DE1900756C3 - Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat und einem ABS-Pfropfpolymerisat - Google Patents
Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat und einem ABS-PfropfpolymerisatInfo
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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
Dihydroxyverl indungen durch Zumischen von Polymerisationsprodukten,
insbesondere von Pfropfpolymerisaten, die aus Polybutadien und einer Mischung •us Acrylnitril und einem aromatischen VinylkohlenwasserstofT
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 t>is 45 Gewichtsprozent Styrol genannt, die in Mengen
»on 10 bis 70 Gewichtsteilen mit 90 bis 30 Gewichtsteiten 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 Rir viele Verwendungszwecke der Gemische,
z. B. als Spritzgußmassen, keineswegs erwünscht ist.
Gegenstand der Erfindung sind nun thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonaten
iweiwertiger Phenole mit einem Gehalt an Pfropfpolymerisaten,
die aus Polybutadien und einer Mischung aus Acrylnitril und ein^m 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 Gewichtsprotent
und an aromatischem VinylkohlenwasserstofT5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, daß die Pfropfpolymerisate
in einer Menge von 0,5 bis 9,5 Gewichtsteilen zu 19,5 bis 90.5 Gewichtsteilen Polycarbonat in den Formmas-
»en 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 Marlensgrad, namentlich, wenn sie getempert wurden. Der wichtigste Vorteil besteht
aber in einer erheblich verbesserten Kerbschlagzähigkeit 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 •/5 ab. Der bei dünnen Wandstärken auftretende Jihe
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 •/5 ab. Der bei dünnen Wandstärken auftretende Jihe
ίο 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:
π Tabelle i
Kritische Dicke in Abhängigkeit vom Pigmentgehalt
Titandioxid-Gehalt
(Gew.-%)
Kritische Dicke in mm
5,2
3,7
2,7
Außerdem setzt die längere Einwirkung höherer Temperaturen auf pigrointierte Polycarbonate die kritische
Dicke noch weiter herab.
Genauere 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 plötzliche,
steile Abfall der Kerbschlagzähigkeit beim Überschreiten einer bestimmten Dicke nicht auf, die Kerbschlagzahigkeitswerte
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 Kerbschlagzähigkcit 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-(hydroxyphenyl)-alkanen, halogenieren Bis-(hydroxyphenyl)-alkanen, wie
4,4'-Dihydroxy-3,5,3',5'-tetrachlordiphenylpropan oder
4,4'-Dihydroxy-3,5,3',5'-tetrabrom diphenyl-propan,
Bis-diydroxyphenyD-cycloalkanen, -sulfonen, -sulfoxiden, ethern und -sulfiden, gegebenenfalls im Gemisch mit Glvkolen, 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 200 000 besitzen.
Bis-diydroxyphenyD-cycloalkanen, -sulfonen, -sulfoxiden, ethern und -sulfiden, gegebenenfalls im Gemisch mit Glvkolen, 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 200 000 besitzen.
Unter aromatischen VinylkohlenwasserstolTen (B-c),
qie zur Herstellung der Pfropfpolymerisate verwendet werden, sind Styrol und dessen Homologe, z. B. Methylstyrol,
zu verstehen.
Die Herstellung der Pfraprpolymerisate kann in bekannter
Weise, wie z. B. in der Auslegeschril't 11 70 141
beschrieben, erfolgen.
Außer Pigmenten können die Gemische gegebenenfalls auch Farbstoff«, Stabilisatoren, Gleit- und Entformungsmittel
und Füllstoffe, z. B. Glasfasern, enthalten, in
Über einen Extruder werden hei 270 C in die
Schmelze von 95 Gewichtsteilen Polycarbonat, aus Bis- ι %
phenol 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 r> nach ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probendicke
gemessen, so tritt kein Steilabtall auf. Noch bei
7,5 mm Dicke beträgt die Kerbschlagzähigkeit 98 cm kp/cnr (nach ϊ ζ od). Auch die Kerbschlagzühigkeit bei
tiefen Temperaturen ist gut
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 enthaltenden eingefärbten Polycarbonat
die Kerbschlagzähigkeit nach I ζ ο d, ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probendicke gemessen,
so erkennt man, daß die Kerbschlagzähigkeit beim eingefarbten
Polycarbonat ohne Pfropfpolymerisat bei etwa 4,5 mm Dicke von etwa 80 cm kp/cm2 auf etwa
20 cm kp/cnr 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,
lOOV.ig
lOOV.ig
Gemisch aus
95 GT Polycarbonat
4 GT Pfropfpolynierisat
IGTTiO2 Weißpigment
95 GT Polycarbonat
4 GT Pfropfpolynierisat
IGTTiO2 Weißpigment
Gemisch aus
95 GT Polycarbonat 4GT Pfropfpolymerisat
IGTTiO2 Weißpigment
95 GT Polycarbonat 4GT Pfropfpolymerisat
IGTTiO2 Weißpigment
400 Stunden bei
130 ( getempert
130 ( getempert
nicht gebrochen nicht gebrochen nicht gebrochen
56 58
99 149
131 150
585 763
6,5 6,7 *) Die Messung der Kerbschldgzähigkeit nach DIN 53453 erfolgt am Kleinstab 50X6X4mm.
| Schlagzähigkeit (a„), cm kp/cm2 |
DIN 53453 | nicl |
| Kerbschlagzähigkeit (ak)*), | DIN 53453 | 59 |
| cm kp/cm2 | ||
| Martensgrad, (' | DIN 53458 | 108 |
| Wärme-Formbeständigkeit | ASTM D 648 | 135 |
| (ISO/R75), (,0,25mm | ||
| Zugspannung Streckgrenze | DIN 53455 | 618 |
| (ίΐΛ·), kp/cm2 | ||
| Dehnung Streckgrenze (εχ), % | DIN 53455 | 6.8 |
| Prüfvorschrift | Gemisch aus | Gemisch aus |
| 99 GT Polycarbonat | 95 GT Polycarbonat | |
| 1 GT rotes Cad~iium- | 4 GT Pfropfpolymerisat | |
| sulfidselenid- | I GT rotes Cadmium- | |
| Pigment | sulfidselenid- | |
| Pigment | ||
| DIN 53453 | nicht gebrochen | nicht gebrochen |
| DIN 53453 | 25 | 50 |
| DIN 53455 | 590 | 600 |
| DIN 53455 | 780 | 770 |
Schlagzähigkeit (a„), cm kp/cm2
Kerbschlagzähigkeit (fl*)*), cm kp/cm2
Zugspannung Streckgrenze (ns), kp/cm2
Bruchfestigkeit (rra), kp/cm
Kerbschlagzähigkeit (fl*)*), cm kp/cm2
Zugspannung Streckgrenze (ns), kp/cm2
Bruchfestigkeit (rra), kp/cm
I (ΊΐΜ.-1/iiHi:
Bruchdehnung (r„). "A
Miirlcnsgrad. ( Wiirme-I ormhcstündigkeit, ( ,
0.25 mm VViJrnie-lormbcsliindigkcit. (
0..1.1 mm
l'riil'viirschril'l
I)IN 53 455 I)IN 5.1458 ASTM I) MS
| (iemisch | I l'ni | aus | (iemisih ;ius | i lOIvLiiihmiiil |
| 1I1Xi | I ml· | \catlinnal | 1Ji (i | Γ ITrcipf'polymcrisiil |
| I (I | sull | .1^ Ciulniiuni- | 4(i | I roles (admiuni- |
| lidsck-nid- | I (ι | suH'id sctcnid- | ||
| l'iumenl | Ι'ίμηΐι'πΐ | |||
| 105 | 100 | |||
| KIK | KX) | |||
| 1.15 | I7> | |||
' ι Die Mc
ASTM I) M8 der Kcrhschliip/iihi^kcil nach Din 5145.1 ιτΓιιΙμί am Klcinsiab 511 ■ (» ' 4 mm
Hierzu I Blatt Zeichnuimcn
1.10
Claims (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, d a durchgekennzeichnet, daß der Gehalt der Pfropfpolymerisate (B) an Polybutadien (B-a) 5ü bis 90 Gewichtsprozent, an Acrylnitrileinheiten (B-b) 5 bis 40 Gewichtsprozent und an aromatischen Vinylkohlenwasserstoffeinheiten (B-c) 5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, daß die Pfropfpolymerisate (Bi in einer Menge von 0,5 bis 9,5 Gewichtsteilen zu 99,5 bis 90,5 Gewichtsteilen Polycarbonat in den Formmassen bzw. Formkörpern enthalten sind und daß die Formkörper gegebenenfalls getempert sin<I.
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