DE1679858A1

DE1679858A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von massegefaerbtem Polycarbonat

Info

Publication number: DE1679858A1
Application number: DE19671679858
Authority: DE
Inventors: Morecroft Andrew S; Bailey John V
Original assignee: Mobay Corp
Current assignee: Bayer Corp
Priority date: 1966-07-19
Filing date: 1967-07-14
Publication date: 1971-03-25
Also published as: GB1195708A; FR1563652A; US3507951A

Description

.... ·: υ Β A Y CHEMICAL COMPANY . . . . Penn Lincoln Parkway West . Pittsburgh, Pennsylvania 15205

Leverkusen, den My/Te

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von massegefärbtem

Polycarbonat

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von massegefärbtem,ein gleichmäßig dispergiertes Pigment enthaltendem Polycarbonat durch Extrudieren eines trockenen Gemisches aus Polycarbonat und Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß man das Gemisch in der Beschickungszone auf 260-350 C bringt und bei einem Temperaturgefälle von etwa 80 120⁰C zwischen Beschickungszone und Extrudier.zone bei etwa - 250°C durch einen zylindrischen Extruder mit konstanter Gangtiefe extrudiert.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Extruder zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, welcher aus einem Gehäuse mit Beschickungseinrichtung, einem ExtrudermundstUck und einer mindestens einen Gewindegang aufweisenden, zentral gelagerten Schnecke besteht und dadurch

Mo 812-Π BAD ORIGINAL

109813/1358

gekennzeichnet ist, daß die Schnecke über ihre gesamte Länge einen konstanten Kerndurchmesser besitzt und der Gewindegang einen konstanten Steigungswinkel aufweist.

Es ist bereits bekannt, Thermoplasten mit Pigmenten oder Pigmenten in der Masse zu färben. Infolge der hohen Viskosität in Polycarbonatschmelzen ist es jedoch außerordentlich schwierig, Pigmente gleichmäßig in der Schmelze zu dispergieren und infolge der hohen Verarbeitungstemperatur von Polycarbonat lassen sich nur solche Pigmente verwenden, die eine außerordentlich hohe Thermostabilität aufweisen. Um nachteilige Wirkungen auf die physikalischen Eigenschaften der gefärbten Polycarbonate zu vermeiden, dürfen außerdem nur geringe Mengen an Pigment bzw. Farbstoff verwendet werden.

Brauchbare Färbungen lassen sich daher nur bei Verwendung genügend fein dispergierter Pigmente erreichen, die auch in den ,^»Polymeren in fein dispergierter Form vorliegen müssen. Unter Dispergierurig wird dabei die Zerkleinerung von Agglomeraten einzelner Pigmentpartikel verstanden, die durch Oberflächen- und/oder elektrostatische Kräfte zusammengehalten werden, wobei eine derartige Zerkleinerung von Agglomeraten durch Scherkräfte, die größer als die Agglomerationskräfte sind, erfolgt. Nach erfolgter Zerkleinerung müssen die Einzelpartikel sofort benetzt werden,um eine Rea^glomeration zu verhindern. Bei dem Einarbeiten des Pigments muß für eine genügend gute Durchmischung von PoIycarbonatschmelze und Pigment gesorgt werden, um eine genügend

Mo Ö13-S -2- 109813/1358

BAD

gleichmäßige Verteilung zu gewährleisten und die Bildung von Flecken und Streifen auf der Oberfläche der extrudierten Artikel zu verhindern. Eine möglichst gute und gleichmäßige Verteilung der Pigmente in den Polymeren ist außerdem Voraussetzung für den einheitlichen und gleichbleibenden Farbton verschiedener Partien.

Es ist bekannt, daß man durch trockenes Vermischen von Pig« menten mit Kunststoffgranulat und anschließendes Extrudieren mit relativ hoher Geschwindigkeit bei hohen Extrudiertemperaturen eine schlechte Farbstoffverteilung erhält. Ein Zusatz von Dispergiermitteln, z.B. Polyäthylenoxiden bringt nur eine geringfügige Verbesserung. Die Polyäthylenoxide beeinträchtigen dabei außerdem die physikalischen Eigenschaften der Polycarbonate, ohne das fleckige und streifige Aussehen der extrudierten Artikel ganz zu verhindern.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man dagegen durch trockenes Vermischen von Polycarbonatgranulat und Pigmenten und anschließendes Extrudieren durch einen Extruder mit einheitlicher Gangtiefe der Schnecke und einem Temperaturgradienten von etwa 100⁰C zwischen Beschickungs- und Extrudierzone reproduzierbar massegefärbte Polycarbonate mit gleichmäßiger, einheitlicher Pigmentverteilung. Bei dem Verfahren wird das Polycarbonat einer geringen Scherwirkung ausgesetzt, das Pigment dagegen einer sehr hohen Scherwirkung.

813-s -3- 1098 13/1358

Der in der Zeichnung im Querschnitt dargestellte Extruder besteht im Prinzip aus einem Extrudergehäuse, einer speziellen Extrusionsschnecke und einer Beschickungseinrichtung.

Der mit A bezeichnete Teil der Vorrichtung stellt die Beschickungszone dar. Teil B die Mahlzone und Teil C die Extrusionszone. In dem Gehäuse 1 befindet sich eine Schnecke 2 die Über Kupplung 14 durch den Antrieb j5 bewegt wird. Das granulierte Polycarbonat und das Pigment werden im Abschnitt A kontinuierlich durch die Beschickungsvorrichtung 5 zugeführt. Durch die Bewegung der Schnecke 2 wird das Granulat nacheinander durch die Abschnitte A, B und C geführt, wobei das Gemisch mastiziert, plastiziert, verdichtet und erhitzt wird. Bei Erreichen der Zone B hat sich aus dem Granulat eine viskose, plastische Masse gebildet, in welcher das Pigment dispergiert ist. Abschnitt C stellt lediglich eine übliche Extrusionsvorrichtung mit vorzugsweise glattem Gehäuse und einem Extrudermund 6 dar, durch den das plastische Material gedrückt wird. Das Gehäuse 1 ist von den Ringkammern 7 und 8 umgeben, welche mit einem Zu- und Ablauf für temperaturregelnde Medien wie heißes Wasser, Dampf, öl oder andere Wärmeübertrager versehen sind. Die Ringkammern können auch durch andere temperaturregelnde Einrichtungen, beispielsweise Infrarot- oder Elektrostrahler in Kombination mit KUhlgebläsen ersetzt werden.

Mo 813-S - 4 -

109813/1358

Die Schnecke 2 besitzt wendeiförmige Gänge 9 mit einem konstanten Steigungswinkel, der zwischen 9°C und maximal l8°C liegen kann und weist über ihre ganze Länge einen konstanten Kerndurchmesser auf. Das Verhältnis Länge;Durchmesser = LtD der Vorrichtung kann 10:1 - 24:1 betragen, vorzugsweise liegt es über 20:1.

Der Extruder besitzt den Vorteil, daß er immer nur wenig Material enthält und die Schnecke leicht zu reinigen ist. Dies macht sich in einer verringerten Zahl von Ansätzen mit Fehlfarben bemerkbar, wenn der Farbton oft gewechselt wird.

Herkömmliche Extruder weisen ein Verdichtungsverhältnis von 2,5:1 bis etwa 4:1 und darüber auf, was einen hohen Aufwand an mechanischer Energie für die Materialbewegung erforderlich macht. Als Folge dieses hohen Energieaufwands wiederum bildet sich zwischen Kern und Oberfläche des Granulats ein hohes Temperaturgefälle aus, welches dazu führt, daß sich über eine Entfernung von etwa 1/20 der Gehäuselänge geschmolzenes PoIycarbonat bildet. Das auf der Oberfläche des Granulats geschmolzene Polycarbonat suspendiert das Pigmentagglomerat und verhindert so den Angriff der für das Aufbrechen des Agglomerate in Einzelpartikel notwendigen Scherkräfte.

Im Gegensatz zu den konventionellen Extrudern weist der erfindungsgemäße Extruder ein sehr geringes Verdichtungeverhältnie auf,

109Β1Ί/1358

benötigt daher nur wenig mechanische Energie und führt zur Ausbildung eines nur geringen Temperaturgefälles zwischen Granulatkern und Granulatoberfläche. Als Folge davon schmilzt das Granulat einheitlich über etwa 1/3 - 2/3 der Extruderlänge. In den restlichen 2/3 - 1/3 der Extruderlänge wird das PoIycarbonat durchmischt und das Pigment gleichmäßig darin verteilt.

Bisher war man der Auffassung, daß es für die Herstellung einer einheitlichen Pigmentdispersion notwendig sei, in der Aufschmelzphase des Verfahrens hohe Scherkräfte auf das Polycarbonatgranulat einwirken zu lassen, es hat sich jedoch gezeigt, daß man eine viel gleichmäßigere Pigmentverteilung bei Anwendung geringer Scherkräfte auf das Polycarbonat erhält, da dabei die Temperatur relativ tief, damit die Viskosität der Polycarbonatschmelze hoch und damit wiederum die Scherwirkung auf das Pigment hoch ist.

Eine niedrige Scherwirkung auf das Polycarbonatgranulat bewirkt ein geringes Temperaturgefälle im Granulat, hohe Scherwirkung dagegen hohes Temperaturgefälle und damit ungleichmäßige Wärmeverteilung, wobei die äußeren Regionen des Granulats infolge zusätzlicher Wärmezufuhr über den Extruder und die mechanische Scherwirkung auf höhere Temperaturen kommen als die inneren Regionen und dabei in den niedrigviskosen flüssigen Zustand übergehen, während die inneren Regionen im wesentlichen fest bleiben.

M0-815-S .₆. 109813/1358

Da nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auf das Polycarbonat nur geringe Scherkräfte einwirken, somit aber auf die im allgemeinen in agglomerisierter Form vorliegenden Pigmentpartikel sehr hohe Scherkräfte, werden die Pigmentagglomerate in Einzelpartikel verteilt, deren Oberfläche von geschmolzenem Polycarbonat benetzt wird, welches eine Reagglomeration verhindert. Das Massefärben von Polycarbonat läßt sich daher leicht in kontrollierbarer, reproduzierbarer Form durchführen, da infolge der einheitlichen Pigmentverteilung keinerlei Farbtonprobleme auftreten.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren bevorzugt zur Dispergierung von Pigmenten in Polycarbonat geeignet ist, läßt sich damit auch Polycarbonat mit organisch löslichen Farbstoffen in der Masse färben, deren Anwendung naturgemäß nicht derartige Probleme mit sich bringt, wie das Färben mit Pigmenten.

Für das erfindungsgemäße Verfahren geeignete Pigmente bzw. organisch lösliche Farbstoffe sind solche, die unter Extrudierbedingungen keinen merklichen Abbau des Polycarbonats verursachen, .d.h. die intrinsic-Viscosität nicht wesentlich ändern sowie die Schlagzähigkeit und weitere physikalische Eigenschaften des extrudierten Polycarbonats nicht wesentlich bee influssen.

Mo 813-S - 7 -

109Π13/1358

Unter Pigmenten sollen dabei im Rahmen der vorliegenden Anmeldung anorganische und organische Pigmente sowie in organischen Medien, insbesondere Polycarbonat, unlösliche Farbstoffe verstanden werden. Die organischen Pigmente können dabei insbesondere der Phthalocyanin-, Azo- und Anthrachinonreihe angehören, wobei insbesondere Mono- und Disazofarbstoffe der Benzol-azo-benzol-, Benzol-azo-pyrazolon-, Benzol-azo-acetessigsäurearylamid- oder Benzol-azo-naphthalinreihe erwähnt seien, wobei diese Pigmente übliche, nicht mit Polycarbonat reagierende Substituenten aufweisen können.

Geeignete anorganische Pigmente sind beispielsweise Weißpigmente auf Basis von Blei-, Zink-, Titan- und Antimonoxid, rote, braune und rotbraune Pigmente auf Basis von Eisenoxid, gelbe, rote und braune Cadmiumpigmente, z.B. Cadmiumsulfoselenide und Cadmiumsulfide, Chromgelb- und Chromorangepigmente, grüne Pigmente wie Chromgrün, Chromoxid und hydratisiertes Chromoxid, Blaupigmente wie Eisen- und Ultramarinblau, Ruß, Eisenoxidschwarz und ähnliche. Beispiele für derartige Pigmente sind die folgenden (die Nummern beziehen sich soweit nicht anders angegeben auf die Angaben in Colour Index, Band jj, 2. Auflage): Nr. 74160, 77226, 60725, 77196, 74260, 21110, 77007, 77202.

Geeignete Pigmente der Phthalocyaninreihe sind z.B. Kupferphthalocyanin, chloriertes Kupferphthalocyanin, metallfreies

Mo 813-S - 8 -

109813/1358

Phthalocyanin sowie Phthalocyaninderivate, in denen eines oder mehrere der externen Wasserstoffatome durch Reste wie Halogen-, Alkyl-, Aryl-, ""Amino-, Nitro-, substituierte Amino-, Sulfo-, Carboxy-, Alkoxy-, Aryloxy-, Rhodanreste und ähnliche ersetzt sind.

Weitere geeignete organische Pigmente sind die folgenden (die Nummern beziehen sich auf die Angaben in Colour Index, 1. Auflage):

Nr. 57, 31, 252, 138, 246, 151, 27, 430, 79, 234, 36, 179, 203, 201, 202, 652, 24, 44, 82, 38, 69, 640, I56, I65, I89, 593, 420, 534, 518, 346, 365, 446, 128, 278, 327, 419, 1027, 1019, 1033, 1C35, 1037, 1045, 1062, IO66, IO34, IO54, IO53, IO85, IO76, I9OI, 1173, 1122.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens können selbstverständlich auch Gemische verschiedener Pigmente sowie organisch lösliche Farbstoffe in Kombination mit Pigmenten verwendet werden. Ebenso lassen sich Gemische verschiedener Polycarbonate einsetzen, wobei die Mischung außerdem übliche Füllstoffe, Stabilisatoren, Weichmacher und Anitoxidantien enthalten können.

Die gegebenenfalls ebenfalls zu verwendenden bzw, gegebenenfalls mitzuverwendenden organisch löslichen Farbstoffe können insbesondere der Triphenylmethan-, Oxazin-, Triazin-, Nitro-, Methin«, Azo- und Anthrachinoneihe angehören.

Mo 813-S - 9 -

1 0 9 B 1 3 / 1 3 S 8

Geeignete Polycarbonate sind die bekannten Polycarbonat-homopolymere und -copolymere sowie -copolyester wie sie beispielsweise in den U.S. Patentschriften 2.964.794, 3.028.365, 5-153.008 und 3.I87.065 beschrieben sind. Ihre Herstellung erfolgt in üblicher Weise« beispielsweise durch Umsetzung von Bis-(mono-hydroxyaryl)alkanen mit Kohlensäurederivaten wie Phosgen, Kohlensäureestern oder Chlorkohlensäureestern von Bis-(raonohydroxyaryl)-alkanen.

Während man bisher der Ansicht war, daß die Pigmentverteilung in durch Mischen von Pigment und Polycarbonat und anschließendes Extrudieren erhaltenem Polycarbonat umso besser sei, je größer die Zahl der Mischvorgänge ist, wurde nun gefunden, daß mit zunehmender Zahl von Mischvorgängen die Brillanz der pigmentierten Produkte abnimmt, das heißt, daß die Brillanz durch über die zur Belegung der Granulatoberfläche erforderliche Mischvorgänge hinausgehende Mischvorgänge negativ beeinflußt wird, oder anders ausgedrückt, daß es eine kritische Zahl von Mischungsvorgängen gibt. So wurde z.B. gefunden, daß es vorteilhafter ist, an Stelle der üblichen 520 oder mehr Mischvorgänge beim Vermischen von Pigmenten und Polycarbonat in Abhängigkeit von der Pigmentformulierung nur 20-280 Mischvorgänge vorzunehmen. Unter Mischvorgang soll dabei eine einmalige Drehung eines Körpers um eine Achse bis zur Rückkehr in die ursprüngliche Lage verstanden werden.

Da· Verfahren kann in der Weise durchgeführt werden» daS man Mo 813-s -10- 109813/1358

Polycarbonatgranulat und Pigment, beispielsweise im Verhältnis 500:1, gegebenenfalls nach vorheriger Durchmischung in den Extruder einbringt und extrudiert. Es kann auch nach der sogenannten "master batch-Technik" gearbeitet werden. Dabei wird eine kleine Menge Polycarbonatgranulat mit einer großen Menge Pigment, z.B. 3-20 Gewichtsprozent, zu einem hoch pigmenthältigen Produkt extrudiert und dieses Produkt anschließend mit der für die gewünschte Farbtiefe notwendigen Menge pigmentfreiem PoIycarbonat erneut extrudiert.

Die Extrudertemperatur liegt bei l60-350°C, wobei die Temperatur der Beschickungszone A nicht über 350°C betragen soll und vorzugsweise bei 260-300°C liegt, während die Temperatur in der Extrusionszone C zwischen etwa I60 und 200⁰C, vorzugsweise etwa l8o°C betragen soll, bei einem Temperaturgefälle zwischen Beschickungs- und Extrusionszone von etwa 100°C. In jedem Fall soll dabei das Polycarbonat-Pigment-Gemisch in flüssigem Zustand vorliegen.

Der Druck im Extrudermund ist nur von sehr geringem Einfluß auf den Dispersionsgrad. Er kann zwischen 35 und 700 kg/cm² liegen. Bei Drücken über 700 kg/cm wird der Dispersionsgrad allerdings wesentlich herabgesetzt. Auch die Drehzahl der Schnecke scheint den Dispersionsgrad nur wenig zu beeinflussen, besonders wenn im bevorzugten Temperatur- und Druckbereich

Mo 813-S - 11 -

109313/T358

(etwa 28o°C in der Beschickungszone und etwa 175°C in der

Extrusionszone bei Drücken von 210-420 kg/cm ) gearbeitet wird. Beim Arbeiten mit Drücken von 210-420 kg/cm² ist es für die Herstellung eines gleichmäßigen Granulats allerdings notwendig, Schwingungen im Extruder auf ein Mindestmaß herabzusetzen. Der Dispersionsgrad wird folgendermaßen bestimmt: pigmentiertes Granulat wird auf einer Glasplatte geschmolzen und zu einem Film gepreßt der bei 75facher Verstärkung mikroskopisch im durchfallenden sowie im reflektierenden Licht geprüft wird. So kann die Zahl und relative Größe der Pigmentagglomerate bestimmt werden. Als gut werden dabei Dispersionen bezeichnet, deren Teilchengröße bei 0,05- 25 /U, vorzugsweise unter 10 /U, liegt.

Die Farbe wird durch Vergleich mit einer Brillanz-oder Helligkeitsskala, die von schwarz bis weiß reicht, charakterisiert.

Die in den Beispielen angegebenen Teile sind Gewichtsteile, die Temperaturangaben beziehen sich auf ⁰C und die Nummern beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf die Angaben in Colour Index, 2. Auflage.

Beispiel 1;

Polycarbonatgranulat wird in einer herkömmlichen Mischvorrichtung in einem Pigment:Granulatverhältnis von etwa 1:454 3 Minuten lang bei 30 Umdrehungen pro Minute mit Titandioxid gemischt, Das mit Pigment belegte Polycarbonat wird anschließend mit

Mo 813-S - 12 - 1 0 9 P : Γ! / 1 3 5 8

etwa 2i :. bei ca. 270⁰C in den in der Zeichnung beschriebenen Extruder eingebracht und bei 170⁰C extrudiert. Die Extruderschnecke besitzt bei gleichbleibender Gangtiefe einen Durchmesser von 3,7 cm und ist an einem Ende in einer Heizkammer gelagert. Das durch den Extrudermund austretende gleichmäßig weiß pigmentierte Polycarbonat besitzt die Form von Spaghettis mit etwa 0,3 cm Dicke und wird anschließend zu Granulat von etwa 0,3 cm Länge geschnitten.

Beispiel 2:

0,8 Teile einer Mischung aus 0,5573 Teilen Titandioxyd (Rutil), 0,1832 Teilen Pigment No. 74l60, 0,0209 Teilen Pigment No. 77266 und 0,0182 Teilen Pigment No. 60725 werden 10 Minuten mit etwa 52 Umdrehungen pro Minute mit 454 Teilen Polycarbonatr,ranulat vermischt. Danach wird das mit Pigment belegte PoIycarbonatgranulat bei etwa 260°C in einen Extruder eingebracht und bei 160°C extrudiert. Die so erhaltenen gefärbten PoIycarbonatstränge werden zu Granulat geschnitten und zu gefärbten Platten gegossen. Die Platten zeigen eine Brillanz von 5,2, während die Vergleichsprobe eine Brillanz von 7,9 aufweist. Die Vergleicheprobe wurde in der Weise erhalten, daß man zunächst Polycarbonatpuiver mit der gewünschten Pigmentmischung unter optimalen Bedingungen mischt, anschließend

1 0 9 fi 1 Ί / 1 7 5 8 ^BAD Mo 0I3-j - 13 -

extrudiert und zu Platten vergießt. Die Brillanz der so erhaltenen Platten ergibt den Standardwert für die betreffende Pigmentmischung. Die folgende Tabelle A orientiert Über die Ergebnisse von Versuchen bei denen die Temperatur am Ende der Mischzone sowie die Temperatur in der Extrudierzone variiert wurden.

	Tabelle	A	Temperatur der Extrudierzone	Ve r t e1lungsgrad
Versuch No.	Temperatur am Ende der Mischzone	260°	schlecht
1	340°	260°	ziemlich gut
2	260°	260°	schlecht
3	204°	176°	schlecht
4	315°	176°	gut
5	287°

Die folgende Tabelle B orientiert über die Abhängigkeit der Brillanz von pigmentiertem Polycarbonat von der Mischzeit und der Zahl der Mischungsvorgänge. Die Mischungen wurden bei einer Beschickungstemperatur von 287°C und einer Extrudlertemperatur von 176⁰C extrudiert, anschließend zu Platten vergossen und die Brillanz gemessen.

Mo 813-S - 14 -

10981.Ί/1358

	Mischzeit (Minuten)	10	?:	Tabelle B	Gesamtzahl der Umdrehungen	Brillanz
Versuch No.	Vergleichs probe	5	Umdrehungen je Minute	_	7,9
	1	2	—	520	5,2
2	1	52	260	6,2
	52	104	7,2
4	52.	52	7,5
Beispiel	52

Eine Mischung aus j5 Teilen eines Gemisches aus 2,25 Teilen Pigment No. 77196 und 0,75 Teilen Pigment No. 77202 mit 45^ Teilen Polycarbonatgranulat wird verschieden lang und bei verschiedener Drehzahl gemischt und anschließend bei etwa 260^! in einen Extruder eingebracht und extrudiert. Die folgende Tabelle C gibt einen Überblick über die Abhängigkeit der Brillanz der extruflierten Teile von der Mischzeit, der Zahl der Umdrehungen je Minute und der Gesamtzahl der Umdrehungen.

Tabelle C

Versuch No. ■	Mischzeit (Minuten)	20	Umdrehungen je Minute	Gesamtzahl der Umdrehungen	Brillanz
Vergleichs- probe	30	-	-	10.0
1	10	56	1120	8.1
2	10	28	840	8.6
3	56	56Ο	8.7
4	28	280	9.2

10981.-5/1358 Mo 813-s - 15 -

Versuch Mischzeit Umdrehungen je Gesamtzahl der Brillanz

No.	(Minuten)	4t	Minute	Umdrehungen	9.5
5	10	14	140	9.4
6	2.5	56	140	9.6
7	2.5	28	70	9.6
8	2.5	14	55
Beispiel

Ein Gemisch aus 1,75 Teilen einer Mischung aus 0,2 Teilen Pigment No. 74260, 1,5 Teilen Titandioxyd (Rutil) und 0,005 Teilen Pigment No. 21110 wird mit 454 Teilen Polycarbonatgranulat verschieden lang und bei verschiedenen Mischgeschwindigkeiten gemischt und anschließend wie in Beispiel 4 beschrieben, extrudiert.
Tabelle D gibt einen Überblick Über die Ergebnisse

Tabelle D

Versuch Mischzeit Umdrehungen je Gesamtzahl der Brillanz No. (Minuten) Minute

56 28 14 56 28

Mo 815-S - 16 -

Vergleichs probe	_	.0
1	10	.0
2	10	.0
5	10
4	2
VJI	2
6	2

Umdrehungen	26.1
	25.1
560	25.5
280	25.9
140	24.9
112	25.5
56	25.9
28

1 0 9 ίί 1 3 / 1 3 5 8

Beispiels:

9,7 Teile einer Mischung aus 0,24 Teilen Pigment No. 77266, 2,106 Teilen Pigment No. 77007, 7,215 Teilen Titandioxyd (Rutil) und 0,12 Teilen Pigment No. 77166 werden etwa 5 Minuten bei einer Drehzahl von 20 Umdrehungen je Minute mit etwa 454 Teilen Polycarbonatgranulat vermischt und anschließend im Verhältnis von etwa 3,2:454 mit nicht pigmentiertem Polycarbonatgranulat extrudiert. Die Beschickungstemperatur wird dabei auf 287°C gehalten, die Extrudiertemperatur bei 176⁰C. Man erhält auf diese Weise pigmentiertes Polycarbonat, welches das Pigment in hoher Verteilung enthält und die ähnliche Brillanzwerte wie das Vergleichsmuster aufweisen.

Beispiel 6;

Etwa 3,2 Teile der in Beispiel 6 beschriebenen Pigmentmischung weniei zusammen mit 454 Teilen nichtpigmentiertem Polycarbonatgranulat in einen Extruder gegeben und bei einer Beschickungstemperatur von etwa 2Ö7°C und einer Extrudiertemperatur von etwa 176⁰C extrudiert und anschließend granuliert. Man erhält ein gefärbtes Granulat, welches die Pigmente in hoher Verteilung enthält.

Mo 813-S - 17 -

109M 11/1158

Beispiel 7:

Etwa 4,54 Teile Titandioxyd werden 10 Minuten lang bei einer Drehzahl von 54 Umdrehungen je Minute mit etwa 454 Teilen PoIycarbonatgranulat vermischt, anschließend in einen Extruder eingebracht, welcher eine Beschickungstemperatur von etwa 26O⁰C aufweist und bei etwa l60°C extrudiert. Die beim Extrudieren erhaltenen Stränge werden zu Granulat geschnitten in Scheiben gegossen und in üblicher Weise die Dispersionsgrade bestimmt. Man erhält gefärbtes Granulat mit einem hohen Pigmentverte ilungs grad.

Beispiel 8;

4,54 Teile Titandioxyd werden gleichzeitig mit 454 Teilen PoIycarbonatgranulat in einen Extruder mit konstanter Ganghöhe eingebracht, welcher eine Temperatur von 260°C in der Beschickungszone aufweist und bei etwa l60°C extrudiert. Die extrudierten, gefärbten Polycarbonatstränge werden zu Granulat geschnitten, zu Platten vergossen und in üblicher Weise analysiert. Die so erhaltenen Platten sind frei von Flecken und Streifen auf ihrer Oberfläche und weisen einen gleich hohen Dispersionsgrad auf, wie die nach Beispiel 8 erhaltenen Platten.

Mo 813-S - i8 -

10 9 8 13/1358

Beispiel 9:

2,75 Teile eines Gemisches aus 2,65 Teilen des Pigmentes No. 77007 (Ultramarine Violet) und 0,1 Teilen des Pigmentes No. 77007 (Ultramarine Blue) werden 10 Minuten intensiv vermischt, mit 227-00 Teilen Polycarbonatgranulat versetzt und 2 Minuten in einem Trommelmischer gemischt. Das" mit Pigment belegte Polycarbonatgranulat wird in zwei Teile geteilt und in folgender Weise extrudiert:

1. Etwa 11350 Teile des Granulats werden in einem Extruder mit einer Beschickungstemperatur von etwa 271°C und einer Extrudiertemperatur von etwa 177° eingebracht, extrudiert und in üblicher Weise zu Granulat verschnitten, in Platten gegossen und analysiert. Alle Platten sind klar und enthalten kein undispergiertes Pigment

2. Etwa II35O Teile des mit Pigment belegten Polycarbonatgranulats werden wie unter 1 beschrieben, extrudiert, mit der Ausnahme, daß anstelle einer zylindrischen Schnecke eine konische Schnecke verwendet wird. Die nach diesem Verfahren erhaltenen Platten sind wolkig und enthalten noch nicht dispergiertes Pigment.

Aus diesem Beispiel geht klar hervor, daß die Form der Schnecke die Qualität der Pigmentdispersion und die Endform des extrudierten Materials wesentlich beeinflußt. Bei Verwendung der konischen Schnecke wurde infolge der schlechten und nichteinheitlichen Dispersion der blauen Pigmente in dem Polycarbonat

Mo 813-S - 19 - 109813/1358

ein Produkt mit gelbem Farbstich erhalten.

Ein Vergleich der Brillanzwerte zeigt, daß immer dann niedrige Werte erhalten werden, wenn lange Mischzeiten angewandt wurden, Es zeigt sich außerdem, daß die Brillanz mit abnehmender Gesamtzahl der Umdrehungen beim Mischvorgang steigt.

Mo 813-S - 20 -

1 0 9 W 1 3 / 1 3 5 8

Claims

Patentansprüche;

1. Verfahren zur Herstellung von massegefärbtem, ein gleichmäßig dispergiertes Pigment enthaltendem Polycarbonat durch Extrudieren einer Mischung vom Pigment und Polycarbonat, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mischung in der Beschickungszone auf 260-350°C bringt und bei einem Temperaturgefälle von etwa 80-120 C zwischen Beschickungszone und Extrudierzone bei etwa 160-250⁰C durch einen zylindrischen Extruder mit konstanter Gangtiefe extrudiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Pigment und Polycarbonat vor dem Einbringen in den Extruder vermischt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,005 - 5#G Gewichtsprozent Pigment einsetzt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man 0,005 - 5,0 Gewichtsprozent Pigment zusammen mit dem Polycarbonat in den Extruder einbringt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polycarbonat in Form von Granulat vorliegt.

Mo 813-3 - 21 -

109813/1158 ^BAD

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß aus "Jmsetzungsprodukten von 2,2-Bis-(4,4'-dihydroxydiphenyl)propan und Kohlensäurederivaten bestehendes Polycarbonat verwendet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Beschickungszone etwa 280°C und die der Extrusionszone etwa 170⁰C beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man eine 500:5 Polyoarbonat-Pigmentmischung extrudiert und anschließend mit soviel pigmentfreiem Polycarbonat vermischt, daß das Polycarbonat-Pigment-Verhältnis etwa 500:1 beträgt.

9. Extruder, bestehend aus einem Gehäuse mit Beschickungseinrichtung, Extrudermundstuek und einer zentral gelagerten Schnecke mit zentralem Kern und mindestens einem Gewindegang, dadurch gekennzeichnet, daß die Sohnecke über ihre gesamte Länge einen konstanten Kerndurchmesser und der Gewindegang einen konstanten Steigungswinkel aufweist.

10. Extruder nach Anspruoh 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigungswinkel des Gewindeganges etwa 9"1O⁰C beträgt.

11. Verfahren zur Verbesserung der Brillanz von pigmentiertem Polyoarbonat, daduroh gekennzeichnet, daS man Polyoarbonat-

Mo 813-3 - 22 -

109013/1358

granulat solange mit einem Pigment vermischt, bis das Granulat vollständig mit Pigment belegt ist und das so belegte Granulat anschließend nach Anspruch 1 in der Weise extrudierti» daß das Pigment gleichmäßig im Polycarbonat dispergiert ist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
man das Pigment und das Polycarbonatgrariulat 20-280 Mischungsvorgängen unterwirft.

Mo 813-S . - 23 -

109813/1358

Leerseite