DE2745592A1 - Verbesserte flammhemmende polycarbonat-zusammensetzung - Google Patents

Verbesserte flammhemmende polycarbonat-zusammensetzung

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DE2745592A1
DE2745592A1 DE19772745592 DE2745592A DE2745592A1 DE 2745592 A1 DE2745592 A1 DE 2745592A1 DE 19772745592 DE19772745592 DE 19772745592 DE 2745592 A DE2745592 A DE 2745592A DE 2745592 A1 DE2745592 A1 DE 2745592A1
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alkaline earth
alkali metal
aromatic
earth metal
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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/41—Compounds containing sulfur bound to oxygen
    • C08K5/42—Sulfonic acids; Derivatives thereof
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    • C08L25/02—Homopolymers or copolymers of hydrocarbons
    • C08L25/04—Homopolymers or copolymers of styrene
    • C08L25/06—Polystyrene

Description

Verbesserte flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung
Die Erfindung betrifft eine verbesserte flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolymer in Mischung mit einem organischen Alkalimetallsalz oder einem organischen Erdalkalimetallsalz oder Mischungen derselben, wobei die Verbesserung darin besteht, daß in der Mischung mit dem Polycarbonat ein Zusatzstoff enthalten ist, aus einem halogenierten organischen Alkalimetallsalz oder
einem halogenierten organischen Erdalkalimetallsalz
oder Mischungen derselben besteht.
Mit den gestiegenen Sicherheitsanforderungen ergibt sich ein Trend, auch für die Verwendung in der Öffentlichkeit und im Haushalt sicherere Materialien zu schaffen. Ein besonderer Bedarf besteht dabei in der Beschaffung flammhemmender oder flammverzögernder Produkte für die Verwendung durch den Letzt-
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verbraucher. Aufgrund dieser Forderung werden viele Produkte benötiqt, welche gewisse flammhemmende Kriterien erfüllen, die sowohl von den örtlichen als auch den staatlichen Verwaltungsstellen sowie von den Herstellern solcher Produkte aufgestellt wurden. Eine spezielle Reihe von Bedingungen, die als Standardmaß für die flammhemmende Wirkung verwendet werden, findet sich in den 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 selbst-erlöschend oder flammhemmend auszurüsten. Bekanntlich werden diese flammhemmenden Zusätze in Mengen von 5 bis 20 1ew.-% 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. Dies trifft insbesondere zu, wenn bekannte flammhemmende Mittel mit Polycarbonatharzen verwendet werden. Viele dieser bekannten Zusätze haben eine verschlechternde Wirkung auf das Polymere.
Es wurde nunmehr überraschenderweise gefunden, daß die flammhemmende Eigenschaft einer aromatischen Polycarbonatzusammensetzung, die gewisse Zusatzstoffe enthält, welche ausgewählt sind aus organischen Alkalimetallsalzen oder organischen Erdalkalimetallsalzen, verbessert werden kann durch die Zugabe von halogenierten Zusätzen, welche ausgewählt sind aus organischen Alkalimetallsalzen oder organischen Erdalkalimetallsalzen oder Mischungen derselben.
Die Kombination der organischen Salze und der halogenierten organischen Salze führt nicht nur zu einer Verbesserung der flammhemmenden Eigenschaft, sondern ermöglicht auch die Ver-
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wendunq qeringerer Konzentration von jedem dieser Salze als es in den individuellen Formulierungen möglich ist. Die Tatsache, daß die Wirkung der kombinierten Salze auf die flammhemmende Eigenschaft qrößer ist als die Summe der Wirkungen, die mit zwei separaten Salzen erhalten wird, spricht für eine synergistische Wirkung. Die flammhemmende Wirkung der organischen Alkalimetallsalze und der organischen Erdalkalimetallsalze, die keine Halogensubstituenten enthalten oder einen niederen Gehalt an Halogensubstituenten enthalten, wird wesentlich verbessert durch die Zugabe spezieller halogenierter organischer Alkalimetallsalze und organischer Erdalkalimetallsalze.
Die organischen Alkalimetallsalze und die Erdalkalimetallsalze werden aus gewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze von monomerer
oder polymerer aromatischer Sulfonsäure; Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze von monomerer
oder polymerer aromatischer Sulfon-Sulfonsäure; Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze von unsubstitu-
ierten Sulfonsäuren aromatischer Ketone; Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze von Sulfonsäuren
aromatischer Sulfide;
Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze von monomeren
oder polymeren aromatischen Äther-Sulfonsäuren; Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze von monomeren
oder polymeren aromatischen Amid-Sulfonsäuren; und Mischungen dieser Salze.
Diese Salze sind entweder nicht halogeniert oder enthalten gerinne Mengen von Halogen als Substituenten. Diese organischen Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze sind im einzelnen in den nachfolgenden Veröffentlichungen beschrieben:
US-Patent 3 933 734. In dieser Patentschrift wird eine flammhemmende Polvcarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbo-
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natpolymeren offenbart, welches in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
OS-Patent 3 948 851. In dieser Patentschrift wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolvmeren offenbart, welches in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfon-Sulfonsäuren oder Mischungen derselben besteht.
US-Patent 3 926 908. In dieser Patentschrift wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolvmeren offenbart, welches in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz von substituierten und unsubstituierten Sulfonsäuren aromatischer Ketone und Mischungen derselben besteht.
US-Patent 3 909 490. Diese US-Patentschrift offenbart eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatnolymeren, welches in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz von substituierten und unsubstituierten Sulfonsäuren aromatischer Sulfide und Mischungen derselben besteht.
US-Patent 3 953 396. In dieser Patentschrift wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolvmeren offenbart, welche —
in Mischung einen Zusatzstoff
enthält, der aus dem Metallsalz einer substituierten oder unsubstituierten Sulfonsäure eines aromatischen Äthers besteht.
US-Patent 3 951 910. In dieser Patentschrift wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolvmeren offenbart, welche in Mischung ein Metallsalz
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einer monomeren oder polymeren substituierten und unsubstituierten aromatischen Amid-Sulfonsäure oder Mischunqen derselben besteht.
Oie vorgenannten US-Patente werden hinsichtlich ihres Offenbarungsgehaltes durch diese Bezugnahme in vollem Umfange in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die Metallsalze, die in diesen vorstehenden Patentschriften genannt sind, sowie Mischungen aus beliebigen dieser Metallsalze können in der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Diese organischen Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze werden in Mengen von 0,01 bis etwa 5,0 Teilen pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymeren verwendet.
Die bevorzugten organischen Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalze umfassen Natriumbenzolsulfonat, Kaliumbenzolsulfonat, Natriumnaphthalin-1-sulfonat,Natriumdiphenyläther-4-sulfonat, Natriumdiphenylsulfon-3-sulfonat, Kaliumnaphthalin-2-sulfonat, Natriumtoluol-4-sulfonat, Dikaliumdiphenylsulfon-3,3'-disulfonat, Kalziumdiphenyl-4-sulfonat, Polynatrium-polystyrol-sulfonat, Natriumdinhenvlsulfid-4-sulfonat.
Die halogenierten Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze
werden ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus:
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von entweder halogenierten monomeren und polymeren substituierten oder unsubsti/ stituierten aromatischen Sulfonsäuren;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von halogenierten substituierten und unsubstituierten Sulfonsäuren heterocyclischer Verbindungen, in denen die heterocyclische Verbindunq ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus 5- und 6-gliedrigen heterocyclischen Kernen, die ein Heteroatom, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel enthalten;
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-ΧΊΟ
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen halogenierter haloqencycloaliphatischer aromatischer Sulfonsäuren;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen halogenierter Metansulfonsäuren;
Alkalimetall und Erdalkalimetallsalzen von halogenierten
nicht aromatischen Carbonsäuren.
Die substituierten Salze sind durch elektronenentziehende Reste substituiert. Die elektronenentziehenden Reste sind die Halogen-, Nitro-, Trihalogenmethyl- und Cyano- elektronenentziehenden Reste oder Mischungen dieser elektronenentziehenden Reste.
Das elektronenentziehende Phänomen, das auch als Elektronegativität bezeichnet wird, ist von Roberts und Caserio in "Basic
Principles of Organic Chemistry", 1964 (Seiten 185 bis 186) und von Jack Hine in "Physical Organic Chemistry", McGraw-Hill Book Company, Inc., 1962 (Seiten 5, 32 und 85 bis 93) näher erläutert. Kurz zusammengefaßt wird unter dem elektronenentziehenden Phänomen eine starke Affinität des Rests für eine negative Ladung, nämlich Elektronen, verstanden, obgleich derselbe noch in covalenter Verbindung verbleibt und kein Ion bildet. Dies stellt eine außerordentlich kurze Beschreibung dieses Phänomens dar,und dieselbe ist lediglich aufgeführt, um den elektronenentziehenden Effekt zu beschreiben. Bezüglich weiterer Einzelheiten wird auf die
vornenannten Literaturstellen verwiesen.
Unabhängig davon, ob die Salze nun substituiert sind oder nicht substituiert sind, so sind sie doch in jedem Falle halogeniert.
Diese halogenierten organischen Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze sind im einzelnen beschrieben in den folgenden Veröffentlichungen:
US-Patent 3 940 366. In dieser Patentschrift wird eine flanunhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen
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Carhonatpolymeren beschrieben, die in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz der monomeren oder polymeren substitutierten aromatischen Sulfonsäure oder Mischungen derselben besteht.
UR-Patent 3 919 167. In dieser Patentschrift wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolymer beschrieben, welche in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz von substituierten und unsubstituierten Sulfonsäuren heterocyclischer Verbindungen sowie Mischungen derselben besteht.
US-Patent 3 917 559. In dieser Patentschrift wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolymeren beschrieben, die in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz einer halogencycloaliphatischen aromatischen Sulfonsäure und Mischungen derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung (OS Nr. 24 60 944) wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolymer offenbart, die in Mischung einen Zusatzstoff enthält, der aus dem Metallsalz einer halogenierten Methansulfonsäure und Mischungen derselben besteht.
In der eigenen älteren Patentanmeldung (OS 24 60 946) wird eine flammhemmende Polycarbonatzusammensetzung offenbart, die aus einem aromatischen Carbonatpolymer besteht, welches in Mischung einen Zusatzstoff aus einem Metallsalz einer halogenierten nicht aromatischen Carbonsäure und Mischungeiiderselben enthält.
Der Offenbarunasgehalt der vorstehend aufgeführten US-Patente und der eigenen älteren Patentanmeldungen wird durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die Metallsalze, die in diesen vorgenannten Patenten und Patentanmeldungen offenbart sind, sowie Mischunaen aus den Metallsalzen dieser Patente und Patentanmeldungen können in der vorliegen-
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-X-
den Anmeldung Anwendung finden
Diese haloqenierten organischen Alkalimetallsalze und organischen Erdalkalimetallsalze werden in Mengen von 0,01 bis etwa 5,0 Teilen pro 1OO Teile des aromatischen Carbonatpolymeren verwendet.
Die bevorzugten halogenierten Alkalimetallsalze und Erdalkalimetallsalze umfassen: Natriumpentachlorbenzolsulfonat, Kalium-2,4,5-trichlorbenzolsulfonat, Natrium-2,4,5-trichlorbenzolsulfonat, Kaiium-4-Brombenzolsulfonat, Kalium-trifluormethan-sulfonat, Natrium-5-chlorthiophen-2-sulfonat, Natrium-2,3 ,4 ,5,6-pentachlor-diphenyl-sulfid-4'-sulfonat, Natrium-p-jodbenzol-sulfonat, Polykalium -4-chlorstyrol)-poly-3-sulfonat.
Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung können die aromatischen Polycarbonate, die als Homopolymere und als Copolymere sowie als Mischungen aus denselben Anwendung finden können, durch Reaktion eines zweiwertigen Phenols mit einem Carbonat-vorläufer hergestellt werden. Typische Beispiele für diese zweiwertigen Phenole, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind:Bisphenol-A, (2,2-Bis-)4-hydroxyphenyl)-propan), Bis- (4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)-heptan, 2,2-(3,5,3·,5'-Tetrachlor-4,4'-dihydroxydiphenyl)-propan, 2,2-(3,5,3',5'-Tetrabrom-4,4'-dihydroxydiphenyl)-propan,(3,3*-Dichlor-4,4'-dihydroxynhenyl)-methan. Andere zweiwertige Phenole vom Bisphenoltyp sind ebenfalls verfügbar und sind beispielsweise in den US-Patenten 2 999 835, 3 O28 365 und 3 334 154 beschrieben.
Es ist selbstverständlich möglich, zwei oder mehr unterschiedliche zweiwertige Phenole oder ein Copolymer aus einem zweiwertigen Phenol und einem Glycol oder mit Hydrox- oder Säureendendem Polyester oder mit einer zweibasischen Säure im Falle,
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-y-
daß ein Carbonatcopolymer oder Interpolymer statt einem Homooolvmer gewünscht wird, für die Herstellung der aromatischen Carbonatpolymere der vorliegenden Erfindung zu verwenden. Ebenfalls können bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindunq Mischungen aus beliebigen der oben genannten Materialien benutzt werden, um das aromatische Carbonatpolymer herzustellen.
Der Carbonatvorläufer kann entweder ein Carbonylhalogenid, ein Carbonatester oder eine Halogenformiat sein. Die Carbonylhaloqenide, die in der vorliegenden Anmeldung verwendet werden können, sind Carbonylbromid, Carbonylchlorid und Mischungen derselben. Typische Beispiele für die Carbonatester, die in der vorliegenden Anmeldung Verwendung finden können, sind Diphenvlcarbonat, Di-(halogenphenyl)-carbonate, wie Di-(chlorphenyl)-carbonat, Di-(bromphenyl)-carbonat, Di-(trichlorphenyl)-carbonat, Di-(tribromphenyl)-carbonat, usw.,Di-(Alkylphenyl)-carbonate wie Di-(tolyl)-carbonat usw., Di-(naphthyl)-carbonat, Di-(chlornaphthyl)-carbonat, Phenyl-tolyl-carbonat, Chlorphenylchlornaphthyl-carbonat usw., oder Mischungen derselben. Die für die Verwendung in der vorliegenden Anmeldung geeigneten Halogenformiate umfassen Bis-halogenformiate aus zweiwertigen Phenolen (Bischloroformiate 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 umfaßt werden die polymeren Derivate eines zweiwertigen Phenols, einer Dicarbonsäure und der Kohlensäure. Dieselben sind in dem US-Patent 3 169 121 beschrieben, und der Offenbarungsgehalt dieser US-Patentschrift wird durch diese Bezugnahme in vollem Umfange in die vorliegende Anneldunq aufgenommen.
Die aromatischen Carbonatpolymere der vorliegenden Erfindung können unter Verwendung eines Molekulargewichtregulators, eines Säureakzeptors und eines Katalysators hergestellt werden.
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Die Molekulargewichtregulatoren, die bei der Durchführung des erfindunqsqemäßen Verfahrens verwendet werden können, umfassen einwertige Phenole, wie Phenol, Chroman-I, p-tert.-Butylphenol, p-Bromphenol, primäre und sekundäre Amine usw. Vorzuasweise 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 ein solcher sein, der entweder aus einem Hydroxid, einem Carbonat, einem Bicarbonat oder einem Phosphat von einem Alkali- oder Erdalkalimetall besteht.
Als Katalysatoren können beliebige, geeignete Katalysatoren verwendet werden, die die Polymerisation des 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-butvlammoniumjodid, Benzyltrimethylammoniumchlorid und quaternäre Phosphoniumverbindungen, wie beispielsweise N-Butyltriphenylphosphoniumbromid und N-Methyltriphenylphosphoniumbromid.
Ebenfalls werden von der vorliegenden Anmeldung verzweigte Polycarbonate umfaßt, in denen eine polyfunktionelle aromatische Verbindung mit dem zweiwertigen Phenol und einem Carbonatvorläufer umgesetzt wird, um ein thermoplastisches, willkürlich verzweigtes Polycarbonat zu ergeben.
Diese polyfunktionellen aromatischen Verbindungen enthalten wenigstens 3 funktioneile Gruppen, wie Carboxyl, Carbonsäureanhydrid, Halogenformyl oder Mischungen derselben. Beispiele
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für diese polyfunktionellen aromatischen Verbindungen, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen: Trimellitsäureanhydrid, Trimellitsäure, Trimellityl/chlorid, 4-Chlorformylphthalsäureanhydrid, Pyromellitsäure, Pyromellitsäuredianhydrid, Mellitsäure, Mellitsäureanhydrid, Trimesinsäure, BenzophencntetracarbonsäUte, Benzonhenontetracarbonsäureanhydrid und dergleichen. Die bevorzugten polyfunktionellen aromatischen Verbindungen sind Trimellitsäureanhydrid oder Trimellitsäure, oder deren Halogenformylderivate.
Ebenfalls umfaßt werden Mischungen aus einem linearen PoIycarbonat und einem verzweigten Polycarbonat.
Es ist offensichtlich, daß auch andere Materialien zusammen
mit dem aromatischen Carbonatpolymer der vorliegenden Erfindung verwendet werden können,und solche Materialien umfassen antistatische Mittel, Pigmente, Formentrennmittel, thermische Stabilisatoren, Ultraviolettlichtstabilisatoren, verstärkende Füllstoffe und dergleichen.
Um dem Fachmann die vorliegende Erfindung im einzelnen näher zu erläutern, werden nachfolgend spezielle Beispiele angeführt.
Diese Beispiele sollen indessen ledigleich zur Erläuterung
dienen und die in der vorliegenden Beschreibung offenbarte
und beanspruchte Erfindung in keiner Weise begrenzen. In den Beispielen beziehen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben
ist.
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Beispiel 1
1OO Teile eines aromatischen Polycarbonats, welches durch Reaktion von 2,2- is(4-hydroxyphenyl)-propan und Phosgen in Anwesenheit eines Säureakzeptors und eines Molekulargewichtregulators hergestellt worden war und eine grundmolare Viskositätszahl (intrinsic viscosity) von 0,57 aufwies, wurde mit den in der nachfolgenden Tabelle 1 aufgeführten Mengen der Zusatzstoffe durch Zusammenmischen der Ingredientien in einem Laboratorium-Trommelmischer gemischt. Die erhaltene Mischung wurde dann einem Extruder zugeführt, der bei einer Temperatur von etwa 265 C bet:
wurde zu Pellets zerkleinert.
Temperatur von etwa 265 C betrieben wurde und das Extrudat
nie Pellets wurden dann im Spritzgußverfahren bei etwa 315 C zu Teststäben mit den Abmessungen 127 mm χ 12,7 mm χ etwa 1,587 - 3,175 nun (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 3,175 mm (2 inch χ 2 inch χ 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 Underwriters1 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) sind gemäß UL-94 kurz wie folgt:
"V-O" : Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 5 Sekunden nicht überschreiten, und keine der Proben soll flammende Teilchen abtropfen, die absorbierende Baumwolle entzünden.
"V-I" : Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht überschreiten, und das Glühen soll in vertikaler Richtung in der Probe nicht weiter als 0,318 cm (1/8 inch) wandern, nachdem die Flamme erlochen ist, und das Glühen
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soll nicht fähig sein, absorbierende Baumwolle zu entzünden.
"V-II" : Durchschnittliches Aufflammen und/oder Glühen nach Entfernung der Zündflamme soll 25 Sekunden nicht überschreiten, und die Proben tropfen brennende Teilchen ab, die absorbierende Baumwolle entzünden.
Zusätzlich ist noch festzustellen, daß ein Teststab, der nach Entfernung der Zündflamme langer als 25 Sekunden brennt, nicht gemäß UL-94, sondern nach dem Standard der vorliegenden Erfindung mit "brennt" bezeichnet wird. Weiterhin erfordert UL-94, daß alle Teststäbe in jeder Testgruppe die V-Bewertung erfüllen, um die entsprechende Klassifikation zu erhalten. Andernfalls erhalten die 5 Stäbe die Bewertung des schlechtesten Einzelstabes. Wenn beispielsweise ein Stab als V-II klassifiziert wird und die andern vier Stäbe als V-O klassifiziert werden, dann ist die Bewertung für alle fünf Stäbe V-II.
Die Ergebnisse mit den im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten verschiedenartigen Zusatzstoffen sind nachfolgend aufgeführt, wobei ein Kontrollversuch unter Verwendung des aromatischen Polycarbonates durchgeführt wurde, bei dem kein Zusatzstoff von der vorstehend erwähnten Art benutzt wurde.
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Prnhp Oryani scher Salzzusatzstoff I
Kontroll- versuch
A Natriumbenzolsulfonat
O CO CO
G H I
Natriumbenzolsulfonat
Kaliumbenzolsulfonat
Kaliumbenzolsulfonat
Natriumnaphthalin-1-sulfonat
Natriumnaphthalin-1-sulfonat
Matriumdiphenylather 4-sulfonat
TABELLE 1 Menge Oraanischer Menge Erlö- Anzahl UL-94-
(Teile Salzzusatz (Teile schungs- Tropfen Bewer-
nro stoff II pro zeit pro 5 tung
hundert) hundert) (see) Stäbe
0,2 Natriumoentachlor- 0,2 26
4,2
3,8		 13
4
5		 brennt
V-II
V-II
0,1 0,2
0,1
0,2 0,1 0,3
benzolsulfonat
Natriumpentachlor- 0,1 benzolsulfonat
Kalium 2,4,5-tri- 0,2 chlorbenzolsulfonat
Kalium 2,4,5-tri- 0,1 chlorbenzolsulfonat
Natriumpentachlor- 0,1 benzolsulfonat
Natrium 2,4,5-tri- 0,2 chlorbenzolsulfonat
4 5
V-O
V-II V-II
V-O
V-II V-O V-II V-II
cn on CD K)
Prnhp Organischer
Salzzusatzstoff I
K Na tr iumd mhenvlh ther
4-sul'ponat
L Natriumbenzol-
sulfonat
OO
O
co		 M KaliumbenzolsuIfonat
OO
I6/01) N Natriumdiphenyl-
sulfon-3-sulfonat
ro
Natriumdiphenylsulfon-3-sulfonat
Kaliumnaphthalin-2-sulfonat
Kaliumnaphthalin-2·
sulfonat
TABELLE 1 Menae Organischer Menge Erlö- Anzahl UL-94-
(Teile Salzzusatz (Teile schungs- Tropfen Bewer-
pro stoff II pro zeit pro 5 tung
hundert) hundert) (see) Stäbe
0.15 Natrium 2,4,5-
trichlorbenzol-
sulfonat		 0.1 4.8 0 V-O
Natrium 2,4,5- 0.1 trichlorbenzolsulfonat
Natrium 2,4,5- 0.1
trichlorbenzol-
sulfonat
Kalium 4-brom- 0.2 benzolsulfonat
Kalium 4-brom- 0.05 benzolsulfonat
Kaliumtriflucr- 0.2 methan-suIfonat
Kaliumtrifluor- 0.1 methan-suIfonat
7.2 3.6 3.6 4.8 3.6 3.6
V-O
V-O
V-II ^ ι ι*
V-II
V-O
V-II
V-II
V-O
Prnhp
A'
TABELLE 1 Menae Oraanischer Menge Erlö- Anzahl UL-94-
(Teile Salzzusatz- (Teile schungs- Tropfen Bewer-
Salzzusatz- nro stoff II pro zeit pro 5 tung
stoff I hundert) hundert) (see) Stäbe
0.5 Natrium 5-chlor- 0.2 8.2
3.8		 3
4		 V-II
V-II
Natriumtoluol-
4-sulfonat
Natriumtoluol-4-sulfonat
Dikaliumdiphenylsulfon-3,3'-disulfonat
Dikaliumdiphenylsulfon-3,3'-disulfonat
Calcium-diphenyl-4-sulfonat
Calcium-diphenyl-4-sulfonat
0.1
0.3 0.1 0.5
0.2
thiophen-2-sulfonat
Natrium 5-chlor-
thiophen-2-
sulfonat
Kalium 4-brombenzolsulfonat
Natrium 2,3,4,5,6-pentachlordiphenylsulfid-4'-sulfcnat
Natrium 2,3,4,5,6- 0.05 pentachlordiphenylsulfid-4'-sulfonat
3 6
V-O
V-II
V-O
V-II
V-O
V-O
Prnh P Organischer
Salzzusatz
stoff I
B' Polynatrium-
polystyrolsulfonat
C -
809816/ D Polynatrium-
polystyrolsulfonat
Polynatrium-
polystyrolsulfonat
072 Γ' Natriumdiphenyl-
sulfid-4-sulfonat
H'
I'
Natriuindiphenylsulfid-4-sulfonat
Natriumdiphenylsulfid-4-sulfonat
TAEELLE 1 Menge Organischer Menge Erlö- Anzahl UL-94-
(Teile Salzzusatz (Teile schungs- Tropfen Bewer-
nro stoff II pro zeit pro 5 tung
hundert) hundert) (see) Stäbe
0.4
0.1
0.2
0.2
0.1
0.1
(4-chlorstyrol)-poly-3-sulfonat
Polykalium 0.2
(4-chlorstyrol)-poly-3-sulfonat
Natrium 2,4,5- 0.1
trichlorbenzol-
sulfonat
6.6
Natrium p-iod-
benzolsulfonat		 0.3 4.0
Natrium p-iod-
benzolsulfonat		 0.1 5.6
Kalium 2,4,5-
trichlorbenzol-
sulfonat		 0.05 4.8
- - 6.6
Polvkalium 0.3 4.2
4.6
4.0
V-II
V-II
V-I
V-O
V-II
V-II
V-O
V-O
TABELLE 1 Menge Oraanischer Menge Erlö- Anzahl UL-94-
Organischer
Salzzusatz		 (Teile Salzzusatz (Teile schungs- Tropfen Bewer-
stoff I nro stoff II pro zeit pro 5 tung
hundert) hundert) (see) Stäbe
Polynatriumpoly-
styroLsulfonat
Kaliumbenzol-
sulfonat		 0.1
0.05		 Polykalium-
poly (4-chlor-
styrol)-poly-
3-sulfonat
Polykalium-
poly (4-chlor-
styrol)-poly-
3-sulfonat		 0.05
0.05		 4.9
5.2		 0
0		 V-O
V-I

Claims (10)

Patentansprüche
1. Verbesserte flammhemmende Polycarbonat-Zusammensetzung aus einem aromatischen Carbonatpolymer in Mischung mit 0.01 bis etwa 5.0 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des aromatischen Carbonatpolymer eines Zusatzstoffes, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus organischen Alkalimetallsalzen oder organischen Erdalkalimetallsalzen oder Mischungen derselben, dadurch gekennzeichnet , daß das flammhemmende aromatische Carbonatpolymer in Mischung 0.01 bis etwa Gew.-Teile pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymer eines halogenierten Zusatzstoffes enthält, der ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus organischen Alkalimetallsalzen oder organischen Erdalkalimetallsalzen oder Mischungen derselben.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das organische Alkalimetallsalz oder das Erdalkalimetallsalz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Alkalimetallsalzen und Erd-
809810/0724
27A l >*Λ\2
alkalimetallsalzen von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfonsäuren;
Alkalimetallsalzen und Erdalkalimetallsalzen von monomeren oder polymeren aromatischen Sulfonsulfonsäuren;
Alkalimetallsalzen und Erdalkalimetallsalzen aus unsubstituierten Sulfonsäuren aromatischer Ketone;
Alkalimetallsalzen und Erdalkalimetallsalzen von Sulfonsäuren aromatischer Sulfide;
Alkalimetallsalzen und Erdalkalimetallsalzen von monomeren oder polymeren aromatischen Äther-Sulfonsäuren;
Alkalimetallsalzen und Erdalkalimetallsalzen von monomeren oder polymeren aromatischen Amid-Sulfonsäuren;
und Mischungen dieser Salze.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet , daß das Metallsalz nicht halogeniert ist.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet , daß das Metallsalz Natriumbenzolsulfonat ist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet , daß das Metallsalz Kaliumbenzolsulfonat ist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch
gekennzeichnet , daß das Metallsalz PoIynatriumpolystyrolsulfonat ist.
8 O 9 8 1 P» / O 7 2 4 OFMQtNAL INSPECTED
_3_ 2 7 4 l b J 2
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet , daß das halogenierte organische Alkalimetallsalz oder Erdalkalimetallsalz ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus: Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von entweder monomeren und polymeren halogenierten aromatischen Sulfonsäuren;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von halogenierten Sulfonsäuren heterozyklischer Verbindungen, in denen die heterozyklische Verbindung ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus fünf- und sechsgliedrigen heterozyklischen Kernen, die ein Heteroatom enthalten, welches ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Stickstoff, Sauerstoff und Schwefel;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von halogenierten halogencycloaliphatischen aromatischen Sulfonsäuren;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von halogenierten Methansulfonsäuren;
Alkalimetall- und Erdalkalimetallsalzen von halogenierten nicht aromatischen Carbonsäuren; und
Mischungen derselben, in denen der Substituent ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem elektronenentziehenden Rest und Mischungen derselben.
8. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Metallsalz Natrium-2,4,5-trichlorbenzol-suIfonat ist.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallsalz Kalium-2 ,'4 , 5-trichlorbenzol-su If onat ist.
80ΗΠ1Β/0724
ORIGINAL INSPECTED
10. Zusammensetzung nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet , daß das Metallsalz Polykalium-(4-chlorstyrol)-poly-3-sulfonat ist.
809816/0724
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