DE1694285C - Pigmentierte Polykarbonat-Formmassen - Google Patents
Pigmentierte Polykarbonat-FormmassenInfo
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Description
RO-P'
OR'
OR"
in der R einen KohlenwasserstofTrest mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen, R' und R" Wasserstoff oder
das gleiche wie R bedeuten, sowie (d) 0,01 bis 0,3 Gewichtsprozent eines epoxydierten Dicycloalkylcarboxylats,
wobei die Gesamtkonzentration des organischen Phosphits und des epoxydierten Dicycloalkylcarboxylats 0,40% nicht übersteigt.
2. Stabile pigmentierte Polycarbonat-Formmassen, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das organische Phosphit aus einer Mischung von 1 Teil Phenyldidecylphosphit, 1 Teil Triphenylphosphit
und 2 Teilen Diphenyldecylphosphit besteht.
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Die vorliegende Erfindung betrifft stabile, pigmentierte, polymere Zubereitungen, insbesondere hitze-
und farbbeständige pigmentierte Polykarbonat-Zubereitungen, in denen das Pigment ein Metalloxyd sein
kann und der Stabilisator aus einer Mischung von einem oder mehreren organischen Phosphite und einem
epoxydierten dicycloaliphatischen Carboxyl besteht.
Polykarbonate sind bereits bekannte im Handel er- '45
hältliche Produkte, die eine vielfältige Anwendung in der Kunststofftechnik haben. Solche Polykarbonate
können durch Umsetzen einer aromatischen Dioxyverbindung, z. B. 2,2'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan
(Bisphenol A) mit Carbonat bildenden Verbindungen, wie Phosgen, in Gegenwart eines Säureakzeptors hergestellt
werden. Im allgemeinen sind die aromatischen Polycarbonatharze sehr resistent gegen Mineralsäuren,
können verformt werden und sind sowohl physiologisch unschädlich als auch korrosionsbeständig.
Außerdem haben solche Polymere eine hohe Schlagfestigkeit und eine überragende Maßhaltigkeit (Dimensionsstabilität),
welche diejenige aller anderen im Handel erhältlichen Thermoplaste übertrifft. Die
Eigenschaften der Polycarbonate machen sie wegen ihrer umfassenden vielfältigen Anwendung bei Verbrauchern
und in der Industrie zugänglich.
Für viele kommet zier" Anwendungen ist es notwendig,
ein Pigment oder einen Farbstoff m den polymeren Ausgangsstoffen zu geben, um ihr Aussehen zu
verbessern. Metalloxyde, wie z. B. Titandioxyd und Zinkoxyd, sind wegen ihrer Stabilität und des starken
Trübungseffektes zu universellen Pigmenten ßewoiden.
Außerdem sind sie sehi beständig gegen Licht, Hitze,
Säuren, Alkalien und im allgemeinen gegen Oxydation und Reduktion. Weiterhin können sie in Kombination
mit anderen Pigmenten und Farbstoffen zur Herstellung von Polymer-Formulierungen mit einer Vielzahl
von Färbungen verwendet werden. Es gibt jedoch eine schwerwiegende Begrenzung bei der Verwendung von
Metalloxyden in Polykarbonat-Zubereitungen. Es wurde nämlich gefunden, daß viele physikalische
Eigenschaften der Polycarbonate beim Zusatz von Metalloxyden betiächtlich verschlechtert werden. So
muß der Pigmentgehalt niedrig gehalten werden, wenn man ein festes, zähes, plastisches Material benötigt,
wodurch die Art und die Intensität der herstellbaren Einfärbungen begrenzt werden.
Danach ist die Aufgabe dieser Erfindung Stabilisatoren zu finden, die den Abfall der physikalischen
Eigenschaften der Polykarbonate aufzuhalten vermögen, welcher durch den Zusatz eines Metalloxyd-Pigmentes
verursacht ist.
Es wurde nun unerwartetei weise gefunden, daß die durch die Zugabe eines Metalloxydpigments zu einem
Polykarbonat verursachte Verschlechterung in dessen physikalischen Eigenschaften wesentlich reduziert werden
kann durch die weitere Zugabe eines Additivs, bestehend aus Mischungen von organischen Phosphiten
und einem epoxydierten dicycloaliphatischen Carboxylat. Dies ist besonders überraschend, weil die
Zugabe dieser Stoffe zu unpigmentierten Polykarbonaten die Verschlechterung der gleichen physikalischen
Eigenschaften hervorrufen kann. Dies bedeutet, daß die obengenannten Additive und das Metalloxyd in
irgendeiner Weise zusammenwirken und so die PoIymer-Zubeicitung
gegen den Abbau der physikalischen Eigenschaften schützen. Zusätzlich zur Verhinderung
des Abbaues der physikalischen Eigenschaften von Polykarbonat-Zubereitungen wirkt das Additiv auch
als Stabilisator für Polykarbonate gegen Verfärbung durch Licht und Hitze während und nach der Herstellung.
So können durch Zugabe eines epoxydierten cycloaliphatischen Karboxylats und eines oder mehrerer
organischer Phosphite zu einer Metalloxydpigmente enthaltenden Polykarbonat-Zubereitung stabile pigmentierte
Polykarbonat-Zubereitungen erhalten werden, die für die verschiedensten Anwendungen des
Endverbrauchers und in der Industrie geeignet sind.
Gegenstand der Erfindung sind stabile pigmentierte Polykarbonat-Formmassen, bestehend aus (a) einem
Polykarbonat der Formel
Γ ο ι
- O — Α — Ο — C-J-,
in der A ein aromatischer Rest ist, (b) 0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent
eines Metalloxydpigments, (c) 0,01 bis 0,30 Gewichtsprozent wenigstens eines organischen
Phosphits der Formel
,OR'
RO-P
OR"
in der R einen Kohlenwasserstoff rest mit 1 bis 25 Kohlenstoffatomen,
R' und R" Wasserstoff oder das gleiche wie R bedeuten, sowie (d) 0,01 bis 0,3 Gewichtsprozent
eines epoxydierten Dicycloalkylcarboxylats,
3 4
wobei die Gesamtkonzentration des organischen Säureendgruppen, umfaßt werden. Solche Polykarbo-Ä1«,"
> u ~!P0Xydierten D'cycloalkylcarboxy- nate werden durch Umsetzen einer aromatischen Dilats
0,40 /0 nicht übersteigt. oxyverbindung mit einer Karbonat bildenden Verbin-Von
dem Ausdruck »Polykarbonate«, der hier ver- dung, wie Phosgen, ein Halogenformiat oder ein Karwendet
wird, sollen sowohl Polykarbonate von aroma- 5 bonsäureester hergestellt. Vorzugsweise haben die
tischen Dioxyverbmdungen als auch Polykarbonat- Polykarbonate eine grundmolare Viskositätszahl (gecopolymere
von aromatischen Dioxyverbindungen mit messen in para-Dioxan in Deziliter pro Gramm bei
Glykolen, wie Athylenglykol oder Propylenglykol, so- 300C) von ungefähr 0,35 bis 1,30.
wie dibasische Säuren, wie z. B. Isophthalsäure oder Von dem Ausdruck »organische Phosphite*, welcher Terephthalsäure; und Polyester mit Hydroxyl- oder io in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet Säureendgruppen, wie z. B. die Polyester von Neo- wird, werden Phosphite mid Mischungen von Phospentylglykol und Adipinsäure mit Hydroxyl- oder phiten der folgenden Formel umfaßt:
wie dibasische Säuren, wie z. B. Isophthalsäure oder Von dem Ausdruck »organische Phosphite*, welcher Terephthalsäure; und Polyester mit Hydroxyl- oder io in der Beschreibung und in den Ansprüchen verwendet Säureendgruppen, wie z. B. die Polyester von Neo- wird, werden Phosphite mid Mischungen von Phospentylglykol und Adipinsäure mit Hydroxyl- oder phiten der folgenden Formel umfaßt:
R!X R, R1
xo o xo
PO-H P_O —H und .P-O-R3
Π O O
H R2 r/
in der R1, R2 und R3 gleiche oder ungleiche organische as lat; 2 - Chlor - 3,4 - epoxycyclohexyläthyl - 3,4 - ep-
aliphatische monocyclisch aromatische oder alicyclisch oxycyclohexancarboxylat; 3,4 - Epoxy - 5 - methylcy-
monocyclische Kohlenwasserstoffreste mit 1 bis clohexy]butyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat.
25 Kohlenstoffatomen sind. Als Beispiele für diese Die Konzentration der epoxydierten Carboxylate
Phosphite werden folgende vorgeschlagen: Dibutyl- soll im Bereich von 0,01 bis 0,30 Gewichtsprozent und
phenylphosphit, Butylphosphit, Diphenylbutylphos- 30 vorzugsweise zwischen 0,01 und 0,25 Gewichtsprozent,
phit, Diphenylphosphit, Triphenylphosphit, Hexyl- bezogen auf die Gesamtzubereitung, liegen, wobei die
phosphit, Diheptylphosphit, Diphenylhexylphosphit, Gesamtkonzentration der organischen Phosphite und
Diphenylnonylphosphit, Dinonylphosphit, Diphenyl- der epoxydierten Carboxylate 0,40 Gewichtsprozent
decylphosphit, Diphenyldodecylphosphit, Didodecyl- nicht überschreiten soll.
phosphit, 2-Phenyläthylphenylhexylphosphit, 2-Phe- 35 Gan.7 allgemein sind erfindungsgemäß solche be-
nyläthylphosphit.Di^-phenylmethyldecylptiosphit.Di- kannten Metalloxydpigmente verwendbar, die Tempe-
decylphenylphosphit, Di-2-äthyldecylphenylphosphit, raturen von über 100°C aushalten. Solche Metalloxyde
Tridecylphosphit, Dicresyldecylphosphit, Di-(o-iso- sind z. B. Titandioxyd, Zinkoxyd, Bleioxyd, Blei-
octylphenyO-decylphosphit, Di-(dirr.ethylphenyl)-phe- chromat, usw. Die Pigmente sollten ganz feinpulvrig
nylphosphit, Trihexylphosphit, Didecylnonylphosphit, 40 sein, um eine vollständige Dispersion in den PoIy-
Di-(2-methyldecyl)-cresylphosphit, Dicyclohexylphe- karbonaten zu sichern. Zusätzlich zu den Metalloxyd-
nylphosphit, Dicyclopentyldecylphosphit, Ditolylde- pigmenten können andere organische oder anorgani-
cylphosphit, Tri-(p-t-octylphenyl)-phosphit, Tri- sehe Farbstoffe zu den Polykarbonat-Zubeteitungen ge-
(p-t-nonylphenyl)-phosphit, Isobutyldicresylphosphit geben werden, um irgendeine gewünschte Färbung zu
usw. 45 erhalten. Solche Farbstoffe sind z. B. Nickel-Titan-
Die vorzugsweise nach dem Verfahren der Erfindung gelb, Cadmium - sulfo - selenid, Ströntiumchromat,
verwendbaren Phosphite sind Triphenylphosphit, Di- Phthalocyanin, Chinacradon, Ruß, Naphtholrot, Ben-
phenyldecylphosphit und Phenyldidecylphosphit. !Eine zidingelb usw.
besonders vorteilhaft verwendbare Phosphit Zube- Die Art und Weise, wie man das Pigment und das
reitung besteht aus einer Mischung von organischen 50 Phosphitadditiv in dem Polykarbonat dispergiert, ist
Phosphiten, die 1 Teil Triphenylphosphit, 1 Teil Phe- nicht kritisch. Jedoch sollte das ausgewählte Verfahren
nyldidecylphosphit und 2 Teile Diphenyldecylphosphit einen möglichst hohen Dispersionsgrad aller Additive
enthalten. in dem Kunststoff ergeben. Zum Beispiel kann das
Die Konzentration der Phosphite sollte zwischen Mischen des Materials durch irgendeine der vielen
0,01 und 0,30 Gewichtsprozent variieren und Vorzugs- 55 Methoden, die normalerweise für das Einarbeiten von
weise 0,02 bis 0,15% der gesamten Zubereitung aus- Füllstoffen, von sonstigen allgemeinen Modifizierungsmachen, mitteln usw. verwendet werden, vervollständigt wer-
Epoxydierte dicycloaliphatische Carboxylate, die den. Solche Methoden schließen beispielsweise die
als zweite Komponente der stabilisierend wirkenden Verwendung folgender Vorrichtungen ein, ohne sie
Additive eingesetzt werden, sind beispielsweise: 3,4-Ep- 60 darauf zu beschränken: Mischwalzen, Bandmischer,
oxycyclohexylmethyl - 3,4 - epoxycyclohexancarboxy- Teigmischer, Banbury-Mischer, Extruder und andere
lat; 2,3 - Epoxycyclopentyl - 3,4 - epoxycyclohexan- Mischeinrichtungen. Die hergestellte Mischung kann
carboxylat; 3,4 - Epoxy - 6 - methylcyclohexylmethyl- in irgendeiner bekannten Weise behandelt werden, wie
3,4 - epoxy - 6 - methylcyclohexancarboxylat; 2,3 - Ep- sie für die Herstellung oder Bearbeitung von thermo-
oxy - 4 - äthylcyclohexyläthyl - 2,3 - epoxy - 4 - äthyl- 65 plastischen Harzen verwendet wird. Die Mischungen
cyclopentancarboxylat; 3,4- Epoxycycloheptylpropyl- können unter Verwendung von Preß-, Spritzguß,
S^-epoxy-S-methylcyclohexancarboxylat; 2,3-Ep- Kalandrier- und Strangpreß-Technik verformt oder
oxycyclohexylmethyl - 3,4 - epoxycyclohexancarboxy- gepreßt werden.
Das Phosphitadditiv und das Metalloxyd können gleichzeitig oder nacheinander durch irgendeine der
oben aufgeführten Methoden zugegeben werden, oder das Additiv kann allein zu dem Polykarbonat gegeben
werden, indem man beide, also das Phosphit und das Karbonat, in einem allgemeinen Lösungsmittel löst,
wie Methylenchlorid. Nach dem Abdampfen des Lösungsmittels bleibt als Rückstand das im Polykarbonat
dispergierte Phosphit zurück. Danach kann zu der stabilisierten Zubereitung das Metalloxyd nach einer
der oben angegebenen Methoden gegeben werden. Außerdem kann eine Pulvermischung aus dem Polykarbonat
und dem Pigment hergestellt und dazu eine Lösung des Phosphitadditivs gegeben werden.
Die Menge des organischen Phosphits und des epoxydierten dicycloaliphatischen Carboxylate, die zu
dem Polykarbonat gegeben wird, kann zwischen 0,01 und 0,40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtzubereiiung,
variieren. Die besten Ergebnisse werden erhalten, wenn die Additive0,02 bisO,15%ausinachen.
Der Zusatz der Metalloxyde kann in der Größenordnung zwischen 0,01 und 5 Gewichtsprozent liegen; die
Größenordnung von 0,05 bis 2,0°/o stellt eine bevorzugte
Ausführungsform dieser Erfindung dar. Obgleich die Natur der Verwandtschaft zwischen dem Phosphitadditiv
und dem Metalloxyd nicht gänzlich verstanden wird, wurde gefunden, daß die physikalischer Eigenschaften
der Polykarbonate, wie beispielsweise die Schmelzviskosität, um etwa ein Drittel vermindert
wird, wenn das Phosphit oder eine Mischung des organischen Phosphits und des epoxydierten Carboxylate
zusammen mit dem Metalloxyd vorhanden ist. Andererseits wurde ein Abfall der Schmelzviskosität
bis herunter zu 300 % gefunden, wenn entweder das Phosphitadditiv oder das Metalloxyd allein in dem
Polykarbonat vorliegt. Es wurde gefunden, daß das Maximum der physikalischen Eigenschaften dann erreicht
wird, wenn die Konzentration von Phosphit oder von Phosphitcarboxylatzubereitungen im Bereich von
0,05 bis 0,15 Gewichtsprozent und die des Metalloxyds zwischen 0,05 und 2,0% liegt. Wenn die Konzentration
der Phosphit-Zubereitung diesen Wert übersteigt, fallen zwar die physikalischen Eigenschaften geringfügig
ab, aber weitere Erfolge bezüglich der Hitze- und Lichtstabilität werden erreicht.
Die folgenden Beispiele illustrieren die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung; sie sind aber
nicht aufgeführt, um die Erfindung in irgendeiner Weise zu begrenzen. Alle Prozentangaben beziehen sich auf
das Gewicht.
In diesem Beispiel werden sechs Proben eines PoIykarbonats
hergestellt, das aus 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan gebildet wurde und welches eine molare
Viskositätszahl (intrinsic viscosity) von 0,571 dl/g (Deziliter pro Gramm) besitzt, die in p-Dioxan bei
300C und bei Konzentrationen von 0; 0,02; 0,05; 0,10;
0,15 und 0,25 Gramm Polymeres in 100 ml gemessen wurde. Fünf der Polykarbonatproben enthielten ein
Additiv, das aus einer Mischung von 1 Teil Diphenyldecylphosphit, 1 Teil Triphenylphosphit, 2 Teilen Phenyldidecylphosphit
und 8 Teilen 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-S^-cyclohexancarboxylat
bestand. Die Proben wurden duich Mischen von 1,000 g getrocknetem Polykarbonat mit einer geeigneten Menge von Phosphitadditiv
hergestellt. Die Mischungen wurden durch eine Zwei-Zonen-Strangpresse gegeben, in der die
erste Zone bei 266° C und die zweite Zone be; 294° C
gehalten wurde. Die stranggepreßten Fäden wurden unter Verwendung einer Fadenhackmaschine inTabletten
geschnitten und dann bei 345°C im Spritzgußverfahren in Lamellen überführt.
Die Einwirkung der Phosphit'/Carboxylat-Additive auf die Schmelzviskosität der Polykarbonsäureharze
wurde bestimmt. Folgende Ergebnisse wurden erhalten:
Einwirkung der Phosphit-/Carboxylat-Additive
auf die Schmelzviskosität von Polykarbonaten
Konzentration der Additive | Schmelzviskosität |
(Gewichtsprozent) | in Poise |
0 | 5100 |
0,02 | 5100 |
0,05 | 5060 |
0,10 | 4600 |
0,15 | 4120 |
0,25 | 3460 |
Aus den obigen Angaben kann entnommen werden, daß nur eine sehr geringe Änderung in der Schmelzviskosität
stattfindet zwischen stabilisatorfreien PoIykarbonaten und Polykarbonaten, die 0,05% des
Additivs enthalten. Wenn jedoch die Konzentration 0,05% übersteigt, beginnt die Schmelzviskosität abzu
fallen und ist bei Konzentrationen von 0,25% wesentlich vermindert.
Nachdem die Proben 20 Minuten lang auf Temperaturen von 316° C erhitzt waren, wurde die grundmolare
Viskositätszahl dieser Proben in einer Lösung von para-Dioxan bei 3O0C gemessen. Die folgenden
Ergebnisse wurden erhalten:
Einwirkung der Phosphit'/Carboxylat-Additive
auf die grundmolare Viskositätszahl der Polykarbonate
Konzentration der Additive | Grundmolare Viskositätszahl |
(Gewichtsprozent) | (Deziliter pro Gramm) |
50 0 | 0,547 |
0,02 | 0,545 |
0,05 | 0,540 |
0,10 | 0,530 |
0,15 | 0,521 |
55 0,25 | 0,499 |
Die grundmolare Viskositätszahl wird durch steigenden Gehalt des Additivs vermindert; jedoch liegt es
nur an dem höheren Gehalt, daß die grundmolare Viskositätszahl wesentlich verringert wird. Um die
Wirksamkeit der Additive zu bestimmen, wurde von jeder der obengenannten Probe die APHA-Zahl der
gefärbten Lösung nach J u d d, Color in Business, Science and Industry, herausgegeben von John
Wylie & Sons, Inc., New York (1952), bestimmt. Die Farbe wurde durch Hitzealterung im Ofen bestimmt,
und zwar wurden 0,3 cm große Schnitzel der Proben
in einem Luftumlaufofen bei 125°C und Erhitzungszeiten bis zu 250 Stunden gehalten. Die durch die ")fenalterung
hervorgerufene Farbänderung wurde unter Verwendung eines Dreistimuluskolorimeters gemessen.
Die APHA-Zahl der gefärbten Lösung wurde durch Umrechnen der Farbwerte der Formkörper auf die
Farbwerte der Lösung bestimmt, indem man eine zwischen beiden Werten bestehende empirische Relation
verwendet. Unter Verwendung dieser Arbeitsgänge wurden die aus der Tabelle 111 zu entnehmenden
Ergebnisse erhalten:
Farbwert der Polycarbonate nach der Ofenalterung 1S
bei 1250C
Die erhaltenen Meßergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Einwirkungs | Kein | 0,05% | 0,15·/, | 0,25 ·/„ |
zeit | Additiv | Additiv | Additiv | Additiv |
0 | 70 | 61 | 74 | 83 |
22 | 70 | 65 | 61 | 63 |
45 | 79 | . 70 | 65 | 74 |
68 | 92 | 74 | 72 | 79 |
141 | 134 | 87 | 90 | 101 |
186 | 149 | 92 | 98 | 109 |
234 | 167 | 98 | 109 | 120 |
298 | 180 | 107 | 123 | 134 |
Polykarbonat-Harz
abgeleitet von Bisphenol-A (Intrinsic-Viskosiiät) 0,67 dl/g in
Dioxan bei 300C ...
abgeleitet von Bisphenol-A (Intrinsic-Viskosiiät) 0,67 dl/g in
Dioxan bei 300C ...
TiO2
ZnO2
Phosphitgemisch
(= 1 Teil Diphenyldecylphosphit, 1 Teil
Triphenylphosphit,
2 Teile Phenyldidecylphosphit)
(= 1 Teil Diphenyldecylphosphit, 1 Teil
Triphenylphosphit,
2 Teile Phenyldidecylphosphit)
3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-cyclohexan-carboxylat
...
30
Gewichtsprozentgehalte
Polycarbonat-Komposition
AIBIC
Vergilbungsindex der
Polycarbonat-Komposition
AIBIC
16,58
16,88
14,49
Wenn die Polykarbonatproben durch 298stündiges Erhitzen auf 125°C gealtert wurden, tritt eine wesentliche
Änderung in der Farbe der Polykarbonaie ein, welche durch chemische Veränderungen hervorgerufen
wurde. Jedoch mit nur 0,05 % Additiv ist der Grad der Farbveränderung wesentlich geringer. Mit Konzentrationen
von mehr als 0,05% wird die Farbveränderung wesentlich prononzierter angezeigt, so daß der
Zusatz von 0,05% als Optimum für diese besondere Zubereitung angesehen werden kann.
Vergleichsversuch A
In diesem Beispiel werden drei Proben eines Polykarbonats hergestellt, das aus 2,2'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan
gebildet wurde und welches eine molare viskositätszahl von 0,641 dl/g in p-Dioxan bei 300C
besitzt. Alle Proben waren frei von Phosphitadditiv, enthielten jedoch 0, 1,0 bzw. 2,0% Titandioxyd. Alle
Proben wurden in der gleichen Weise, wie im Beispiel 1 beschrieben, hergestellt. Die Schmelzviskosität der
Pclykarbonate,tlie 2% Titandioxyd enthielten, wurden auf aufgerundet 4560 Poise reduziert. Die Schmelzviskosität
der von Titanoxyd freien Pulver betrug aufgerundet 9740 Poise. So wird gezeigt, daß der Zusatz
von Titandioxyd einen wesentlichen Abfall des Polymers verursacht. Wenn der Gehalt an Titanoxyd 2%
erreicht, wird die Schmelzviskosität um über 50% vermindert.
Vergleichsversuch B
Es wurden Testklöt?chen durch Spritzgußtechnik aus drei verschiedenen Kompositionen bet 343,31C
hergestellt und sodann der Vergilbungsindex jedes Teslklöt7chcns gemessen.
Es ergibt sich, daß bei einem Gehalt von 0,03 Phosphit und 0,00 epoxydiertem Carboxylat der Vergilbungsindex
des Testklötzchens 16,88 ist, wohingegen bei einem Gehalt von 0,03 Phosphit und 0,07 epoxydiertem
Carboxylat der Vergilbungsindex fortschrittlicherweise nur 14,49 beträgt. Es ist in der Tabelle angegeben,
daß der Vergilbungsindex bei einem Gehalt von 0,10 Phosphit und 0,0 epoxydiertem Carboxylat
der Vergilbungsindex 16,58 beträgt.
Damit ist die Fortschrittlichkeit des Erfindungsgegenstandes belegt. Es war nicht vorherzusehen, daß
der geringe Gehalt von 0,07 epoxydiertem Carboxylat eine so sprunghafte Absenkung des Vergilbur.gsir.dexes
zu bewirken vermag.
In diesem Beispiel werden Proben eines Polykarbonats
hergestellt, das aus 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan
gebildet wurde und welches eine molaTe Viskositätszahl von aufgerundet 0,670 dl/g gemessen in
p-Dioxan bei 300C besitzt. Die Proben wurden unter Zusatz verschiedener Mengen des Phosphit'/Carboxylat-Additivs
des Beispiels 1 mit und ohne Zugabe von 2 % Titandioxydpigment hergestellt. Die Proben wurden
durch Trocknen des pulverföimigen Polykarbonats in einem Luftumlaufofen bei Temperaturen von 125CC
innerhalb von 12 Stunden hergestellt. Danach wurden 1000 g des zubereiteten Polykarbonats mit der geeigneten
Menge des Additivs und/oder Titandioxyd gemischt. Die Polykaibonat-Formmassen wurden bei
Temperaturen von ungefähr 293 bis 294 C extrudiert. Die extrudierten Fäden wurden unter Verwendung
einer Fadenhackmaschinc gehackt. Die Schnv;l/-viskosilät
und die grundmolare Viskosüätszahl der Lamellen wurden gemessen, nachdem die im Beispiel I
beschiicbcncn Atbcitsgängc duichgcführt worden
waren. Die erhaltenen Ergebnisse sind aus der Tabelle
IV /u entnehmen.
209 683'252
Phosphit'/Carboxylat-Additiv und Titandioxyd
enthaltendes Polykarbonat
enthaltendes Polykarbonat
Zubereitung | TiO1 | Schmelz- | Grundmolare |
Gewichtsprozent | 0 | viskosität | Viskositätszahl |
Additiv | 0 | (Poise) | (d!/g)') |
0 | 0 | 10,000 | |
0,05 | 2,0 | 9,500 | — |
0,15 | 2,0 | 8,320 | — |
0 | 2.0 | 3,950 | 0,51 |
0,05 | 2,0 | 4,330 | 0.53 |
0,10 | 2,0 | 5,710 | 0,54 |
0,15 | 2,0 | 7,470 | 0,56 |
0,20 | 6,150 | 0,56 | |
0,25 | 5,200 | 0,55 |
*) Gemessen bei 315"C nach 20 Minuten.
Aus der obigen Tabelle ist zu entnehmen, daß die Schmelzviskosität dei Polykarbonat-Zubereitungen,die
nur das Phosphit-/Carboxylat-Additiv enthält, mit steigendem Additivgehalt fällt. Es ist außerdem ersichtlich,
daß, wenn die Polykarbonat-Zubereitungen frei von Additiv sind, aber 2% Titandioxyd enthalten,
die Schmelzviskosität der Polykarbonat-Zubereitungen wesentlich stärker vermindert wird. Wenn das Phosphit-/Carboxylat-Additiv
zu der Polykaibonat-Zubereitung gegeben wird, die 2 Gewichtsprozent Titandioxyd
enthält, wirken die einzelnen Komponenten der Zubereitung in der Weise aufeinander ein, daß die
Schmelzviskosität bis zu Gehalten von 0,15% Additiv und 2,0°/o Titandioxyd ansteigt. Danach beginnt die
Schmelzviskosität zu fallen. Jedoch sollte festgehalten werden, daß die Zubereitung, die 0,15% Additiv und
2,0% Titandioxyd enthält, eine Schmelzviskosität besitzt, die annähernd doppelt so groß ist wie die Zubereitung,
die nur 2,0% Titandioxyd enthält. Dieses Anwachsen der Schmelzviskosität mit steigendem Additivgehalt
zeigt klar, daß eine Einwirkung zwischen den Komponenten der Zubereitung stattfindet. Die Tabletten
der obengenannten Formulierungen werden bei 345'C im Spritzgußverfahren in Testlamellen überführt.
Der Vergilbungsindex der so hergestellten
Lamellen wurde gemessen. Der Vergilbungsindex ist ein Maß für den Grad der Vergilbung unter Tageslichteinstrahlung
der homogenen, nicht fluoreszierenden, nahezu farblos oder nahezu weiß durchscheinenden
oder durchsichtigen Kunststoffe. Es wurde, wie im Beispiel 1, unter Verwendung des Tristimuluskolorimeters und mit Magnesiumoxyd als Vergleichsbasis
bestimmt. Es wurden sodann Messungen gemäß ASTM (D 1925) 27 durchgeführt. Die Ergebnisse sind
aus der folgenden Tabelle zu entnehmen.
Tabelle V
Vergilbungsindex der Polykarbonate Es ist ersichtlich, daß das Verformen bei Temperaturen
von 345°C bei den Proben, die kein Phosphit-/ Carboxylat-Additiv enthalten, eine wesentliche Verdunklung
bewirken. Jedoch mit wachsender Konzen- »ation der Additive vermindert sich die Verdunklung,
und bei einem Zusatz von 0,25% Additiv beträgt der Vergilbungsindex nur 9,8.
Beispiel 3 ίο
In diesem Beispiel wird das Verfahren des Beispiels 2 wiederholt: die Proben wurden mit einem Gehalt von
0; 0,03; 0,06 und 0,09%Phosphit-/Carboxylat-Addiliv sowie 1 und 2% Titandioxyd hergestellt. Die Schmelzviskosität
wurde gemessen, wobei folgende Resultate erhalten wurden:
Schmelzviskosität der Phosphit'/Carboxylat-Additiv und Titandioxyd enthaltenden Polykarbonate
Zubereitung | sprozent TiOä |
Schmelzviskosität | |
Gewicht Additiv |
1 | (Poise) | |
0 | 1 | 5890 | |
0,03 | 1 | 6780 | |
30 | 0,06 | 1 | 9380 |
0,09 | 2 | 8740 | |
0 | 2 | 4560 | |
0,03 | 2 | 5000 | |
0,09 | 5950 |
Zubereitung | TiO, | Vergilbungsindex |
2 | ||
Gewichtsprozent | 2 | 15,4 |
Additiv | 2 | 13,4. |
0 | 2 | Π.7 |
0,05 | 2 | IU |
0,10 | 2 | 10,1 |
0,15 | 9,8 | |
0,20 | ||
0,25 | ||
Wieder finden zwischen den Komponenten der Zubereitungen bei steigendem Phosphit-ZCarboxylat-Gehalt
Reaktionen statt, die ein Wachsen der Schmelzviskosität bewirken.
In diesem Beispiel wird eine graue Polykarbonat-Zubereitung
hergestellt. Die aus 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan hergestellten Polykarbonate haben
eine grundmolare Viskositätszahl von 0,53 dl/g, gemessen in p-Dioxan bei 30 C. Die Zubereitung enthält
0,01% Ruß, 1,00% Titandioxyd und 0,05% eines Phosphit-ZCarboxylat-Additivs, das aus 1 Teil Triphenylphosphit, 1 Teil Diphenyldidecylphosphit, 2 Teilen
Phenyldidecylphosphit und 8 Teilen 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-S^-cyclohexancarboxylat besteht. Die
Farben wurden durch Mischen der Komponenten in einem Farbmischbecher hergestellt. Danach wurde die
Mischung extrudiert. Die stranggcpreQten F&den wurden mittels Fadenhackmaschinen in Tabletten zerschnitten und danach bei 345"C im Spritzgußverfahren
verformt. Die Schmelzviskositäl der Tablette wurde bei 315T mit 3710 Poise bestimmt.
Nach dem Verfahren des Beispiels 4 wurde eine gelbe «s Polykarbonat-Zubereitung hergestellt. Das Polykarbonat wurde vom 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan abgeleitet und hatte etno grundmolare Viskositätszahl
von 0.58 dl/g, gemessen bei 30* C in p-Dloxan. Die Zu-
bereitung enthielt 0,05 % des im Beispiel 7 verwendeten
PhosphiN/Carboxylats, 0,40°/0Titandioxyd und 0,60°/0
Cadmiumgelb. Die Schmelzviskosität der Tabletten wurde bei 315°C mit 5480 Poise bestimmt.
In diesem Beispiel wurde nach dem Verfahren des Beispiels 4 eine blaue Polykarbonat-Zubereitung hergestellt.
Das aus 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan hergestellte Polykarbonat hatte eine grundmolare
Viskositätszahl von 0,53 dl/g, gemessen in p-Dioxan bei 3O0C. Die Zubereitung enthielt 0,05% des im Beispiel
4 verwendeten PhosphitVCarboxylat-Additivs, 0,55% Titandioxyd und 0,48% Ultramarinblau. Die
Schmelzviskosität der Tabletten betrug bei 315°C 2830 Poise.
In diesem Beispiel wurden drei grüne Polykarbonatproben hergestellt. Das Polykarbonat war aus 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan
gebildet worden. Die Zubereitungen enthielten 0,81% Titandioxyd» 0,09%
Phthalocyanin und ein Phosphit'/Carboxylat-Additiv, das aus 1 Teil Triphenylphosphit, 1 Teil Diphenyldecylphosphit,
2 Teilen Phenyldidecylphosphit und
ίο 8 Teilen S^-Epoxycyclohexylmethyl-S^cyclohexancarboxylat
bestand. Die Proben enthielten 0,05, 0,10 bzw. 0,15% des Phosphit'/Carboxylat-Additivs. Die
Schmelzviskosität der Tabletten betrug 4630 Poise bei 315°C für die Probe mit 0,05% Additiv, 4940 für die
Probe mit 0,1% Additiv und 4360 für die Probe mit 0,15% Additiv.
Claims (1)
1. Stabile pigmentierte Polycarbonat- Formmassen, bestehend aus (a) einem Polycarbonat der
Formel
Ο—Α—Ο—C
in der A ein aromatischer Rest ist, (b) 0,01 bis 5,0 Gewichtsprozent eines Metalloxydpigmenls,
(c) 0,01 bis 0,30 Gewichtsprozent wenigstens eines organischen Phosphits der Formel
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US47701865A | 1965-08-03 | 1965-08-03 | |
US47701865 | 1965-08-03 | ||
DEG0047541 | 1966-07-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1694285A1 DE1694285A1 (de) | 1970-12-03 |
DE1694285B2 DE1694285B2 (de) | 1972-06-15 |
DE1694285C true DE1694285C (de) | 1973-01-18 |
Family
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