DE1204819C2 - Schlagzaehe Formkoerper ergebende modifizierte Styrolpolymerisate - Google Patents

Schlagzaehe Formkoerper ergebende modifizierte Styrolpolymerisate

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DE1204819C2 DE1962B0068839 DEB0068839A DE1204819C2 DE 1204819 C2 DE1204819 C2 DE 1204819C2 DE 1962B0068839 DE1962B0068839 DE 1962B0068839 DE B0068839 A DEB0068839 A DE B0068839A DE 1204819 C2 DE1204819 C2 DE 1204819C2
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Description

b) 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das im 65 Eine Lösung von 5,7 Teilen Styrol-Butadien-Kau-Gesamtgemisch enthaltene Styrol, eines gelhalti- tschuk (23,5 %> gebundenes Styrol; Mooney-Viskogen, vernetzten Butadien-Styrol- oder Butadien- sität: 50) in 90 Teilen Styrol wird in einem mit Rüh-Fumarsäurebutylester-Kautschuks. rer versehenen Polymerisationsturm kontinuierlich
bei 120 bis 16O0C polymerisiert und das erhaltene Material auf weniger als 2,5% flüchtige Anteile im Vakuum bei 220° C entgast.
Das so erhaltene Material zeigt folgende Kennwerte:
Kerbschlagzähigkeit 7,6 cm · kg/cm
Zugfestigkeit 250kg/cm2
Dehnung 30%
Oberflächenrauhigkeit .... 1,0 μ
Wärmeformbeständigkeit
(Vicat) 880C
Vergleichsversuch 2
Eine Mischung aus 12 Teilen Styrol-Butadien-Kautschuk (50% gebundenes Styrol; Mooney-Viskosität; 150) und 88 Teilen Polystyrol wird bei 180 bis 200° C über einen Extruder innig verknetet. Das erhaltene Polymerisat zeigt folgende Meßwerte:
Kerbschlagzähigkeit 3,2 cm · kg/cm
Zugfestigkeit 366 kg/cm2
Bruchdehnung 5%
Oberflächenrauhigkeit .... 0,5 μ
Wärmeformbeständigkeit
(Vicat) 870C
Beispiel 1
Eine Lösung von 5,7 Teilen Styrol-Butadien-Kautschuk (23,5% Styrol; Mooney-Viskosität: 50) in 89,3 Teilen Styrol wird wie im Vergleichsversuch 1 polymerisiert. Das erhaltene Produkt wird mit weiteren 5,0 Teilen Styrol-Butadien-Kautschuk (50% Styrol; Mooney-Viskosität: 150, Gelgehalt über 95%) wie im Vergleichsversuch 2 innig verknetet. Das Material zeigt folgende Meßdaten:
Kerbschlagzähigkeit 11,3 cm ■ kg/cm
Zugfestigkeit 190 kg/cm2
Bruchdehnung 45 %
Oberflächenrauhigkeit 0,6 μ
Wärmeformbeständigkeit
(Vicat) 880C
Während das nach dem Lösungsverfahren hergestellte Produkt (Vergleichsversuch 1) gute Kerbschlagzähigkeit und Bruchdehnung mit schlechter Oberflächenrauhigkeit und das nach dem bekannten Mischverfahren gewonnene (Vergleichsversuch 2) mäßiges mechanisches Niveau mit ausgezeichneter Oberflächenbeschaffenheit verbindet, zeigt das aus den erfindungsgemäßen Massen hergestellte Material (Beispiel 1) überraschenderweise die gewünschte Kombination von hohem mechanischem Niveau (Kerbschlagzähigkeit und Bruchdehnung besser als die Vergleichsprodukte) mit ausgezeichneter Oberflächenbeschaffenheit.
Beispiel 2
Eine Lösung von 5,7 Teilen Styrol-Butadien-Kau- 65
tschuk (23,5% Styrol; Mooney-Viskosität: 50) in Die Kerbschlagzähigkeit (in cm · kp : cm"2) wurde
89,3 Teilen Styrol wird wie im Vergleichsversuch 1 nach DIN 53 453 an gepreßten Norm-Kleinstäben polymerisiert. Das erhaltene Produkt wird mit wei- gemessen; Bruchdehnung (in %) und Zugfestigkeit
teren 5,0 Teilen Butadien Fumarsäurebutylester-Kautschuk (54:46; Mooney-Viskosität: 130, Gelgehalt über 99%) innig verknetet. Das Produkt zeigt folgende Kennzahlen:
Kerbschlagzähigkeit ...... 9,7 cm ■ kg/cm ;
Zugfestigkeit .... .... 230 kg/cm2
Bruchdehnung ........... 30%
Oberflächenrauhigkeit .... 0,5 μ
Wärmeformbeständigkeit
(Vicat) 860C
Beispiel 3
Eine Lösung von 5,7 Teilen 1,4-cis-Polybutadien (35% cis-Struktur; Lösungsviskosität 5% in Toluol: cP) in 89,3 Teilen Styrol wird, wie im Vergleichsversuch 1 beschrieben, polymerisiert. Nach Beimischen von 5,0 Teilen Butadien-Fumarsäurebutyl-
ao ester-Kautschuk (54:46; Gelgehalt über 99%) erhält man folgende Prüfwerte:
Kerbschlagzähigkeit 9,2 cm · kg/cm
Zugfestigkeit 210 kg/cm2
2S Bruchdehnung 35%
Oberflächenrauhigkeit .... 0,5 μ
Wärmeformbeständigkeit
(Vicat) 880C
Beispiel 4
In allen Versuchen wurde als Kautschuk ein Bu-
tadien/Styrol-Copolymerisat mit 25 Gewichtsprozent Styrol verwendet. Dieses Copolymerisat war nach der Vorschrift des Beispiels IC der DT-AS 1131411 hergestellt worden.
A. Eine Lösung von 12 Teilen Kautschuk in 88 Teilen Styrol und 8 Teilen Äthylbenzol wurde kontinuierlich bei Temperaturen zwischen 120 und 200° C polymerisiert. Das erhaltene Produkt wurde bei 210° C im Vakuum entgast.
88 Teile Polystyrol wurden mit 12 Teilen Kautschuk auf einem Buss-Cokneter bei 240 bis 250° C und einer Verweilzeit von etwa 5 Minuten innig vermischt.
C. Eine Lösung von 5 Teilen Kautschuk in 88 Teilen Styrol und 8 Teilen Äthylbenzol wurde polymerisiert und das Produkt mit 7 Teilen Kautschuk vermischt, wobei jeweils die unter A. und B. angegebenen Bedingungen gewählt wurden.
Die erhaltenen Polymerisate wurden gemahlen und konfektioniert. An den Produkten wurden folgende Prüfdaten gemessen:
B.
Vergleichsversuche B erfindungs
Eigenschaften 2,0 gemäß
A 9 C
60 Kerbschlagzähigkeit 4,2 279 4,0
Bruchdehnung 14 0,40 18
Zugfestigkeit 308 287
Oberflächenrauhigkeit 0,89 0,43
(üi kp · em-2) nach DIN 53 455; die Obeiflächenrauhigkeit würde nach DIN 4762 mit Sürfindicätor am extrudierten Faden bestimmt.
Es zeigt sich, daß das erfindungsgemäße Produkt G eine Oberflächenrauhigkeit hat, die nahezu so gut wie bei B ist, in der Kerbschlagzähigkeit A fast erreicht und in der Bruchdehnung sogaf übertrifft.
In der erfindungsgemäßen Abmischung G liegt der zugemischte Kautschuk in verrietzter Form Vor. Er hat einen Gelgehalt von 85 °/o.
Der Gelgehalt wurde folgendermaßen errechnet:
IO Gemessen Wurden die Gelgehalte des Pfropf polymerisates Von 88 Teilen Styrol auf 5 Teile Kautschuk; das, wie in B angegeben, auf einem Kneter behandelt worden war (15,5ο/ο), sowie des Abrnischproduktes C (20,4 %). In der Abmischung sind also 93 · 15,5 = 14,4 Teile Gel vom Pfropf polymerisat her enthalten. Die Differenz 20,4 — 14,4 = 6,0 Teile Gel müssen also vom zugemischten Kautschuk stammen.
Da die Abmischung C 7 Teile zugemischten Kautschuk enthält, muß dieser 6,0 · 1ÖÖ: 7,0 = 85*/o Gel enthalten.

Claims (1)

1 2
Zur Herstellung der in den erfindungsgemäßen
Patentanspruch: Formmassen vorliegenden Pfropfpolymerisate wird
Styrol in bekannter Weise in Gegenwart des darin
Thermoplastische Formmassen, bestehend aus gelösten Kautschuks polymerisiert. Das so erhaltene
einem Gemisch von 5 Polymerisationsprodukt wird dann mechanisch mit
. . j i_ τ» ι · *· · τ ·· einem weiteren Kautschuk der oben unter b) bezeich-
a) einem durch Polymerisation einer Losung Qeten An vermischt Dieser Kautschuk soll vernetzt von 2 bis 12 Gewichtsprozen , bezogen auf odef vernetzungsfähig sein im fertigen Gemisch soll das zu polymerisierend^ Styrol eines unver- er vorzugsweise%ine° Gelanteil von e 80o/o oder mehr netzten Kautschuks in Styrol erhatenen Pro- lo aufweisen- Zusätzlich kann der Kautschuk auch verdukt, wobei der Kautschuk Polybutadien, netzende Verbindungen, wie Divinylbenzol, oder Ver-Polyisopren oder ein Mtschpolymerisat aus bindungen, die erst bei der mechanischen Behandlung Butadien oder Isopren mit Fumarsäure- vernetzend wirken, enthalten.
estern, Acrylsäureester^ oder Styrol ist und Das Vermischen der Pfropfpolymerisate mit dem
b) 5 bis 30 Gewichtsprozent, bezogen auf das 15 bestimmten Kautschuk wird in bekannter Weise meim Gesamtgemisch enthaltene Styrol, eines chanisch vorgenommen, z. B. in Banburry-Knetern, gelhaltigen, vernetzten Butadien-Styrol-oder Mischwalzen oder Extrudern; dabei werden 5 bis Butadien-Fumarsäurebutylester-Kautschuks. 30 Gewichtsprozent an Kautschuk, bezogen auf das
in dem Gesamtgemisch enthaltene Styrol, verwendet.
30 Aus den erfindungsgemäßen Formmassen erhält
man Formkörper, die die Vorzüge der einzelnen, nach herkömmlichen Verfahren erhaltenen PoIy-
Es ist bekannt, daß man die mechanischen Eigen- styrole miteinander verbinden, ohne daß sie deren schäften von Polystyrol durch Modifizierung mit Nachteile haben. Daraus hergestellte Formkörper Kautschuk wesentlich verbessern kann. Man hat bis- 25 verbinden ausgezeichnete Oberflächeneigenschaften her derartige Produkte entweder durch Polymeri- der Fertigteile mit hohem mechanischem Niveau,
sation einer Lösung von Kautschuk in Styrol oder Bisher wurden die ausgezeichneten Oberflächen-
durch inniges Vermischen von Polystyrol und Kau- eigenschaften nur an Produkten beobachtet, die man tschuk hergestellt. Wendet man das ersterwähnte durch Mischung von Polystyrol mit Kautschuk erhält; Verfahren an, dann kommt es zu einer chemischen 30 diese zeigen jedoch nur mäßige mechanische Eigen-Verknüpfung zwischen Polystyrolphase und Kau- schäften. Lösungspolymerisate andererseits besitzen tschukphase (Pfropfung). Die Produkte zeigen gute das gewünschte mechanische Niveau; doch zeigen Schlagzähigkeit und ausgezeichnete Bruchdehnung, Fertigteile aus solchen Produkten eine matte Oberhaben jedoch eine etwas matte Oberfläche. Mischt fläche.
man Polystyrol mit Kautschuk mechanisch, dann tritt 35 Es gelingt nicht, nach dem Lösungsverfahren die chemische Verknüpfung der Kautschukteilchen allein bei vergleichbarem mechanischem Niveau eine mit der Polystyrolphase in den Hintergrund. Die Oberflächengüte zu erreichen, wie sie mit den erfin-Produkte, die man so erhält, müssen daher mehr dungsgemäßen Formmassen erhalten wird. Es ist Kautschuk enthalten, um die gleiche Schlagzähigkeit überraschend und war nicht vorauszusehen, daß wie die nach dem ersten Verfahren gewonnenen zu 40 durch Zumischen der bestimmten Kautschuke zu erreichen. Sie weisen eine hervorragend glatte Ober- schlagfesten Polystyrolen nicht nur die mechanischen fläche auf, jedoch ist die Bruchdehnung erheblich Eigenschaften, sondern darüber hinaus auch die geringer als bei den Polymerisaten, die durch Poly- Oberflächeneigenschaften des Ausgangsmaterials ermerisation in Gegenwart von Kautschuk erhalten heblich verbessert werden. Im allgemeinen laufen werden. 45 nämlich die; mechanischen Eigenschaften der Oberin der USA.-Patentschrüt 2 382 498 sind Mischun- flächenstruktur an Fertigteilen entgegen. Deren Obergen aus einem Polyolefin, einem Kautschuk und fläche ist gewöhnlich um so rauher, je höher das einem schlagfesten Polystyrol, das durch Polymeric mechanische Niveau des Grundmaterials ist.
sation von Styrol in Gegenwart eines darin gequolle- Schließlich ist es auch sehr vorteilhaft, daß man
nen, also vernetzten Kautschuks hergestellt wurde, 50 bei den erfindüngsgemäßen Massen insgesamt weniger beschrieben. Solche Mischungen zeigen keine befrie- Kautschuk benötigt, als beispielsweise nach dem bedigende mechanische Festigkeit. kannten Mischverfahren.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind ther- Die in den Beispielen genannten Teile sind Ge-
moplastische Formmassen, bestehend aus einem Ge- wichtsteile,
misch von 55 Die Kerbschlagzähigkeit wurde an orientierungs-
N . , , τ, , .^. . T.. „ frei gepreßten und gekerbten Prüfkörpern gemessen.
a) einem^durch Polymerisation einer Losung von 2 Die «^ werden 8 auf die Kerbtiefe P bezogen und bis 12 Gewichtsprozent, bezogen auf das zu daher in cm-kg/cm angegeben, entsprechend ASTM-polymensierende Styrol eines unvemetzten Kau- Norm D ^^ je(Jo(| m me{nsch£m Maß
tschuks m Styrol erhaltenen Produkt, wobei der 6o Die Oberflächenrauhigkeit wurde unter genormten Kautschuk Polybutadien Polyisopren oder em Bedingungen an extrudiertenKunststoffäden gemessen. Mischpolymerisat aus Butadien oder Isopren β β &
mit Fumarsäureestern, Acrylsäureestern oder . . ,
Styrol ist und Vergleichsversuch 1
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