DE10105714A1 - Zusammensetzung auf Basis von Copolycarbonaten - Google Patents
Zusammensetzung auf Basis von CopolycarbonatenInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft thermoplastische Copolycarbonat-Zusammensetzungen und diese enthaltende Formkörper mit erhöhter Spannungsrissbeständigkeit und Thermostabilität.
Description
Die Erfindung betrifft thermoplastische Polycarbonat-Zusammensetzungen und diese
enthaltende Formkörper mit erhöhter Spannungsrissbeständigkeit und Thermo
stabilität.
Die Spannungsrissbeständigkeit von Formkörpern aus Polymeren ist bei deren Her
stellung und beim Gebrauch der Formkörper immer dann wichtig, wenn ein Kontakt
zu Ölen, Reinigungsmitteln und Alkoholen erfolgt. Insbesondere für den Automobil
bau und andere Außenanwendungen werden seit langem möglichst chemikalien
resistente Formkörper gesucht, die einerseits tieftemperaturbeständig sind, anderer
seits eine hohe Thermostabilität aufweisen. Die Aufgabe bestand also darin, ein Poly
carbonatblend zu finden, das über ein verbessertes Spannungsrissverhalten und er
höhte Thermostabilität im Vergleich zu Polycarbonatblends, die Polycarbonat aus
reinem 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan als Bisphenol enthalten, zeigt, andererseits
aber die vorteilhaften Eigenschaften von Polycarbonatblends, wie eine ausgezeich
nete Tieftemperaturzähigkeit, beibehält.
Es wurden nun bereits Copolycarbonate auf Basis von 4,4'-Dihydroxydiphenyl und
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan als besonders chemikalienresistent, hitzebeständig und
schwer entflammbar beschrieben (vgl. JP-A 5 117 382, EP-A 0 544 407,
US-A 5,470,938, US-A 5,532,324 und US-A 5,401,826), bei, im Vergleich zu handels
üblichem Polycarbonat aus reinem Bisphenol A, gleichen mechanischen Eigenschaften
und Transparenz. Es findet sich im Stand der Technik jedoch keinerlei Hinweis darauf,
dass diese Copolycarbonate vorteilhaft in Polycarbonatblends unter Erhalt der beson
ders guten Tieftemperatureigenschaften eingesetzt werden können.
Die JP-A 03 126 756 beschreibt thermoplastische Harzzusammensetzungen mit
verbesserter Wärmeformbeständigkeit, Schlagfestigkeit, Öl- und Wasserbeständig
keit. Diese Harze sind zusammengesetzt aus aromatischem Polyesterharz, aroma
tischem Polycarbonat und Butadienkautschuk.
Die EP-A 0 403 837 beschreibt thermoplastische Polycarbonat-Formmassen auf der
Basis von substituierten Dihydroxydiphenylcycloalkanen, anderen aromatischen
Polycarbonaten, beispielsweise auf der Basis von Bisphenol-A, und bepfropften,
teilchenförmigen Dienkautschuken und deren Verwendung zur Herstellung von
thermoplastischen Formkörpern. Aufgrund der Dihydroxydiphenylcycloalkane
weisen diese Formmassen eine verbesserte Wärmeformbeständigkeit unter Erhalt der
guten Kerbschlagzähigkeit auf.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, thermoplastische Poly
carbonat-Zusammensetzungen mit verbesserter Spannungsrissbeständigkeit und ver
besserter thermischer Stabilität bereitzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe durch Copolycarbonat-Zusammensetzungen, enthaltend
- A) 2 bis 98, vorzugsweise 5 bis 97, besonders bevorzugt 30 bis 95 Gewichtsteile
eines thermoplastischen aromatischen Copolycarbonats, aufgebaut aus
0,1 Mol-% bis 46 Mol-% Verbindungen der Formel (I)
worin
R1 bis R8 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, C1- bis C8-Alkyl, C1- bis C5-Cycloalkyl, C6- bis C10-Aryl und C7- bis C12-Aralkyl ist
und komplementäre Mengen, also 99,9 Mol-% bis 54 Mol-% an Diphenolen verschieden von Verbindungen der Formel (I), - B) 0,5 bis 50, vorzugsweise 2 bis 40, besonders bevorzugt 5 bis 30 Gewichtsteile
mindestens eines Pfropfpolymerisats von
- 1. 5 bis 90 Gewichtsteilen mindestens eines Vinylmonomeren und
- 2. 95 bis 10 Gewichtsteilen eines Kautschuks mit einer Glasübergangs temperatur von ≦ 10°C.
Überraschend wurde festgestellt, dass bereits durch einen geringen Anteil von Struktur
einheiten gemäß Formel (I) in der Polycarbonat-Zusammensetzung die Spannungs
rissbeständigkeit daraus erhaltener Formkörper deutlich verbessert wird.
Die erfindungsgemäßen Copolycarbonate gemäß Komponente A) enthalten vorzugs
weise 11 bis 34 Mol-% und besonders bevorzugt 26 bis 34 Mol-% Verbindungen der
Formel (I).
Diphenole, die von Verbindungen der Formel (I) verschieden sind, sind entsprechend
in komplementären Mengen, also 99,99 bis 54 Mol-%, vorzugsweise 89 bis 66 Mol-%,
besonders bevorzugt 74 bis 66 Mol-%, enthalten.
R1 bis R8 in Formel (I) stehen unabhängig voneinander vorzugsweise für Wasser
stoff, C1-C4-Alkyl, Phenyl, substituiertes Phenyl oder Halogen, besonders bevorzugt
für Wasserstoff, Methyl oder tert.-Butyl, besonders bevorzugt stehen alle für den
gleichen Rest.
Besonders bevorzugte Verbindungen der Formel (I) sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl
(DOD) und 4,4'-Dihydroxy-3,3'-5,5'-tetra-(tert.Butyl)-diphenyl.
Bevorzugte Diphenole verschieden von Verbindungen der Formel (I) sind Diphenole
der Formel (II)
wobei
A C1-C5-Alkylen, C2-C5-Alkyliden, C5-C6-Cycloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6-C12-Arylen, an das weitere aromatische gegebenenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (IIa) oder (IIb)
A C1-C5-Alkylen, C2-C5-Alkyliden, C5-C6-Cycloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6-C12-Arylen, an das weitere aromatische gegebenenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (IIa) oder (IIb)
B jeweils C1-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-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.
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-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 Verbindungen der Formel (II) sind 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan,
1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und 1,3-Bis[2-(4-hydroxy
phenyl)-2-propyl]benzol, 1,1-Bis(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 1,1-Bis(4-hy
droxyphenyl)-cyclohexan, insbesondere 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan
(Bisphenol A).
Es können sowohl eine Verbindung der Formel (I), unter Bildung binärer Copoly
carbonate, als auch mehrere Verbindungen der Formel (I) verwendet werden.
Ebenso können sowohl eine Verbindung der Formel (II), unter Bildung binärer
Copolycarbonate, als auch mehrere Verbindungen der Formel (II) verwendet werden.
Die Edukte der Formel (I) und (II) können selbstverständlich Verunreinigungen, be
dingt durch die Synthese, enthalten. Eine hohe Reinheit ist aber wünschenswert und
anzustreben, daher werden diese Edukte mit der höchst möglichen Reinheit einge
setzt.
Gemäß DE-A 21 19 779 erfolgt die Herstellung von Polycarbonaten unter Be
teiligung von Monomeren der Formel (I) vorzugsweise in Lösung, und zwar nach
dem Phasengrenzflächenverfahren und dem Verfahren in homogener Phase.
Zur Herstellung von Polycarbonaten nach dem Phasengrenzflächenverfahren sei bei
spielhaft auf "Schnell", Chemistry and Physics of Polycarbonates, Polymer Reviews,
Vol. 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964 und auf Polymer
Reviews, Volume 10, "Condensation Polymers by Interfacial and Solution Methods",
Paul W. Morgan, Interscience Publishers, New York 1965, Kap. VIII, S. 325 und
EP 971 790 verwiesen.
Daneben ist die Herstellung auch nach dem bekannten Polycarbonatherstellungs
verfahren in der Schmelze (sogenanntes Schmelzeumesterungsverfahren) möglich, das
z. B. in DE-A 196 46 401 oder in DE-A 142 38 123 beschrieben ist. Daneben werden
Umesterungsverfahren (Acetatverfahren und Phenylesterverfahren) beispielsweise in
den US-A 3 494 885, 4 386 186, 4 661 580, 4 680 371, und 4 680 372, in den
EP-A 26 120, 26 121, 26 684, 28 030, 39 845, 91 602, 97 970, 79 075, 146 887, 156 103,
234 913 und 240 301 sowie in den DE-A 14 95 626 und 22 32 977 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Copolycarbonate können verschiedene Endgruppen enthalten.
Diese werden durch Kettenabbrecher eingeführt. Kettenabbrecher im Sinne der Er
findung sind solche der Formel (III)
wobei
R, R' und R" unabhängig voneinander H, gegebenenfalls verzweigte C1-C34-Alkyl/Cycloalkyl, C7-C34-Alkaryl oder C6-C34-Aryl darstellen können, bei spielsweise Butylphenol, Tritylphenol, Cumylphenol, Phenol, Octylphenol, bevorzugt Butylphenol oder Phenol.
R, R' und R" unabhängig voneinander H, gegebenenfalls verzweigte C1-C34-Alkyl/Cycloalkyl, C7-C34-Alkaryl oder C6-C34-Aryl darstellen können, bei spielsweise Butylphenol, Tritylphenol, Cumylphenol, Phenol, Octylphenol, bevorzugt Butylphenol oder Phenol.
Die Polycarbonate können geringe Mengen von 0,02 bis 3,6 Mol-% (bezogen auf die
Dihydroxyverbindung) an Verzweigern enthalten. Geeignete Verzweiger sind die für
die Polycarbonatherstellung geeigneten Verbindungen mit drei und mehr funktionellen
Gruppen, vorzugsweise solche mit drei oder mehr als drei phenolischen OH-Gruppen,
beispielsweise 1,1,1-Tri-(4-hydroxyphenyl)ethan und Isatinbiskresol.
Die thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate haben mittlere Molekulargewichte
(Gewichtsmittel Mw, gemessen z. B. durch Ultrazentrifuge oder Streulichtmessung)
von 10.000 bis 200.000, vorzugsweise 15.000 bis 80.000.
Die thermoplastischen, aromatischen Copolycarbonate können allein oder im be
liebigen Gemisch eingesetzt werden.
Weiterer Bestandteil der erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen ist das
Pfropfpolymerisat gemäß Komponente B, das ein oder mehrere Pfropfpolymerisate
umfassen kann.
Monomere B.1 sind vorzugsweise Gemische aus
- 1. B.1.1 50 bis 99 Gew.-Teilen Vinylaromaten und/oder kernsubstituierten Vinylaromaten (wie Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Chlor styrol) und/oder Methacrylsäure-(C1-C8)-Alkylester, (wie Methylmeth acrylat, Ethylmethacrylat) und
- 2. B.1.2 1 bis 50 Gew.-Teilen Vinylcyanide (ungesättigte Nitrile wie Acryl nitril und Methacrylnitril) und/oder (Meth)Acrylsäure-(C1-C8)-Alkyl ester (wie Methylmethacrylat, n-Butylacrylat, t-Butylacrylat) und/oder Derivate wie Anhydride und Imide ungesättigter Carbonsäuren wie Maleinsäureanhydrid 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 Acrylat-, Polyurethan-, Silikon-, Chloropren- und Ethylen/Vinylacetat-
Kautschuke.
Bevorzugte Pfropfgrundlagen B.2 sind Dienkautschuke, beispielsweise und
bevorzugt auf der Basis von Butadien oder Isopren oder Gemische von
Dienkautschuken oder Copolymerisate von Dienkautschuken oder deren Gemischen mit
weiteren copolymerisierbaren Monomeren beispielsweise gemäß B.1.1 und B.1.2.
Die Komponente B.2 besitzt vorzugsweise eine Glasübergangstemperatur von etwa
< 0°C, besonders bevorzugt von <-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. Besonders bevorzugt ist reiner Polybuta
dienkautschuk, gegebenenfalls mit bis zu 30 Gew.-% (bezogen auf die Kautschuk
grundlage) Comonomer ausgewählt aus Styrol, Acrylnitril, Methylmethacrylat oder
Mischungen hieraus.
Besonders bevorzugte Polymerisate B sind z. B. ABS-Polymerisate (Emulsions-,
Masse- und Suspensions-ABS), wie sie in der DE-A 20 35 390 oder in der
DE-A 22 48 242 oder in Ullmanns, Enzyklopädie der Technischen Chemie, Bd. 19 (1980),
S. 280 ff. beschrieben sind. Der Gelanteil der Pfropfgrundlage B.2 beträgt min
destens 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-A 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)Polymeri
sation 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.-%,
bezogen auf B.2 anderen polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren.
Zu den bevorzugten polymerisierbaren Acrylsäureestern gehören C1-C8-Alkylester,
beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Butyl-, n-Octyl- und 2-Ethylhexylester;
Halogenalkylester, vorzugsweise Halogen-(C1-C8)alkylester, wie Chlorethylacrylat
sowie Mischungen dieser Monomeren.
Zur Vernetzung können Monomere mit mehr als einer polymerisierbaren Doppel
bindung 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, Allylmeth
acrylat; mehrfach ungesättigte heterocyclische Verbindungen, wie Trivinyl- und
Triallylcyanurat; polyfunktionelle Vinylverbindungen, wie Di- und Trivinylbenzole;
aber auch Triallylphosphat und Diallylphthalat.
Bevorzugte vernetzende Monomere sind Allylmethacrylat, Ethylenglykoldimeth
acrylat, Diallylphthalat und heterocyclische Verbindungen, die mindestens drei
ethylenisch ungesättigte Gruppen aufweisen.
Besonders bevorzugte vernetzende Monomere sind die cyclischen Monomere Tri
allylcyanurat, 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 unge
sättigten Gruppen ist es vorteilhaft, die Menge auf unter 1 Gew.-% der Pfropf
grundlage B.2 zu beschränken.
Bevorzugte "andere" polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Monomere, die
neben den Acrylsäureestern gegebenenfalls zur Herstellung der Pfropfgrundlage B.2
dienen können, sind beispielsweise Acrylnitril, Styrol, α-Methylstyrol, Acrylamide,
Vinyl-C1-C6-alkylether, Methylmethacrylat, Butadien. Bevorzugte Acrylatkau
tschuke als Pfropfgrundlage B.2 sind Emulsionspolymerisate, die einen Gelgehalt
von mindestens 60 Gew.-% aufweisen.
Weitere geeignete Pfropfgrundlagen gemäß B.2 sind Silikonkautschuke mit pfropf
aktiven 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), 782-796) bestimmt
werden.
Die Copolycarbonat-Zusammensetzung kann als weitere Bestandteile Polymere ge
mäß Komponente C enthalten.
Die Komponente C umfasst ein oder mehrere thermoplastische Vinyl(co)poly
merisate C.1 und/oder Polyalkylenterephthalate C.2.
Die Copolycarbonat-Zusammensetzungen kann bis 45, vorzugsweise bis zu
35 Gew.-Teile (bezogen auf die Gesamtzusammensetzung) Polymere gemäß
Komponente C) enthalten.
Geeignet sind als Vinyl(co)polymerisate C.1 Polymerisate von mindestens einem
Monomeren aus der Gruppe der Vinylaromaten, Vinylcyanide (ungesättigte Nitrile),
(Meth)Acrylsäure-(C1-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 kernsubstituierten Vinylaromaten wie beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol und/oder Methacryl säure-(C1-C8)-Alkylester wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, und
- 2. C.1.2 1 bis 50, vorzugsweise 20 bis 40 Gew.-Teilen Vinylcyanide (unge sättigte Nitrile) wie Acrylnitril und Methacrylnitril und/oder (Meth)Acrylsäure-(C1-C8)-Alkylester, wie Methylmethacrylat, n-Butyl acrylat, t-Butylacrylat, und/oder ungesättigte Carbonsäuren wie Maleinsäure und/oder Derivate, wie Anhydride und Imide, unge sättigter Carbonsäuren wie 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
Molekulargewichte Mw (Gewichtsmittel, ermittelt durch Lichtstreuung oder Sedi
mentation) zwischen 15.000 und 200.000.
Die Polyalkylenterephthalate der Komponente C.2 sind Reaktionsprodukte aus
aromatischen 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
Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie Reste von Phthalsäure,
Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bern
steinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure.
Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylenglykol- oder Butan
diol-1,4-Resten bis zu 20 Mol-%, vorzugsweise bis zu 10 Mol-%, andere aliphatische
Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloalipahtische 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-A 3 692 744, verzweigt werden. Beispiele bevorzugter Ver
zweigungsmittel 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 Poly
alkylenterephthalate.
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
(Kunststoff-Handbuch, Band VIII, S. 695 ff., Carl-Hanser-Verlag, München 1973).
Die erfindungsgemäße Polycarbonatzusammensetzung kann Flammschutzmittel ent
halten, besonders bevorzugt werden phosphorhaltige Flammschutzmittel.
Phosphorhaltige Flammschutzmittel im erfindungsgemäßen Sinne sind besonders be
vorzugt ausgewählt aus den Gruppen der Mono- und oligomeren Phosphor- und Pho
sphonsäureester, Phosphonatamine und Phosphazene, wobei auch Mischungen von
mehreren Komponenten ausgewählt aus einer oder verschiedenen dieser Gruppen als
Flammschutzmittel zum Einsatz kommen können. Auch andere hier nicht speziell er
wähnte halogenfreie Phosphorverbindungen können alleine oder in beliebiger
Kombination mit anderen halogenfreien Phosphorverbindungen eingesetzt werden.
Bevorzugte Mono- und oligomere Phosphor- bzw. Phosphonsäureester sind Pho
sphorverbindungen der allgemeinen Formel (IV)
worin
R9, R10, R11 und R12, unabhängig voneinander jeweils gegebenenfalls halogenier tes C1- bis C8-Alkyl, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, 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, be deuten.
R9, R10, R11 und R12, unabhängig voneinander jeweils gegebenenfalls halogenier tes C1- bis C8-Alkyl, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, 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, be deuten.
Bevorzugt stehen R9, R10, R11 und R12 unabhängig voneinander für C1-C4-Alkyl,
Phenyl, Naphthyl oder Phenyl-C1-C4-alkyl. Die aromatischen Gruppen R9, R10, R11
und R12 können ihrerseits mit Halogen- und/oder Alkylgruppen, vorzugsweise Chlor,
Brom und/oder C1-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 aro matischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen. Dieser leitet sich bevorzugt von Diphenolen der Formel (II) 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 zahlen gemittelte q-Werte von 0,3 bis 20, besonders bevorzugt 0,5 bis 10, insbe sondere 0,5 bis 6 verwendet werden.
X steht besonders bevorzugt für
X in der Formel (IV) bedeutet bevorzugt einen ein- oder mehrkernigen aro matischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen. Dieser leitet sich bevorzugt von Diphenolen der Formel (II) 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 zahlen gemittelte q-Werte von 0,3 bis 20, besonders bevorzugt 0,5 bis 10, insbe sondere 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
bevorzugt 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
Hydrolysebeständigkeit sowie eine besonders geringe Neigung zur Belagsbildung bei
der Spritzgussverarbeitung aufweisen. Desweiteren lässt sich mit diesen Flamm
schutzmitteln eine besonders hohe Wärmeformbeständigkeit erzielen.
Die Monophosphate (q = O) und Oligophosphate (q = 1-30) können auch als
Mischungen eingesetzt werden.
Monophosphorverbindungen der Formel (IV) sind insbesondere Tributylphosphat,
Tris-(2-chlorethyl)-phosphat, Tris-(2,3-dibromprobyl)-phosphat, Triphenylphosphat,
Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Diphenyloctylphosphat, Diphenyl-2-
ethylkresylphosphat, Tri-(isopropylphenyl)-phosphat, halogensubstituierte Aryl
phosphate, Methylphosphonsäure-dimethylester, Methylphosphensäurediphenylester,
Phenylphosphonsäurediethylester, Triphenylphosphinoxid oder Trikresylphosphin
oxid.
Die Phosphorverbindungen gemäß Formel (IV) sind bekannt (EP-A 363 608,
EP-A 640 655) oder lassen sich nach bekannten Methoden in analoger Weise herstellen
(z. B. Ullmanns Encyklopädie 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), Gel
permeationschromatographie (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)
A3-y-NB1 y (V)
in welcher
A für einen Rest der Formel (Va)
A für einen Rest der Formel (Va)
oder (Vb)
steht,
R11 und R12 unabhängig voneinander für unsubstituiertes oder substituiertes C1-C10-Alkyl oder für unsubstituiertes oder substituiertes C6-C10-Aryl stehen,
R13 und R14 unabhängig voneinander für unsubstituiertes oder substituiertes C1-C10-Alkyl oder unsubstituiertes oder substituiertes C6-C10-Aryl stehen oder
R13 und R14 zusammen für unsubstituiertes oder substituiertes C3-C10-Alkylen stehen,
y die Zahlenwerte 0, 1 oder 2 bedeuten und
B1 unabhängig für Wasserstoff, gegebenenfalls halogeniertes C2-C8-Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C6-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-C4-Alkyl und/oder Halogen substituiertes C6-C10-Aryl, insbesondere Phenyl oder Naphthyl.
R11 und R12 unabhängig voneinander für unsubstituiertes oder substituiertes C1-C10-Alkyl oder für unsubstituiertes oder substituiertes C6-C10-Aryl stehen,
R13 und R14 unabhängig voneinander für unsubstituiertes oder substituiertes C1-C10-Alkyl oder unsubstituiertes oder substituiertes C6-C10-Aryl stehen oder
R13 und R14 zusammen für unsubstituiertes oder substituiertes C3-C10-Alkylen stehen,
y die Zahlenwerte 0, 1 oder 2 bedeuten und
B1 unabhängig für Wasserstoff, gegebenenfalls halogeniertes C2-C8-Alkyl, unsubstituiertes oder substituiertes C6-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-C4-Alkyl und/oder Halogen substituiertes C6-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-, sek.- oder tert.-Butyl, Pentyl oder Hexyl.
Substituiertes Alkyl in R11, R12, R13 und R14 steht unabhängig vorzugsweise für
durch Halogen substituiertes C1-C10-Alkyl, insbesondere für ein- oder zweifach
substituiertes Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-, iso-, sek.- oder tert.-Butyl,
Pentyl oder Hexyl.
C6-C10-Aryl steht in R11, R12, R13 und R14 abhängig 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 ge
bunden 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-Dioxa
phosphorinan-2-methanamin, N-butyl-N[(5,5-dimethyl-1,3,2-dioxaphosphorinan-2-yl)me
thyl]-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)me
thyl]-N-ethyl-5,5-dimethyl-, P,2-dioxid, 1,3,2-Dioxaphosphorinan-2-methan
amin, 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-phe
nyl-, 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)
Verbindungen der Formel (Va-2) oder (Va-3)
wobei
R11, R12, R13 und R14 die oben angegebenen Bedeutungen haben.
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 US-A 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 halogeniertes, vorzugsweise mit Fluor halogeniertes C1- bis C8-Alkyl, oder C1- bis C8-Alkoxy, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, und/oder Halogen, vorzugsweise Chlor und/oder Brom, substitu iertes 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.
R jeweils gleich oder verschieden ist und für Amino, jeweils gegebenenfalls halogeniertes, vorzugsweise mit Fluor halogeniertes C1- bis C8-Alkyl, oder C1- bis C8-Alkoxy, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, und/oder Halogen, vorzugsweise Chlor und/oder Brom, substitu iertes 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 genannt:
Propoxyphosphazen, Phenoxyphosphazen, Methylphenoxy-phosphazen, Amino phosphazen und Fluoralkylphosphazene.
Propoxyphosphazen, Phenoxyphosphazen, Methylphenoxy-phosphazen, Amino phosphazen und Fluoralkylphosphazene.
Bevorzugt 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 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 erfindungsgemäßen Formmassen können wenigstens eines der üblichen Addi
tive, wie Gleit- und Entformungsmittel, beispielsweise Pentaerythrittetrastearat,
Nukleiermittel, Antistatika, Stabilisatoren, Füll- und Verstärkungsstoffe sowie
Farbstoffe und Pigmente enthalten.
Die gefüllten oder verstärkten Formmassen können bis zu 60, vorzugsweise 10 bis
40 Gew.-%, bezogen auf die gefüllte bzw. verstärkte Formmasse, Füll- und/oder Ver
stärkungsstoffe enthalten. Bevorzugte Verstärkungsstoffe sind Glasfasern. Bevor
zugte Füllstoffe, die auch verstärkend wirken können, sind Glaskugeln, Glimmer,
Silikate, Quarz, Talkum, Titandioxid, Wollastonit.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können bis zu 35 Gew.-%, bezogen auf die
Gesamtzusammensetzung, eines weiteren, gegebenenfalls synergistisch wirkenden
Flammschutzmittels enthalten. Beispielhaft werden als weitere Flammschutzmittel
organische Halogenverbindugen wie Decabrombisphenylether, Tetrabrombisphenol,
anorganische Halogenverbindungen wie Ammoniumbromid, Stickstoffverbindungen,
wie Melamin, Melaminformaldehyd-Harze, anorganische Hydroxidverbindungen wie
Mg-, Al-Hydroxid, anorganische Verbindungen wie Antimonoxide, Bariummeta
borat, Hydroxoantimonat, Zirkonoxid, Zirkonhydroxid, Molybdenoxid, Ammo
niummolybdat, Zinkborat, Ammoniumborat, Bariummetaborat, Talk, Silikat, Sili
ziumoxid und Zinnoxid sowie Siloxanverbindungen genannt. Solche Phosphorver
bindungen sind in EP-A 363 608, EP-A 345 522 und DE-OS 197 21 628 be
schrieben.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden hergestellt, indem man die je
weiligen Bestandteile in bekannter Weise vermischt und bei Temperaturen von
200°C bis 300°C in üblichen Aggregaten wie Innenknetern, Extrudern und Doppel
wellenschnecken schmelzkompoundiert und schmelzextrudiert. Die Vermischung der
einzelnen Bestandteile kann in bekannter Weise sowohl sukzessive als auch simultan
erfolgen, und zwar sowohl bei etwa 20°C (Raumtemperatur) als auch bei höherer
Temperatur.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen eignen sich aufgrund ihrer
ausgezeichneten Flammfestigkeit, insbesondere der kurzen Nachbrennzeit, und ihrer
guten mechanischen Eigenschaften und ihre hohe Wärmeformbeständigkeit zur Her
stellung von Formkörpern jeglicher Art, insbesondere solchen mit erhöhten An
forderungen an mechanischen Eigenschaften.
Die Formmassen können zur Herstellung von Formkörpern jeder Art verwendet
werden. Insbesondere können Formkörper durch Spritzguss hergestellt werden. Bei
spiele für herstellbare Formkörper sind: Gehäuseteile jeder Art, z. B. für Haushalts
geräte wie Saftpressen, Kaffeemaschinen, Mixer, für Büromaschinen, wie Monitore,
Drucker, Kopierer oder Abdeckplatten für den Bausektor und Teile für den
Kfz-Sektor. Sie sind außerdem auf dem Gebiet der Elektrotechnik einsetzbar, weil sie
sehr gute elektrische Eigenschaften haben.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Formmassen zur Herstellung von Innen
ausbauteile für Schienenfahrzeuge, Radkappen, Gehäuse von Kleintransformatoren
enthaltenden Elektrogeräten, Gehäuse für Geräte zur Informationsverbreitung und
Übermittlung, Gehäuse und Verkleidung für medizinische Zwecke, Massagegeräte
und Gehäuse dafür, Spielfahrzeuge für Kinder, flächige Wandelemente, Gehäuse für
Sicherheitseinrichtungen, Heckspoiler, wärmeisolierte Transportbehältnisse, Vorrich
tung zur Haltung oder Versorgung von Kleintieren, Formteile für Sanitär- und
Badeausrüstungen, Abdeckgitter für Lüfteröffnungen, Formteile für Garten- und
Gerätehäuser, Gehäuse für Gartengeräte.
Weitere Anwendungen sind möglich
als Dateitechnikgeräte: Telekommunikationsgeräte wie Telefongeräte und Telefaxe, Computer, Drucker, Scanner, Plotter, Monitor, Tastatur, Schreibmaschine, Diktier geräte, usw.,
als Elektrogeräte: Netzteile, Ladegeräte, Kleintransformatoren für Computer und Unterhaltungselektronik, Niederspannungstransformatoren, usw.,
als Gartengeräte: Gartenmöbel, Rasenmähergehäuse, Rohre und Gehäuse für Garten bewässerung, Gartenhäuser, Laubsauger, Schredder, Häcksler, Spritzgeräte usw.,
im Möbelbereich: Arbeitsplatten, Möbellaminate, Rolladenelemente, Büromöbel, Tische, Stühle, Sessel, Schränke, Regale, Türelemente, Fensterelemente, Bettkästen usw.,
als Sport-/Spielgeräte: Spielfahrzeuge, Sitzflächen, Pedale, Sportgeräte, Fahrräder, Tischtennisplatte, Heimtrainer, Golf-Caddys, Snow boards, Bootsaussenteile, Campingartikel, Strandkörbe usw.,
im Bausektor innen/außen: Hausverkleidung, Profilleiste, Rohre, Kabel, Rolladen elemente, Briefkästen, Lampengehäuse, Dachziegel, Fliesen, Trennwände, Kabel kanäle, Fußbodenleiste, Steckdosen usw.
im Bereich der Kfz/Schienenfahrzeuge: Wand-, Decken-Verkleidungen, Sitzschalen, Sitze, Bänke, Tische, Gepäckablagen, Radkappen, Heckspoiler, Kotflügel, Heckklappen, Motorhauben, Seitenteile usw.
als Dateitechnikgeräte: Telekommunikationsgeräte wie Telefongeräte und Telefaxe, Computer, Drucker, Scanner, Plotter, Monitor, Tastatur, Schreibmaschine, Diktier geräte, usw.,
als Elektrogeräte: Netzteile, Ladegeräte, Kleintransformatoren für Computer und Unterhaltungselektronik, Niederspannungstransformatoren, usw.,
als Gartengeräte: Gartenmöbel, Rasenmähergehäuse, Rohre und Gehäuse für Garten bewässerung, Gartenhäuser, Laubsauger, Schredder, Häcksler, Spritzgeräte usw.,
im Möbelbereich: Arbeitsplatten, Möbellaminate, Rolladenelemente, Büromöbel, Tische, Stühle, Sessel, Schränke, Regale, Türelemente, Fensterelemente, Bettkästen usw.,
als Sport-/Spielgeräte: Spielfahrzeuge, Sitzflächen, Pedale, Sportgeräte, Fahrräder, Tischtennisplatte, Heimtrainer, Golf-Caddys, Snow boards, Bootsaussenteile, Campingartikel, Strandkörbe usw.,
im Bausektor innen/außen: Hausverkleidung, Profilleiste, Rohre, Kabel, Rolladen elemente, Briefkästen, Lampengehäuse, Dachziegel, Fliesen, Trennwände, Kabel kanäle, Fußbodenleiste, Steckdosen usw.
im Bereich der Kfz/Schienenfahrzeuge: Wand-, Decken-Verkleidungen, Sitzschalen, Sitze, Bänke, Tische, Gepäckablagen, Radkappen, Heckspoiler, Kotflügel, Heckklappen, Motorhauben, Seitenteile usw.
Eine weitere Form der Verarbeitung ist die Herstellung von Formkörpern durch
Tiefziehen aus vorher hergestellten Platten oder Folien.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher auch die Verwendung
der erfindungsgemäßen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art,
vorzugsweise der oben genannten, sowie die Formkörper aus den erfindungsgemäßen
Zusammensetzungen.
Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.
A1 Copolycarbonat aus 30 Mol-% 4,4'-Dihydroxydiphenyl (DOD) und 70 Mol-%
Bisphenol A mit einem mittleren Molekulargewicht (Gewichtsmittel) von
24970, bestimmt mittels Gaspermationschromatografie gegen Polystyrol als
Standard.
A2 Copolycarbonat wie A1 jedoch mit Mw
A2 Copolycarbonat wie A1 jedoch mit Mw
von 25620.
A3 Copolycarbonat wie A1 jedoch mit Mw
A3 Copolycarbonat wie A1 jedoch mit Mw
von 25190.
A4 Copolycarbonat wie A1 jedoch mit Mw
A4 Copolycarbonat wie A1 jedoch mit Mw
von 25050.
A5 Polycarbonat auf Basis Bisphenol A (Makrolon® 2600, Bayer AG, Leverkusen, Deutschland).
B Propfpolymerisat von 40 Gew.-Teilen eines Copolymerisats aus Styrol und Acrylnitril im Verhältnis 73 : 27 auf 60 Gew.-Teile teilchenförmig vernetzten Polybutadien-Kautschuk (d50
A5 Polycarbonat auf Basis Bisphenol A (Makrolon® 2600, Bayer AG, Leverkusen, Deutschland).
B Propfpolymerisat von 40 Gew.-Teilen eines Copolymerisats aus Styrol und Acrylnitril im Verhältnis 73 : 27 auf 60 Gew.-Teile teilchenförmig vernetzten Polybutadien-Kautschuk (d50
= 0,28 µm) hergestellt durch Emulsionspoly
merisation.
C Styrol/Arylnitril Copolymerisat mit einem Styrol/Acrylnitril-Verhältnis von 72 : 28 und einer Grenzviskosität von 0,55 dl/g gemessen in Dimethyl formamid bei 20°C.
Additive (Stabilisator, Entformungsmittel).
C Styrol/Arylnitril Copolymerisat mit einem Styrol/Acrylnitril-Verhältnis von 72 : 28 und einer Grenzviskosität von 0,55 dl/g gemessen in Dimethyl formamid bei 20°C.
Additive (Stabilisator, Entformungsmittel).
Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen werden hergestellt, in
dem man die Bestandteile sowie Additive bei Temperaturen von 240°C bis 300°C in
einem Doppelschneckenextruder compoundiert.
Die Zusammensetzung ist in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Untersuchungen im Hinblick auf die Randfaser
dehnung. Die Proben werden in einem Isooctanol/Toluol-Gemisch (1 : 1) über einen
Zeitraum von 5 Minuten ausgewählten Randfaserdehnungen ausgesetzt. Bei der Ver
gleichsprobe ergibt die Randfaserdehnung von 1% Kantenrisse, ansonsten war die
Probe ohne Risse. Bei einer Dehnung von 1,2% erfolgt Bruch. Die erfindungsgemäßen
Proben zeigen keine negativen Befunde. Bei einer Randfaserdehnung von 2,4% traten
in einem Zeitraum von 68 bis 150 Minuten auch in den erfindungsgemäßen Proben
Risse auf.
OR: ohne Riss; KR: Kantenriss. Die Zeit gibt an, wie lange die Probe in dem Lösungs
mittelgemisch bei der angegebenen Dehnung gehalten wird, bis Risse bzw. Bruch
auftreten. "-" bedeutet kein Befund.
In einem weiteren Versuch werden die Proben 14 Tage lang in Isooctanon/Toluol (1 : 1)
konditioniert und anschließend bei einer Randfaserdehnung von 2,4% die Zeit in
Minuten bestimmt, bis Risse auftreten. Die erhaltenen Ergebnisse sind in der Tabelle 3
genannt.
Die Kerbschlagzähigkeit nach ISO 180 1A der erfindungsgemäßen Proben sowie des
Vergleichs werden bei Raumtemperatur und 0°C bestimmt. Die in der Tabelle 4 darge
stellten Ergebnisse zeigen im Rahmen der Messgenauigkeit keine Verschlechterung ge
genüber der Vergleichsprobe.
Die Thermostabilität der Proben wird bei 290 und 300°C gemessen. Die Ergebnisse
sind in der Tabelle 5 wiedergegeben. Es werden Musterplättchen in den verschiedenen
Temperaturen im Spritzguß hergestellt und diese dann optisch beurteilt.
Je größer die Zahlen, desto stärker geschädigt ist die Probe, was sich durch Defekte an
der Oberfläche zeigt. Die Zahlen 1 und 2 bedeuten keine bis minimale Oberflächen
defekte bzw. Schlierenbildung, 4 bis 5 bedeuten starke bis sehr starke Schlierenbildung.
Es lässt sich erkennen, dass sämtliche erfingungsgemäßen Formmassen über eine
verbesserte Thermostabilität als das Vergleichsbeispiel 5 verfügen.
Claims (15)
1. Thermoplastische Copolycarbonat-Zusammensetzungen, enthaltend
- A) 2 bis 98 Gewichtsteile eines thermoplastischen aromatischen Copoly
carbonats, aufgebaut aus 0,1 Mol-% bis 46 Mol-% Verbindungen der
Formel (I)
worin
R1 bis R8 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, C1- bis C8-Alkyl, C1- bis C5-Cycloalkyl, C6- bis C10-Aryl und C7- bis C12-Aralkyl ist
und komplementäre Mengen, also 99,9 Mol-% bis 54 Mol-% an Diphenolen verschieden von Verbindungen der Formel (I), und - B) 1 bis 50 Gewichtsteile mindestens eines Pfropfpolymerisats von
- 1. 5 bis 90 Gewichtsteilen mindestens eines Vinylmonomeren und
- 2. 95 bis 10 Gewichtsteilen eines Kautschuks mit einer Glas übergangstemperatur von ≦ 10°C.
2. Copolycarbonat-Zusammensetzungen nach Anspruch 1, worin Kompo
nente A zusätzlich zu dem Diphenol der Formel (I) aufgebaut ist aus
Diphenolen der Formel (II)
wobei
A C1-C5-Alkylen, C2-C5-Alkyliden, C5-C6-Cycloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6-C12-Arylen, an das weitere aromatische gege benenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (IIa) oder (IIb)
B jeweils C1-C12-Alkyl oder Halogen,
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-C6-Alkyl,
X1 Kohlenstoff und
m eine ganze Zahl von 4 bis 7 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einem Atom X1, R5 und R6 gleichzeitig Alkyl sind.
wobei
A C1-C5-Alkylen, C2-C5-Alkyliden, C5-C6-Cycloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6-C12-Arylen, an das weitere aromatische gege benenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (IIa) oder (IIb)
B jeweils C1-C12-Alkyl oder Halogen,
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-C6-Alkyl,
X1 Kohlenstoff und
m eine ganze Zahl von 4 bis 7 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einem Atom X1, R5 und R6 gleichzeitig Alkyl sind.
3. Copolycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 2, wobei das Diphenol
der Formel (II) 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A) ist.
4. Copolycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 3, worin 0,1 bis 40
Gewichtsteile thermoplastisches Harz C enthalten ist.
5. Copolycarbonat-Zusammensetzunng nach Anspruch 4, wobei das thermo
plastische Harz C ausgewählt ist aus
- 1. Copolymerisat oder Mischungen von Copolymerisaten aus
- 2. C1.1) 50 bis 99 Gewichtsteilen Vinylaromaten und/oder kernsubstituierten Vinylaromaten und/oder (Meth)acrylsäure(C1-C8)alkylester und
- 3. C1.2) 1 bis 50 Gewichtsteile Vinylcyanide und/oder (Meth)acrylsäure-(C1-C8)-alkylester und/oder Anhydride und Imide ungesättigter Carbonsäuren und
- 4. Polyalkylenterephthalat oder Mischungen von Polyalkylentere
phthalaten,
oder Mischungen hieraus.
6. Copolycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin
der Kautschuk B.2 ein Dienkautschuk, Acrylatkautschuk, Siliconkautschuk
oder Ethylen-Propylen-Dienkautschuk oder Gemischen hieraus ist.
7. Copolycarbonat-Zusammensetzung nach einem der vorangegangenen An
sprüche, enthaltend halogenfreies Flammschutzmittel.
8. Copolycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 7, worin das Flammschutz
mittel eine Phosphorverbindung der Formel (IV)
worin
R15, R16, R17, R18 unabhängig voneinander C1- bis C8-Alkyl, C5- bis C6-Cycloalkyl, C6- bis C10-Aryl oder C7- bis C12-Aralkyl,
n unabhängig voneinander 0 oder 1,
q eine Zahl von 1 bis 5 oder bei Mischungen einen Mittelwert zwischen 1 und 5,
X einen ein- oder mehrkernigen aromatischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen
bedeuten.
worin
R15, R16, R17, R18 unabhängig voneinander C1- bis C8-Alkyl, C5- bis C6-Cycloalkyl, C6- bis C10-Aryl oder C7- bis C12-Aralkyl,
n unabhängig voneinander 0 oder 1,
q eine Zahl von 1 bis 5 oder bei Mischungen einen Mittelwert zwischen 1 und 5,
X einen ein- oder mehrkernigen aromatischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen
bedeuten.
9. Copolycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin
die Copolycarbonatkomponente aus 34 bis 26 Mol% an Monomer der Formel
(I), sowie einem komplementären Gehalt an Monomer der Formel (II) aufge
baut sind.
10. Verwendung der Copolycarbonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 9
zur Herstellung von Formkörpern.
11. Verwendung der Copolycarbonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 9
für Außenanwendungen.
12. Verwendung der Copolycarbonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 9
im Automobilbereich.
13. Verwendung der Copolycarbonat-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 bis 9
im Elektrobereich.
14. Formkörper, enthaltend eine thermoplastische Copolycarbonat-Zusammen
setzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
15. Gehäuseteile enthaltend eine thermoplastische Copolycarbonat-Zusammen
setzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9.
Priority Applications (12)
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