DD157103A1 - Verfahren zur herstellung fuellstoffhaltiger schlagzaeher polystyrol-formmassen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung fuellstoffhaltiger schlagzaeher Polystyrol-Formmassen. Solche Formmassen dienen der Verbesserung der Materialoekonomie. Da solche Formmassen, die auf herkoemmliche Weise durch Vermischung der einzelnen Rezepturkomponenten und nachtraegliche Extrusion der Mischung erhalten werden, gegenueber ungefuellten Formmassen eine verringerte Schlagzaehigkeit aufweisen,war es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu entwickeln, welches Formmassen ergibt, deren Zaehigkeitseigenschaften denen der ungefuellten Formmassen mindestens ebenbuertig sind. Die Aufgabe wird geloest durch ein Verfahren, das dadurch gekennzeichnet ist, dass 10 bis 50 Masseteile, vorzugsweise 20 bis 30 Masseteile eines ueberwiegend Butadien als Ausgangsmonomeres enthaltenen Elasts mit 50 bis 90 Masseteilen, vorzugsweise 70 bis 80 Masseteilen eines feinteiligen Fuellstoffs und gegebenenfalls bekannten Verarbeitungshilfsstoffen 1 bis 15 Minuten ohne Waermezufuhr einem Knetprozess unterzogen werden und die erhaltene Mischung mit Polystyrol und/oder Copolymeren mit ueberwiegendem Styrolanteil in bekannter Weise gemischt und verarbeitet wird.

Description

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Verfahren zur Herstellung füllstoffhaltiger schlagzäher ; Polystyrol-Formmassen -

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung füllstoffhaltiger sohlagzäher Polystyrol-Formmassen, die in der Harzmatrix Elastomere, die überwiegend aus Butadien aufgebaut sind, enthalten.

Charakteristik der bekannten technischen Lösung Es ist bekannt, daß in thermoplastische Formmassen Füllstoffe eingearbeitet werden können, die Veränderungen in den Qualitätsmerkmalen der Formmassen hervorrufen, welche für bestimmte Einsatzgebiete sowohl Verbesserungen als auch Beeinträchtigungen des Gebrauchswertes darstellen. Füllstoffhaltige thermoplastische Formmassen werden in der Regel so hergestellt, daß man das polymere Grundmaterial in Form von Pulver oder Granulat mit dem pulverförmigen Füllstoff im gewünschten Mengenverhältnis unter Zugabe bekannter Hilfsstoffe im trockenen Zustand mischt und das Gemisch sodann mittels eines geeigneten Extruders in den schmelzflüssigen Zustand bringt und zu Granulat verarbeitet. Wenn man eine Formmasse mit erhöhter Schlagzähigkeit erhalten will, so wird neben dem Füllstoff eine bestimmte Menge Kautschuk in geeigneter Form, z„ B, als Krümel, mit eingemischt (DD - PS 111086).

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Der Nachteil dieser mineralisch, gefüllten Polystyrolforramassen besteht darin, daß sie gegenüber den ungefüllten schlagzähen Polystyrolformmassen ein© herabgesetzte Schlagbiegefestigkeit und Kerbschlagbiegefestigkeit aufweisen, so daß sie für schlag- und stoßbeanspruchte Formteile nicht verwendet werden können. Es ist weiterhin bekannt, mineralisch gefüllte Polystyrolformmassen herzustellen, indem zunächst ein Stammansatz aus' schlagzähem Polystyrol, Kautschuk, Kreide und Öl angefertigt wird, der dann mit reinem Polystyrol gemischt wird, um das Endprodukt zu erhalten (DE - PS 2519989), Das für den Stammansatz eingesetzte schlagzähe Polystyrol ist ausschließlich ein Pfropfcopolymeres. Schlagzähes Polystyrol, das durch mechanisches Vermischen von Kautschuk und Polystyrol erzeugt wird, eignet sich nioht nach diesem Verfahren, Die gefüllten Polystyrol-Formmassen besitzen zwar eine gute Fließfähigkeit, jedoch herabgesetzte Kerbschlagbiegefestigkeit, Das Verfahren ist außerdem sehr arbeitsaufwendig. Zur Herstellung der Formmassen sind zwei Pölystyroltypen notwendig, die nach verschiedenen Verfahren hergestellt werden müssen (Homo— bzw. Pfropfpolymerisation),

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die Herstellung füllstoffhaltiger schlagzäher Polystyrol-Formmassen, die gegenüber den Formmassen, welche durch eine herkömmliche Mischung der Rezepturkomponenten erhalten werden, verbesserte mechanische Kennwerte, insbesondere eine verbesserte Zähigkeit aufweisen,

Wesen der Erfindung -

- Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst wird, . .

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, thermoplastische Formmassen zu entwickeln, die auf der Basis von Polystyrol unter Zumischung von Elastomeren und Füllstoffen sowie gegebenenfalls Verarbeitungshilfsstoffen hergestellt werden können, wobei die erhaltenen Formmassen in ihren anwendungs— technischen Eigenschaften, vor allem in der Zähigkeit, verbessert sind,

- Merkmale,der Erfindung

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem 10 bis 50 Maiiseteile, vorzugsweise 20 bis 3° Masseteile eines überwiegend Butadien als Ausgangsmonomeres enthaltenen Elastes mit 50 bis 90 Masseteilen, vorzugsweise 70 bis 80 Masseteilen eines feinteiligen Füllstoffs und gegebenenfalls bekannten Verarbeitungshilfsstoffen 1 bis 15 Minuten ohne Wärmezufuhr einem Knetprozeß unter- · zogen werden und die erhaltene Mischung mit Polystyrol und/oder Copolymeren mit überwiegendem Styrolanteil in bekannter Weise gemischt und verarbeitet wird. Als Elastkomponente sind z, B. Polybutadiene, Butadien-Styrol-Kautschuk, Butadien-Acrylnitril-Kautschuke und andere geeignet. Als Füllstoffe können sowohl feinteilige mineralische Substanzen wie Kaolin, Talkum, Calziumcarbonat, Calziumsulfat, Kieselsäure, Glimmer, Asbestfasern und Glasfasern als auch pulverförmige Naturprodukte wie Stärkemehl, Holzmehl, Erdnußschalenmehl us*!, verwendet werden.

Ausführungsbeispiele

1, ZZ kg eines Butadien-Styrol-Kautschuks (Warm-Polymerisat) mit einem Styrolgehalt von ca, 27 Gew,-% und einer Mooney-Viscosität ML 1+4 (100 C) von oa. 50, 58 kg Calziuracarbonat in Form von natürlicher ,Kreide, k kg Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt im Bereich 52-63 ⁰C sowie 0,5 kg 2,6 - Di - tert. Butyl-p-kresol werden in einem Innenmischer mit einem

Arbeitsvolumen von 50 1 ohne Beheizung 8 Minuten lang verknetet. Die Masse, wird dann auf einem Walzwerk zu Fellen verwalzt und diese werden unter Zugabe eines Pudeimngsmittels wie Zinkstearat zu Krümeln vermählen, 80 kg des gekrümelten Konzentrats werden in einem Mischer mit 100 kg Polystyrol in Form von Pulver oder feinen Perlen vermischt* Hilfsstoffe und Farbpigmente können zugegeben werden. Die Mischung'wird in einem Einsohneckenextruder zu Granulat verarbeitet.

Zur Ermittlung der mechanischen Kennwerte werden in einer Spritzgießmasohine Prüfstäbe nach TGL 160-21 (lSO-»Stab) hergestellt. Zur Herstellung einer Vergleichsmischung (a), bei der naoh dem herkömmlichen Mischverfahren gearbeitet wird, werden im Mischer 100 kg Polystyrol in Form von Pulver oder feinen Perlen, 22 kg eines Butadien-Styrol—Kautschuks der gleichen Sorte wie in der erfindungsgemäßen Mischung verwendet, 58 kg Calziumcarbonat in Form von natürlicher Kreide, h kg Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt im .Bereich von 52-63 ⁰C sowie 0,5 kg 2,6 - Di - tert, Butyl - ρ - kresol vermischt. Hilfsstoffe und Pigmente -können zugegeben werden. Die Mischung wird in einem Doppelschneckenextruder mit Knetwirkung zu Granulat verarbeitet, Zur Ermittlung der meohanisohen Kennwerte werden in einer Spritzgießmasohine Prüfstäbe nach TGL 160-21 (ISO-Stab) hergestellt. Zur Herstellung einer weiteren Vergleichsmisohung (B) für eine ungefüllte Formmasse werden im Mischer \5k kg Polystyrol in Form von Pulver oder feinen Perlen, 22 kg eines Butadien-Styrol-Kautsohuks der gleichen Sorte wie in der erfindungsgemäßen Mischung verwendet, 3»5 kg Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt im Bereich von 52-63 ⁰C sowie 0,38 kg 2,6 - Ditert. Butyl - ρ - kresol vermischt« Die weitere Aufarbeitung erfolgt analog.

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Die Kennwertermittlung an den Normstäben ergibt folgende Werte:

Kennwert (kJ/ta²)

Vergleiohsmischung B (ohne Füllstoff)

Vergleichsmischung A gefüllt herkömml. Verfahren

Erfindungsgemäß hergestellte Formmasse

Kerbsohlagbiegefestigkeit 9,0

Sohlagbiegefestigkeit 71

6,9

12,5

69

2, Xn diesem Beispiel handelt es sich tun die Herstellung eines mineralisch gefüllten ABS-Werkstoffes. Die Herstellung der Formmasse nach dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der Vergleichsmisohungen A und B erfolgt analog den Angaben im Beispiel 1 * Die Rezepturen sind folgendes

22 kg eines Butadien-Acrylnitril-Kautschuks mit einem Acrylnitrilgehalt von oa, 27 Gew,-$ und einer Mooney-Viscosität ML 1 + k (100 °C) von ca, kO, 58 kg Calziumoarbonat in Form von natürlicher Kreide, 1 kg Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt im Bereich von 52 - 63 ⁰C, 2 kg Butylstearat, 0,2 kg Calziumstearat und 1 kg 2,6 - Di - tert. Butyl - ρ - kresol werden in einem Innenmischer mit einem Arbeitsvolumen von 50 1 ohne Beheizung 8 Minuten lang verknetet. Die Masse wird darin auf einem Walzwerk zu Fellen verwalzt und diese lierden unter Zugabe eines Puderungsmittels wie Zinkstearat zu Krümeln vermählen, 80 kg des gekrümelten Konzentrats werden in einem Mischer mit 100 kg eines Styrol-Aorylnitril-Copolymeren mit einem Acrylnitrilgehalt von 25-30 Gew,-5& in Form von

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Pulver oder feinen Perlen vermischt. Hilfsstoffe und Farbpigmente können zugegeben werden. Die Mischung· wird in einem Einschneckenextruder zu Granulat verarbeitet.

Zur Ermittlung der mechanischen Kennwerte werden in einer Spritzgießmaschine Prüfstäbe nach TGL 160-21 (ISO-Stab) hergestellt.

Zur Herstellung· einer Vergleichsmischung (A), bei der nach dem herkömmlichen Mischverfahren gearbeitet wird, werden im Mischer 100 kg eines Styrol-Acrylnitril Copolyineren mit einem Aorylnitrilgehalt von 25-30 Gew.- $ in Form von Pulver oder feinen Perlen, 22 kg eines Butadiqn-Acrylnitril-Kautschuks mit einem Acrylnitril- ν gehalt von ca, 27 Gew.-$ und einer Mooney-Viscosität ML 1 + h (100 ⁰C) von ca. 40, 58 kg Calziuracarbonat in Form von natürlicher Kreide, 1 kg Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt im Bereich von 52-63 C, 2 kg Butylstearat, 0,2 kg Calziumstearat und 1 kg 2,6 - Di— tert. Butyl - ρ - kresol vermischt. Hilfsstoffe und Pigmente können zugegeben werden. Die Mischung wird in einem Doppelschneckenextruder mit Knetwirkung zu Granulat verarbeitet. Zur Ermittlung der mechanischen Kennwerte werden in einer Spritzgießmaschine Prüfstäbe nach TGL 160-21 (ISO-Stab) hergestellt. Zur Herstellung einer weiteren Vergleichsmischung (B) für eine ungefüllte Formmasse werden im Mischer 15** kg eines Styrol-Acrylnitril-Copolymeren mit einem Acrylnitrilgehalt von 25 *- 30 Gew,-% in Form von Pulver oder feinen Perlen, 22 kg eines Butadien-Acrylnitril-Kautsohuks mit einem Acrylnitrilgehalt von ca, 27 Gew.-% und einer Mooney-Viscosität ML 1+4 (i00 C) von ca. k0_t 1 kg Hartparaffin mit einem Erstarrungspunkt im Bereich von 52 - 63 °C, 2 kg Butylstearat, 0,2 kg Calziumstearat und 1 kg 2,6 - Di - tert. Butyl - ρ kresol vermischt, Hilfsstoffe und Pigmente können zugegeben werden. Die Mischung wird in einem Doppelschneckenextruder mit Knetwirkung zu Granulat verarbeitet. Zur Ermittlung der mechanischen Kennwerte werden in einer Spritzgießinas chine Prüf stäbe nach

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TGL 160-21 (ISO-Stab) hergestellt.

Die Kennwertermittlung an den Normstäben ergibt folgende ¥erte:

Kennwert Vergleichs- Vergleichs- Erfindungs-(kJ/m ) mischung B misohung A gemäß hergestell-(ohne Füll- gefüllt te Formmasse stoff) herkömml. Verfahren

Kerbschlag	9,8	15,3
biegefestig
keit 13,3	52	71
Schlagbiege
festigkeit 73

Claims (1)

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   Erfindungsansyruch

   Verfahren zur Herstellung füllstoffhaltiger schlagzälier Polystyrol-Formmassen, die in der Harzmatrix Elastomere, die überwiegend aus Butadien aufgebaut sind, enthalten, gekennzeichnet dadurch, daß 10 bis 50 Masseteile, vorzugsweise 20 bis 30 Masseteile eines überwiegend Butadien als Ausgangsnionomeres enthaltenen Elasts mit 50 bis 90 Masseteilen, vorzugsweise 70 bis 80 Masseteilen eines feinteiligen Füllstoffs und gegebenenfalls bekannten Verarbeitungshilfsstoffen 1 bis 15 Minuten ohne Wärmezufuhr einem Knetprozeß unterzogen werden und die erhaltene Mischung mit Polystyrol und/oder Copolyraeren mit überwiegendem Styrolanteil in bekannter Weise gemischt und verarbeitet wird.