CS260460B1

CS260460B1 - Polymer mixture on base of tough and standard polystyrene

Info

Publication number: CS260460B1
Application number: CS86247A
Authority: CS
Inventors: Jan Ruzicka; Jiri Pavlicek; Jan Kovarik; Stanislav Dusek; Frantisek Svoboda
Original assignee: Jan Ruzicka; Jiri Pavlicek; Jan Kovarik; Stanislav Dusek; Frantisek Svoboda
Priority date: 1986-01-10
Filing date: 1986-01-10
Publication date: 1988-12-15
Also published as: CS24786A1

Abstract

Řešení se týká polymerní směsi na bázi standardního a houževnatého polystyrenu se zlepšenými užitnými vlastnostmi. Směs podle řešení obsahuje 5 až 25 °/o, s výhodou 10 až 20 % hmot. termoplastického kaučuku. Jako termoplastický kaučuk se použije sledovaný kopolymér styren-butadien s obsahem vázaného styrenu 25 až 45 °/o hmot. Poměr standardního a houževnatého polystyrenu ve směsi je 1 : 2 až 8 : 1. Polymerní směs připravená podle řešení se vyznačuje velmi dobrým leskem, zvýšenou tuhostí a velmi dobrou houževnatostí. Svými vlastnostmi je pro některé aplikace ekvivalentní náhradou ABS polymerů, jejichž příprava je nákladnější.The present invention relates to a polymer based composition standard and tough polystyrene with improved performance properties. Mixture according to the invention, it comprises 5 to 25%, preferably 10 to 20 wt. thermoplastic rubber. As the thermoplastic rubber it is used styrene-butadiene copolymer of interest bound styrene 25 to 45% by weight. Standard and tough polystyrene ratio in the mixture is 1: 2 to 8: 1 the solution prepared according to the solution is characterized very good gloss, increased rigidity and very good toughness. With its properties is equivalent for some applications ABS polymers to prepare costly.

Description

Vynález se týká polymerní směsi na bázi standardního a houževnatého polystyrenu se zlepšenými užitnými vlastnostmi a to především s vyšším leskem, zvýšenou tuhostí a tepelnou odolností.The invention relates to a polymer blend based on standard and tough polystyrene with improved performance properties, in particular with a higher gloss, increased rigidity and heat resistance.

Je známo, že smícháváním standardního a houževnatého polystyrenu je možno připravit celou řadu polymeračních směsí s vlastnostmi závislými na směšovacím poměru obou základních polymerů. Obsah houževnatého polystyrenu ovlivňuje především rázovou houževnatost. Množství standardního polystyrenu především určuje reologické vlastnosti směsi, tuhost a lesk.It is known that by mixing standard and tough polystyrene, a variety of polymer blends can be prepared with properties depending on the mixing ratio of the two base polymers. The content of tough polystyrene affects mainly impact strength. Above all, the amount of standard polystyrene determines the rheological properties of the mixture, stiffness and gloss.

Rovněž je známa modifikace polystyrénových plastů termoplastickými kaučuky. Termoplastické kaučuky (elastomery) jsou takové látky, které se dají zpracovávat za tepla plastikářskými postupy jako termoplast, přičemž mají v širokém rozmezí teplot řadu vlastností typických pro síťované kaučuky, jako je např. vysoká pevnost v tahu, vysoká tažnost a jiné.Modification of polystyrene plastics by thermoplastic rubbers is also known. Thermoplastic rubbers (elastomers) are those which can be processed by thermoplastic processes such as thermoplastics and have a wide range of temperatures typical of crosslinked rubbers, such as high tensile strength, high ductility, and others.

Vulkanizaci u termoplastických elastomerů není třeba provádět. Síťování se uskutečňuje fyzikálními vazbami mezi termoplastickými segmenty.There is no need to vulcanize the thermoplastic elastomers. The crosslinking takes place by physical bonds between the thermoplastic segments.

Charakter elastomeru vytváří jednotlivé elastomerní segmenty makromolekul. Působením tepla se fyzikální vazby zeslabí a termoplastické kaučuky se začnou chovat jako nezesíťované polymery a dají se zpracovávat plastikářskými postupy.The nature of the elastomer forms the individual elastomeric segments of the macromolecules. By the action of heat, the physical bonds are weakened and the thermoplastic rubbers begin to behave like uncrosslinked polymers and can be processed by plastics processes.

Podstatou termoplastických elastomerů jsou sledované kopolymery, např. styren-butadien-styren. Jejich struktura může být buď lineární nebo hvězdicová, nejčastěji čtyřp: i>rsková.Thermoplastic elastomers are based on the copolymers of interest, such as styrene-butadiene-styrene. Their structure can be either linear or star-shaped, most often quadrilateral.

Jinou skupinou termoplastických elastomerů jsou polymery, u nichž se střídají měkké a tvrdé segmenty. Typickým představitelem jsou polyuretany.Another group of thermoplastic elastomers are polymers in which soft and hard segments alternate. Polyurethanes are typical.

Třetí skupinou jsou roubované kopolymery, např. AAS typu. Vlastností termoplastických kaučuků se používá při výrobě tzv. superhouževnatých polystyrenů vyráběných směšováním houževnatého polystyrenu s přídavkem termoplastického kaučuku.A third group are graft copolymers, e.g. of the AAS type. The properties of thermoplastic rubbers are used in the production of so-called super-tenacity polystyrenes produced by mixing tough polystyrene with the addition of thermoplastic rubber.

Nevýhodou těchto polymerních směsí je pokles lesku a tuhosti polymerní směsi. Modifikací standardního polystyrenu termoplastickými kaučuky lze připravit polotransparentní typy polystyrenu se zlepšenou houževnatostí.A disadvantage of these polymer blends is the decrease in gloss and stiffness of the polymer blend. By modifying standard polystyrene with thermoplastic rubbers, semi-transparent polystyrene types with improved toughness can be prepared.

Výhodnější a vyváženější vlastnost má směs podle vynálezu. Tato směs je na bází standardního a houževnatého polystyrenu a obsahuje 5 až 25 %, s výhodou 10 až 20 % hmot. termoplastického kaučuku, přičemž termoplastickým kaučukem je sledovaný kopolymer styren-butadien s obsahem vázaného styrenu 25 až 45 % hmot.The composition of the invention has a more advantageous and more balanced property. This mixture is based on standard and tough polystyrene and contains 5 to 25%, preferably 10 to 20% by weight. thermoplastic rubber, wherein the thermoplastic rubber is a styrene-butadiene copolymer of interest having a styrene bound of 25 to 45% by weight.

Poměr standardního a houževnatého polystyrenu ve směsi je 1 : 2 až 8 : 1.The ratio of standard and tough polystyrene in the mixture is 1: 2 to 8: 1.

Hlavními přednostmi polymerní směsi podle vynálezu jsou vyvážené užitné vlastnosti — velmi dobrý lesk při značné tuhosti a velmi dobré houževnatosti. Svými vlastnostmi jsou směsi pro některé aplikace ekvivalentní náhradou ABS polymerů, jejichž příprava je však nákladnější.The main advantages of the polymer blend according to the invention are the balanced utility properties - very good gloss with considerable stiffness and very good toughness. Due to their properties, the blends are equivalent to the substitution of ABS polymers for some applications, but their preparation is more expensive.

Ke smíchávání směsi standardního a houževnatého polystyrenu s termoplastickým kaučukem lze použít různá zařízení, např. dvoušnekový extrudér.Various devices, such as a twin-screw extruder, can be used to mix a blend of standard and tough polystyrene with thermoplastic rubber.

Směs může dále obsahovat barviva, pigmenty, antioxidanty a světelné stabilizátory.The composition may further comprise colorants, pigments, antioxidants and light stabilizers.

Výhody jsou dále patrny z následujících příkladů:The advantages are further evident from the following examples:

Srovnávací příkladComparative example

Pro porovnání byly připraveny následující směsi:The following mixtures were prepared for comparison:

a) směs houževnatého polystyrenu 90 % hm. a 10 % hm. termoplastického kaučuku,a) a blend of tough polystyrene 90% by weight; and 10 wt. thermoplastic rubber,

b) směs standardního polystyrenu 90 % a 10 % hm. termoplastického kaučuku.(b) a mixture of standard polystyrene of 90% and 10% by weight; thermoplastic rubber.

Byly stanoveny základní fyzikálně mechanické vlastnosti výchozích polystyrenů z obou směsí.The basic physical-mechanical properties of the starting polystyrenes from both mixtures were determined.

Výsledky jsou uvedeny v tabulce I.The results are shown in Table I.

Jednotlivé směsi mají zvýšenou vrubovou a rázovou houževnatost. Chybí však celková vyváženost užitných vlastností.Individual mixtures have increased notch and impact toughness. However, the overall balance of utility properties is missing.

Příklad 1Example 1

Bylo smícháno· 8 hm. dílů standardního polystyrenu s 1 hm. dílem houževnatého polystyrenu. Charakteristiky jsou uvedeny v tabulce L Z této výchozí směsi byly podle vynálezu připraveny tři lOkilogramové vzorky obsahující 5, 10 a 20 % hmotnostních termoplastického kaučuku styren-butadien-styren následující specifikace:Mixed · 8 wt. parts of standard polystyrene with 1 wt. made of tough polystyrene. The characteristics are given in Table 1. Three 10-kg samples of 5, 10 and 20% by weight of thermoplastic styrene-butadiene-styrene rubber were prepared according to the invention according to the invention:

vázaný styren 30,2 % hm.bound styrene 30.2% wt.

mol. hmotnost 130 000 tvrdost SHORE A 2 70mol. weight 130 000 hardness SHORE A 2 70

Vzorky po promíchání v laboratorním mísící byly zgranulovány na laboratorním extrudéru a u zkušebních tělísek z takto připraveného granulátu byly stanoveny fyzikálně mechanické vlastnosti.Samples after mixing in a laboratory mixer were granulated on a laboratory extruder and physico-mechanical properties were determined on test pieces from the granulate thus prepared.

Přehled je uveden v tabulce II,An overview is given in Table II,

Příklad 2Example 2

Byla připravena základní směs ze stejných surovin jako v příkladě 1. Byl zvolen poměr 4 hm. díly standardního polystyrenu a 1 hm. díl houževnatého polystyrenu.A masterbatch was prepared from the same raw materials as in Example 1. A 4 wt. parts of standard polystyrene and 1 wt. part of tough polystyrene.

Z této výchozí směsi byly podle vynálezu připraveny tři vzorky obsahující 5, 10 a 20 % hm. termoplastického kaučuku stejné specifikace jako v příkladě 1.According to the invention, three samples containing 5, 10 and 20 wt. thermoplastic rubber of the same specification as in Example 1.

Vzorky po promíchání byly na laboratorním extrudéru zgranulovány, z granulátů byla připravena zkušební tělíska a na nich stanoveny fyzikálně mechanické vlastnosti.After mixing, the samples were granulated in a laboratory extruder, test specimens were prepared from the granulates and the physical-mechanical properties were determined.

Výsledky jsou uvedeny v tabulce II.The results are shown in Table II.

Příklad 3Example 3

Ze stejných surovin jako v příkladě 1 byla namíchána směs standardního a houževnatého polystyrenu ve hmotnostním poměru 1 : 1. Z této výchozí směsi byly podle vynálezu připraveny tři vzorky obsahující 5, 10 a 20 °/o hm. termoplastického kaučuk stejné specifikace.A mixture of standard and tough polystyrene in a weight ratio of 1: 1 was mixed from the same raw materials as in Example 1. Three samples containing 5, 10 and 20% w / w were prepared according to the invention. Thermoplastic rubber of the same specification.

Ze vzorků po promíchání a granulaci byla připravena zkušební tělíska, u kterých byly stanoveny fyzikálně mechanické vlastnosti.Test specimens were prepared from the samples after mixing and granulation, where the physical-mechanical properties were determined.

Výsledky jsou v tabulce II.The results are shown in Table II.

Příklad 4 'Byla připravena směs 1 hm. dílu standardního polystyrenu a 2 hm. dílů houževnatého polystyrenu, byly použity stejné typy jako v předchozích příkladech.Example 4 A 1 wt. parts of standard polystyrene and 2 wt. parts of tough polystyrene, the same types as in the previous examples were used.

K výsledné směsi bylo přidáno 10 % hm. termoplastického kaučuku následující specifikace:To the resulting mixture was added 10 wt. Thermoplastic rubber specifications:

obsah vázaného styrenu z 40 % hm.40% by weight of bound styrene

mol. hmotnost 150 000 tvrdost SHORE A 2 92mol. weight 150 000 hardness SHORE A 2 92

Po promíchání a granulaci byla připravena zkušební tělíska a stanoveny fyzikálně mechanické vlastnosti.After mixing and granulation, test specimens were prepared and physico-mechanical properties determined.

Vrubová houževnatost Charpy 1,5 J . cm^-2Lesk 30 %Notched Charpy 1.5 J. cm ^-2 Gloss 30%

Ukazatel jakosti Metoda Jednotky SPS SPS 90 % hm. HPS 100 % 90 % HPSQuality indicator Method Units SPS SPS 90% wt. HPS 100% 90% HPS

100 % a 10 % TPK 10 % TPK100% and 10% TPK 10% TPK

2 2 •sO O“ O • sO O" O 0O~ 0O ~ CB CB UO UO γ-l γ-l b? b? cm cm id id CO ID^ cm tH WHAT ID ^ cm tH CM CM 05 05 /

co co id cowhat what id what

CM cmCM cm

CDCD

CM coCM co

CMCM

O co ιτγ cmAbout what ιτγ cm

Mí co áMí co á

aand

O rH *boAbout rH * bo

O oO o

OO

CM σ>CM σ>

CD co oCD co o

o r>o r>

bsbs

CMCM

O coAbout what

IDID

CMCM

IDID

CM b*CM b *

CMCM

COWHAT

ID cd %Cd cd%

O cd CO ·”’About CD CO · ”’

CM CM 05 05 / rd rd Λ Λ rd rd Mi Me co what CM CM r-l r-l O O CO WHAT 05 05 / OJ OJ co^ co ^ rd rd co what CO WHAT CM CM CM CM OS OS Mí Me in in m m CO WHAT o O >Ó > Oh O O >cJ > cJ O O O O o O tj/ i.e/ O O co what fl o fl O M< M < tí o tí O Mí Me M< M < tí tí m< m < fl fl M< M < b* b * r*—1 Φ r * —1 Φ O O CO WHAT pU Φ pU Φ O O CO WHAT CO WHAT Φ Φ co what Φ Φ CO WHAT CO WHAT >W fl > W fl CO Φ WHAT Φ Z OF >W fl > W fl « Φ « Φ Z OF 2 2 >N ΊγΑ +-> > N ΊγΑ + -> 2 2 >N >i—l 4A > N > i — l 4A 2 2 Z OF 44 44 >φ > φ co what 44 44 >Φ > Φ CO WHAT cn cn cd CD <z> <z> cd CD co what co what N N +J + J o O N N Η-» »- » O O O O N N •u •at N N o O o O

cn ocn o

+» cd >+ »Cd>

Φ ft aΦ ft a

O Λ A A cn oO Λ A A cn o

+j cO β κ. 'tO > > > Φ ft O >N h N 3 <2 'cd O 43 tó 43 O g >Φ 2 +J fl >W r~J 5a a a+ j cO β κ. 'tO>> Φ ft O> N h N 3 <2' cd O 43 to 43 O g> Φ 2 + J fl> W r ~ J 5a a

CO w flCO w fl

O >>O >>

flfl

X tí φ φX t φ φ

T3 >T3>

β 5 ft φβ 5 ft φ

** fl** fl

S-5S-5

4-> ^ϋ w δ o ►* C φ r—I O *rt Ό o O &4-> ^ϋ w δ o ► * C φ r — IO * rt Ό O &

o so p

I wI w

ww

ΦΦ

A oAnd o

CM τ—ICM τ — I

«Φ «Φ CO WHAT CM CM O O 03* 03 * O O to it CM CM co what Ή Ή tv CM tv CM

CO o*CO o *

COWHAT

OO

CMCM

SPS : HPS 1:1 4:1SPS: HPS 1: 1 4: 1

TPK °/o 5 10 20 5 10TPK ° / o 5 10 20 5 10

Ukazatel jakosti Metoda Jednotky Hodnoty tnQuality indicator Method Units Values tn

CT>CT>

in co coin co co

ΌΌ

H boH bo

CO co coWHAT WHAT WHAT

ΉΉ

CDCD

CMCM

CM coCM co

CMCM

OO

CM to coCM what

CM oCM o

cowhat

CO oCO o

OO

CDCD

CM tO co ^1 2 eo©^ rH oCM t0 co ^ 1 2 eo ^ rH o

COWHAT

CM cmCM cm

CO tO^ coCO tO ^ co

OO

CM oCM o

cowhat

O ooO oo

CMCM

OO

CO co coWHAT WHAT WHAT

CMCM

O rdO rd

O co inO co in

CM xo xnCM xo xn

CO coWHAT co

CM in o** rd oCM in o ** rd o

COWHAT

CMCM

CDCD

CO ooCO oo

CMCM

COWHAT

CMCM

CDCD

CM oCM o

COWHAT

H co in co co co cm oH what in what what what cm about

o coabout what

CMCM

O oO o

CMCM

O oO o

cowhat

CMCM

OO

COWHAT

CMCM

O xo co co ooAbout xo co co oo

CM .3 aCM .3 a

o rHo rH

SoSat

CDCD

PL, .3^PL, .3 ^

Š S ®Š S ®

CO ·<“»CO · <“»

CM CM CM CM CD CD rd rd >N > N rH rH 00 00 co what rd rd CM CM τ—1 τ — 1 CM CM O O CO WHAT >kH > kH CM CM rH rH co what CO WHAT CO WHAT CM CM 00 00 cO what in in of of CO WHAT o O o O ti rQ ti rQ >Ó > Oh o O >i—l ti kQ > i — l ti kQ >U > U O TF O TF O O N N O xři O xři 1 ti 1 ti O Ψ O Ψ co o what O co what Φ Φ O O co what Φ Φ O O CD CD CD CD o O co what Φ Φ CO WHAT co what 2 2 >3 > 3 ω Φ ω Φ 2 2 >C0 ti > C0 ti co Φ what Φ 2 2 2 2 0 o 0 O 2 2 >N li- > N if- 2 2 2 2 (Z) >u (OF) > u 44 N 44 N r—·< xu 4-» r— · < xu 4- » co o what O 44 N 44 N >Φ 4~» > Φ 4 ~ » co >o what > o cn •O cn •O o CM O CM co o what O ti N ti N co o what O co o what O

co owhat about

ω oω o

'ti > 'ti > ti > ti > 'CD 'CD <>w tí > <> w tí > >r-l ti > r-1 ti -\r—1 ti XD - \ r — 1 ti XD O O Φ Φ > > CD CD P. P. > > +-» + - » JQ JQ >N > N O >N O> N F-l F-1 ti ti >C0 > C0 3 3 ti ti CD CD N N ti ti ca ca r·—1 r · —1 ř-l ř-l f-l f-l O O iti iti 'CD 'CD o O £J £ J a and s with > > Λ O Λ O Κ £5 5 £ 5 O O ω ω CO WHAT

ti * '3ti * '3

Φ ΦΦ Φ

OO

Φ ti -»-» N CD .3Φ ti - »-» N CD .3

CO £ O ·> ti Φ r~< «-Η ° o a ti τ3 oCO £ O ·> ti Φ r ~ <«-Η ° o and ti τ3 o

a wand w

co <dco <d

2604S02604S0

Claims

A polymer blend based on standard and tough polystyrene, characterized in that it comprises 5 to 25, preferably 10 to 20% by weight of thermoplastic rubber, the thermoplastic rubber being a styrene-butadiene copolymer having a bound styrene content of 25 to 45% by weight. the ratio of standard and tough polystyrene is 1: 2 to 8: 1.