DE1900756B2 - Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat und einem ABS-Pf ropfpolymerisat - Google Patents

Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat und einem ABS-Pf ropfpolymerisat

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Description

ι-, Tabelle 1
Kritische Dicke in Abhängigkeit vom Pigmentgehalt
Titandioxid-Gehalt
(Gew.-%)
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 1170141). 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 Durchbiegetemperatur der Gemische mit zunehmendem Gehalt an Pfropfpolymerisat, was für viele Verwendungszwecke der Gemische, z. B. als Spritzgußmassen, keineswegs erwünscht ist.
Gegenstand der Erfindung sind nun 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, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Gehalt der Pfropfpolymerisate an Polybutadien 50 bis 90 Gewichtsprozent, an Acrylnitril 5 bis 40 Gewichtsprozent und an aromatischem Vinylkohlenwasserstoff 5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, daß die Pfropfpolymerisate in einer Menge von 0,5 bis 9,5 Gewichtsteilen zu 99,5 bis 90,5 Gewichtsteilen Pclycarbonat in den Formmassen bzw. Formkörpern enthalten sind und 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, Wärme-Formbeständigkeit und Martensgrad, namentlich, wenn sie getempert wurden. Der wichtigste Vorteil be-K ritische Dicke in mm
5,2
3,7
2,7
Außerdem setzt die längere Einwirkung höherer Temperaturen auf pigmentierte Polycarbonate die kritische Dicke noch weiter herab.
Genauer-.; Angaben über diese Verhaltensweise sind in dem Buch von Christopher & Fox, »Polycarbonates«, Reinhold Plastics Application Series, Seiten 50 bis 51 zu finden.
Bei den oben gekennzeichneten, erfindungsgemäßen Formmassen bzw. Formkörpern tritt nun dieser plötzliehe, 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 (A) zugemischten Pfropfpolymerisats (B) an Polybutadien (B-a) geringer als etwa 50 Gewichtsprozent, so bedarf 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 Pfropfpolymerisat treten aber die bereits erwähnten Verschlechterungen gewisser mechanischer Eigenschaften der Formkörper auf.
Hochmolekulare, thermoplastische Polycarbonate (A) zweiwertiger Phenole im Sinne der Erfindung sind die bekannten Polycarbonate, die aus zweiwertigen Phenolen, wie Resorcin, Hydrochinon, Dihydroxydiphenylen und insbesondere Bis-(hyclroxyphenyl)-alkanen, halogenierten Bis-(hydroxyphenyl)-alkanen, wie 4,4'-Dihydroxy-3,5,3',5'-tetrachlordiphenylpropan oder 4,4'-Dihydroxy-3,5,3',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 untergeordneter 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 200000 besitzen.
Unter aromatischen VinylkohlenwasserstotTen (B-c), 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 11 70 141 beschrieben, erfolgen.
Außer Pigmenten können die Gemische gegebenenfalls auch Farbstoffe, Stabilisatoren, Gleit- und Entformungsmittel und Füllstoffe, z. B. Glasfasern, enthaiten.
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 brillantweiß eingefärbtes Polycarbonat, dessen Eigenschaften aus der Tabelle 2 ersichtlich sind. Wird die Kerbschlagzähigkeit dieses Materials nach ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probf.ndicke gemessen, so tritt kein Steilabfall auf. Noch bei
Tabelle 2
7,5 mm Dicke beträgt die Kerbschlagzähigkeit 98 cm kp/cm2 (nach 1 ζ ο d). Auch die Kerbschlagzähigkeit bei tiefen Temperaturen ist gut.
Beispiel 2
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 1,30 1 Gewichtsteil rotes Cadmiumsulfidselenid-Pigment und 4 Gewichtsteile eines Pfropfpolymerisates, wie im Beispiel 1 bschrieben, eingearbeitet. Die Eigenschaften gehen aus der Tabelle 3 hervor.
Wird an dem eingefärbten Polycarbonat und an dem das Pfropfpolymerisat enthallenden eingefärbten Polycarbonat die Kerbschlagzähigkeit nach Izod, ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probendicke gemessen, so erkennt man, daß die Kerbschlagzähigkeit beim eingefärbten Polycarbonat ohne Pfropfpolymerisat bei etwa 4,5 mm Dicke von etwa 80 cm kp/cm2 auf etwa 20 cm kp/cm2 steil abfällt (Kurve 1 der Zeichnung). Dagegen vermindert sich bei der eingefärbten Mischung aus dem Polycarbonat und dem Pfropfpolymerisat die Kerbschlagzähigkeit von etwa 100 cm kp/cm2 bei etwa 3 mm Probendicke ganz allmählich auf etwa 50 cm kp/cm2 bei etwa 8 mm Probendicke (Kurve 2 der Zeichnung).
Prüfvorschrift Polycarbonat, Gemisch aus Gemisch aus
100%ig 95 GT Polycarbonat 95GTPolycarbonal
4GTPfropf- 4GTPrropf-
polymerisat polymerisat
IGTTiO2 Weiß IGTTiO2 Weiß
pigment pigment
400 Stunden bei
130 (. getempert
Schlagzähigkeit (a„),
cm kp/cm2 		DIN 53453 nicht gebrochen nicht gebrochen nicht gebrochen
Kerbschlagzähigkeit (ak)*), DIN 53453 59 56 58
cm kp/cm2
Martensgrad, C DIN 53458 108 99 149
Wärme-Formbeständigkeit ASTM D 648 135 131 150
(ISO/R 75), C, 0,25 mm
Zugspannung Streckgrenze DIN 53455 618 585 763
(rrs), kp/cm2
Dehnung Streckgrenze (cs), % DIN 53455 6,8 6,5 6,7
*) Die Messung der Kerbschlagzähigkeit nach DIN 53453 erfolgt am Kleinstab 5Ox 6x4 mm. Tabelle 3
Prüfvorschrift Gemisch aus Gemisch aus
99 GT Polycarbonat 95 GT Polycarbonat
1 GTrotes Cadmium- 4 GT Pfropt'polymerisat
sulfidselenid- 1 GT rotes Cadmium
Pigment sulfidselenid-
Pigment
DIN 53453 nicht gebrochen nicht geb-ochen
DIN 53453 25 50
DIN 53455 590 600
DIN 53455 780 770
Schlagzähigkeit (a„), cm kp/cm2
Kerbschlagzähigkeit (ak)*), cm kp/cm2
Zugspannung Streckgrenze (ns), kp/cm2
Bruchfestigkeit (fTfl), kp/cm2
■oitsct/iiim
l'rülviirschriri (ionisch aus 105 (ionisch aus 100
WGTI'olyearbonat 108 »tfOTIOIycarbonal 100
I GT rotes Cadmium- 135 4 CiT ITropfpolymcrisat 125
sulfidscloml- 1 (ii rotes Cailmium-
l'igment 139 sull'idselenid- 130
l'igmenl
Bruchdehnung (rs), % DIN 53455 Cleinstab 50x6X4 mm.
Martensgrad, <' DIN 53458 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Wärme-Formbeständigkeit, C, ASTM D 648
0,25 mm
Wärme-Formbeständigkeit, C, ASTM D 648
0,33 mm
*) Die Messung der Kcrbschlagzähigkeil nach Din 53453 erfolgt am l·

Claims (1)

  1. Patentanspruch:
    Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus (A) Polycarbonaten zweiwertiger Phenole und (B) Pfropfpolymerisaten, die aus (B-a) Polybutadien und einer Mischung aus (B-b) Acrylnitril und (B-c) einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff hergestellt sind, und gegebenenfalls (c) Pigmenten, dadurch gekennzeichnet, daß der Gehalt der Pfropfpolymerisate (B) an Polybutadien (B-a) 50 bis 90 Gewichtsprozent, an Acrylnitrileinheiten (B-b) 5 bis 40 Gewichtsprozent und an aromatischen VinylkohlenwasserstoiTeinheiten (B-c) 5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, daß die Pfropfpolymerisate (B) in einer Menge von 0,5 bis 9,5 Gewichtsteilen zu 99,5 bis 90,5 Gewichtsteilen Polycarbonat in den Formmassen bzw. Formkörperr. enthalten sind und daß die Formkörper gegebenenfalls getempert sind.
    steht aber in einer erheblich verbesserten Kerbschlagzühigkeit im Vergleich zu reinem Polycarbonat, und zwar in folgender Weise:
    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 auf etwa
    Vs ab. Der bei dünnen Wandstärken auftretende zähe
    in 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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