DE1694879A1 - Polymerisatmasse hoher Kerbschlagzaehigkeit - Google Patents

Description

ΙϊίΤΜΜϊΙΟΜίΕ itESSARGH iiAAIS'GHAPPIJ S.V. 30, Carel van Bylandtlaan, H a ag/ Niederlande

betreffend .

Polymerisatmasae hoher Kerbsohlagzähiglceit

Die Erfindung bezielit sich auf Polymerisatmassen, welche ein Polymerisat einer vinylaromatischen Verbindung, ζ »Β.« Polystyrol und/oder ein Polymerisat einer aroinatisohen Vinyliden-Verbindung und ein Elastomer _t wie beispielsweise Polybutadienkautsohuk enthalten. Es wird auch die Herstellung derartiger Massen angegeben. ,'...-

Die KerbsehlagsMhigfceit von Polystyrol Iäi3t sich durch Zusatz eines Elastomeres» wie entweder Naturkautschuk oder synthetischen Kautschuk des Styrol/Butadien-! Aerylnitril/Butadien- oder Polybutadien« $yps verbessern» Das Elastomere kann man üem Polystyrol durch Polymerisieren von das gelöste

000832/1010

BAö

Elastomer enthaltendem monomeren Styrol einverleiben. Die auf diese Weise erhaltene Masse wird hier als "schlagzähe Polymerisatmasse" bezeichnet.»

Es-wurden nun gefunden, daß man besonders brauchbare Polymerisatmassen von sehr hoher Kertrschlagzähigkeit gewinnt, indem man ein (physikalisches) G-emisdh von

a) einem Blockpolymerisat der nachfolgenden Zusammensetzung und
fe b) einer sehlagzähen Polymerisatmasse herstellt.

G-emäß der Erfindung wird eine Polymerisatmasse angegeben, die besteht aus einer Itisohung von 1 - 15 Sew.-$ eines Blockpolymerisats der : allgemeinen Formel

- "- =-;. (A- B)_n oder (A - B)_n - A , ..'... \ worin A und B Polymer-Blöcke und η eine ganze Zahl bedeuten und der Block A eine polymerisierte vinylaromatisch© Komponente und Block B ein ; polymerisiertes konjugiertes Dien ist, mit 99 .-^ einer sehlagzähen Polymerisatmasse, die

durch Polymerisation einer vinylaromatischen Verbindung und/oder einer aromatischen Vinyl id env-erbindung im JJemisch mit einem Elastomeren gebildet wurde.

009832/1870

Es wird auch die Herstellung einer Polymerisat mas se angegeben, indem man 1-15 öew,-# eines Blockpolymerisats der angegebenen Zusammensetzung mit 99 - 85 Sew,-^ einer sehlagzähen Polymerisatmasse, die durch Polymerisieren 'einer vinylaromatischen Verbindung in Mischung mit einem Elastomeren hergestellt wurde, mischt.

Im allgemeinen ist dieses Blockpolymerisat so 'aufgebaut, daß Block A (oder jeder Block A) ein durchschriitisches Molekulargewicht von 5000' bis 40.000 und Block B (oder jeder Block B) ein durchschnittliches I.iOlelculareev.'icht von etwa 30*000 -bis 200.000 hat und vorzugsweise der oder die Blöcke E 60-96 Crew.-4, oder gar bis zu 98 Gev/.-^ des' .- ^: gesamten Blockpolymerisate ausmacht. -

Im allgemeinen, wird ein Blackpolymerisat der Susamaehsetcung A-B-A bevorzugt. Blockpolymerisate der allgemeinen Struktur (A-B)_n öder (A-B)_n-A stellt caai "beispielsweise-her-» indes man die Aufeinanderfolge und die Dauer der Konomer^^inspritzütig zu deir. Polymerisationssysteia, in dem das Blockpolymerisat hergestellt wird, verändert und indem man die Zahl der aufeinanderfolgenden ilonomereinspritzungen zu diesem Syster. variiert. Zum Beispiel kann man Blockpoijiaerisate unter Verwendung eines alkalimetall-

009832/1,870 .

BAD ORIGINAL

haltigen organischen Katalysators, der "leibende Polymere" "bilden kann,- herstellen, indem man - die Monomeren nacheinander in das System einspritzt« Beispielsweise stellt man unter Verwendung eines Lithiumalkyl-Katalysators den ersten Block A her, indem man Styrol einspritzt und anschließend, wenn im wesentlichen das gesamte Styrol zu einem lebenden Polystyrol-Block polymerisiert hat, Butadien einspritzt. Auf diese Weise entsteht ein Blockpolymerisat vom Typ ^ A-B, wenn die Polymerisation durch Zusatz von beispielsweise Methanol beendet wird, oder ein BlocS:- polymerisat vom Typ A-B-A, wenn weiteres Styrol vor der Terminierung zugesetzt wird. Man kann auch mehr als ein derartiges Blockpolymerisat verwenden.

Die schlagzähe Polymerisatmasse, mit der das genannte Blockpolymerisat unter Bildung der erfindungsgeiBässen Polymerisatmasse gemischt wird, kann man herstellen durch Polymerisieren in Suspension, Emulsion, Lösung oder in Substanz eines Ausgangsgemischs, das eine Lösung und/oder Suspension von mindestens einem Elastomer, vorzugsweise einem polymerisierten konjugierten Dien, beispielsweise Polybutadien, in findestens. einer monomeren vinylaromatischen Verbindung, z.B. Styrol enthält.

009832/1870

BAD OBlGlNAL

Erforderlichenfalls kann das Ausgangsgemisch auch eine kleinere Menge, "beispielweise "bis zu 3D - 40 Qew.-fo einer monomeren aromatisehen Vinylidenverbindung, wie z.B. OL-Methylstyrol und/oder eine kleine Menge, beispielsweise bis zu 15 Gew.-^ eines riiedrig.jiiolekularen Polymerisats oder Copolymerisate einej? vinylarOmatischen Verbindung als Hießverbesserer der endgültigen Polymerisatmasse enthalten. Auch andere Stoffe, beispielsweise ein Gleltmittelzusatz wie z.B. Butylstearat oder Paraffine1 (mineral white oil) können in dem Ausgangsgemisch enthalten sein.

Torzugsweise entsteht diese schlagzähe Poly— merisatmasse, indem man eine lösung eines Elastomeren in einer monomeren Phase, die eine vinylaroitiatisehe Verbindung und/oder eine aromatischeVinylidenverbindung enthält, in Substanz polymerisiertj als Elastomeres kann man ein Blockpolymerisat "Verwenden, aber vorzugsweise verwendet man ein Polybutadien-Elastomeres. Der Ausdruck "Polymerisation- in Substanz" (bulk polymerzation) bezieht sich auf die Polymerisation in Masse in Abwesenheit eiües Verdünnungsmittels (was bevorzugst wird) oder in Gegenwart einer kleineren Menge (d.h. weniger als 50 öew.-^ eines Verdünnungsmittels, wie beispielsweise Toluol,

0 0 9832/187Q

Die Polymerisation in Substanz kann ausgeführt werden durch Polymerisieren der Ausgangslösung bei 70 - 130 C und in Q-egenwart oder Abwesenheit eines Katalysators, wobei ein Zwischehpolymerisat bzw. Vorpolymerisat (intermediate polymerzation product, prepolymerizate) entsteht, bei dem etwa 13 - 25 5ew.-i oder etwas mehr des Ausgangsmonomeren bzw. der Ausgangsmonomeren umgesetzt wurden} aaaach wird die Polymerisation in Substanz oder in Suspension vorzugsweise in Substanz bei 100 - 200⁰C zu Ende geführt. Die Polymerisationsmasse sollte während der Bildung des Vorpolymerisats gut gerührt werden, jedoch kann man die Polymerisation ohne Rühren zu Ende führen, wenn man für entsprechende Wärmeableitung sorgt.

In einer bevorzugten Ausführungsform verwendet man f^:-r die erfindungsgemässe schlagzähe Polymerisatmasse als polymerisiertes konjugiertes Dien ein elastomeres Material, das aus einem konjugierten Dien hergestellt wurde und das dafür bekannt oder -geeignet ist, beim Vermischen mit,Polystyrol oder durch Einbau mittels Interpolymerisation die Schlagzähigkeit von Polystyrol zu verbessern. Vorzugsweise ist das pplymerisierte konjugierte Dien ''-ein Polybutadien oder ein Gremiseh davon, besonders der sogenannten "mittleren" und "hohen¹¹ .·..-■ ■■-cis-T,4-Polybutadiene

009832/1870

BAD 0RSG5NAL

~⁷ ~ -. 1894879

(medium and high cis-t^-polybutadienes)»

Als vinylarGmatische Verbindung zur Herstellung der schlagzähen Polymerisatmasse- kann man jede vinylaromatische Verbindung oder die zu einem festen thermoplastischen Polymerisat polymer!sierbare Mischung der vinylaromatischen Verbindung verwenden. Beispielsweise läßt sich die schlagzähe Polymerisatmasse aus ütyrol odar einem lcernsubstituierten Styrol, z.B. den ver* söiiie denen Air.ylstyrolen. Dialicylstyrolen und "

tyrolei* herstellen;, dabei kann man die vinylaromatische (n) Verbindung(en) zusammen mit einer kleineren I..enre einer aromatischen Vinylidenverbindung verwenden»

Vorzugsweise enthält die schlagzäj.e Po-ymerissfeuia&ise 10-25 Sev/.-ji eines iels in -JTorn; eines Ξ1ε>? tcrLsren oder einer elastoaerLaltigeri ICoraponente, d.h. den in -joluol unlöslichen iecxandteil der !«lasse, und ierner 75 - 90 'Je., .-el der nichtelastomeren (H^rs}-^c2ponente, ä.i*. den in 2oluol löFÜchen bestandteil; dabei beziehen sich die Jew.-3» auf die -gesagte scizla^zühe Polymerise tcasse.

009832/ 18 70

^BAD

Zur Herstellung der erfindungsgemässen Polymerisatmasse mischt man in bekannter oder zweckmässiger Weise vorzugsweise 8-12 Gew.-$, beispielsweise 10 Gew.-$ eines Blockpolymerxsats oder einer Vielzahl von Blockpolymerisaten mit 88 - 92 Grew.-^, beispielsweise 90 Gew.-$ einer schlagzähen Polymerisatmasse, die durch Polymerisieren einer vinylaromatischen Verbindung in Mischung mit einem Elastomeren hergestellt wurde.

Zweckmäßig erfolgt das Abmischen durch Vermischen der erforderlichen Bestandteile beispielsweise in einem Banbury-Iiischer mit' anschließendem Mischen in einer Mahlmaschine oder einem Extruder. Dabei wendet man eine entsprechend erhöhte Temperatur an, um die erforderliche innige Vermischung zu erzielen.

- Die Erfindung v/ird durch das nachfolgende Beispiel erläuterts _ ■ '_ _

Beispiel . ■

Die Polymerisatmassen wurden durch Vermischen in der Kugelmühle bei den in der Tabelle angegebenen Temperaturen und Zeiten hergestellt aus 1C"Gewichtsteilen eines Styrol/Butadien/Styrol-Blockpclyraerisats (das Kolekulargewicht jedes

009 832/1 87 ö~

BAD ORIGINAL

Styr.Ol-Blocks "betrug 2-1,000 und das des Sutadien-Blocks 88,000) und 90 Gewichtsteilen eines schlagzähen Polystyrols, das durch Substanz-. joLymerisation von 10 G-ew.-$ Iblybutadien enthaltendem Styrol erhalten wurde.

Die Tabelle zeigt, daß die erfindungsgemässen Massen eine hohe Izod-Kerbschlagzähigkeit aufweisen, verglichen mit der Schlagzähigkeit zweier handelsüblicher hochschlagzäher Polystyrole. Die Massen zeigten gute,Fließeigenschaften.

Tabelle

erfindungsgemässe Massen

Mahltemperatur ⁰C

Mahlzeit (min) Izod-Kerbschlagzähigkeit (g^#cm/mm)

(ft-lb/in) ■ Schmelzindex (200^üC)

(g/10 min)

⁵⁾

177

Handelsprodukte Styron Styron

160 177/160³^ 177 3 5/7⁵^ 4

3,7

1,8

177 4

2.393,6 2.556,8 2.665,6 2.339,2 1.686,4 4,4 4,7 4,9 4,3 3,1

3,4

1) Styron 480 ist ein Polystyrol mit extra hoher Schlagzähigkeit auf der Basis von Styrol/Butadien-Kautschuk

2) Styron 597 ist ein Polystyrol mit extra hoher Schlagzähigkeit auf der Basis von Polybutadien.

009832/1870

BAD ORIGINAL

3) 5 ilinuten /bei 177⁰C, dann 7 Ilinuten bei 1-'v.°"J gemahlen. =

4) nach 3.S. 2782 Pert 3 Method 306-1957

5) nach A3 TM D 1238.

Patentansprüche

00 9832/187 0

III -VII-.

BAD ORIGINAL

Claims (1)

1. Patentansprüche

   Polymer!satmasse hoher Kerbschlagzähigkeit auf der Basis eines achlagzähen Polymerisats, hergestellt durch Polymerisation einer vinylaromatischen und/oder vinylidensromatischen Verbindung mit einem !Elastomeren, g e k e η η ζ e i c hn. e t durch einen C-ehalt von 1 - 15 G-ew.-fa eines Blockpolymerisats der allgeaieinen Formel (A^-B)_n oder (A-B)_n-A, wobei A und B Polymerblöcke und η eine ganze Zahl bedeuten und der Block A eine polymerisierte vinylaroinatische Verbindung und der Block S ein piymerisiertes konjugiertes Dien ist*

   2« Polynierisatüiasse nach Anspruch 1, ■;. g e k ■ e η-η ζ e ic h'n e t ' durch ein Bloöfepolymerisät, bei -welchen; der Block A ein durclischnittli· ches Molekulargewicht von etwa 5*GOO - 40*000 und der Block 3 ein äarcnschnittliches iloi;ekulargewicht von -JC.ÖOO "bis '2-0ö,000 bei. n. = 1 aufweist«

   3. Polyixe-risatiBasse nach Anspruch 1 oder: 2,

   g e k" e β η ζ eich η et: durch 60 - 96 (Jew.·

   008832/1070

   eines Block B im Blockpolymerisat. . -

   4· Polymerisatmasse nach. Anspruch 1 - 3 ,

   gekennzeichne t durch ein Styrol/ Butadien/Styrol-Blockpolymerisat.

   5. Polymerisatmasse nach Anspruch 1-4» gekennze ichnet durch ein durch Polymerisation einer vinylaromatischen und/oder vinylidenaromatischen Verbindung mit einem konjugierten Dien als Elastomer erhaltenes schlagzähes Polymerisat.

   6. Polymerisatmasse nach Anspruch 1-4, g e k e η η ζ e i c h η e t durch ein durch Polymerisation einer vinylaromatischen Verbindung mit Polybutadien erhaltenes schlagzähes Polymerisat.

   7. Polymerisatmasse nach Anspruch 5 oder 6, g e k e η η ζ ei ohne t durch einen Gehalt an 10 - 25 (Jew.-^ toluolunlösucher Substanz.

   8. Polymerisatmasse nach Anspruch 1 - _#4 »

   g e k e η η ζ e i c h η e t durch ein schlagzähes Polystyrol.

   0098 32/187 0

   6AD