DE10057164A1 - Pigmentzubereitungen - Google Patents
PigmentzubereitungenInfo
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Abstract
Pigmentzubereitungen in Granulatform, enthaltend ein Pigment (A), mindestens ein thermoplastisches Polymer (B) und gewünschtenfalls ein Dispergiermittel (C), erhältlich durch DOLLAR A a) Dispergierung des Pigments (A) in einer Lösung des Polymeren (B) in einem organischen Lösungsmittel in An- oder Abwesenheit eines Dispergiermittels (C) und DOLLAR A b) anschließende Granulatbildung unter Entfernung des Lösungsmittels.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft neue Pigmentzubereitungen,
welche ein Pigment (A), mindestens ein thermoplastisches Polymer
(B) und gewünschtenfalls ein Dispergiermittel (C) enthalten und
durch
- a) Dispergierung des Pigments (A) in einer Lösung des Polymeren (B) in einem organischen Lösungsmittel in An- oder Abwesen heit eines Dispergiermittels (C) und
- b) anschließende Granulierung unter Entfernung des Lösungsmit tels
erhältlich sind.
Außerdem betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung dieser
Pigmentzubereitungen und zur Einfärbung von Kunststoffmaterialien
unter Verwendung der Pigmentzubereitungen sowie Kunststoffmate
rialien, Verbundschichtfolien und Kunststofformteile, die mit den
Pigmentzubereitungen eingefärbt sind.
Bei der Einfärbung von Kunststoffen können eine Reihe von Proble
men auftreten, die auf die mangelhafte Einarbeitung der als Farb
geber verwendeten Pigmente zurückzuführen sind. So zeigen z. B.
mit transparenten Pigmenten oder mit Glanzpigmenten eingefärbte
Kunststoffe oftmals nicht das gewünschte Erscheinungsbild.
Kunststoffeinfärbungen mit Pigmenten sind dann transparent, wenn
die üblicherweise < 15 nm großen Pigmentteilchen in feiner Vertei
lung vorliegen. Diese kleinen Primärpigmentteilchen neigen jedoch
stark zur Agglomeration. Bei der Herstellung von Lacken werden
solche Agglomerate unter großem Aufwand in speziellen Mühlen zer
kleinert. Bei der Einarbeitung in Kunststoffe gelingt es in der
Regel jedoch selbst bei Anwendung gleichläufiger Zweischneckenex
truder nicht, transparente Einfärbungen mit dispergierharten Pig
menten, wie transparenten Eisenoxidpigmenten, Rußpigmenten und
Perylenpigmenten, stippenfrei zu erzeugen, ohne den Kunststoff
unverhältnismäßig zu schädigen.
Bei den auf plättchenförmigen Pigmentteilchen basierenden Glanz
pigmenten ist bei der Einarbeitung in den Kunststoff oftmals eine
Veränderung von Pigmentteilchengröße und -form zu beobachten. Die
erhaltenen Einfärbungen sind dann koloristisch weniger attraktiv
als mit diesen Pigmenten erzeugte Lackierungen und lassen Bril
lanz und den typischen seidigen Glanz aus der Tiefe vermissen.
Diese Effekte wirken sich insbesondere auch bei der Fertigung von
Karosserieaußenbauteilen aus Kunststoff nachteilig aus und führen
dazu, daß lackierte Metallbauteile koloristisch deutlich von mit
den gleichen Pigmenten eingefärbten Kunststofformteilen abwei
chen. Kunststofformteile sind aber wegen ihres geringeren Ge
wichts gegenüber Metallbauteilen für die Automobilindustrie von
großem Interesse.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Einfärbung von Kunst
stoffen mit Pigmenten allgemein zu erleichtern und insbesondere
auch die Herstellung von koloristisch attraktiven Kunststoffein
färbungen bei schwieriger einzuarbeitenden Pigmenten zu ermögli
chen.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Pigmentzubereitungen ge
funden.
Außerdem wurde ein Verfahren zur Herstellung dieser Pigmentzube
reitungen gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man
- a) das Pigment (A) in einer Lösung des Polymeren (B) in einem organischen Lösungsmittel in An- oder Abwesenheit eines Dis pergiermittels (C) dispergiert und
- b) anschließend unter Entfernung des Lösungsmittels granuliert.
Weiterhin wurde ein Verfahren zur Einfärbung von Kunststoffmate
rialien gefunden, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man die
erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen in die Kunststoffmateria
lien einarbeitet.
Als Komponente (A) kann in den erfindungsgemäßen Pigmentzuberei
tungen ein organisches oder anorganisches Pigment enthalten sein.
Bei den organischen Pigmenten kann es sich dabei um organische
Bunt-, Weiß- und Schwarzpigmente (Farbpigmente) und Flüssigkri
stallpigmente handeln. Anorganische Pigmente können ebenfalls
Farbpigmente sowie Glanzpigmente und die üblicherweise als Füll
stoffe eingesetzten anorganischen Pigmente sein.
Im folgenden seien als Beispiele für geeignete organische Farb
pigmente genannt:
- - Monoazopigmente:
C.I. Pigment Brown 25;
C.I. Pigment Orange 5, 36 und 67;
C.I. Pigment Red 3, 48 : 2, 48 : 3, 48 : 4, 52 : 2, 63, 112 und 170;
C.I. Pigment Yellow 3, 74, 151 und 183; - - Disazopigmente:
C.I. Pigment Red 144, 166, 214 und 242;
C.I. Pigment Yellow 83; - - Anthrachinonpigmente:
C.I. Pigment Yellow 147 und 177;
C.I. Pigment Violet 31; - - Benzimidazolpigmente:
C.I. Pigment Orange 64; - - Chinacridonpigmente:
C.I. Pigment Orange 48 und 49;
C.I. Pigment Red 122, 202 und 206;
C.I. Pigment Violet 19; - - Chinophthalon
pigmente:
C.I. Pigment Yellow 138; - - Diketopyrrolopyrrol
pigmente:
C.I. Pigment Orange 71 und 73;
C.I. Pigment Red, 254, 255, 264 und 270; - - Dioxazinpigmente:
C.I. Pigment Violet 23 und 37; - - Indanthronpigmente:
C.I. Pigment Blue 60; - - Isoindolinpigmente:
C.I. Pigment Yellow 139 und 185; - - Isoindolinonpigmente:
C.I. Pigment Orange 61;
C.I. Pigment Yellow 109 und 110; - - Metallkomplex
pigmente:
C.I. Pigment Yellow 153; - - Perinonpigmente:
C.I. Pigment Orange 43; - - Perylenpigmente:
C.I. Pigment Black 32;
C.I. Pigment Red 149, 178 und 179;
C.I. Pigment Violet 29; - - Phthalocyanin
pigmente:
C.I. Pigment Blue 15, 15 : 1, 15 : 2, 15 : 3, 15 : 4, 15 : 6 und 16;
C.I. Pigment Green 7 und 36; - - C.I. Pigment Black 1 (Anilinschwarz)
Geeignete anorganische Farbpigmente sind z. B.:
- - Weißpigmente:
Titandioxid (C.I. Pigment White 6), Zinkweiß, Farbenzinkoxid; Zinksulfid, Lithopone; - - Schwarzpigmente:
Eisenoxidschwarz (C.I. Pigment Black 11), Eisen-Mangan-Schwarz, Spinellschwarz (C.I. Pigment Black 27); Ruß (C.I. Pigment Black 7); - - Buntpigmente:
Chromoxid, Chromoxidhydratgrün; Chromgrün (C.I. Pigment Green 48); Cobaltgrün (C.I. Pigment Green 50); Ultramaringrün;
Kobaltblau (C.I. Pigment Blue 28 und 36); Ultramarinblau; Manganblau;
Ultramarinviolett; Kobalt- und Mangan violett;
Eisenoxidrot (C.I. Pigment Red 101); Cadmiumsulfoselenid (C.I. Pigment Red 108); Molybdatrot (C.I. Pigment Red 104); Ultramarinrot;
Eisenoxidbraun, Mischbraun, Spinell- und Korundphasen (C.I. Pigment Brown 24, 29 und 31), Chromorange;
Eisenoxidgelb (C.I. Pigment Yellow 42); Nickeltitangelb (C.I. Pigment Yellow 53; C.I. Pigment Yellow 157 und 164); Chrom titangelb; Cadmiumsulfid und Cadmiumzink sulfid (C.I. Pigment Yellow 37 und 35); Chromgelb (C.I. Pigment Yellow 34); Bis mutvanadat (C.I. Pigment Yellow 184).
Als Beispiele für üblicherweise als Füllstoffe eingesetzte anor
ganische Pigmente seien transparentes Siliciumdioxid, Quarzmehl,
Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, natürliche Glimmer, natürliche
und gefällte Kreide und Bariumsulfat genannt.
Neben den organischen Flüssigkristallpigmenten bilden die Glanz-
oder Effektpigmente eine besonders interessante Klasse geeigneter
Pigmente.
Die optische Wirkung der Glanzpigmente beruht auf der gerichteten
Reflexion von Licht an den überwiegend flächig ausgebildeten, zu
einander parallel ausgerichteten, metallischen oder stark licht
brechenden Pigmentteilchen. Je nach Zusammensetzung der Pigment
plättchen erzeugen Interferenz-, Reflexions- und Absorptionsphä
nomene winkelabhängige Farb- und Helligkeitseindrücke.
Die Glanzpigmente können sowohl einphasig als auch mehrphasig
aufgebaut sein.
Als einphasige Glanzpigmente sind plättchenförmige Metallpigmente
wie die im Handel erhältlichen Aluminiumplättchen von besonderem
Interesse.
Die mehrphasig aufgebauten Glanzpigmente können auf plättchenför
migen Substratteilchen basieren, die ein- oder mehrfach beschich
tet werden, oder auf ebenfalls schichtartig aufgebauten Teilchen,
die durch aufeinanderfolgendes filmartiges Aufbringen der ge
wünschten Schichtmaterialien auf eine Trägerfolie, anschließendes
Entfernen der Trägerfolie von dem mehrschichtigen Film und dessen
Zerkleinerung auf Pigmentteilchengröße hergestellt werden.
Bei der erstgenannten Variante stellen die bereits genannten
plättchenförmigen Metallpigmente, insbesondere die Aluminium
plättchen, und oxidische Plättchen wie Plättchen aus vorzugsweise
mit Aluminium und Mangan dotiertem Eisen(III)oxid und Glimmer
plättchen bevorzugte Substratmaterialien dar. Bei der zweitge
nannten Variante werden als Materialien für die zentrale Schicht
bevorzugt Metalle wie Aluminium und Oxide wie Siliciumdioxid ein
gesetzt. Als Beschichtungsmaterialien dienen bei beiden Varianten
üblicherweise Metalloxide und Metalle.
Als Beispiele für einfach beschichtete Pigmentplättchen seien mit
Titandioxid, Eisen(III)oxid oder niederen Titanoxiden und/oder
Titanoxynitriden beschichtete Glimmer- und Aluminiumplättchen ge
nannt. Goniochromatische Glanzpigmente, die besonders ausgeprägte
winkelabhängige Farbwechsel zeigen, können durch Belegen der Sub
stratplättchen (z. B. Aluminium-, Eisenoxid- oder bereits titandioxidbeschichtete
Glimmerplättchen) mit abwechselnden Schichten
niedrigbrechender Materialien wie Siliciumdioxid und Magnesium
fluorid und hochbrechenden Materialien wie Eisen(III)oxid, Titan
dioxid und den weiteren bereits genannten Titanverbindungen er
halten werden.
Derartige mehrphasige Glanzpigmente sind bekannt und im Handel
z. B. unter den Namen Paliocrom® und Variocrom® (BASF), Iriodin®,
Xirallic® und Colorstream® (Merck) sowie Chromaflair® (Flex Pro
ducts) erhältlich.
Als Komponente (B) enthalten die erfindungsgemäßen Pigmentzube
reitungen ein oder mehrere thermoplastische Polymere.
Beispiele für bevorzugte Polymere (B) sind die Acrylharze, Sty
rolpolymere, Polycarbonate, Polyamide, Polyester, thermoplasti
schen Polyurethane, Polyethersulfone, Polysulfone, Vinylpolymere
oder deren Mischungen, wobei die Acrylharze, die Styrolpolymere
und die thermoplastischen Polyurethane besonders geeignet sind.
Als geeignete Acrylharze seien die Polyalkyl- und/oder -arylester
der (Meth)Acrylsäure, Poly(meth)acrylamide und Poly(meth)acrylni
tril genannt. Bevorzugte Acrylharze sind Polyalkylmethacrylate,
auch in schlagzäh modifizierter Form, wobei Polymethylmethacrylat
(PMMA) und schlagzähmodifiziertes Polymethylmethacrylat (HI(High
Impact)-PMMA) besonders bevorzugt sind. Vorzugsweise enthält das
PMMA einen Anteil von in der Regel nicht mehr als 20 Gew.-% an
(Meth)Acrylatcomonomeren wie n-Butyl(meth)acrylat oder Methyla
crylat. HI-PMMA ist durch geeignete Zusätze schlagzäh ausgerü
stet. Als Schlagzähmodifier kommen z. B. EPDM-Kautschuke, Polybu
tylacrylate, Polybutadien, Polysiloxane oder Methacrylat/Buta
dien/Styrol(MBS)- und Methacrylat/Acrylnitril/Butadien/Styrol-Co
polymerisate in Frage. Geeignete schlagzähmodifizierte PMMA sind
beispielsweise beschrieben von M. Stickler, T. Rhein in Ullmann's
encyclopedia of industrial chemistry Vol. A21, Seiten 473-486,
VCH Publishers Weinheim, 1992, und H. Domininghaus, Die Kunst
stoffe und ihre Eigenschaften, VDI-Verlag Düsseldorf, 1992. Geei
gnete Polymethylmethacrylate sind dem Fachmann im übrigen bekannt
und z. B. unter den Handelsmarken Lucryl® (BASF AG) und Plexiglas®
(Röhm GmbH) erhältlich.
Als Styrolpolymere kommen alle (Co)Polymeren in Frage, die voll
ständig oder in Teilen aus vinylaromatischen Verbindungen aufge
baut sind. Geeignete vinylaromatische Verbindungen sind z. B. Sty
rol und Styrolderivate wie ein- oder mehrfach alkyl- und/oder ha
logensubstituiertes Styrol sowie entsprechende Naphthylverbindun
gen. Bevorzugt wird auf Styrolcopolymerisate zurückgegriffen.
Hierzu zählen beispielsweise Pfropfcopolymerisate von Acrylnitril
und Styrol auf Butadienkautschuke, auch als ABS-Polymerisate be
kannt (z. B. das Bandelsprodukt Terluran® der BASF AG), Pfropfco
polymerisate von Styrol und Acrylnitril auf Polyalkylacrylatkaut
schuke, auch als ASA-Polymerisate bekannt (z. B. das Handelspro
dukt Luran® S der BASF AG), oder Styrol-Acrylnitril-Copolymeri
sate, auch SAN-Copolymerisate genannt (z. B. das Handelsprodukt
Luran® der BASF AG). Geeignete Styrolpolymerisate werden nachfol
gend ebenfalls unter den für das Hinterspritzen in Frage kommen
den Kunststoffmaterialien eingehend beschrieben. Als Polymer (B)
besonders bevorzugte Styrolpolymere sind ASA-Polymerisate.
Geeignete Polycarbonate sind an sich bekannt. Unter Polycarbona
ten im Sinne der Erfindung fallen auch Copolycarbonate. Die
(Co)Polycarbonate haben vorzugsweise ein Molekulargewicht (Ge
wichtsmittelwert Mw, bestimmt mittels Gelpermeationschromatogra
phie in Tetrahydrofuran gegen Polystyrolstandards) im Bereich von
10 000 bis 200 000 g/mol. Bevorzugt liegt Mw im Bereich von 15 000
bis 100 000 g/mol. Dies entspricht relativen Lösungsviskositäten
im Bereich von 1,1 bis 1,5, gemessen in 0,5 gew.-%iger Lösung in
Dichlormethan bei 25 C, bevorzugt von 1,15 bis 1,33.
Polycarbonate sind z. B. entsprechend den Verfahren der
DE-C-13 00 266 durch Grenzflächenpolykondensation oder gemäß dem
Verfahren der DE-A-14 95 730 durch Umsetzung von Diphenylcarbonat
mit Bisphenolen erhältlich. Bevorzugtes Bisphenol ist
2,2-Di(4-hydroxyphenyl)propan, üblicherweise als Bisphenol A be
zeichnet.
Anstelle von Bisphenol A können auch andere aromatische Dihydro
xyverbindungen verwendet werden, insbesondere 2,2-Di(4-hydroxy
phenyl)pentan, 2,6-Dihydroxynaphthalin, 4,4'-Dihydroxydiphenyl -
sulfan, 4,4'-Dihydroxydiphenylether, 4,4'-Dihydroxydiphenylsul -
fit, 4,4'-Dihydroxydiphenylmethan, 1,1-Di-(4-hydroxyphenyl)ethan,
4,4-Dihydroxydiphenyl oder Dihydroxydiphenylcycloalkane, bevor -
zugt Dihydroxydiphenylcyclohexane oder Dihydroxycyclopentane,
insbesondere 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan,
sowie Mischungen der vorgenannten Dihydroxyverbindungen.
Besonders bevorzugte Polycarbonate sind solche auf der Basis von
Bisphenol A oder Bisphenol A zusammen mit bis zu 80 mol-% der
vorstehend genannten aromatischen Dihydroxyverbindungen.
Es können auch Copolycarbonate gemäß der US-A-37 37 409 verwendet
werden. Von besonderem Interesse sind Copolycarbonate auf der Ba
sis von Bisphenol A und Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)sulfon
und/oder 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexyl, die
sich durch hohe Wärmeformbeständigkeit auszeichnen.
Kommerziell erhältlich sind z. B. die Polycarbonate Makrolon®
(Bayer) und Lexan® (GE Plastics).
Geeignete Polyamide (PA) können Polykondensationsprodukte von
Diaminen und Dicarbonsäuren, z. B. Adipinsäure und Hexamethylen
diamin, oder von Aminosäuren, z. B. Aminoundecansäure, sein oder
durch ringöffnende Polymerisation von Lactamen, z. B. Caprolactam
oder Laurinlactam, hergestellt werden. Beispielhaft seien Ultra
mid® (BASF AG), Zytel® und Minlon® (Du Pont), Sniamid®, Technyl®
und Amodel® (Nyltech), Durethan® (Bayer), Akulon® und Stanyl®
(DSM), Grilon®, Grilamid® und Grivory® (EMS), Orgamid® und Ril
san® (Atochem) und Nivionplast® (Enichem) genannt.
Als Polyamide können auch Mischungen aus Polyamiden und Polyethy
lenionomeren, z. B. Ethen/Methacrylsäure-Copolymere, enthaltend
beispielsweise Natrium-, Zink und/oder Lithiumgegenionen (u. a.
unter Handelsmarke Surlyn® (DuPont) eingesetzt werden.
Als Polyester sind die höher- bis hochmolekularen Veresterung
sprodukte von zweiwertigen Säuren, insbesondere Terephthalsäure,
mit zweiwertigen Alkoholen, vor allem Ethylenglykol, geeignet.
Unter den Polyalkylenterephthalaten ist Polyethylenterephthalat
(PET; Arnite® (Akzo), Grilpet® (EMS-Chemie), Valox® (GEP)) beson
ders geeignet.
Thermoplastische Polyurethane (TPU) sind schließlich die Umset
zungsprodukte von Diisocyanaten und langkettigen Diolen. Gegen
über den aus Polyisocyanaten (enthaltend mindestens drei Isocya
natgruppen) und mehrwertigen Alkoholen (enthaltend mindestens
drei Hydroxygruppen), insbesondere Polyether- und Polyesterpolyo
len, Polyurethan-Schäumen weisen thermoplastische Polyurethane
keine oder nur eine geringfügige Vernetzung auf und verfügen dem
gemäß über eine lineare Struktur. Thermoplastische Polyurethane
sind dem Fachmann hinlänglich bekannt und finden sich z. B. im
Kunststoff-Handbuch, Band 7, Polyurethane, Hrsg. G. Oertel, 2.
Aufl., Carl Hanser Verlag, München, 1983, insbesondere auf den
Seiten 428-473, beschrieben. Als im Handel erhältliches Produkt
sei hier z. B. Elastolan® (Elastogran) genannt.
Die Polymerklassen der Polyethersulfone und Polysulfone sind dem
Fachmann ebenfalls bekannt und unter den Handelsnamen Ultrason® E
und Ultrason® S kommerziell erhältlich.
Als geeignetes Vinylpolymer sei schließlich beispielsweise Poly
vinylchlorid (PVC) genannt.
Vorzugsweise werden 0,1 bis 60 Gew.-%, vor allem 5 bis 20 Gew.-%,
des Pigments (A), bezogen auf das Polymer (B), eingesetzt.
Das Polymer (B) umhüllt die Pigmentteilchen (A) und verhindert
eine Agglomeration selbst feinster Pigmentteilchen. Es "passi
viert" feinteilige Metallpigmente, wie Aluminiumplättchen, und
macht sie damit für die Kunststoffeinfärbung zugänglich, die bis
lang aufgrund ihrer Staubexplosionsgefährlichkeit bzw. Brandge
fährlichkeit durch ihren Gehalt an brennbaren organischen Lö
sungsmitteln nicht möglich war. Schließlich schützt es insbeson
dere auch die mechanisch nicht beanspruchbaren Pigmente bei der
Einarbeitung in das Anwendungsmedium.
Gelegentlich kann es von Vorteil sein, wenn bei der Herstellung
der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen ein Dispergiermittel
(C) anwesend ist, das in die Polymerhülle eingebaut wird. Dies
ist beispielsweise dann der Fall, wenn besonders transparente
Einfärbungen erzielt werden sollen oder besonders schwierig zu
dispergierende Pigmente wie Ruß in den Kunststoff einzuarbeiten
sind. Ein weiterer, unerwarteter, vorteilhafter Effekt ist, daß
die Viskosität der Pigmentdispersion im gelösten Kunststoff bei
Anwesenheit eines Dispergiermittels (C) deutlich erniedrigt wird
und damit auch die Dispergierarbeit verringert wird.
Als Dispergiermittel (C) eignen sich insbesondere polymere Ver
bindungen, die durch Umsetzung von (Co)Polymeren von C1-C25-Alkyl
estern α,β-ungesättigter Carbonsäuren, die eine terminale Hydro
xylgruppe aufweisen, mit mehrwertigen Isocyanaten und weitere Um
setzung der erhaltenen Produkte mit Ammoniak oder polyfunktionel
len Aminen erhältlich sind.
Bei den (Co)Polymeren handelt es sich bevorzugt um Polyal
kyl(meth)acrylate, wobei Poly-C1-C8-alkyl(meth)acrylate besonders
bevorzugt und Polymethylmethacrylat und Polybutylmethacrylat, vor
allem Copolymere von Methyl- und Butylmethacrylat, ganz besonders
bevorzugt sind. Das Molekulargewicht dieser (Co)Polymeren liegt
in der Regel bei 200 bis 50 000, vorzugsweise bei 1 000 bis
10 000 g/mol.
Zur Einführung der terminalen Hydroxylgruppe können die (Co)Poly
mere mit Initiatoren, die beim Zerfall ein Hydroxylradikal lie
fern, z. B. Hydroperoxiden wie Tetrahydrofuranhydroperoxid, oder
Reglern, die eine Hydroxylfunktion enthalten, z. B. Thioalkoholen
wie 2-Hydroxyethanthiol, umgesetzt werden.
Als mehrwertige Isocyanate werden vorzugsweise Mischungen alipha
tischer Polyisocyanate mit einer mittleren Funktionalität von 3
bis 6, vorzugsweise 3,5 bis 5, Isocyanatgruppen pro mol einge
setzt. Die Isocyanatmenge wird bevorzugt so gewählt, daß 1, 2 bis
3, insbesondere 1,5 bis 2,5, Isocyanatgruppen pro Hydroxylgruppe
des (Co)Polymeren zur Reaktion gelangen, die verbleibenden Iso
cyanatgruppen werden durch Umsetzung mit Aminen in Harnstoffgrup
pen überführt.
Als Beispiel für besonders geeignete Isocyanatmischungen seien
Mischungen von 0,1 bis 10 Gew.-%, vor allem 0,3 bis 8 Gew.-% ei
nes Diisocyanats (z. B. Hexamethylendiisocyanat), 30 bis
80 Gew.-%, vor allem 42 bis 79 Gew.-%, eines Triisocyanats (z. B.
trifunktionelles Biuret von Hexamethylendiisocyanat) und 20 bis
60 Gew.-%, vor allem 22 bis 50 Gew.-%, eines Isocyanats mit einer
Funktionalität von 4 bis 10 (z. B. ein entsprechendes höherfunk
tionelles Biuret von Hexamethylendiisocyanat) genannt.
Geeignete polyfunktionelle Amine sind beispielsweise mehrwertige
Alkyl- und Alkylenamine wie Propylamin, Butylamin, Ethylendiamin,
Diethylentriamin, Triethylentetramin und höhere Polyethylenamine
und Polyethylenimine sowie bevorzugt auch N,N'-Bis(aminopro
pyl)ethylendiamin.
Die als Dispergiermittel (C) bevorzugten Polyurethanharn
stoff(meth)acrylate haben üblicherweise ein mittleres Molekular
gewicht Mw von 1 000 bis 15 000 g/mol, bevorzugt von 8 000 bis
14 000 g/mol.
Diese Polyurethanharnstoff(meth)acrylate und ihre Herstellung
werden in der DE-A-44 46 383 beschrieben.
Kommt ein Dispergiermittel (C) zum Einsatz, so liegen bevorzugte
Mengen bei 1 bis 20 Gew.-%, bezogen auf das Pigment (A).
Die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen enthalten dementspre
chend in der Regel 0,1 bis 40 Gew.-%, insbesondere 1 bis
10 Gew.-%, der Komponente (A) 60 bis 99,9 Gew.-%, insbesondere
90 bis 99 Gew.-%, der Komponente (B) und 0 bis 8 Gew.-%, insbe
sondere 0 bis 2 Gew.-%, der Komponente (C).
Wesentlich für die vorteilhaften Anwendungseigenschaften der er
findungsgemäßen Pigmentzubereitungen ist gleichmäßige Umhüllung
der Pigmentteilchen (A) mit dem Polymer (B), die durch die erfindungsgemäße
Herstellung über den Schritt a), bei dem das Pigment
(A) in einer Lösung des Polymeren (B) in einem organischen Lö
sungsmittel in An- oder Abwesenheit eines Dispergiermittels (C)
auf einfache Weise homogen dispergiert wird, und den Granulie
rungsschritt b), bei dem diese homogene Verteilung unter Entfer
nung des Lösungsmittels in den festen Zustand überführt wird.
Für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren kommen alle Lö
sungsmittel in Betracht, in denen das Polymer (B) löslich ist und
die unter den Trocknungsbedingungen so schnell verdampfen, daß
die erzeugten Granulate nicht zusammenkleben. So sind z. B. im
Fall von Polymethylmethacrylat Lösungsmittel mit einem Siedepunkt
unter 80°C bevorzugt.
Beispielhaft seien folgende geeignete Lösungsmittelklassen ge
nannt: aliphatische und alicyclische Ketone, Ether, aliphatische
Alkohole, aliphatische Carbonsäureester, Lactone, aromatische
Kohlenwasserstoffe und halogenierte Derivate dieser Lösungsmittel
sowie chlorierte aliphatische Kohlenwasserstoffe. Bevorzugte Bei
spiele sind im einzelnen: Aceton, Hexafluoraceton, Isobutanol,
Hexafluor-2-propanol, Essigsäureethylester, N-Methylpyrrolidon,
Toluol, Xylol, Methylenchlorid und Chloroform. Besonders bevor
zugt ist Aceton. Selbstverständlich können auch Gemische von Lö
sungsmitteln eingesetzt werden.
Die Lösungsmittelmenge ist an sich nicht kritisch, jedoch wird
man zweckmäßigerweise nicht mehr Lösungsmittel einsetzen, als für
das vollständige Lösen des Polymers (B) und zur Einstellung einer
für den Dispergiervorgang geeigneten Viskosität nötig ist, um den
Aufwand bei der Entfernung des Lösungsmittels in Schritt b) mög
lichst gering zu halten.
Verfahrenstechnisch geht man in Schritt a) des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentzuberei
tungen, abgestimmt auf die Beständigkeit des Pigments (A) gegen
mechanische Beanspruchung, zweckmäßigerweise wie folgt vor:
Handelt es sich um ein mechanisch beanspruchbares Pigment (A), das eine transparente Einfärbung ergeben soll, so mischt man Pig ment (A), Polymer (B) in Granulat- oder Pulverform, gewünschten falls ein Dispergiermittel (C), gelöst oder als Feststoff, und Lösungsmittel miteinander und unterwirft dieses Gemisch einer Mahlung unter Einsatz hoher Scherkräfte, bei der sich gleichzei tig das Polymer (B) im Lösungsmittel löst. Man kann auch zuerst eine Lösung des Polymeren (B) herstellen und das Pigment (A) dann darin dispergieren. Es ist auch möglich, das Pigment (A) zunächst nur in der Lösung einer Teilmenge des Polymers (B) zu dispergieren und die erhaltene Dispersion anschließend mit weiterer Poly merlösung zu verdünnen. Man kann die Mahlung in einer Rührwerks kugelmühle unter Verwendung von Mahlkörpern, z. B. Glas- oder Zir konoxidkugeln, mit einem Durchmesser von in der Regel 1 bis 4 mm durchführen. Für den Labormaßstab ist beispielsweise auch eine Skandex-Schüttelmaschine als Dispergieraggregat geeignet.
Handelt es sich um ein mechanisch beanspruchbares Pigment (A), das eine transparente Einfärbung ergeben soll, so mischt man Pig ment (A), Polymer (B) in Granulat- oder Pulverform, gewünschten falls ein Dispergiermittel (C), gelöst oder als Feststoff, und Lösungsmittel miteinander und unterwirft dieses Gemisch einer Mahlung unter Einsatz hoher Scherkräfte, bei der sich gleichzei tig das Polymer (B) im Lösungsmittel löst. Man kann auch zuerst eine Lösung des Polymeren (B) herstellen und das Pigment (A) dann darin dispergieren. Es ist auch möglich, das Pigment (A) zunächst nur in der Lösung einer Teilmenge des Polymers (B) zu dispergieren und die erhaltene Dispersion anschließend mit weiterer Poly merlösung zu verdünnen. Man kann die Mahlung in einer Rührwerks kugelmühle unter Verwendung von Mahlkörpern, z. B. Glas- oder Zir konoxidkugeln, mit einem Durchmesser von in der Regel 1 bis 4 mm durchführen. Für den Labormaßstab ist beispielsweise auch eine Skandex-Schüttelmaschine als Dispergieraggregat geeignet.
Bei mechanisch nicht so beanspruchbaren Pigmenten (A), z. B. bei
den Glanzpigmenten, wählt man zweckmäßigerweise eine schonendere
Art der Dispergierung, z. B. das Einrühren in die Lösung des Poly
meren (B) mit einem Rührgerät, z. B. einem Flügel- oder Balkenrüh
rer. Für den Labormaßstab eignet sich auch eine Dispergierung in
einem geschlossenen Gefäß auf einem Rollbett bei niedriger Umdre
hungszahl, bei der die oben genannten Mahlkörper anwesend sein
können.
Die in Schritt b) durchgeführte Granulierung kann nach herkömmli
chen Methoden vorgenommen werden. Beispielhaft werden folgende
besonders geeignete Methoden genannt:
- - Tropfengranulierung: Hierbei werden über Lochdüsen Disper sionstropfen erzeugt, aus denen das Lösungsmittel beim freien Fall in einem erhitzten Gasstrom verdampft;
- - Band- oder Walzengranulierung: Die Dispersion wird auf ein beheiztes Stahlband bzw. eine Stahlwalze aufgetropft, wobei das Lösungsmittel verdampft.
- - Sprühtrocknung: Die Dispersion wird über eine Düse in einen entgegenströmenden erhitzten Gasstrom versprüht.
- - Wirbelschichttrocknung: Die Dispersion wird ebenfalls über eine Düse in eine erhitzte Wirbelschicht versprüht.
Form und Größe der erhaltenen Granulate werden dabei im wesent
lichen durch die gewählte Granulierungsmethode bestimmt. So erge
ben Band- und Walzengranulierung im allgemeinen linsenförmige
Granulate, während bei Sprüh- und Wirbelschichttrocknung überwie
gend kugelförmige Granulate mit Teilchengrößen bis zu 0,2 mm bzw.
Teilchengrößen von etwa 1 bis 6 mm resultieren.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
erfolgt die Granulatbildung in Schritt b) in Gegenwart eines Gra
nulats aus einem thermoplastischen Polymer (B'), das dem in der
Pigmentdispersion vorliegenden gelösten Polymer (B) entsprechen
oder von diesem verschieden sein kann, wobei eine Verträglichkeit
der Polymere vorausgesetzt ist. Grundsätzlich eignen sich als Po
lymer (B') die bereits genannten thermoplastischen Polymere.
Die in Schritt a) erzeugte Dispersion wird als Schicht auf dieses
Trägergranulat (B') aufgebracht, wobei das Mengenverhältnis von
Träger zu Dispersion vorzugsweise so eingestellt wird, daß nach
der Trocknung Schichtdicken von in der Regel 0,01 bis 2 mm, ins
besondere 0,1 bis 0,5 mm, vorliegen und das Pigment (A) dement
sprechend in der Regel 0,1 bis 40 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis
10 Gew.-%, der erhaltenen Pigmentzubereitung ausmacht.
Bei dieser Vorgehensweise kann die Gestalt der gebildeten Pig
mentgranulate problemlos an die Gestalt der Kunststoffgranulate,
die bei der Kunststoffeinfärbung als Ausgangsmaterial eingesetzt
werden und üblicherweise Teilchengrößen von 1 bis 10 mm, vorzugs
weise 2 bis 5 mm, aufweisen, angepaßt werden, so daß die beiden
Granulate besonders einfach und homogen gemischt werden können.
Zur Herstellung dieser Pigmentgranulate können verschiedene Appa
raturen verwendet werden.
Man kann die Pigmentdispersion z. B. in einem beheizbaren Mischag
gregat mit dem Polymerträger (B') in Kontakt bringen und das Lö
sungsmittel durch Beheizung des Aggregats entfernen.
Besonders vorteilhaft kann man die Beschichtung des Trägers in
einem Wirbelschichttrockner vornehmen, wobei zweckmäßigerweise
wie folgt vorgegangen wird:
Der Polymerträger (B') wird mit einem auf eine Temperatur unter halb des Klebpunktes des Polymers und oberhalb der Verdampfungs temperatur des Lösungsmittels erhitzten Wirbelgas, z. B. Luft, fluidisiert, und die Pigmentdispersion wird über ein oder mehrere Düsen, insbesondere Zweistoffdüsen, in die Wirbelschicht ges prüht. Die Eindüsung kann dabei kontinuierlich oder diskontinu ierlich, von unten, von oben oder von der Seite erfolgen. Die Pigmentdispersion wird hierbei vollständig auf der Oberfläche des Trägergranulats abgeschieden, und es ergibt sich eine sehr fest haftende und keinen Abrieb zeigende Beschichtung.
Der Polymerträger (B') wird mit einem auf eine Temperatur unter halb des Klebpunktes des Polymers und oberhalb der Verdampfungs temperatur des Lösungsmittels erhitzten Wirbelgas, z. B. Luft, fluidisiert, und die Pigmentdispersion wird über ein oder mehrere Düsen, insbesondere Zweistoffdüsen, in die Wirbelschicht ges prüht. Die Eindüsung kann dabei kontinuierlich oder diskontinu ierlich, von unten, von oben oder von der Seite erfolgen. Die Pigmentdispersion wird hierbei vollständig auf der Oberfläche des Trägergranulats abgeschieden, und es ergibt sich eine sehr fest haftende und keinen Abrieb zeigende Beschichtung.
Die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen eignen sich hervorra
gend zur Einfärbung von Kunststoffen. Da sie leicht in den Kunst
stoffschmelzen verteilbar sind, kann auf Einarbeitungsmethoden,
die das Pigment und/oder auch den Kunststoff belasten, verzichtet
werden. Bei den besonders bevorzugten Pigmentgranulaten wird die
homogene Verteilung des Pigments in dem aufgeschmolzenen Kunst
stoff noch zusätzlich erleichtert, da jeweils nur eine dünne pig
mentierte Kunststoffschicht vorliegt, die beidseitig von aufschmelzendem
Kunststoff (innen von dem Trägerkunststoff, außen
von dem einzufärbenden Kunststoff) umgeben ist.
Die erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen ermöglichen insbeson
dere die Herstellung hochtransparenter und gleichzeitig sehr
farbstarker Einfärbungen von glasklaren Kunststoffen, wie Polyme
thylmethacrylat, Polystyrol, Polyethylenterephthalat, Polycarbo
nat und Polyurethan, auch bei Verwendung von dispergierharten
Pigmenten, wie transparenten Eisenoxidpigmenten, Rußpigmenten und
Perylenpigmenten, was bislang nicht möglich war.
Auch die besonderen koloristischen Eigenschaften von Glanzpigmen
ten wie Brillanz, Farb- und Hell/Dunkel-Flops und seidiger Glanz
aus der Tiefe, wie sie von Lackierungen bekannt sind, können
durch Einarbeitung der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen in
Kunststoffen problemlos reproduziert werden.
Wie bereits erwähnt, ermöglichen die erfindungsgemäßen Pigmentzu
bereitungen auch die Einfärbung von Kunststoffen mit feinteiligen
Metallpigmenten, so daß zudem das gesamte Spektrum von Metallef
fektlackierungen in Kunststoffen nachgestellt werden kann.
Selbstverständlich können bei der Kunststoffeinfärbung auch Gemi
sche der erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen eingesetzt wer
den. So können z. B. Glanzpigment enthaltende Pigmentzubereitungen
vorteilhaft zusammen mit transparentes Farbpigment enthaltenden
Pigmentzubereitungen in den Kunststoff eingearbeitet werden.
Mit den erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen können Kunststof
formmassen für alle erdenklichen Anwendungsgebiete, z. B. in Form
von Folien, Platten, Profilen, Formteilen, Spritzgußteilen und
Fasern eingefärbt werden.
Vorzugsweise basieren die mit den erfindungsgemäßen Pigmentzube
reitungen eingefärbten Kunststofformmassen auf Acrylharzen, Sty
rolpolymerisaten, Polycarbonaten, Polyestern, Polyamiden, Poly
ethersulfonen, Polysulfonen, Polyvinylchlorid, Polyetherimiden,
Polyetherketonen, Polyphenylensulfiden, Polyphenylenethern oder
deren Mischungen, die jeweils gegebenenfalls Zusatzstoffe enthal
ten können.
Von besonderer Bedeutung ist die Einarbeitung der erfindungsgemä
ßen Pigmentzubereitungen in die farbgebende Schicht von Verbund
schichtplatten, die durch Thermoformen die gewünschten Formkörper
ergeben, und von Verbundschichtfolien, aus denen durch Hinterprä
gen, Hinterspritzen, Hintergießen oder Hinterschäumen die gewünschten
Formteile gebildet werden können oder die zum Kaschie
ren von Formteilen eingesetzt werden können.
Die ebenfalls erfindungsgemäßen Verbundschichtfolien können Drei-
oder Zweischichtsysteme darstellen.
Die erfindungsgemäßen Verbundschichtfolien (häufig auch Hinter
spritzfolien genannt) umfassen dementsprechend im wesentlichen in
dieser Reihenfolge:
- 1. mindestens eine Substratschicht (1), enthaltend ASA-Polymeri sate, ABS-Polymerisate, Polycarbonate, Polyester, Polyamide, Polyetherimide, Polyetherketone, Polyphenylensulfide, Poly phenylenether oder Mischungen dieser Polymere, gewünschten falls eingefärbt mit den erfindungsgemäßen Pigment zubereitungen
- 2. mindestens eine farbgebende Zwischenschicht (2), enthaltend Kunststofformmassen aus Acrylharzen, Styrolpolymeren, Poly carbonaten, Polyestern, Polyamiden, Polyethersulfonen, Poly sulfonen, Polyvinylchorid, Polyurethanen oder deren Mischun gen, eingefärbt mit den erfindungsgemäßen Pigmentzubereitun gen, und
- 3. mindestens eine transluzente oder transparente Deckschicht (3), enthaltend Poly(meth)acrylate, schlagzähe Poly(meth)acrylate, Fluor(co)polymere, ABS-Polymerisate, Po lycarbonate, Polyethylenterephthalat, SAN-Copolymerisate oder deren Mischungen,
oder
- 1. mindestens eine farbgebende Substratschicht (1'), enthaltend ASA-Polymerisate, ABS-Polymerisate, Polycarbonate, Polyester, Polyamide, Polyetherimide, Polyetherketone, Polyphenylsul fide, Polyphenylenether oder deren Mischungen, eingefärbt mit den erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen, und
- 2. mindestens eine transluzente oder transparente Deckschicht (3), enthaltend Poly(meth)acrylate, schlagzähe Poly(meth)acrylate, Fluor(co)polymere, ABS-Polymerisate, Po lycarbonate, Polyethylenterephthalat, SAN-Copolymerisate oder deren Mischungen.
Bevorzugt werden für die Substratschichten (1) bzw. (1') ASA-Po
lymerisate eingesetzt. Unter ASA-Polymerisate werden im allgemei
nen schlagzähmodifizierte Styrol/Acrylnitril-Polymerisate verstanden,
bei denen Pfropfcopolymerisate von vinylaromatischen
Verbindungen, insbesondere Styrol, und Vinylcyaniden, insbeson
dere Acrylnitril, auf Polyalkylacrylatkautschuken (Komponente X)
in einer Copolymermatrix aus insbesondere Styrol und Acrylnitril
(Komponente Y) vorliegen. In einer weiteren bevorzugten Ausfüh
rungsform wird auf Blends aus ASA-Polymerisaten und Polycarbona
ten zurückgegriffen.
Besonders geeignete ASA-Polymerisate setzen sich zusammen aus ei
nem Pfropfcopolymerisat (Komponente X) aus
- 1. 1 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 55 bis 80 Gew.-%, insbeson dere 55 bis 65 Gew.-%, einer teilchenförmigen Pfropfgrund lage (X1) mit einer Glasübergangstemperatur unterhalb von 0°C, bevorzugt kleiner -20°C, besonders bevorzugt kleiner -30°C,
- 2. 1 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 45 Gew.-%, insbeson dere 35 bis 45 Gew.-%, einer Pfropfauflage (X2) aus den Mo nomeren, bezogen auf (X2),
- 3. 40 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise. 65 bis 85 Gew.-%, Einheiten des Styrols, eines substituierten Styrols oder eines (Meth)Acrylsäureesters oder deren Gemische, insbesondere des Styrols und/oder α-Methylstyrols als Komponente (X21) und
- 4. bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 35 Gew.-%, Einheiten des Acrylnitrils oder Methacrylnitrils, insbesondere des Acryl nitrils als Komponente (X22).
Komponente (X1) besteht im wesentlichen aus den Monomeren
- 1. 80 bis 99,99 Gew.-%, vorzugsweise 95 bis 99,9 Gew.-%, min destens eines C1-C8-Alkylesters der Acrylsäure, vorzugs weise n-Butylacrylat und/oder Ethylhexylacrylat, als Kompo nente (X11),
- 2. 0,01 bis 20 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5,0 Gew.-%, minde stens eines polyfunktionellen vernetzenden Monomeren, vor zugsweise Diallylphthalat und/oder Dicyclopentadienylacry lat (DCPA), als Komponente (X12)
Bei den Acrylatkautschuken (X1) handelt es sich vorzugsweise um
Alkylacrylatkautschuke aus einem oder mehreren C1-C8-Alkylacryla
ten, vorzugsweise C4-C8-Alkylacrylaten, wobei bevorzugt mindestens
teilweise Butyl-, Hexyl-, Octyl- und/oder 2-Ethylhexylacrylat,
insbesondere n-Butyl- und/oder 2-Ethylhexylacrylat, verwendet
werden.
Diese Acrylatkautschuke (X1) enthalten bevorzugt 0,01 bis 20 Gew.-%,
vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtge
wicht von X1, an vernetzend wirkenden bi- oder polyfunktionellen
Monomeren (Vernetzungsmonomere). Beispiele hierfür sind Monomere,
die zwei oder mehr zur Copolymerisation befähigte Doppelbindungen
enthalten und die vorzugsweise nicht in 1,3-Stellung konjugiert
sind. Geeignete Vernetzungsmonomere sind beispielsweise Divinyl
benzol, Diallylmaleat, Diallylfumarat, Diallylphthalat, Die
thylphthalat, Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Tricyclode
cenylacrylat, Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Triallylphosphat,
Allylacrylat und Allylmethacrylat. Als besonders günstiges Ver
netzungsmonomer hat sich Dihydrodicyclopentadienylacrylat (DCPA)
erwiesen (vgl. DE-C-12 60 135).
In die Alkylacrylatkautschuke (X1) körnen auch bis zu 30 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht von (X1), "harte" Polymere bildende
Monomere, wie Vinylacetat, (Meth)Acrylnitril, Styrol, substi
tuiertes Styrol, Methylmethacrylat und/oder Vinylether einpolyme
risiert sein.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung dienen als Pfropfgrund
lage (X1) vernetzte Acrylsäureesterpolymerisate mit einer Glas
übergangstemperatur unter 0°C. Die vernetzten Acrylsäureesterpoly
merisate sollen vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur unter
-20°C, insbesondere unter -30°C, besitzen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Pfropfgrundlage
(X1) aus 15 bis 99,9 Gew.-%, insbesondere 70 bis 99,9 Gew.-%,
C1-C8-Alkylestern der Acrylsäure, 0,1 bis 5 Gew.-%, insbesondere
0,1 bis 3 Gew.-%, Vernetzer und 0 bis 49,9 Gew.-%, insbesondere 0
bis 20 Gew.-% eines der angegebenen weiteren Monomere oder Kau
tschuke zusammengesetzt.
Geeignete Monomere zur Bildung der Pfropfauflage (X2) sind als
Komponente (X21) z. B. Styrol, substituierte Styrole wie ein- oder
mehrfach substituierte Alkyl- und/oder Halogenstyrole, z. B. α-Me
thylstyrol, und (Meth)Acrylsäureester wie Methylmethacrylat,
2-Ethylhexylacrylat und n-Butylacrylat, insbesondere Methylmetha
crylat. Als Komponente (X22) kommen Acrylnitril und Methacrylni
tril, insbesondere Acrylnitril in Frage.
Bei der Komponente (X) handelt es sich bevorzugt um Pfropfcopoly
merisate. Die Pfropfcopolymerisate (X) haben im allgemeinen eine
mittlere Teilchengröße d50 von 50 bis 1 000 nm, bevorzugt von 50
bis 800 nm und besonders bevorzugt von 50 bis 600 nm. Bevorzugte
Teilchengrößen der Pfropfgrundlage (X1) liegen im Bereich von 50
bis 350 nm, bevorzugt von 50 bis 300 nm und besonders bevorzugt
von 50 bis 250 nm.
Das Pfropfcopolymerisat (X) kann ein- oder mehrstufig aufgebaut
sein, d. h. der Pfropfkern wird von einer oder mehreren Pfropfhül
len umgeben. Mehrere Pfropfhüllen werden in der Regel durch
schrittweises Pfropfen auf die Kautschukteilchen aufgebracht, wo
bei jede Pfropfhülle eine andere Zusammensetzung haben kann. Zu
sätzlich zu den pfropfenden Monomeren können polyfunktionelle
vernetzende oder reaktive Gruppen enthaltende Monomere mit aufge
pfropft werden (s. a. EP-A-230 282, DE-AS-36 01 419 und
EP-A-269 861).
In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die Komponente (X)
aus einem mehrstufig aufgebauten Pfropfcopolymerisat, wobei die
Pfropfstufen im allgemeinen aus harzbildenden Monomeren herge
stellt sind und eine Glastemperatur Tg oberhalb von 30°C, vorzugs
weise oberhalb von 50°C aufweisen. Der mehrstufige Aufbau dient
unter anderem dazu, eine (Teil)-Verträglichkeit der Kautschuk
teilchen (X) mit der Komponente (Y) zu erzielen.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
ist die Teilchengrößenverteilung der Komponente (X) bimodal, wo
bei in der Regel, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente
(X), 60 bis 90 Gew.-% eine mittlere Teilchengröße von 50 bis
200 nm und 10 bis 40 Gew.-% eine mittlere Teilchengröße von 50
bis 400 nm aufweisen.
Als mittlere Teilchengröße beziehungsweise Teilchengrößenvertei
lung werden die aus der integralen Massenverteilung bestimmten
Größen angegeben. Bei den erfindungsgemäßen mittleren Teilchen
größen handelt es sich in allen Fällen um das Gewichtsmittel der
Teilchengrößen, wie sie mittels einer analytischen Ultrazentri
fuge entsprechend der Methode von W. Scholtan und H. Lange, Kol
loid-Z. und Z.-Polymere 250 (1972), Seiten 782-796, bestimmt wur
den. Die Ultrazentrifugenmessung liefert die integrale Massenver
teilung des Teilchendurchmessers einer Probe. Hieraus läßt sich
entnehmen, wieviel Gewichtsprozent der Teilchen einen Durchmesser
gleich oder kleiner einer bestimmten Größe haben. Der mittlere
Teilchendurchmesser, der auch als d50-Wert der integralen Massen
verteilung bezeichnet wird, wird als der Teilchendurchmesser de
finiert, bei dem 50 Gew.-% der Teilchen einen kleineren Durchmes
ser haben als der Durchmesser, der dem d50-Wert entspricht. Ebenso
haben dann 50 Gew.-% der Teilchen einen größeren Durchmesser als
der d50-Wert. Zur Charakterisierung der Breite der Teilchengrößenverteilung
der Kautschukteilchen werden neben dem d50-Wert (mitt
lerer Teilchendurchmesser) die sich aus der integralen Massenver
teilung ergebenden d10- und d90-Werte herangezogen. Der d10- und
d90-Wert der integralen Massenverteilung sind entsprechend dem
d50-Wert definiert mit dem Unterschied, daß sie auf 10 beziehungs
weise 90 Gew.-% der Teilchen bezogen sind. Der Quotient (d90-
d10)/d50 stellt ein Maß für die Verteilungsbreite der Teilchen
größe dar. Je kleiner Q ist, desto enger ist die Verteilung.
Pfropfcopolymerisate (X) können mittels Emulsions-, Lösungs-,
Masse- oder Suspensionspolymerisation hergestellt werden. Bevor
zugt ist die radikalische Emulsionspolymerisation, bei der in Ge
genwart von Latices der Komponente (X1) bei Temperaturen bis 90°C
unter Verwendung wasserlöslicher oder öllöslicher Initiatoren wie
Peroxodisulfat oder Benzylperoxid oder mit Hilfe von Redoxinitia
toren die Monomere (X21) und (X22) aufgepfropft werden. Redoxini
tiatoren können auch für Polymerisationen unterhalb von 20°C ein
gesetzt werden.
Geeignete Emulsionspolymerisationsverfahren sind z. B. beschrieben
in den DE-A-28 26 925, DE-A-31 49 358 und in der DE-C-12 60 135.
Der Pfropfhüllenaufbau mittels Emulsionspolymerisation findet
sich auch in den DE-A-32 27 555, DE-A-31 49 357, DE-A-31 49 358
und DE-A-34 14 118 beschrieben. Die Teilchengröße der Komponente
(X) läßt sich bevorzugt nach den in der DE-C-12 60 135,
DE-A-28 26 925 und in Applied Polymer Science, Band 9 (1965),
Seite 2929, offenbarten Verfahren einstellen, insbesondere auch
auf Werte im Bereich von 50 bis 1 000 nm. Polymerisate mit unter
schiedlichen Teilchengrößenverteilungen sind beispielsweise gemäß
DE-A-28 26 925 und US-A-5 196 480 herstellbar.
Zum Beispiel kann gemäß dem in der DE--C-12 60 135 beschriebenen
Verfahren zunächst die Pfropfgrundlage (X1) erhalten werden, in
dem man C1-C8-Alkylester der Acrylsäure und Vernetzungsmonomere,
gegebenenfalls zusammen mit weiteren Comonomeren, in wäßriger
Emulsion in an sich bekannter Weise bei Temperaturen von 20 bis
100°C, vorzugsweise von 50 bis 80°C, polymerisiert. Es können die
üblichen Emulgatoren, wie Alkalisalze von Alkyl- oder Alkylaryl
sulfonsäuren, Alkylsulfate, Fettalkoholsulfonate, Salze höherer
Fettsäuren mit 10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder Harzseifen, ver
wendet werden. Vorzugsweise verwendet man Natriumsalze von Alkyl
sulfonaten oder Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoffatomen. Gemäß
einer Ausführungsform werden die Emulgatoren in Mengen von 0,5
bis 5 Gew.-%, insbesondere von 1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die
bei der Herstellung der Pfropfgrundlage (X1) eingesetzten Monome
ren, zugegeben. Im allgemeinen wird bei einem Gewichtsverhältnis
von Wasser zu Monomeren von 2 : 1 bis 0,7 : 1 gearbeitet. Als Po
lymerisationsinitiatoren dienen insbesondere die gebräuchlichen
Persulfate, beispielsweise Kaliumpersulfat. Es können jedoch auch
Redoxsysteme zum Einsatz gelangen. Die Initiatoren werden im all
gemeinen in Mengen von 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf die bei der
Herstellung der Pfropfgrundlage (X1) eingesetzten Monomeren, zu
gegeben. Als weitere Polymerisationshilfsstoffe können übliche
Puffersubstanzen, wie Natriumbicarbonat oder Natriumpyrophosphat,
mit deren Hilfe pH-Werte von vorzugsweise 6 bis 9 eingestellt
werden, sowie 0 bis 3 Gew.-% eines Molekulargewichtsreglers, wie
Mercaptane, Terpinole oder dimeres α-Methylstyrol, mitverwendet
werden.
Der erhaltene Latex aus vernetztem Acrylsäureesterpolymerisat
wird gemäß einer Ausführungsform der Erfindung mit einem Monome
rengemisch aus einer vinylaromatischen Verbindung (Komponente
(X21)), z. B. Styrol, und einem Vinylcyanid (Komponente (X22)),
z. B. Acrylnitril, gepfropft, wobei dass Gewichtsverhältnis von
z. B. Styrol zu Acrylnitril in dem Monomerengemisch im Bereich von
100 : 0 bis 40 : 60, vorzugsweise im Bereich von 65 : 35 bis
85 : 15, liegt. Vorteilhafterweise führt man diese Pfropfcopoly
merisation wieder in wäßriger Emulsion unter den üblichen, vor
stehend beschriebenen Bedingungen durch. Die Pfropfcopolymerisa
tion kann zweckmäßig im gleichen System erfolgen wie die Emul
sionspolymerisation zur Herstellung der Pfropfgrundlage (X1), wo
bei, falls notwendig, weiterer Emulgator und/oder Initiator zuzu
geben wird. Das Monomerengemisch aus Styrol und Acrylnitril kann
dem Reaktionsgemisch auf einmal, absatzweise in mehreren Stufen
oder vorzugsweise kontinuierlich während der Polymerisation zuge
geben werden. Die Pfropfcopolymerisation dieses Gemisches in Ge
genwart des vernetzten Acrylsäureesterpolymerisats wird bevorzugt
so geführt, daß ein Pfropfgrad von 1 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise
20 bis 45 Gew.-%, insbesondere 35 bis 45 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der Komponente (X), im Pfropfcopolymerisat (X) re
sultiert. Da die Pfropfausbeute bei der Pfropfcopolymerisation in
der Regel nicht 100% beträgt, wird häufig eine etwas größere
Menge des Monomerengemisches aus Styrol und Acrylnitril bei der
Pfropfcopolymerisation eingesetzt, als es dem gewünschten Pfropf
grad entspricht. Die Steuerung der Pfropfausbeute bei der Pfropf
copolymerisation und somit des Pfropfgrades des fertigen Pfropf
copolymerisats (X) ist dem Fachmann geläufig und kann beispiels
weise unter anderem durch die Dosiergeschwindigkeit der Monomeren
oder durch Reglerzugabe erfolgen (Chauvel, Daniel, ACS Polymer
Preprints 15 (1974), Seite 329 ff.). Bei der Emulsionspfropfcopo
lymerisation entstehen im allgemeinen etwa 5 bis 15 Gew.-%, bezo
gen auf das Pfropfcopolymerisat (X), an freiem, d. h. ungepfropf
tem Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat. Der Anteil des Pfropfcopolymerisats
(X) in dem bei der Pfropfcopolymerisation erhaltenen
Polymerisationsprodukt wird nach der oben angegebenen Methode er
mittelt.
Bei der Herstellung der Pfropfcopolymerisate (X) nach dem Emul
sionsverfahren sind neben den gegebenen verfahrenstechnischen
Vorteilen auch reproduzierbare Teilchengrößenveränderungen mög
lich, beispielsweise durch zumindest teilweise Agglomeration der
Teilchen zu größeren Teilchen. Dies bedeutet, daß in den Pfropf
copolymerisaten (X) auch Polymere mit unterschiedlichen Teilchen
größen vorliegen können.
Komponente (Y) ist ein Copolymerisat, das im wesentlichen
- 1. 40 bis 100 Gew.-%, vorzugsweise 60 bis 85 Gew.-%, Einheiten des Styrols, eines substituierten Styrols oder eines (Meth)Acrylsäureesters oder deren Gemische, insbesondere des Styrols und/oder α-Methylstyrols als Komponente (Y1),
- 2. bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 15 bis 40 Gew.-%, Einheiten des Acrylnitrils oder Methacrylnitrils, insbesondere des Acrylni trils als Komponente (Y2)
enthält.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsfarm der Erfindung beträgt die
Viskositätszahl der Komponente (Y) 50 bis 90, vorzugsweise 60 bis
80, bestimmt nach DIN 53 726 an einer 0,5 gew.-%igen Lösung in
Dimethylformamid.
Vorzugsweise ist Komponente (Y) ein amorphes Polymerisat, wie es
z. B. vorstehend als Pfropfauflage (X2) beschrieben ist. Gemäß ei
ner Ausführungsform der Erfindung wird als Komponente (Y) ein Co
polymerisat von Styrol und/oder α-Methylstyrol mit Acrylnitril
verwendet. Der Acrylnitrilgehalt in diesen Copolymerisaten der
Komponente (Y) beträgt im allgemeinen 0 bis 60 Gew.-%, vorzugs
weise 15 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kompo
nente B. Zur Komponente (Y) zählen auch die bei der Pfropfcopoly
merisation zur Herstellung der Komponente (X) entstehenden
freien, nicht gepfropften Copolymerisate aus vinylaromatischen
Verbindungen und Vinylcyaniden, z. B. Styrol/Acrylnitril-Copolyme
risate. Je nach den bei der Pfropfcopolymerisation für die Her
stellung des Pfropfcopolymerisats (X) gewählten Bedingungen kann
es möglich sein, daß bei der Pfropfcopolymerisation schon ein
hinreichender Anteil an Komponente (Y) gebildet worden ist. Im
allgemeinen ist es jedoch erforderlich, die bei der Pfropfcopoly
merisation erhaltenen Produkte mit zusätzlicher, separat hergestellter
Komponente (Y) abzumischen. Die Komponenten (X2) und (Y)
brauchen in ihrer Zusammensetzung selbstverständlich nicht über
einzustimmen.
Bei dieser zusätzlichen, separat hergestellten Komponente (Y)
handelt es sich vorzugsweise um ein Styrol/Acrylnitril-Copolyme
risat, ein α-Methylstyrol/Acrylnitril-Copolymerisat oder ein
α-Methylstyrol/Styrol/Acrylnitril-Terpolymerisat. Diese Copolyme
risate können einzeln oder auch als Gemisch für die Komponente
(Y) eingesetzt werden, so daß es sich bei der zusätzlichen, sepa
rat hergestellten Komponente (Y) beispielsweise um ein Gemisch
aus einem Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat und einem α-Methylsty
rol/Acrylnitril-Copolymerisat handeln kann. Für den. Fall, daß die
Komponente (Y) aus einem Gemisch aus einem Styrol/Acrylnitril-Co
polymerisat und einem α-Methylstyrol/Acrylnitril-Copolymerisat
besteht, sollten die Acrylnitrilgehalte der beiden Copolymerisate
bevorzugt um nicht mehr als 10 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr
als 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Copolymerisats,
voneinander abweichen. Die Komponente (Y) kann jedoch auch nur
aus einem einzigen Copolymerisat aus vinylaromatischen Verbindun
gen und Vinylcyaniden bestehen, wenn sowohl bei den Pfropfcopoly
merisationen zur Herstellung der Komponente (X) als auch bei der
Herstellung der zusätzlichen, separat hergestellten Komponente
(Y) von dem gleichen Monomergemisch ausgegangen wird.
Die zusätzliche, separat hergestellte Komponente (Y) kann nach
den herkömmlichen Verfahren erhalten werden. So kann gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung die Copolymerisation von z. B. Sty
rol und/oder α-Methylstyrol mit Acrylnitril in Masse, Lösung,
Suspension oder wäßriger Emulsion durchgeführt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform enthält die Substratschicht
(1) bzw. (1') neben den Komponenten X und Y als zusätzliche Kom
ponente Polycarbonate (Komponente Z) sowie gegebenenfalls weitere
Zusatzstoffe, wie im folgenden beschrieben.
Geeignete Polycarbonate, worunter auch Copolycarbonate fallen,
sind bereits vorstehend beschrieben worden.
Der Zusatz von Polycarbonaten führt unter anderem zu höherer
Thermostabilität und verbesserter Rißbeständigkeit der Verbund
schichtfolien.
Das Mischen der Komponenten (X) und (Y) sowie gegebenenfalls (Z)
kann in jeder beliebigen Weise nach allen bekannten Methoden er
folgen. Wenn die Komponenten (X) und (Y) beispielsweise durch
Emulsionspolymerisation hergestellt worden sind, ist es möglich,
die erhaltenen Polymerdispersionen miteinander zu vermischen, da
raufhin die Polymerisate gemeinsam auszufällen und das Polymeri
satgemisch aufzuarbeiten. Vorzugsweise erfolgt jedoch das Abmi
schen der Komponenten (X) und (Y) durch gemeinsames Extrudieren,
Kneten oder Verwalzen der Komponenten, bevorzugt bei Temperaturen
im Bereich von 180 bis 400°C, wobei die Komponenten, sofern erfor
derlich, zuvor aus der bei der Polymerisation erhaltenen Lösung
oder wäßrigen Dispersion isoliert worden sind. Die in wäßriger
Dispersion erhaltenen Produkte der Pfropfcopolymerisation (Kompo
nente X) können auch nur teilweise entwässert und als feuchte
Krümel mit der Komponente (Y) vermischt werden, wobei dann wäh
rend des Vermischens die vollständige Trocknung der Pfropfcopoly
merisate erfolgt.
Es kann vorteilhaft sein, einzelne Komponenten vorzumischen. Auch
das Mischen der Komponenten in Lösung und Entfernen der Lösungs
mittel ist möglich. Bevorzugt sind organische Lösungsmittel, bei
spielsweise Chlorbenzol, Gemische aus Chlorbenzol und Methylench
lorid oder Gemische aus Chlorbenzol oder aromatischen Kohlenwas
serstoffen, z. B. Toluol. Das Eindampfen der Lösungsmittelgemische
kann beispielsweise in Eindampfextrudern erfolgen. Die Komponen
ten können sowohl gemeinsam als auch getrennt und gegebenenfalls
nacheinander eindosiert werden.
Die Substratschicht (1) bzw. (1') aus den Komponenten (X), (Y)
und gegebenenfalls (Z) kann ferner als weitere Zusatzstoffe sol
che Verbindungen enthalten, die für die beschriebenen (Co)Polyme
risate wie Polycarbonate, SAN-Polymerisate oder ASA-Polymerisate
sowie deren Mischungen typisch und gebräuchlich sind. Als Zusatz
stoffe seien beispielsweise genannt: Antistatika, Antioxidantien,
optische Aufheller, Stabilisatoren zur Verbesserung der Thermo
stabilität, zur Erhöhung der Lichtstabilität, zum Anheben der Hy
drolysebeständigkeit und der Chemikalienbeständigkeit, Mittel ge
gen die Wärmezersetzung und insbesondere die Schmier-/Gleitmit
tel, die für die Herstellung von Formteilen zweckmäßig sind. Das
Eindosieren dieser weiteren Zusatzstoffe kann in jedem Stadium
des Herstellungsprozesses erfolgen, vorzugsweise jedoch zu einem
frühen Zeitpunkt, um frühzeitig die Stabilisierungseffekte (oder
anderen speziellen Effekte) des Zusatzstoffes auszunutzen.
Geeignete Wärmestabilisatoren bzw. Oxidationsverzögerer sind
üblicherweise Metallhalogenide (Chloride, Bromide, lodide), die
sich von Metallen der Gruppe I des Periodensystems der Elemente
ableiten (wie Li, Na und K).
Geeignete Stabilisatoren sind insbesondere die üblichen gehinder
ten Phenole, z. B. 2,6-disubstituierte Phenole wie Bis(2,6-tert.-
butyl)-4-methylphenol (BHT), 4-Methoxymethyl--2,6-di-tert.-butylphenol,
2,6-Di-tert.-butyl-4-hydroxymethylphenol, 2,2-Bis(4-hy
droxyphenyl)propan, 4,4'-Dihydroxybiphenyl und Bis(2,6-me
thyl)-4-methylphenol, wobei Bis(2,6-(C1-C10-alkyl)-4-(C1-C10-al
kyl)phenole bevorzugt sind. Geeignet sind auch Vitamin E und ana
log aufgebaute Verbindungen. Des weiteren sind auch die sogenann
ten HALS-Stabilisatoren (Hindered Amine Light Stabilizers), wie
Tetraalkylpiperidin-N-oxyverbindungen, Benzophenone, Resorcine,
Salicylate und Benzotriazole wie Tinuvin®P (2-(2H-Benzotria
zol-2-yl)-4-methylphenol), geeignet. Diese werden üblicherweise
in Mengen von bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch,
verwendet.
Geeignete Gleit- und Entformungsmittel sind z. B. Stearinsäuren,
Stearylalkohol, Stearinsäureester bzw. allgemein höhere Fettsäu
ren, deren Derivate und entsprechende Fettsäuregemische mit 12
bis 30 Kohlenstoffatomen. Die Mengen dieser Zusätze liegen im Be
reich von 0,05 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch.
Auch Siliconöle, oligomeres Isobutylen oder ähnliche Stoffe kom
men als Zusatzstoffe in Frage. Die üblichen Mengen betragen 0,05
bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgemisch.
Verarbeitungshilfsmittel, z. B. Schmiermittel, und Stabilisatoren,
wie UV-Stabilisatoren, sowie Antistatika werden üblicherweise zu
sammen in Mengen von 0,01 bis 5 Gew.-% eingesetzt.
Anstelle von ASA-Polymerisaten bzw. deren Blends mit Polycarbona
ten oder auch zusätzlich zu diesen kann die Substratschicht (1)
bzw. (1') auch ABS-Polymerisate (hierbei handelt es sich u. a. um
schlagzähmodifizierte Styrol/Acrylnitril-Polymerisate, bei denen
Pfropfcopolymerisate von Styrol und Acrylnitril auf Polybutadien
kautschuken in einer Copolymermatrix aus Styrol und Acrylnitril
vorliegen), Polyester wie Polybutylenterephthalat (PBT) oder Po
lyethylenterephthalat (PET), Polyamide, Polyetherimide (PEI), Po
lyetherketone (PEK), Polyphenylensulfide (PPS), Polyphenylenether
oder Blends dieser Polymere enthalten. Die vorgenannten Polymer
werkstoffe sind im allgemeinen bekannt, beispielsweise aus H. Do
mininghaus, Die Kunststoffe und ihre Eigenschaften, VDI-Verlag,
Düsseldorf (1992).
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Substratschicht (1)
bzw. (1') aus einer Formmasse aus den Komponente (X), (Y) und ge
gebenenfalls (Z), aus ABS-Polymerisaten, Polycarbonaten, Polybu
tylenterephthalaten, Polyethylenterephthalaten, Polyamiden oder
Blends der vorgenannten Formmassen gebildet. Besonders bevorzugt
enthält die Substratschicht (1) eine Formmasse aus den Komponen
ten (X), (Y) und gegebenenfalls (Z) aus ABS. Polycarbonat oder
Polybutylenterephthalat. Sie kann auch im wesentlichen oder voll
ständig aus diesen Polymeren bestehen.
Die Schichtdicke der Substratschicht (1) bzw. (1') beträgt vor
zugsweise 100 bis 2 000 µm, insbesondere 150 bis 1 500 µm und be
sonders bevorzugt 200 bis 1 000 µm.
Für die Deckschicht (3) der Verbundschichtfolien wird üblicher
weise auf Poly(meth)acrylatpolymerisate zurückgegriffen. Beson
ders geeignet sind Polymethylmethacrylate (PMMA) als Deckschicht
material, z. B. wie in der EP-A-255 500 beschrieben. PMMA mit
mittleren Molekulargewichten im Bereich von 40 000 bis
100 000 g/mol ist bevorzugt. Geeignete PMMA-Formmassen sind z. B.
Produkte, die unter der Handelsmarke Lucryl® (BASF AG) erhältlich
sind.
Die Deckschicht (3) ist in der Regel transluzent, bevorzugt
transparent. Anstelle von Poly(meth)acrylatpolymerisaten oder zu
sammen mit diesen können auch schlagzähe Poly(meth)acrylate, ins
besondere schlagzähes Polymethylmethacrylat, Fluor(co)polymere,
wie Polyvinylidenfluorid (PVDF), ABS-Polymerisate, Polycarbonate,
Polyethylenterephthalat oder SAN-Copotymerisate, eingesetzt wer
den. Insbesondere enthält die Deckschicht Polymethylmethacrylat,
schlagzähes Polymethylmethacrylat oder Polycarbonate, bevorzugt
Polymethylmethacrylat, schlagzähes Polymethylmethacrylat, PVDF
oder deren Mischungen. Die Polymere bzw. deren Mischungen werden
in der Regel so gewählt, daß sie zu einer transparenten Deck
schicht führen.
Geeignete Fluor(co)polymere werden aus olefinisch ungesättigten
Monomeren bzw. Comonomeren gebildet, bei denen mindestens ein
sp2-Kohlenstoffatom mit mindestens einem Fluoratom kovalent ver
knüpft ist. Unter diese (Co)Monomere fallen z. B. Chlortrifluore
then, Fluorvinylsulfonsäure, Hexafluorisobuten, Hexafluorpropen,
Perfluorvinylmethylether, Tetrafluorethen, Vinylfluorid sowie
insbesondere Vinylidenfluorid. Das gewichtsmittlere Molekularge
wicht der Fluor(co)polymere liegt üblicherweise im Bereich von
50 000 bis 300 000, bevorzugt im Bereich von 100 000 bis
200 000 g/mol. Es können auch Mischungen aus Fluor(co)polymeren
und Poly(meth)acrylaten eingesetzt werden. Bevorzugt sind
Mischungen aus Polyvinylidenfluorid (PVDF) und Polymethylmetha
crylat. Der Anteil an PVDF liegt in diesen Mischungen vorteilhaf
terweise im Bereich von 40 bis 80 Gew.-%, bevorzugt von 55 bis
75 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung.
Des weiteren kann sich eine Haftschicht aus bzw. enthaltend einen
Haftvermittler mit einer Schichtdicke von 5 bis 400 µm an die äu
ßere Fläche der Substratschicht (1) anschließen. Der Haftvermitt
ler dient dazu, eine feste Verbindung mit einem gewählten Sub
strat herzustellen, das unter die Substratschicht zu liegen kommt
(beispielsweise durch Hinterspritzen). Die Haftschicht wird dann
verwendet, wenn die Haftung dieses weiteren Substrats mit der
Substratschicht unzureichend ist (beispielsweise bei Polyolefin
substraten). Geeignete Haftvermittler sind dem Fachmann bekannt.
Beispiele für geeignete Haftvermittler sind Ethylen-Vinylacetat-
Copolymere zur Kopplung an Polyethylen und Maleinsäureanhydrid
gepfropfte Polypropylene zur Kopplung an Polypropylen. In beiden
Fällen wird nach gängiger Meinung die Haftung durch das Einbrin
gen polarer Gruppen in die unpolaren Polyolefine erreicht.
Für die Zwischenschicht (2) der Verbundschichtfolie wird bevor
zugt auf Kunststofformmassen aus einem oder mehreren thermopla
stischen und/oder duroplastischen Kunststoffen, gegebenenfalls
mit weiteren Zusatzstoffen und/oder Additiven, und einer erfin
dungsgemäßen Pigmentzubereitung, zurückgegriffen. Geeignete ther
moplastische Kunststoffe sind z. B. die Polyalkyl- und/oder -ary
lester der (Meth)Acrylsäure, Poly(meth)acrylamide oder
Poly(meth)acrylnitril, auch Acrylharze genannt, des weiteren Sty
rolpolymere wie ABS-Polymerisate, Styrol/Acrylnitril-Polymerisate
(SAN) oder ASA-Polymerisate, Polycarbonate, Polyester, z. B. Poly
ethylen- oder Polybutylenterephthalat, Polyamide, insbesondere
amorphes Polyamid, z. B. Polyamid 12, Polyethersulfone, Polysul
fone oder Polyvinylchorid. Auch Blends der vorstehenden (Co)Poly
merisate sind grundsätzlich geeignet, z. B. Mischungen aus ASA-Po
lymerisaten und Polycarbonaten, wie vorstehend für die Substrat
schicht (1) beschrieben. Geeignete duroplastische Kunststoffe
stellen z. B. Polyurethane, also beispielsweise die sogenannten
Polyesterschaumstoffe und insbesondere Polyetherschaumstoffe,
dar. Diese Verbindungsklasse ist dm Fachmann hinlänglich bekannt
und findet sich u. a. im Kunststoff-Handbuch, Band 7, Polyure
thane, Hrsg. G. Oertel, 2. Aufl., Carl Hanser Verlag, München,
1983, insbesondere auf den Seiten 170-246 beschrieben. Bevorzugt
wird auf Acrylharze und/oder Styrolpolymere zurückgegriffen.
Geeignete Acrylharze, Styrolpolymerisate, Polycarbonate, Poly
ester, Polyamide, Polyethersulfone, Polysulfone oder Vinylpoly
mere sowie Polyurethane finden sich vorgehend beschrieben.
Die Zwischenschicht (2) ist bevorzugt aus schlagzähem Polymethyl
methacrylaten (PMMA), Polycarbonaten oder den vorstehend für die
Substratschicht (1) beschriebenen ASA-Polymerisaten oder deren
Blends mit Polycarbonaten aufgebaut.
Die in den erfindungsgemäßen Pigmentzubereitungen vorliegenden
thermoplastischen Kunststoffe (B) können, müssen aber nicht mit
den Formmassen, die die Zwischenschicht (2) bilden, übereinstim
men; allerdings sollten sie zumindest teilverträglich mit diesen
sein, d. h. keine Entmischungsphänomene zeigen.
Die Schichtdicke der Zwischenschicht (2) liegt im allgemeinen im
Bereich von 10 bis 1 000 µm, bevorzugt von 50 bis 500 µm und be
sonders bevorzugt von 100 bis 400 µm.
In einer weiteren Ausführungsform ist zusätzlich zur Zwischen
schicht auch die Substratschicht mit einer erfindungsgemäßen Pig
mentzubereitung eingefärbt. Des weiteren kann in einem Verbundsy
stem aus Substrat-, Zwischen- und Deckschicht auch nur die Sub
stratschicht eingefärbt vorliegen.
Verbundschichtfolien aus einer Substratschicht (1), einer Zwi
schenschicht (2), einer Deckschicht (3) und gegebenenfalls einer
Haftschicht (0) weisen üblicherweise die folgenden Schichtdicken
auf:
Substratschicht (1): 100 bis 2 000, im, bevorzugt 150 bis 1 500 µm und besonders bevorzugt 200 bis 1 000 µm,
Zwischenschicht (2): 10 bis 1 000 µm, bevorzugt 50 bis 500 µm, be sonders bevorzugt 70 bis 400 µm und insbesondere 100 bis 300 µm,
Deckschicht (3): 20 bis 300 µm, bevorzugt 50 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm sowie
Haftschicht (0): 5 bis 400 µm, bevorzugt 10 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm.
Substratschicht (1): 100 bis 2 000, im, bevorzugt 150 bis 1 500 µm und besonders bevorzugt 200 bis 1 000 µm,
Zwischenschicht (2): 10 bis 1 000 µm, bevorzugt 50 bis 500 µm, be sonders bevorzugt 70 bis 400 µm und insbesondere 100 bis 300 µm,
Deckschicht (3): 20 bis 300 µm, bevorzugt 50 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm sowie
Haftschicht (0): 5 bis 400 µm, bevorzugt 10 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm.
Die Gesamtdicke dieser Verbundschichtfolie beträgt üblicherweise
150 bis 2 000 µm, bevorzugt 250 bis 1 500 µm und besonders bevor
zugt 200 bis 1 000 µm.
Verbundschichtfolien aus einer farbgebenden Substratschicht (1'),
einer Deckschicht (3) und gegebenenfalls einer Haftschicht (0)
weisen üblicherweise die folgenden Schichtdicken auf:
Substratschicht (1'): 100 bis 2 000 µm, bevorzugt 150 bis 1 500 µm und besonders bevorzugt 200 bis 1 000 µm,
Deckschicht (3): 20 bis 300 µm, bevorzugt 50 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm sowie
Haftschicht (0): 5 bis 400 µm, bevorzugt 10 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm.
Substratschicht (1'): 100 bis 2 000 µm, bevorzugt 150 bis 1 500 µm und besonders bevorzugt 200 bis 1 000 µm,
Deckschicht (3): 20 bis 300 µm, bevorzugt 50 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm sowie
Haftschicht (0): 5 bis 400 µm, bevorzugt 10 bis 200 µm und beson ders bevorzugt 50 bis 100 µm.
Die Gesamtdicke dieser Verbundschichtfolie beträgt üblicherweise
120 bis 2 000 µm, bevorzugt 250 bis 1 500 µm und besonders bevor
zugt 200 bis 1000 µm.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Verbundschichtfolien kann
in einem einstufigen Prozeß durch Coextrusion der die einzelnen
Schichten bildenden Kunststoffe und Zusatzstoffe erfolgen, wobei
sowohl Adapter- als auch Düsencoextrusionsverfahren geeignet
sind. Die Komponenten jeder Schicht werden dabei in einem eigenen
Extruder homogenisiert und fließfähig gemacht, und die Schmelz
ströme werden dann über spezielle Vorrichtungen (z. B. in einem
Feedblock) in der für das Verbundschichtsystem gewünschten
Schichtabfolge aufeinandergelegt und durch eine Breitschlitzdüse
coextrudiert. Weitere Einzelheiten sind in der EP-A-847 852 und
der älteren deutschen Patentanmeldung 199 28 774.0 sowie der dort
genannten Literatur beschrieben.
Selbstverständlich können die Verbundschichtfolien auch so herge
stellt werden, indem die einzelnen Schichten getrennt extrudiert
werden und anschließend durch Kaschieren zu einer Verbundschicht
folie zusammengefügt werden.
Die erfindungsgemäßen Verbundschichtfolien können vorteilhaft zur
Herstellung der ebenfalls erfindungsgemäßen Kunststofformteile
verwendet werden, indem sie von der Substratschicht. (1) bzw. (1')
bzw. der Haftschicht (0) aus nach bekannten Verfahren mit dem
Kunststofformmaterial hinterprägt, hinterspritzt, hintergossen
oder hinterschäumt werden.
Dabei können die erfindungsgemäßen Verbundschichtfolien durch
Thermoformen vorgeformt bzw. verstreckt werden, wobei die dem
Fachmann bekannten Positiv- und Negativ-Thermoformverfahren ein
gesetzt werden können. Da der Glanz bzw. die Oberflächenqualität
der erfindungsgemäßen Verbundschichtfolien bei hohen Verstrec
kungsverhältnissen, beispielsweise bis zu 1 : 5, nicht mit der Ver
streckung abnimmt, sind die Thermoformverfahren nahezu keinen für
die Praxis relevanten Beschränkungen in bezug auf die mögliche
Verstreckung ausgesetzt.
Die Herstellung von hinterspritzten Kunststofformteilen umfaßt
dementsprechend vorzugsweise die folgenden Schritte:
- 1. Herstellen der Verbundschichtfolie mittels Adapter- oder Dü sencoextrusion von Substratschicht, gegebenenfalls Zwischen schicht sowie Deckschicht in einem einstufigen Prozeß oder
- 2. Herstellen der Einzelfolien über Extrusion oder Kalandrierung und anschließend deren Laminierung zu der Verbundschichtfo lie,
- 3. gegebenenfalls Thermoformen der in Schritt a) erhaltenen Ver bundschichtfolie in einem Formwerkzeug und
- 4. Hinterspritzen der Verbundschichtfolie mit einem vorzugsweise faserverstärkten Kunststoffmaterial.
Bevorzugte Kunststoffmaterialien sind hierbei thermoplastische
Formmassen auf der Basis von ASA- oder ABS-Polymerisaten, SAN-Po
lymerisaten, Polyethersulfonen, Polybutylenterephthalat, Polypro
pylen (PP) oder Polyethylen (PE) sowie Blends aus ASA-Polymerisa
ten mit Polycarbonaten oder ASA-Polymerisaten mit Polybutylente
rephthalat sowie Blends aus Polycarbonaten mit Polybutylentereph
thalat eingesetzt, wobei es sich bei Verwendung von PE und/oder
PP anbietet, die Substratschicht (1) zuvor mit einer Haftschicht
(0) zu versehen. Besonders bevorzugt sind amorphe Thermoplasten
bzw. deren Blends. Ganz besonders bevorzugt sind ABS-Polymeri
sate.
Aufgrund seiner Dämpfungseigenschaften ist faserverstärktes Poly
urethan (Halbhartschaumsysteme) ebenfalls als Kunststoffmaterial
geeignet.
Die Kunststoffmaterialien weisen vorzugsweise Fasern in einer
Menge von 5 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 7 bis 25 Gew.-%, insbeson
dere 10 bis 20 Gew.-% auf. Als Fasern kommen Naturfasern wie
Flachs, Hanf, Jute, Sisal, Ramie oder Carnaf zum Einsatz. Bevor
zugt sind Kohlenstoff- und Glasfasern.
Die verwendeten Glasfasern können aus E-, A- oder C-Glas sein und
sind vorzugsweise mit einer Schlichte und einem Haftvermittler
ausgerüstet. Ihr Durchmesser liegt im allgemeinen bei 6 und
20 µm. Es können sowohl Endlosfasern (rovings) als auch Schnitt
glasfasern (staple) mit einer Länge von 1 bis 15 mm, vorzugsweise
5 bis 10 mm, eingesetzt werden. Geeignete Schlichten setzen sich
z. B. zusammen aus ungesättigten Polyesterharzen, sind dem Fach
mann im übrigen bekannt und können auch kommerziell erhalten wer
den (z. B. Cratec® (OCF)).
Die erfindungsgemäßen Kunststofformteile können im Kraftfahrzeug
bereich, insbesondere als Kraftfahrzeugkarosserieinnen- und/oder
-außenteile zum Einsatz kommen, z. B. als kleinere Kraftfahrzeug
karosserieaußenteile, wie Spiegel oder Verblendungen, oder als
großflächige Karosserieaußenteile wie Kotflügel, Hauben, Abdec
kungen, Spoiler, Türen, Stoßstangen oder Stoßfänger, des weiteren
als Gehäuse von Haushalts- und Elektrogeräten, als Batterieträ
ger, Fassadenverkleidungen, Fußbodenbeläge, Handy-Gehäuse oder
Sitzschalen.
Die erfindungsgemäßen Verbundschichtfolien bzw. die mittels Hin
terspritzen, Hinterprägen, Hinterschäumen oder Hintergießen da
raus erhaltenen Kunststofformteile zeichnen sich durch einen sehr
hohen, seidigen Glanz aus der Tiefe aus. Sie sind insbesondere im
Bewitterungstest hinsichtlich Bewitterungsstabilität und Farbkon
stanz konventionell eingefärbten Kunststoffverbundsystemen über
legen und im Vergleich mit herkömmlichen Metallackierungen minde
stens gleichwertig. Außerdem läßt sich die Farbe dieser Formteile
unproblematisch mit der Farbe lackierter Metallflächen in Über
einstimmung bringen, so daß ein Einsatz in der Serienproduktion
möglich ist.
In eine Lösung von 300 g eines handelsüblichen Polymethylmetha
crylats (Lucryl KR 2006/l, BASF) in 11 Aceton wurden 100 g eines
blausilbernen, mit Ammoniak reduzierten, TiO2-Glimmerpigments
(mittlerer Teilchendurchmesser (d50) 21 µm; Paliocrom Blausilber
L6000, BASF) schonend unter Verwendung eines Flügelrührers einge
rührt.
Die erhaltene Pigmentdispersion wurde anschließend in einem Wir
belschichttrockner (Durchmesser des Wirbelboden 150 mm, zylin
drische Höhe 500 mm) auf 1,6 kg PMMA-Stranggranulat (Länge etwa
3 mm, Dicke 1 bis 3 mm, mittleres Gewicht pro Granulatteilchen
0,015 g), das mit 70 m3/h auf 70°C erhitzter Luft fluidisiert
wurde, in 2 h (0,7 kg/h) aufgedüst.
Es wurden 1992 g einer 5 gew.-%igen Pigmentzubereitung in Form
eines rieselfähigen, abriebfesten Granulats mit einem Durchmesser
von 2 bis 4 mm erhalten.
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurden 100 g eines
kupferfarbenen, mit Aluminium und Mangan dotierten, plättchenför
migen α-Eisen(III)oxidpigments (mittlerer Teilchendurchmesser
(d50) 18 µm; Paliocrom Kupfer L3000, BASF) eingesetzt.
Es wurden 1994 g einer 5 gew.-%igen Pigmentzubereitung in Form
eines rieselfähigen, abriebfesten Granulats mit einem Durchmesser
von 2 bis 4 mm erhalten.
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurden 100 g eines
Fe2O3-beschichteten Aluminiumpigments (mittlerer Teilchendurchmes
ser (d50) 20 µm; Paliocrom Orange L2800, BASF) eingesetzt.
Es wurden 1993 g einer 5 gew.-%igen Pigmentzubereitung in Form
eines rieselfähigen, abriebfesten Granulats mit einem Durchmesser
von 2 bis 4 mm erhalten.
Es wurde analog Beispiel 1 vorgegangen, jedoch wurden 100 g Alu
miniumplättchen (mittlerer Teilchendurchmesser 10 bis 12 µm;
Stapa Hydrolux® 2192; Eckart) eingesetzt.
Es wurden 1984 g einer 5 gew.-%igen Pigmentzubereitung in Form
eines rieselfähigen, abriebfesten Granulats mit einem Durchmesser
von 2 bis 4 mm erhalten.
In eine Lösung von 1500 g des PMMA aus Beispiel 1 in 5 l Aceton
wurden 500 g Aluminiumplättchen (mittlerer Teilchendurchmesser
(d50) 17 µm; Stapa Hydrolux 8154; Eckart) schonend unter Verwendung
eines Flügelrührers eingerührt. Dieser Ansatz wurde neunmal re
produziert.
Die insgesamt erhaltene Pigmentdispersion wurde anschließend in
einem Wirbelschichttrockner (Durchmesser des Wirbelboden 800 mm,
zylindrische Höhe 2000 mm) auf 80 kg PMMA-Stranggranulat (Länge
etwa 3 mm, Dicke 1 bis 3 mm, mittleres Gewicht pro Granulatteilchen
0,015 g), das mit 2700 m3/h auf 70°C erhitzter Luft fluidi
siert wurde, in 3 h (25 kg/h) aufgedüst.
Es wurden 99,8 kg einer 5 gew.-%igen Pigmentzubereitung in Form
eines rieselfähigen, abriebfesten Granulats mit einem Durchmesser
von 2 bis 4 mm erhalten.
Eine Mischung von 50 g naßchemisch hergestelltes nadelförmiges
Eisenoxid (C.I. Pigment Red 101; Dicke der Nadeln 5 bis 10 nm,
Länge der Nadeln 50 bis 100 nm), 60 g eines handelsüblichen PMMA
(Plexiglas Glasklar 7N; Röhm), 300 g Aceton und 600 g Zirkonoxid
perlen (SAZ, Durchmesser 1 bis 1,6 mm) wurde in einem 1
1-Schraubglas 4 h in einer Skandex-Schüttelmaschine geschüttelt.
Dieser Ansatz wurde noch einmal wiederholt.
Die insgesamt erhaltene Pigmentdispersion wurde anschließend nach
Abtrennung der Zirkonoxidperlen durch Einrühren in eine Lösung
von 180 g des gleichen PMMA-Granulats in 0,6 l Aceton verdünnt
und danach analog Beispiel 1 auf 1,6 kg PMMA-Stranggranulat
(Länge etwa 3 mm, Dicke 1 bis 3 mm, mittleres Gewicht pro Granu
latteilchen 0,015 g)aufgedüst.
Es wurden 1998 g einer 5 gew.-%igen Pigmentzubereitung in Form
eines rieselfähigen, abriebfesten Granulats mit einem Durchmesser
von 2 bis 4 mm erhalten.
Es wurde analog Beispiel 6 vorgegangen, jedoch wurden bei der
Dispergierung pro Ansatz zusätzlich 10 g des als Polymer C in der
DE-A-44 46 383 beschriebenen Dispergiermittels in Form einer
50 gew.-%igen Lösung in Toluol zugegeben.
Zu einer Lösung von 63 g des PMMA aus Beispiel 6 in 187 g Aceton
in einer verschließbaren 500 ml-Glasflasche wurden 27 g des na
delförmigen Eisenoxidpigments aus Beispiel 6 und 250 ml Glasper
len (Durchmesser 2 mm) gegeben. Die Mischung wurde 4 h intensiv
in einer Skandex-Schüttelmaschine geschüttelt.
Die erhaltene Pigmentdispersion wurde nach Abtrennung der Glas
perlen über einen Tropfengranulator auf ein poliertes Stahlblech
gegeben und bei 50°C getrocknet.
Es wurde eine 30 gew.-%ige Pigmentzubereitung in Form eines lin
senförmigen Granulats mit einem Durchmesser von 2 bis 5 mm erhal
ten.
Es wurde analog Beispiel 8 vorgegangen, jedoch wurden zusätzlich
5,4 g des als Polymer C in der DE-A-44 46 383 beschriebenen Dis
pergiermittels in Form einer 50 gew.-%igen Lösung in Toluol zuge
geben.
Es wurden Verbundschichtfolien folgenden Aufbaus hergestellt:
- 1. Substratschicht: 600 µm dicke Schicht aus einem handelsübli chem Acrylnitril-Styrol-Acrylester-Copolymer (ASA; Luran S. BASF)
- 2. Farbgebende Zwischenschicht: 200 µm dicke Schicht aus einem handelsüblichen Polymethylmethacrylat (PMMA; Lucryl; BASF), jeweils 2%ig mit den Pigmentzubereitungen aus den Beispielen 1 bis 5 pigmentiert
- 3. Deckschicht: 50 µm dicke Schicht aus einem handelsüblichen Polymethylmethacrylat (PMMA; Lucryl; BASF)
Die Komponenten der einzelnen Schichten (1) bis (3) wurden je
weils in einem separaten Einschneckenextruder bei 250 bis 260°C
aufgeschmolzen und homogenisiert. Die Schmelzströme wurden in ei
nem Feedblock vor dem Eintritt in die Breitschlitzdüse aufeinan
dergelegt und als Schichtverbund auf die Düsenbreite (1,2 m) ver
streckt.
Es wurden sehr brillante Verbundschichtfolien mit sehr guten
Tiefzieheigenschaften erhalten. Der koloristische Eindruck dieser
Folien war mit dem entsprechender Lackierungen vergleichbar.
Zum Vergleich wurden Verbundschichtfolien hergestellt, deren
farbgebende Zwischenschicht (2) unter Verwendung von auf herkömm
liche Weise nach dem Coldfeed-Verfahren hergestellten Pigmentkon
zentraten eingefärbt wurden:
Es wurde ein Pigmentkonzentrat in Form eines Stranggranulats mit
einem Durchmesser von 3 bis 4 mm eingesetzt, das durch Mischen
von 100 g des Glanzpigments aus Beispiel 1 und 1900 g des PMMA
aus Beispiel 1 und gemeinsame Extrusion in einem Doppelschnecke
nextruder (Coldfeed) erhalten wurde.
Es wurde analog Vergleichsbeispiel V2 vorgegangen, jedoch wurden
100 g des Glanzpigments aus Beispiel 2 eingesetzt.
Der koloristische Eindruck der mit diesen Pigmentkonzentraten er
haltenen Verbundschichtfolien unterschied sich aufgrund der Schä
digung des Glanzpigments bei der Einarbeitung in das Polymer
deutlich von dem der erfindungsgemäßen Folien und war nicht mit
dem Eindruck entsprechender Lackierungen vergleichbar.
Weiterhin wurde zum Vergleich ein spritzlackiertes Blech herge
stellt:
Ein handelsüblicher Wasserbasislack auf Polyurethanbasis wurde
4%ig mit dem Glanzpigment aus Beispiel 1 pigmentiert und als Ba
secoat deckend auf ein gebondertes Prüfblech gespritzt wurde.
Nach dem Ablüften wurde das Blech mit einem handelsüblichen Klar
lack durch pneumatische Zerstäubung spritzlackiert. Der Lack
wurde anschließend 30 min bei 130°C eingebrannt.
Die CIELAB-Werte Hue (Farbwinkel in °), C* (Chroma) und L (Hellig
keit) der mit den Pigmentzubereitungen aus den Beispielen 1 bis 5
bzw. den Vergleichsbeispielen v1 und V2 eingefärbten Verbund
schichtfolien sowie der Lackierung V3 wurden mit einem Gonio-
Spektralphotometer Multiflash (Fa. Optronik) bei einer winkeldif
ferenz von 25°, 45°, 70° bzw. 110° zum Glanzwinkel unter Verwendung
der Normlichtart D65 gemessen und sind in der folgenden Tabelle
zusammengestellt.
Die in Beispiel 6 bis 9 erhaltenen Pigmentzubereitungen eignen
sich hervorragend zur Herstellung transparenter Kunststoffeinfär
bungen.
Zur Bestimmung der Transparenz ihrer Ausfärbungen in PMMA wurde
die Differenz der Lichtreflexion über schwarzem und weißem Unter
grund als Kontrast-Delta-E-Wert (Farbstand nach DIN 6174 gegen
über Idealschwarz) gemessen. Je größer die Differenz und damit
auch der Kontrast-Delta-E-Wert ist, umso weniger wird der Unter
grund abgedeckt, und umso transparenter ist die Ausfärbung.
Dazu wurden 2 mm dicke, 0,02 gew.-%ig pigmentierte PMMA-Probe
plättchen durch Homogenisierung von Gemischen entsprechender Men
gen der Pigmentzubereitungen aus Beispiel 6 bis 9 und des Polyme
thacrylats aus Beispiel 6 in einem Zweischneckenextruder bei 250°C
und anschließendes Spritzgießen der Schmelzen in entsprechende
Formen hergestellt.
Zum Vergleich wurde eine Ausfärbung mit dem nicht mit PMMA beleg
ten Pigment aus Beispiel 6 hergestellt. Um eine vergleichbare
Farbtiefe zu erreichen, wie sie für eine vergleichende Bestimmung
der Transparenz erforderlich ist, mußte die zehnfache Pigment
menge eingesetzt werden (0,2%ige Pigmentierung).
Zusätzlich wurde mit einem herkömmlichen Spektralphotometer mit
45/0°-Geometrie auch die Farbtonreinheit (Chroma C*) der einge
färbten Plättchen ermittelt. Je größer C* ist, umso brillanter
ist die Ausfärbung.
Es wurden folgende Kontrast-Delta-E-Werte und C*-Werte erhalten:
Pigmentzubereitung aus Beispiel 6 bzw. 8:
Kontrast-Delta-E = 40,4; C* = 57,4.
Pigmentzubereitung aus Beispiel 7 bzw. 9:
Kontrast-Delta-E = 41,5; C* = 60,1.
Vergleich: Kontrast-Delta-E = 9,8; C* = 44,2.
Pigmentzubereitung aus Beispiel 6 bzw. 8:
Kontrast-Delta-E = 40,4; C* = 57,4.
Pigmentzubereitung aus Beispiel 7 bzw. 9:
Kontrast-Delta-E = 41,5; C* = 60,1.
Vergleich: Kontrast-Delta-E = 9,8; C* = 44,2.
Claims (18)
1. Pigmentzubereitungen in Granulatform, enthaltend ein Pigment
(A), mindestens ein thermoplastisches Polymer (B) und ge
wünschtenfalls ein Dispergiermittel (C), erhältlich durch
- a) Dispergierung des Pigments (A) in einer Lösung des Poly meren (B) in einem organischen Lösungsmittel in An- oder Abwesenheit eines Dispergiermittels (C) und
- b) anschließende Granulatbildung unter Entfernung des Lö sungsmittels.
2. Pigmentzubereitungen nach Anspruch 1, bei denen Schritt b) in
Gegenwart eines Granulats aus einem thermoplastischen Polymer
(B') erfolgt, auf das die in Schritt a) erzeugte Dispersion
als Schicht aufgebracht wird.
3. Pigmentzubereitungen nach Anspruch 1 oder 2, die als Kompo
nente (A) ein Pigment aus der Gruppe der organischen und an
organischen Bunt-, Weiß- und Schwarzpigmente, der Glanzpig
mente und der Flüssigkristallpigmente enthalten.
4. Pigmentzubereitungen nach den Ansprüchen 1 bis 3, die als
Komponente (B) ein oder mehrere thermoplastische Polymere aus
der Gruppe der Acrylharze, Styrolpolymere, Vinylpolymere, Po
lycarbonate, Polyamide, Polyester und thermoplastischen Poly
urethane enthalten.
5. Pigmentzubereitungen nach den Ansprüchen 1 bis 4, die 0,1 bis
40 Gew.-% der Komponente (A), 60 bis 99,9 Gew.-% der Kompo
nente (B) und 0 bis 8 Gew.-% der Komponente (C) enthalten.
6. Verfahren zur Herstellung von Pigmentzubereitungen gemäß den
Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man
- a) das Pigment (A) in einer Lösung des Polymeren (B) in ei nem organischen Lösungsmittel in An- oder Abwesenheit ei nes Dispergiermittels (C) dispergiert und
- b) anschließend unter Entfernung des Lösungsmittels granu liert.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man
Schritt b) in Gegenwart eines Granulats aus einem thermopla
stischen Polymer (B) vornimmt, auf das die in Schritt a) er
zeugte Dispersion als Schicht aufgebracht wird.
8. Verfahren zur Einfärbung von Kunststofformmassen, dadurch ge
kennzeichnet, daß man die Pigmentzubereitungen gemäß den An
sprüchen 1 bis 5 in die Kunststofformmassen einarbeitet.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man es
zur Einfärbung von Folien, Platten, Profilen, Formteilen,
Spritzgußteilen oder Fasern einsetzt.
10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß man es
zur Einfärbung der farbgebenden Schicht von Verbundschicht
platten und -folien einsetzt.
11. Kunststofformmassen, eingefärbt mit den Pigmentzubereitungen
gemäß den Ansprüchen 1 bis 5.
12. Kunststofformmassen nach Anspruch 11, die auf Kunststoffen
aus Acrylharzen, Styrolpolymerisaten, Polycarbonaten, Poly
estern, Polyamiden, Polyethersulfonen, Polysulfonen, Polyvi
nylchlorid, Polyetherimiden, Polyetherketonen, Polyphenylen
sulfiden, Polyphenylenethern oder deren Mischungen, die je
weils gegebenenfalls Zusatzstoffe enthalten, basieren.
13. Verbundschichtfolien, enthaltend mindestens eine farbgebende
Schicht, die mit den Pigmentzubereitungen gemäß den Ansprü
chen 1 bis 5 eingefärbt ist.
14. Verbundschichtfolien nach Anspruch 13, die im wesentlichen in
dieser Reihenfolge umfassen:
- 1. mindestens eine Substratschicht (1), enthaltend ASA-Poly merisate, ABS-Polymerisate, Polycarbonate, Polyester, Po lyamide, Polyetherimide, Polyetherketone, Polyphenylen sulfide, Polyphenylenether oder Mischungen dieser Poly mere, gewünschtenfalls eingefärbt mit den Pigment zubereitungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 5,
- 2. mindestens eine farbgebende Zwischenschicht (2), enthal tend Kunststofformmassen aus Acrylharzen, Styrolpolyme ren, Polycarbonaten, Polyestern, Polyamiden, Polyether sulfonen, Polysulfonen, Polyvinylchorid, Polyurethanen oder deren Mischungen, eingefärbt mit den Pigmentzuberei tungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, und
- 3. mindestens eine transluzente oder transparente Deck schicht (3), enthaltend Poly(meth)acrylate, schlagzähe Poly(meth)acrylate, Fluor(co)polymere. ABS-Polymerisate, Polycarbonate, Polyethylenterephthalat, SAN-Copolymeri sate oder deren Mischungen.
15. Verbundschichtfolien nach Anspruch 13, die im wesentlichen in
dieser Reihenfolge umfassen:
- 1. mindestens eine farbgebende Substratschicht (1'), enthal tend ASA-Polymerisate, ABS-Polymerisate, Polycarbonate, Polyester, Polyamide, Polyetherimide, Polyetherketone, Polyphenylsulfide, Polyphenylenether oder deren Mischun gen, eingefärbt mit den Pigmentzubereitungen gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, und
- 2. mindestens eine transluzente oder transparente Deck schicht (3), enthaltend Poly(meth)acrylate, schlagzähe Poly(meth)acrylate, Fluor(co)polymere, ABS-Polymerisate, Polycarbonate, Polyethylenterephthalat, SAN-Copolymeri sate oder deren Mischungen.
16. Verbundschichtfolien nach Anspruch 14 oder 15, die eine aus
ASA-Polymerisaten oder aus einem Blend aus ASA-Polymerisaten
und Polycarbonaten aufgebaute Substratschicht enthalten.
17. Kunststofformteile, im wesentlichen enthaltend eine Verbund
schichtfolie gemäß den Ansprüchen 14 bis 16, die mindestens
eine Fläche des Kunststofformteils begrenzt und dabei über
die Substratschicht mit dem hinterprägten, hinterspritzten,
hintergossenen oder hinterschäumten Kunststofformmaterial
verbunden ist.
18. Kunststofformteile nach Anspruch 17, bei denen es sich um Ka
rosserieinnen- und/oder -außenteile, Gehäuse von Haushalts-
und/oder Elektrogeräten, Batterieträger, Sitzschalen, Fassa
denverkleidungen, Handygehäuse oder Fußbodenbeläge handelt.
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