DE10010428A1 - Polymergemische mit Phosphaten - Google Patents

Polymergemische mit Phosphaten

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DE10010428A1
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Abstract

Die Anmeldung beschreibt neue thermoplastische Polymergemische, enthaltend Polycarbonat, Entformungsmittel mit OH-Gruppen und Mischungen von oligomeren und monomeren Phosphorverbindungen sowie die Verwendung solcher Polymergemische zur Herstellung von optischen Datenträgern, wie z. B. Compact Disks, Video Disks und weitere ein- oder mehrfach schreib- wie löschbare optische Datenträger, sowie die daraus herstellbaren optischen Datenträger.

Description

Die Anmeldung betrifft neue thermoplastische Polymergemische enthaltend Polycarbonat, Entformungsmittel mit OH-Gruppen und Mischungen von oligomeren und monomeren Phosphorverbindungen sowie die Verwendung solcher Polymer­ gemische zur Herstellung von optischen Datenträgern, wie z. B. Compact Disks, Video Disks und weitere ein- oder mehrfach schreib- wie löschbare optische Daten­ träger, sowie die daraus herstellbaren optischen Datenträger.
Polycarbonate werden generell wegen ihrer besonderen Eigenschaftskombination wie Transparenz, Wärmeformbeständigkeit, Dimensionsstabilität und Thermostabilität, als Materialien für den Spritzguss bzw. das Spritzprägen für optische Datenträger eingesetzt. Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit, die im allgemeinen bei Tem­ peraturen oberhalb von 300°C stattfindet, werden dem Polycarbonat Additive, wie Entformungsmittel und Stabilisatoren zugesetzt.
Als Entformungsmittel werden dabei bevorzugt aliphatische Fettsäureteilester mehr­ wertiger Alkohole, wie z. B. Teilester des Glycerins mit langkettigen Fettsäuren, ins­ besondere Glycerinmonostearat, eingesetzt. Das Vorhandensein freier OH-Gruppen im Ester ist offenbar für die entformende Wirkung besonders vorteilhaft, allerdings verschlechtern diese Ester die Thermostabilität der Mischung so dass eine Notwen­ digkeit zum Zusatz von Stabilisatoren besteht. Vollveresterte Entformungsmittel dagegen besitzen eine höhere Stabilität, so dass der Zusatz von Stabilisatoren nicht mehr notwendig erscheint, wie die EP-A 628 957 lehrt, allerdings ist die Ent­ formungswirkung solcher Ester bei niedrigen Konzentrationen deutlich schwächer als die von Estern mit freien OH-Gruppen. Werden höhere Mengen an vollver­ esterten Entformungsmitteln eingesetzt, erhöht sich die Gefahr der Belagsbildung im Werkzeug, so dass beim Verarbeiten öfter die Werkzeuge und Matrizen zu reinigen sind, was nachteilig ist und zu einer schlechteren Plattenqualität führen kann.
Zur Stabilisierung von Gemischen, welche Entformungsmittel mit OH-Gruppen ent­ halten, lehrt die EP-A 205 192 Gemische aus Trimethylphosphat und/oder Triethyl­ phosphat in Kombination mit Phosphiten einzusetzen. Die stabilisierende Wirkung der Phosphorsäureester allein reicht demnach nicht aus, so dass der Zusatz von Phos­ phiten erforderlich ist, weiterhin sind die diese Phosphorsäureester als ökologisch bedenklich einzustufen.
Die JP-A 01 242 660 verwendet zur Stabilisierung Phosphorsäure, allerdings besteht damit die Gefahr der Korrosion der Speicherschichten auf den optischen Daten­ trägern unter Bedingungen mit hoher Luftfeuchte und höherer Temperatur. Das gleiche Problem besteht bei den in der JP-A 04 041 551 eingesetzten Mischungen unterschiedlicher Phosphorsäuren.
Die JP-A 62 207 358 schlägt den Einsatz spezieller Phosphorsäureester vor, wobei die Struktur der Phosphorsäureester so modifiziert wurde, dass diese gleichzeitig ent­ formende Wirkung aufweisen und damit auf das Entformungsmittel verzichtet werden kann. Diese Phosphorsäureverbindungen sind allerdings aufwendig herzu­ stellen und haben sich nicht bewährt.
Die JP-A 62 184 639 schlägt unter anderem den Einsatz von Triphenylphosphat als Stabilisator vor, welches jedoch in seiner Wirkung dem Trimethylphosphat unter- legen ist.
Es bestand daher die Aufgabe, Polymergemische zu entwickeln, die unter Her­ stellungs- und Verarbeitungsbedingungen bei der Herstellung von Produkten Dir op­ tische Anwendungen, wie Compact Discs und Digital Versatile Disks (DVDs), eine gute Entformungswirkung haben, thermostabil sind und zu einer geringen Belags­ bildung im Werkzeug führen, so dass daraus eine verbesserte Qualität der Daten­ speicher resultiert und die Verarbeitbarkeit des Materials im Spritzguss bzw. Spritz­ prägeverfahren verbessert ist. Durch die erfindungsgemäßen Polymergemische, die mindestens ein Polycarbonat und mindestens ein Entformungsmittel mit mindestens einer freien OH-Gruppe sowie einer speziellen Mischung von Phosphorverbindungen enthalten, wird dies erreicht.
Gegenstand der vorliegenden Anmeldung sind demnach thermoplastische Polymer­ gemische enthaltend mindestens ein Polycarbonat und mindestens ein Entformungs­ mittel mit mindestens einer freien OH-Gruppe sowie mindestens eine Mono­ phosphorverbindung und mindestens eine oligomere Phosphorverbindung als speziellen Mischung von Phosphorverbindungen. Weiterhin sind Gegenstand der Erfindung die Verwendung solcher Polymergemische zur Herstellung von optischen Datenträgern, wie z. B. Compact Disks, Video Disks und weitere ein- oder mehrfach schreib- wie löschbare optische Datenträger, sowie die aus den Polymermischungen herstellbaren optischen Datenträger selbst.
Thermoplastische Polymergemische im Sinne der vorliegenden Erfindung enthaltend überwiegend aromatische Polycarbonate. Unter Polycarbonate sind sowohl Homopoly­ carbonate als auch Copolycarbonate zu verstehen; die Polycarbonate können in bekannter Weise linear oder verzweigt sein.
Die Herstellung dieser Polycarbonate erfolgt in bekannter Weise aus Diphenolen, Kohlensäurederivaten, gegebenenfalls Kettenabbrechern und gegebenenfalls Ver­ zweigern.
Einzelheiten der Herstellung von Polycarbonaten sind in vielen Patentschriften seit etwa 40 Jahren niedergelegt. Beispielhaft sei hier nur auf Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964, auf D. Freitag, U. Grigo, P. R. Müller, H. Nouvertne', BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, Seiten 648-718 und schließlich auf Dres. U. Grigo, K. Kirchner und P. R. Müller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/l, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, Seiten 117-299 verwiesen.
Für die Herstellung der Polycarbonate geeignete Diphenole sind beispielsweise Hy­ drochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenyle, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis(hydroxy­ phenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hy­ droxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, α,α'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole, sowie deren kemalkylierte und kern­ halogenierte Verbindungen.
Bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-pro­ pan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diiso­ propylbenzol, 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3-chlor-4- hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5-di­ methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4- Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxy­ phenyl)-p-diisopropylbenzol, 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis- (3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethyl­ cyclohexan und 4,4'-(m-Phenylendiisopropyliden)diphenol.
Besonders bevorzugte Diphenole sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (BPA), 2,2- Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)- propan, 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan, 4,4'-(m-Phenylendiiso­ propyliden) bisphenol (CAS-No. 13595-25-0) (BPM), 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)- cyclohexan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan (TMC).
Diese und weitere geeignete Diphenole sind z. B. in den US-PS 3 028 635, 2 999 835, 3 148 172, 2 991 273, 3 271 367, 4 982 014 und 2 999 846, in den deutschen Offen­ legungsschriften 15 70 703, 20 63 050, 20 36 052, 22 11 956 und 38 32 396, der französischen Patentschrift 1 561 518, in der Monographie "H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964" sowie in den japanischen Offenlegungsschriften 62039/1986, 62040/1986 und 105550/1986 beschrieben.
Im Falle der Homopolycarbonate ist nur ein Diphenol eingesetzt, im Falle der Co­ polycarbonate sind mehrere Diphenole eingesetzt.
Bevorzugt werden Polymergemische verwendet, die mindestens ein Polycarbonat mit Diolbausteinen aus BPA und/oder Trimethylcyclohexyl-bisphenol (TMC) enthalten, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Homopolymere des BPA, der Copolymere des BPA mit TMC oder der Copolymere mit 5 bis 60 Gew.-% TMC.
Geeignete Kohlensäurederivate sind beispielsweise Phosgen oder Diphenylcarbonat.
Geeignete Kettenabbrecher sind sowohl Monophenole als auch Monocarbonsäuren. Geeignete Monophenole sind Phenol selbst, Alkylphenole wie Kresole, p-tert.-Butyl­ phenol, p-n-Octylphenol, p-iso-Octylphenol, p-n-Nonylphenol und p-iso-Nonylphenol, p-Cumylphenol, Halogenphenole wie p-Chlorphenol, 2,4-Dichlorphenol, p-Brom­ phenol Amylphenol und 2,4,6-Tribromphenol sowie deren Mischungen.
Bevorzugte Kettenabbrecher sind die Phenole der Formel (I)
worin R Wasserstoff, tert.-Butyl oder ein verzweigter oder unverzweigter C8- und/oder C9-Alkylrest ist. Aber auch p-Cumylphenol kann bevorzugt verwendet werden.
Die Menge an einzusetzendem Kettenabbrecher, bevorzugt im Phasengrenzflächen­ verfahren, beträgt 0,1 Mol-% bis 5 Mol-%, bezogen auf Mole an jeweils eingesetzten Diphenolen. Die Zugabe der Kettenabbrecher kann vor, während oder nach der Phosge­ nierung erfolgen.
Geeignete Verzweiger sind die in der Polycarbonatchemie bekannten tri- oder mehr als trifunktionellen Verbindungen, insbesondere solche mit drei oder mehr als drei pheno­ lischen OH-Gruppen.
Geeignete Verzweiger sind beispielsweise Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4- hydroxyphenyl)-hepten-2, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptan, 1,3,5-Tri- (4-hydroxyphenyl)-benzol, 1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan, Tri-(4-hydroxyphenyl)- phenylmethan, 2,2-Bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propan, 2,4-Bis-(4- hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol, 2,6-Bis-(2-hydroxy-5'-methyl-benzyl)-4-methyl­ phenol, 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan, Hexa-(4-(4-hydroxy­ phenyl-isopropyl)-phenyl)-orthoterephthalsäureester, Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan, Tetra-(4-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenoxy)-methan und 1,4-Bis-(4',4''-dihydroxy­ triphenyl)-methyl)-benzol sowie 2,4-Dihydroxybenzoesäure, Trimesinsäure, Cyanur­ chlorid und für einige Anwendungen sogar bevorzugt 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxy­ phenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.
Die Menge der gegebenenfalls einzusetzenden Verzweiger beträgt 0,01 Mol-% bis 2 Mol-%, bezogen wiederum auf Mole an jeweils eingesetzten Diphenolen.
Die Verzweiger können im Phasengrenzflächenverfahren entweder mit den Diphenolen und den Kettenabbrechern in der wässrig alkalischen Phase vorgelegt werden, oder in einem organischen Lösungsmittel gelöst zugegeben werden. Im Falle des Umeste­ rungsverfahrens können die Verzweiger zusammen mit den Diphenolen eingesetzt werden.
Alle diese Maßnahmen zur Herstellung der thermoplastischen Polycarbonate sind dem Fachmann geläufig.
Die als Entformungsmittel verwendeten Verbindungen sind vorzugsweise Ester mehrwertiger Alkohole mit langkettigen Carbonsäuren, die nicht vollständig ver­ estert wurden. Vorzugsweise Ester von gesättigten einwertigen Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen mit Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder ähnlichen mehrwertigen Alkoholen. Insbesondere Glycerinmonostearat, Glycerinmonopalmiat.
Solche gesättigten einwertigen Fettsäureester des Glycerins werden alleine oder als Mischungen mit zwei oder mehr Komponenten eingesetzt. Die gesättigten Monoester des Glycerins werden üblicherweise über die Umesterung von hydriertem tierischem oder pflanzlichem Öl mit Glycerin hergestellt. Obwohl das Reaktionsprodukt auch andere Ester als die Glycerinester enthalten kann, wird es als erfindungsgemäßes Entformungsmittel eingesetzt. Beispielsweise kann die Mischung kleine oder größere Anteile von Diglyceriden und Triglyceriden enthalten.
Das Optimum der Entformungsmittelmenge ist einerseits durch eine ausreichende entformende Wirkung, andererseits durch Belagsbildung auf dem Werkzeug be­ stimmt. Üblicherweise eingesetzte Konzentrationen liegen zwischen 50 bis 1000 ppm, vorteilhafter zwischen 100 und 500 ppm an Entformungsmittel.
Die erfindungsgemäßen speziellen Mischungen von Phosphorverbindungen enthalten eine Monophosphorverbindung C.1 und eine Phosphorverbindung C.2.
Komponente C.1 stellt eine Phosphorverbindung gemäß Formel (II) dar.
In der Formel bedeuten R1, R2 und R3 unabhängig voneinander C1-C8-Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, C6-C20-Aryl, vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl, und/oder C7-C12-Aralkyl, vorzugsweise Phenyl-C1-C4-alkyl und m 0 oder 1 und n 0 oder 1.
Die erfindungsgemäß eingesetzten Phosphorverbindungen gemäß Komponente C.1 sind generell bekannt (s. beispielsweise Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Bd. 18, S. 301ff, 1979; Houben-Weyl, Methoden der Organischen Chemie, Bd. 12/1, S. 43; Beilstein, Bd. 6, S. 177). Bevorzugte Substituenten R1 bis R3 sind unabhängig voneinander Methyl, Butyl, Octyl, Phenyl, Kresyl, Cumyl und Naphthyl. Besonders bevorzugt sind Methyl, Ethyl, Butyl und gegebenenfalls durch Methyl oder Ethyl substituiertes Phenyl.
Phosphorverbindungen C.1 der Formel (II) sind beispielhaft und vorzugsweise Tri­ butylphosphat, Triphenylphosphat, Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Diphenyloctylphosphat, Diphenyl-2-ethylkresylphosphat, Tri-(isopropylphenyl)- phosphat, Methylphosphonsäuredimethylester, Methylphosphonsäurediphenylester, Phenylphosphonsäurediethylester, Triphenylphosphinoxid und Trikresylphosphin­ oxid.
Komponente C.2 stellt eine Phosphorverbindung der Formel (III) dar.
In der Formel bedeuten R4, R5, R6, R7 unabhängig voneinander C1-C8-Alkyl, vor­ zugsweise C1-C4-Alkyl, C5-C6-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl und/oder C7-C12-Aralkyl, bevorzugt sind Phenyl, Naphthyl, Benzyl. Die aromatischen Gruppen R4, R5, R6 und R7 können ihrerseits mit Alkylgruppen substituiert sein. Besonders bevorzugte Aryl- Reste sind Kresyl, Phenyl, Xylenyl, Propylphenyl oder Butylphenyl.
X in der Formel (III) bedeutet einen ein- oder mehrkernigen aromatischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen.
Dieser aromatische Rest leitet sich von den oben beschriebenen Diphenolen wie beispielhaft und vorzugsweise BPA, Resorcin oder Hydrochinon ab.
In der Formel (III) kann "l" unabhängig voneinander 0 oder 1 sein, vorzugsweise ist "l" gleich 1; "k" hat einen Wert von 1 bis 5, vorzugsweise 1 oder 2.
Die oligomeren Phosphorverbindung der Formel (III) sind vorzugsweise Reaktions­ produkte der Umsetzung von Gemischen aus Phenol mit Hydrochinon oder BPA oder insbesondere Resorcin mit Phosphoroxitrichlorid oder Reaktionsprodukte aus der Umesterung von Phosphorsäuretriphenylester mit Hydrochinon oder BPA oder insbesondere Resorcin.
Als erfindungsgemäße Komponente C.2 können auch Mischungen verschiedener Phosphate eingesetzt werden. In diesem Fall hat "k" einen Durchschnittswert von 1 bis 5, vorzugsweise 1 oder 2.
Die erfindungsgemäßen Polymermischungen enthalten eine Mischung aus C.1 und C.2. Die Mischung besteht im allgemeinen aus 10 bis 90 Gew.-% der Komponente C.1 und 90 bis 10 Gew.-% der Komponente C.2 (jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Phosphorverbindungen). Besonders günstige Eigenschaften werden mit Mischungen erzielt, die aus 12 bis 50 Gew.-%, insbesondere 14 bis 40 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 15 bis 40 Gew.-% der Komponente C.1 und 88 bis 50 Gew.-%, insbesondere 86 bis 60 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 85 bis 60 Gew.-% der Komponente C.2 (jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Phosphorverbindungen) bestehen.
Die erfindungsgemäßen Polymermischungen enthalten vorzugsweise 0,01 bis 0,1 Gew.-% an Entformungsmittel und 0,002-0,1 Gew.-% der erfindungsgemäßen Mischung von Phosphorverbindungen. Besonders bevorzugt sind 0,01-0,05 Gew.-% an Entformungsmittel und 0,005 bis 0,02 Gew.-% der erfindungsgemäßen Mischung von Phosphorverbindungen.
Der Zusatz der Entformungsmittel und der oligomeren Phosphorverbindungen zu den thermoplastischen Polymergemischen erfolgt beispielhaft und vorzugsweise, indem man sie nach der Herstellung und während der Aufarbeitung der Polycarbonate, z. B. durch Zugabe zu der Polycarbonat-Polymerlösung, oder einer Schmelze der thermoplastischen Polymergemische zudosiert. Weiterhin ist es auch möglich die Komponenten unabhängig voneinander in verschiedenen Arbeitsschritten zuzu­ dosieren, z. B. eine der Komponenten während der Aufarbeitung der Polymerlösung und die andere(n) Komponte(n) in der Schmelze, solange gewährleistet ist, dass alle Komponenten bei der Herstellung der Endprodukte (Formkörper) enthalten sind.
Den erfindungsgemäß thermoplastischen Polymermischungen können weiterhin für Polycarbonate übliche Zusätze in den bekannten Mengen enthalten, wie beispielhaft und vorzugsweise Stabilisatoren gegen UV-Strahlung, Flammschutzmittel, Farbstoffe, Füllstoffe, Schaummittel, optische Aufheller und Antistatika. Bei optischen Anwen­ dungen werden bevorzugt solche Komponenten genommen, die die Transparenz des Materials nicht negativ beeinflussen.
Die erfindungsgemäßen Polymergemische werden in der für Polycarbonate bekannten Weise zur Herstellung von Formkörpern, vorzugsweise optischen Medien, insbe­ sondere beschriebenen oder einmal- oder mehrfach beschreibbaren optischen Medien, wie bevorzugt optische Datenträger, besonders bevorzugt Compact Discs und DVD's verwendet. Die beschreibbaren Schichten bestehen dabei insbesondere aus Farbstoffen oder metallischen Schichten, die ihrerseits als Aufzeichnungsprinzip den Wechsel vom amorphen in den kristallinen Zustand benutzen oder magnetische Eigenschaften besitzen.
Diese Herstellung der optischen Medien erfolgt vorzugsweise aus den fertig herge­ stellten, erfindungsgemäßen Polymergemischen, die beispielsweise als Granulat anfallen. Die Herstellung der optischen Medien kann aber auch durch Einarbeitung der Komponenten zu reinen oder handelsüblichen Polycarbonaten und/oder zu den bei der Herstellung von Formkörpern aus Polycarbonaten üblichen Zusätzen erfolgen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung sind demnach Formkörper, wie insbesondere optische Datenträger, bevorzugt Compact Discs und DVD's die aus den erfindungs­ gemäßen thermoplastischen Polymergemischen erhältlich sind.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Polymergemische haben den Vorteil, dass sie eine bessere Thermostabilität bei der Herstellung von Formkörpern besitzen und die erhaltenen Endprodukte (Formkörper) leicht von den Herstellungswerkzeugen getrennt werden können und keine Verunreinigungen auf den Werkzeugen hinter­ lassen.
Die nachfolgenden Beispiele dienen zur Erläuterung der Erfindung. Die Erfindung ist nicht auf die Beispiele beschränkt.
Beispiele
Folgende Mischungen wurden hergestellt:
Beispiel 1 bis 6
Entsprechend der untenstehenden Tabelle werden x Gewichtsanteile Polycarbonat­ granulat aus BPA-PC mit tert.-Butylphenol-Endgruppen und einer mittleren Lösungsviskosität von 1,195 (gemessen in Methylenchlorid bei 25°C und einer Konzentration von 0,5 g in 100 ml Methylenchlorid) mit y Gewichtsanteilen Glycerinmonostearat und z Gewichtsanteilen Phosphorverbindung in einem geschlossenen Behälter intensiv durchmischt. Anschließend wird die Mischung auf einem Zwei-Schnecken-Kneter des Typs Werner Pfleiderer ZSK 53 bei einer Massetemperatur von ca. 240°C compoundiert.
Tabelle 1
Als Glycerinmonostearat wird das Produkt Loxiol EP 129 der Henkel KgaA eingesetzt. Als Oligophosphat wird das Produkt ADK Stab PFR von Asahi Denka/Tokyo eingesetzt. Trioktylphosphat und Triphenylphosphat stammen von der Bayer AG Leverkusen.
Anschließend werden zur Messung der Produktstabilität CDs auf einer CD- Spritzgießmaschine des Typs Netstal Discjet 600 CD-Rohlinge aus den oben be­ schriebenen Materialien hergestellt. Die CDs besitzen eine Dicke von 1,2 mm und einen Außendurchmesser von 120 mm. Die Produktstabilität wird dabei unter unter­ schiedlichen Maschinenbedingungen, im folgenden als Einstellung 1 bis 4 bezeich­ net, geprüft:
Einstellung 1
Zylindertemperaturen (Einzug/Kompression/Zylinderkopf/Düse) 315/320/320/320°C; maximale Einspritzgeschwindigkeit: 130 mm/sec; Werkzeug (Vorlauftempe­ ratur): 55°C; Zykluszeit: 4,6 sec
Einstellung 2
Zylindertemperaturen (Einzug/Kompression/Zylinderkopf/Düse) 315/340/350/350°C; maximale Einspritzgeschwindigkeit: 110 mm/sec; Werkzeug (Vorlauftempe­ ratur): 55°C; Zykluszeit: 4,9 sec
Einstellung 3
Zylindertemperaturen (Einzug/Kompression/Zylinderkopf/Düse) 315/360/380/380°C; maximale Einspritzgeschwindigkeit: 100 mm/sec; Werkzeug (Vorlauftempe­ ratur): 55°C; Zykluszeit: 5,5 sec
Einstellung 4
entsprechend Einstellung 2, wobei jedoch der Zyklus durch einen 5-minütigen Maschinenstopp unterbrochen wird. Die jeweils fünfte Platte nach Wiederanfahren der Spritzgießmaschine wird für die nachfolgenden Messungen genommen.
An den CD-Rohlingen wird anschließend der verbleibende Gehalt an Glycerinmono­ stearat und der Gehalt an phenolischen OH-Gruppen bestimmt. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Tabelle 2
(GMS-Konzentrationen in ppm in der CD nach Herstellung unter unterschiedlichen Bedingungen)
Weiterhin wird die Konzentration an phenolischem OH in der CD nach Herstellung unter unterschiedlichen Bedingungen gemessen.
Tabelle 3
(Konzentration an phenolischem OH in ppm in der CD nach Herstellung unter unterschiedlichen Bedingungen
Beschreibung der Messmethoden im einzelnen Glycerinmonostearat
Das Glycerinmonostearat wird gaschromatographisch auf einer Kapillarsäule ge­ trennt und mit einem Flammen-Ionisations-Detektor detektiert. Die Auswertung erfolgt nach der Methode des internen Standards. Die Bestimmungsgrenze liegt bei ca. 10 ppm.
phenolisches OH
Das Polycarbonat wird in Dichlormethan gelöst und mit Titan (IV)-chlorid unter Bildung eines orangerot gefärbten Komplexes versetzt, dessen Extinktion bei 546 nm photometrisch bestimmt wird. Die Kalibrierung erfolgt mit BPA als exterem Standard. Die Bestimmungsgrenze liegt bei ca. 20 ppm OH.
Weiterhin wird die Bildung von Belägen im Werkzeug untersucht. Dazu werden auf der CD- Spritzgießmaschine des Typs Netstal Discjet 600 mit einem Axxicon-CD- Werkzeug je 1000 teilgefüllte CD-Rohlinge hergestellt. Die ca. 80%ige Teilfüllung der CDs wird durch die Reduzierung des Dosierweges mit Anpassung des Nachdruckes erreicht. Dabei liegen die Zylindertemperaturen in der Einzugszone bei 300°C, in der Kompressionszone bei 310°C, am Zylinderkopf und an der Düse herrschte eine Temperatur von 330°C. Die Zykluszeit liegt bei ca. 5,5 Sekunden. Nach den 1000 Schuss wird die Oberfläche der Matrize und des Spiegels im Außen­ bereich, also dem Bereich, der nicht mit der Polycarbonatschmelze in Berührung kommt, visuell auf Belagsbildung untersucht. Es werden folgende Ergebnisse erhalten:
Tabelle 4
Belagsbildung
Beispiel 1 gering
Vergleichsbeispiel 1 mittel
Vergleichsbeispiel 2 mittel
Vergleichsbeispiel 3 Relativ stark

Claims (14)

1. Thermoplastische Polymergemische enthaltend mindestens ein Polycarbonat und mindestens ein Entformungsmittel mit mindestens einer freien OH-Gruppe sowie mindestens eine Monophosphorverbindung und mindestens eine oligomere Phosphorverbindung.
2. Polymergemische gemäß Anspruch 1, enthaltend als Monophosphor­ verbindung eine Verbindung der Formel (II)
wobei in der Formel R1, R2 und R3 unabhängig voneinander C1-C8-Alkyl, C6- C20-Aryl und/oder C7-C12-Aralkyl
und m 0 oder 1 und n 0 oder 1 bedeuten;
und als oligomere Phosphorverbindung eine Verbindung der Formel (III)
wobei in der Formel R4, R5, R6, R7 unabhängig voneinander C1-C8-Alkyl, C5- C6-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl und/oder C7-C12-Aralkyl
und k 1 bis 5 bedeuten.
3. Polymergemische gemäß Anspruch 1, enthaltend mindestens eine Verbindung aus der Gruppe Tributylphosphat, Triphenylphosphat, Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Diphenyloctylphosphat, Diphenyl-2-ethylkresyl­ phosphat, Tri-(isopropylphenyl)-phosphat, Methylphosphonsäuredimethyl­ ester, Methylphosphonsäurediphenylester, Phenylphosphonsäurediethylester, Triphenylphosphinoxid und Trikresylphosphinoxid und mindestens eine oligomere Phosphorverbindung, wobei die, oligomere Phosphorverbindung ein Reaktionsprodukt der Umsetzung von Gemischen aus Phenol mit Resorcin, Hydrochinon oder BPA mit Phosphoroxitrichlorid oder aus der Umesterung von Phosphorsäuretriphenylester mit Resorcin, Hydrochinon oder BPA ist.
4. Polymergemische gemäß Anspruch 1, enthaltend eine Mischung von Monophosphor-/Phosphorverbindungen, wobei die Mischung aus 10 bis 90 Gew.-% Monophosphorverbindung der Formel (II) und 90 bis 10 Gew.-% Phosphorverbindung der Formel (III), jeweils bezogen auf die Gesamtmenge an Phosphorverbindungen, besteht.
5. Polymergemische gemäß Anspruch 1, enthaltend als Entformungsmittel Ester mehrwertiger Alkohole mit langkettigen, nicht vollständig veresterten, Carbonsäuren.
6. Polymergemische gemäß Anspruch 1, enthaltend als Entformungsmittel die Ester von gesättigten einwertigen Fettsäuren mit 16 bis 22 Kohlenstoffatomen mit Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit oder ähnlichen mehrwertigen Alkoholen.
7. Polymergemische gemäß Anspruch 1, enthaltend 0,01 bis 0,1 Gew.-% an Ent­ formungsmittel und 0,002-0,1 Gew.-% der erfindungsgemäßen Mischung von Phosphorverbindungen.
8. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass Polymergemische gemäß einem der vorstehenden Ansprüche eingesetzt werden.
9. Formkörper hergestellt aus thermoplastischen Polymergemischen enthaltend mindestens ein Polycarbonat und mindestens ein Entformungsmittel mit mindestens einer freien OH-Gruppe sowie eine spezielle Mischung von Phosphorverbindungen.
10. Optische Datenträger hergestellt aus thermoplastischen Polymergemischen enthaltend mindestens ein Polycarbonat und mindestens ein Entformungs­ mittel mit mindestens einer freien OH-Gruppe sowie eine spezielle Mischung von Phosphorverbindungen.
11. Mischung enthaltend mindestens 10 bis 90 Gew.-% einer Verbindung der Formel (II)
wobei in der Formel R1, R2 und R3 unabhängig voneinander C1-C8-Alkyl, C6- C20-Aryl und/oder C7-C12-Aralkyl
und m 0 oder 1 und n 0 oder 1 bedeuten;
und mindestens 90 bis 10 Gew.-% einer Verbindung der Formel (III)
wobei in der Formel R4, R5, R6, R7 unabhängig voneinander C1-C8-Alkyl, C5- C6-Cycloalkyl, C6-C10-Aryl und/oder C7-C12-Aralkyl
und k 1 bis 5 bedeuten.
12. Verfahren zur Herstellung von Formkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass eine Mischung wie in Anspruch 11 definiert eingesetzt wird.
13. Verwendung der Mischung wie in Anspruch 11 definiert zur Herstellung von thermoplastischen Polymeren und daraus herstellbaren Formkörpern.
14. Verwendung der Polymergemische wie in den vorhergehenden Ansprüchen definiert zur Herstellung von Formkörpern.
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