coefficient of expansion (as specific core size) usually means the difference between the specific volume (ml / g) after heating and the specific volume at 20 ° C. room temperature. This is generally measured by the following method: A quartz vessel is heated to 1000 0 C in an electric melting furnace. 2 g of expandable graphite are quickly added to the quartz container and this 10 sec. Left in the furnace.
Das Gewicht von 100 ml des expandierten Graphits wird gemessen, um die sog. „loo- sened apparent specific gravity" zu bestimmen. Der Kehrwert bildet dann das spezifische Volumen bei dieser Temperatur. Das spezifische Volumen bei Raumtemperatur wird entsprechend bei 20°C gemessen. (Ausdehnungskoeffizient = spez. Volumen nach Erhitzen - spezifisches Volumen bei 20°C).The weight of 100 ml of expanded graphite is measured to determine the so-called "loosely apparent specific gravity." The reciprocal then forms the specific volume at that temperature, and the specific volume at room temperature is measured at 20 ° C. (Expansion coefficient = specific volume after heating - specific volume at 20 ° C).
Die mittlere Teilchengröße D5o des Blähgraphits soll vorzugsweise in den bereits obengenannten Bereichen liegen. Sind die mittleren Teilchengrößen niedriger, wird in der Regel keine ausreichend Flammschutzwirkung erzielt; sind sie größer, werden üblicherweise die mechanischen Eigenschaften der thermoplastischen Formmassen nachteilig beeinflußt.The mean particle size D 5 o of the expanded graphite should preferably be in the above-mentioned ranges. If the mean particle sizes are lower, as a rule no sufficient flameproofing effect is achieved; If they are larger, usually the mechanical properties of the thermoplastic molding compositions are adversely affected.
Die Dichte des Blähgraphits liegt üblicherweise im Bereich von 0,4 bis 2 g/cm3.The density of the expandable graphite is usually in the range of 0.4 to 2 g / cm 3 .
Bei den phosphorhaltigen Verbindungen der Komponente B2) handelt es sich um or- ganische und anorganische Phosphor enthaltende Verbindungen, in denen der Phosphor die Wertigkeitsstufe -3 bis +5 besitzt. Unter der Wertigkeitsstufe soll der Begriff "Oxidationsstufe" verstanden werden, wie er im Lehrbuch der Anorganischen Chemie von A.F. Hollemann und E. Wiberg, Walter des Gruyter und Co. (1964, 57. bis 70. Auflage), Seite 166 bis 177, wiedergegeben ist. Phosphorverbindungen der Wertigkeits- stufen -3 bis +5 leiten sich von Phosphin (-3), Diphosphin (-2), Phosphinoxid (-1 ), elementarem Phosphor (+0), hypophosphoriger Säure (+1), phosphoriger Säure (+3), Hy- podiphosphorsäure (+4) und Phosphorsäure (+5) ab.The phosphorus-containing compounds of component B2) are organic and inorganic phosphorus-containing compounds in which the phosphorus has the valence state -3 to +5. The term "level of oxidation" is understood to mean the term "oxidation state" as used in the textbook of inorganic chemistry by A.F. Hollemann and E. Wiberg, Walter des Gruyter and Co. (1964, 57th to 70th edition), pages 166 to 177, is reproduced. Phosphorus compounds of valence levels -3 to +5 are derived from phosphine (-3), diphosphine (-2), phosphine oxide (-1), elemental phosphorus (+0), hypophosphorous acid (+1), phosphorous acid (+3 ), Hypophosphoric acid (+4) and phosphoric acid (+5).
Aus der großen Zahl von als Komponente B2) geeigneten phosphorhaltigen Verbin- düngen, insbesondere den anorganischen oder organischen Phosphaten, Phosphiten, Phosphonaten, Phosphatestern, rotem Phosphor und Triphenylphosphinoxid, seien nur einige Beispiele erwähnt. Beispiele für Phosphorverbindungen der Phosphin-Klasse, die die Wertigkeitsstufe -3 aufweisen, sind aromatische Phosphine, wie Triphenylphosphin, Tritolylphosphin, Tri- nonylphosphin, Trinaphthylphosphin und Trisnonylphenylphosphin u.a. Besonders ge- eignet ist Triphenylphosphin.From the large number of phosphorus compounds suitable as component B2), in particular the inorganic or organic phosphates, phosphites, phosphonates, phosphate esters, red phosphorus and triphenylphosphine oxide, only a few examples are mentioned. Examples of phosphorus compounds of the phosphine class which have the valence state -3 are aromatic phosphines, such as triphenylphosphine, tritolylphosphine, trinonylphosphine, trinaphthylphosphine and trisnonylphenylphosphine, among others. Triphenylphosphine is particularly suitable.
Beispiele für Phosphorverbindungen der Diphosphinklasse, die die Wertigkeitsstufe -2 aufweisen, sind Tetraphenyldiphosphin, Tetranaphthyldiphosphin u.a.. Besonders geeignet ist Tetranaphthyldiphosphin.Examples of phosphorus compounds of the diphosphine class which have the valence state -2 are tetraphenyldiphosphine, tetranaphthyldiphosphine and the like. Particularly suitable is tetranaphthyldiphosphine.
Phosphorverbindungen der Wertigkeitsstufe -1 leiten sich vom Phosphinoxid ab.Phosphorus compounds of valence state -1 are derived from the phosphine oxide.
Geeignet sind Phosphinoxide der allgemeinen Formel ISuitable phosphine oxides of the general formula I.
R1 R 1
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wobei R1, R2 und R3 in Formel I gleiche oder verschiedene Alkyl-, Aryl-, Alkylaryl- oder Cycloalkylgruppen mit 8 bis 40 C-Atomen bedeuten.wherein R 1 , R 2 and R 3 in formula I mean the same or different alkyl, aryl, alkylaryl or cycloalkyl groups having 8 to 40 carbon atoms.
Beispiele für Phosphinoxide sind Triphenylphosphinoxid, Tritolylphosphinoxid, Trisno- nylphenylphosphinoxid, Tricyclohexylphosphinoxid, Tris-(n-butyl)-phosphinoxid, Tris- (n-hexyl)-phosphinoxid, Tris-(n-octyl)-phosphinoxid, Tris-(cyanoethyl)-phosphinoxid, Benzylbis-(cyclohexyl)-phosphinoxid, Benzylbisphenylphosphinoxid, Phenylbis-(n- hexyl)-phosphinoxid. Bevorzugt sind weiterhin oxidierte Umsetzungsprodukte aus Phosphin mit Aldehyden, insbesondere aus t-Butylphosphin mit Glyoxal. Besonders bevorzugt eingesetzt werden Triphenylphosphinoxid, Tricyclohexlyphosphinoxid, Tris- (n-octyl)-phosphinoxid und Tris-(cyanoethyl)-phosphinoxid, insbesondere Triphenylphosphinoxid.Examples of phosphine oxides are triphenylphosphine oxide, tritolylphosphine oxide, trisynylphenylphosphine oxide, tricyclohexylphosphine oxide, tris (n-butyl) phosphine oxide, tris (n-hexyl) phosphine oxide, tris (n-octyl) phosphine oxide, tris (cyanoethyl) - phosphine oxide, benzyl bis (cyclohexyl) phosphine oxide, benzyl bisphenyl phosphine oxide, phenyl bis (n-hexyl) phosphine oxide. Also preferred are oxidized reaction products of phosphine with aldehydes, especially from t-butylphosphine with glyoxal. Particular preference is given to using triphenylphosphine oxide, tricyclohexlyphosphine oxide, tris (n-octyl) phosphine oxide and tris (cyanoethyl) phosphine oxide, in particular triphenylphosphine oxide.
Ebenso geeignet ist Triphenylphosphinsulfid und dessen wie oben beschriebene Derivate der Phosphinoxide.Also suitable is triphenylphosphine sulfide and its derivatives of phosphine oxides as described above.
Phosphor der Wertigkeitsstufe +0 ist der elementare Phosphor. In Frage kommen roter und schwarzer Phosphor. Bevorzugt ist roter Phosphor.Phosphorus of the valence state +0 is the elemental phosphorus. Eligible are red and black phosphorus. Preference is given to red phosphorus.
Phosphorverbindungen der "Oxidationsstufe" +1 sind z.B. Hypophosphite rein organischer Natur, z.B. organische Hypophosphite, wie Cellulosehypophosphitester, Ester der hypophosphorigen Säuren mit Diolen, wie z.B. von 1 ,10-Dodecyldiol. Auch substituierte Phosphinsäuren und deren Anhydride, wie z.B. Diphenylphosphinsäure, können eingesetzt werden. Des weiteren kommen in Frage Diphenylphosphinsäure, Di-p- Tolylphosphinsäure, Di-Kresylphosphinsäureanhydrid, Es kommen aber auch Verbindungen wie Hydrochinon-, Ethylenglykol-, Propylenglykol-bis(diphenylphosphinsäure)- ester u.a. in Frage. Ferner sind geeignet Aryl(Alkyl)phosphinsäureamide, wie z.B. Diphenylphosphinsäure-dimethylamid und Sulfonamidoaryl(alkyl)phosphinsäure- derivate, wie z.B. p-Tolylsulfonamidodiphenylphosphinsäure. Bevorzugt eingesetzt werden Hydrochinon- und Ethylenglykol-bis-(diphenylphosphinsäure)ester und das Bisdiphenylphosphinat des Hydrochinons.Phosphorus compounds of the "oxidation state" +1 are, for example, hypophosphites of purely organic nature, for example organic hypophosphites, such as cellulose hypophosphite esters, esters of hypophosphorous acids with diols, for example of 1,10-dodecyldiol. Also substituted phosphinic acids and their anhydrides, such as diphenylphosphinic can be used. Further suitable are diphenylphosphinic acid, di-p-tolylphosphinic acid, di-cresylphosphinic anhydride, but also compounds such as hydroquinone, ethylene glycol, propylene glycol bis (diphenylphosphinic) - esters, inter alia, in question. Also suitable are aryl (alkyl) phosphinic acid amides, such as, for example, diphenylphosphinic acid dimethylamide and sulfonamidoaryl (alkyl) phosphinic acid derivatives, for example p-tolylsulfonamidodiphenylphosphinic acid. Hydroquinone and ethylene glycol bis (diphenylphosphinic) esters and the bis-diphenylphosphinate of hydroquinone are preferably used.
Phosphorverbindungen der Oxidationsstufe +3 leiten sich von der phosphorigen Säure ab. Geeignet sind cyclische Phosphonate, die sich vom Pentaerythrit, Neopentylglykol oder Brenzkatechin ableiten wie z.B. Verbindungen gemäß Formel IlPhosphorus compounds of the oxidation state +3 are derived from the phosphorous acid. Suitable are cyclic phosphonates derived from pentaerythritol, neopentyl glycol or catechol, e.g. Compounds according to formula II
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wobei R einen Ci bis C4-Alkylrest, bevorzugt Methylrest, x=0 oder 1 bedeutet (Am- gard® P 45 der Firma Albright & Wilson).where R is a Ci to C4 alkyl radical, preferably methyl, x = 0 or 1 (ammonium gard ® P 45 from Albright & Wilson).
Ferner ist Phosphor der Wertigkeitsstufe +3 in Triaryl(alkyl)phosphiten, wie z.B. Triphenylphosphit, Tris(4-decylphenyl)phosphit, Tris(2,4-di-tert.-butylphenyl)phosphit oder Phenyldidecylphosphit u.a. enthalten. Es kommen aber auch Diphosphite, wie z.B. Propylenglykol-1 ,2-bis(diphosphit) oder cyclische Phosphite, die sich vom Pentaerythrit, Neopentylglykol oder Brenzkatechin ableiten, in Frage.Further, +3 valence phosphorous is in triaryl (alkyl) phosphites, e.g. Triphenyl phosphite, tris (4-decylphenyl) phosphite, tris (2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite or phenyldidecyl phosphite and the like. contain. But there are also diphosphites, such. Propylene glycol-1, 2-bis (diphosphite) or cyclic phosphites derived from pentaerythritol, neopentyl glycol or catechol, in question.
Besonders bevorzugt werden Methylneopentylglycolphosphonat und -phosphit sowie Dimethylpentaerythritdiphosphonat und -phosphit.Particularly preferred are methyl neopentyl glycol phosphonate and phosphite and dimethyl pentaerythritol diphosphonate and phosphite.
Als Phosphorverbindungen der Oxidationsstufe +4 kommen vor allem Hypodiphospha- te, wie z.B. Tetraphenylhypodiphosphat oder Bisneopentylhypodiphosphat in Betracht.As phosphorus compounds of the oxidation state +4, especially hypodiphosphates, such as. Tetraphenyl hypodiphosphate or Bisneopentylhypodiphosphat into consideration.
Als Phosphorverbindungen der Oxidationsstufe +5 kommen vor allem alkyl- und aryl- substituierte Phosphate in Betracht. Beispiele sind Phenylbisdodecylphosphat, Pheny- lethylhydrogenphosphat, Phenyl-bis(3,5,5-trimethylhexyl)phosphat, Ethyldiphe- nylphosphat, 2-Ethylhexyldi(tolyl)phosphat, Diphenylhydrogenphosphat, Bis(2- ethylhexyl)-p-tolylphosphat, Tritolylphosphat, Bis(2-ethylhexyl)-phenylphosphat, Di(nonyl)phenylphosphat, Phenylmethylhydrogenphosphat, Di(dodecyl)-p- tolylphosphat, p-Tolyl-bis(2,5,5-trimethylhexyl)phosphat oder 2-Ethylhexyldiphenyl- phosphat. Besonders geeignet sind Phosphorverbindungen, bei denen jeder Rest ein Aryloxi-Rest ist. Ganz besonders geeignet ist Triphenylphosphat und Resorcinol-bis- (diphenylphosphat) und dessen kernsubstituierten Derivate der allgemeinen Formel III (RDP):Suitable phosphorus compounds of the oxidation state +5 are, in particular, alkyl- and aryl-substituted phosphates. Examples are phenylbisdodecylphosphate, phenylethylhydrogenphosphate, phenylbis (3,5,5-trimethylhexyl) phosphate, ethyldiphenylphosphate, 2-ethylhexyldi (tolyl) phosphate, diphenylhydrogenphosphate, bis (2-ethylhexyl) -p-tolylphosphate, tritolylphosphate, bis (2-ethylhexyl) phenyl phosphate, di (nonyl) phenyl phosphate, phenylmethyl hydrogen phosphate, di (dodecyl) p-tolyl phosphate, p-tolyl bis (2,5,5-trimethylhexyl) phosphate or 2-ethylhexyldiphenyl phosphate. Particularly suitable are phosphorus compounds in which each radical is an aryloxy radical. Especially suitable is triphenyl phosphate and resorcinol bis (diphenyl phosphate) and its nucleus-substituted derivatives of general formula III (RDP):
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in der die Substituenten in Formel III folgende Bedeutung haben:in which the substituents in formula III have the following meanings:
R4-R7 ein aromatischer Rest mit 6 bis 20 C-Atomen, bevorzugt ein Phenylrest, welcher mit Alkylgruppen mit 1 bis 4 C-Atomen bevorzugt Methyl, substituiert sein kann,R 4 -R 7 is an aromatic radical having 6 to 20 C atoms, preferably a phenyl radical which may be substituted by alkyl groups having 1 to 4 C atoms, preferably methyl,
R8 ein zweiwertiger Phenolrest, bevorzugtR 8 is a divalent phenol radical, preferred
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und n einen Durchschnittswert zwischen 0,1 bis 100, bevorzugt 0,5 bis 50, insbesondere 0,8 bis 10 und ganz besonders 1 bis 5.and n an average value between 0.1 to 100, preferably 0.5 to 50, in particular 0.8 to 10 and very particularly 1 to 5.
Die im Handel erhältlichen RPD-Produkte unter dem Warenzeichen Fyroflex®oder Fyrol®-RDP (Akzo) sowie CR 733-S (Daihachi) sind bedingt durch das Herstellungsverfahren Gemische aus ca. 85 % RDP (n=1 ) mit ca. 2,5 % Triphenylphosphat sowie ca. 12,5 % oligomeren Anteilen, in denen der Oligomerisierungsgrad meist kleiner 10 beträgt.The commercially available products under the trademark RPD Fyroflex ® or Fyrol ® -RDP (Akzo) and CR-S 733 (Daihachi) are due to the manufacturing process, mixtures of about 85% RDP (n = 1) of about 2, 5% triphenyl phosphate and about 12.5% oligomeric portions in which the degree of oligomerization is usually less than 10.
Des weiteren können auch cyclische Phosphate eingesetzt werden. Besonders geeignet ist hierbei Diphenylpentaerythritdiphosphat und Phenylneopentylphosphat.Furthermore, cyclic phosphates can also be used. Particularly suitable here is diphenylpentaerythritol diphosphate and phenylneopentyl phosphate.
Außer den oben angeführten niedermolekularen Phosphorverbindungen kommen noch oligomere und polymere Phosphorverbindungen in Frage.In addition to the above-mentioned low molecular weight phosphorus compounds are still oligomeric and polymeric phosphorus compounds in question.
Solche polymeren, halogenfreien organischen Phosphorverbindungen mit Phosphor in der Polymerkette entstehen beispielsweise bei der Herstellung von pentacyclischen, ungesättigten Phosphindihalogeniden, wie beispielsweise in der DE-A 20 36 173 beschrieben ist. Das Molekulargewicht gemessen durch Dampfdruckosmometrie in Di- methylformamid, der Polyphospholinoxide soll im Bereich von 500 bis 7000, vorzugsweise im Bereich von 700 bis 2000 liegen.Such polymeric, halogen-free organic phosphorus compounds containing phosphorus in the polymer chain are formed, for example, in the preparation of pentacyclic, unsaturated phosphine dihalides, as described, for example, in DE-A 20 36 173. The molecular weight measured by vapor pressure osmometry in di methylformamide, the Polyphospholinoxide should be in the range of 500 to 7000, preferably in the range of 700 to 2000.
Das Phosphor besitzt hierbei die Oxidationsstufe -1.The phosphorus here has the oxidation state -1.
Ferner können anorganische Koordinationspolymere von Aryl(alkyl)-phosphinsäuren wie z.B. Poly-ß-natrium(l)-methylphenylphosphinat eingesetzt werden. Ihre Herstellung wird in DE-A 31 40 520 angegeben. Der Phosphor besitzt die Oxidationszahl +1.Further, inorganic coordination polymers of aryl (alkyl) phosphinic acids such as e.g. Poly-ß-sodium (l) -methylphenylphosphinat be used. Their preparation is given in DE-A 31 40 520. The phosphorus has the oxidation number +1.
Weiterhin können solche halogenfreien polymeren Phosphorverbindungen durch die Reaktion eines Phosphonsäurechlorids, wie z.B. Phenyl-, Methyl-, Propyl-, Styryl- und Vinylphosphonsäuredichlorid mit bifunktionellen Phenolen, wie z.B. Hydrochinon, Re- sorcin, 2,3,5-Trimethylhydrochinon, Bisphenol-A, Tetramethylbiphenol-A entstehen.Furthermore, such halogen-free polymeric phosphorus compounds may be prepared by the reaction of a phosphonic acid chloride, such as a phosphonic acid chloride. Phenyl, methyl, propyl, styryl and vinylphosphonic dichloride with bifunctional phenols, e.g. Hydroquinone, resorcinol, 2,3,5-trimethylhydroquinone, bisphenol-A, tetramethylbiphenol-A arise.
Weitere halogenfreie polymere Phosphorverbindungen, die in den erfindungsgemäßen Formmassen enthalten sein können, werden durch Reaktion von Phosphoroxidtrichlo- rid oder Phosphorsäureesterdichloriden mit einem Gemisch aus mono-, bi- und trifunk- tionellen Phenolen und anderen Hydroxylgruppen tragenden Verbindungen hergestellt (vgl. Houben-Weyl-Müller, Thieme-Verlag Stuttgart, Organische Phosphorverbindungen Teil Il (1963)). Ferner können polymere Phosphonate durch Umesterungsreaktio- nen von Phosphonsäureestern mit bifunktionellen Phenolen (vgl. DE-A 29 25 208) oder durch Reaktionen von Phosphonsäureestern mit Diaminen oder Diamiden oder Hydraziden (vgl. US-PS 4 403 075) hergestellt werden. In Frage kommt aber auch das anorganische Poly(ammoniumphosphat).Further halogen-free polymeric phosphorus compounds which may be present in the molding compositions according to the invention are prepared by reaction of phosphorus oxytrichloride or phosphoric ester dichlorides with a mixture of mono-, bi- and trifunctional phenols and compounds carrying other hydroxyl groups (see Houben-Weyl-Chem. Müller, Thieme-Verlag Stuttgart, Organic Phosphorus Compounds Part II (1963)). Furthermore, polymeric phosphonates can be prepared by transesterification reactions of phosphonic acid esters with bifunctional phenols (cf., DE-A 29 25 208) or by reactions of phosphonic acid esters with diamines or diamides or hydrazides (cf., US Patent 4,403,075). In question is also the inorganic poly (ammonium phosphate).
Es können auch oligomere Pentaerythritphosphite, -phosphate und -phosphonate gemäß EP-B 8 486, z.B. Mobil Antiblaze® 19 (eingetragene Marke der Firma Mobil OiI), verwendet werden (s. Formeln IV und V):It is also possible oligomeric pentaerythritol phosphites, phosphates and phosphonates in accordance with EP-B 8 486, as mobile Antiblaze ® 19 (registered trademark of Mobil Oil), is used (see formulas IV and V.):
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O OO O
— O-P-R-P-O M. V- O-P-R-P-O M.V
R' KR 'K
wobei die Substituenten in den Formeln IV und V folgende Bedeutung haben: R1, R2 Wasserstoff, d- bis Cβ-Alkyl, der gegebenenfalls eine Hydroxylgruppe enthält, vorzugsweise d- bis C4-AIkVl, linear oder verzweigt, z.B. Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert.-Butyl, n-Pentyl; Phenyl; wobei bevorzugt mindestens ein Rest R1 oder R2, insbesondere R1 und R2 Wasserstoff ist;where the substituents in the formulas IV and V have the following meanings: R 1 , R 2 is hydrogen, C 1 - to C 6 -alkyl which optionally contains one hydroxyl group, preferably C 1 - to C 4 -alkyl, linear or branched, for example methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, tert-butyl, n-pentyl; phenyl; wherein preferably at least one radical R 1 or R 2 , in particular R 1 and R 2 is hydrogen;
R3 Cr bis Cio-Alkylen, linear oder verzweigt, z.B. Methylen, Ethylen, n-R 3 is C 1 -C 4 -alkylene, linear or branched, eg methylene, ethylene, n-
Propylen, iso-Propylen, n-Butylen, tert.-Butylen, n-Pentylen, n-Octylen, n- Dodecylen;Propylene, iso-propylene, n-butylene, tert-butylene, n-pentylene, n-octylene, n-dodecylene;
Arylen, z.B. Phenylen, Naphthylen; Alkylarylen, z.B. Methyl-phenylen, Ethyl-phenylen, tert.-Butyl-phenylen, Me- thyl-naphthylen, Ethyl-naphthylen, tert.-Butyl-naphthylen; Arylalkylen, z.B. Phenyl-methylen, Phenyl-ethylen, Phenyl-propylen, Phenyl- butylen;Arylene, e.g. Phenylene, naphthylene; Alkylarylene, e.g. Methyl-phenylene, ethyl-phenylene, tert-butyl-phenylene, methyl-naphthylene, ethyl-naphthylene, tert-butyl-naphthylene; Arylalkylene, e.g. Phenylmethylene, phenylethylene, phenylpropylene, phenylbutylene;
M ein Erdalkali-, Alkalimetall, AI, Zn, Fe, Bor;M is an alkaline earth, alkali metal, Al, Zn, Fe, boron;
m eine ganze Zahl von 1 bis 3;m is an integer of 1 to 3;
n eine ganze Zahl von 1 und 3 undn is an integer of 1 and 3 and
x 1 oder 2.x 1 or 2.
Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel IV, in denen R1 und R2 Wasserstoff ist, wobei M vorzugsweise Ca, Zn oder AI ist und Calciumphosphinat als Verbin- düng ganz besonders bevorzugt ist.Particular preference is given to compounds of the formula IV in which R 1 and R 2 are hydrogen, where M is preferably Ca, Zn or Al and calcium phosphinate is very particularly preferred as compound.
Derartige Produkte sind im Handel z.B. als Calciumphosphinat erhältlich.Such products are commercially available e.g. available as calcium phosphinate.
Geeignete Salze der Formel IV oder V, in denen nur ein Rest R1 oder R2 Wasserstoff bedeutet, sind z.B. Salze der Phenylphosphinsäure, wobei deren Na- und/oder Ca- Salze bevorzugt sind.Suitable salts of the formula IV or V in which only one radical R 1 or R 2 is hydrogen are, for example, salts of phenylphosphinic acid, their Na and / or Ca salts being preferred.
Weiterhin bevorzugte Salze weisen einen hydroxylgruppenhaltigen Alkylrest R1 und/oder R2 auf. Diese sind beispielsweise durch Hydroxymethylierung erhältlich. Be- vorzugte Verbindungen sind Ca, Zn und AI-Salze.Further preferred salts have a hydroxyl-containing alkyl radical R 1 and / or R 2 . These are obtainable, for example, by hydroxymethylation. Preferred compounds are Ca, Zn and Al salts.
Die mittlere Teilchengröße D5o (gemessen nach der im Beispielteil beschriebenen Methode) der Komponente B2) ist vorzugsweise kleiner 10 μm, vorzugsweise kleiner 7 μm und insbesondere kleiner 5 μm. Der Dio-Wert ist vorzugsweise kleiner 4 μm, insbesondere 3 μm und ganz besonders bevorzugt kleiner 2 μm. Bevorzugte dgo-Werte sind kleiner 40 μm und insbesondere kleiner 30 μm und ganz besonders bevorzugt kleiner 20 μm.The mean particle size D 5 o (measured by the method described in the example section) of component B2) is preferably less than 10 μm, preferably less than 7 μm and in particular less than 5 μm. The Dio value is preferably less than 4 μm, in particular 3 μm and very particularly preferably less than 2 μm. Preferred dgo values are less than 40 μm and in particular less than 30 μm and very particularly preferably less than 20 μm.
Weiterhin bevorzugt sind Phosphorverbindungen der allgemeinen Formel VI:Preference is furthermore given to phosphorus compounds of the general formula VI:
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wobei die Substituenten in Formel VI folgende Bedeutung haben:where the substituents in formula VI have the following meanings:
R1 bis R20 unabhängig voneinander Wasserstoff, eine lineare oder verzweigte Al- kylgruppe bis zu 6 C-AtomenR 1 to R 20 independently of one another hydrogen, a linear or branched alkyl group up to 6 C atoms
einen Durchschnittswert von 0,5 bis 50 undan average of 0.5 to 50 and
X eine Einfachbindung, C=O, S, SO2, C(CHs)2 X is a single bond, C = O, S, SO 2 , C (CH 2 ) 2
Bevorzugte Verbindungen B2) sind solche der Formel VI, in denen R1 bis R20 unabhängig voneinander Wasserstoff und/oder einen Methylrest bedeuten. Für den Fall, daß R1 bis R20 unabhängig voneinander einen Methylrest bedeuten, sind solche Verbindungen bevorzugt, in welchen die Reste R1, R5, R6, R10, R11, R15, R16, R20 in ortho Stellung zum Sauerstoff der Phosphatgruppe mindestens einen Methylrest darstellen. Weiterhin bevorzugt sind Verbindungen B2) in denen pro aromatischem Ring eine Methylgruppe, vorzugsweise in ortho-Stellung vorhanden ist und die anderen Reste Was- serstoff bedeuten.Preferred compounds B2) are those of the formula VI in which R 1 to R 20 independently of one another are hydrogen and / or a methyl radical. In the event that R 1 to R 20 independently of one another are methyl, such compounds are preferred in which the radicals R 1 , R 5 , R 6 , R 10 , R 11 , R 15 , R 16 , R 20 in ortho Position to the oxygen of the phosphate group represent at least one methyl radical. Preference is furthermore given to compounds B2) in which one methyl group is present per aromatic ring, preferably in the ortho position, and the other radicals are hydrogen.
Insbesondere bevorzugt sind als Substituenten SO2 und S, sowie ganz besonders bevorzugt C(CHs)2 für X in obiger Formel (VI).Particular preference is given as substituents SO 2 and S, and very particularly preferably C (CH 2 ) 2 for X in the above formula (VI).
n beträgt in obiger Formel (VI) vorzugsweise als Durchschnittswert 0,5 bis 5, insbesondere 0,7 bis 2 und insbesondere « 1.n in the above formula (VI) is preferably 0.5 to 5, in particular 0.7 to 2 and in particular << 1 as the average value.
Die Angabe von n als Durchschnittswert ergibt sich durch das Herstellverfahren der oben aufgeführten Verbindungen, so daß der Oligomerisierungsgrad meist kleiner 10 beträgt und geringe Anteile (meist < 5 Gew.-%) an Triphenylphosphat enthalten sind, wobei dies von Charge zu Charge unterschiedlich ist. Solche Verbindungen B2) sind als CR - 741 der Firma Daihachi im Handel erhältlich.The indication of n as an average value results from the preparation of the compounds listed above, so that the degree of oligomerization is usually less than 10 and small amounts (usually <5 wt .-%) of triphenyl phosphate are included, this being different from batch to batch. Such compounds B2) are commercially available as CR-741 from Daihachi.
Als Komponente B3) enthalten die Formmassen ein fluorhaltiges Polymer. Bevorzugt sind fluorhaltige Ethylenpolymerisate. Hierbei handelt es sich um Polymerisate des Ethylens mit einem Fluorgehalt von 55 bis 76 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 76 Gew.-As component B3), the molding compositions contain a fluorine-containing polymer. Preference is given to fluorine-containing ethylene polymers. These are polymers of ethylene with a fluorine content of 55 to 76 wt .-%, preferably 70 to 76 parts by weight.
%.%.
Beispiele hierfür sind Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluorethylen-hexafluor- propylen-Copolymere oder Tetrafluorethylen-Copolymerisate mit kleineren Anteilen (in der Regel bis zu 50 Gew.-%) copolymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Monomerer. Diese werden z.B. von Schildknecht in "Vinyl and Related Polymers", Wiley- Verlag, 1952, Seite 484 bis 494 und von Wall in "Fluorpolymers" (Wiley Interscience, 1972) beschrieben.Examples of these are polytetrafluoroethylene (PTFE), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymers or tetrafluoroethylene copolymers with smaller proportions (generally up to 50% by weight) of copolymerizable ethylenically unsaturated monomers. These are e.g. by Schildknecht in "Vinyl and Related Polymers", Wiley-Verlag, 1952, pages 484 to 494 and by Wall in "Fluoropolymers" (Wiley Interscience, 1972).
Diese fluorhaltigen Ethylenpolymerisate liegen homogen verteilt in den Formmassen vor und weisen bevorzugt eine mittlere Teilchengröße D5o im Bereich von 0,05 bis 10 μm, insbesondere von 0,1 bis 5 μm auf. Diese geringen Teilchengrößen lassen sich besonders bevorzugt durch Verwendung von wässrigen Dispersionen von fluorhaltigen Ethylenpolymerisaten und deren Einarbeitung in eine Polymerschmelze erzielen.These fluorine-containing ethylene polymers are homogeneously distributed in the molding compositions and preferably have an average particle size D 5 o in the range of 0.05 to 10 .mu.m, in particular from 0.1 to 5 .mu.m. These small particle sizes can be achieved particularly preferably by using aqueous dispersions of fluorine-containing ethylene polymers and their incorporation into a polymer melt.
Komponente C):Component C):
Als Komponente C) sind grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen Blockcopolymere auf Basis von Styrol und Butadien (SBC) geeignet. Bevorzugt eingesetzt werden thermoplastische Elastomere auf Basis von Styrol (S-TPE), insbesondere solche mit einer Reißdehnung von mehr als 300 %, besonders bevorzugt mehr als 500 %, insbesondere von mehr als 500% bis 600 % (diese und alle anderen in dieser Anmeldung genannten Reißdehnungen und Zugfestigkeiten werden bestimmt im Zugversuch entsprechend ISO 527-2:1996 an Probekörpern vom Typ 1 BA (Anhang A der genannten Norm: "kleine Probekörper")).As component C), in principle all block copolymers based on styrene and butadiene (SBC) known to the person skilled in the art and described in the literature are suitable. Preference is given to using thermoplastic elastomers based on styrene (S-TPE), in particular those having an elongation at break of more than 300%, particularly preferably more than 500%, in particular more than 500% to 600% (these and all others in this application tensile elongations and tensile strengths are determined in the tensile test according to ISO 527-2: 1996 on test specimens of type 1 BA (Annex A of the cited standard: "small specimens")).
Besonders bevorzugt mischt man als SBC oder S-TPE ein lineares oder sternförmiges Styrol-Butadien-Blockcopolymer mit außenliegenden Polystyrolblöcken S und dazwischenliegenden Styrol-Butadien-Copolymerblöcken mit statistischer Styrol/Butadien- Verteilung (S/B)random oder einem Styrolgradienten (S/B)taperzu (z.B. Styrolux® oder insbesondere Styroflex® der BASF Aktiengesellschaft, K-Resin® der CPC; weitere Komponenten C) werden vertrieben unter den Marken Cariflex®, Kraton®, Tufprene®, A- saflex®). Der Gesamtbutadiengehalt der Komponente C) liegt bevorzugt im Bereich von 15 bis 50 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 25 bis 40 Gew.-%, der Gesamtstyrol- gehalt liegt entsprechend bevorzugt im Bereich von 50 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 60 bis 75 Gew.-%.Particularly preferred are mixed as SBC or S-TPE, a linear or star-shaped styrene-butadiene block copolymer with external polystyrene blocks S and, between these, styrene-butadiene copolymer blocks with a random styrene / butadiene distribution (S / B) ra NDOM or (with a styrene S / B) tap Erzu (eg Styrolux ® or especially Styroflex ® of BASF Aktiengesellschaft, K-Resin ® of CPC; further components C) are marketed under the brand names Cariflex ®, Kraton ®, Tufprene ®, A- Saflex ®). The total butadiene content of component C) is preferably in the range from 15 to 50% by weight, more preferably in the range from 25 to 40% by weight, the total styrene content is correspondingly preferably in the range from 50 to 85% by weight, more preferably in the range of 60 to 75 wt .-%.
Vorzugsweise besteht der Styrol-Butadien-Block (S/B) aus 30 bis 75 Gew.-% Styrol und 25 bis 70 Gew.-% Butadien. Besonders bevorzugt hat ein Block (S/B) einen Butadienanteil von 35 bis 70 Gew.-% und einen Styrolanteil von 30 bis 65 Gew.-%.Preferably, the styrene-butadiene block (S / B) consists of 30 to 75% by weight of styrene and 25 to 70% by weight of butadiene. Particularly preferably, a block (S / B) has a butadiene content of 35 to 70 wt .-% and a styrene content of 30 to 65 wt .-%.
Der Anteil der Polystyrolblöcke S liegt bevorzugt im Bereich von 5 bis 40 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 25 bis 35 Gew.-%, bezogen auf das gesamte Blockcopoly- mer. Der Anteil der Copolymerblöcke S/B liegt bevorzugt im Bereich von 60 bis 95 Gew.-%, insbesondere im Bereich von 65 bis 75 Gew.-%.The proportion of polystyrene blocks S is preferably in the range from 5 to 40% by weight, in particular in the range from 25 to 35% by weight, based on the total block copolymer. The proportion of the copolymer blocks S / B is preferably in the range of 60 to 95 wt .-%, in particular in the range of 65 to 75 wt .-%.
Besonders bevorzugt sind lineare Styrol-Butadien-Blockcopolymere der allgemeinen Struktur S-(S/B)-S mit ein oder mehreren, zwischen den beiden S-Blöcken liegenden, eine statische Styrol/Butadien-Verteilung aufweisenden Blöcken (S/B)random. Solche Blockcopolymeren sind durch anionische Polymerisation in einem unpolaren Lösungsmittel unter Zusatz eines polaren Cosolvens oder eines Kaliumsalzes erhältlich, wie beispielsweise in WO 95/35335 bzw. WO 97/40079 beschrieben.Especially preferred are linear styrene-butadiene block copolymers of the general structure S- (S / B) -S lying with one or more, between the two S blocks, a random styrene / butadiene distribution having blocks (S / B) ra NDOM , Such block copolymers are obtainable by anionic polymerization in a nonpolar solvent with the addition of a polar cosolvent or a potassium salt, as described, for example, in WO 95/35335 and WO 97/40079, respectively.
Als Vinylgehalt wird der relative Anteil an 1 ,2-Verknüpfungen der Dieneinheiten, bezogen auf die Summe der 1 ,2-, 1 ,4-cis und 1 ,4-trans-Verknüpfungen verstanden. Der 1 ,2- Vinylgehalt im Styrol-Butadien-Copolymerblock (S/B) liegt bevorzugt unter 20 %, ins- besondere im Bereich von 10 bis 18%, besonders bevorzugt im Bereich von 12 — 16 %.The vinyl content is understood to be the relative proportion of 1,2-linkages of the diene units, based on the sum of the 1,2-, 1,4-cis and 1,4-trans linkages. The 1,2-vinyl content in the styrene-butadiene copolymer block (S / B) is preferably below 20%, in particular in the range from 10 to 18%, particularly preferably in the range from 12 to 16%.
Die ungesättigten Anteile, insbesondere solche, die sich von Butadien ableiten, der als Komponente C) einsetzbaren S-TPE und SBC können auch ganz oder teilweise hydriert sein. Bei (teil)hydrierten Komponenten C) kann der Anteil an 1 ,2-Verknüpfungen der Dieneinheit vor dem Hydrierschritt auch bis zu 60 % sein.The unsaturated components, in particular those derived from butadiene, the S-TPE and SBC which can be used as component C) can also be completely or partially hydrogenated. In the case of (partially) hydrogenated components C), the proportion of 1,2-linkages of the diene unit before the hydrogenation step can also be up to 60%.
Komponente D):Component D):
Die thermoplastischen Formmassen können ein oder mehrere - von den Komponenten A), B) und C) verschiedene - Zusatzstoffe als Komponente D) enthalten. Geeignet sind grundsätzlich alle dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen kunststoffüblichen Zusatzstoffe. Kunststoffübliche Zusatzstoffe im Sinne der vorliegenden Erfindung sind beispielsweise Stabilisatoren und Oxidationsverzögerer, Mittel gegen Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes Licht, Gleit- und Entformungs- mittel, Farbstoffe und Pigmente und Weichmacher sowie Fasern, beispielsweise Glasfasern oder Kohlenstofffasern. Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren, die der thermoplastischen Formmasse gemäß der Erfindung zugesetzt werden können, sind z. B. Halogenide von Metallen der Gruppe I des Periodensystems, z. B. Natrium-, Kalium-, Lithium-Halogenide. Weiterhin können Zinkfluorid und Zinkchlorid verwendet werden. Ferner sind sterisch ge- hinderte Phenole, Hydrochinone, substituierte Vertreter dieser Gruppe, sekundäre a- romatische Amine, gegebenenfalls in Verbindung mit phosphorhaltigen Säuren bzw. deren Salze, und Mischungen dieser Verbindungen, vorzugsweise in Konzentrationen bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der thermoplastischen Formmassen, einsetzbar.The thermoplastic molding compositions may contain one or more additives other than components A), B) and C) as component D). In principle, all plastic additives known to the person skilled in the art and described in the literature are suitable. Plastic additives for the purposes of the present invention are, for example, stabilizers and antioxidants, agents against heat decomposition and decomposition by ultraviolet light, lubricants and mold release agents, dyes and pigments and plasticizers and fibers, for example glass fibers or carbon fibers. Oxidation retarders and heat stabilizers that can be added to the thermoplastic molding composition according to the invention are, for. B. halides of metals of Group I of the Periodic Table, z. For example, sodium, potassium, lithium halides. Furthermore, zinc fluoride and zinc chloride can be used. Further, sterically hindered phenols, hydroquinones, substituted members of this group, secondary aromatic amines, optionally in conjunction with phosphorus-containing acids or their salts, and mixtures of these compounds, preferably in concentrations up to 1 wt .-%, based on the weight of the thermoplastic molding compositions, can be used.
Beispiele für UV-Stabilisatoren sind verschiedene substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone, die im Allgemeinen in Mengen bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der thermoplastischen Formmassen, eingesetzt werden.Examples of UV stabilizers are various substituted resorcinols, salicylates, benzotriazoles and benzophenones, which are generally used in amounts of up to 2 wt .-%, based on the weight of the thermoplastic molding compositions.
Gleit- und Entformungsmittel, die in der Regel in Mengen bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der thermoplastischen Formmassen, zugesetzt werden können, sind Stearinsäure, Stearylalkohol, Stearinsäurealkylester und -amide sowie Ester des Pen- taerythrits mit langkettigen Fettsäuren. Es können auch Salze des Calciums, Zinks oder Aluminiums der Stearinsäure sowie Dialkylketone, z. B. Distearylketon, eingesetzt werden. Erfindungsgemäß geeignet sind insbesondere Zink-, Magnesium- und Calci- umstearat sowie N,N'-Ethylen-bis-stearamid.Lubricants and mold release agents, which can generally be added in amounts of up to 1% by weight, based on the weight of the thermoplastic molding compositions, are stearic acid, stearyl alcohol, stearic acid alkyl esters and amides and esters of pentaerythritol with long-chain fatty acids. There may also be salts of calcium, zinc or aluminum of stearic acid and dialkyl ketones, eg. B. distearyl ketone used. Zinc, magnesium and calcium stearates and N, N'-ethylene-bis-stearamide are particularly suitable according to the invention.
Als Glasfasern können in den erfindungsgemäßen Formmassen alle dem Fachmann bekannten und in der Literatur beschriebenen Glasfasern eingesetzt werden (siehe beispielsweise Milewski, J.V., Katz, H. S. „Handbook of Reinforcements for Plastics", S. 233 ff., Van Nostrand Reinholt Company Inc., 1987).As glass fibers, it is possible to use in the novel molding materials all glass fibers known to the person skilled in the art and described in the literature (see, for example, Milewski, JV, Katz, HS "Handbook of Reinforcements for Plastics", p. 233 et seq., Van Nostrand Reinholt Company Inc., 1987).
Herstellverfahren:manufacturing:
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, in dem man die Ausgangskomponenten in üblichen Mischvorrichtungen wie Schneckenextrudern, Brabender-Mühlen oder Banbury-Mühlen mischt und anschließend extrudiert. Nach der Extrusion kann das Extrudat abgekühlt und zerkleinert werden. Es können auch einzelne Komponenten vorgemischt werden und dann die restlichen Ausgangsstoffe einzeln und/oder ebenfalls gemischt hinzugegeben werden. Die Mischtemperaturen liegen in der Regel bei 200 bis 2800C.The thermoplastic molding compositions according to the invention can be prepared by processes known per se, in which mixing the starting components in conventional mixing devices such as screw extruders, Brabender mills or Banbury mills and then extruded. After extrusion, the extrudate can be cooled and comminuted. It is also possible to premix individual components and then to add the remaining starting materials individually and / or likewise mixed. The mixing temperatures are usually 200 to 280 0 C.
Nach einer bevorzugten Arbeitsweise können in einem ersten Schritt die Komponenten B) und C) vorvermischt werden. Bevorzugt erfolgt die Vormischung der gesamten Komponente B) mit zumindest einem Teil der Komponente C) in Schmelze auf einem Schneckenextruder. Die vorgemischten Komponenten B) und C) können entweder konfektioniert und beispielsweise granuliert werden, sie können aber auch direkt als Schmelze, beispielsweise auf dem gleichen Extruder, in einem nachfolgenden zweiten Schritt mit Komponente A) und ggf. D) schmelzevermischt werden. Diese Vormischung der Flammschutzmittelmischung mit den Blockcopolymeren auf Basis von Styrol und Butadien (SBC) führt ggü. der gleichzeitigen Vermischung aller Komponenten zu verbesserten mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen.According to a preferred procedure, components B) and C) can be premixed in a first step. Preferably, the premixing of the entire component B) with at least part of the component C) in melt on a screw extruder. The premixed components B) and C) can either be formulated and granulated, for example, but they can also be used directly as Melt, for example, on the same extruder, in a subsequent second step with component A) and optionally D) melt blended. This premix of the flame retardant mixture with the block copolymers based on styrene and butadiene (SBC) leads ggü. the simultaneous mixing of all components to improved mechanical properties of the thermoplastic molding compositions according to the invention.
Die erfindungsgemäßen Formmassen basierend auf Polystyrol und schlagzäh modifiziertes Polystyrol weisen ggü. bekannten Systemen eine verbesserte Kombination von flammhemmenden und mechanischen Eigenschaften auf.The novel molding compositions based on polystyrene and impact-modified polystyrene exhibit. known systems an improved combination of flame retardant and mechanical properties.
Die erfindungsgemäßen Formmassen eignen sich zur Herstellung von Fasern, Folien Formkörpern und Schäumen jeglicher Art. Fasern, Folien Formkörper und Schäume enthaltend die erfindungsgemäßen Formmassen sind beispielsweise einsetzbar als Haushaltsartikel, elektronische Bauteile, medizinische Geräte, Kfz-Bauteile und Baumaterialien.The molding compositions according to the invention are suitable for the production of fibers, films, moldings and foams of any kind. Fibers, films, moldings and foams containing the molding compositions according to the invention can be used, for example, as household articles, electronic components, medical devices, automotive components and building materials.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.The invention will be explained in more detail below with reference to examples.
Beispiele:Examples:
Meßmethoden:measurement methods:
Teilchengröße D5o [μm]: Die mittlere Teilchengröße und die Teilchengrößenverteilung u.a. des Blähgraphits B1 ) wurden aus der integralen Volumenverteilung bestimmt. Bei den mittleren Teilchengrößen handelt es sich in allen Fällen um das Volumenmittel der Teilchengrößen, wie sie mittels Laserlichtbeugung an einem Malvern-Mastersizer 2000 am Trockenpulver ermittelt werden. Die Laserlichtbeugung liefert die integrale Verteilung des Teilchen- durchmessers einer Probe. Hieraus läßt sich entnehmen, wieviel Prozent der Teilchen einen Durchmesser gleich oder kleiner einer bestimmten Größe haben. Der mittlere Teilchendurchmesser, der auch als D5o-Wert der integralen Volumenverteilung bezeichnet wird, ist dabei als der Teilchendurchmesser definiert, bei dem 50 Gew.-% der Teilchen einen kleineren Durchmesser haben als der Durchmesser, der dem D5o-Wert entspricht. Ebenso haben dann 50 Gew.-% der Teilchen einen größeren Durchmesser als der D5o-Wert.Particle size D 5 o [μm]: The average particle size and the particle size distribution of the expanded graphite B1) were determined from the integral volume distribution. The mean particle sizes are in all cases the volume average of the particle sizes, as determined by means of laser light diffraction on a Malvern Mastersizer 2000 on dry powder. Laser light diffraction provides the integral distribution of the particle diameter of a sample. From this it can be seen how many percent of the particles have a diameter equal to or smaller than a certain size. The average particle diameter, which is also referred to as the D 5 o value of the integral volume distribution, is defined as the particle diameter at which 50% by weight of the particles have a smaller diameter than the diameter corresponding to the D 5 o value , Likewise, then 50 wt .-% of the particles have a larger diameter than the D 5 o value.
Kerbschlagzähigkeit ak [kJ/m2]:Notched impact strength ak [kJ / m 2 ]:
Die Kerbschlagzähigkeit ak wurde gemäß ISO 179 IeA(F) bei 23°C bestimmt.The notched impact strength ak was determined according to ISO 179 IeA (F) at 23 ° C.
Elastizitätsmodul [MPa]: Die Steifigkeit als Elastizitätsmodul (E-Modul) wurde im Zugversuch bei einer Zuggeschwindigkeit von 1 mm/min bei 23°C nach ISO 527 bestimmt.Young's modulus [MPa]: The stiffness as modulus of elasticity (modulus of elasticity) was determined in the tensile test at a tensile speed of 1 mm / min at 23 ° C according to ISO 527.
Fließfähigkeit MVR [ml/10 min]: Als Maß für die Fließfähigkeit wurde die Melt-Volume-Rate MVR 200/5 gemäß DIN EN ISO 1133 bestimmt.Flowability MVR [ml / 10 min]: The melt volume rate MVR 200/5 according to DIN EN ISO 1133 was determined as a measure of the flowability.
Viskositätszahl VN [ml/g]:Viscosity number VN [ml / g]:
Die Viskositätszahl VN wurde bei 23 0C anhand einer 0,5 Gew-%igen Lösung des je- weiligen Polymeren in Dimethylformamid gemäß DIN 53726 bestimmt.The viscosity number VN was determined at 23 0 C using a solution of 0.5% by weight solution of the polymer in dimethylformamide JE weiligen according to DIN 53,726th
Nachbrennzeiten t1 und t2 [s]:Afterburning times t1 and t2 [s]:
Im Brandtest in Anlehnung an UL 94, vertical burning Standard, wurde an Stäben mit einer Dicke von 1 ,6 mm nach einer ersten Beflammungsdauer von 10 Sekunden die erste Nachbrennzeit t1 gemessen und direkt anschließend nach einer zweiten Beflammungsdauer von 10 Sekunden die zweite Nachbrennzeit t2 gemessen.In the fire test based on UL 94, vertical burning standard, the first afterburning time t1 was measured on bars with a thickness of 1.6 mm after a first flame duration of 10 seconds and the second afterburning time t2 was measured immediately after a second flame duration of 10 seconds ,
Wärmeformbeständigkeit, Vicat B, [0C]:Heat resistance, Vicat B, [ 0 C]:
Die Wärmeformbeständigkeit wurde als Vicat-Erweichungstemperatur an Normklein- Stäben bei einer Heizrate von 50 K/Stunde und einer Kraft von 49,05 N nach DIN 53460, Verfahren B, bestimmt.The heat resistance was determined as Vicat softening temperature on standard small bars at a heating rate of 50 K / hour and a force of 49.05 N according to DIN 53460, method B.
Einsatzstoffefeedstocks
Komponenten oder Versuche mit vorangestelltem "V-" sind nicht erfindungsgemäß und dienen zum Vergleich.Components or experiments preceded by "V-" are not inventive and are for comparison.
PS- bzw. H I PS-Komponente A):PS or H I PS component A):
Als Komponenten A wurde eingesetzt: a-l: ein schlagzähes Polystyrol (HIPS) mit einem Polybutadiengehalt von 7,7 Gew.-%, einer Fließfähigkeit MVR von 9,4 ml/10min und einer Wärmeformbeständigkeit von 88°C.The following components A were used: a-l: an impact-modified polystyrene (HIPS) having a polybutadiene content of 7.7% by weight, a flowability MVR of 9.4 ml / 10 min and a heat deflection temperature of 88 ° C.
Flammschutzmittelkomponente B): Als Komponente B1 ) wurde eingesetzt:Flame retardant component B): As component B1) was used:
b1-l: Blähgraphit Nord-Min® 503 der Firma Nordmann, Rassmann, GmbH, enthaltend 8 Gew.-% Schwefelsäureeinlagerung, mit einer mittleren Teilchengröße D5o von 465 μm, einer freien Expansion (beginnend bei ca. 3000C) von mindestens 150 ml/g und einer Schüttdichte von 0,5 g/ml bei 200C.b1-l: expanded graphite Nord- Min® 503 from Nordmann, Rassmann, GmbH, containing 8 wt .-% sulfuric acid, with a mean particle size D 5 o of 465 microns, a free expansion (starting at about 300 0 C) of at least 150 ml / g and a bulk density of 0.5 g / ml at 20 ° C.
Als Komponente B2) wurde eingesetzt:As component B2) was used:
b2-l: Disflammol® TP, ein Triphenylphosphat der Lanxess Aktiengesellschaft.b2-l: Disflammol ® TP, a triphenyl Lanxess Aktiengesellschaft.
Als Komponente B3) wurde eingesetzt:As component B3) was used:
b3-l: Polytetrafluorethylen PTFE TE-3893, Teflon® Dispersion der Fa. C. H. Erbslöh.b3-l: polytetrafluoroethylene PTFE TE-3893, Teflon® dispersion from the company CH Erbslöh.
Herstellung der Formmassen und Formkörper:Preparation of the molding compositions and moldings:
Die Komponenten A) bis D) (jeweilige Gew.-teile s. Tabelle 1 ) wurden zur Bestimmung der in Tabelle 1 genannten mechanischen Eigenschaften in einem Zweischnecke- nextruder ZSK30 von Fa. Werner & Pfleiderer bei 2200C homogenisiert und zu Standardformkörpern spritzgegossen.The components A) to D) (respective parts by weight of s. Table 1) were in a Zweischnecke- extruder ZSK30 of Fa for determining the products listed in Table 1 mechanical properties. Werner & Pfleiderer injection molded at 220 0 C homogenized and standard moldings.
Zur Bestimmung der in Tabelle 1 genannten Brandeigenschaften wurden die Komponenten A) bis D) (jeweilige Gew.-teile s. Tabelle 1) auf einem DSM Midiextruder homogenisiert und mit einem Spritzgußaufsatz bei 220°C Schmelzetemperatur und 60°C Werkzeugoberflächentemperatur zu Prüfkörpern gemäß UL 94, vertical burning Standard, mit einer Dicken von 1 ,6 mm extrudiert. To determine the fire properties listed in Table 1, the components A) to D) (respective parts by weight see Table 1) were homogenized on a DSM Midiextruder and with an injection molding attachment at 220 ° C melt temperature and 60 ° C mold surface temperature to test specimens according to UL 94, vertical burning standard, extruded with a thickness of 1, 6 mm.
Tabelle 1 : Zusammensetzung und Eigenschaften der Formmassen (vorangestelltes V: zum Vergleich, nb: nicht bestimmt)Table 1: Composition and properties of the molding compositions (prefixed V: for comparison, nb: not determined)
Figure imgf000019_0001
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gerechnet als Feststoffcalculated as a solid
Mittelwert aus 10 EinzelmessungenAverage of 10 individual measurements
Die Beispiele belegen, daß die erfindungsgemäßen Formmassen basierend auf Polystyrol und schlagzäh modifiziertem Polystyrol ggü. bekannten Systemen eine verbesserte Kombination von flammhemmenden und mechanischen Eigenschaften aufweisen. The examples show that the molding compositions according to the invention based on polystyrene and impact-modified polystyrene compared to. known systems have an improved combination of flame retardant and mechanical properties.

Claims

Patentansprüche claims
1. Thermoplastische Formmassen enthaltend1. Thermoplastic molding compositions containing
A) 55 bis 99 Gew.-% mindestens eines Polystyrols (PS), eines schlagzäh modifizierten Polystyrols (HIPS) oder einer Mischung aus PS und HIPS,A) 55 to 99% by weight of at least one polystyrene (PS), an impact-modified polystyrene (HIPS) or a mixture of PS and HIPS,
B) 1 bis 45 Gew.-% eines Flammschutzmittels enthaltendB) 1 to 45 wt .-% of a flame retardant containing
B1 ) einen expandierbaren Graphit,B1) an expandable graphite,
B2) eine Phosphor enthaltende Flammschutz-Verbindung und B3) ein fluorhaltiges Polymer,B2) a phosphorus-containing flame retardant compound and B3) a fluorine-containing polymer,
C) 0 bis 20 Gew.-% eines Blockcopolymeren auf Basis von Styrol und Butadien (SBC), undC) 0 to 20 wt .-% of a block copolymer based on styrene and butadiene (SBC), and
D) 0 bis 40 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe,D) 0 to 40% by weight of further additives,
wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Komponentenwhere the weight percentages are based on the total weight of the components
A) bis D) bezogen sind und zusammen 100 Gew.-% ergeben,A) to D) and together give 100% by weight,
dadurch gekennzeichnet, daß der expandierbare Graphit B1) eine mittlere Teilchengröße D5O zwischen 10 μm und 1000μm hat (gemessen nach der in der Be- Schreibung genannten Methode), undcharacterized in that the expandable graphite B1) has an average particle size D 5 O between 10 μm and 1000 μm (measured according to the method mentioned in the description), and
der Gewichtsanteil des fluorhaltigen Polymers B3) bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis D) von 0,01 bis 0,5 Gew.-% beträgt.the proportion by weight of the fluorine-containing polymer B3) based on the total weight of components A) to D) is from 0.01 to 0.5% by weight.
2. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1 enthaltend2. Thermoplastic molding compositions according to claim 1 containing
59,5 bis 94,5 Gew.-% der Komponente A), 5 bis 40 Gew.-% der Komponente B), 0,5 bis 15 Gew-% der Komponente C) und 0 bis 30 Gew.-% der Komponente D),59.5 to 94.5 wt .-% of component A), 5 to 40 wt .-% of component B), 0.5 to 15 wt .-% of component C) and 0 to 30 wt .-% of the component D)
wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Komponenten A) bis D) bezogen sind und zusammen 100 Gew.-% ergeben.wherein the weight percentages are based on the total weight of components A) to D) and together give 100 wt .-%.
3. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 oder 2 enthaltend,3. Thermoplastic molding compositions according to claims 1 or 2 comprising,
20 bis 79,99 Gew.-% der Komponente B1 ), 20 bis 79,99 Gew.-% der Komponente B2) und 0,01 bis 4 Gew.-% der Komponente B3),From 20 to 79.99% by weight of component B1), from 20 to 79.99% by weight of component B2) and from 0.01 to 4% by weight of component B3),
wobei die Gewichtsprozente jeweils auf das Gesamtgewicht der Komponenten B1) bis B3) bezogen sind und zusammen 100 Gew.-% ergeben. wherein the weight percentages are based in each case on the total weight of the components B1) to B3) and together give 100% by weight.
4. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 3, enthaltend als Komponente B2) mindestens eine Verbindung ausgewählt aus anorganischen oder organischen Phosphaten, Phosphiten, Phosphonaten, Phosphatestern, ro- tem Phosphor und Triphenylphosphinoxid.4. Thermoplastic molding compositions according to claims 1 to 3, comprising as component B2) at least one compound selected from inorganic or organic phosphates, phosphites, phosphonates, phosphate esters, tern phosphorus and triphenylphosphine oxide.
5. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 4, enthaltend als Komponente B3) ein fluoriertes Ethylenpolymerisat.5. Thermoplastic molding compositions according to claims 1 to 4, comprising as component B3) a fluorinated ethylene polymer.
6. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 5, enthaltend als Komponente C) ein thermoplastisches Elastomer auf Basis von Styrol (S-TPE).6. Thermoplastic molding compositions according to claims 1 to 5, comprising as component C) a thermoplastic elastomer based on styrene (S-TPE).
7. Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Schritt die Komponenten B) und C) vorvermischt werden, und in einem nachfolgenden zweiten Schritt diese Vormischung mit Komponente A) schmelzevermischt wird.7. A process for the preparation of the thermoplastic molding compositions according to claims 2 to 6, characterized in that in a first step, the components B) and C) are premixed, and in a subsequent second step, this premix with component A) is melt blended.
8. Verwendung der thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 6 zur Herstellung von Fasern, Folien, Formkörpern und Schäumen.8. Use of the thermoplastic molding compositions according to claims 1 to 6 for the production of fibers, films, moldings and foams.
9. Fasern, Folien, Formkörper und Schäume erhältlich aus den thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprüchen 1 bis 6. 9. fibers, films, moldings and foams obtainable from the thermoplastic molding compositions according to claims 1 to 6.
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