DE102004056312A1

DE102004056312A1 - Polymermasse enthaltend ein Additiv, diese Polymermasse enthaltende Formkörper, Filmfasern oder Formteile

Info

Publication number: DE102004056312A1
Application number: DE200410056312
Authority: DE
Inventors: Brigitte Dr.rer.nat. Lindner
Original assignee: EMS Chemie AG
Current assignee: EMS Chemie AG
Priority date: 2004-11-22
Filing date: 2004-11-22
Publication date: 2006-05-24
Anticipated expiration: 2024-11-23
Also published as: WO2006056356A2; WO2006056356A8; WO2006056356A3; DE102004056312B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Polymermasse, die ein aus dem Stand der Technik bekanntes Polymer und ein Additiv der allgemeinen Formel I DOLLAR F1 mit DOLLAR A R¶1¶ = C¶1¶-C¶16¶-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H, DOLLAR A R¶2¶ = C¶1¶-C¶16¶-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl, DOLLAR A R¶3¶ = H, OH, DOLLAR A R¶4¶ = OR¶6¶ oder H und DOLLAR A R¶5¶ = OR¶6¶ DOLLAR A mit R¶6¶ = H·+·, Alkalimetallionen, NH¶4¶·+· DOLLAR A oder DOLLAR F2 wobei R¶1¶ und R¶2¶ die zuvor genannte Bedeutung haben, aufweist. Das Additiv dient dabei der Wärme- und Flammschutzstabilisierung. DOLLAR A Weiterhin betrifft die Erfindung Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile, die aus der genannten Polymermasse gebildet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Polymermasse, die ein aus dem Stand der Technik bekanntes Polymer und ein Additiv der allgemeinen Formel I
mit
R₁ = C₁-C₁₆-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H,
R₂ = C₁-C₁₆-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl,
R₃ = H, OH,
R₄ = OR₆ oder H und
R₅ = OR₆
mit R₆ = H⁺, Alkalimetallionen, NH₄ ⁺
oder
, wobei R₁ und R₂ die zuvorgenannte Bedeutung
aufweist. Das Additiv dient dabei der Wärme- und Flammschutzstabilisierung.
Weiterhin betrifft die Erfindung Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile, die aus der genannten Polymermasse gebildet sind.

Die Verarbeitung von thermoplastischen Kunststoffen erfolgt in der Regel in der Schmelze. Die dabei eintretenden Struktur- und Zustandsänderungen führen dazu, dass es häufig zu einer Änderung der chemischen Struktur des Grundstoffes kommt. Vernetzung, Oxidation, Molekulargewichtsänderung und damit auch Änderungen der physikalischen und technischen Eigenschaften können so die Folge sein. Um die Belastung der Polymere während der Verarbeitung zu reduzieren, setzt man je nach Kunststoff unterschiedliche Additive ein. Im Allgemeinen werden dabei Stabilisatoren zugesetzt, die die Veränderungsprozesse, wie Vernetzungs- oder Abbaureaktion, unterbinden oder zumindest bremsen. Weiterhin werden den meisten Kunststoffen Gleitmittel beigemengt, die primär die Aufgabe haben, das Fließverhalten der Schmelze zu verbessern.

Bei der Verarbeitung von Kunststoffen werden in der Regel eine Vielzahl unterschiedlicher Additive gleichzeitig eingesetzt, von denen jedes für sich bestimmte Aufgaben übernimmt. So werden Antioxidantien und Stabilisatoren eingesetzt, damit eine chemische Schädigung des Kunststoffs bei der Verarbeitung verhindert werden kann und anschließend der Kunststoff gegen Umgebungseinflüsse wie Hitze, UV-Licht, Witterung und Sauerstoff lange Zeit stabil ist. Gleitmittel hingegen führen zu einer Verbesserung des Fließverhaltens und verhindern ein zu starkes Kleben der Kunststoffschmelze an heißen Maschinenteilen. Ebenso wirken sie als Dispergiermittel für Pigmente, Füll- und Verstärkungsstoffe.

Die Verwendung von Flammschutzmitteln kann die Stabilität des Kunststoffs bei der Verarbeitung in der Schmelze beeinflussen. Flammschutzmittel werden häufig in hohen Dosierungen zugesetzt, um einen ausreichenden Flammschutz des Kunststoffs nach internationalen Normen sicherzustellen. Aufgrund der chemischen Reaktivität, die für die Flammschutzwirkung bei hohen Temperaturen erforderlich ist, können Flammschutzmittel die Verarbeitungsstabilität von Kunststoffen beeinträchtigen. So kann es beispielsweise zu verstärktem Polymerabbau, zu Vernetzungsreaktion, zur Ausgasung oder zu Verfärbungen kommen. Diese Effekte treten hingegen bei einer Kunststoffverarbeitung ohne Flammschutzmittel eventuell gar nicht oder nur in abgeschwächter Form auf.

Insbesondere für thermoplastische Polymere haben sich die Salze von Phosphinsäuren, d.h. Phosphinate, als wirksame, flammhemmende Zusätze erwiesen. So sind in der EP 0 699 708 Calcium- und Aluminiumphosphinate in Polyestern als besonders wirksam beschrieben worden, wobei diese die Materialeigenschaften der Polymermassen weniger als z.B. die Alkalimetallsalze beeinträchtigen.

Ausgehend hiervon war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, neue Stabilisatoren für Polymermassen bereitzustellen, die die weiteren Eigenschaften der Polymere möglichst wenig beeinträchtigen und eine einfache Verfahrensführung ermöglichen.

Diese Aufgabe wird durch die Polymermasse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und die diese Polymermasse enthaltenden Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile gemäß Anspruch 9 gelöst. Weiterhin wird die Aufgabe durch den Wärme- und Flammschutzstabilisator gemäß Anspruch 10 sowie dessen Verwendung gelöst. Die weiteren abhängigen Ansprüche zeigen vorteilhafte Weiterbildungen auf.

Erfindungsgemäß wird eine Polymermasse bereitgestellt, die ein nach dem Stand der Technik gängiges Polymer enthält. Hierzu zählen u.a. Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane sowie deren Copolymere oder Polymerlegierungen.

Weiterhin enthält die Polymermasse mindestens ein Additiv der allgemeinen Formel I

mit
R₁ = C₁-C₁₆-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H,
R₂ = C₁-C₁₆-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl,
R₃ = H, OH
R₄ = OR₆ oder H und
R₅ = OR₆
mit R₆ = H⁺, Alkalimetallionen, NH₄ ⁺
oder

, wobei R₁ und R₂ die zuvorgenannte Bedeutung haben.

Der hier genannte Stabilisator bewirkt in der Polymermasse eine deutliche Farbstabilisierung bzw. Reduktion der Vergilbunng bei Hitzeeinwirkung auf die Polymermasse.

Vorzugsweise sind die Reste R₁ und R₂ unabhängig voneinander Wasserstof, C₁- bis C₈-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Phenyl.

Besonders bevorzugt sind die Reste R₁ und R₂ voneinander unabhängig ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wasserstoff, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, n-Octyl und Phenyl.

Der Rest R₆ ist vorzugsweise ein Natrium- oder Kalium-Ion.

Besonders bevorzugt enthält die Polymermasse ein Additiv der Formel II

Der Anteil des Additives in der Polymermasse beträgt bevorzugt 0,01 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymermasse.

Besonders bevorzugt enthält die Polymermasse ein Polyester oder ein Polyamid. Weiterhin können der Polymermasse weitere Zusatzstoffe zugesetzt sein. Diese sind bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wärmeschutzmitteln, Lichtschutzmitteln, Antioxidantien, Füllstoffe, Pigmente, Gleitmittel, Treibmittel, Emulgatoren, optische Aufheller, Antistatiker, Blähmittel, Fungizide, Streckmittel, Flammschutzmittel und Rauchverminderungsmittel.

Erfindungsgemäß werden ebenso Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile aus einem Kunststoff bereitgestellt, wobei der Kunststoff die erfindungsgemäße Polymermasse enthält.

Besonders hervorzuheben in seiner stabilisierenden Wirkung ist der Wärme- und Flammschutzstabilisator der allgemeinen Formel II

Verwendung findet dieser Wärme- und Flammschutzstabilisator zur Herstellung von Polymermassen ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen.

Claims

Polymermasse enthaltend ein Polymer ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen, dadurch gekennzeichnet, mindestens ein Additiv der allgemeinen Formel I
mit R₁ = C₁-C₁₆-Alkyl, linear oder verzweigt, oder H, R₂ = C₁-C₁₆-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Aryl, R₃ = H, OH R₄ = OR₆ oder H und R₅ = OR₆ mit R₆ = H⁺, Alkalimetallionen, NH₄ ⁺ oder
wobei R₁ und R₂ die zuvorgenannte Bedeutung haben, enthalten ist.
Polymermasse nach Anspruch 1, dadurch gekenzeichnet, dass R₁ und R₂ unabhängig voneinander H, C₁-C₈-Alkyl, linear oder verzweigt, oder Phenyl ist.
Poylmermasse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass R₁ und R₂ unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus H, Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, n-Octyl und Phenyl.
Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass R₃ = Na⁺ oder K⁺ ist.
Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Additiv der Formel II
enthalten ist
Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Polymermasse 0,01 bis 20 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 5 Gew.-% enthalten sind.
Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermasse ein Polyester oder ein Polyamid enthält.
Polymermasse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymermasse weiterhin Zusatzstoffe ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Wärmeschutzmittel, Lichtschutzmittel, Antioxydantien, Füllstoffe, Pigmente, Gleitmittel, Treibmittel, Emulgatoren, optische Aufheller, Antistatika, Blähmittel, Fungizide, Streckmittel, Flammschutzmittel und Rauchverminderungsmittel enthält.
Formkörper, Filme, Fasern oder Formteile aus einem Kunststoff enthaltend die Polymermasse nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Wärme- und Flammschutzstabilisator der allgemeinen Formel II.
Verwendung des Wärme- und Flammschutzstabilisators nach Anspruch 10 zur Herstellung von Polymermassen ausgewählt aus der Gruppe der Polyolefine, Polyphenylene, Polyester, Polycarbonate, Polyacetale, Polyether, Epoxidharze, Polyamide, Polyurethane, Polyimide, Kautschuke, Polysulfone, Polysiloxane und deren Copolymere oder Polymerlegierungen.