DE1800277B2

DE1800277B2 - Formteile aus polycarbonaten mit veredelten oberflaechen und verfahren zu deren herstellung

Info

Publication number: DE1800277B2
Application number: DE19681800277
Authority: DE
Inventors: Günter Dr. 4150 Krefeld Peilstöcker
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1968-10-01
Filing date: 1968-10-01
Publication date: 1976-03-11
Also published as: FR2019623A6; JPS49997B1; NL6914661A; GB1229074A; AT295151B; DE1800277A1; BE739687A; ES372038A2; NL157927B; BR6912770D0

Description

träglich nach bekannten Verfahren noch warmverformt werden, z. B. nach dem Preßdruck-, dem Tiefzich- und dem Streckziehverfahren.

Die Eigenschaften der nach dem vorliegenden Verfahren erhältlichen Formteile und ihre Verwendung sind im wesentlichen die gleichen wie diejenigen der Formteile der Hauptpatentanmeldung.

Aus der Patentschrift 51 983 der DDR war es bekannt, die Oberflächen von Thermoplasten mit chlorierten Aikanen zu behandeln, um diese zu vergüten und/oder Hilfsstoffe, beispielsweise Lichtschutzmittel in der Oberflächenschicht der Thermoplasten anzureichern. Wie aus nachfolgendem Vergleich ersichtlich, führt die alleinige "Verwendung von chlorierten Aikanen, wie beispielsweise 1,2-Dichloräthan oder 1,2-Dichlorpropan oder 1,1,2-Trifluor-l,2,2-trichloräthan oder 1,1,2,2-Tetrachlordifluoräthan im Falle der Oberflächenbehandlung von thermoplastischen Polycarbonaten nicht zum"Ziel, vielmehr ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Gemische erforderlich.

Der Gegenstand der vorliegenden Erfindung war somit im Hinblick auf DDR-Patent 519S3 "nicht naheliegend.

Beispiel 1

Die Oberflächen der getrockneten Polycarbonatplatten sind glänzend. An den Prüfkörpern, die mit 1,2-Dichloräthan oder 1,2-Dichlorpropan behandelt wurden, ist eine starke Spannungsrißbildung erkennbar. An Prüfkörpern gemäß Beispiel 1 vorgenommene Prüfungen zeigen, daß in allen Fallen nach SOOOstündiger Belichtung mit einer Quecksilberdampf-Hochdrucklampe vom Typ HQL 250 Watt im Abstand von 12 cm bei 70°/o relativer Luftfeuchtigkeit eine starke Vergilbung und ein Verlust des Oberflächenglanzes eingetreten sind. Die Schlagfestigkeit aller Prüfkörper hat während der Belichtung stark abgenommen.

Reispiel 2

Aus einer 3 mm dicken extrudierten Platte aus Bisphenol-A-Polycarbonat mit der relativen Viskosität 1,330 wird im Vakuumtiefziehverfahren eine Straßenleuchtenabdeckung in den Abmessungen 45 X 60 X 15 cm hergestellt. Die auf Raumtemperatur abgekühlte Leuchtenabdeckung wird 15 Sekunden lang in eine 3,5 Gewichtsprozent 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert.-butylphenyl)-benztriazol enthaltende Lösung in einem Gemisch aus

Eine extrudierte Platte aus Bisphenol-A-Polycarbonat mit der relativen Viskosität 1,320, gemessen an einer Lösung von 0,5 g Substanz in 100 ml Methylenchlorid bei 25° C, in den Abmessungen 300 X 300 X 4 mm wird 10 Sekunden lang in eine 5 Gewichtsprozent 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert.-butylphenyl)-benztriazol enthaltende Lösung in einem Gemisch aus

40 Gewichtsteilen Tetrachlordifiuoräthan und 60 Gewichtsteilen 1,2-Dichloräthan

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getaucht. Nach dem Abtropfen der überschüssigen Lösung wird die Platte an der Luft bei Raumtemperatur getrocknet, bis die Hauptmenge der Lösungsmittel verdampft ist. Anschließend erfolgt die Entfernung der restlichen Lösungsmittel in einem beheizten Trockentunnel, in dem während 40 Minuten Durchlauf zeit die Temperatur allmählich auf 13O⁰C gesteigert wird. Die Formteile sind dann dieser Temperatur noch 25 Minuten lang ausgesetzt. Die Oberfläche der Platte ist hochglänzend und klar durchsichtig.

Aus dieser Platte werden Prüfkörper zur Durchführung von Alterungsprüfungen und Prüfungen der mechanischen Festigkeit entnommen.

Die Prüfungsergebnisse zeigen, daß nach zweijähriger Tropenbewitterung, 8000stündiger Belichtung mit einer Quecksilberdampfhochdrucklampe vom Typ HQL 250 Watt im Abstand von 12 cm bei 70 °/o relativer Luftfeuchtigkeit weder eine Vergilbung noch ein Verlust des Oberflächenglanzes eingetreten ist. Die Werte der Schlagfestigkeit sind unverändert.

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Vergleichsversuch

Beispiel 1 wird wiederholt unter Verwendung von 1,2-Dichloräthan oder 1,2-Dichlorpropan oder 1,1,2,2-Tetrachlordifluoräthan oder 1,1,2-Trifluor-1,2,2-trichloräthan an Stelle des Gemisches aus 40 Gewichtsteilen 1,1,2,2-Tetrachlordifluoräthan und 60 Gewichtsteilen 1,2-Dichloräthan.

30 Gewichtsteilen Trichlortrifluoräthan und
70 Gewichtsteilen 1,2-Dichloräthan

getaucht.

Nach dem Entnehmen aus dem Tauchbad wird die überschüssige anhaftende Lösung abgeschleudert und die Leuchtenabdeckung eine Vs Stunde an der Luft getrocknet. Anschließend erfolgt die Entfernung der verbliebenen restlichen Lösungsmittelmengen in einem beheizten Trockentunnel, in dem während 40 Minuten die Temperatur allmählich auf 130° C gesteigert wird. Die Verweilzeit bei 130⁰C beträgt 25 Minuten.

Die Oberfläche der Straßenleuchtenabdeckung ist hochglänzend und klardurchsichtig. Sie wird anschließend auf eine, mit 2mal-250· Watt-Quecksilberdampfhochdrucklampen bestückte Straßenleuchte montiert. Nach dreijähriger Betriebsdauer zeigt die Leuchtenabdeckung weder eine Vergilbung noch einen Verlust des Oberflächenglanzes, der Lichtdurchlässigkeit und der Schlagzähigkeit.

Beispiel 3

Ein im Spritzgußverfahren hergestelltes Gehäuse aus mit 1,5 Gewichtsprozent Rutil weiß eingefärbtem Bisphenol-A-Polycarbonat mit der relativen Viskosität 1,300 in den Abmessungen 50 X 40 X 20 cm wird nach dem Abkühlen auf Raumtemperatur mit einer 4,5 Gewichtsprozent 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)-benztriazo! enthaltenden Lösung in einem Gemisch aus

35 Gewichtsteilen Tetrachlordifluoräthan und 65 Gewichtsteilen l,2,Dichloräthan

besprüht.

Die lückenlose Besprühung erfolgt mit 250 cm·¹ Lösung pro Quadratmeter Oberfläche. Der Verbrauch setzt sich zusammen aus dem Teil der Lösung, der auf der Oberfläche haftet, dem Abtropfverlust, dem Verlust durch Vorbeisprühen an den Kanten und

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dem durch das Verdampfen des Sprühnebels eintretenden Lösungsmittelverl'istes.

Nach dem Trocknen wird das Gehäuse 2 Jahre in Bombay (Indien) im Winkel von 45 Grad nach Süden der Witterung ausgesetzt.

Nach dieser Zeit tritt weder eine Vergilbung noch ein Verlust des Oberflächenglanzes auf. Ein nicht nachbehandeltes Gehäuse gleicher Art zeigt nach dieser Bewitterungszeit eine starke Vergilbung der Oberfläche und einen starken Glanzverlust.

Beispiel 4

Eine extrudierte Platte aus einem Mischpolycarbonat aus 4 Molprozent 4,4'-Oihydroxy-3,3',5,5'-tetrabromdiphenylpropan (Tetrabrombisphenol A) und 96 Molprozent Bisphenol A mit der relativen Viskosität 1,300, geraessen an einer Lösung von 0,5 g Substanz in 100 ml Methylenchlorid bei 25° C, in den Abmessungen 500 X 500 X 4 mm wird 20 Sekunden lang in eine 4 Gewichtsprozent 2,2'-Dihydroxy-4-methoxybenzophenon enthaltende Lösung in einem Gemisch aus

35 Gewichtsteilen Tetrachlordifluoräthan und

65 Gewichtsteilen 1,2-Dichloräthan

getaucht. Der Verbrauch an Lösung entspricht, bezogen auf 1 m² Oberfläche, 140 cm³. Die nachbehandelte Platte wird 30 Minuten bei 40° C und anschließend in einem Trockenkanal 30 Minuten bei 13O⁰C getrocknet. Die Oberfläche der Platte ist hochglänzend und klardurchsichtig.

Aus dieser Platte werden Prüfkörper zur Durchführung von Alterungsprüfungen und Prüfungen der mechanischen Festigkeit hergestellt. Die Prüfungsergebnisse zeigen, daß nach zweijähriger Tropenbewitterung in Bombay im Winkel von 45 Grad nach Süden und 5000stündiger Bewitterung im Weatherometer weder eine Vergilbung noch ein Verlust des Oberflächenglanzes eingetreten ist. Die Werte der Schlagfestigkeit sind unverändert. Eine nicht nachbehandelte Platte gleicher Art zeigt nach diesen Bewitterungsprüfungen eine starke Vergilbung der Oberfläche und einen sehr starken Glanzverlust.

Beispiel 5

Aus einer extrudierten Platte aus Bisphenol-A-Polycarbonat mit der relativen Viskosität 1,33 und einer Dicke von 3 mm wird eine kreisförmige Scheibe von 50 cm Durchmesser ausgeschnitten. Die Scheibe wird 15 Sekunden in eine 5 Gewichtsprozent 2-(2'-Hydroxy-3',5'-diamyl)-benztriazol enthaltende Lösung in einem Gemisch aus

30 Gewichtsteilen Trifluortrichloräthan und
70 Gewichtsteilen Dichloräthan

getaucht. Die nachbehandelte Scheibe wird 30 Minuten bei 4O⁰C und anschließend 30 Minuten bei 130° C getrocknet.

Nachdem die Scheibe durch Infrarot-Heizung auf 190° C erwärmt wurde, wird sie mittels Druckluft zu einer Kugelkalotte mit einem Radius r = 40 cm verformt.

Nach der Besäumung des Randes wird die Kugelkalotte als Abdeckung auf eine runde Straßenleuchte montiert, die mit einer 250-Watt-Quecksilberdampfhochdrucklampe mit Leuchtstoffbelag bestückt ist.

Nach dreijährigem Praxisbetrieb zeigt die Leuchtenabdeckung weder eine Vergilbung noch einen Verlust des Oberflächenglanzes und der Schlagfestigkeit.

Eine gleichartig hergestellte, aber nicht nachbehandelte, gleichartig auf eine Straßenleuchte gleicher Bestückung montierte Abdeckung zeigt nach gleicher Betriebszeit eine untragbare Vergilbung, einhergehend mit Spannungsrißkorrosion und sehr starkem Verlust der Schlagfestigkeit und des Oberflächenglanzes.

Claims

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Flammpunkt haben und daß deren Dämpfe gesund-

Patentanspruch: heitsschädlich sind.

Es wurde nun gefunden, daß man statt der bei

Verfahren zum Herstellen von Formteilen aus diesem Verfahren der Hauptpatentanmeldung verhochmolekularen thermoplastischen Polycarbo- 5 wendeten Lösungsmittelgemische mit in bezug auf naten zweiwertiger Phenole mit einem Gehalt an die Oberfiächenveredelungswirkung der Formteile UV-Absorbern in den Oberflächenschichten ebenso gutem Erfolg etwa 2,5 bis etwa 10 Gewichtsdurch 5 bis 60 Sekunden langes Eintauchen der prozent UV-Absorber enthaltende Lösungen verwengegebenenfalls schon UV-Absorber enthaltenden den kann, die aus einem Gemisch aus etwa 80 bis Formteile bei Raumtemperatur in eine 2,5 bis io etwa 20 Gewichtsprozent 1,2-Dichloräthan oder 10 Gewichtsprozent UV-Absorber enthaltende 1,2-Dichlorpropan und etwa 20 bis etwa 80 Ge-Lösung in einem ein niedriges 1,2-Dichloralkan wichtsprozent l,l,2-Trifluor-l,2,2-trichloräthan oder enthaltendes Lösungsmittelgemisch und Ab- 1,1,2,2-Tetrachlordifluoräthan bestehen,
tropfenlassen der überschüssigen Lösung oder Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher durch Auftragen von 150 bis 300 cm³ einer 15 ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von solchen Lösung pro m^a Oberfläche der Formteile Formteilen aus hochmolekularen thermoplastischen und Verdampfen des Lösungsmittels nach Patent- Polycarbonaten zweiwertiger Phenole mit einem Geanmeldung P 1694137.0, dadurch gekenn- halt an UV-Absorbern in den Oberflächenschichten zeichnet, daß das Lösungsmittelgemisch aus durch 5 bis 60 Sekunden langes Eintauchen der ge-80 bis 20 Gewichtsprozent 1,2-Dichloräthan oder ao gebenenfalls schon UV-Absorber enthaltenden Form-1,2-Dichlorpropan und etwa !10 bis etwa 80 Ge- teile bei Raumtemperatur in eine 2,5 bis 10 Gewichtswichtsprozent l,l,2-Trifluor-l,2,2-trichloräthan prozent UV-Absorber enthaltende Lösung in einem oder 1,1,2,2-Tetrachlordifluorithan besteht. ein niedriges 1,2-Dichloralkan enthaltendes Lösungsmittelgemisch und Abtropfenlassen der überschüssi-35 gen Lösung oder durch Auftragen von 150 bis

300 cm³ einer solchen Lösung pro m² Oberfläche der

Formteile und Verdampfen des Lösungsmittels, dadurch gekennzeichnet, daß das Lösungsmittelgemisch aus 80 bis 20 Gewichtsprozent 1,2-Dichloräthan oder

Gegenstand der Patentanmeldung P 16 94137.0 30 1,2-Dichlorpropan und etwa 20 bis etwa 80 Gelind Formteile aus hochmolekularen thermoplasti- wichtsprozent l,l,2-Trifluor-l,2,2-trichlorä<.han oder •chen Polycarbonaten, die dadurch gekennzeichnet 1,1,2,2-Tetrachlordifluoräthan besteht,
find, daß die gegebenenfalls bereits UV-Absorber Während der Flammpunkt eines Gemisches von enthaltenden Formteile bis zu einer Tiefe von etwa Benzol und 1,2-Dichlorpropan im Verhältnis 50:50 S bis etwa 30 μπι, vorzugsweise von etwa 10 bis etwa 35 bis 80 :20 unter 5° C liegt, sind Gemische aus Tri-25 μΐη, UV-Absorber in einer Menge von etwa 3 bis chlortrifluoräthan oder Tetrachlordifluoräthan und etwa 30 g, vorzugsweise etwa 6 bis etwa 20 g, pro m² 1,2-Dichloräthan im Verhältnis 50 : 50 bis 20 : 80 Oberfläche enthalten und daß die Oberflächen prak- nicht brennbar,
tisch vollständig geschlossen sind. Die maximale Arbeitsplatzkonzentration (MAK)

Gemäß Anspruch 2 besteht ein besonders vorteil- 40 dieser Lösungsmittel beträgt:
haftes Verfahren zur Herstellung solcher Formteile

darin, daß man die gegebenenfalls zuvor getemperten ■

und gegebenenfalls schon UV-Absorber enthaltenden Lösungsmittel MAK-Werte (cmVm'Luft)

Formteile bei Raumtemperatur etwa 5 bis etwa ~^pp ' ^orr

60 Sekunden lang in eine etwa 2,5 bis etwa 10 Ge- 45
wichtsprozent UV-Absorber enthaltende Lösung in
einem Gemisch von 1 Gewichtsteil 1,2-Dichlor-

propan und etwa 1 bis etwa 25 Gewichtsteilen Benzol ^«-,! ^

eintaucht und die überschüssige Lösung abtropfen Tetrachlor-difluorathan 1000
läßt oder etwa 150 bis etwa 300 cm³ einer solchen 50

Lösung pro m² Oberfläche der Formteile aufträgt Die Schwerentflammbarkeit und die erheblich ver- und die Lösungsmittel alsdann verdampft (vergleiche minderte Gesundheitsschädlichkeit der erfindungsauch die veröffentlichten Unterlagen zum belgischen gemäß zu verwendenden Lösungsmittel bzw. Lö-Patent 711936). sungsmittelgemische stellen wesentliche Vorteile Wesentlich für dieses Verfahren ist die Wahl 55 gegenüber den beim Verfahren der Hauptpatentgerade dieser Lösungsmittelkombination in Verbin- anmeldung verwendeten dar.

dung mit den gekennzeichneten Behandlungsbedin- Außerdem ist die Gefahr der Bildung von Span-

gungen, weil nur dadurch die gewünschte Eindring- nungsrissen noch geringer als bei dem Verfahren der

tiefe der Lösung und damit der UV-Absorber erzielt Hauptpatentanmeldung, so daß ein Vortempern der

wird, die einerseits groß genug ist, um zu gewähr- 60 zu behandelnden Formteile nur in Ausnahmefällen

leisten, daß der in der Oberflächenschicht des Form- erforderlich ist.

körpers zurückbleibende UV-Absorber mechanisch, Den UV-Absorberlösungen können gewünschten-

z. B. durch Abwischen, von den behandelten Ober- falls darin lösliche Farbstoffe, Antistatica, Bakteri-

flächen nicht mehr entfernt werden kann, anderer- zide, Bakteriostatica, Gleitmittel oder Antioxidantien

seits jedoch nicht groß genug ist, um Spannungs- 65 zugesetzt werden.

korrosionsrisse zu verursachen. Wie beim Verfahren der Hauptpatentanmeldung

Nachteilig bei diesem Verfahren ist jedoch, daß können auch die nach dem vorliegenden Verfahren

die genannten Lösungsmittelgemische einen niedrigen oberflächenveredelten Formteile gegebenenfalls nach-