Verbundbaukörpers

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine flammhemmende Thermoplast-Zusammensetzung. Ferner betrifft die Erfindung einen Formkörper erhalten oder erhältlich aus der erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzung. Außerdem betrifft die Erfindung einen Verbundbaukörper enthaltend die erfindungsgemäße Thermoplast- Zusammensetzung und/oder den erfindungsgemäßen Formkörper sowie die Verwendung der erfindungsgemäßen thermoplastischen Zusammensetzung, des erfindungsgemäßen Formkörpers sowie des erfindungsgemäßen Verbundbaukörpers.

Kunststoffe finden im Alltagsleben wie auch in technisch anspruchsvollen Produkten vielfältige Anwendungen. Dies trifft insbesondere auch auf thermoplastische Kunststoffe zu. Thermoplastische Kunststoffe zeichnen sich dadurch aus, dass sie durch Erwärmung in einen schmelzeflüssigen Zustand überführbar sind, und zwar ohne dass das Polymermaterial dabei zerstört oder grundlegend verändert wird. Diese Eigenschaft nutzt man, um aus diesen Materialien unter Zuhilfenahme geeigneter Werkzeuge Formkörper mit unterschiedlichsten Geometrie zu formen. Nach dem Erkalten behält das thermoplastische Material diese Form bei. Dieser Vorgang kann in der Regel beliebig oft wiederholt werden. Thermoplastische Kunststoffe sind aufgrund ihres Kohlenstoffgrundgerüst in der Regel brennbar bzw. entflammbar, weshalb aus diesen Materialien hergestellte Formkörper üblicherweise mit brand- bzw. flammhemmenden Mitteln ausgestattet sind. Als Flamm- bzw. Brandschutzmittel werden in thermoplastischen Polymeren bereits seit längerer Zeit phosphorhaltige und halogenhaltige Verbindungen verwendet.

Beispielsweise sind gemäß der WO 2009/040772 thermoplastische Formmassen, enthaltend 55 bis 97 Gew.-% eines Polycarbonats, 1 bis 25 Gew.-% eines speziellen Polysiloxan-Polycarbonats, 1 bis 10 Gew.-% eines Schlagzähmodifikators und 1 bis 10 Gew.- % eines Füllstoffs mit einer durchschnittlichen Partikelgröße D ₅₀ von weniger als 2,7 μm mit einem phosphorhaltigen oder einem halogenhaltigen Flammschutzmittel auszustatten, um zu flammgeschützten Produkten zu gelangen. Die EP 1 791 902 Bi stellt ab auf Formmassen enthaltend A) 20 bis 97 Gew.-% eines unverzweigten thermoplastischen Polyamids, B) 1 bis 30 Gew.% an speziellen Phosphinsäuresalzen und/oder Diphosphinsäuresalzen, C) 1 bis 40 Gew.-% an einer stickstoffhaltigen Flammschutzmittelkombination aus C ₁ ) 0,1 bis 25 Gew.-% Melamincyanurat und C ₂ ) 0,1 bis 25 Gew.% eines Umsetzungsprodukts des Melamins mit Phosphorsäure oder kondensierten Phosphorsäuren und D) 0,1 bis 10 Gew.% an mindestens einer Metallverbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus ZnO, ZnS, TiO ₂ , MgCO ₃ , CaCO ₃ , Zinkborat, CaO, MgO, Mg(OH) ₂ , TiN, Bornitrid, Mg ₃ N ₂ , Zn ₃ N ₂ , Zn ₃ (PO ₄ ) ₂ , Ca ₃ (PO ₄ ) ₂ , Calciumborat und Magnesiumborat. Adäquater Flammschutz für Polyamidzusammensetzungen kann gemäß der EP 1 791 902 Bi über den Einsatz phosphorhaltiger Verbindungen erhalten werden.

Eine für den jeweiligen Einsatzzweck eines thermoplastischen Formkörpers optimale Ausstattung mit einem geeigneten Flamm- bzw. Brandschutzmittel ist für den Fachmann gleichwohl noch stets nicht auf triviale Weise erhältlich, insbesondere wenn auf phosphorhaltige und halogenhaltige Flammschutzmittel verzichtet werden soll. Dies ist unter anderem auch dem Umstand geschuldet, dass Kunststoffmaterialien verstärkt, zum Beispiel aus Kostengründen oder zur Gewichtsreduzierung, Metallbauteile ersetzen. Derartige thermoplastische Formkörper sind mitunter thermischen Belastungen, und nicht selten auch thermischen Dauerbelastungen ausgesetzt, beispielsweise beim Einsatz unter der Motorhaube, die einen besonders hochwertigen Flamm- bzw. Brandschutz zwingend erforderlich machen. Es wäre wünschenswert, auf thermoplastische Formkörper zurückgreifen zu können, die im Brandfall nicht bzw. nur sehr schwer entflammbar sind.

Der vorliegenden Erfindung hat daher die Aufgabe zugrunde gelegen, zu sehr schwer entflammbaren und/oder sehr schwer brennbaren Formkörpern aus thermoplastischen Polymeren zu gelangen. Insbesondere hat der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde gelegen, Formkörper aus thermoplastischen Polymeren zugänglich zu machen, die unter thermisch anspruchsvollen Bedingungen dauerhaft eingesetzt werden können, ohne ein Brandrisiko darzustellen.

Demzufolge wurde eine flammhemmende Thermoplast-Zusammensetzung gefunden, gebildet aus oder enthaltend a) mindestens ein thermoplastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur T _G nach DIN EN ISO 11357-2:2013-09 kleiner oder gleich 0 °C und einer Schmelze- Massefließrate nach DIN EN ISO 1133-1:2012-03 im Bereich von 0,5 bis 60 g/10 min, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 50 g/10 ml, bestimmt bei einer Prüftemperatur von 190 °C und einer Prüflast von 2,16 kg, b) mindestens einen anorganischen Füllstoff, c) mindestens ein Metallhydroxid-Flammschutzmittel, d) mindestens eine Bor-haltige Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Boroxid, anorganischen Boraten, Borcarbid, Bornitrid und deren Mischungen und e) gegebenenfalls mindestens ein Additiv, insbesondere umfassend UV-Stabihsatoren, Hitzestabilisatoren und/oder Verarbeitungshilfsmittel.

Mit den erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen gelingt ein Zugang zu thermoplastischen Formkörpern, die vollständig ohne halogenhaltige und phosphorhaltige Flammschutzmittel auskommen, gleichwohl einen zuverlässigen und ausgeprägten Flammschutz sicherstellen. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen demgemäß im Wesentlichen frei von halogen- und/oder phosphorhaltigen Flammschutzmitteln.

Solche erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen sind besonders bevorzugt, bei denen das mindestens eine thermoplastische Polymer eine Glasübergangstemperatur T _G nach DIN EN ISO 11357-2:2013-09 kleiner oder gleich 0 °C, bevorzugt kleiner oder gleich -10 °C, besonders bevorzugt kleiner oder gleich -20 °C und insbesondere kleiner oder gleich -40 °C, aufweist. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird dabei besonders zufriedenstellend gelöst, wenn für die erfindungsgemäßen Thermoplast- Zusammensetzungen, zusätzlich oder alternativ, auf thermoplastische Polymere zurückgegriffen wird, die eine Schmelze-Massefließrate nach DIN EN ISO 1133-1:2012-03 im Bereich von 0,5 bis 25 g/10 min, bevorzugt im Bereich von 1,0 bis 20 g/10 min, besonders bevorzugt im Bereich von 2.0 bis 15 g/10 min und insbesondere im Bereich von 4,0 bis 12 g/10 min, bestimmt bei einer Prüftemperatur von 190 °C und einer Prüflast von 2,16 kg aufweisen. Besonders geeignete thermoplastische Polymer zeichnen sich durch eine thermische Zersetzungstemperatur größer 250 °C, bevorzugt größer 300 °C und besonders bevorzugt größer 320 °C, aus.

Grundsätzlich kann für die erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen zurückgegriffen werden auf thermoplastische Polymere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Polyolefinen, insbesondere Polyethylen, Polypropylen und/oder Ethylen/alpa-Olefin-Copolymeren, Polyaminden, Polyimiden, Polyestern, insbesondere PET und/oder PBT, Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren, thermoplastischen Elastomeren, z.B. Ethylen/1-Alkylen-Copolymere wie Ethylen/1-Octen-Copolymere, Polyaerylaten, Ethylen/Vinylacetat-Copolymeren, Acrylat-Copolymeren, insbesondere

Ethylen/ (Meth)acrylat-Copolymeren oder Butyl/(Meth)acrylat-Copolymeren, Acrylat- Copolymeren enthaltend einpolymerisierte Maleinsäureanhydrid-Comonomereinheiten und deren Mischungen. Als besonders zweckmäßig haben sich hierbei Polyolefine, insbesondere Polyethylen, Polypropylen und/oder Ethylen/alpa-Olefin-Copolymeren, Polyester, insbesondere PET und/oder PBT, Ethylen/Vinylacetat-Copolymere, Acrylat- Copolymere, insbesondere Ethylen/(Meth)acrylat-Copolymere oder Butyl/(Meth)acrylat- Copolymere, und/oder Acrylat-Copolymeren enthaltend einpolymerisierte Maleinsäureanhydrid-Comonomereinheiten erwiesen. Exemplarisch seien als geeignete thermoplastische Polymere solche genannt, die einpolymerisierte Maleinsäureanhydrid- Comonomereinheiten oder aufgepfropfte Maleinsäureanhydrid-Einheiten enthalten, wobei unter diesen Acrylat-Copolymeren enthaltend einpolymerisierte Maleinsäureanhydrid- Comonomereinheiten oder aufgepfropfte Maleinsäureanhydrid-Einheiten besonders geeignet sind, um die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen. Und unter den Ethylen /(Meth)acrylat-Copolymeren wird u.a. bevorzugt auf Ethylen/n-butylacrylat- Copolymere zurückgegriffen.

Besonders bevorzugt umfassen die für die erfindungsgemäßen Thermoplast- Zusammensetzungen verwendeten thermoplastischen Polymeren der Komponente a) mindestens ein Polyolefin, insbesondere Polyethylen, Polypropylen und/oder Ethylen/alpa- Olefin-Copolymere, ein Ethylen/Vinylacetat-Copolymer, und mindestens ein Acrylat- Copolymer, insbesondere ein Ethylen/(Meth)acrylat-Copolymer oder Butyl/(Meth)acrylat- Copolymer. Die Komponente a) liegt in den erfindungsgemäßen Thermoplast- Zusammensetzungen insbesondere in Mengen im Bereich von 10 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 65 Gew.-% und besonders bevorzugt 15 bis 60 Gew.-% oder 20 bis 60 Gew.-%, vor. Alternativ oder zusätzlich kann dabei vorgesehen sein, dass die Komponente a) vollständig oder in Teilen, insbesondere in Teilen, in Form eines Plastisols, insbesondere enthaltend das mindestens eine Polyolefin, vorliegt oder eingesetzt wird. Plastisole stellen im Allgemeinen Dispersionen aus einem in Pulverform vorliegenden thermoplastischen Polymer und einem flüssigen Weichmacher dar. Diese Dispersionen können zum Beispiel auch Pigmente, Füllstoffe und/oder Additive enthalten. Als Weichmacher kann zum Beispiel auf Phthalsäureester, wie Dioctylphthalat und/oder 1,2- Cyclohexandicarbonsäurediisononylester, Dibenzylsuccinate, Dinonylsuccinate, Didecylsuccinate, Benzyl-2-propylheptylsuccinat und/oder Benzylisononylsuccinate zurückgegriffen werden. Bevorzugt werden für die Plastisole Polymere eingesetzt, die bei Raumtemperatur nicht oder nur schwer löslich in dem Weichmacher sind, die vorzugsweise jedoch bei höheren Temperaturen, z.B. im Bereich von 160 bis 200°C, ein Eindiffundieren des Weichmachers zulassen, womit eine Plastifizierung des Polymermaterials einhergeht. Zuvor ist das Platisol üblicherweise noch gieß-, spritz- und streichfähig. Beim Abkühlen erhält man daraus eine gelartige Masse von hochviskoser Konsistenz, die bei Raumtemperatur nicht mehr fließfähig ist. In der Literatur wird der Begriff Plastisol sowohl für die vorangehend beschriebene ungehärtete Mischung als auch für das fertige, in hochviskoser Konsistenz vorliegende Produkt verwendet. Im Sinne der vorliegenden Erfindung soll unter dem Begriff Plastisol die hier geschilderte ungehärtete Mischung verstanden werden.

In den erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen liegt der Anteil des Plastisols, bezogen auf das Gesamtgewicht der Thermoplast-Zusammensetzung, bevorzugt im Bereich von 0,5 bis 20 Gew.-%, besonders bevorzugt im Bereich von 1 bis 15 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 5 bis 10 Gew.-%. Ist in den erfindungsgemäßen Thermoplast- Zusammensetzungen das Plastisol nur anteilig vorhanden, so liegt die Menge an dem thermoplastischen Polymer, die in dem Plastisol vorliegt oder eingesetzt wird, bezogen auf die Gesamtmenge an dem thermoplastischen Polymer, gebildet aus der Menge, die nicht in dem Plastisol vorliegt, und der Menge, die in dem Plastisol vorliegt oder eingesetzt wird, bevorzugt im Bereich von 0,01 bis 15 Gew.-% und insbesondere im Bereich von 0,5 bis 10 Gew.-%.

Liegt in den erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen Plastisol vor, wird hierfür anteilig bevorzugt zurückgegriffen auf Polyolefine, insbesondere Polyethylen, Polypropylen und/oder Ethylen/alpa-Olefin-Copolymere. Für das nicht in dem Plastisol vorliegende thermoplastische Polymer kommen dabei bevorzugt Aciylat-Copolymere, bevorzugt Butylacrylat-Copolymere und/oder Ethylen/Acrylat-Copolymere, besonders bevorzugt Ethylen-Butylacrylat, zum Einsatz.

Besonders zufriedenstellend wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe gelöst durch eine Thermoplast-Zusammensetzung, bei der Komponente a) ein Ethylen/(Meth)acrylat-Copolymer darstellt, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Ethylen-Methylacrylaten (EMA), Ethylen-Ethylacrylaten (EEA), Ethylen- Butylacrylaten (EBA) und deren Mischungen. Ebenfalls haben sich als Komponente a) solche Polyolefine besonders bewährt, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend aus LD-Polyethylen, LLD- Polyethylen und deren Mischungen. Ferner kommen als Butyl/ (Meth)acrylat-Copolymere besonders bevorzugt Butylacrylat-Copolymere zum Einsatz. Unter den Ethylen/(Meth)acrylat-Copolymeren sowie insbesondere auch als Komponente a) ist Ethylen-Butylacrylat besonders bevorzugt, wobei insbesondere zurückgegriffen wird auf Ethylen-Butylacrylat mit einpolymerisierten Maleinsäureanhydrid-Comonomereinheiten.

Als ganz besonders zweckmäßig, um die erfindungsgemäße Aufgabe zufriedenstellend zu lösen, haben sich auch solche Thermoplast-Zusammensetzungen erwiesen, bei denen die Gesamtmenge an dem mindestens einen thermoplastischen Polymer oder ein Teil davon zur Vernetzung befähigte Einheiten umfasst. Dabei kann in besonders zweckmäßigen Ausgestaltungen das thermoplastische Polymer mit zur Vernetzung befähigten Einheiten peroxidisch vernetzbare Einheiten, mittels Elektronenstrahlung vernetzbare Einheiten und/oder mittels UV-Strahlung vernetzbare Einheiten umfassen. Alternativ oder auch zusätzlich kann das thermoplastische Polymer mit zur Vernetzung befähigten Einheiten ein silangepfropftes thermoplastisches Polymer darstellen.

Um zu silanvernetzten erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen zu gelangen, werden in einem ersten Schritt Silan-Moleküle auf das thermoplastische Polymer, d.h. auf dessen Polymerkette bzw. dessen Polymergrundgerüst aufgepropft. Besonders bevorzugt wird hierfür auf Polyolefine, insbesondere Polyethylen zurückgegriffen. Hierbei können bei thermoplastischen Polymeren durch Umsetzung mit Radikalinitiatoren wie Peroxiden Radikale gebildet werden, die mit geeigneten Silan-Molekülen, insbesondere solchen, mit einem Rest enthaltend eine Kohlenstoff/Kohlenstoff-Doppelbindung, unter Ausbildung einer kovalenten Bindung reagieren. Man erhält so ein mit Silan-Molekülen gepfropftes thermoplastisches Polymer. Geeignete Silan-Moleküle stellen zum Beispiel Vinylsilane, insbesondere Vinyltrialkoxysilane wie Vinyltrimethoxysilan dar. Die Vernetzung des derart gepfropften thermoplastischen Polymeren findet anschließend in einem nachgeschalteten Schritt unter Anwesenheit von Wasser jeweils über die Reaktion von zwei Silan-Einheiten zu einer Si-O-Si-Brücke statt. Bei dieser Vernetzung handelt es sich um eine sogenannte Polykondensationsreaktion. Diese kann durch Temperaturerhöhung, beispielsweise mittels Erwärmens auf Temperaturen oberhalb von 80 °C, und/oder durch die Anwesenheit von Vernetzungskatalysatoren wie Dioctyzinndilaurat beschleunigt werden. In einer Ausführungsvariante kann zum Beispiel die Thermoplast-Zusammensetzung bzw. der daraus erhaltene Formkörper enthaltend thermoplastische Polymere mit zur Silanvernetzung befähigten reaktiven Gruppen in heißem Wasser gelagert oder Wasserdampf ausgesetzt werden, insbesondere bei Temperaturen im Bereich von 80 bis 95

°C.

Die erfindungsgemäßen Formkörper lassen sich in einem Einstufen- wie auch in einem Zweistufen-Verfahren aus den erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen erhalten. Bei dem einstufigen Prozess erfolgen das Aufpfropfen des Silans und die Überführung der erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzung zu einem Formkörper, vorzugsweise mittels Extrusion in einem einzigen Verfahrensschritt. Bei dem zweistufigen Verfahren wird das thermoplastische Polymere in einem ersten Schritt zusammen mit der Silan-Verbindung und einem Radikalinitiator, zum Beispiel einem Peroxid, sowie gegebenenfalls einem Antioxidanz compoundiert und granuliert. Man erhält ein vernetzbares, Si-gepropftes Polymergranulat. Dieses Silan-gepropfte Polymergranulat wird mit einem sogenannten Katalysator-Masterbatch, vorzugsweise enthaltend das gleiche thermoplastische Polymer wie das Si-gepropfte Polymergranulat, jedoch ohne aufgepfropfte Silan-Moleküle, sowie dem Vernetzungskatalysator und den Additiven unter Bedingungen vermengt, die eine Silanvernetzung unter Ausbildung von Si-O-Si-Brücken initiieren. Dies gelingt beispielsweise dadurch, dass man das mit der Silanverbindung gepfropfte thermoplastische Polymere mit dem Katalysator-Masterbatch, zum Beispiel im Verhältnis 95% : 5%, auf einer Extrusionsanlage unmittelbar vor der Verarbeitung mischt und zu dem gewünschten Formkörper extrudiert.

Um vernetzte erfindungsgemäße Thermoplast-Zusammensetzungen zu erhalten, können diese auch mit peroxidischen Vernetzungsmitteln (Komponente f)) ausgestattet sein. Geeignete peroxidische Vernetzungsmittel umfassen z.B. 2,2-Dimethyl-2,5-di(tert- butylperoxy)-3-hexin, Di-tert-butyl-1,1,4,4-tetramethylbutyl-2-in-1,4-ylendiperxoi d, 2,5- Dimethyl-2,5-di(tert-butylperoxy)-hexan, 1,3-Phenylenbis(1-methylethyliden))bis(tert- butyl)peroxid, 1,4-Phenylenbis(1-methylethyliden))bis(tert-butyl)peroxid und Di-(2-tert- butyl-peroxyisopropyl)benzol.

Geeignete anorganische Füllstoffe (Komponente b)) umfassen insbesondere Metalloxide wie Aluminiumoxid, Titandioxid und/oder Magnesiumoxid, Metallcarbide wie Siliciumcarbid, Titancarbid, Borcarbid, Zirkoniumcarbid und/oder Aluminiumcarbid, Metallnitride wie Aluminiumnitrid, Magnesiumsiliciumnitrid, Titannitrid und/oder Siliciumnitrid, Graphit, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Glasfüllstoffe oder Kombinationen dieser Verbindungen. Für die erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen kommen als Komponente b) bevorzugt solche anorganischen Füllstoffe zum Einsatz, bei denen es sieh um niedrig schmelzende Glaspulver handelt, wobei Glaspulver mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 390 bis 900 °C bevorzugt sind und wobei insbesondere zurückgegriffen wird auf Glaspulver mit einem Schmelzpunkt im Bereich von 400 bis 780 °C. Die Komponente b), d.h. der anorganische Füllstoff liegt in den erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen insbesondere in einer Menge im Bereich von 2 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 75 Gew.-% und besonders bevorzugt 25 bis 70 Gew.-% vor.

Geeignete Metallhydroxid-Flammschutzmittel (Komponente c)), die in den erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen verwendet werden können, stellen Aluminiumhydroxid und/oder Magnesiumhydroxid dar.

Für die Komponente d) der erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen greift man bevorzugt auf Bomitrid und/oder anorganische Borate zurück, wobei unter den anorganischen Boraten Zinkborat besonders bevorzugt ist.

Als geeignete Additive (Komponente e)) für die erfindungsgemäßen Thermoplast- Zusammensetzungen kommen unter anderem Pigmente, Antioxidantien, Lichtstabilisatoren, UV-Stabilisatoren, Farbstabilisatoren, Hitzestabilisatoren, Verarbeitungshilfsmittel oder deren beliebige Mischungen in Betracht. Geeignete Additive für thermoplastische Zusammensetzungen sind dem Fachmann im Allgemeinen bekannt. Beispielsweise kann auf Öl- und Wachskomponenten, z.B. Stearate, für die Verarbeitungshilfsmittel zurückgegriffen werden.

Des Weiteren haben sich solche erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen als besonders geeignet erwiesen, um zu Formkörpern zu gelangen, die sich durch ausgeprägten Lärmschutz auszeichnen, die ferner mindestens ein physikalisches und/oder chemisches Treibmittel (Komponente g)) enthalten. Hierbei kann es sich zum Beispiel um ein in einer Mikrohohlkugel, insbesondere in Form einer thermoplastischen Polymerhülle, verkapseltes physikalisches oder chemisches, insbesondere physikalisches, Treibmittel handeln.

Demgemäß umfassen die erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen in einer bevorzugten Ausführungsform a) mindestens ein thermoplastisches Polymer mit einer Glasübergangstemperatur T _G nach DIN EN ISO 11357-2:2013-09 kleiner oder gleich 0 °C und einer Schmelze-Massefließrate nach DIN EN ISO 1133-1:2012-03 im Bereich von 0,5 bis 60 g/10 min, bestimmt bei einer Prüftemperatur von 190 °C und einer Prüflast von 2,16 kg, b) mindestens einen anorganischen Füllstoff, c) mindestens ein Metallhydroxid-Flammschutzmittel, d) mindestens eine Bor-haltige Verbindung ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Boroxid, anorganischen Boraten, Borcarbid, Bornitrid und deren Mischungen und g) mindestens ein physikalisches und/oder chemisches Treibmittel sowie e) gegebenenfalls mindestens ein Additiv, insbesondere umfassend UV-Stabilisatoren, Hitzestabilisatoren und/oder Verarbeitungshilfsmittel.

In besonders geeigneten erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen liegen

10 bis 75 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 60 Gew.-% oder 15 bis 65 Gew.-96 und besonders bevorzugt 10 bis 40 Gew. -96 oder 20 bis 40 Gew.-96 oder oder 20 bis 65 Gew. -96, insbesondere oder 15 bis 60 Gew.-96, an Komponente a) (thermoplastisches Polymer),

2 bis 50 Gew. -96 oder 2 bis 80 Gew.-96, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-% oder 15 bis 75 Gew. -96 und besonders bevorzugt 10 bis 30 Gew. -96 oder 25 bis 70 Gew.-%, an Komponente b) (anorganischen Füllstoff),

10 bis 90 Gew.-96, bevorzugt 25 bis 75 Gew. -96 und besonders bevorzugt 10 bis 60 Gew.-96, an Komponente c) (Metallhydroxid-Flammschutzmittel) ,

0,1 bis 15 Gew.-96, bevorzugt 1 bis 10 Gew.-96 und besonders bevorzugt 1 bis 10 Gew.-96, an Komponente d) (Bor-haltige Verbindung),

0 bis 5 Gew. -96, bevorzugt 0,1 bis 2 Gew. -96, an Komponente e) (Additiv),

0 bis 10 Gew.-96, bevorzugt 0,2 bis 2 Gew. -96, an Komponente f) (Vernetzungsmittel) und

0 bis 5 Gew.-96, bevorzugt 1 bis 3 Gew.-96, an Komponente g) (Treibmittel) vor, wobei die die flammhemmende Thermoplast-Zusammensetzung bildenden Komponenten sich stets zu 100,0 Gew.-96 ergänzen.

Hierbei lösen solche erfindungsgemäße Thermoplast-Zusammensetzungen die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders gut, die gebildet sind oder enthalten a) 15 bis 60 Gew.-% an mindestens einem thermoplastischen Polymer mit einer Glasübergangstemperatur T _G nach DIN EN ISO 11357-2:2013-09 kleiner oder gleich 0 °C und einer Schmelze-Massefließrate nach DIN EN ISO 1133-1:2012-03 im Bereich von 0,5 bis 60 g/10 min, bestimmt bei einer Prüftemperatur von 190 °C und einer Prüflast von 2,16 kg, umfassend mindestens ein Polyolefin, ein Ethylen /Vinylacetat- Copolymer und/oder mindestens ein Acrylat-Copolymer, b) 2 bis 50 Gew.-% an mindestens einem anorganischen Füllstoff, c) 10 bis 90 Gew.-% an mindestens einem Metallhydroxid-Flammschutzmittel, d) 0,1 bis 15 Gew.-% an mindestens einer Bor-haltigen Verbindung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Borsäure, Boroxid, anorganischen Boraten, Borcarbid, Bornitrid und deren Mischungen, und e) 0 bis 5 Gew.-% an mindestens einem Additiv, insbesondere umfassend UV- Stabilisatoren, Hitzestabilisatoren und/oder Verarbeitungshilfsmittel, wobei die die flammhemmende Thermoplast-Zusammensetzung bildenden Komponenten sich stets zu 100,0 Gew.-% ergänzen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des Weiteren gelöst durch Formkörper, erhalten oder erhältlich durch Spritzgießen, Extrudieren, Blasformen, Formpressen, Tiefziehen, Vakuumformen, Spritzpressen (RTM), Walzenrotation, Rotationsformen, Lasersintern, Fused Deposition Modelling (FDM), Granulieren und/oder Gießen der erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen. Die erfindungsgemäßen Formkörper zeichnen sich regelmäßig durch eine sehr gute Kälteschlagzähigkeit aus. Dies trifft insbesondere auch auf solche Formkorper zu, die von erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen Gebrauch machen, in denen die Komponente a) Ethylen/(Meth)acrylat-Copolymere, insbesondere Ethylen-Butylacrylate (EBA), darstellt oder umfasst.

Die erfindungsgemäßen Formkörper liegen bevorzugt als geschäumte Formkörper vor.

Auch solche Formkörper lösen die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders gut, bei denen darin das mindestens eine thermoplastische Polymer zumindest in Teilen vernetzt vorliegt, insbesondere erhalten über ein silangepfropftes thermoplastisches Polymer, wobei hierfür bevorzugt auf eine ein- oder zweistufige Silanvernetzung zurückgegriffen wird.

Zweckmäßige erfindungsgemäße Formkörper zeichnen sich durch eine Reißdehnung nach DIN EN ISO 527-1:2012-06 im Bereich von 10 bis 180 %, insbesondere im Bereich von 20 bis 180 %, bevorzugt im Bereich von 30 bis 120 und besonders bevorzugt im Bereich von 30 bis 90 %, aus. Sehr zufriedenstellende Reißdehnungswerte sind insbesondere auch mit solchen erfindungsgemäßen Formkörpern erhältlich, die aus erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen enthaltend anteilig Plastisole, insbesondere wie vorangehend ausgeführt, gebildet werden.

Bei den erfindungsgemäßen Formkörpern kann es sich zum Beispiel um eine Folienlage, Scheibe oder Platte, jeweils mit einer Vorder- und einer gegenüberliegenden Rückseite, handeln.

Weitere sehr zweckmäßige Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Formkörper, insbesondere solche in Form einer Folienlage, Scheibe oder Platte weisen auf mindestens einer Seite, insbesondere der Vorderseite oder der Rückseite oder auch auf der Vorder- und der Rückseite mindestens eine Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, und/oder mindestens eine, insbesondere weitmaschige, Faserlage auf.

Die, insbesondere weitmaschigen, Faserlagen können dabei insbesondere ausgewählt sein aus der Gruppe bestehend aus Glasfaser-, Kohlefaser- Kunststofffaserlagen sowie deren beliebige Mischungen. Geeignete Kunststofffasern stellen z.B. Polyesterfasern, Polyamidfasern oder Aramidfasern dar, wobei Aramidfasern bevorzugt sind. Die Faserlage, insbesondere Glasfaserlage, kann eine Vlies-, Gewirk-, Gestrick-, Gelege- oder Gewebelage darstellen. Die Faserlage ist bevorzugt aus Endlosfasern gebildet.

Die erfindungsgemäßen Formkörper umfassen in besonders vorteilhaften Ausführungsformen auch sogenannte Sandwich-Formkörper. Bei diesen liegt eingebettet in dem Formkörper die mindestens eine Metallfolie und/oder die mindestens eine Faserlage vor. Die Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, verfügt dabei bevorzugt über eine durchschnittliche Dicke im Bereich von 10 bis 250 μm, besonders bevorzugt im Bereich von 15 bis 75 μm.

Beispielsweise kann in einer geeigneten Ausführungsform auf der einen Seite des erfindungsgemäßen Formkörpers, beispielsweise der Vorderseite, eine Faserlage, insbesondere enthaltend oder gebildet aus Glasfasern, und auf der gegenüberliegenden Seite des Formkörpers, beispielsweise der Rückseite, eine Metallfolie, insbesondere Aluminiumfolie, vorliegen. Für Formteüe, die die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besonders gut lösen, liegt in der vorangehend genannten Ausführungsform die zwischen Faserlage und Metallfolie vorliegende Thermoplast-Zusammensetzung in geschäumter und/oder vernetzter Form, insbesondere in geschäumter und vernetzter Form, vor, wobei die Vernetzung bevorzugt auf den mindestens anteiligen Einsatz von thermoplastischen Polymeren mit zur Vernetzung befähigten Einheiten, insbesondere der Verwendung von silangepfropften thermoplastischen Polymeren basiert.

Wird eine Faserlage, insbesondere Glasfaserlage, z.B. ein Fasergewebe, ein Faservlies oder ein Fasergelege, in eine erfindungsgemäße Thermoplast-Zusammensetzung eingebettet, kann hieraus ein erfindungsgemäßer Formkörper in Form eines sogenannten Organoblechs erhalten werden. Bei der Herstellung von Organoblechen kommen im Allgemeinen relative hohe Drücke zur Anwendung. Organobleche können in der Regel mittels Tiefziehens in ihre finale Form gebracht warden. Das tiefgezogene Organobleeh stellt bei der geschilderten Ausgestaltung bereits das Endprodukt dar. Organobleche können aber z.B. auch sogenannte Faser-Matrix-Halbzeuge darstellen. Demgemäß umfasst die Erfindung ebenfalls, insbesondere warmumformfähige, Halbzeuge, bevorzugt Faser-Matrix- Halbzeuge und besonders bevorzugt solche Halbzeuge in Form von bzw. als Organobleche, jeweils auf der Basis der erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen.

Organobleche im Sinne der vorliegenden Erfindung stellen bevorzugt warmumformfähige Halbzeuge dar. Sie können insbesondere auch in der Automobilindustrie eingesetzt werden. Hier ist insbesondere von Vorteil, dass Organobleche kurze Prozesszeiten ermöglichen, insbesondere auch im Vergleich zu konventionellen duroplastischen Faserverbundwerkstoffen. Dies ist besonders in der Automobilindustrie mit ihren kurzen Prozesszeiten von hohem Interesse. Häufig verwendete Faserlagen, insbesondere Fasergelege, Faservliese und Fasergewebe, von Organoblechen basieren bevorzugt auf Glas- , Aramid- und Kohlenstoff- bzw. Carbonfasern, z.B. Glasfasern. Insbesondere sind auch solche erfindungsgemäßen Organobleche bevorzugt, bei denen die Fasern der Faserlagen, insbesondere der Fasergelege und Fasergewebe im Wesentlichen rechtwinklig zueinander verlaufen. Hierdurch gelangt man zu Formkörpern mit besonders guten mechanischen Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich Steifigkeit, Festigkeit und/oder Wärmeausdehnung. In den Formkörpern, insbesondere Organoblechen, der vorliegenden Erfindung kommen bevorzugt Endlosfasern und/ oder Langfasern, insbesondere Endlosfasern, zum Einsatz. Die Faserlänge der Langfasern liegt dabei im Sinne der Erfindung im Allgemeinen im Bereich von 1 bis 50 mm, während Fasern, die länger als 50 mm sind, im Sinne der vorliegenden Erfindung als Endlosfasern bezeichnet werden. Organobleche auf der Basis von Endlosfasern sind bevorzugt.

Ein erfindungsgemäßes Organoblech kann als sogenanntes Halbzeug für die Fertigung von Fertigbauteilen verwendet werden. Hierfür kann das Organoblech zunächst in eine bestimmte Form gebracht werden, beispielsweise im Tiefziehverfahren. Anschließend kann dieses Halbzeug bis kurz unter den Schmelzpunkt des plastischen Materials der Kunststoffmatrix des Organoblechs erwärmt erwärmt und in ein Spritzgießwerkzeug eingelegt und umspritzt werden. Insbesondere wenn das Organoblech vorgewärmt wird, ergibt sich eine sehr gute Haftung zum für die Ummantelung verwendeten Thermoplasten. Über die Erwärmung des Organoblechs entsteht regelmäßig über die gesamte Kontaktfläche eine innige Verbindung mit dem für das Umspritzen verwendeten thermoplastischen Polymeren, und zwar in Form einer kraftschlüssigen Verbindung. Vielfach hat es sich, insbesondere auch aus Gründen des besseren Recyclings, als vorteilhaft erwiesen, für das Matrixmaterial des Organoblechs wie auch für das zum Umspritzen des Organoblechs verwendeten Kunststoffmaterials auf das gleiche thermoplastische Polymer, beispielsweise Polyamid oder Polyolefine wie Polyethylen oder Polypropylen, zurückzugreifen.

Als besonders vorteilhaft hat sich bei dem Einsatz von Organoblechen die mindestens anteilige Verwendung von thermoplastischen Polymeren mit zur Vernetzung befähigten Einheiten herausgestellt. Besonders bevorzugt wird hierbei auf silangepfropfte thermoplastische Polymere zurückgegriffen. Werden derartige Organobleche als Halbzeuge eingesetzt, um zum Beispiel mit einem thermoplastischen Material, z.B. mittels Spritzgießens ummantelt zu werden, hat es sich als sehr zweckdienlich erwiesen, die Vernetzung der zur Vernetzung befähigten Einheiten der erfindungsgemäßen Thermoplast- Zusammensetzung zumindest anteilig erst vorzunehmen, wenn das Organoblech eingebettet in dem fertigen thermoplastischen Produkt vorliegt. Auf diese Weise kann eine noch stärkere Anbindung mit dem beispielsweise für die Ummantelung verwendeten thermoplastischen Material hergestellt werden. Auch wird eine Verformbarkeit über einen möglichst langen Zeitraum gewährleistet.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird des weiteren gelöst durch einen Verbundbaukörper, umfassend einen Baustoffkörper, insbesondere einen im Wesentlichen mineralischen Baustoffkörper, und eine erfindungsgemäße Thermoplast- Zusammensetzung und/oder einen erfindungsgemäßen Formkörper.

Besonders geeignete erfindungsgemäße Verbundbaukörper zeichnen sich dabei auch dadurch aus, dass der Baustoffkörper, insbesondere der im Wesentlichen mineralische Baustoffkörper, eine Beschichtung aus der erfindungsgemäßen Thermoplast- Zusammensetzung oder aus dem erfindungsgemäßen Formkörper darstellt oder umfasst. Der Formkörper stellt hierbei insbesondere einen geschäumten Formkörper dar. Bei den erfindungsgemäßen Verbundbaukörpern liegt der erfindungsgemäße Formkörper, insbesondere in Form einer Folienlage, Scheibe oder Platte, vorzugsweise aufkaschiert auf dem Baustoffkörper, insbesondere dem im Wesentlichen mineralischen Baustoffkörper, vor.

Ferner kann der Baustoffkörper, insbesondere der im Wesentlichen mineralische Baustoffkörper, auch partiell oder vollständig eingebettet in der erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzung oder dem erfindungsgemäßen Formkörper vorliegen

Hierbei kann insbesondere vorgesehen sein, dass der Baustoffkörper ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Gipsplatten, insbesondere Gipskartonplatten und/oder Gipsfaserplatten, Spanplatten, Metallformkörpern, insbesondere Metallplatten, duroplastischen Formkörpern, insbesondere geschäumten duroplastischen Formkörpern, thermoplastischen Baustoffkörpern, WPC-Formkörpern, Holzplatten, Baukörpern, insbesondere Platten, aus nachwachsenden Rohstoffen, insbesondere ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Holzfasern, Hanffasern, Flachsfasern, Nesselfasem, Seegras, Elefantengras, Mescanthum, Schilfrohr, Kokosfasern, Stroh und einer beliebigen Mischung der vorangehend genannten nachwachsenden Rohstoffe, vorzugsweise eine Holzfaserplatte wie MDF- und/oder OSB-Platte, Holzweichfaserplatte oder eine Hanffaserdämmplatte, und Hart-PVC-Platten, insbesondere Gipskartonplatten und/oder Gipsfaserplatten. Geeignete thermoplastische Baustoffkörper umfassen auch geschäumte Baustoffkörper. Bevorzugt als thermoplastische Baustoffkörper sind auch Hochtemperatur-Thermoplaste. Exemplarisch seien Polyphenylensulfide (PPS), Polyphthalamide (PPA), snydiotaktisches Polystyrol (SPS), Polyetherketone (PEEK) und Polysulfone (PSU) genannt.

Zweckmäßige Ausführungsformen der Baustoffkörper sind auch solche, die ein oder mehre Durchstöße/Löcher und/oder Materialaussparungen, beispielsweise Einbuchtungen, die nicht durch den Baustoffkörper komplett hindurchgehen, aufweisen. Indem der Baustoffkörper, insbesondere ein im Wesentlichen mineralischer Baustoffkörper, Durchstöße bzw. Löcher und/oder Materialaussparungen, beispielsweise Einbuchtungen, aufweist, durch die bzw. in die die erfindungsgemäße Thermoplast-Zusammensetzung beim Herstellprozess, z.B. der Einbettung, Ummantelung oder Kaschierung, in schmelzeflüssiger Form eindringen kann, wird ein Verbundbaukörper erhalten, der sich durch eine besonders ausgeprägte mechanische Stabilität auszeichnet.

Die erfindungsgemäßen Formkörper können insbesondere ein Gehäuse für ein Haushaltsgerät, insbesondere Kühlschrank, Kühltruhe, Wäschetrockner oder Waschmaschine, ein Brandschutzbauteil, eine Tür, einen Fensterrahmen, eine Tunnelumhausung, ein Fahrzeugbauteil, insbesondere Kfz-, Luftfahrzeug- Schienenfahrzeug oder Seilbahnfahrzeug, z.B. ein Frontend und/oder ein Gas-, Kupplungs- oder Bremspedal, ein Aufzugbauteil, eine Kabelabschottung, einen Kabelkanal, einen Verteilerkasten, einen Sicherungskasten, eine Steckdosenabdeckung, eine Steckdosentop, eine Schalterabdeckung, einen Schaltertopf, ein Rohr, eine Fassadenverkleidung, eine Wandverkleidung, eine Deckenverkleidung, eine Dachverkleidung, eine Trennwand, ein Batteriegehäuse, ein Akkugehäuse, ein Handygehäuse, eine Dämmung, eine Bodenplatte, einen Kraftstofftank, eine Umhüllung für einen Kraftstofftank, ein Transformatorgehäuse, eine Akustikwand, eine Kabelabschottung, einen Kabelkanal, ein Fassadenbauelement, eine Trockenbaukomponente, eine Bodenabdeckung, ein Deckenelement oder ein Möbelbauteil oder einen Bestandteil der vorangehend genannten Bauteile darstellen bzw. für deren Herstellung eingesetzt werden.

Mit den erfindungsgemäßen Thermoplast-Zusammensetzungen gelingt überraschenderweise eine sehr effektive Flammhemmung im Brandfall, ohne auf halogenhaltige oder phosphorhaltige Flammschutzmittel zurückgreifen zu müssen.

Die in der voranstehenden Beschreibung und den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.