Aufgabe der vorliegenden Erfindung
war es, leitfähige
Polyamidformmassen zur Verfügung
zu stellen, die ein ausgezeichnetes Eigenschaftsprofil hinsichtlich
Bruchdehnung und elektrischer Leitfähigkeit und einen guten E-Modul
haben.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind daher Zusammensetzungen enthaltend Polyamid und 0,05 bis 5
Gew.-Teile elektrisch leitfähige
Kohlenstoffpartikel sowie 0,5 bis 50 Gew.Teile Pfropfpolymerisat.
Bevorzugt ist eine Polymer-Zusammensetzung
enthaltend
- (A) 25 bis 75, vorzugsweise 30 bis
70, besonders bevorzugt 30 bis 60 Gew.-Teile Polyamid
- (B) 1 bis 65, vorzugsweise 3 bis 50, besonders bevorzugt 5 bis
55, insbesondere 15 bis 50 Gew.-Teile Pfropfpolymerisat
- (C) 0,05 bis 5, vorzugsweise 0,2 bis 4, besonders bevorzugt
0,5 bis 3,5 Gew.-Teile
elektrisch leitfähige
Kohlenstoff-Nanofibrillen und
- (D) 0,5 bis 30, vorzugsweise 1 bis 20 Gew.-Teile thermoplastische
Polymere mit polaren Gruppen.
Die Zusammensetzung kann als weitere
Komponenten beispielsweise Vinyl(co)polymerisat (Komponente E) und
Polymeradditive (F) (wie Stabilisatoren) enthalten.
Es wurde gefunden, dass ein Kunststoff
mit obiger Zusammensetzung eine ausgezeichnete Eigenschaftskombination
hinsichtlich Bruchdehnung und elektrischer Leitfähigkeit zeigt. Weiterhin weisen
die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
gute Elastizitätsmodule
auf und zeichnen sich durch eine cokontinuierliche Morphologie aus.
Die erfindungsgemäß geeigneten Komponenten der
Polymer-Zusammensetzung werden nachfolgend beispielhaft erläutert.
Komponente
A
Erfindungsgemäß geeignete Polyamide (Komponente
A) sind bekannt oder nach literaturbekannten Verfahren herstellbar.
Erfindungsgemäß geeignete Polyamide sind
bekannte Homopolyamide, Copolyamide und Mischungen dieser Polyamide.
Es können
dies teilkristalline und/oder amorphe Polyamide sein. Als teilkristalline
Polyamide sind Polyamid-6, Polyamid-6,6, Mischungen und entsprechende Copolymerisate
aus diesen Komponenten geeignet. Weiterhin kommen teilkristalline
Polyamide in Betracht, deren Säurekomponente
ganz oder teilweise aus Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure und/oder
Korksäure
und/oder Sebacinsäure
und/oder Azelainsäure
und/oder Adipinsäure
und/oder Cyclohexandicarbonsäure,
deren Diaminkomponente ganz oder teilweise aus m- und/oder p-Xylylendiamin
und/oder Hexamethylendiamin und/oder 2,2,4-Trimethylhexa-methylendiamin und/oder
2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin und/oder Isophorondiamin besteht
und deren Zusammensetzung prinzipiell bekannt ist.
Außerdem sind Polyamide zu nennen,
die ganz oder teilweise aus Lactamen mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen
im Ring, gegebenenfalls unter Mitverwendung einer oder mehrerer
der oben genannten Ausgangskomponenten, hergestellt werden.
Besonders bevorzugte teilkristalline
Polyamide sind Polyamid-6 und Polyamid-6,6 und ihre Mischungen.
Als amorphe Polyamide können
bekannte Produkte eingesetzt werden. Sie werden erhalten durch Polykondensation
von Diaminen wie Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, Decamethylendiamin,
2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, m- und/oder p-Xylylendiamin,
Bis-(4-aminocyclohexyl)-methan, Bis-(4-aminocyclohexyl)-propan,
3,3'-Dimethyl-4,4'-diamino-dicyclohexylmethan,
3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin, 2,5- und/oder 2,6-Bis-(aminomethyl)-norbornan
und/oder 1,4-Diaminomethylcyclohexan mit Dicarbonsäuren wie
Oxalsäure,
Adipinsäure,
Azelainsäure,
Decandicarbonsäure,
Heptadecandicarbonsäure,
2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethyladipinsäure, Isophthalsäure und
Terephthalsäure.
Auch Copolymere, die durch Polykondensation
mehrerer Monomere erhalten werden, sind geeignet, ferner Copolymere,
die unter Zusatz von Aminocarbonsäuren wie e-Aminocapronsäure, w-Aminoundecansäure oder
w-Aminolaurinsäure
oder ihren Lactamen, hergestellt werden.
Besonders geeignete amorphe Polyamide
sind die Polyamide hergestellt aus Isophthalsäure, Hexamethylendiamin und
weiteren Diaminen wie 4,4-Diaminodicyclohexylmethan, Isophorondiamin,
2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexa-methylendiamin, 2,5- und/oder
2,6-Bis-(aminomethyl)-norbornen; oder aus Isophthalsäure, 4,4'-Diamino-dicyclohexylmethan und ε-Caprolactam;
oder aus Isophthalsäure,
3,3'-Di methyl-4,4'-diamino-dicyclohexylmethan
und Laurinlactam; oder aus Terephthalsäure und dem Isomerengemisch aus
2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin.
Anstelle des reinen 4,4'-Diaminodicyclohexylmethans
können
auch Gemische der Stellungsisomeren Diamindicyclohexalmethane eingesetzt
werden, die sich zusammensetzen aus
| 70
bis 99 mol-% | des
4,4'-Diamino-Isomeren, |
| 1 bis
30 mol-% | des
2,4'-Diamino-Isomeren
und |
| 0 bis
2 mol-% | des
2,2'-Diamino-Isomeren, |
gegebenenfalls entsprechend höher kondensierten Diaminen,
die durch Hydrierung von Diaminodiphenylmethan technischer Qualität erhalten
werden. Die Isophthalsäure
kann bis zu 30% durch Terephthalsäure ersetzt sein.
Die Polyamide weisen vorzugsweise
eine relative Viskosität
(gemessen an einer 1 gew.-%igen Lösung in m-Kresol bei 25°C) von 2,0
bis 5,0, besonders bevorzugt von 2,5 bis 4,0 auf.
Die Polyamide können allein oder in beliebiger
Mischung untereinander in Komponente A enthalten sein.
Komponente
B
Die Komponente B umfasst ein oder
mehrere kautschukmodifizierte Pfropfpolymerisate. Das kautschukmodifizierte
Pfropfpolymerisat B umfasst ein statistisches (Co)-polymerisat aus Vinylmonomeren
B.1, vorzugsweise gemäß B.1.1
und B.1.2, sowie einen mit Vinylmonomeren, vorzugsweise gemäß B.1.1
und B.1.2 gepfropften Kautschuk B.2. Die Herstellung von B erfolgt
in bekannter Weise durch radikalische Polymerisation, z.B. nach
einem Emulsions-, Masse- oder Lösungs-
oder Masse- Suspensions-Polymerisationsverfahren
, wie z.B. in den
US-A
3 243 481 ,
US-A
3 509 237 ,
US-A
3 660 535 ,
US-A
4 221 833 und
US-A
4 239 863 beschrieben. 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 erhältlich sind.
Bevorzugt sind ein oder mehrere Pfropfpolymerisate
von 5 bis 95, vorzugsweise 20 bis 90 Gew.-% wenigstens eines Vinylmonomeren
B.1 auf 95 bis 5, vorzugsweise 80 bis 10 Gew.-% einer oder mehrerer
Pfropfgrundlagen B.2 mit Glasübergangstemperaturen < 10°C, vorzugsweise < -10°C.
Bevorzugte Monomere B.1.1 sind Styrol, α-Methylstyrol,
halogen- oder alkylkernsubstituierte Styrole wie p-Methylstyrol,
p-Chlorstyrol, (Meth)acrylsäure-C1-C8-alkylester wie Methylmethacrylat,
n-Butylacrylat und tert.-Butylacrylat. Bevorzugte Monomere B.1.2
sind ungesättigte
Nitrile wie Acrylnitril, Methacrylnitril, (Meth)-Acrylsäure-C1-C8-alkylester wie Methylmethacrylat, n-Butylacrylat,
tert.-Butylacrylat, Derivate (wie Anhydride und Imide) ungesättigter
Carbonsäuren
wie Maleinsäureanhydrid
und N-Phenyl-maleinimid oder Mischungen davon.
Besonders bevorzugte Monomere B.1.1
sind Styrol, α-Methylstyrol
und/oder Methylmethacrylat, besonders bevorzugte Monomere B.1.2
sind Acrylnitril, Maleinsäureanhydrid
und/oder Methylmethacrylat.
Besonders bevorzugte Monomere sind
B.1.1 Styrol und B.1.2 Acrylnitril.
Für
die kautschukmodifizierten Pfropfpolymerisate B geeignete Kautschuke
B.2 sind beispielsweise Dienkautschuke, Acrylat-, Polyurethan-,
Silikon-, Chloropren- und Ethylen/Vinylacetat-Kautschuke. Ebenso sind
Komposite aus verschiedenen der genannten Kautschuke als Pfropfgrundlagen
geeignet.
Bevorzugte Kautschuke B.2 sind Dienkautschuke
(z.B. auf Basis Butadien, Isopren etc.) oder Gemische von Dienkautschuken
oder Copolymerisate von Dienkautschuken oder deren Gemischen mit
weiteren copolymerisierbaren Vinylmonomeren (z.B. gemäß B.1.1
und B.1.2), mit der Maßgabe,
dass die Glasübergangstemperatur
der Komponente B.2 unterhalb 10°C,
vorzugsweise unterhalb -10°C
liegt. Besonders bevorzugt wird reiner Polybutadienkautschuk. Weitere
copolymerisierbare Monomere können
bis zu 50 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 30, insbesondere bis zu 20
Gew.-% (bezogen auf die Kautschukgrundlage B.2) in der Kautschukgrundlage
enthalten sein.
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 bis C8-Alkylester,
beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Butyl-, n-Octyl- und 2-Ethylhexylester;
Halogenalkylester, vorzugsweise Halogen-C1-C8-alkylester, wie Chlorethylacrylat sowie
Mischungen dieser Monomeren.
Besonders bevorzugt sind Pfropfpolymerisate
auf Basis von Ethylen-Propylen Kautschuken (EPR) oder Kautschuken
auf Basis Ethylen-Propylen und nichtkonjugiertem Dien (EPDM) gemäß
JP 11 24 1016 A2 als
Pfropfgrundlage von den Pfropfpolymerisaten gemäß Komponente B der vorliegenden
Erfindung ausgenommen.
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 mindestens
60 Gew.-% aufweisen.
Der Gelgehalt der Pfropfgrundlage
B.2 wird bei 25°C
in einem geeigneten Lösungsmittel
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, falls erforderlich
und wenn dadurch die Kautschukeigenschaften der Komponente B.2 nicht
beeinträchtigt
werden, zusätzlich
noch geringe Mengen, üblicherweise
weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise weniger als 2 Gew.-%, bezogen
auf B.2, vernetzend wirkender ethylenisch ungesättigter Monomeren enthalten.
Beispiele für
solche vernetzend wirkenden 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, mehrfach ungesättigte heterocyclische
Verbindungen, polyfunktionelle Vinylverbindungen, wie Alkylendiol-di(meth)-acrylate,
Polyester-di(meth)-acrylate, Divinylbenzol, Trivinylbenzol, Trivinylcyanurat,
Triallylcyanurat, Allyl-(meth)-acrylat,
Diallylmaleat, Diallylfumarat, Triallyphosphat und Diallylphthalat.
Bevorzugte vernetzende Monomere sind
Allylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Diallylphthalat und
heterocyclische Verbindungen, die mindestens drei ethylenisch ungesättigte Gruppen
aufweisen.
Das kautschukmodifizierte Pfropfpolymerisat
B wird im Falle der Herstellung mittels Masse- oder Lösungs- oder
Masse-Suspensionspolymerisation erhalten durch Pfropf polymerisation
von 50 bis 99, bevorzugt 65 bis 98, besonders bevorzugt 75 bis 97
Gew.-Teilen eines Gemisches aus 50 bis 99, bevorzugt 60 bis 95 Gew.-Teilen
Monomeren gemäß B.1.1
und 1 bis 50, bevorzugt 5 bis 40 Gew.-Teilen Monomeren gemäß B.1.2 in
Gegenwart von 1 bis 50, vorzugsweise 2 bis 35, besonders bevorzugt
2 bis 15, insbesondere 2 bis 13 Gew.-Teilen der Kautschukkomponente
B.2.
Der mittlere Teilchendurchmesser
d50 der gepfropften Kautschukteilchen weist
im Allgemeinen Werte von 0,05 bis 10 μm, vorzugsweise 0,1 bis 5 μm, besonders
bevorzugt 0,2 bis 1 μm
auf.
Der mittlere Teilchendurchmesser
d50 der resultierenden gepfropften Kautschukteilchen,
die mittels Masse- oder Lösungs-
oder Masse-Suspensionspolymerisationsverfahren erhältlich sind,
(ermittelt durch Auszählung
an elektronenmikroskopischen Aufnahmen) liegt im Allgemeinen im
Bereich von 0,5 bis 5 μm,
vorzugsweise von 0,8 bis 2,5 μm.
Die Pfropfcopolymerisate können allein
oder in beliebiger Mischung untereinander in Komponente B enthalten
sein.
Komponente
C
Erfindungsgemäße Kohlenstoff-Nanofibrillen
haben typischerweise die Form von Röhren, die aus Graphit-Schichten
gebildet werden. Die Graphitlagen sind in konzentrischer An um die
Zylinderachse angeordnet.
Kohlenstoff-Nanofibrillen haben einen
Längen-zu-Durchmesser-Verhältnis von
wenigstens 5, vorzugsweise von mindestens 100, besonders bevorzugt
von mindestens 1000. Der Durchmesser der Nanofibrillen liegt typischerweise
im Bereich von 0,003 bis 0,5 μm,
vorzugsweise im Bereich von 0,005 bis 0,08 μm, besonders bevorzugt im Bereich
von 0,006 bis 0,05 μm.
Die Länge
der Kohlenstoff-Nanofibrillen beträgt typischerweise 0,5 bis 1000 μm, vorzugsweise
0,8 bis 100 μm,
besonders bevorzugt 1 bis 10 μm.
Die Kohlenstoff-Nanofibrillen besitzen einen hohlen, zylinderförmigen Kern,
um den die Graphitlagen formal gewickelt sind. Dieser Hohlraum hat
typischerweise einen Durchmesser von 0,001 bis 0,1 μm, bevorzugt
einen Durchmesser von 0,008 bis 0,015 μm. In einer typischen Ausführungsform
der Kohlenstoff-Nanofibrillen besteht die Wand der Fibrille um den
Hohlraum beispielsweise aus 8 Graphitlagen. Die Kohlenstoff-Nanofibrillen
können
dabei als Aggregate von bis zu 1000 μm Durchmesser, vorzugsweise
bis zu 500 μm
Durchmesser aus mehreren Nanofibrillen vorliegen. Die Aggregate
können
die Form von Vogelnestern, von gekämmtem Garn oder von offenen Netzstrukturen
besitzen.
Die Zugabe der Kohlenstoff-Nanofibrillen
kann vor, während
oder nach der Polymerisation der Monomere zum Thermoplasten der
Komponente A) erfolgen. Erfolgt die Zugabe der Kohlenstoff-Nanofibrillen
nach der Polymerisation, so erfolgt sie vorzugsweise durch Zugabe
zur Thermoplastenschmelze in einem Extruder oder in einem Kneter.
Durch den Compoundiervorgang im Kneter oder Extruder können insbesondere
die bereits beschriebenen Aggregate weitgehend oder sogar vollständig zerkleinert
werden und die Kohlenstoff-Nanofibrillen in der Thermoplastenmatrix
dispergiert werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform
können
die Kohlenstoff-Nanofibrillen als hochkonzentrierte Masterbatche
in Thermoplasten, die bevorzugt aus der Gruppe der als Komponente
A) eingesetzten Thermoplaste gewählt
werden, zudosiert werden. Die Konzentration der Kohlenstoff-Nanofibrillen
in den Masterbatchen liegt im Bereich von 5 bis 50, bevorzugt 8
bis 30, besonders bevorzugt im Bereich von 12 bis 22 Gew.-%, bezogen
auf das Masterbatch. Die Herstellung von Masterbatchen ist beispielsweise
in
US-A 5,643,502 beschrieben.
Durch den Einsatz von Masterbatchen kann insbesondere die Zerkleinerung
der Aggregate verbessert werden. Die Kohlenstoffnanofibrillen können bedingt
durch die Verarbeitung zur Formmasse bzw. Formkörper in der Formmasse bzw.
im Formkörper
kürzere
Längenverteilungen
als ursprünglich
eingesetzt aufweisen.
Kohlenstoff-Nanofibrillen werden
beispielsweise von der Fa. Hyperion Catalysis oder der Fa. Applied Sciences
Inc. angeboten. Die Synthese der Kohlenstoff-Nanofibrillen erfolgt
beispielsweise in einem Reaktor, der ein Kohlenstoff enthaltendes
Gas und einen Metallkatalysator enthält, wie es z.B. in
US-A 5,643,502 beschrieben
wird.
Komponente
D
Als Verträglichkeitsvermittler gemäß Komponente
D) werden vorzugsweise thermoplastische Polymere mit polaren Gruppen
eingesetzt.
Erfindungsgemäß kommen Polymere zum Einsatz,
die
- D.1 ein vinylaromatisches Monomer,
- D.2 wenigstens ein Monomer ausgewählt aus der Gruppe C2 bis C1
2-Alkylmethacrylate,
C2 bis C12-Alkylacrylate,
Methacrylnitrile und Acrylnitrile und
- D.3 α,β-ungesättigte Komponenten
enthaltend Dicarbonsäureanhydride
enthalten.
Als vinylaromatische Monomere D.1
ist Styrol besonders bevorzugt, als die Komponente D.2 ist besonders
bevorzugt Acrylnitril, als α,β-ungesättigte Komponenten
enthaltend Dicarbonsäureanhydride
D.3 ist besonders bevorzugt Maleinsäureanhydrid.
Vorzugsweise werden als Komponente
D.1, D.2 und D.3 Terpolymere der genannten Monomeren eingesetzt.
Dem gemäß kommen
vorzugsweise Terpolymere von Styrol, Acrylnitril und Maleinsäureanhydrid
zum Einsatz. Diese Terpolymere tragen insbesondere zur Verbesserung
der mechanischen Eigenschaften, wie Zugfestigkeit und Reißdehnung
bei. Die Menge an Maleinsäureanhydrid
in dem Terpolymer kann in weiten Grenzen schwanken. Vorzugsweise
beträgt
die Menge 0,2 bis 5 mol-%.
Besonders bevorzugt sind Mengen zwischen
0,5 und 1,5 mol-%. In diesem Bereich werden besonders gute mechanische
Eigenschaften bezüglich
Zugfestigkeit und Reißdehnung
erzielt.
Das Terpolymer kann in an sich bekannter
Weise hergestellt werden. Eine geeignete Methode ist das Lösen von
Monomerkomponenten des Terpolymers, z.B. des Styrols, Maleinsäureanhydrids
oder Acrylnitrils in einem geeigneten Lösemittel, z.B. Methylethylketon
(MEK). Zu dieser Lösung
werden ein oder gegebenenfalls mehrere chemische Initiatoren hinzugesetzt.
Geeignete Initiatoren sind z.B. Peroxide. Sodann wird das Gemisch
für mehrere
Stunden bei erhöhten
Temperaturen polymerisiert. Anschließend werden das Lösemittel und
die nicht umgesetzten Monomere in an sich bekannter Weise entfernt.
Das Verhältnis zwischen der Komponente
D.1 (vinylaromatisches Monomer) und der Komponente D.2, z.B. dem
Acrylnitrilmonomer in dem Terpolymer liegt vorzugsweise zwischen
80 : 20 und 50 : 50. Um die Mischbarkeit des Terpolymers mit dem
Pfropfcopolymer B zu verbessern, wird vorzugsweise eine Menge an vinylaromatischen
Monomer D.1 ausgewählt,
die der Menge des Vinylmonomeren B.1 in dem Pfropfcopolymer B entspricht.
Beispiele für erfindungsgemäß einsetzbare
Verträglichkeitsvermittler
D sind in den
EP-A 785
234 und
EP-A
202 214 beschrieben. Erfindungsgemäß bevorzugt sind insbesondere
die in der
EP-A 785 234 genannten
Polymere.
Die Verträglichkeitsvermittler können in
Komponente D allein oder in beliebiger Mischung untereinander enthalten
sein.
Eine weitere, als Verträglichkeitsvermittler
besonders bevorzugte Substanz ist ein Terpolymer von Styrol und
Acrylnitril im Gewichtsverhältnis
2,1 : 1 enthaltend 1 mol-% Maleinsäureanhydrid.
Die Menge der Komponente D in den
erfindungsgemäßen Polymer-Zusammensetzungen
liegt vorzugsweise zwischen 0,5 und 30 Gew.-Teilen, insbesondere
zwischen 1 und 20 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt zwischen 2
und 10 Gew.-Teilen. Höchst
bevorzugt sind Mengen zwischen 3 und 7 Gew.-Teilen.
Komponente
E
Die Komponente E umfasst ein oder
mehrere thermoplastische Vinyl(Co)Polymerisate.
Geeignete Vinyl(Co)Polymerisate sind
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
- E.1 50 bis
99, vorzugsweise 60 bis 80 Gew.-Teilen Vinylaromaten und/oder kernsubstituierten
Vinylaromaten (wie Styrol, α-Methylstyrol,
p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol) und/oder Methacrylsäure-(C1-C8)-Alkylester (wie
Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat), und
- E.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,
tert.-Butylacrylat) und/oder Imide ungesättigter Carbonsäuren (z.B.
N-Phenyhnaleinimid).
Die (Co)Polymerisate E sind harzartig,
thermoplastisch und kautschukfrei.
Besonders bevorzugt ist das Copolymerisat
aus E.1 Styrol und E.2 Acrylnitril.
Die (Co)Polymerisate E sind bekannt
und lassen sich durch radikalische Polymerisation, insbesondere durch
Emulsions-, Suspensions-, Lösungs-
oder Massepolymerisation herstellen. Die (Co)Polymerisate besitzen
vorzugsweise mittlere Molekulargewichte Mw (Gewichtsmittel, ermittelt
durch Lichtstreuung oder Sedimentation) zwischen 15.000 und 200.000.
Die Vinyl(Co)Polymerisate können in
Komponente E allein oder in beliebiger Mischung untereinander enthalten
sein.
Die Komponente E ist in der Polymer-Zusammensetzung
vorzugsweise in einer Menge von 0 bis 40 Gew.-Teilen, insbesondere
von 0 bis 30 Gew.-Teilen und besonders bevorzugt von 5 bis 25 Gew.-Teilen
enthalten.
Komponente
F
Die erfindungsgemäßen Polymer-Zusammensetzungen
können übliche Additive,
wie Flammschutzmittel, Anti-Dripping-Mittel, Gleit- und Entformungsmittel,
Nukleierungsmittel, Antistatika, Stabilisatoren, Füll- und
Verstärkungsstoffe
sowie Farbstoffe und Pigmente und Hydrophobierungsmittel wie Phenol-Formaldehyd-Harze
enthalten.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können im
Allgemeinen 0,01 bis 20 Gew.-Teile, bezogen auf die Gesamt-Zusammensetzung,
Flammschutzmittel enthalten. Beispielhaft werden als Flammschutzmittel
organische Halogenverbindungen wie Decabrombisphenylether, Tetrabrombisphenol,
anorganische Halogenverbindungen wie Ammoniumbromid, Stickstoffverbindungen
wie Melamin, Melaminformaldehyd-Harze, anorganische Hydroxidverbindungen
wie Mg-Al-Hydroxid, anorganische Verbindungen wie Aluminiumoxide, Titandioxide,
Antimonoxide, Barium-metaborat, Hydroxoantimonat, Zirkonoxid, Zirkonhydroxid,
Molybdänoxid, Ammoniummolybdat,
Zinnborat, Ammoniumborat und Zinnoxid sowie Siloxanverbindungen
genannt.
Als Flammschutzverbindungen können ferner
Phosphorverbindungen, wie sie in der
EP-A 363 608 ,
EP-A 345 522 und/oder
EP-A 640 655 beschrieben sind,
eingesetzt werden.
Geeignete Füll- und Verstärkungsmaterialien
sind beispielsweise Glasfasern, gegebenenfalls geschnitten oder
gemahlen, Glasperlen, Glaskugeln, Silicate, Quarz und Titandioxid
oder deren Mischungen. Vorzugsweise werden als Verstärkungsmaterial
geschnittene oder gemahlene Glasfasern eingesetzt.
Geeignete Hydrophobierungsmittel
sind beispielsweise Phenol Formaldehyd-Harze. Sie werden durch Kondensationreaktion
aus Phenolen mit Aldehyden, bevorzugt Formaldehyd, durch Derivatisierung
der dabei resultierenden Kondensate oder durch Addition von Phenolen
an ungesättigten
Verbindungen, wie z.B. Acetylen, Terpene etc. hergestellt. Die Kondensation
kann dabei sauer oder basisch erfolgen und das Molverhältnis von
Aldehyd zu Phenol von 1: 0,4 bis 1 : 2,0 betragen. Hierbei fallen
Oligomere bzw. Polymere mit einer Molmasse von 150 – 5000 g/mol
an. Bevorzugt enthalten die Formmassen Phenol-Formaldehyd Harze,
die im allgemeinen in einer Menge von bis zu 15, vorzugsweise 1
bis 12 und insbesondere 2 bis 8 Gew.-Teilen zugesetzt werden.
Alle Gewichtsteil-Angaben in dieser
Anmeldung sind so zu normieren, dass die Summe der Gewichtsteile
aller Komponenten gleich 100 gesetzt wird.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen 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 Doppelwellenschnecken schmelzcompoundiert und schmelzextrudiert,
wobei das Entformungsmittel in Form einer koagulierten Mischung
eingesetzt wird.
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 Polymer-Zusammensetzungen
können
zur Herstellung von Formteilen jeder An verwendet werden. Insbesondere
können
Formteile durch Spritzguss hergestellt werden. Beispiele für Formteile
sind: Gehäuseteile
jeder An, beispielsweise für
Haushaltsgeräte
wie Elektrorasierapparate, Flatscreens, Monitore, Drucker, Kopierer
oder Abdeckplatten für
den Bausektor und Teile für
den Kfz- und Schienenfahrzeuge. Sie sind außerdem auf dem Gebiet der Elektrotechnik
einsetzbar, weil sie sehr gute elektrische Eigenschaften haben.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Polymer-Zusammensetzungen
beispielsweise zur Herstellung von folgenden Formteilen verwendet
werden: Innenausbauteile für
Schienenfahrzeuge, Schiffe, Busse, andere Kraftfahrzeuge und Luftfahrzeuge,
Radkappen, Gehäuse
von Kleintransformatoren enthaltenden Elektrogeräten, Gehäuse für Geräte zur Informationsverbreitung
und -Übermittlung,
Flächige
Wandelemente, Gehäuse
für Sicherheitseinrichtungen,
Heckspoiler und andere Karosserieteile für KFZ, Wärmeisolierte Transportbehältnisse,
Vorrichtung zur Haltung oder Versorgung von Kleintieren, Abdeckgitter
für Lufteröffnungen, Formteile
für Garten-
und Gerätehäuser, Gehäuse für Gartengeräte.
Eine weitere Form der Verarbeitung
ist die Herstellung von Formteilen durch Tiefziehen aus vorher hergestellten
Platten oder Folien.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden
Erfindung ist daher auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
zur Herstellung von Formteilen jeglicher An, vorzugsweise der oben
genannten, sowie die Formteile aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen.
Die folgenden Beispiele dienen der
weiteren Erläuterung
der Erfindung.
