DD223721A1 - Thermoplastkombinationen auf basis von polymeren vinylaromatischen verbindungen - Google Patents

Abstract

Es sollte ein Konstruktionswerkstoff auf Basis einer polymeren vinylaromatischen Verbindung entwickelt werden, der eine gute Waermeformbestaendigkeit, Steifheit und Zaehigkeit besitzt. Diese Anforderungen werden durch Thermoplastkombinationen auf Basis polymer vinylaromatischer Verbindungen und Norbornen-Ethylen-Kopolymeren geloest, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren, Gleitmitteln, Elasten, Thermoplasten und Verstaerkerstoffen. Als polymere vinylaromatische Verbindungen sind Polystyren, Poly-a-methylstyren und deren Ko- und Terpolymere bevorzugt geeignet. Die Thermoplastkombinationen koennen in der Elektrotechnik, Elektronik, Feinwerktechnik, Maschinenbau, Haushaltstechnik und Spielzeugindustrie eingesetzt werden.

Description

— ή-

YEB Leuna-Werke ' Leuna,

«Walter Ulbricht"

LP 83111

Titel der Erfindung

Basis von polymeren vinylaro-

.matischjn. ^erbindungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft Thermoplastkoaibinationen auf Basis von polymeren vinylaromatischen Verbindungen, die unter hohen Dauerbelastungen bei erhöhter Temperatur eingesetzt werden können.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, daß Polystyrenformstoffe auf Grund des-niedrigen Erweichungsbereiches für einen Dauereinsatz bei Temperaturen oberhalb 335 K ungeeignet sind (Ullmann, Chem.

' ' ' . . . - 2 - . ;. : Enzykl. Bd. 14 (1963), 195).

Weiterhin Ist bekannt, die Wärmeformbeständigkeit und Festigkeit von Polystyren durch Kopolymerisation des Styrensmit & -Methylstyren (US-PS 2 638 465 (1950), Dow, Ghent,), durch Kopolymerisation mit 'Acrylnitril (US-PS 2 739 142 (1953), Dow. Ghem,, DE-PS 961 3.09 (1954) BASF, DS-PS 1 003 446 (1955) BASF), Yinylkarbazol (Ohlinger, H., Polystyrol, Springer-Yerlag 1955, S. 117) oder durch Terpolymerisation des Styrens mit Akrylnitril und Yinylkarbazol oder mit o£> -Methylstyren und Akrylnitril (A. Hanson, Ind. Eng. Cirenw 49 (1957), 1803) zu verbessern. Bach diesen Modifizierungsverfahren kann eine Wärmeformbeständigkeit nach Yicat von rd. 378 K erreicht werden.

Bs ist ,bekanntv daß iforbpfnen-2-fchylen-Kopolymere harte und spröde Thermoplaste sind (US-PS 2 799 668, GB-PS 777 414, DD-PS 109 224). Die Schlagbiegefestigkeit dieser Kopolymeren läßt sich durch Modifizierung mit Elasten verbessern (pD-p ;129 799; WP G08L /235 389/4; C08L / 235 39Ö/O; G08L/ 235 39IyTjCOSi/ 235 393/3*^; Die Wärmeformbeständ'igkeit^ MaBhaltig'keit und Härte von lorbornen-Ethylen-Kopolymeren wird durch partikuläre Yerstärkerstoffe verbessert (G08L /-235 394/1X. Sine Erhöhung der Lösungsmittelbeständigkeit kann durch Kombinationen mit Polyamiden erfolgen (COSL / 235 392/5)· Pur eine Verbesserung der: Oberflächen-eigen-'

„ -^; \ ' schäften· sind Beflammung, Atzung ,oder Behandlung mit ionisierender Strahlung die geeigneten Modifizierungsverfahren .:(WP HOtT /245 335/0, COSJ / 245 336/7, C08J / 245,337/5, C08J /245 334/2). '

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung sind Thermoplastkombinätionen, die gleichzeitig eine gute Wärmeformbeständigkeit, Steifheit und Zähigkeit

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Basis von polymeren vinylaromatischen Verbindungen einen Konstruktionswerkstoff zu entwickeln, der gleichzeitig eine gute Wärmeformbeständigkeit, Steifheit und Zähigkeit besitzt.

Diese Aufgabe wird durch Thermoplastkombinationen auf Basis von polymeren vinylaromatischen Verbindungen, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren und Gleitmitteln, gelöst, wobei die Kombinationen erfindungsgemäß 5 bis 95 % einer polymeren vinylaromatischen Verbindung, 95 bis 5 % eines Norbornen-Ethylen-Kopolymers und gegebenenfalls 1 bis 25 % eines Elasts und/oder eines weiteren Thermoplaste und/ oder 1 bis 50 % eines faserförmig§n und/oder partikulären Verstärkerstoffs enthalten.

Als polymere viny!aromatische Verbindungen werden bevorzugt Homopolymere wie Polystyren,. PolyChlorstyren, Pölydichlorstyren, Polymethylstyren, Polydimethylstyren, Polyinethoxystyren, Polyvinylpyridin, Polyvinylcarbazol oder vinylafoinatische Verbindungen enthaltende Ko- bzw. Terpolymere. wie Styren-Akrylnitril-Kopolymere oder Styren-alpha-Methylstyren-Terpolymere verwendet. Als Uorbornen-Sthylen-Xopolymere sind Kopolymere mit einem Horbornenanteil von 30 bis 70 Mol% am besten geeignet. Als faserförmige Verstärkeratoffe können für die Kombinationen Glasfasern, Asbestfasern, Mineralfasern und organische Hochmodulfasern eingesetzt werden. Als partikuläre Verst'arkerstoffe sind Kalsiumkarbonat, Silikate, Metallpulver, Metalloxide, Salze, Mikroglaskugeln, Duroplastmikrokugeln sowie modifizierte Thermoplastregenerate eingesetzt.

Zur Verbesserung der Schlagzähigkeit und Serbschlagzähigkeit der Kombinationen können Elaste wie Naturkautschuk,' elastomere Ethylenko- und -terpolymere bzw. Pfropfkopolymere, Polybutadien, Butadien-ko- und -terpolymere bzw.

Pfropfkopolymerej chloriertes und chlorsulfoniertes Polyethylen, Polyisobutylen, Polychloropren, Chlorhydrinkau tsdhuk, Butylkautschuk, Silikonkautschuk, Fluorkarbonkautschuk, Nitrosokautschuk, Karboxynitrosokautschuk, Po-lyakrylatkautschuk oder Mischungen aus diesen Elasten in Konzentrationen bis 25 % eingesetzt werden·

Die Herstellung der Thermoplastkombinationen aus * polymeren · vinylaromatischen Verbindungen und Horbomen-Sthylen-Kopolymeren^:, gegebenenfalls unter Zusatz von Stabilisatoren,: Gleitmitteln, Elasten, Thermoplasten und Verstärkerstoffen erfolgt in Einschri ecken- oder Doppelschneckenextrudern guter Homogenisierwirkung bei Verarbeitungstemperaturen bevorzugt im Bereich von 480 bis 525 K· Dabei können die Korn-' ponenten gleichzeitig dosiert werden,, oder es erfolgt vor der Dosierung eine Vorhomogenisierung derEinzelkomponenten·

Die Zusammensetzung der Kombinationen wird durch die Bigenschaftsforderungen des spezifischen Binsatzgebietes festgelegt· So nehcaen in Kpmbinationen aus Polystyren und Horbornen-Sthylen-Kopolymer Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Biegemodul,' Kugeldrucktiarte, Schlagbiegefestigkeit und Wärme- · formbeständigkeit mit wachsendem Gehalt an liorbornen-Bthylen-Kopolymer zu.Der Zusatz von Elasten bewirkt eine zusätzliche Verbesserung der Schlagzähigkeit der Kombinationen auf Basis von polymeren vinylaromatischen Verbindungen und Horbornen-Sthylen-Kopolymeren·Faserförmige und partikuläre Verstärkerstoffe erhöhen die Härte und Dimensions-» Stabilität',.der' Kombinationen· . ' .-

Ausführungsbeispiele

Pur die Ausführungsbeispiele werden ein llorbornen-Sthylen-Kopolymer mit einem Horbornengehalt von 50.Mol5ö__und einem Schmelzindex von 3,0 g/10 min bei 503 K / 3,8 kp und ein

hochviskosesPolystyren mit folgenden Eigenschaften eingesetzt:

Schmelz indes (g/10 min bei 503 K/3,8 kp) 13,9 '-

Dichte (g/cm³) 1,0427

Biegefestigkeit (N/mm²) 74

Schlagbiegefestigkeit (mJ/mm ) 7,2

Wärmeformbeständigkeit nach Martens (K) 336

nach Vicat (K) 373

Beispiel 1

70 Teile Polystyren werden mit 30 Teilen Uorbornen-Ethylen-Kopolymer im-Extruder bei 480 K homogenisiert und.zu Prüfkörpern verspritzt (Zylindertemperatur 524/529/535/540 K-,. Werkzeugtemperatur 319 K). Die Kombination besitzt folgende Eigenschaften: V

Schmelzindex (g/10 min bei 503 K/3,8 kp) 13,5 Dichte (g/cm³) 1,0219

Biegefestigkeit (H/mia²) 93

Schlagbiegefestigkeit (mJ/mm ) 9,3

.Wärmeformbeständigkeit nach Martens (K) ^ 341

nach Yicat (K) 381

Beispiel 2

40 Teile Polystyren werden mit 60 Teilen Horbornen-Ethylen-Kopolymer im Estruder bei 433 K homogenisiert und zu Prüfkörpern verspritzt (Zylindertemperatur 526/534/543/539 K, Werkzeugtemperatur,315 K). Die Kombination besitzt folgende Eigenschaften:

Schmelaindes: (g/10 min bei 503 K/3,3 kp) 10,4

Dichte (g/cm³) 1,0242

Biegefestigkeit, (H/mm²) 105

SctLlagbiegefestigkeit (mJ/mm ) 12,0

Wärmeförmbeständigkeit nach Martens (K) 346

nach Vicat (K) 391

Beispiel 3 -

' ' .'.'^ ' ' ' ^; · ' ' .

60 Teile eines Styren- φ -Methylstyren-Äkrylnitril-Terpolymers werden im Extruder bei 490 K mit 40 Teilen Uorbornen-Ethylen-Kopolymer im Extruder homogenisiert und zu Prüfkörpern verspritzt (ZyIindertemperatür 530/536/545/542K, Werkzeugtemperatur 317 K). Die Kombination besitzt folgende Eigenschaften:

Schmelzindes ^: (g/10 min bei 503 K/3,8 kp) 12,5 Biegefestigkeit (H/mm²) 110

Schlagbiegefestigkeit (mJ/mm )_; . 20

Wärmeformbestän'digkeit nach Martens (K) 353

nach Yicat (K) 403

Beispiel 4 .

25 Teile Pol^styren,' 25 Teile.Uorbornen-Sthylen-Kopolymer, 30' Teile Stearinsäure-beschichtete, Kreide und 2Ö^: Teile-Styren-Butadien-Kautschuk werden im Sstruder bei 4SO K homogenisiert und zu Prüfkörpern verspritzt (Zy.linderteraperatur 513/523/533/533 K, ,Werkzeugtemperatur 315 H)* Die Kombination besitzt folgende'' Eigenschaften:

Schmelzindex (g/10 min bei 503 K/3,8 kp) 10,5

Biegefestigkeit. (H/mm²) · '' 95

Schlagbiegefestigkeit (mJ/mm ) 12,8

f/ärmeformbeständigkeit nach Martens (K) 342

nach Yicat (K) 382 .

Claims (2)

Erfindungsanspruch

1· ,Thermoplastkombinationen auf Basis von polymeren vinylaromatischen Verbindungen, gegebenenfalls unter Zusatz. von Stabilisatoren und Gleitmitteln, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationen 5 bis 95 % einer polymeren vinylaromatischen Verbindung, 95 bis 5 % eines-STorbornen-Ethylen-Kopolymers und gegebenenfalls 1 bis 25 % eines Elasts und/oder eines weiteren, Thermoplästs und/oder 1 bis 50 % eines faserförmigen und/oder partikulären Yerstärkerstoffs enthalten,

2· Thermoplastkombinationen nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kombinationen als polymere 'vinylaromatische Verbindungen Homopolymere wie Polystyren, Polychlorstyren, Polydichlorstyren, Polymethylatyren, Polydimethylstyren, Polymethozystyren, Polyvinylpyridin, Polyvinylcarbazol oder vinylaromatische Verbindungen . enthaltende Ko- bzw. Terpoiymere wie Styren-Akrylnitril-Kopolymere oder Styren -^ -Methylstyren-Kopolymere ent-."hälteh· . ' · .·