DE102014012630A1

DE102014012630A1 - Plastic blend

Info

Publication number: DE102014012630A1
Application number: DE102014012630.7A
Authority: DE
Inventors: Tim Hencken; Ibrahim Assebban
Original assignee: Sitraplas GmbH
Current assignee: Sitraplas GmbH
Priority date: 2014-08-22
Filing date: 2014-08-22
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Der Kunststoffblend enthält Polycarbonat und einen weiteren Kunststoff. Der weitere Kunststoff ist Polymethylmethacrylat, Polyacrylat, ein Polymethylmethacrylat-Polyacrylat-Copolymer oder eine Mischung daraus. Der Kunstoffblend enthält ein Wachs.The plastic blend contains polycarbonate and another plastic. The other plastic is polymethyl methacrylate, polyacrylate, a polymethyl methacrylate-polyacrylate copolymer or a mixture thereof. The plastic blend contains a wax.

Description

Die Erfindung betrifft einen Kunststoffblend aus Polycarbonat und einem weiteren Kunststoff, insbesondere zur Herstellung kratzfester Oberflächen.The invention relates to a plastic blend of polycarbonate and another plastic, in particular for the production of scratch-resistant surfaces.

Unter einem Kunststoffblend der in Rede stehenden Art wird insbesondere eine Mischung verschiedener thermoplastischer Kunststoffe verstanden. Neben den Kunststoffen kann ein derartiger Kunststoffblend darüber hinaus weitere Zusätze zur Beeinflussung bestimmter Eigenschaften der Kunststoffblends oder daraus hergestellter Kunststoffprodukte enthalten.Under a plastic blend of the type in question is understood in particular a mixture of different thermoplastic materials. In addition to the plastics, such a plastic blend may also contain further additives for influencing certain properties of the plastic blends or plastic products made therefrom.

Ein Kunststoff, der insbesondere für die Verwendung zur Herstellung transparenter Bauteile Anwendung findet, ist Polycarbonat. Polycarbonat weist jedoch für viele Anwendungen eine zu geringe Kratzfestigkeit auf. Daher werden Bauteile aus Polycarbonat regelmäßig mit einer Beschichtung versehen, um die Kratzfestigkeit der Oberfläche zu steigern.A plastic which finds particular application for the manufacture of transparent components is polycarbonate. However, polycarbonate has too low a scratch resistance for many applications. Therefore, polycarbonate components are regularly coated to increase the scratch resistance of the surface.

Es ist jedoch wünschenswert, auf derartige Beschichtungen verzichten zu können. Daher werden derzeit verschiedene Ansätze verfolgt, um die Kratzfestigkeit von Polycarbonaten zu steigern. Eine Möglichkeit, die beispielsweise in der US 2010/0261844 A1 beschrieben ist, ist es, dem Polycarbonat einen weiteren Kunststoff, wie Polymethylmethacrylat beizumischen. Der so gewonnene Kunststoffblend weist regelmäßig eine höhere Kratzfestigkeit auf als das Polycarbonat.However, it is desirable to be able to dispense with such coatings. Therefore, various approaches are currently being pursued to increase the scratch resistance of polycarbonates. A possibility, for example, in the US 2010/0261844 A1 is described, it is to add the polycarbonate another plastic, such as polymethyl methacrylate. The plastic blend thus obtained regularly has a higher scratch resistance than the polycarbonate.

Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei der Verarbeitung von Kunststoffblends aus Polycarbonat und einem weiteren Kunststoff, nämlich Polymethylmethacrylat, Polyatylat, Polymethacrylat-Polyacrylat-Copolymer oder einer Mischung daraus, Trübungen im Bauteil auftreten können.However, it has been found that in the processing of plastic blends of polycarbonate and another plastic, namely polymethylmethacrylate, polyatylate, polymethacrylate-polyacrylate copolymer or a mixture thereof, turbidity in the component can occur.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Kunststoffblend aus Polycarbonat und einem weiteren Kunststoff wie Polymethylmethacrylat (im Folgenden PMMA) aufzuzeigen, der eine hohe Kratzfestigkeit aufweist und bei dessen Verarbeitung Trübungen nicht oder zumindest in vermindertem Maß auftreten.Object of the present invention is therefore to show a plastic blend of polycarbonate and another plastic such as polymethyl methacrylate (hereinafter PMMA), which has a high scratch resistance and in the processing turbidity does not occur or at least to a lesser extent.

Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmalskombinationen des unabhängigen Anspruchs. Die Merkmale der abhängigen Ansprüche betreffen vorteilhafte Ausführungsformen.The object is achieved by the feature combinations of the independent claim. The features of the dependent claims relate to advantageous embodiments.

Der erfindungsgemäße Kunststoffblend enthält ein Wachs. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass durch die Zugabe eines Wachses zu einem Kunststoffblend aus Polycarbonat und PMMA die Bildung von Trübungen bei der Verarbeitung weitgehend verhindert werden kann. Dabei ist es möglich, die Menge des zugegebenen Wachses so zu dosieren, dass eine hohe Kratzfestigkeit trotz der Zugabe des vergleichsweise weichen Wachses erhalten bleibt.The plastic blend according to the invention contains a wax. It has surprisingly been found that the addition of a wax to a plastic blend of polycarbonate and PMMA, the formation of turbidity during processing can be largely prevented. It is possible to meter the amount of added wax so that a high scratch resistance is maintained despite the addition of the relatively soft wax.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Wachs um ein Montanwachs. Montanwachse sind Wachse, die aus fossilen Brennstoffen, insbesondere aus Braunkohle, extrahierbar sind und so als natürlicher Rohstoff vorkommen. Dabei handelt es sich vorzugsweise um ein Produkt aus der Raffination von Montanwachs, d. h. um ein Wachs, das hinsichtlich seiner chemischen Zusammensetzung und seiner Reinheit veredelt worden ist, beispielsweise indem bestimmte Fraktionen durch physikalische Trennmethoden im Rahmen der Raffination von dem Rohmontanwachs abgetrennt worden sind und/oder indem durch chemische Umwandlungsprozesse die Zusammensetzung des natürlichen Montanwachses gezielt verändert worden ist. Alternativ kann es sich bei dem Wachs auch um ein synthetisch hergestelltes, d. h. aus einem Gemisch von Reinstoffen künstlich erzeugtes Wachs oder einen Reinstoff beliebiger Herkunft handeln.Preferably, the wax is a montan wax. Montan waxes are waxes that are extractable from fossil fuels, especially lignite, and thus occur as a natural resource. It is preferably a product of the refining of montan wax, d. H. a wax which has been refined in terms of its chemical composition and purity, for example by separating certain fractions from the crude montan wax by physical separation methods during refining and / or by deliberately altering the composition of the natural montan wax by means of chemical transformation processes. Alternatively, the wax may also be a synthetically produced, i. H. act of a mixture of pure substances artificially produced wax or a pure substance of any origin.

Vorzugsweise enthält das Wachs ein Ester oder ein Gemisch aus Estern. Ester sind das Produkt der Veresterung von Carbonsäuren, wie beispielsweise der Montansäure und Alkoholen. Bei einem solchen Ester spricht man von einem Montanwachs im engeren Sinne. Das natürliche Montanwachs kann aber auch weitere Bestandteile enthalten. Es hat sich gezeigt, dass Wachse, die Ester enthalten, sich besonders gut für die Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoffblends eignen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn das Wachs den Ester oder das Gemisch aus Estern als wesentlichen Bestandteil aufweist, d. h. wenn eventuelle weitere Bestandteile lediglich in solchen Konzentrationen dem Ester oder dem Gemisch aus Ester zugesetzt sind, dass sie dessen Eigenschaften, soweit diese im Zusammenhang mit der Funktion der vorliegenden Erfindung von Bedeutung sind, nicht oder zumindest nicht spürbar beeinflussen.Preferably, the wax contains an ester or a mixture of esters. Esters are the product of the esterification of carboxylic acids such as montanic acid and alcohols. In such an ester is called a montan wax in the strict sense. The natural montan wax may also contain other ingredients. It has been found that waxes containing esters are particularly suitable for the production of the plastic blend according to the invention. It is particularly advantageous if the wax has the ester or mixture of esters as an essential component, d. H. if any further constituents are added to the ester or mixture of esters only in such concentrations that they do not or at least not appreciably affect its properties, insofar as these are of importance in connection with the function of the present invention.

Ester sind das Produkt der sogenannten Veresterung von Alkoholen und Carbonsäuren. Dabei ist es im Hinblick auf die vorliegende Erfindung vorteilhaft, wenn es sich bei dem Ester oder dem Gemisch aus Estern um estergesättigte und/oder unverzweigter Carbonsäuren handelt. Es hat sich gezeigt, dass gesättigte und/oder unverzweigte Carbonsäuren im Hinblick auf die vorliegende Erfindung bessere Ergebnisse liefern als verzweigte und/oder ungesättigte Carbonsäuren. Ebenfalls hat sich gezeigt, dass Monocarbonsäuren zu besonders vorteilhaften Ergebnissen führen.Esters are the product of the so-called esterification of alcohols and carboxylic acids. It is advantageous in view of the present invention, when the ester or the mixture of esters is ester-saturated and / or unbranched carboxylic acids. It has been found that saturated and / or unbranched carboxylic acids provide better results with respect to the present invention than branched and / or unsaturated carboxylic acids. It has also been found that monocarboxylic acids lead to particularly advantageous results.

Weiterhin hat sich herausgestellt, dass die Carbonsäuren und die Alkohole vorzugsweise bestimmte Kettenlängen aufweisen. Hinsichtlich der Carbonsäuren haben sich Kettenlängen mit einer Anzahl von 24 bis 36 C-Atomen als vorteilhaft erwiesen. Kettenlängen mit einer Anzahl von 28 bis 32 C-Atomen erwiesen sich dabei als besonders vorteilhaft. Bei den Alkoholen hat sich gezeigt, dass die vorzugsweise unverzweigten Alkohole vorteilhafterweise eine Kettenlänge von höchstens 4 C-Atomen aufweisen. Noch vorteilhafter ist es, wenn die Kettenlänge der Alkohole höchstens 3 C-Atome beträgt.Furthermore, it has been found that the carboxylic acids and the alcohols are preferably have certain chain lengths. With regard to the carboxylic acids, chain lengths with a number of 24 to 36 carbon atoms have proved to be advantageous. Chain lengths with a number of 28 to 32 carbon atoms proved to be particularly advantageous. In the case of the alcohols, it has been found that the preferably unbranched alcohols advantageously have a chain length of at most 4 C atoms. It is even more advantageous if the chain length of the alcohols is at most 3 C atoms.

Vorzugsweise handelt es sich bei den Alkoholen um zwei- oder mehrwertige Alkohole. Natürlich kann es sich auch um Mischungen aus verschiedenen zweiwertigen und verschiedenen mehrwertigen oder mindestens einem zwei- oder einem mehrwertigen Alkohol handeln. Mischungen, die zusätzlich einwertige Alkohole aufweisen, sind dabei grundsätzlich auch möglich. Als besonders vorteilhaft haben sich jedoch Ester von Ethylenglycol und/oder Glycerin im Hinblick auf die vorliegende Erfindung erwiesen.The alcohols are preferably dihydric or polyhydric alcohols. Of course, it may also be mixtures of different divalent and different polyhydric or at least a dihydric or a polyhydric alcohol. Mixtures which additionally have monohydric alcohols are also possible in principle. However, esters of ethylene glycol and / or glycerol have proven particularly advantageous with respect to the present invention.

Die Verwendung von zwei- oder mehrwertigen Alkoholen ermöglicht zudem die ebenfalls vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung, bei der es sich bei dem Ester oder dem Gemisch aus Estern um Mehrfachester, insbesondere um Diester oder Triester handelt. Bei derartigen Mehrfachestern wird eine Mehrzahl Carbonsäuren mit einem mehrwertigen Alkohol umgesetzt. Im Falle von zwei Carbonsäuren und einem Alkohol spricht man von einem Diester, im Falle von drei Carbonsäuren und einem Alkohol spricht man von einem Triester. Diester, Triester und Gemische daraus haben sich als besonders vorteilhaft erwiesen.The use of dihydric or polyhydric alcohols also allows the likewise advantageous development of the present invention, in which the ester or mixture of esters is a multiple ester, in particular diester or triester. In such multiple esters, a plurality of carboxylic acids is reacted with a polyhydric alcohol. In the case of two carboxylic acids and one alcohol is called a diester, in the case of three carboxylic acids and an alcohol is called a triester. Diesters, triesters and mixtures thereof have proven to be particularly advantageous.

Der Anteil des Wachses, d. h. insbesondere der Anteil der Ester bzw. des Gemisches aus Estern, insbesondere der vorstehend als besonders vorteilhaft ausgewiesenen Ester, an dem Kunststoffblend beträgt wenigstens 0,2 Gew.-%.The proportion of wax, d. H. in particular the proportion of esters or of the mixture of esters, in particular of the esters stated above as being particularly advantageous, on the plastic blend is at least 0.2% by weight.

Es hat sich gezeigt, dass ab einem solchen Gehalt die Bildung von Trübungen bereits vorteilhaft verhindert werden kann. Besonders gute Ergebnisse lassen sich erzielen, wenn der Anteil entsprechend auf wenigstens 0,4 Gew.-% gesteigert wird.It has been shown that the formation of cloudiness can already be advantageously prevented from such a content. Particularly good results can be achieved if the proportion is correspondingly increased to at least 0.4% by weight.

Weiterhin hat sich gezeigt, dass es im Hinblick auf die Kratzfestigkeit und die Verarbeitbarkeit des Kunststoffblends vorteilhaft ist, wenn der weitere Kunststoff, bei dem es sich erfindungsgemäß um Polymethylmethacrylat, Polyacrylat, ein Polymethylmethacrylat-Polyacrylat-Copolymer oder eine Mischung daraus, vorzugsweise um ein Polymethylmethacrylat-Polyacrylat-Copolymer handelt, in einem bestimten Mengenverhältnis in dem Kunststoffblend enthalten ist. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anteil des weiteren Kunststoffs wenigstes 15 Gew.-%, vorzugsweise wenigstens 20 Gew.-% beträgt. Weiterhin hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Anteil des weiteren Kunststoffs höchstens 35 Gew.-%, vorzugsweise höchstens 30 Gew.-% beträgt. In den sich so ergebenden Konzentrationsbereichen lässt sich, wie Versuche gezeigt haben, die vorteilhafteste Kombination aus Härte und Transparenz erzielen.Furthermore, it has been found that it is advantageous in view of the scratch resistance and the processability of the plastic blend, if the further plastic which is according to the invention to polymethyl methacrylate, polyacrylate, a polymethyl methacrylate-polyacrylate copolymer or a mixture thereof, preferably a polymethyl methacrylate Polyacrylate copolymer is contained in a certain amount ratio in the plastic blend. It has proved to be advantageous if the proportion of the further plastic at least 15 wt .-%, preferably at least 20 wt .-% is. Furthermore, it has proved to be advantageous if the proportion of the further plastic is at most 35 wt .-%, preferably at most 30 wt .-%. As has been shown in the concentration ranges resulting in this way, the most advantageous combination of hardness and transparency can be achieved.

Es versteht sich, dass das Polycarbonat der überwiegende Bestandteil der erfindungsgemäßen Kunststoffmischung ist. Nichtsdestotrotz kann die erfindungsgemäße Kunststoffmischung auch weitere Bestandteile enthalten. Dabei handelt es sich insbesondere um Additive zur UV-Stabilisierung, zur Einfärbung und/oder zur Stabilisierung der Farbe gegen thermischen Abbau.It is understood that the polycarbonate is the predominant component of the plastic mixture according to the invention. Nevertheless, the plastic mixture according to the invention may also contain other constituents. These are in particular additives for UV stabilization, for coloring and / or for stabilizing the paint against thermal degradation.

Eine beispielhafte erfindungsgemäße Kunststoffmischung enthält so beispielsweise einen überwiegenden Anteil an Polycarbonat als Basispolymer, dem ein Polymethylmethacrylat-Acrylat-Polymer in einer Menge zugesetzt wird, die einen Anteil von 25 Gew.-% an dem gesamten Kunststoffblend darstellt. Dem erfindungsgemäßen Kunststoffblend sind 0,5 Gew.-% eines Wachses, welches als wesentliche Bestandteile Ester der Montansäure mit Ethylenglycol oder Glycerin enthält. Weiter enthält der erfindungsgemäße Kunststoffblend 0,7 Gew.-% UV-Stabilisatoren, wie sie beispielsweise unter den Handelsbezeichnungen Tinuvin 234 oder Tinuvin 329 erhältlich sind. Zusätzlich kann zur Stabilisierung der Farbe im thermischen Abbau ein entsprechender Stabilisator, beispielsweise 0,05 Gew.-% des unter dem Handelsnamen Weston 618F erhältlichen Additivs zugesetzt werden. Zusätzlich können zur weiteren Stabilisierung jeweils 0,15 Gew.-% der unter den Handelsnamen Irganox 1010 und Irgafos 168 erhältlichen Additive zugesetzt werden.An exemplary plastic mixture according to the invention thus contains, for example, a predominant proportion of polycarbonate as the base polymer to which a polymethyl methacrylate-acrylate polymer is added in an amount which represents a proportion of 25% by weight of the total plastic blend. The plastic blend according to the invention is 0.5% by weight of a wax which contains as essential constituents esters of montanic acid with ethylene glycol or glycerol. Furthermore, the plastic blend according to the invention contains 0.7% by weight UV stabilizers, such as those obtainable, for example, under the trade names Tinuvin 234 or Tinuvin 329. In addition, to stabilize the color in the thermal degradation, an appropriate stabilizer, for example 0.05 wt .-% of the additive available under the trade name Weston 618F additive can be added. In addition, 0.15% by weight of the additives available under the trade names Irganox 1010 and Irgafos 168 can be added for further stabilization.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2010/0261844 A1 [0004]

Claims

A plastic blend containing polycarbonate and a further plastic, wherein the further plastic is polymethyl methacrylate, polyacrylate, a polymethyl methacrylate-polyacrylate copolymer or a mixture thereof, characterized in that the Kunstoffblend contains a wax.

Plastic blend according to claim 1, characterized in that the wax is a montan wax or a product from the refining of montan wax.

Plastic blend according to claim 1 or 2, characterized in that the proportion of wax in the plastic blend is at least 0.2% by weight, preferably at least 0.4% by weight.

Plastic blend according to one of the preceding claims, characterized in that the wax contains an ester or a mixture of esters, preferably as an essential constituent.

Plastic blend according to one of the preceding claims, characterized in that the ester or mixture of esters is an ester of saturated and / or unbranched carboxylic acids, preferably monocarboxylic acids.

Plastic blend according to one of the preceding claims, characterized in that the ester or mixture of esters are esters of carboxylic acids having a number from 24 to 36 carbon atoms, preferably from 28 to 32 carbon atoms.

Plastic blend according to one of the preceding claims, characterized in that the ester or mixture of esters are esters of, preferably unbranched, alcohols having a chain length of at most 4, preferably at most 3 C atoms.

Plastic blend according to one of the preceding claims, characterized in that it is the ester or mixture of esters to esters of dihydric or polyhydric alcohols, in particular esters of ethylene glycol and / or glycerol.

Plastic blend according to one of the preceding claims, characterized in that the ester or mixture of esters is a diester, a triester, a mixture of at least one triester and at least one diester, a mixture of a plurality of triesters or a mixture of a Plural diesters act.

Plastic blend according to one of the preceding claims, characterized in that the proportion of the further plastic to the plastic blend at least 15 wt .-%, preferably at least 20 wt .-%, and / or at most 35 wt .-%, preferably at most 30 wt. %, is.