NL8006030A

NL8006030A - Werkwijze voor het bereiden van vormmassa's op basis van thermoplastische grootmoleculige aromatische polycarbonaten, alsmede voorwerpen vervaardigd onder toepassing van dergelijke vormmassa's.

Info

Publication number: NL8006030A
Application number: NL8006030A
Authority: NL
Original assignee: Bayer Ag
Priority date: 1973-04-26
Filing date: 1980-11-04
Publication date: 1981-02-27
Also published as: NL169750C; NL169750B; NL169749B; NL169749C; NL8006027A

Description

Ν.Ο. 29-388 - 1 - 4 Κ X ^

Afsplitsing van Ο.Α. 74-05475» ingediend d-d. 23 april 1974-

Werkwijze voor het "bereiden van vormmassa's op basis van thermoplastische grootmoleculige aromatische polycarbonaten, alsmede voorwerpen vervaardigd onder toepassing van dergelijke vormmassa's.

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het bereiden van vormmassa's op basis van thermoplastische grootmoleculige aromatische polycarbonaten alsmede op voorwerpen vervaardigd onder toepassing van dergelijke vormmassa's.

5 Het gebied van de vlamwerende kunststoffen heeft de laatste tijd steeds meer aan belangstelling gewonnen. Niet op de laatste plaats, omdat verwerkers van kunststoffen om veiligheidsredenen zijn gedwongen, voor bepaalde toepassingsgebieden meer en meer vlamwerende kunststoffen toe te passen.

10 Een principiële mogelijkheid, kunststoffen brandbeper- kend te appréteren bestaat daarin, dat in de kunststoffen chloor, broom, zwavel of fosfor bevattende verbindingen worden gemengd of deze heteroatomen in de kunststoffen worden gebouwd. De toepassing van dergelijke verbindingen stoot echter in de laatste tijd steeds 15 meer op kritiek; bij het verbranden van deze kunststoffen kunnen bijvoorbeeld chloor- of broomwaterstof of zwaveldioxyde worden vrijgemaakt, hetgeen tot aanzienlijke hinder en schade kan leiden.

Dus bestaat er een toenemende vraag naar vlamwerende kunststoffen, die noch zwavel, fosfor noch halogeen bevatten en die 20 bij het brandproces geen schadelijke gassen vrijmaken.

Gevonden werd nu, dat polycarbonaat vormmassa's, waarin 0,5-5 gew.% polyestervezels, die bij verwerking van het polycarbonaat de vezelvorm behouden, zijn opgenomen, uitstekende vlamwerende eigenschappen hebben en met name een zuurstofindex van meer 25 dan 0,30 bezitten, terwijl voor polycarbonaten waarden van 0,24 worden gevonden. De werkwijze volgens de uitvinding heeft als kenmerk dat men vormmassa's met een zuurstofindex groter dan 0,30 bereidt door daarin polyestervezels, die bij verwerking van het polycarbonaat de vezelvorm behouden, op te nemen in een hoeveelheid van 30 0,5-5 gew.%, betrokken op het gezamenlijke gewicht van polycarbo naat en polyestervezel. Bij voorkeur past men 1,0-5 gew.% polyester-. veze]s toe. Terrassend is, dat door het erin verwerken van slechts 2 gew.% van deze vezels in bisfenol-A-polycarbonaat een soortge- η n o fi n i o - 2 - lijke goede vlamverendheid - bepaald door de zuurstofindex volgens ASTM/D 2863/70 - wordt bereikt, zoals deze voor bet overige slechts door halogeengehaltes van 6-10 gew.% kan worden bereikt. Bij de polycarbonaatvormmassa's volgens de uitvinding verkrijgt men het 5 voordeel van de vlamwerendheid zonder nadelen met betrekking tot de mechanische eigenschappen op de koop toe te moeten nemen.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding is het derhalve . mogelijk goede brandwerende eigenschappen te verkrijgen zonder zwavel, fosfor of halogeen in de vormmassa op te nemen.

10 Thermoplastische, grootmoleculige, aromatische poly- carbonaten in de zin van de onderhavige uitvinding zijn die, welke uit aromatische dihydroxyverbindingen met fosgeen of bischloorkool-zuuresters volgens de bekende werkwijze van de grensvlakpolyconden-satie werden bereid. De molecuulgewichten van deze polycarbonaten 15 liggen tussen 10.000 en 100.000, bij voorkeur tussen 20.000 en 40 Ö00.

Bij voorkeur toegepast zijn polycarbonaten op basis van bis-(4-hydroxyfenyl)propaan-2,2 (bisfenol A), bis-(4-hydroxy-3»5“dichloorfenyl)propaan-2,2 (tetrachloorbisfenol A), bis-(4-20 hydroxy-3,5-dibroomfenyl)-propaan 2,2-tetrabroombisfenol A), bis-(4-hydroxy 3,5-dimethylfenyl)-propaan-2,2-(tetramethyIbisfenol A), bis-(4-hydroxy 3-methylfenyl)-propaan-2,2, bis-(4-hydroxyfenyl)-oyclohexaan-1,1 (bisfenol Z) alsmede op basis van uit drie kernen bestaande bisfenolen, zoals a,a,-bis-(4“hydroxyfenyl)-p-diisopro-25 pylbenzeen.

Op grond van de praktische hantering blijken bij de werkwijze volgens de uitvinding vezellengten tussen 500 yam en 50.000yum, bij voorkeur 1000yam en 40·000yam te voldoen.

De vezeldiameter, alsmede de vorm van de vezels zijn 30 van ondergeschikte betekenis. In het algemeen worden de vezels in de door het bereidingsproces gegeven structuur en afmeting toegepast. Met andere woorden, de in de handel gebruikelijke vezels kunnen, eventueel na snijden op het gewenste lengtetrajeet, worden toegepast.

35 De bereiding van de moeilijk brandbare polycarbonaat- vormmassa’s volgens de uitvinding heeft volgens op zichzelf bekende werkwijzen plaats.'Aldus kunnen de vezelmaterialen bijvoorbeeld tezamen met het polycarbonaat in een extrusie-inrichting met één respectievelijk twee assen worden verwerkt of de vezels worden 40 volgens bekende werkwijzen direct in de polycarbonaatsmelt verwerkt 8006030 - 3 - en geëxtrudeerd. Een verdere werkwijze voor het erin verwerken bestaat in het intensief mengen in een inwendige kneedinrichting met vervolgens handgranuleren. Ook het verwerken van de vezels in polycarbonaatoplossingen met erop volgende verdamping van het 5 oplosmiddel in de verdamp-extrusie-inrichting is mogelijk.

De moeilijk hrandbare polycarbonaten volgens de uitvinding kunnen eventueel verdere vulstoffen (pigmenten) of additieven (stabilisatoren) bevatten, zonder dat daardoor de vlamwe-rende werkzaamheid van de polyestervezels wordt opgeheven.

10 De vormmassa's volgens de uitvinding worden overal toegepast, waar de toepassing van moeilijk brandbare materialen om veiligheidsredenen gewenst is. Aldus worden de vormmassa's volgens de uitvinding bijvoorbeeld toegepast voor fittingen van gloeilampen en neonbuizen, achterwanden van televisie-apparaten en ste-15 kerdozen alsmede een groot aantal afzonderlijke onderdelen van elektrische apparaten.

Toorbeeld I

Bereiding van een polycarbonaat

Ongeveer 454 gew. dln 4» 4'-dihydroxy£enyl-2,2-propaan en 20 9»5 gew.dln p-tert.butylfenol worden in 1,5 1 water gesuspendeerd.

In een diehalskolf uitgerust met roerder en gastoevoerbuis, wordt de zuurstof uit het reactiemengsel verwijderd, doordat onder roeren 15 minuten lang stikstof door het reactiemengsel wordt geleid. Yervolgens worden 555 gew .dln 45-P^ocents natronloog en 1000 gew. dln 25 dichloormethaan toegevoegd. Het mengsel wordt tot 25°C afgekoeld. Onder instandhouden van deze temperatuur door koelen worden 237 gew.dln fosgeen gedurende een periode van 120 minuten toegevoegd.

Een extra hoeveelheid van 75 gew.dln van een 45-p^ocents natronloog wordt na 15-30 minuten toegevoegd respectievelijk nadat de fosgeen-50 opname is,begonnen. Bij de verkregen oplossing worden 1,6 gew.dln triethylamine toegevoegd en het mengsel wordt nog 15 minuten geroerd. Een zeer viskeuze oplossing wordt verkregen, waarvan de viscositeit door toevoegen van dichloormethaan wordt geregeld.

De waterige fase wordt afgescheiden. De organische fase wordt met 35 water, zout- en alkalivrij gewassen. Het polycarbonaat wordt uit de gewassen oplossing afgescheiden en gedroogd. Het polycarbonaat bezit een relatieve viscositeit van 1,29-1»30 , gemeten in een 0,5-procentsoplossing van dichloormethaan bij 20°C. Dat komt ongeveer overeen met een molecuulgewicht van 32.000. Het aldus verkregen 8006030 - 4 - polycarbonaat wordt geëxtrudeerd en gegranuleerd.

De relatieve viscositeiten van de in de volgende voorbeelden toegepaste polycarbonaten zijn eveneens in 0,5-procents oplossing van dichloormethaan bij 20°C bepaald.

5 Voorbeeld II

Van een polycarbonaat volgens voorbeeld I met een relatieve viscositeit van rel= 19 26 worden 99 8 met 1 g van een polyestervezei op basis van tereftaalzuurdichloride en cyclohexaan-dimethanol met de formule 6 in een extrausie-inrichting met dubbele 10 as bij 280°C geëxtrudeerd en gegranuleerd. De fysische kerngetallen van de toegepaste polyestervezeis zijn: smeltpunt 295°C, rek bij scheuren 40 scheursterkte 3 pont/dtex, titer 3 dtex, lengte 50 mm. De zuurstofindex alsmede andere eigenschappen van de verkregen vormmassa zijn in tabel A samengevat.

15 Voorbeeld III

Van een polycarbonaat volgens voorbeeld I met een relatieve viscositeit van 1,31 worden 95 8 met 5 8 van een in voorbeeld II beschreven polyestervezel in een worm met dubbele as bij 310°C geëxtrudeerd en vervolgens gegranuleerd.

20 label A

Zuurstofindex alsmede enkele belangrijke mechanische eigenschappen.

Polycarbonaat zuurstofindex slagvastheid E-modulus uit_ ASÜM-D 2863/70 cm kf/cni _ kf/cmr_

Voorbeeld I 0,24 niet gebroken 23*000 25 Voorbeeld II 0,30 niet gebroken 22.900

Voorbeeld III 0,34 niet gebroken 24*500

In voorbeeld IV worden polycarbonaat-vormmassa's op basis van broom en chloor bevattende bisfenolen beschreven. De verkregen zuurstofindex alsmede enkele belangrijke andere eigenschap-30 pen zijn in tabel 33 samengevat.

Voorbeeld IV

Van een aromatisch polycarbonaat (bereid volgens voorbeeld i) op basis van 90' mol % bisfenol A en 10 mol % tetrabroom-bisfenol A met een relatieve viscositeit van re.j=1,30 wor<iön 98 8 35 met 2 g van een in voorbeeld II gekarakteriseerde polyestervezel in een worm met dubbele as bij 310°C geëxtrudeerd en gegranuleerd.

8006030

Vr -T

- 5 -

Tabel B

Zuurstofindex alsmede enkele andere belangrijke mechanische eigenschappen van de polycarbonaat-vormmassa's uit voorbeeld IY Polycarbonaat zuurstofindex slagvastheid E-modulus 5 uit ASTM-D 2865/70 cm kf/cm^ kf/cm^_

Yoorbeeld IY 0,37 niet gebroken 24*700 8006030

Claims

1. Werkwijze voor het bereiden van vormmassa's op basis van thermoplastische, grootmoleculige aromatische polycar-10 bonaten, met het kenmerk, dat men vormmassa's met een zuurstofindex ^ 0,30 bereidt door daarin polyestervezels, die bij verwerking, van het polycarbonaat de vezelvorm behouden, op te nemen in een hoeveelheid van 0,5-5 gew.%, betrokken op het gezamenlijke gewicht van polycarbonaat en polyestervezel.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, m e t het kenmerk, dat men 1-5 gev,% polyestervezels toepast.

2· Voorwerp vervaardigd onder toepassing van vormmassa's, bereid volgens conclusie 1 of 2. 8006030