DE19601642A1 - Verwendung von thermoplastischen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung - Google Patents
Verwendung von thermoplastischen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern mit SprenkeleffektfärbungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft die Verwendung von thermoplastischen Form
massen, enthaltend
- A) 20 bis 99 Gew.-% eines von B) verschiedenen thermoplastischen Polymeren,
- B) 0,01 bis 30 Gew.-% eines Polyarylenethers, welcher 0,001 bis 20 Gew.-%, bezogen auf 100% B), eines Farbmittels enthält,
- C) 0 bis 70 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfs mittel,
wobei die Gewichtsprozente der Komponenten A) bis C) zusammen
100% ergeben,
zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung.
zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Formkörper mit Sprenkelef
fektfärbung erhältlich durch die erfindungsgemäße Verwendung.
Blends (Mischungen) aus Polyarylenethern mit anderen Thermopla
sten sind bekannt, z. B. aus DE-A 44 03 667, DE-A 43 21 002,
WO-A 91/00876 und WO-A 95/1580.
Für einige Anwendungen werden zur Erzielung eines attraktiven und
modischen Aussehens in Thermoplaste sogenannte Sprenkeleffektpig
mente (im englischen auch "granit"- oder "(marble)stone"-effect
genannt) eingesetzt. Darunter versteht man im allgemeinen, daß
der Thermoplast als kontinuierliche Matrix isolierte andersfar
bige Inseln (im Idealfall in Form von Punkten) enthält, d. h. der
Thermoplast weist keine einheitliche Färbung der gesamten Matrix
auf.
Der Sprenkeleffekt kann unter anderem dadurch erzielt werden, daß
gefärbte Duroplastpartikel bestimmter Teilchengröße (Epoxyharz)
in (schlagzähmodifiziertes) Polystyrol oder andere Thermoplaste
eingearbeitet werden, wie z. B. aus der JP-A 02/103 254 und
JP-A 51/123 247 bekannt.
Die Temperaturstabilität der gefärbten Duroplastpartikel ist aus
reichend, jedoch zeigen diese bei der Verarbeitung eine zu unter
schiedliche Fließgeschwindigkeit im Vergleich zum Thermoplast,
welcher die kontinuierliche Matrix bildet, so daß eine ungleich
mäßige Verteilung der Sprenkelpunkte erfolgt. Außerdem zeigen
derartige Formkörper je nach Fließrichtung der Polymerschmelze
nach dem Anguß Bindenähte.
Gefärbte Fasern aus Cellulose, Wolle, Glas, Polyester, Polyamid
ect. sind zur Einfärbung von Thermoplasten mit Sprenkeleffektfär
bung aus JP-A 61/211 003 und JP-A 51/123 248 bekannt. Die einge
färbten Fasern erzielen jedoch ein anderes Erscheinungsbild bei
der Einfärbung, da statt einer punktförmigen Einfärbung eher eine
marmorierte (faserförmige) Einfärbung erfolgt. Zudem sind ge
färbte Polyesterfasern nicht ausreichend temperaturstabil (Verar
beitung bei 240°C), so daß eine Einfärbung nur für Thermoplaste
mit noch geringeren Verarbeitungstemperaturen möglich ist.
Weiterhin sind im Handel beschichtete Aluminiumflocken oder Glas
kugeln erhältlich, welche bei der Verarbeitung ihre Beschichtung
teilweise verlieren (hohe Scherempfindlichkeit). Dies führt
einerseits zu einer unerwünschten Verfärbung der Thermoplast
matrix und andererseits zu Sprenkeln unterschiedlicher Färbung
(z. B. teils metallfarbiger Glitzereffekt, teils schwarze Punkte).
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, für die Sprenkelef
fektfärbung von Thermoplasten geeignete Effektpigmente zu finden,
welche ausreichend temperaturstabil sind und somit für eine Viel
zahl von Thermoplasten einsetzbar sind.
Zusätzlich sollen diese möglichst scherunempfindlich sein, so daß
die gewünschte Farbe der kontinuierlichen Thermoplastmatrix bei
der Verarbeitung erhalten bleibt. Die eingefärbten Formkörper
sollen eine möglichst homogene Verteilung der Sprenkel mit hohem
Kontrast zur Matrix aufweisen sowie möglichst keine Sichtbarkeit
der Bindenähte.
Demgemäß wurde die eingangs definierte Verwendung gefunden. Be
vorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Bei der erfindungsgemäßen Verwendung von gefärbten Polyarylen
ethern als Sprenkeleffektpigmente für Thermoplaste ist überra
schenderweise eine hohe Temperaturstabilität und hohe Scherun
empfindlichkeit gegeben, so daß Formkörper mit homogener Ver
teilung der Sprenkel mit gutem Kontrast hergestellt werden kön
nen.
Als Komponente A) enthalten die erfindungsgemäß verwendbaren
Formmassen 20 bis 99, vorzugsweise 40 bis 99 und insbesondere 60
bis 99 Gew.-% eines von B) verschiedenen thermoplastischen Poly
meren.
Grundsätzlich zeigt sich der vorteilhafte Effekt bei Thermopla
sten jeglicher Art, wobei vorzugsweise die Schmelzpunktdifferenz
Δ der als Komponente B) eingesetzten Polyarylenether zum Schmelz
punkt der Komponente A) mindestens 100°C, insbesondere mindestens
130°C, und ganz besonders mindestens 150°C betragen sollte. Eine
Aufzählung geeigneter Thermoplaste findet sich beispielsweise im
Kunststoff-Taschenbuch (Hrsg. Saechtling), Auflage 1989, wo auch
Bezugsquellen genannt sind. Verfahren zur Herstellung solcher
thermoplastischer Polymere sind dem Fachmann an sich bekannt.
Nachstehend seien einige bevorzugte Kunststoffarten etwas näher
erläutert.
Derartige Polymerisate sind dem Fachmann an sich bekannt und in
der Literatur beschrieben.
Ganz allgemein weisen diese Polymere mindestens 50 mol-% an
wiederkehrenden Einheiten -CH₂O- in der Polymerhauptkette auf.
Die Homopolymeren werden im allgemeinen durch Polymerisation von
Formaldehyd oder Trioxan hergestellt, vorzugsweise in der Gegen
wart von geeigneten Katalysatoren.
Im Rahmen der Erfindung werden Polyoxymethylencopolymere bevor
zugt, insbesondere solche, die neben den wiederkehrenden Ein
heiten -CH₂O- noch bis zu 50, vorzugsweise 0,1 bis 20 und insbe
sondere 0,3 bis 10 mol-% an wiederkehrenden Einheiten
enthalten, wobei R¹ bis R⁴ unabhängig voneinander ein Wasserstof
fatom, eine C₁- bis C₄-Alkylgruppe oder eine halogensubstituierte
Alkylgruppe mit 1 bis 4 C-Atomen und R⁵ eine -CH₂-, -CH₂O-, eine
C₁- bis C₄-Alkyl- oder C₁- bis C₄-Haloalkyl substituierte Methy
lengruppe oder eine -entsprechende Oxymethylengruppe darstellen
und n einen Wert im Bereich von 0 bis 3 hat. Vorteilhafterweise
können diese Gruppen durch Ringöffnung von cyclischen Ethern in
die Copolymere eingeführt werden. Bevorzugte cyclische Ether sind
solche der Formel
wobei R¹ bis R⁵ und n die oben genannte Bedeutung haben. Nur bei
spielsweise seien Ethylenoxid, 1,2-Propylenoxid, 1,2-Butylenoxid,
1,3-Butylenoxid, 1,3-Dioxan, 1,3-Dioxolan und 1,3-Dioxepan als
cyclische Ether genannt sowie lineare Oligo- oder Polyformale wie
Polydioxolan oder Polydioxepan als Comonomere genannt.
Ebenfalls geeignet sind Oxymethylenterpolymerisate, die bei
spielsweise durch Umsetzung von Trioxan, einem der vorstehend be
schriebenen cyclischen Ether mit einem dritten Monomeren, vor
zugsweise einer bifunktionellen Verbindung der Formel
wobei Z eine chemische Bindung, -O-, -ORO- (R= C₁- bis C₈-Alkylen
oder C₂- bis C₈-Cycloalkylen) ist, hergestellt werden.
Bevorzugte Monomere dieser Art sind Ethylendiglycid, Diglycidyle
ther und Diether aus Glycidylen und Formaldehyd, Dioxan oder
Trioxan im Molverhältnis 2 : 1 sowie Diether aus 2 mol Glycidyl
verbindung und 1 mol eines aliphatischen Diols mit 2 bis
8 C-Atomen wie beispielsweise die Diglycidylether von Ethylengly
kol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol,Cyclobutan-1,3-diol, 1,2-Pro
pandiol und Cyclohexan-1,4-diol, um nur einige Beispiele zu nen
nen.
Verfahren zur Herstellung der vor stehend beschriebenen Homo- und
Copolymerisate sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur be
schrieben, so daß sich hier nähere Angaben erübrigen.
Die bevorzugten Polyoxymethylencopolymere haben Schmelzpunkte von
mindestens 150°C und Molekulargewichte (Gewichtsmittelwert) Mw im
Bereich von 5000 bis 200000, vorzugsweise von 7000 bis 150000.
Endgruppenstabilisierte Polyoxymethylenpolymerisate, die an den
Kettenenden C-C-Bindungen aufweisen, werden besonders bevorzugt.
Geeignete Polycarbonate sind an sich bekannt. Sie sind z. B. ent
sprechend den Verfahren der DE-B-13 00 266 durch Grenzflächenpo
lykondensation oder gemäß dem Verfahren der DE-A-14 95 730 durch
Umsetzung von Biphenylcarbonat mit Bisphenolen erhältlich. Bevor
zugtes Bisphenol ist 2,2-Di(4-hydroxyphenyl)propan, im allge
meinen - wie auch im folgenden - als Bisphenol A bezeichnet.
Anstelle von Bisphenol A können auch andere aromatische
Dihydroxyverbindungen verwendet werden, insbesondere
2,2-Di(4-hydroxyphenyl)pentan, 2,6-Dihydroxynapthalin, 4,4′-Dihy
droxydiphenylsulfon, 4,4′-Dihydroxydiphenylether, 4,4′-Dihydroxy
diphenylsulfit, 4,4′-Dihydroxydiphenylmethan, 1,1-Di-(4-hydroxy
phenyl)ethan oder 4,4-Dihydroxydiphenyl sowie Mischungen der vor
genannten Dihydroxyverbindungen.
Besonders bevorzugte Polycarbonate sind solche auf der Basis von
Bisphenol A oder Bisphenol A zusammen mit bis zu 30 mol.-% der
vorstehend genannten aromatischen Dihydroxyverbindungen.
Die relative Viskosität dieser Polycarbonate liegt im allgemeinen
im Bereich von 1,1 bis 1,5, insbesondere 1,28 bis 1,4 (gemessen
bei 25°C in einer 0,5 gew.-%igen Lösung in Dichlormethan).
Geeignete Polyester sind ebenfalls an sich bekannt und in der
Literatur beschrieben. Sie enthalten einen aromatischen Ring in
der Hauptkette, der von einer aromatischen Dicarbonsäure her
rührt. Der aromatische Ring kann auch substituiert sein, z. B.
durch Halogen wie Chlor und Brom oder durch C₁-C₄-Alkylgruppen wie
Methyl-, Ethyl-, i- bzw. n-Propyl- und n-, i- bzw. tert.-Butyl
gruppen.
Die Polyester können durch Umsetzung von aromatischen Dicarbon
säuren, deren Estern oder anderer esterbildender Derivate dersel
ben mit aliphatischen Dihydroxyverbindungen in an sich bekannter
Weise hergestellt werden.
Als bevorzugte Dicarbonsäuren sind Naphthalindicarbonsäure,
Terephthalsäure und Isophthalsäure oder deren Mischungen zu nen
nen. Bis zu 10 mol.-% der aromatischen Dicarbonsäuren können
durch aliphatische oder cycloaliphatische Dicarbonsäuren wie
Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, Dodecandisäuren und
Cyclohexandicarbonsäuren ersetzt werden.
Von den aliphatischen Dihydroxyverbindungen werden Diole mit 2
bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere 1,2-Ethandiol, 1,4-Butan
diol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Hexandiol, 1,4-Cyclohexandiol und Neo
pentylglykol oder deren Mischungen bevorzugt.
Als besonders bevorzugte Polyester sind Polyalkylenterephthalate,
die sich von Alkandiolen mit 2 bis 6 C-Atomen ableiten, zu nen
nen. Von diesen werden insbesondere Polyethylenterephthalat,
Polyethylennaphthalat und Polybutylenterephthalat bevorzugt.
Die Viskositätszahl der Polyester liegt im allgemeinen im Bereich
von 60 bis 200 ml/g (gemessen in einer 0,5 gew.-%igen Lösung in
einem Phenol/o-Dichlorbenzolgemisch (Gew.-Verh. 1 : 1 bei 25°C)).
Hier sind ganz allgemein Polyethylen und Polypropylen sowie
Copolymerisate auf der Basis von Ethylen oder Propylen, ggf. auch
mit höheren α-Olefinen zu nennen. Entsprechende Produkte sind
unter den Handelsnamen Lupolen® bzw. Novolen® von der BASF
Aktiengesellschaft erhältlich.
Hierunter sind insbesondere Polymethylmethacrylat (PMMA) sowie
Copolymere auf der Basis von Methylmethacrylat mit bis zu
40 Gew.-% weiterer copolymerisierbarer Monomerer genannt, wie sie
beispielsweise unter den Bezeichnungen Lucryl® von der BASF
Aktiengesellschaft oder Plexiglas® von Röhm GmbH erhältlich sind.
Bevorzugt sind ganz allgemein Polyamide mit aliphatischem teil
kristallinen oder teilaromatischem sowie amorphem Aufbau jeg
licher Art und deren Blends. Entsprechende Produkte sind unter
dem Handelsnamen Ultramid® von der BASF AG erhältlich.
Es versteht sich, daß auch Mischungen der thermoplastischen Poly
meren eingesetzt werden können.
Das Molekulargewicht dieser an sich bekannten und im Handel
erhältlichen Polymeren liegt im allgemeinen im Bereich von 1.500
bis 2.000.000, vorzugsweise im Bereich von 70.000 bis 1.000.000.
Nur stellvertretend seien hier vinylaromatische Polymere aus Sty
rol, Chlorstyrol, α-Methylstyrol und p-Methylstyrol genannt; in
untergeordneten Anteilen (vorzugsweise nicht mehr als 20, insbe
sondere nicht mehr als 8 Gew.-%), können auch Comonomere wie
(Meth)acrylnitril oder (Meth)acrylsäureester am Aufbau beteiligt
sein. Besonders bevorzugte vinylaromatische Polymere sind Poly
styrol und schlagzäh modifiziertes Polystyrol. Es versteht sich,
daß auch Mischungen dieser Polymeren eingesetzt werden können.
Die Herstellung erfolgt vorzugsweise nach dem in der EP-A-302 485
beschriebenen Verfahren.
Bevorzugte ASA-Polymerisate sind aufgebaut aus einer Weich- oder
Kautschukphase aus einem Pfropfpolymerisat aus:
A₁ 50 bis 90 Gew.-% einer Pfropfgrundlage auf Basis von
A₁₁ 95 bis 99,9 Gew.-% eines C₂-C₁₀-Alkylacrylats und
A₁₂ 0,1 bis 5 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen, nicht konjugierten Doppelbindungen, und
A₁₁ 95 bis 99,9 Gew.-% eines C₂-C₁₀-Alkylacrylats und
A₁₂ 0,1 bis 5 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen, nicht konjugierten Doppelbindungen, und
A₂ 10 bis 50 Gew.-% einer Pfropfgrundlage aus
A₂₁ 20 bis 50 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I oder deren Mischungen, und
A₂₂ 10 bis 80 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acryl säureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen,
A₂₁ 20 bis 50 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I oder deren Mischungen, und
A₂₂ 10 bis 80 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acryl säureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen,
in Mischung mit einer Hartmatrix auf Basis eines SAN-Copolymeren
A₃) aus:
A₃₁ 50 bis 90, vorzugsweise 55 bis 90 und insbesondere 65 bis 85 Gew.-% Styrol und/oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I und
A₃₂ 10 bis 50, vorzugsweise 10 bis 45 und insbesondere 15 bis 35 Gew.-% Acrylnitril und/oder Methacrylnitril.
A₃₁ 50 bis 90, vorzugsweise 55 bis 90 und insbesondere 65 bis 85 Gew.-% Styrol und/oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I und
A₃₂ 10 bis 50, vorzugsweise 10 bis 45 und insbesondere 15 bis 35 Gew.-% Acrylnitril und/oder Methacrylnitril.
Bei der Komponente A₁) handelt es sich um ein Elastomeres, welches
eine Glasübergangstemperatur von unter -20, insbesondere unter
-30°C aufweist.
Für die Herstellung des Elastomeren werden als Hauptmonomere A₁₁)
Ester der Acrylsäure mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere 4 bis
8 C-Atomen eingesetzt. Als besonders bevorzugte Monomere seien
hier tert.-, iso- und n-Butylacrylat sowie 2-Ethylhexylacrylat
genannt, von denen die beiden letztgenannten besonders bevorzugt
werden.
Neben diesen Estern der Acrylsäure werden 0,1 bis 5, insbesondere
1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht A₁₁ + A₁₂ eines
polyfunktionellen Monomeren mit mindestens zwei olefinischen,
nicht konjugierten Doppelbindungen eingesetzt. Von diesen werden
difunktionelle Verbindungen, d. h. mit zwei nicht konjugierten
Doppelbindungen bevorzugt verwendet. Beispielsweise seien hier
Divinylbenzol, Diallylfumarat, Diallylphthalat, Triallylcyanurat,
Triallylisocyanurat, Tricyclodecenylacrylat und Dihydrodicyclo
pentadienylacrylat genannt, von denen die beiden letzten beson
ders bevorzugt werden.
Verfahren zur Herstellung der Pfropfgrundlage A₁ sind an sich
bekannt und z. B. in der DE-B 12 60 135 beschrieben. Entsprechende
Produkte sind auch kommerziell im Handel erhältlich.
Als besonders vorteilhaft hat sich in einigen Fällen die
Herstellung durch Emulsionspolymerisation erwiesen.
Die genauen Polymerisationsbedingungen, insbesondere Art,
Dosierung und Menge des Emulgators werden vorzugsweise so
gewählt, daß der Latex des Acrylsäureesters, der zumindest teil
weise vernetzt ist, eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel
d₅₀) im Bereich von etwa 200 bis 700, insbesondere von 250 bis
600 nm aufweist. Vorzugsweise hat der Latex eine enge Teilchen
größenverteilung, d. h. der Quotient
ist vorzugsweise kleiner als 0,5, insbesondere kleiner als 0,35.
Der Anteil der Pfropfgrundlage A am Pfropfpolymerisat A₁+A₂
beträgt 50 bis 90, vorzugsweise 55 bis 85 und insbesondere 60 bis
80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von A₁+A₂.
Auf die Pfropfgrundlage A₁ ist eine Pfropfhülle A₂ aufgepfropft,
die durch Copolymerisation von
A₂₁ 20 bis 90, vorzugsweise 30 bis 90 und insbesondere 30 bis 80 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I
A₂₁ 20 bis 90, vorzugsweise 30 bis 90 und insbesondere 30 bis 80 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I
wobei R Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen, Wasserstoffatome
oder Halogenatome und R¹ Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen oder
Halogenatome darstellen und n den Wert 0, 1, 2 oder 3 hat,
und
A₂₂ 10 bis 80, vorzugsweise 10 bis 70 und insbesondere 20 bis 70 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen erhältlich ist.
A₂₂ 10 bis 80, vorzugsweise 10 bis 70 und insbesondere 20 bis 70 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen erhältlich ist.
Beispiele für substituierte Styrole sind α-Methylstyrol,
p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol und p-Chlor-α-Methylstyrol,
wovon Styrol und (i-Methylstyrol bevorzugt werden.
Bevorzugte Acryl- bzw. Methacrylsäureester sind solche, deren
Homopolymere bzw. Copolymerisate mit den anderen Monomeren der
Komponente A₂₂) Glasübergangstemperaturen von mehr als 20°C auf
weisen; prinzipiell können jedoch auch andere Acrylsäureester
eingesetzt werden, vorzugsweise in solchen Mengen, so daß sich
insgesamt für die Komponente A₂ eine Glasübergangstemperatur Tg
oberhalb 20°C ergibt.
Besonders bevorzugt werden Ester der Acryl- oder Methacrylsäure
mit C₁-C₈-Alkoholen und Epoxygruppen enthaltende Ester wie
Glycidylacrylat bzw. Glycidylmethacrylat. Als ganz besonders
bevorzugte Beispiele seien Methylmethacrylat, t-Butylmethacrylat,
Glycidylmethacrylat und n-Butylacrylat genannt, wobei letzterer
aufgrund seiner Eigenschaft, Polymerisate mit sehr niedriger Tg zu
bilden, vorzugsweise in nicht zu hohem Anteil eingesetzt wird.
Die Pfropfhülle A₂) kann in einem oder in mehreren, z. B. zwei oder
drei, Verfahrensschritten hergestellt werden, die Bruttozusammen
setzung bleibt davon unberührt.
Vorzugsweise wird die Pfropfhülle in Emulsion hergestellt, wie
dies z. B. in der DE-PS 12 60 135, DE-OS 32 27 555,
DE-OS 31 49 357 und DE-OS 34 14 118 beschrieben ist.
Je nach den gewählten Bedingungen entsteht bei der Pfropfmisch
polymerisation ein bestimmter Anteil an freien Copolymerisaten
von Styrol bzw. substituierten Styrolderivaten und (Meth)Acryl
nitril bzw. (Meth)Acrylsäureestern.
Das Pfropfmischpolymerisat A₁ + A₂ weist im allgemeinen eine
mittlere Teilchengröße von 100 bis 1.000 nm, im besonderen von
200 bis 700 nm, (d₅₀-Gewichtsmittelwert) auf. Die Bedingungen bei
der Herstellung des Elastomeren D₁) und bei der Pfropfung werden
daher vorzugsweise so gewählt, daß Teilchengrößen in diesem
Bereich resultieren. Maßnahmen hierzu sind bekannt und z. B. in
der DE-PS 12 60 135 und der DE-OS 28 26 925 sowie in Journal
of Applied Polymer Science, Vol. 9 (1965), S. 2929 bis 2938
beschrieben. Die Teilchenvergrößerung des Latex des Elastomeren
kann z. B. mittels Agglomeration bewerkstelligt werden.
Zum Pfropfpolymerisat (A₁+A₂) zählen im Rahmen dieser Erfindung
auch die bei der Pfropfmischpolymerisation zur Herstellung der
Komponente A₂) entstehenden freien, nicht gepfropften Homo- und
Copolymerisate.
Nachstehend seien einige bevorzugte Pfropfpolymerisate angeführt:
1: 60 Gew.-% Pfropfgrundlage A₁ aus
A₁₁ 98 Gew.-% n-Butylacrylat und
A₁₂ 2 Gew.-% Dihydrodicyclopentadienylacrylat und
40 Gew.-% Pfropfhülle A₂ aus
A₂₁ 75 Gew.-% Styrol und
A₂₂ 25 Gew.-% Acrylnitril
A₁₁ 98 Gew.-% n-Butylacrylat und
A₁₂ 2 Gew.-% Dihydrodicyclopentadienylacrylat und
40 Gew.-% Pfropfhülle A₂ aus
A₂₁ 75 Gew.-% Styrol und
A₂₂ 25 Gew.-% Acrylnitril
2: Pfropfgrundlage wie bei 1 mit 5 Gew.-% einer ersten Pfropf
hülle aus Styrol
und
35 Gew.-% einer zweiten Pfropfstufe aus
A₂₁ 75 Gew.-% Styrol und
A₂₂ 25 Gew.-% Acrylnitril
35 Gew.-% einer zweiten Pfropfstufe aus
A₂₁ 75 Gew.-% Styrol und
A₂₂ 25 Gew.-% Acrylnitril
3: Pfropfgrundlage wie bei 1 mit 13 Gew.-% einer ersten Pfropf
stufe aus Styrol und 27 Gew.-% einer zweiten Pfropfstufe aus
Styrol und Acrylnitril im Gewichtsverhältnis 3 : 1.
Die als Komponente A₃) enthaltenen Produkte können z. B. nach dem
in den DE-AS 10 01 001 und DE-AS 10 03 436 beschriebenen Ver
fahren hergestellt werden. Auch im Handel sind solche Copolymere
erhältlich. Vorzugsweise liegt der durch Lichtstreuung bestimmte
Gewichtsmittelwert des Molekulargewichts im Bereich von 50.000
bis 500.000, insbesondere von 100.000 bis 250.000.
Das Gewichtsverhältnis von AD₁ + A₂) : A₃ liegt im Bereich von 1 : 2,5
bis 2,5 : 1, vorzugsweise von 1 : 2 bis 2 : 1 und insbesondere von
1 : 1,5 bis 1,5 : 1.
Geeignete SAN-Polymere als Komponente A) sind vorstehend (siehe
A₃₁ und A₃₂) beschrieben.
Die Viskositätszahl der SAN-Polymerisate, gemessen gemäß
DIN 53 727 als 0,5 gew.-%ige Lösung in Dimethylformamid bei 23°C
liegt im allgemeinen im Bereich von 40 bis 100, vorzugsweise
50 bis 80 ml/g.
ABS-Polymere als Polymer (A) in den erfindungsgemäßen mehr
phasigen Polymermischungen weisen den gleichen Aufbau wie vor
stehend für ASA-Polymere beschrieben auf. Anstelle des Acrylat
kautschukes A₁) der Pfropfgrundlage beim ASA-Polymer werden
üblicherweise konjugierte Diene, eingesetzt, so daß sich für die
Pfropfgrundlage A₄ vorzugsweise folgende Zusammensetzung ergibt:
A₄₁ 70 bis 100 Gew.-% eines konjugierten Diens und
A₄₂ 0 bis 30 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen nicht-konjugierten Doppelbindungen.
A₄₁ 70 bis 100 Gew.-% eines konjugierten Diens und
A₄₂ 0 bis 30 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen nicht-konjugierten Doppelbindungen.
Pfropfauflage A₂ und die Hartmatrix des SAN-Copolymeren A₃)
bleiben in der Zusammensetzung unverändert. Derartige Produkte
sind im Handel erhältlich. Die Herstellverfahren sind dem
Fachmann bekannt, so daß sich weitere Angaben hierzu erübrigen.
Das Gewichtsverhältnis von (A₄ + A₂) : A₃ liegt im Bereich von 3 : 1
bis 1 : 3, vorzugsweise von 2 : 1 bis 1 : 2.
Als Komponente B) enthalten die erfindungsgemäß verwendbaren
thermoplastischen Formmassen 0,01 bis 30, vorzugsweise 0,1 bis 20
und insbesondere 0,3 bis 5 Gew.-% eines Polyarylenethers, welcher
0,001 bis 20, vorzugsweise 0,1 bis 5 und insbesondere 0,3 bis
2 Gew.-% eines Farbmittels enthält.
Unter Polyarylenethern (B) sind bevorzugt sowohl Polyarylenether
an sich, Polyarylenethersulfide, Polyarylenethersulfone oder
Polyarylenetherketone zu verstehen. Deren Arylengruppen können
gleich oder verschieden sein und unabhängig voneinander einen
aromatischen Rest mit 6 bis 18 C-Atomen bedeuten. Beispiele geei
gneter Arylenreste sind Phenylen, Bisphenylen, Terphenylen,
1,5-Naphthylen, 1,6-Naphthylen, 1,5-Anthrylen, 9,10-Anthrylen
oder 2,6-Anthrylen. Darunter werden 1,4-Phenylen und
4,4′-Biphenylen bevorzugt. Vorzugsweise sind diese aromatischen
Reste nicht substituiert. Sie können jedoch einen oder mehrere
Substituenten tragen. Geeignete Substituenten sind beispielsweise
Alkyl-, Arylalkyl-, Aryl-, Nitro-, Cyano- oder Alkoxygruppen so
wie Heteroaromaten wie Pyridin und Halogenatome. Zu den bevorzug
ten Substituenten zählen Alkylreste mit bis zu 10 Kohlenstoff
atomen wie Methyl, Ethyl, i-Propyl, n-Hexyl, i-Hexyl, C₁- bis
C₁₀-Alkoxyreste wie Methoxy, Ethoxy, n-Propoxy, n-Butoxy, Aryl
reste mit bis zu 20 Kohlenstoffatomen wie Phenyl oder Naphthyl
sowie Fluor und Chlor. Diese können neben -O-, z. B. über -S-,
-SO-, -SO₂-, -CO-, -N=N-, -COO-, einen Alkylenrest oder eine che
mische Bindung miteinander verknüpft sein. In den Polyarylene
thern (B) können die Arylengruppen auch über unterschiedliche
Gruppen miteinander verknüpft sein.
Zu den bevorzugten Polyarylenethern (B) zählen solche mit wieder
kehrenden Einheiten der allgemeinen Formel I
Ebenso können deren kernsubstituierten Derivate verwendet werden.
Als Substituenten kommen vorzugsweise C₁-C₆-Alkyl, wie Methyl,
Ethyl oder t-Butyl, C₁-C₆-Alkoxy, wie Methoxy oder Ethoxy, Aryl,
insbesondere Phenyl, Chlor oder Fluor in Betracht. Die Variable X
kann -SO₂-, -SO-, -S-, -O-, CO, -N=N-, RC=CRa-, -CRbRc- oder eine
chemische Bindung sein. Die Variable Z kann für -SO₂-, -SO-, -CO-,
-O-, -N=N- oder RC=CRa stehen. Hierbei stellen R und Ra jeweils
Wasserstoff, C₁-C₆-Alkyl, z. B. Methyl, n-Propyl oder n-Hexyl,
C₁-C₆-Alkoxy, darunter Methoxy, Ethoxy oder Butoxy oder Aryl, ins
besondere Phenyl dar. Die Reste Rb und Rc können jeweils Wasser
stoff oder eine C₁- bis C₆-Alkylgruppe, insbesondere Methyl, dar
stellen. Sie können aber auch zu einem C₄- bis C₁₀-Cycloalkylring,
bevorzugt Cyclopentyl- oder Cyclohexylring, miteinander verknüpft
sein, der seinerseits mit einer oder mehreren Alkylgruppen, vor
zugsweise Methyl substituiert sein kann. Daneben können Rb und Rc
auch eine C₁- bis C₆-Alkoxygruppe, z. B. Methoxy oder Ethoxy oder
eine Arylgruppe, besonders Phenyl, darstellen. Die vorgenannten
Gruppen können ihrerseits jeweils mit Chlor oder Fluor substi
tuiert sein.
Im folgenden sind einige der bevorzugten wiederkehrenden Einhei
ten I aufgeführt:
Ganz besonders werden Polyarylenether (B) bevorzugt, die als wie
derkehrende Einheiten (I₁), (I₂), (I₂₄) oder (I₂₅) enthalten. Dazu
zählen beispielsweise Polyarylenethersulfone mit 0 bis 100 Mol-%,
bevorzugt 5 bis 95 Mol-% Struktureinheiten (I₁) und 0 bis
100 Mol-%, bevorzugt 5 bis 95 Mol-% Struktureinheiten (I₂) enthal
ten.
Die Polyarylenether (B) können auch Co- oder Blockcopolymere
sein, in denen Polyarylenethersegmente und Segmente von anderen
thermoplastischen Polymeren wie Polyamiden, Polyestern, aromati
schen Polycarbonaten, Polyestercarbonaten, Polysiloxanen, Poly
imiden oder Polyetherimiden vorliegen. Die Molekulargewichte der
Blöcke- bzw. der Pfropfarme in den Copolymeren liegt in der Regel
im Bereich von 1000 bis 30 000 g/mol. Die Blöcke unterschiedli
cher Struktur können alternierend oder statistisch angeordnet
sein. Der Gewichtsanteil der Polyarylenethersegmente in den Co-
oder Blockcopolymeren beträgt im allgemeinen mindestens 3, vor
zugsweise mindestens 10 Gew.-%. Der Gewichtsanteil der Polyaryle
nethersulfone oder -ketone kann bis zu 97 Gew.-% betragen. Bevor
zugt werden Co- oder Blockcopolymere mit einem Gewichtsanteil an
Polyarylenethersegmenten mit bis zu 90 Gew.-%. Besonders bevor
zugt werden Co- oder Blockcopolymere mit 20 bis 80 Gew.-% Poly
arylenethersegmenten.
Im allgemeinen weisen die Polyarylenether (B) mittlere Molekular
gewichte Mn (Zahlenmittel) im Bereich von 10 000 bis 60 000 g/mol
und Viskositätszahlen von 30 bis 150 ml/g auf. Die Viskositäts
zahlen werden je nach Löslichkeit der Polyarylenether (A) bzw.
(B) entweder in 1 gew.-%iger N-Methylpyrrolidon-Lösung, in
Mischungen aus Phenol und o-Dichlorbenzol oder in 96%iger Schwe
felsäure bei jeweils 20°C bzw. 25°C gemessen.
Die Polarylenether (A) sind an sich bekannt oder können nach an
sich bekannten Methoden hergestellt werden.
So lassen sich beispielsweise Polyphenylenether durch oxidative
Kupplung von Phenolen herstellen. Polyarylenethersulfone
oder -ketone entstehen z. B. durch Kondensation aromatischer Bis
halogenverbindungen und den Alkalidoppelsalzen aromatischer Bis
phenole. Sie können beispielsweise auch durch Selbstkondensation
von Alkalisalzen aromatischer Halogenphenole in Gegenwart eines
Katalysators hergestellt werden.
Bevorzugt werden die Monomeren in der Schmelze oder in einem
inerten hochsiedenden Lösungsmittel durchgeführt. Zu diesen
zählen Chlorbenzol, Dichlorbenzol, Xylol und Trichlorbenzol. Da
neben kommen Sulfone oder Sulfoxide, darunter vor allem Dimethyl
sulfon, Diethylsulfon, 1,1-Dioxotetrahydrothiophen (Sulfolan)
oder Diphenylsulfon, Dimethylsulfoxid oder Diethylsulfoxid, be
vorzugt Dimethylsulfoxid, in Betracht. Zu den bevorzugten Lö
sungsmitteln zählen auch N-Alkylpyrrolidone, insbesondere N-Me
thylpyrrolidon. Weiterhin können N-substituierte Säureamide, bei
spielsweise N,N-Dimethylformamid oder N,N-Dimethylacetamid einge
setzt werden. Es ist auch möglich, Mischungen unterschiedlicher
Lösungsmittel zu verwenden.
Bevorzugte Verfahrensbedingungen zur Synthese von Polyarylen
ethersulfonen oder -ketonen sind beispielsweise in der
EP-A-113 112 und 135 130 beschrieben.
Die bevorzugten Polyarylenether B) weisen in der Regel einen
Schmelzpunkt von mindestens 320°C (Polyarylenethersulfone) bzw.
von mindestens 370°C (Polyarylenetherketone) auf.
Erfindungsgemäß können die Formmassen als wesentliche Komponente
B) Polyarylenethersulfone oder -ketone enthalten, die durch Um
setzen eines Polyarylenethersulfons oder -ketons B₁) mit einer re
aktiven Verbindung erhältlich sind. Die reaktiven Verbindungen
enthalten neben einer C,C-Doppel- oder Dreifachbindung eine bzw.
mehrere Carbonyl-, Carbonsäure-, Carboxylat-, Säureanhydrid-,
Säureimid-, Carbonsäureester-, Amino-, Hydroxyl-, Epoxi-, Oxazo
lin-, Urethan-, Harnstoff-, Lactam- oder Halogenbenzylgruppe.
Typisch geeignete Verbindungen sind beispielsweise Maleinsäure,
Methylmaleinsäure, Itaconsäure, Tetrahydrophthalsäure, deren
Anhydride und Imide, Fumarsäure, die Mono- und Diester dieser
Säuren, z. B. von C₁-C₁₈-Alkanolen, die Mono- oder Diamide dieser
Säuren wie N-Phenylmaleinimid, Maleinsäurehydrazid.
Bevorzugt werden α,β-ungesättigte Dicarbonsäuren bzw. deren An
hydride, Di-Ester und Mono-Ester der nachstehenden allgemeinen
Struktur IV und V verwendet.
wobei
R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff sowie C₁-C₁₈-Alkyl-Gruppen sein können.
R¹, R², R³ und R⁴ unabhängig voneinander Wasserstoff sowie C₁-C₁₈-Alkyl-Gruppen sein können.
Besonders geeignete Verbindungen sind Maleinsäureanhydrid, Fumar
säure und Itaconsäure.
Die Polymeren und die reaktive Verbindung können z. B. in einem
aromatischen Lösungsmittel miteinander umgesetzt werden. Als be
sonders geeignete Lösungsmittel haben sich Chlorbenzol, o-Di
chlorbenzol und N-Methylpyrrolidon erwiesen. Dabei wird im allge
meinen ein üblicher Radikalinitiator eingesetzt. Die Umsetzung
wird im allgemeinen bei 75-150°C ausgeführt. Das Reaktionspro
dukt wird durch Fällung mit einem üblichen Fällungsmittel, wie
niedermolekularer Alkohol und Keton, oder durch Entfernen des
Lösungsmittels (z. B. im Entgasungsextruder, Dünnschichtverdamp
fer), gewonnen.
Die Reaktionsteilnehmer können aber beispielsweise auch bei einer
Temperatur von 270-350°C in der Schmelze in einem kontinuierlich
oder absatzweise arbeitenden Mischaggregat (z. B. Ein- oder Zwei
wellenextruder, Kneter) umgesetzt, werden.
Die reaktive Verbindung wird dabei vorzugsweise in flüssiger
Form, insbesondere innerhalb der Knetzone eines Mischaggregats
zur Schmelze des Polymeren zudosiert.
Bevorzugt werden modifizierte Polyarylenethersulfone oder -ketone
B₂) eingesetzt, die durch Umsetzen von 80 bis 99,9 Gew.-%, insbe
sondere 90 bis 99 Gew.-% des unmodifizierten Polyarylenethersul
fonen oder -ketonen B₁), mit 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere 1 bis
10 Gew.-% der reaktiven Verbindung erhalten worden sind.
Besonders bevorzugt werden als Komponente B₂) mit 0,1 bis
1,5 Gew.-% Maleinsäureanhydrid gepfropfte Polyarylenethersulfone.
Dabei werden Polyarylenethersulfone, enthaltend 5 bis 95 Mol-%
Einheiten I₁ und 5 bis 95 Mol-% Einheiten I₂ bevorzugt.
Polyarylenethersulfone mit 80 bis 95, vorzugsweise 85 bis
95 mol-% Einheiten der Formel I₂ und I₁ und entsprechend 5 bis 20,
vorzugsweise 5 bis 15 mol-% Einheiten der Formel I₁ bzw. I₂ seien
hier insbesondere erwähnt.
Als Radikalstarter können in der Regel die in der Fachliteratur
(z. B. J.K. Kochi, "Free Radicals", J. Wiley, New York, 1973) be
schriebenen Verbindungen Verwendung finden.
Üblicherweise werden die Radikalstarter in Mengen von etwa 0,01
bis etwa 1 Gew.-%, bezogen auf die eingesetzten Polyarylenether
sulfone oder -ketone B₁) verwendet. Selbstverständlich können auch
Mischungen unterschiedlicher Radikalstarter eingesetzt werden.
Entsprechend modifizierte Polyphenylenether sind u. a. aus der
WO 87/00540 bekannt.
Unter einem Farbmittel versteht man im allgemeinen alle farb
gebenden Stoffe nach DIN 55 944, welche in anorganische und
organische Farbmittel sowie natürliche und synthetische einteil
bar sind (s. Römpps Chemie Lexikon, 1981, 8. Auflage, S. 1237).
Geeignete Farbmittel sind aus der Gruppe der schwarz-, weiß-,
rot-, grün-, gelb- und blaufarbigen Pigmente ausgewählt.
Pigmente gehören sowohl zu den organischen als auch zu den anor
ganischen Farbmitteln und unterscheiden sich von Farbstoffen in
sofern, daß Pigmente in Lösungs- und/oder Bindemitteln unlösliche
Farbstoffe sind. Diese werden im allgemeinen gemäß dem Colour
Index (C.I.) klassifiziert, wobei zusätzlich zu systematischen
oder Trivialnamen eine eindeutige Zuordnung ermöglichende
C.I. Bezeichnung hinzugefügt wird.
Als bevorzugte Pigmente seien Kupferphthalocyaninpigmente ge
nannt, welche eine grüne oder blaue Farbe aufweisen. Die grüne
Farbe wird im allgemeinen durch Substitution von Wasserstoff
durch Chloratome am macrocyclischen Tetraamin erzielt.
Weitere geeignete Pigmente sind Ultramarin-Pigmente (Natrium-Alu
miniumsilikate), Blau und Grünpigmente auf der Basis von z. B.
Chromoxiden oder Kobaltoxiden mit Spinellstruktur. Derartige Pig
mente sind unter den Handelsnamen Heliogen®-blau, Heliogen®-grün,
Sicopal®-grün, Sicopal®-blau (eingetragene Warenzeichen der
BASF AG) sowie als Ultramarin- oder Chromoxid-Pigmente im Handel
erhältlich.
Bevorzugte Pigmente sind gemäß C.I. Teil 1 Pigment blue 15, Pig
ment blue 15 : 2, Pigment blue 15 : 4, Pigment blue 28, Pig
ment blue 29, Pigment blue 36, Pigment green 7, Pigment green 50,
Pigment violet 15 Pigment violet 16, Pigment brown 24, Pig
ment brown 29, Pigment Yellow 164, und Pigment yellow 53, wobei
Pigment blue 15 : 1 und 15 : 3 sowie 36 und Pigment green 7 besonders
bevorzugt sind.
Die Pigmente weisen im allgemeinen einen mittleren Teilchendurch
messer von 0,3 bis 8 µm bevorzugt von 0,7 bis 7 µm auf.
Die Elementarzelle des Spinellgitters enthält 32 Sauerstoffatome,
die eine annähernd kubisch dichteste Kugelpackung bilden. In der
normalen Spinellstruktur befinden sich 8 Me2+-Ionen jeweils im
Mittelpunkt von aus 4 O²-Ionen gebildeten Oktaedern (Oktaeder-La
gen). Bei der sogenannten inversen Spinellstruktur ist die Ver
teilung der Kationen eine andere. Die Hälfte der Me3+-Ionen be
setzt die Tetraederlagen, die andere Hälfte ist zusammen mit den
Me2+-Ionen auf die Oktaederlagen verteilt. Auch Übergänge zwischen
den beiden Strukturen mit nicht geordneter Verteilung der Kat
ionen sind möglich. Man kann die normale und die inverse Struktur
durch die Formeln Me2+[Me₂3+]O₄, und Me3+[Me2+Me3+]O₄, kennzeichnen.
Unter den Ferriten findet man Vertreter beider Strukturen: Der
Zinkferrit besitzt die normale Struktur Zn[Fe₂]O₄, im Magnesium
ferrit dagegen sind die Kationen ganz überwiegend wie im inversen
Spinell verteilt: Fe3+ [Mg2+Fe3+]O₄.
Als Beispiele für zweiwertige Metalle seien Mg, Fe(II), Zn, Mn,
Co, Ni, Cu, Cd genannt, als dreiwertige Metalle seien Al,
Fe(III), V, Cr oder Titan genannt. Bevorzugte Eisenoxidpigmente
sind Magnetit (inverser Spinell Fe3+[Fe2+Fe3+]O₄), Cr3+[CuII, FeII]O₄
und Mischphasenpigmente aus Fe₂O₃/Mn₂O₃.
Bei diesen Mischphasenpigmenten werden Gastionen in bestimmte
Wirtsgitter eingebaut, wodurch sich je nach Wahl der Gastionen
Farbeffekte gezielt einstellen lassen. Die Grundstruktur des
Wirtsgitters wird durch den Einbau nicht verändert. Lediglich die
Abmessung der Elementarzelle - die Gitterkonstanten - werden
durch den Einbau der Fremdionen verändert. Für die Herstellung
stabiler Pigmente ist es sinnvoll, von Strukturen auszugehen, die
eine besonders große Stabilität aufweisen. Hierzu gehört ins
besondere die Spinellstruktur. Durch die partielle oder vollstän
dige Substitution der Metallionen im Spinell durch farbgebende
Gastionen wie Chrom und Kupfer können lichtechte Schwarzpigmente
erhalten werden.
Als bevorzugte im Handel erhältliche Schwarzpigmente seien Pig
ment black 11, Echtschwarz 100 und Bayferrox® Schwarztypen (Firma
Bayer) genannt.
Die Pigmente zur Einfärbung von Thermoplasten sind allgemein
bekannt, siehe z. B. R. Gächter und H. Müller, Taschenbuch der
Kunststoffadditive, Carl Hanser Verlag, 1983, S. 494 bis 510. Als
weitere bevorzugte Gruppe von Pigmenten sind Weißpigmente zu nen
nen wie Zinkoxid, Zinksulfid, Bleiweiß (2 PbCO₃·Pb(OH)₂), Lithopo
ne, Antimonweiß und Titandioxid. Von den beiden gebräuchlichsten
Kristallmodifikationen (Rutil- und Anatas-Typ) des Titandioxids
wird insbesondere die Rutilform zur Weißfärbung der erfindungs
gemäßen Formmassen verwendet.
Bevorzugtes schwarzes Farbpigment, das erfindungsgemäß eingesetzt
werden kann, ist Ruß, der meist in Form von Furnace- oder Gasruß
eingesetzt wird (siehe hierzu G. Benzing, Pigmente für Anstrich
mittel, Expert-Verlag (1988), S. 78ff).
Als Ruß sind prinzipiell Produkte geeignet, wie sie z. B. in
Encyclopedia of Chemical Technology, Vol. 3, S. 34 ff (Inter
science Encyclopedia New York) beschrieben sind.
Als Komponente C) können die erfindungsgemäßen thermoplastischen
Formmassen auch übliche Zusatzstoffe und Verarbeitungshilfsmittel
enthalten. Der Anteil dieser Zusätze beträgt im allgemeinen nicht
mehr als 70, insbesondere nicht mehr als 50 und ganz besonders
nicht mehr als 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kom
ponenten A) bis C).
Als Zusatzstoffe seien Schlagzähmodifier genannt, die in Mengen
bis zu 20 Gew.-%, bevorzugt bis zu 15 Gew.-% enthalten sein kön
nen.
Geeignet sind übliche Kautschuke, z. B. Ethylencopolymere mit re
aktiven Gruppen, Acrylatkautschuk und Polymerisate konjugierter
Diene, wie Polybutadienkautschuk und Polyisoprenkautschuk. Die
Dienpolymerisate können, in an sich bekannter Weise, teilweise
oder vollständig hydriert sein. Außerdem kommen z. B. in Be
tracht: Acrylnitrilbutadienkautschuk, hydrierter Styrolbutadien
kautschuk, Ethylen-Propylen-Dien-Kautschuk, Polybutylen- und Po
lyoctenamerkautschuke, Ionomere, Blockcopolymere aus vinylaroma
tischen Monomeren mit Dienen wie Butadien oder Isopren (an sich
bekannt aus EP-A 62 282) mit dem Aufbau M¹M²-, M¹M²M¹M²- oder
M¹M²M¹-, wobei diese Blockpolymerisate auch Segmente mit statisti
scher Verteilung enthalten können, sowie Stern-Block-Copolyinere.
Als besonders geeignet haben sich Polymerisate konjugierter Diene
wie Polybutadienkautschuk oder Polyisoprenkautschuk erwiesen.
Derartige synthetische Kautschuke sind dem Fachmann geläufig und
zusammenfassen in "Ullmanns Encyklopädie der Technischen Chemie",
4. Auflage, Bd. 13, Seiten 595 bis 634, Verlag Chemie GmbH, Wein
heim 1977, beschrieben.
Als Zusatzstoffe seien genannt Hitze- und Lichtstabilisatoren,
Gleit- und Entformungsmittel, Färbemittel, wie Farbstoffe und
Pigmente in üblichen Mengen. Weitere Zusatzstoffe sind Verstär
kungsmittel wie Glasfasern, Asbestfasern, Kohlenstoff-Fasern,
aromatische Polyamidfasern und/oder Füllstoffe, Gipsfasern, syn
thetische Calciumsilikate, Kaolin, calciniertes Kaolin, Wollasto
nit, Talkum und Kreide.
Auch niedermolekulare Polymere kommen als Zusatzstoffe in Be
tracht, wobei Polyethylenwachs als Gleitmittel besonders bevor
zugt ist.
Als zusätzliche Flammschutzmittel C) können insbesondere phosp
horhaltige Verbindungen in Mengen bis zu 20 Gew.-%, bevorzugt bis
zu 10 Gew.-%, eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Phosphor
säureester, Phosphinsäureester, Phosphinoxide, Phosphor und org.
Phosphate, die in Kombination mit einem Triazinderivat oder Poly
tetrafluorethylen eingesetzt werden können.
Über Art und Menge dieser Zusatzstoffe lassen sich die gewünsch
ten Eigenschaften der Endprodukte in weitem Maße steuern.
Zur Herstellung der erfindungsgemäß verwendbaren Formmassen wird
die Komponente A) zunächst mit dem jeweiligen Farbmittel nach an
sich bekanntem Verfahren gemischt, in dem man die Ausgangs
komponenten in üblichen Mischeinrichtungen wie Schnecken
extrudern, Brabender-Mühlen oder Banburry-Mühlen mischt und an
schließend extrudiert. Nach der Extrusion wird das Granulat abge
kühlt und zerkleinert. Die Menge des Farbmittels, wie vorstehend
ausgeführt, richtet sich je nach Art und Intensität der gewünsch
ten farbigen Sprengel im Endprodukt (Formkörper).
Es können sowohl die hierbei erhältlichen ganzen Granulatkörner
der Komponente B (Länge ca. 3 mm) anschließend in die Kompo
nente A) sowie gegebenenfalls C) eingearbeitet werden als auch
vorab gemahlene Granulate der Komponente B). Die Granulatkörner
(Komponente B) können mit üblichen Vorrichtungen zerkleinert wer
den (z. B. durch sog. Mahlung bei gleichzeitiger CO₂-Kühlung).
Die mittlere Teilchengröße (d₅₀) beträgt im allgemeinen von 50 µm
bis 1000 µm, bevorzugt 150 bis 250 µm. Selbst ein hoher Feinanteil
von 0,1 bis 50 µm wirkt sich bei der erfindungsgemäßen Verwendung
nicht nachteilig aus. Bei anderen Effektpigmenten trägt dieser
Feinanteil durch die Dispergierwirkung des Extruders üblicher
weise dazu bei, die Grundfarbe des einzufärbenden Thermoplasten
z. B. in Richtung weiß nach grau zu verändern.
Die gegebenenfalls gemahlenen Granulatkörner (Komponente B) wer
den anschließend mit der Komponente A) auf üblichen Mischvor
richtungen wie Extruder gemischt und extrudiert. Das Granulat
wird nach der Extrusion gekühlt und zerkleinert.
Bei Anwesenheit weiterer Zusatzstoffe C) ist es zweckmäßig, diese
vorab mit der Komponente A) zu mischen und anschließend mit der
Komponente B) zu konfektionieren. Zur Erzielung unterschiedlicher
Sprenkeleffekte (z. B. schwarze Punkte auf grünem oder weißem Un
tergrund sowie umgekehrt) ist es vorteilhaft z. B. Polystyrol
(Komponente A) grün oder weiß einzufärben und anschließend mit
schwarzgefärbtem Polyetherketon (Komponente B) zu konfektionieren
und anschließend zu Formkörpern zu verarbeiten. Selbstverständ
lich ist es auch möglich, den Thermoplasten A) schwarz einzufär
ben und mit weißgefärbten Polyarylenethern B) zu verarbeiten und
anschließend Formkörper aus diesen Mischungen herzustellen. Zur
Einfärbung der Thermoplasten A) können die Farbmittel, wie sie
vorstehend für die Komponente B) beschrieben wurden, eingesetzt
werden. Die Verarbeitung zu Formkörper kann durch an sich be
kannte Verfahren wie Spritzguß, Sheetextrusion, Plattenextrusion
etc. erfolgen.
In einer besonders bevorzugten Herstellweise der Formkörper, kann
die Mischung der Komponente A) sowie gegebenenfalls C) mit der
Komponente B) ebenso direkt z. B. auf einer Spritzgußmaschine er
folgen.
Bei der Verarbeitung zeigt sich die Scherunempfindlichkeit der
als Sprenkeleffektpigmente verwendeten Komponente B) sowie die
hohe Temperaturstabilität. Die erhaltenen Formkörper zeigen eine
homogene Verteilung der Sprenkel, sehr geringe Bindenähte, sowie
einen hohen Kontrast der Punkte zur Matrix, d. h. die Punkte sind
eindeutig von der übrigen Polymermatrix abgegrenzt, da die äuße
ren Punktbereiche nicht mit der kontinuierlichen Matrix ver
schmieren. Formkörper aus den erfindungsgemäß zu verwendbaren
Formmassen eignen sich daher für Anwendungen als Gehäusewerk
stoffe für Elektrogeräte wie Bohrmaschinen, Staubsauger, Telefone
oder Rasierapparate, dekorative Verkleidungen für Badewannen,
Koffereinsätze, Spülkästen für Toiletten, Geschirrteile wie Tel
ler, Tabletts oder Eßbestecke sowie Stäbchen (chopsticks), Kü
chenspülen, Verkleidung von Autos, Wohnwägen, Häusern, Außenka
rosserieteile und Gartenmöbel.
Es wurden folgende Komponenten eingesetzt
A/1 Ein SAN-Polymer mit einem MVR (200°C/21,6 kg Belastung)
gemäß ISO 1133 von 23 ml/10′ bzw. MVR (200°C/10 kg)
gemäß ISO 1133 von 20 ml/10′ (Luran® 378P der BASF AG)
gemäß ISO 1133 von 20 ml/10′ (Luran® 378P der BASF AG)
A/2 Ein ASA-Polymer aus 71 Gew.-% Styrol/Acrylnitril,
29 Gew.-% n-Butylacrylat
mit einem MVR (200°C/21,6 kg Belastung) gemäß ISO 1133 von 8,0 ml/10 min
(Luran®S 757 R der BASF AG)
mit einem MVR (200°C/21,6 kg Belastung) gemäß ISO 1133 von 8,0 ml/10 min
(Luran®S 757 R der BASF AG)
B/1 Polyaryletherketon (PAEK) mit wiederkehrenden Einheiten
der Struktur
mit einer Viskositätszahl VZ gemäß ISO 1628 (0,005 gew.-%ige
Lösung in 96 gew.-%iger H₂SO₄ bei 25°C) von 100 ml/g
(Ultrapek®A 1000 der BASF)
enthaltend 1 Gew.-% Ruß des High Color Furnace-Typs mit einer mittleren Primärteilchengröße von 16 µm.
enthaltend 1 Gew.-% Ruß des High Color Furnace-Typs mit einer mittleren Primärteilchengröße von 16 µm.
Der Ruß wurde mit PAEK bei 400°C auf einem Zweischneckenextruder
konfektioniert.
Die mittlere Teilchengröße der Komponente B/1 betrug (vor der
Einarbeitung in A) 100 µm.
B/2 Polyaryletherketon mit wiederkehrenden Einheiten der
Struktur
mit einer VZ gemäß ISO 1628 von 120 ml/g (Ultrapek®
A 2000 der BASF AG) enthaltend 1 Gew.-% Ruß analog Kompo
nente B/1. Die mittlere Teilchengröße (vor der Einarbei
tung in A) der Komponente B/2 betrug: 2000 µm.
B/1V Aluminiumflocken (schwarzbeschichtet, Soft black TP008
der Firma Costenoble
B/2V Polyesterglitter (Brillant Royal Blue 15 P der Firma Co stenoble.
B/2V Polyesterglitter (Brillant Royal Blue 15 P der Firma Co stenoble.
Pigment white 7 (Titandioxid)
Die Komponenten A) bis C) wurden auf einem Zweiwellen-Extruder
gemeinsam konfektioniert und auf einer Schneckenspritzgußmaschine
bei 240°C (Massetemperatur) und einer Werkzeugtemperatur von 80°C
zu Prüfkörpern verarbeitet.
Prüfkörper 1 für Bestimmung der Temperaturstabilität:
Kunststoffplatten: 60 × 45 × 2 mm
Prüfkörper 2 für Bestimmung der Bindenahtsichtbarkeit und Homoge nität des Sprenkeleffektes
Kunststoffkasten:
L = 230 mm
B = 118 mm
H = 58 mm
Wandstärke:
3 mm
mit zentralem Punktanguß am Boden.
Kunststoffplatten: 60 × 45 × 2 mm
Prüfkörper 2 für Bestimmung der Bindenahtsichtbarkeit und Homoge nität des Sprenkeleffektes
Kunststoffkasten:
L = 230 mm
B = 118 mm
H = 58 mm
Wandstärke:
3 mm
mit zentralem Punktanguß am Boden.
Die Bewertung des Sprenkeleffektes und der Bindenahtsichtbarkeit
erfolgt anhand einer rein visuellen Beurteilung. Note 5 repräsen
tiert das beste Ergebnis, Note 1 das schlechteste Ergebnis. In
der Regel werden solche Noten, vergleichbar mit der Bewertung des
Kontrastes entsprechend DIN 54001 "Herstellung und Handhabung des
Graumaßstabes zur Bewertung der Änderung der Farbe", durch zwei
Personen unabhängig voneinander vergeben.
Bewertungskriterien für den Sprenkeleffekt/Bindenahtsichtbarkeit:
- a) Ist eine Anfärbung des Untergrundes (Matrix) erfolgt?;
- b) Ist die Randschärfe der Punkte (Sprenkel) deutlich oder ver schwommen (Kontrast zur Grundmatrix)?
- c) Erfolgte eine homogene Verteilung der Sprenkel?
- d) Sind Bindenähte zu sehen?
Die Bewertung der Temperaturstabilität erfolgt in Anlehnung an
DIN 53 772 "Prüfung" von Farbmitteln in thermoplastischen Kunst
stoffen; Bestimmung der Hitzebeständigkeit durch Spritzgießen".
Hierzu werden die Prüfkörper bei unterschiedlichen Masse
temperaturen im Spritzguß verarbeitet: 220°C, 240°C, 270°C, 300°C
und anschließend die Prüfkörper unter den o.g. Kriterien a-d) vi
suell beurteilt. Der angegebene Temperaturwert entspricht der
Verarbeitungstemperatur, welche nach a)-d) noch Formkörper mit
deutlichem Sprenkeleffekt ermöglicht.
Die Ergebnisse der Messungen und die Zusammensetzung der Form
massen sind der Tabelle zu entnehmen.
Claims (8)
1. Verwendung von thermoplastischen Formmassen, enthaltend
- A) 20 bis 99 Gew.-% eines von B) verschiedenen thermoplastischen Polymeren,
- B) 0,01 bis 30 Gew.-% eines Polyarylenethers, welcher 0,001 bis 20 Gew.-%, bezogen auf 100% B), eines Farbmittels enthält,
- C) 0 bis 70 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe und Verarbeitungs hilfsmittel,
wobei die Gewichtsprozente der Komponenten A) bis C) zusammen
100% ergeben,
zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung.
zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung.
2. Verwendung nach Anspruch 1, wobei die thermoplastischen Poly
meren A) ausgewählt sind aus der Gruppe der Polyamide, Poly
ester, Polycarbonate, vinylaromatischen Polymeren, Poly
olefine, ABS-, ASA-, SAN-Polymere, Polyoxymethylene,
Poly(meth)acrylate, oder deren Mischungen.
3. Verwendung nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei die Poly
arylenether B) aus Polyarylenethersulfonen oder Polyarylen
etherketonen oder deren Mischungen aufgebaut sind.
4. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die Farb
mittel B) ausgewählt sind aus der Gruppe dem schwarz-, weiß-,
rot-, grün-, gelb- oder blaufarbigen Pigmente oder deren
Mischungen.
5. Verwendung nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die Farb
mittel B) aus Ruß, Titandioxid, Chromoxidpigmenten, Cobalt
oxidpigmenten, Ultramarinpigmenten, Eisenoxidpigmenten oder
deren Mischungen bestehen.
6. Formkörper mit Sprenkeleffektfärbung, erhältlich gemäß der
Verwendung der thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprü
chen 1 bis 5.
7. Gesprenkelte Kunststoffoberflächen erhältlich gemäß der
Verwendung der thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprü
chen 1 bis 5.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996101642 DE19601642A1 (de) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | Verwendung von thermoplastischen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung |
PCT/EP1997/000063 WO1997026298A1 (de) | 1996-01-18 | 1997-01-09 | Verwendung von thermoplastischen formmassen zur herstellung von formkörpern mit sprenkeleffektfärbung |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996101642 DE19601642A1 (de) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | Verwendung von thermoplastischen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19601642A1 true DE19601642A1 (de) | 1997-07-24 |
Family
ID=7783053
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996101642 Withdrawn DE19601642A1 (de) | 1996-01-18 | 1996-01-18 | Verwendung von thermoplastischen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern mit Sprenkeleffektfärbung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19601642A1 (de) |
WO (1) | WO1997026298A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0931807A2 (de) * | 1998-01-21 | 1999-07-28 | General Electric Company | Kristalline Polymermischungen mit Spezialeffekt-Oberflächenaussehen |
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-
1996
- 1996-01-18 DE DE1996101642 patent/DE19601642A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-01-09 WO PCT/EP1997/000063 patent/WO1997026298A1/de active Application Filing
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---|---|
WO1997026298A1 (de) | 1997-07-24 |
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