DE10103237A1

DE10103237A1 - Polycarbonat-Zusammensetzungen mit reduziertem Eisengehalt

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Publication number: DE10103237A1
Application number: DE10103237A
Authority: DE
Inventors: Andreas Seidel; Thomas Eckel; Holger Warth; Dieter Wittmann
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 2001-01-25
Filing date: 2001-01-25
Publication date: 2002-08-01
Also published as: CA2435564A1; MXPA03006507A; US7030180B2; KR20030078072A; TWI304427B; BR0206757A; CN1240776C; RU2003125872A; AR032106A1; WO2002059203A1; CN1537145A; US20020132899A1; KR100842134B1; JP2004520469A; EP1355988A1

Abstract

Ein anorganisches Material mit anisotroper Partikelgeometrie enthaltende Polycarbonat-Zusammensetzung mit einem Eisengehalt von weniger als etwa 100 ppm und diese enthaltende Formkörper zeigen verbesserte mechanische Eigenschaften bei Umgebungstemperatur und im Tieftemperaturbereich.

Description

Die Erfindung betrifft anorganische Materialien enthaltende Polycarbonat- Zusammensetzungen (Formmassen) mit verbesserten mechanischen Eigenschaften sowie aus den Zusammensetzungen hergestellte Formkörper.

Anorganische Materialien enthaltende Polycarbonat-Zusammensetzungen sind be kannt. Die anorganischen Materialien werden in diesen Zusammensetzungen bei spielsweise als Verstärkungsstoff zur Erhöhung der Steifigkeit und Zugfestigkeit, zur Erhöhung der Dimensionsstabilität bei Temperaturschwankungen, zur Verbesserung der Oberflächeneigenschaften oder - in flammwidrigen Materialien - auch als Flammschutzsynergist eingesetzt. Je nach Einsatzgebiet und Verwendungszweck kommen anorganische Materialien typischerweise in Konzentrationen von 0,5 bis 30 Gew.-% zum Einsatz. Verwendet werden sowohl mineralische als auch künstlich gewonnene Materialien.

Die WO 98/51737 offenbart Polycarbonat/ABS-Zusammensetzungen (PC/ABS), die 1 bis 15 Gew.-% eines mineralischen Füllstoffs wie Talk oder Wollastonit enthalten. Die Verwendung der in diesem Dokument beschriebenen Füllstofftypen und -konzentrationen läßt auf einen Eisengehalt in der Zusammensetzung von deutlich über 100 ppm schließen.

Die anorganische Füllstoffe enthaltenden PC/ABS-Zusammensetzungen der US-A 5 091 461 enthalten Talk und nicht calcinierte Tonmaterialien. Die verwendeten Talktypen zeichnen sich durch einen vergleichsweise hohen Eisengehalt aus.

Die Polycarbonat-Zusammensetzungen der US-A 5 162 419 und der EP-A 0 758 003 geben zum Eisengehalt der enthaltenden anorganischen Füllstoffe keinen Hinweis. Die US-A S 961 915 offenbart amorphe thermoplastische Zusammensetzungen, die mit Phosphorsäureestern flammwidrig ausgerüstet sind und Glasschuppen oder Glimmer als anorganischen Füllstoff enthalten. Derartige Füllstoffe oder Verstärkungsstoffe weisen oft relativ hohe Eisenkonzentrationen auf.

Die JP-A 11/199768 offenbart flammwidrige, Talk und Phosphorsäureester enthal tende PC/ABS-Zusammensetzungen, wobei unterschiedliche Talktypen eingesetzt werden. Ein Hinweis, wie weit sich die unterschiedlichen Talktypen auf das Eigen schaftsbild der damit erzielten Blends auswirkt, ist diesem Dokument nicht zu ent nehmen.

Der Zusatz der anorganischen Materialien zu PC/ABS-Blends führt in der zu erwar tenden Art und Weise in allen Fällen zu einer deutlichen Verschlechterung der Zähig keit des aus der Zusammensetzung hergestellten Formkörpers. Oft ist die bei Zusatz anorganischer Materialien erzielte Zähigkeit daher entweder nicht ausreichend für spezielle Anwendungen oder aber die Einsatzmenge des anorganischen Materials ist zu klein, um die durch dessen Einsatz beabsichtigten Eigenschaftsvorteile in ge nügendem Umfang zu realisieren.

Wünschenswert ist es somit, Polycarbonat-Zusammensetzungen bereitzustellen, denen in bekannter Weise zwecks Verbesserung mindestens einer Materialeigenschaft anorganische Materialien wie verstärkend wirkende Stoffe mit anisotroper Partikelgeometrie zugesetzt sind, die sich aber durch ein gegenüber dem Stand der Technik verbessertes Zähigkeits- und/oder Tieftemperaturzähigkeitsniveau auszeichnen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch anorganisches Material mit anisotroper Partikelgeo metrie enthaltende Polycarbonat-Zusammensetzungen (Blends) mit einem Eisen gehalt von weniger als etwa 100 ppm, vorzugsweise weniger als etwa 70 ppm und gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform weniger als etwa 50 ppm.

Gegenstand der Erfindung sind ferner aus diesen Zusammensetzungen bestehende oder diese enthaltende Formkörper.

Überraschend wurde festgestellt, dass die Verringerung des Eisengehalts in Polycar bonat-Zusammensetzungen oder Polymer-Blends, die anisotrope anorganische Materialien enthalten, zu einer deutlichen Verbesserung der mechanischen Eigen schaften der daraus erhaltenen Formkörper führt. Dies ist insoweit überraschend, als dass vielmehr anzunehmen war, dass die mechanischen Eigenschaften von anorganischem Material enthaltenden Polymer-Zusammensetzungen wesentlich stärker durch den Teilchendurchmesser des anorganischen Materials beeinflußt werden.

Eisen wird in polymere Zusammensetzungen typischerweise durch Polymere, Füll stoffe oder Verstärkungsstoffe und andere Additive eingetragen.

Beispielsweise enthalten nahezu alle anorganischen Materialien Eisen in mehr oder minder hoher Konzentration. Auch kommen Eisensalze als Prozeßchemikalien bei bestimmten Polymerherstellungsverfahren, beispielsweise als Redoxinitiator oder als Emulsionsbrecher bei Emulsionpolymerisationsprozessen, zum Einsatz. Eine voll ständige Entfernung des Eisens aus dem Polymer im Rahmen der Aufarbeitung erfolgt oft nicht.

Erfindungsgemäß werden unter Teilchen mit anisotroper Partikelgeometrie solche Teilchen verstanden, deren sogenanntes Aspekt-Verhältnis - Verhältnis aus größter und kleinster Partikelabmessung - größer als 1, vorzugsweise größer als 2 und beson ders bevorzugt größer als etwa 5 ist. Solche Teilchen sind zumindest im weitesten Sinne plättchen- oder faserförmig. Zu solchen Materialien gehören beispielsweise Talk, andere (Alumino)Silicate mit Schicht oder Fasergeometrie wie Bentonit, Wollastonit, Glimmer (Mica), Kaolin, Hydrotalcit, Hektorit, Montmorillonit sowie Glasfasern, Glasschuppen, Kohlefasern und Graphit.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können neben Polycarbonaten oder Polyestercarbonaten weitere polymere Bestandteile und übliche Additive enthalten. Mögliche polymere Bestandteile sind beispielsweise Pfropfpolymerisate wenigstens eines Vinylmonomeren auf einer oder mehreren Pfropfgrundlagen, thermoplastische Vinyl(Co)Polymerisate, Polyalkylenterephthalate, Polyamide und weitere thermoplastische Harze. Mögliche Polymeradditive sind Entformungsmittel, Stabilisatoren, Antioxidantien, Flammschutzmittel, Farbstoffe und Pigmente, Antistatika, Nukleiermittel, Antitropfmittel sowie organische und weitere anorganische Füll- und Verstärkungsstoffe.

Die in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthaltenen Polycarbo nate/Polyestercarbonate sowie weitere mögliche Bestandteile werden anschließend beispielhaft erläutert.

Komponente A

Erfindungsgemäß geeignete aromatische Polycarbonate und/oder aromatische Poly estercarbonate gemäß Komponente A sind literaturbekannt oder nach literaturbe kannten Verfahren herstellbar (zur Herstellung aromatischer Polycarbonate siehe bei spielsweise Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964 sowie die DE-AS 14 95 626, DE-A 22 32 877, DE-A 27 03 376, DE-A 27 14 544, DE-A 30 00 610, DE-A 38 32 396; zur Herstellung aromatischer Polyestercarbonate z. B. DE-A 30 77 934).

Die Herstellung aromatischer Polycarbonate erfolgt z. B. durch Umsetzung von Diphenolen mit Kohlensäurehalogeniden, vorzugsweise Phosgen, und/oder mit aro matischen Dicarbonsäuredihalogeniden, vorzugsweise Benzoldicarbonsäuredihalo geniden, nach dem Phasengrenzflächenverfahren, gegebenenfalls unter Verwendung von Kettenabbrechern, beispielsweise Monophenolen und gegebenenfalls unter Verwendung von trifunktionellen oder mehr als trifunktionellen Verzweigern, beispiels weise Triphenolen oder Tetraphenolen.

Diphenole zur Herstellung der aromatischen Polycarbonate und/oder aromatischen Polyestercarbonate sind vorzugsweise solche der Formel (I)

wobei
A eine Einfachbindung, C₁ bis C₅-Alkylen, C₂ bis C₅-Alkyliden, C₅ bis C₆-Cy cloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO₂-, C₆ bis C₁₂-Arylen, an das weitere aromatische gegebenenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (II) oder (III)

B jeweils C₁ bis C₁₂-Alkyl, vorzugsweise Methyl, Halogen, vorzugsweise Chlor und/oder Brom
x jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
p 1 oder 0 sind, und
R⁵ und R⁶ für jedes X¹ individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁ bis C₆-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Ethyl,
X¹ Kohlenstoff und
m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einem Atom X¹, R⁵ und R⁶ gleichzeitig Alkyl sind.

Bevorzugte Diphenole sind Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenole, Bis-(hy droxyphenyl)-C₁-C₅-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-C₅-C₆-cycloalkane, Bis-(hydroxy phenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hy droxyphenyl)-sulfone und α,α-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropyl-benzole sowie deren kernbromierte und/oder kernchlorierte Derivate.

Besonders bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bisphenol-A, 2,4- Bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1,1- Bis-(4-hydroxyphenyl)-3.3.5-trimethylcyclohexan, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfid, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon sowie deren di- und tetrabromierten oder chlorierten Derivate wie beispielsweise 2,2-Bis(3-Chlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5- dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan oder 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)pro pan. Insbesondere bevorzugt ist 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol-A).

Es können die Diphenole einzeln oder als beliebige Mischungen eingesetzt werden. Die Diphenole sind literaturbekannt oder nach literaturbekannten Verfahren erhält lich.

Für die Herstellung der thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate geeignete Kettenabbrecher sind beispielsweise Phenol, p-Chlorphenol, p-tert.-Butylphenol oder 2,4,6-Tribromphenol, aber auch langkettige Alkylphenole, wie 4-(1,3-Tetramethyl butyl)-phenol gemäß DE-A 28 42 005 oder Monoalkylphenol bzw. Dialkylphenole mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen in den Alkylsubstituenten, wie 3,5-di-tert.-Butyl phenol, p-iso-Octylphenol, p-tert.-Octylphenol, p-Dodecylphenol und 2-(3,5-Dime thylheptyl)-phenol und 4-(3,5-Dimethylheptyl)-phenol. Die Menge an einzusetzen den Kettenabbrechern beträgt im allgemeinen zwischen 0,5 Mol%, und 10 Mol%, bezogen auf die Molsumme der jeweils eingesetzten Diphenole.

Die thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate haben mittlere Gewichtsmittel molekulargewichte (M_W, gemessen z. B. durch Ultrazentrifuge oder Streulichtmes sung) von 10.000 bis 200.000, vorzugsweise 15.000 bis 80.000.

Die thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate können in bekannter Weise ver zweigt sein, und zwar vorzugsweise durch den Einbau von 0,05 bis 2,0 Mol%, bezo gen auf die Summe der eingesetzten Diphenole, an dreifunktionellen oder mehr als dreifunktionellen Verbindungen, beispielsweise solchen mit drei und mehr phenoli schen Gruppen.

Geeignet sind sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate. Zur Herstel lung erfindungsgemäßer Copolycarbonate gemäß Komponente A können auch 1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 2,5 bis 25 Gew.-% (bezogen auf die Gesamtmenge an ein zusetzenden Diphenolen) Polydiorganosiloxane mit Hydroxyaryloxy-Endgruppen eingesetzt werden. Diese sind bekannt (beispielsweise US 3 419 634) bzw. nach literaturbekannten Verfahren herstellbar. Die Herstellung Polydiorganosiloxanhaltiger Copolycarbonate wird z. B. in DE-A 33 34 782 beschrieben.

Bevorzugte Polycarbonate sind neben den Bisphenol-A-Homopolycarbonaten die Copolycarbonate von Bisphenol-A mit bis zu 15 Mol%, bezogen auf die Molsummen an Diphenolen, anderen als bevorzugt bzw. besonders bevorzugt genannten Diphe nolen, insbesondere 2,2-Bis(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan.

Aromatische Dicarbonsäuredihalogenide zur Herstellung von aromatischen Poly estercarbonaten sind vorzugsweise die Disäuredichloride der Isophthalsäure, Tere phthalsäure, Diphenylether-4,4'-dicarbonsäure und der Naphthalin-2,6-dicarbonsäure.

Besonders bevorzugt sind Gemische der Disäuredichloride der Isophthalsäure und der Terephthalsäure im Verhältnis zwischen 1 : 20 und 20 : 1.

Bei der Herstellung von Polyestercarbonaten wird zusätzlich ein Kohlensäurehaloge nid, vorzugsweise Phosgen als bifunktionelles Säurederivat mit verwendet.

Als Kettenabbrecher für die Herstellung der aromatischen Polyestercarbonate kom men außer den bereits genannten Monophenolen noch deren Chlorkohlensäureester sowie die Säurechloride von aromatischen Monocarbonsäuren, die gegebenenfalls durch C₁ bis C₂₂-Alkylgruppen oder durch Halogenatome substituiert sein können, sowie aliphatische C₂ bis C₂₂-Monocarbonsäurechloride in Betracht.

Die Menge an Kettenabbrechern beträgt jeweils 0,1 bis 10 Mol%, bezogen im Falle der phenolischen Kettenabbrecher auf Mole Diphenole und im Falle von Monocarbonsäurechlorid-Kettenabbrecher auf Mol Dicarbonsäuredichloride.

Die aromatischen Polyestercarbonate können auch aromatische Hydroxycarbonsäu ren eingebaut enthalten.

Die aromatischen Polyestercarbonate können sowohl linear als auch in bekannter Weise verzweigt sein (siehe dazu ebenfalls DE-A 29 40 024 und DE-A 30 07 934).

Als Verzweigungsmittel können beispielsweise drei- oder mehrfunktionelle Carbon säurechloride, wie Trimesinsäuretrichlorid, Cyanursäuretrichlorid, 3,3'-,4,4'-Ben zophenon-tetracarbonsäuretetrachlorid, 1,4,5,8-Napthalintetracarbonsäuretetra chlorid oder Pyromellithsäuretetrachlorid, in Mengen von 0,01 bis 1,0 Mol% (bezogen auf eingesetzte Dicarbonsäuredichloride) oder drei- oder mehrfunktionelle Phenole, wie Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2,4,4- 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, Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan, 2,6-Bis(2-hydroxy-5-methyl benzyl)-4-methyl-phenol, 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan, Tetra-(4-[4-hydroxyphenyl-isopropyl]-phenoxy)-methan, 1,4-Bis[4,4'-dihydroxytri phenyl)-methyl]-benzol, in Mengen von 0,01 bis 1,0 Mol% bezogen auf eingesetzte Diphenole verwendet werden. Phenolische Verzweigungsmittel können mit den Diphenolen vorgelegt, Säurechlorid-Verzweigungsmittel können zusammen mit den Säuredichloriden eingetragen werden.

In den thermoplastischen, aromatischen Polyestercarbonaten kann der Anteil an Car bonatstruktureinheiten beliebig variieren. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Carbo natgruppen bis zu 100 Mol%, insbesondere bis zu 80 Mol%, besonders bevorzugt bis zu 50 Mol%, bezogen auf die Summe an Estergruppen und Carbonatgruppen. Sowohl der Ester- als auch der Carbonatanteil der aromatischen Polyestercarbonate kann in Form von Blöcken oder statistisch verteilt im Polykondensat vorliegen.

Die relative Lösungsviskosität (η_rel) der aromatischen Polycarbonate und Polyester carbonate liegt im Bereich 1,18 bis 1,4, vorzugsweise 1,20 bis 1,32 (gemessen an Lösungen von 0,5 g Polycarbonat oder Polyestercarbonat in 100 ml Methylenchlorid- Lösung bei 25°C).

Die thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate und Polyestercarbonate können allein oder im beliebigen Gemisch eingesetzt werden. Sie können in der erfindungs gemäßen Zusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 5 bis 95 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 10 bis 90 Gew.-Teile und in am meisten bevorzugter Weise 20 bis 80 Gew.-Teile, ganz besonders bevorzugt 45 bis 89 Gew.-Teile, enthalten sein.

Komponente B

Die Komponente B umfaßt ein oder mehrere Pfropfpolymerisate von

1. B.1 5 bis 95, vorzugsweise 30 bis 90 Gew.-%, wenigstens eines Vinylmonomeren auf
2. B.2 95 bis 5, vorzugsweise 70 bis 10 Gew.-% einer oder mehrerer Pfropfgrund lagen mit Glasübergangstemperaturen < 10°C, vorzugsweise < 0°C, besonders bevorzugt < -20°C.

Die Pfropfgrundlage B.2 hat im allgemeinen eine mittlere Teilchengröße (d₅₀-Wert) von 0,05 bis 10 µm, vorzugsweise 0,1 bis 5 µm, besonders bevorzugt 0,2 bis 1 µm.

Monomere B.1 sind vorzugsweise Gemische aus

1. B.1.1 50 bis 99 Gew.-Teilen Vinylaromaten und/oder kernsubstituierten Vinylaro maten (wie beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Chlor styrol) und/oder Methacrylsäure-(C₁-C₈)-Alkylester (wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat) und
2. B.1.2 1 bis 50 Gew.-Teilen Vinylcyanide (ungesättigte Nitrile wie Acrylnitril und Methacrylnitril) und/oder (Meth)Acrylsäure-(C₁-C₈)-Alkylester (wie Methyl methacrylat, n-Butylacrylat, t-Butylacrylat) und/oder Derivate (wie Anhydri de und Imide) ungesättigter Carbonsäuren (beispielsweise Maleinsäure anhydrid und N-Phenyl-Maleinimid).

Bevorzugte Monomere B.1.1 sind ausgewählt aus mindestens einem der Monomere Styrol, α-Methylstyrol und Methylmethacrylat, bevorzugte Monomere B.1.2 sind ausgewählt aus mindestens einem der Monomere Acrylnitril, Maleinsäureanhydrid und Methylmethacrylat.

Besonders bevorzugte Monomere sind B.1.1 Styrol und B.1.2 Acrylnitril.

Für die Pfropfpolymerisate B geeignete Pfropfgrundlagen B.2 sind beispielsweise Dienkautschuke, EP(D)M-Kautschuke, also solche auf Basis Ethylen/Propylen und gegebenenfalls Dien, Acrylat-, Polyurethan-, Silikon-, Chloropren und Ethylen/Vi nylacetat-Kautschuke.

Bevorzugte Pfropfgrundlagen B.2 sind Dienkautschuke (z. B. auf Basis Butadien, Isopren etc.) oder Gemische von Dienkautschuken oder Copolymerisate von Dien kautschuken oder deren Gemischen mit weiteren copolymerisierbaren Monomeren (z. B. gemäß B.1.1 und B.1.2), mit der Maßgabe, dass die Glasübergangstemperatur der Komponente B.2 unterhalb < 10°C, vorzugsweise < 0°C, besonders bevorzugt < -10°C liegt.

Besonders bevorzugt ist reiner Polybutadienkautschuk.

Besonders bevorzugte Polymerisate B sind z. B. ABS-Polymerisate (Emulsions-, Masse- und Suspensions-ABS), wie sie z. B. in der DE-A 20 35 390 (= US-PS 3 644 574) oder in der DE-A 22 48 242 (= GB-PS 1 409 275) bzw. in Ullmanns, Enzyklo pädie der Technischen Chemie, Bd. 19 (1980), S. 280 ff. beschrieben sind. Der Gel anteil der Pfropfgrundlage B.2 beträgt mindestens 30 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 40 Gew.-% (in Toluol gemessen).

Die Pfropfcopolymerisate B werden durch radikalische Polymerisation, z. B. durch Emulsions-, Suspensions-, Lösungs- oder Massepolymerisation, vorzugsweise durch Emulsions- oder Massepolymerisation hergestellt.

Besonders geeignete Pfropfkautschuke sind auch ABS-Polymerisate, die durch Redox-Initiierung mit einem Initiatorsystem aus organischem Hydroperoxid und Ascorbinsäure gemäß US-P 4 937 285 hergestellt werden.

Da bei der Pfropfreaktion die Pfropfmonomeren bekanntlich nicht unbedingt voll ständig auf die Pfropfgrundlage aufgepfropft werden, werden erfindungsgemäß unter Pfropfpolymerisaten B auch solche Produkte verstanden, die durch (Co)Polymerisa tion der Pfropfmonomere in Gegenwart der Pfropfgrundlage gewonnen werden und bei der Aufarbeitung mit anfallen.

Geeignete Acrylatkautschuke gemäß B.2 der Polymerisate B sind vorzugsweise Polymerisate aus Acrylsäurealkylestern, gegebenenfalls mit bis zu 40 Gew.-%, bezo gen auf B.2 anderen polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren. Zu den bevorzugten polymerisierbaren Acrylsäureestern gehören C₁-C₈-Alkylester, bei spielsweise Methyl-, Ethyl-, Butyl-, n-Octyl- und 2-Ethylhexylester; Halogenalkyl ester, vorzugsweise Halogen-C₁-C₈-alkyl-ester, wie Chlorethylacrylat sowie Mi schungen dieser Monomeren.

Zur Vernetzung können Monomere mit mehr als einer polymerisierbaren Doppelbin dung copolymerisiert werden. Bevorzugte Beispiele für vernetzende Monomere sind Ester ungesättigter Monocarbonsäuren mit 3 bis 8 C-Atomen und ungesättigter einwertiger Alkohole mit 3 bis 12 C-Atomen, oder gesättigter Polyole mit 2 bis 4 OH- Gruppen und 2 bis 20 C-Atomen, wie Ethylenglykoldimethacrylat, Allylmethacrylat; mehrfach ungesättigte heterocyclische Verbindungen, wie Trivinyl- und Triallylcya nurat; polyfunktionelle Vinylverbindungen, wie Di- und Trivinylbenzole; aber auch Triallylphosphat und Diallylphthalat.

Bevorzugte vernetzende Monomere sind Allylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacry lat, Diallylphthalat und heterocyclische Verbindungen, die mindestens drei ethylenisch ungesättigte Gruppen aufweisen.

Besonders bevorzugte vernetzende Monomere sind die cyclischen Monomere Trial lylcyanurat, Triallylisocyanurat, Triacryloylhexahydro-s-triazin, Triallylbenzole. Die Menge der vernetzten Monomere beträgt vorzugsweise 0,02 bis 5, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Pfropfgrundlage B.2.

Bei cyclischen vernetzenden Monomeren mit mindestens drei ethylenisch ungesättig ten Gruppen ist es vorteilhaft, die Menge auf unter 1 Gew.-% der Pfropfgrundlage B.2 zu beschränken.

Bevorzugte "andere" polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Monomere, die neben den Acrylsäureestern gegebenenfalls zur Herstellung der Pfropfgrundlage B.2 dienen können, sind z. B. Acrylnitril, Styrol, α-Methylstyrol, Acrylamide, Vinyl-C₁-C₆-alkylether, Methylmethacrylat, Butadien. Bevorzugte Acrylatkautschuke als Pfropfgrundlage B.2 sind Emulsionspolymerisate, die einen Gelgehalt von minde stens 60 Gew.-% aufweisen.

Weitere geeignete Pfropgrundlagen gemäß B.2 sind Silikonkautschuke mit pfropfak tiven Stellen, wie sie in den DE-A 37 04 657, DE-A 37 04 655, DE-A 36 31 540 und DE-A 36 31 539 beschrieben werden.

Der Gelgehalt der Pfropfgrundlage B.2 wird bei 25°C in einem geeigneten Lösungs mittel bestimmt (M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und II, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart 1977).

Die mittlere Teilchengröße d₅₀ ist der Durchmesser, oberhalb und unterhalb dessen jeweils 50 Gew.-% der Teilchen liegen. Er kann mittels Ultrazentrifugenmessung (W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-1796) bestimmt werden.

Die Komponente B kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 1 bis 60 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 1 bis 40 Gew.- Teile und in am meisten bevorzugter Weise 2 bis 30 Gew.-Teile enthalten sein.

Komponente C

Die Komponente C umfaßt ein oder mehrere thermoplastische Vinyl(Co)Polymeri sate C.1 und/oder Polyalkylenterephthalate C.2.

Geeignet sind als Vinyl(Co)Polymerisate C.1 Polymerisate von mindestens einem Monomeren aus der Gruppe der Vinylaromaten, Vinylcyanide (ungesättigte Nitrile), (Meth)Acrylsäure-(C₁ bis C₈)-Alkylester, ungesättigte Carbonsäuren sowie Derivate (wie Anhydride und Imide) ungesättigter Carbonsäuren. Insbesondere geeignet sind (Co)Polymerisate aus

1. C.1.1 50 bis 99, vorzugsweise 60 bis 80 Gew.-Teilen Vinylaromaten und/oder kern substituierten Vinylaromaten wie beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol) und/oder Methacrylsäure-(C₁ bis C₈)-Alkylester wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat), und
2. C.1.2 1 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-Teilen Vinylcyanide (ungesättigte Nitrile) wie Acrylnitril und Methacrylnitril und/oder (Meth)Acrylsäure- (C₁-C₈)-Alkylester (wie Methylmethacrylat, n-Butylacrylat, t-Butylacrylat) und/oder ungesättigte Carbonsäuren (wie Maleinsäure) und/oder Derivate (wie Anhydride und Imide) ungesättigter Carbonsäuren (beispielsweise Maleinsäureanhydrid und N-Phenyl-Maleinimid).

Die (Co)Polymerisate C.1 sind harzartig, thermoplastisch und kautschukfrei.

Besonders bevorzugt ist das Copolymerisat aus C.1.1 Styrol und C.1.2 Acrylnitril.

Die (Co)Polymerisate gemäß C.1 sind bekannt und lassen sich durch radikalische Polymerisation, insbesondere durch Emulsions-, Suspensions-, Lösungs- oder Masse polymerisation herstellen. Die (Co)Polymerisate besitzen vorzugsweise mittlere Mo lekulargewichte M_W (Gewichtsmittel, ermittelt durch Lichtstreuung oder Sedimenta tion) zwischen 15.000 und 200.000.

Die Polyalkylenterephthalate der Komponente C.2 sind Reaktionsprodukte aus aro matischen Dicarbonsäuren oder ihren reaktionsfähigen Derivaten, wie Dimethyl estern oder Anhydriden, und aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Diolen sowie Mischungen dieser Reaktionsprodukte.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente Terephthalsäure reste und mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Mol%, bezogen auf die Diolkomponente Ethylenglykol- und/oder Butandiol-1,4-Reste.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 Mol%, vorzugsweise bis zu 10 Mol%, Reste anderer aromatischer oder cycloaliphatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäu ren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernsteinsäure, Adipin säure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylenglykol- bzw. Butan diol-1,4-Resten bis zu 20 Mol%, vorzugsweise bis zu 10 Mol%, andere aliphatische Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloaliphatische Diole mit 6 bis 21 C-Atomen enthalten, z. B. Reste von Propandiol-1,3, 2-Ethylpropandiol-1,3, Neopentylglykol, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6, Cyclohexan-dimethanol-1,4, 3-Ethylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3, 2-Ethylhexandiol-1,3, 2,2-Diethylpropandiol-1,3, Hexandiol-2,5, 1,4-Di-(β-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4- hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4-Dihydroxy-1,1,3,3-tetramethyl-cyclobutan, 2,2-Bis- (4-β-hydroxyethoxy-phenyl)-propan und 2,2-Bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan (DE-A 24 07 674, 24 07 776, 27 15 932).

Die Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4-wertiger Alkohole oder 3- oder 4-basischer Carbonsäuren, z. B. gemäß DE-A 19 00 270 und US-PS 3 692 744, verzweigt werden. Beispiele bevorzugter Verzwei gungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellithsäure, Trimethylolethan und -propan und Pentaerythrit.

Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z. B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykol und/oder Butandiol-1,4 hergestellt worden sind, und Mischungen dieser Polyalkylen terephthalate.

Mischungen von Polyalkylenterephthalaten enthalten 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, Polyethylenterephthalat und 50 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-%, Polybutylenterephthalat.

Die vorzugsweise verwendeten Polyalkylenterephthalate besitzen im allgemeinen eine Grenzviskosität von 0,4 bis 1,5 dl/g, vorzugsweise 0,5 bis 1,2 dl/g, gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1 : 1 Gewichtsteile) bei 25°C im Ubbelohde-Viskosimeter.

Die Polyalkylenterephthalate lassen sich nach bekannten Methoden herstellen (z. B. Kunststoff-Handbuch, Band VIII, S. 695 ff., Carl-Hanser-Verlag, München 1973).

Die Komponente C kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 0 bis 50 Gew.-Teile, besonders bevorzugt bis zu 30 Gew.-Teile und in am meisten bevorzugter Weise bis zu 20 Gew.-Teile, enthalten sein.

Komponente D

Die Zusammensetzungen können durch Zusatz geeigneter Additive flammwidrig ausgerüstet sein. Beispielhaft seien als Flammschutzmittel Halogenverbindungen, insbesondere auf Basis von Chlor und Brom sowie Phosphor enthaltende Verbindungen genannt.

Bevorzugt enthalten die Zusammensetzungen phosphorhaltige Flammschutzmittel aus den Gruppen der Mono- und oligomeren Phosphor- und Phosphonsäureester, Phosphonatamine und Phosphazene, wobei auch Mischungen von mehreren Kompo nenten ausgewählt aus einer oder verschiedenen dieser Gruppen als Flammschutzmit tel zum Einsatz kommen können. Auch andere hier nicht speziell erwähnte Phosphorverbindungen können alleine oder in beliebiger Kombination mit anderen Flammschutzmitteln eingesetzt werden.

Bevorzugte Mono- und oligomere Phosphor- bzw. Phosphonsäureester sind Phosphorverbindungen der allgemeinen Formel (IV)

worin
R¹, R², R³ und R⁴, unabhängig voneinander jeweils gegebenenfalls halogeniertes C₁ bis C₈-Alkyl, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C₁ bis C₄-Al kyl, und/oder Halogen, vorzugsweise Chlor, Brom, substituiertes C₅ bis C₆-Cycloalkyl, C₆ bis C₂₀-Aryl oder C₇ bis C₁₂-Aralkyl,
n unabhängig voneinander, 0 oder 1
q 0 bis 30 und
X einen ein- oder mehrkernigen aromatischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen, oder einen linearen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 2 bis 30 C-Atomen, der OH-substituiert sein und bis zu 8 Etherbindungen enthalten kann, bedeu ten.

Bevorzugt stehen R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander für C₁ bis C₄-Alkyl, Phenyl, Naphthyl oder Phenyl-C₁-C₄-alkyl. Die aromatischen Gruppen R¹, R², R³ und R⁴ können ihrerseits mit Halogen- und/oder Alkylgruppen, vorzugsweise Chlor, Brom und/oder C₁ bis C₄-Alkyl substituiert sein. Besonders bevorzugte Aryl-Reste sind Kresyl, Phenyl, Xylenyl, Propylphenyl oder Butylphenyl sowie die entsprechenden bromierten und chlorierten Derivate davon.
X in der Formel (IV) bedeutet bevorzugt einen ein- oder mehrkernigen aroma tischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen. Dieser leitet sich bevorzugt von Diphe nolen der Formel (I) ab.
n in der Formel (IV) kann, unabhängig voneinander, 0 oder 1 sein, vorzugs weise ist n gleich 1.
q steht für Werte von 0 bis 30. Bei Einsatz von Mischungen verschiedener Komponenten der Formel (IV) können Mischungen vorzugsweise mit zahlengemittelten q-Werten von 0,3 bis 20, besonders bevorzugt 0,5 bis 10, insbesondere 0,5 bis 6 verwendet werden.
X steht besonders bevorzugt für

oder deren chlorierte oder bromierte Derivate, insbesondere leitet sich X von Resorcin, Hydrochinon, Bisphenol A oder Diphenylphenol ab. Besonders be vorzugt leitet sich X von Bisphenol A ab.

Der Einsatz von oligomeren Phosphorsäureestern der Formel (IV), die sich vom Bisphenol A ableiten, ist besonders vorteilhaft, da die mit dieser Phosphorverbindung ausgerüsteten Zusammensetzungen eine besonders hohe Spannungsriss- und Hydro lysebeständigkeit sowie eine besonders geringe Neigung zur Belagsbildung bei der Spritzgussverarbeitung aufweisen. Des weiteren läßt sich mit diesen Flammschutz mitteln eine besonders hohe Wärmeformbeständigkeit erzielen.

Weitere bevorzugte phosphorhaltige Verbindungen sind Verbindungen der Formel (IVa)

worin
R¹, R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander C₁ bis C₈-Alkyl und/oder gegebenenfalls durch Alkyl substituiertes C₅ bis C₆-Cycloalkyl, C₆ bis C₁₀-Aryl oder C₇ bis C₁₂-Aralkyl,
n unabhängig voneinander 0 oder 1,
m unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4,
q eine Zahl zwischen 0 und 30,
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander C₁ bis C₄-Alkyl und
Y C₁ bis C₇-Alkyliden, C₁ bis C₇-Alkylen, C₅ bis C₁₂-Cycloalkylen, C₅ bis C₁₂-Cycloalkyliden, -O-, -S-, -SO-, SO₂ oder -CO- bedeuten.

Als erfindungsgemäße Komponente D können Monophosphate (q = O), Oligophos phate (q = 1-30) oder Mischungen aus Mono- und Oligophosphaten eingesetzt werden.

Monophosphorverbindungen der Formel (IV) sind insbesondere Tributylphosphat, Tris-(2-chlorethyl)-phosphat, Tris-(2,3-dibromprobyl)-phosphat, Triphenylphosphat, Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Diphenyloctylphosphat, Diphenyl-2-et hylkresylphosphat, Tri-(isopropylphenyl)-phosphat, halogensubstituierte Arylphos phate, Methylphosphonsäuredimethylester, Methylphosphensäurediphenylester, Phe nylphosphonsäurediethylester, Triphenylphosphinoxid oder Trikresylphosphinoxid.

Die Phosphorverbindungen gemäß Komponente D Formel (IV) sind bekannt (vgl. z. B. EP-A 0 363 608, EP-A 0 640 655) oder lassen sich nach bekannten Methoden in analoger Weise herstellen (z. B. Ullmanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Bd. 18, S. 301 ff. 1979; Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 12/1, S. 43; Beilstein Bd. 6, S. 177).

Die mittleren q-Werte können bestimmt werden, indem mittels geeigneter Methode (Gaschromatographie (GC), High Pressure Liquid Chromatography (HPLC), Gelper meationschromatographie (GPC)) die Zusammensetzung der Phosphat-Mischung (Molekulargewichtsverteilung) bestimmt wird und daraus die Mittelwerte für q be rechnet werden.

Phosphonatamine sind vorzugsweise Verbindungen der Formel (V)

A_3-y-NB¹ _y (V)

in welcher
A für einen Rest der Formel (Va)

oder (Vb)

steht,
R¹¹ und R¹² unabhängig voneinander für unsubstituiertes oder substituiertes C₁ bis C₁₀-Alkyl oder für unsubstituiertes oder substituiertes C₆ bis C₁₀-Aryl, stehen,
R¹³ und R¹⁴ unabhängig voneinander für unsubstituiertes oder substituiertes C₁ bis C₁₀-Alkyl oder unsubstituiertes oder substituiertes C₆ bis C₁₀-Aryl stehen oder
R¹³ und R¹⁴ zusammen für unsubstituiertes oder substituiertes C₃ bis C₁₀-Alkylen ste hen,
y die Zahlenwerte 0, 1 oder 2 bedeuten und
B¹ unabhängig für Wasserstoff, gegebenenfalls halogeniertes C₂ bis C₈-Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C₆ bis C₁₀-Aryl steht.
B¹ steht vorzugsweise unabhängig für Wasserstoff, für Ethyl, n- oder iso-Propyl, welche durch Halogen substituiert sein können, unsubstituiertes oder durch C₁ bis C₄-Alkyl und/oder Halogen substituiertes C₆ bis C₁₀-Aryl, insbesondere Phenyl oder Naphthyl.

Alkyl in R¹¹, R¹², R¹³ und R¹⁴ steht unabhängig vorzugsweise für Methyl, Ethyl, n- Propyl, iso-Propyl, n-, iso-, sec.-oder tert.-Butyl, Pentyl oder Hexyl.

Substituiertes Alkyl in R¹¹, R¹², R¹³ und R¹⁴ steht unabhängig vorzugsweise für durch Halogen substituiertes C₁ bis C₁₀-Alkyl, insbesondere für ein- oder zweifach substituiertes Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-, iso-, sek.- oder tert.-Butyl, Pentyl oder Hexyl.

C₆ bis C₁₀-Aryl steht in R¹¹, R¹², R¹³ und R¹⁴ unabhängig vorzugsweise für Phenyl, Naphthyl oder Binaphthyl, insbesondere o-Phenyl, o-Naphthyl, o-Binaphthyl, welche durch Halogen (im allgemeinen ein-, zwei- oder dreifach) substituiert sein können.

R¹³ und R¹⁴ können zusammen mit den Sauerstoffatomen, an die sie direkt gebunden sind, und dem Phosphoratom eine Ringstruktur bilden.

Beispielhaft und vorzugsweise werden genannt: 5,5,5',5',5",5"-Hexamethyltris(1,3,2- dioxaphosphorinan-methan)amino-2,2',2"-trioxid der Formel (Va-1)

(Versuchsprodukt XPM 1000 Fa. Solutia Inc., St. Louis, USA) 1,3,2-Dioxaphos phorinan-2-methanamin, N-butyl-N[(5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-2-yl)- methyl]-5,5-dimethyl-, P,2-dioxide; 1,3,2-Dioxaphosphorinane-2-methanamin, N- [[5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-2-yl)methyl]-5,5-dimethyl-N-phenyl-, P,2- dioxid; 1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-methanamin, N,N-dibutyl-5,5-dimethyl-, 2-oxid, 1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-methanimin, N-[(5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan- 2-yl)methyl]-N-ethyl-5,5-dimethyl-, P,2-dioxid, 1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-metha namin, N-butyl-N-[(5,5-dichloromethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-2-yl)-methyl]-5,5- di-chloromethyl-, P,2-dioxid, 1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-methanamin, N-[(5,5-di chloromethyl-1,3,2-dioxoaphosphorinan-2-yl)methyl]-5,5-di-chloromethyl-N- phenyl-, P,2-dioxid; 1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-methanamin, N,N-di-(4- chlorobutyl)-5,5-dimethyl-2-oxide; 1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-methanimin, N- [(5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-2-yl)methan]-N-(2-chloroethyl)-5,5- di(chloromethyl)-, P2-dioxid.

Bevorzugt sind weiterhin:
Verbindungen der Formel (Va-2) oder (Va-3)

wobei R¹¹, R¹², R¹³ und R¹⁴ die oben angegebenen Bedeutungen haben.

Besonders bevorzugt sind Verbindungen der Formel (Va-2) und (Va-1).

Die Herstellung der Phosphonatamine ist beispielsweise in der US 5 844 028 be schrieben.

Phosphazene sind Verbindungen der Formeln (VIa) und (VIb)

worin
R jeweils gleich oder verschieden ist und für Amino, jeweils gegebenenfalls ha logeniertes, vorzugsweise mit Fluor halogeniertes C₁ bis C₈-Alkyl, oder C₁ bis C₈-Alkoxy, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C₁ bis C₄- Alkyl, und/oder Halogen, vorzugsweise Chlor und/oder Brom, substituiertes C₅ bis C₆-Cycloalkyl, C₆ bis C₂₀-Aryl, vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl, C₆ bis C₂₀-Aryloxy, vorzugsweise Phenoxy, Naphthyloxy, oder C₇ bis C₁₂- Aralkyl, vorzugsweise Phenyl-C₁-C₄-alkyl, steht,
k für 0 oder eine Zahl von 1 bis 15, vorzugsweise für eine Zahl von 1 bis 10 steht.

Beispielhaft seien Propoxyphosphazen, Phenoxyphosphazen, Methylphenoxy phosphazen, Aminophosphazen und Fluoralkylphosphazene genannt. Besonders be vorzugt ist Phenoxyphosphazen.

Die Phosphazene können allein oder als Mischung eingesetzt werden. Der Rest R kann immer gleich sein oder 2 oder mehr Reste in den Formeln (Ia) und (Ib) können verschieden sein.

Phosphazene und deren Herstellung sind beispielsweise in EP-A 0 728 811, DE-A 19 61 668 und WO 97/40092 beschrieben.

Die Flammschutzmittel können allein oder in beliebiger Mischung untereinander oder in Mischung mit anderen Flammschutzmitteln eingesetzt werden.

Die Komponente D kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 1 bis 18 Gew.-Teile und in am meisten bevorzugter Weise 2 bis 15 Gew.-Teile, enthalten sein.

Komponente E

Des weiteren enthalten die Polycarbonat-Zusammensetzungen die zuvor genannten anorganischen Materialien mit anisotroper Partikelgeometrie.

Vorzugsweise kommen anorganische Materialien mit schuppen- oder plättchenförmi gem Charakter zum Einsatz wie Talk, Glimmer/Tonschichtmineralien, Montmorrilo nit, letztere auch in einer durch Ionenaustausch modifizierten, organophilen Form, Kaolin und Vermiculit. Die anorganischen Materialien können oberflächenbehandelt, beispielsweise silanisiert sein, um eine bessere Polymerverträglichkeit zu gewährleis ten.

Besonders bevorzugt ist Talk. Unter Talk wird ein natürlich vorkommender oder syn thetisch hergestellter Talk verstanden. Reiner Talk hat die chemische Zusammenset zung 3MgO.4SiO₂.H₂O und somit einen MgO-Gehalt von 31,9 Gew.-%, einen SiO₂-Gehalt von 63,4 Gew.-% und einen Gehalt an chemisch gebundenem Wasser von 4,8 Gew.-%. Es handelt sich um ein Silikat mit Schichtstruktur.

Natürlich vorkommende Talkmaterialien besitzen im allgemeinen nicht die oben auf geführte Idealzusammensetzung, da sie durch partiellen Austausch des Magnesium durch andere Elemente, durch partiellen Austausch von Silicium, durch beispielsweise Aluminium und/oder durch Verwachsungen mit anderen Mineralien wie Dolomit, Magnesit und Chlorit verunreinigt sind. Auch diese verunreinigten natürlichen Takpulver können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzung zum Einsatz kommen, bevorzugt sind jedoch Talktypen hoher Reinheit. Diese enthalten beispielsweise einen MgO-Gehalt von 28 bis 35 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 33 Gew.-%, besonders bevorzugt 30,5 bis 32 Gew.-% und einen SiO₂-Gehalt von 55 bis 65 Gew.-%, bevorzugt 58 bis 64 Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 62,5 Gew.-%. Bevorzugte Talktypen zeichnen sich des weiteren durch einen Al₂O₃-Gehalt von < 5 Gew.-%, besonders bevorzugt von < 1 Gew.-%, insbesondere von < 0,7 Gew.-% aus.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung soll der Eisengehalt des Talks möglichst gering sein, beispielsweise < 0,5 Gew.-%, insbesondere < 0,3 Gew.-%, besonders be vorzugt < 0,2 Gew.-%.

Vorteilhaft ist insbesondere auch der Einsatz von Talk in Form von feinvermahlenen Typen mit einer mittleren größten Teilchengröße d₅₀ von < 10 µm, bevorzugt < 5 µm, besonders bevorzugt < 2,5 µm, ganz besonders bevorzugt ≦ 1,5 µm.

Die anorganischen Materialien der Komponente E können in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 0,1 bis 30 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 0,2 bis 20 Gew.-Teile und in am meisten bevorzugter Weise 0,5 bis 15 Gew.-Teile, enthalten sein.

Komponente F

Die Flammschutzmittel entsprechend Komponente D werden oft in Kombination mit sogenannten Antidrippingmitteln verwendet, welche die Neigung des Materials zum brennenden Abtropfen im Brandfall verringern. Beispielhaft seien hier Verbindungen der Substanzklassen der fluorierten Polyolefine, der Silikone sowie Aramidfasern ge nannt. Diese können auch in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen zum Ein satz kommen. Bevorzugt werden fluorierte Polyolefine als Antidrippingmittel einge setzt.

Fluorierte Polyolefine sind bekannt und beispielsweise in der EP-A 0 640 655 be schrieben. Sie werden zum Beispiel unter der Marke Teflon® 30N von DuPont ver trieben.

Die fluorierten Polyolefine können sowohl in reiner Form als auch in Form einer ko agulierten Mischung von Emulsionen der fluorierten Polyolefine mit Emulsionen der Pfropfpolymerisate (Komponente B) oder mit einer Emulsion eines Copolymerisats, vorzugsweise auf Styrol/Acrylnitril-Basis eingesetzt werden, wobei das fluorierte Polyolefin als Emulsion mit einer Emulsion des Pfropfpolymerisats oder des Copoly merisats gemischt und anschließend koaguliert wird.

Weiterhin können die fluorierten Polyolefine als Präcompound mit dem Pfropfpoly merisat (Komponente B) oder einem Copolymerisat, vorzugsweise auf Sty rol/Acrylnitril-Basis, eingesetzt werden. Die fluorierten Polyolefine werden als Pulver mit einem Pulver oder Granulat des Pfropfpolymerisats oder Copolymerisats vermischt und in der Schmelze im allgemeinen bei Temperaturen von 200 bis 330°C in üblichen Aggregaten wie Innenknetern, Extrudern oder Doppelwellenschnecken compoundiert.

Die fluorierten Polyolefine können auch in Form eines Masterbatches eingesetzt wer den, der durch Emulsionspolymerisation mindestens eines monoethylenisch ungesät tigten Monomers in Gegenwart einer wässrigen Dispersion des fluorierten Polyolefins hergestellt wird. Bevorzugte Monomerkomponenten sind Styrol, Acrylnitril und deren Gemische. Das Polymerisat wird nach saurer Fällung und nachfolgender Trocknung als rieselfähiges Pulver eingesetzt.

Die Koagulate, Präcompounds oder Masterbatches besitzen üblicherweise Feststoff gehalte an fluoriertem Polyolefin von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 60 Gew.-%.

Die Komponente F kann in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung in einer Menge von vorzugsweise 0,05 bis 5 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 0,1 bis 1 Gew.-Teile und in am meisten bevorzugter Weise 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile enthalten sein.

Die Summe der Gewichtsteile aller Komponenten ergibt 100.

G. Weitere Zusätze

Die erfindungsgemäßen Formmassen können weiterhin wenigstens eines der üblichen Additive, wie Gleit- und Entformungsmittel, beispielsweise Pentaerythrittetra-stearat, Nukleiermittel, Antistatika, Stabilisatoren, und über die anorganischen Materialien mit dem ausgewählten Aspektverhältnis hinaus anorganische Materialien mit anderer Geometrie wie weitere Füll- und Verstärkungsstoffe sowie Farbstoffe und Pigmente enthalten.

Die erfindungsgemäßen Formmassen können bis zu 35 Gew.-%, bezogen auf die Ge samt-Formmasse, eines weiteren, gegebenenfalls synergistisch wirkenden Flamm schutzmittels enthalten. Beispielhaft werden als weitere Flammschutzmittel organische Halogenverbindungen wie Decabrombisphenylether, Tetrabrombisphenol, an organische Halogenverbindungen wie Ammoniumbromid, Stickstoffverbindungen, wie Melamin, Melaminformaldehyd-Harze, anorganische Hydroxidverbindungen wie Mg-, Al-Hydroxid, anorganische Verbindungen wie Antimonoxide, Bariummetaborat, Hydroxoantimonat, Zirkonoxid, Zirkonhydroxid, Molybdenoxid, Ammoniummolybdat, Zinkborat, Ammoniumborat, Bariummetaborat, Talk, Silikat, Siliziumoxid und Zinnoxid sowie Siloxanverbindungen genannt.

Die erfindungsgemäßen Formmassen werden hergestellt, indem man die jeweiligen Bestandteile in bekannter Weise vermischt und bei Temperaturen von 200°C bis 300°C in üblichen Aggregaten wie Innenknetern, Extrudern und Doppelwellen schnecken schmelzcompoundiert und schmelzextrudiert.

Die Vermischung der einzelnen Bestandteile kann in bekannter Weise sowohl suk zessive als auch simultan erfolgen, und zwar sowohl bei etwa 20°C (Raumtempera tur) als auch bei höherer Temperatur.

Die erfindungsgemäßen Formmassen können zur Herstellung von Formkörpern jeder Art verwendet werden. Diese können durch Spritzguß, Extrusion und Blasformverfahren hergestellt werden. Eine weitere Form der Verarbeitung ist die Herstellung von Formkörpern durch Tiefziehen aus zuvor hergestellten Platten oder Folien.

Beispiele für solche Formkörper sind Folien, Profile, Gehäuseteile jeder Art, z. B. für Haushaltsgeräte wie Saftpressen, Kaffeemaschinen, Mixer; für Büromaschinen wie Monitore, Drucker, Kopierer; für Platten, Rohre, Elektroinstallationskanäle, Fenster, Türen und Profile für den Bausektor, Innenausbau und Außenanwendungen; auf dem Gebiet der Elektrotechnik wie für Schalter und Stecker.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Formmassen beispielsweise zur Herstel lung von folgenden Formkörpern oder Formteilen verwendet werden:

1. Innenausbauteile für Schienenfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge, Busse und andere Kraftfahrzeuge
2. Radkappen
3. Gehäuse von Kleintransformatoren enthaltenden Elektrogeräten
4. Gehäuse für Geräte zur Informationsverbreitung und -Übermittlung
5. Gehäuse und Verkleidung für medizinische Zwecke
6. Massagegeräte und Gehäuse dafür
7. Spielfahrzeuge für Kinder
8. Flächige Wandelemente
9. Gehäuse für Sicherheitseinrichtungen
10. Heckspoiler, Karosserieteile für KFZ
11. Wärmeisolierte Transportbehältnisse
12. Vorrichtung zur Haltung oder Versorgung von Kleintieren
13. Formteile für Sanitär- und Badausrüstungen
14. Abdeckgitter für Lüfteröffnungen
15. Formteile für Garten- und Gerätehäuser
16. Gehäuse für Gartengeräte.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiele

Die in der Tabelle 1 angegebenen und nachfolgend kurz erläuterten Komponenten werden auf einem 3-l-Innenkneter oder einer ZSK-25 bei etwa 240°C compoundiert. Die Formkörper werden auf einer Spritzgießmaschine Typ Arburg 270 E bei 240°/260°C hergestellt.

Komponente A1

Lineares Polycarbonat auf Basis Bisphenol A mit einer relativen Lösungsviskosität von 1,24, gemessen in CH₂Cl₂ als Lösungsmittel bei 25°C und einer Konzentration von 0,5 g/100 ml.

Komponente A2

Lineares Polycarbonat auf Basis Bisphenol A mit einer relativen Lösungsviskosität von 1,28, gemessen in CH₂Cl₂ als Lösungsmittel bei 25°C und einer Konzentration von 0,5 g/100 ml.

Komponente B

Pfropfpolymerisat von 40 Gew.-Teilen eines Copolymerisats aus Styrol und Acryl nitril im Verhältnis von 73 : 27 auf 60 Gew.-Teile teilchenförmigen vernetzten Poly butadienkautschuks (mittlerer Teilchendurchmesser d₅₀ = 0,3 µm), hergestellt durch Emulsionspolymerisation.

Komponente C

Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat mit einem Styrol/Acrylnitril-Gewichtsverhältnis von 72 : 28 und einer Grenzviskosität von 0,55 dl/g (Messung in Dimethylformamid bei 20°C).

Komponente D

Auf Bisphenol-A basierendes Oligophosphat

Komponente E1

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 0,9 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,14 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,11 Gew.-%.

Komponente E2

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,0 µm, einem Gesamteisengehalt von 1,30 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,14 Gew.-%.

Komponente E3

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,2 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,06 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,01 Gew.-%.

Komponente E4

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,2 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,98 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,03 Gew.-%.

Komponente E5

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,3 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,99 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,03 Gew.-%.

Komponente E6

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,3 µm, einem Gesamteisengehalt von 1,05 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,03 Gew.-%.

Komponente E7

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,2 µm, einem Gesamteisengehalt von 1,00 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,05 Gew.-%.

Komponente E8

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 2,1 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,07 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,04 Gew.-%.

Komponente E9

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,8 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,42 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,03 Gew.-%.

Komponente E10

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 1,9 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,96 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,02 Gew.-%.

Komponente E11

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 2,0 µm, einem Gesamteisengehalt von 1,79 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,11 Gew.-%.

Komponente E12

Talk mit einem mittleren Partikeldurchmesser (d₅₀) lt. Herstellerangabe von 2,5 µm, einem Gesamteisengehalt von 0,70 Gew.-% und einem Gehalt an säurelöslichem Eisen von 0,05 Gew.-%.

Alle Komponenten E1 bis E12 sind vermahlene, natürliche Mineralien mit einem Talkgehalt von ≧ 96 Gew.-%. Der Al₂O₃-Gehalt aller Typen liegt lt. Herstellerangaben bei ≦ 1 Gew.-%.

Komponente F

Tetrafluorethylenpolymerisat als koagulierte Mischung aus einer SAN-Pfropfpoly merisat-Emulsion gemäß oben genannter Komponente B in Wasser und einer Tetra fluorethylen-polymerisat-Emulsion in Wasser. Das Gewichtsverhältnis Pfropfpoly merisat B zum Tetrafluorethylenpolymerisat in der Mischung ist 90 Gew.-% zu 10 Gew.-%. Die Tetrafluorethylenpolymerisat-Emulsion besitzt einen Feststoffgehalt von 60 Gew.-%; der mittlere Teilchendurchmesser liegt zwischen 0,05 und 0,5 µm. Die SAN-Pfropfpolymerisat-Emulsion besitzt einen Feststoffgehalt von 34 Gew.-% und einen mittleren Latexteilchendurcbmesser von d₅₀ = 0,3 µm.

Die Emulsion des Tetrafluorethylenpolymerisats (Teflon® 30 N von DuPont) wird mit der Emulsion des SAN-Pfropfpolymerisats B vermischt und mit 1,8 Gew.-%, be zogen auf Polymerfeststoff, phenolischer Antioxidantien stabilisiert. Bei 85 bis 95°C wird die Mischung mit einer wäßrigen Lösung von MgSO₄ (Bittersalz) und Essigsäure bei pH 4 bis 5 koaguliert, filtriert und bis zur praktischen Elektrolytfreiheit gewaschen, anschließend durch Zentrifugation von der Hauptmenge Wasser befreit und danach bei 100°C zu einem Pulver getrocknet.

Komponente G1

Phosphitstabilisator

Komponente G2

Pentaerithrithtetrastearat (PETS) als Entformungsmittel

Eisenanalytik

Die Bestimmung des Eisengehalts von anorganischem Material und anorganisches Material enthaltenden Formmassen erfolgt durch optische Emissionsspektrometrie mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP-OES).

Zur Bestimmung des Gesamteisengehalts wird das Material einem Schmelzaufschluß unter Verwendung von Lithiummetaborat als Flußmittel unterzogen, wobei 0,1 bis 1 g des zu untersuchenden Materials mit 1,5 bis 2,5 g des Schmelzflußmittels in einem Platintiegel genau eingewogen und vermischt und bei 1000°C 30 Minuten lang ge schmolzen werden. Der Schmelzekuchen wird nach Abkühlung in 5 ml Salpetersäure aufgenommen und unter Rühren gelöst. Die Lösung wird zur Untersuchung mittels ICP-OES auf 100 ml aufgefüllt.

Zur Bestimmung des Gehalts an säurelöslichem Eisen im anorganischen Füllstoff werden etwa 100 mg des Füllstoffs genau in einem Glasgefäß eingewogen und mit 10 ml einer Salzsäurelösung der Konzentration 1,0 Mol/dm³ versetzt. Die Dispersion des anorganischen Materials in der Salzsäurelösung wird für 24 Stunden bei Raumtemperatur gerührt und nachfolgend die Eisenkonzentration der überstehenden Lösung mittels ICP-OES bestimmt.

Kerbschlagzähigkeit und Zäh/Sprödübergang

Die Bestimmung der Kerbschlagzähigkeit a_k wird gemäß ISO 180/1A durchgeführt. Zur Bestimmung der Temperatur des Zäh/Sprödübergangs werden die Kerbschlag zähigkeiten a_k bei verschiedenen Temperaturen gemessen und beurteilt. Ausgehend von der Raumtemperatur wird die Prüftemperatur dazu in Schritten von 5° solange erniedrigt bis ein Sprödbruch beobachtet wird.

Die Beispiele in den Spalten 1 bis V7 sind Proben mit vergleichsweise geringen Mengen des anorganischen Materials, die Beispiele der Spalten 5 und V8 sind Pro ben mit größeren Mengen desselben und die Beispiele der Spalten 6 bis V10 betref fen Polycarbonatblends ohne Flammschutzmittel und ohne Teflon-Masterbatch.

Die Ergebnisse zeigen deutlich die verbesserten mechanischen Eigenschaften der Proben mit geringerem Eisengehalt. Überraschenderweise lassen sich die Kerb schlagzähigkeiten der anorganische Materialien enthaltenden Polycarbonat-Formkör per durch Verringerung des Eisengehalts deutlich stärker verbessern als durch die Verringerung der mittleren Partikeldurchmesser des anorganischen Materials.

Claims

1. Anorganisches Material mit anisotroper Partikelgeometrie enthaltende Poly carbonat-Zusammensetzung mit einem Gesamteisengehalt von weniger als etwa 100 ppm.

2. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Gesamteisenge halt der Zusammensetzung geringer als etwa 70 ppm ist.

3. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1, worin der Gesamteisenge halt der Zusammensetzung geringer als etwa 50 ppm ist.

4. Polycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das anorganische Material ein Aspekt-Verhältnis von größer 2 besitzt.

5. Polycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das anorganische Material ein Aspekt-Verhältnis von größer etwa 5 besitzt.

6. Polycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das anorganische Material plättchenförmig ist.

7. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 6, worin das anorganische Material ein Talk ist.

8. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1, die, bezogen auf das Ge wicht der Zusammensetzung, bis zu 50 Gew.-% eines Pfropfpolymerisats aus 5 bis 95 Gew.-% wenigstens eines Vinylmonomeren auf 95 bis 5 Gew.-% min destens einer Pfropfgrundlage mit einer Glastemperatur kleiner etwa 10°C enthält.

9. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin das Pfropfpoly merisat ein solches auf der Grundlage von Dien-, EP(D)M-, Acrylat- oder Silikonkautschuken ist.

10. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 8, worin ein Emulsions- oder Masse-ABS oder deren Mischungen enthalten sind.

11. Polycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin die Zusammensetzung flammwidrig ausgerüstet ist.

12. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 11, die ein Phosphor enthal tendes Flammschutzmittel enthält.

13. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 12, die als Flammschutz mittel eine phosphorhaltige Verbindung der allgemeinen Formel
enthält, worin
R¹, R², R³ und R⁴, unabhängig voneinander jeweils gegebenenfalls haloge niertes C₁ bis C₈-Alkyl, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, und/oder Halogen, substituiertes C₅ bis C₆-Cycloalkyl, C₆ bis C₂₀-Aryl oder C₇ bis C₁₂-Aralkyl,
n unabhängig voneinander, 0 oder 1,
q eine Zahl zwischen 0 und 30,
X einen ein- oder mehrkernigen aromatischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen, oder einen linearen oder verzweigten aliphatischen Rest mit 2 bis 30 C-Atomen, der OH-substituiert sein und bis zu 8 Etherbin dungen enthalten kann, bedeuten.

14. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 12, die eine phosphorhaltige Verbindung der allgemeinen Formel
enthält, worin
R¹, R², R³ und R⁴ jeweils unabhängig voneinander C₁ bis C₈-Alkyl und/oder gegebenenfalls durch Alkyl substituiertes C₅ bis C₆-Cycloalkyl, C₆ bis C₁₀-Aryl oder C₇ bis C₁₂-Aralkyl,
n unabhängig voneinander 0 oder 1,
m unabhängig voneinander 0, 1, 2, 3 oder 4,
q eine Zahl zwischen 0 und 30,
R⁵ und R⁶ unabhängig voneinander C₁ bis C₄-Alkyl und
Y C₁ bis C₇-Alkyliden, C₁ bis C₇-Alkylen, C₅ bis C₁₂-Cycloalkylen, C₅ bis C₁₂-Cycloalkyliden, -O-, -S-, -SO-, SO₂ oder -CO- bedeuten.

15. Formkörper, enthaltend eine Polycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 14.

16. Formkörper nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Formkörper eine Folie, ein Profil, ein Innenausbauteil für ein Schienenfahr-, See-, Luft- oder Kraftfahrzeug, ein Karosserieteil für Kraftfahrzeuge, ein Gehäuse von einem einen Kleintransformator enthaltendem Elektrogerät, ein Gehäuse für Geräte zur Informationsverbreitung und -übermittlung, ein Gehäuse oder Verkleidung für medizinisches Gerät, ein Spielfahrzeug für Kinder, ein flächiges Wandelement, ein Gehäuse für eine Sicherheitseinrichtung, ein wärmeisoliertes Transportbehältnis, eine Vorrichtung zur Haltung oder Ver sorgung von Kleintieren, ein Formteil für Sanitär- und Badausrüstungen, ein Abdeckgitter für Lüfteröffnungen, eine Platte, ein Rohr, ein Elektroinstalla tionskanal im Innenausbau und für Außenanwendungen, ein Formteil für Garten- und Gerätehäuser oder ein Gehäuse für Gartengeräte ist.