DE1900756A1

DE1900756A1 - Thermoplastische Formmassen und Formkoerper aus Polycarbonat

Info

Publication number: DE1900756A1
Application number: DE19691900756
Authority: DE
Inventors: Dr Guenther Peilstoecker; Dr Hermann Schirmer; Dr Hugo Vernaleken
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-01-08
Filing date: 1969-01-08
Publication date: 1970-08-20
Also published as: BE744191A; DE1900756B2; JPS4812170B1; CA918333A; FR2027953B1; NL7000167A; FR2027953A1; US3663471A; DE1900756C3; GB1252241A; AT297329B; CH517806A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Formmassen aus Polycarbonaten zweiwertiger Phenole mit einem bestimmten Gehalt an bestimmten Polymerisationsprodukten.

Es ist bekannt, die Eigenschaften, insbesondere die Thermoplastizität, von Polycarbonaten aromatischer Dihydroxyverbindungen durch Zumischen von Polymerisationsprodukten, insbesondere von Pfropfpolymerisaten, die aus Polybutadien und einer Mischung aus Acrylnitril und einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff hergestellt sind, zu ändern (vergleiche z. B. Deutsche Auslegeschrift 1 170 141). Als geeignete Pfropfpolymerisate sind in dieser Auslegeschrift solche mit einem Gehalt von 30 bis 45 Gewichtsprozent Polybutadien, 15 bis 25 Gewichtsprozent Acrylnitril und 40 bis 45 Gewichtsprozent Styrol genannt, die in Mengen von 10 bis 70 Gewichtsteilen mit 90 bis 30 Gewichtsteilen Polycarbonat vermischt werden. Außer dem Schmelzindex ändern sich aber auch z. B. die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Duichbiegetemperatur der Gemische mit zunehmendem Gehalt an Pfropfpolymerisat, was für viele Verwendungszwecke der Gemische, z. B. al η Spritzgussmassen, keineswegs erwünscht ist.

Gegenstand der Erfindung sind nun thermoplastische Formmassen und Formkörper auB Polycarbonaten zweiwertiger Phenole mit einem Gehalt an Pfropfpolymerisaten, die aus Polybutadien und

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einer Mischung aus Acrylnitril und einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff hergestellt sind, und gegebesnfalls Pigmenten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Gehalt der Pfropfpolymerisate an Polybutadien etwa 50 bis etwa 90 Gewichtsprozent, an Acrylnitril etwa 5 bis etwa 4o Gewichtsprozent und an aromatischem Vinylkohlenwasserstoff etwa 5 bis etwa 45 Gewichtsprozent beträgt,· daß die Pfropfpolymerisate in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 9,5 Gewichtsteilen zu etwa 99»5 bis etwa 90,5 Gewichtsteilen Polycarbonat in den Formmassen bzw. Formkörpern enthalten sind und fc daß die Formkörper gegebenenfalls getempert sind.

Die so gekennzeichneten Formmassen und Formkörper haben eine kaum merklich veränderte Thermoplastizität, hingegen zum Teil deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften, wie Zugspannung, Heat Distortion Temperature und Hartensgrad, namentlich, wenn sie getempert wurden. Der wichtigste Vorteil besteht aber in einer erheblich verbesserten Kerbschlagzähigkeit im Vergleich zu reinem Polycarbonat, und zwar in folgender V/eise:

Formkörper aus bekannten Polycarbonaten haben zwar eine bemerkenswert hohe Kerbschlagzähigkeit, jedoch nur bis zu einer " begrenzten Wandstärke. Wird diese Wandstärke überschritten, so fallen die Kerbschlagzähigkeitswerte plötzlich sehr steil bis etwa auf 1/5 ab. Der bei dünnen Wandstärken auftretende zähe Bruch geht bei der kritischen Wandstärke oder Dicke schlagartig in einen Sprödbruch über. Diese kritische Dicke wird durch einen Gehalt an Pigmenten noch herabgesetzt, wie die folgende Tabelle 1 zeigt:

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Tabelle 1

Kritische Dicke in Abhängigkeit vom Pigmentgehalt

Titandioxid Kritische Dicke Gehalt (Gew.-5°) in mm

0 5,2

1 3,7

2 2,7

Außerdem setzt di-.ί längere Einwirkung höherer Temperaturen auf pigmentierte Polycarbonate die kritische Dicke noch weiter herab.

Genauere Angaben über diese Verhaltensweise sind in dem Buch von Christopher & Pox "Polycarbonates", Reinhold Plastics Application Series, Seiten 50 bis 51, zu finden.

Bei den oben gekennzeichneten, erfindungsgemäßen Formmassen bzw. Formkörpern tritt nun dieser plötzliche, steile Abfall der Kerbschlagzähigkeit beim Überschreiten einer bestimmten Dicke nicht auf, die Kerbschlagzähigkeitswerte fallen vielmehr mit zunehmender Dicke der Formkörper nur langsam und stetig ab (siehe die Zeichnung in Verbindung mit dem Beispiel 2).

Ist der Gehalt des dem Polycarbonat zugemischten Pfropfpolymerisats an Polybutadien geringer als etwa 50 Gewichtsprozent, so bednrf es größerer Mengen als etwa 9,5 Gewichtsprozent eines solchen Pfropfpolymerisats, damit die kritische Dicke verschwindet und die Kerbschlagzähigkeit in Abhängigkeit von der Dicke des Formkörpers stetig abnimmt. Bei einem höheren Gehalt der Gemische an Pfropfpo]ymeri.3at treten aber die bereits erwährten Verschlechterungen gewisser mechanischer Eigenschaften der Formkörper auf.

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Hochmolekulare, thermoplastische Polycarbonate zweiwertiger PhenoHe im Sinne der Erfindung sind die bekannten Polycarbonate, die aus zweiwertigen Phenolen, wie Resorcin, Hydrochinon, Dihydroxydiphenylen und insbesondere Bis-(Hydroxyphenyl)-alkanen, halogenierten Bis-(Hydroxyphenyl)-alkanen, wie 4,4'-Dihydroxy-3,5,3',5'-tetrachlordiphenylpropan oder 4,4'-Dihydroxy-3,5>3^f,5'-tetrabrom-diphenyl-propan, Bis-(Hydroxyphenyl)-cycloalkanen, -sulfonen, -sulfoxiden, -äthern und -sulfiden, gegebenenfalls im Gemisch mit Glykolen, mit Kohlensäurederivaten, wie Diestern und Dihalogeniden, gegebenenfalls unter Mitverwendung unterge- ■ . __v>; ordneter Mengen von Dicarbonsäuren oder deren esterbildenden Derivaten, hergestellt sind und die ein mittleres Molekulargewicht von mindestens etwa 10.000, vorzugsweise zwischen etwa 25.000 und etwa 200.000 besitzen.

Unter aromatischen Vinylkohlenwasserstoffen, die zur Herstellung der Pfropfpolymerisate verwendet werden, sind Styrol und dessen Homologe, z. B. Methylstyrol, zu verstehen

Die Herstellung der Pfropfpolymerisate kann in bekannter Weise, wie z. B. in der Auslegeschrift 1 170 141 beschrieben, erfolgen.

Außer Pigmenten können die Gemische gegebenenfalls auch Farbstoffe, Stabilisatoren, Gleit- und JSntformungsmittel und Füllstoffe, z. B. Glasfasern, enthalten.

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Beispiel 1:

Über einen Extruder werden bei 270° C in die Schmelze von 95 Gewichtsteilen Polycarbonat,aus Bisphenol A und Phosgen in üblicher Weise hergestellt, mit der relativen Viskosität 1,28, gemessen an einer 0,5 $igen lösung in Methylenchlorid bei 25° C, 1 Gewichtsteil Titandioxidpigment und 4 Gewichtsteile eines Pfropfpolymerisates aus einer Mischung aus 15 Gewichtsteilen Acrylnitril, 35 Gewichtsteilen Styrol und 50 Gewichtsteilen Polybutadienlatex eingearbeitet. Man erhält ein brillant weiß eingefärbtes Polycarbonat, dessen Eigenschaften aus der Tabelle 2 ersichtlich sind. Wird die Kerbschlagzähigkeit dieses Materials nach ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probendioke gemessen, so tritt kein Steilabfall auf. Noch 7,5 ram Dicke beträgt die Kerbschlagzähigkeit 98 cm kp/cm

(nach Izod), Auch die Kerbschlagzähigkeit bei tiefen Temperaturen ist gut.

2?

tlb§3* eiBfB, SxtmfNi? wsrdeii bei 27Q^Q Q in die Sehmelae von 95 S§w4-Q,hte,te,i4ep PQlyqarbQnat ι aus Bisphenol A und Phosgen in üblicher Weipe, hergestellt» mit der relativen Viskosität 1,30 1 ßewiehtsteil .Cadmopurrot BN und 4 Gewichtsteile eines Pfropfpolymerisaten» wie im Beispiel 1 beschrieben, eingearbeitet. Di© Eigenschaften gehen aus der Tabelle 3 hervor.

Wird an dem eingefärbten Polycarbonat und an dem das Pfropfpolymerisat enthaltenden eingefärbten Polycarbonat die Kerbschlagzähigkeit nach Izod ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probendioke gemessen, so erkennt man, daß die Kerbschlagzähigkeit beim eingefärbten Polycarbonat ohne Pfropfpolymerisat bei etwa 4,5 mm Dicke von etwa 80 cm kp/cm auf etwa 20 ei kp/cm stell abfällt (Kurve 1 der Zeichnung). Dagegen vermindert sich bei der eingefärbten Mischung aus dem PoIy-

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carbonat und dem Pfropfpolymerisat die Kerbschlagzähiglceit νου etwa 100 cm kp/cm "bei etwa 3 mm Probendioke ganz all-

mählich auf etwa 50 cm kp/cm bei etwa 8 mm Proben dicke

(Kurve 2 der Zeichnung).

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Tabelle 2 Prüfvorschrift Polycar-

bonat 100 # Gemisch aus
G-T Polycarbonat
GT Pfropfpolymerisat GT TiO₂ Weißpigment

dto.

4OO.Stunäen bei 130⁰C
getempert

ι Schlagzähigkeit cm Kerbschlagzähigkeit *) cm kp/cm Martensgrad ° C

heat distort, temp.

⁰ C 0,25 mm °Zugspannung Streckte grenze kp/cm

Dehnung Streckgrenze ?

DIN 53 453 nicht gebrochen nicht gebrochen

CX)
OJ

DIN 53.453 59

DIN 53 458 108

ASTM D 648 135

DIN 53 455 618

DIN 53 455 6,8

56 99

131

585 6,5

nicht gebrochen

58 149

150

763 6,7

*) Die Messung der Kerbschlagzähigkeit nach DIN 53453 erfolgt am Kleinstaat 50x6x4 mm

Tabelle 3

Prüfvorschrift

Gemisch aus
GT Polycarbonat
GT Cadmopurrot BN

Gemisch aus

95 GT Polycarbonat 4 GT Pfropfpolymerisat 1 GT Cadmopurrot BN

	0 0 9 834/	p Schlagzähigkeit cm kp/cm	DIN 53 453	nicht gebrochen	nicht gebrochen
I	' 1900	Kerbschlagzähigkeit *) cm kp/cm	DIN 53 453	25	50
OD	Zugspannung Streck grenze kp/cm	DIN 53 455	590	600
I	ρ Bruchfestigkeit -g kp/cra	DIN 53 455	780	770
Bruchdehnung -g $ Martensgrad C heat distort, temp. ⁰ C 0,25 mm	DIN 53 455 DIN 53 458 ASTM D 648	105 108 135	100 100 125
heat distort, temp. ⁰ C 0,33 mm	ASTM D 648	139	130

*) Die Messung der Kerbschlagzähigkeit nach DIN 53453 erfolgt am Kleinstab 50x6x4 mm

Claims

Patentanspruch:

Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonaten zweiwertiger Phenole mit einem Gehalt an Pfropfpolymerisaten, die aus Polybutadien und einer Mischung aus Acrylnitril und einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff hergestellt sind, und gegebenenfalls Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Pfropfpolymerisate an Polybutadien etwa 50 bis etwa 90 Gewichtsprozent, an Acrylnitril etwa 5 bis etwa 40 Gewichtsprozent und an aromatischem Vinylkohlenwasserstoff etwa 5 bis etwa 45 Gewichtsprozent beträgt, daß die Pfropfpolymerisate in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 9,5 Gewichtsteilen zu 99,5 bis 90,5 Gewichtsteilen Polycarbonat in den Formmassen bzw. Formkörpern enthalten sind und daß die Formkörper gegebenenfalls getempert sind.

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