DE19610897A1 - Pfropfcopolymerisate - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Pfropfcopolymerisate, ent
haltend
- A) 0,1 bis 5 Gew.-% eines Kerns mit einer Glasübergangs
temperatur von höchstens 0°C und einer mittleren Teilchen
größe (d₅₀) von bis zu 120 nm, aufgebaut aus
- a₁) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Alkylacrylates,
- a₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren a₁ copolymerisierbaren Monomeren a₂ und
- a₃) 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers,
- B) 1 bis 90 Gew.-% einer ersten Schale aus einem Material mit
einer Glasübergangstemperatur von mindestens 25°C und einer
mittleren Teilchengröße (d₅₀) aus dem Kern A und der ersten
Schale B von mindestens 150 nm, aufgebaut aus
- b₁) 50 bis 99,8 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren,
- b₂) 0 bis 49,8 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren b₁ copolymerisierbaren Monomeren b₂,
- b₃) 0,1 bis 25 Gew.-% einer Vernetzerkomponente aus
- α) 0,1 bis 100 Gew.-% Dihydrodicyclopentadienylacrylat und
- β) 0 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines weiteren Vernet zers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unter schiedlicher Reaktivität und
- b₄) 0,1 bis 25 Gew.-% mindestens eines Vernetzers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen gleicher Reaktivität und
- C) 4,8 bis 98,8 Gew.-% einer zweiten Schale aus einem Material
mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens 0°C, auf
gebaut aus
- c₁) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Alkylacrylates,
- c₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren c₁ copolymerisierbaren Monomeren c₂ und
- c₃) 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers sowie
- D) 0,1 bis 90 Gew.-% mindestens einer weiteren Schale.
Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung die
ser Pfropfcopolymerisate zur Herstellung thermoplastischer Form
massen sowie diese thermoplastischen Formmassen. Darüber hinaus
erstreckt sich die vorliegende Erfindung auch auf ein Verfahren
zur Herstellung dieser Pfropfcopolymerisate, sowie auf Form
körper, Folien, Fasern und Beschichtungen aus diesem Pfropf
copolymerisaten.
Pfropfcopolymerisate, die häufig auch als "Kern-Schale"-Teilchen
bezeichnet werden, sind beispielsweise als Schlagzähmodifier für
Kunststoffe wie Styrol-Acrylnitril-Copolymere (SAN), Polyvinyl
chlorid (PVC), Polymethylmethacrylat oder Polycarbonat bekannt.
Sie können zwei oder mehrstufig aufgebaut sein. Die Pfropfgrund
lage, der "Kern", kann aus elastomerem "weichem" Material, d. h.
solchem mit Glasübergangstemperaturen von weniger als 0°C, oder
nicht elastomerem, "hartem" Material, d. h. solchem mit Glas
übergangstemperaturen von mehr als etwa 25°C, bestehen. Die
Pfropfauflage, "Schale" oder "Hülle", kann entsprechend hart bzw.
weich oder im Fall von mehrstufigen Pfropfcopolymerisaten abwech
selnd hart oder weich sein.
Die Glasübergangstemperatur der einzelnen Stufen kann jeweils
durch die Wahl der Monomeren und zusätzlich durch Zugabe eines
oder mehrerer Vernetzer beeinflußt werden. Vernetzend wirken
Monomere, die zwei oder mehr funktionelle Gruppen aufweisen, die
mit den die Pfropfgrundlage oder -auflage aufbauenden Monomeren
reagieren können. Reagieren alle funktionellen Gruppen des poly
funktionellen Monomeren gleichschnell ab, so wirken diese Monome
ren nur vernetzend. Enthalten die Vernetzer jedoch funktionelle
Gruppen unterschiedlicher Reaktivität, so können die nicht ab
reagierten funktionellen Gruppen als Pfropfstellen beispielsweise
für die Anbindung einer Pfropfauflage an die Pfropfgrundlage
dienen. Derartige Vernetzer wirken also nicht nur vernetzend,
sondern auch pfropfaktiv.
Für welche Zwecke Pfropfcopolymerisate eingesetzt werden können,
wie sie beispielsweise optische Qualität, Einfärbbarkeit, Witte
rungsstabilität oder Schlagrißbildung in Formmassen beeinflussen,
hängt von deren Aufbau aber auch von deren Größe und Morphologie
ab.
Bislang war es nicht möglich, Pfropfcopolymerisate (z. B. solche
aufgebaut aus einem Polystyrolkern, einer ersten Schale aus Poly
butylacrylat und einer zweiten Schale aus Styrol-Acrylnitril-Co
polymeren) großer Teilchengröße mit wirklicher Kern-Schale-Struk
tur herzustellen, wenn Kern- und Schalenmaterialien mitein
ander unverträglich waren (siehe z. B. H. Okubo, Makromol. Chem.,
Macromol. Symp. 35/36 (1990) 307-325). Ab bestimmten Teilchen
durchmessern der Pfropfgrundlage (ab ca. 100 bis 150 nm und
Gesamtteilchengrößen ab ca. 200 nm) zeigt sich nämlich bei der
artigen Pfropfcopolymerisaten, daß Pfropfgrundlage und -auflage
keine definierte Kern-Schale-Struktur bilden. Dabei ist der Kern
nicht vollständig und im wesentlichen konzentrisch von der
Pfropfauflage umhüllt. Die Pfropfgrundlage und -auflage sind
teilweise vermischt oder das Kernmaterial bildet zum Teil die
äußere Phasengrenze des "Kern-Schale"-Teilchens. Hierdurch ent
steht eine himbeerartige Morphologie.
Deshalb weisen die bislang bekannten Pfropfcopolymerisate mit
definierter Kern-Schale-Struktur, deren Kern- und Schalen
materialien miteinander unverträglich sind, nur kleine bzw. im
Verhältnis zur Gesamtgröße der Pfropfcopolymerisate nur kleine
Kerndurchmesser auf oder sie enthalten eine Pfropfgrundlage aus
Material, das mit dem der Pfropfauflage verträglich ist.
Unter der Verträglichkeit zweier Polymerkomponenten versteht man
im allgemeinen die Mischbarkeit der Komponenten oder die Neigung
des einen Polymeren, sich in der anderen Polymerkomponente zu
lösen (siehe B. Vollmert, Grundriß der makromolekularen Chemie,
Band IV, S. 222 ff, E. Vollmert-Verlag 1979).
Zwei Polymere sind umso besser verträglich, je geringer die
Differenz ihrer Löslichkeitsparameter ist. Derartige Parameter
sowie die Mischungsenthalpie sind nicht einheitlich für alle
Polymeren bestimmbar, so daß die Löslichkeit nur indirekt, z. B.
durch Torsions-Schwingungs- oder DTA-Messungen bestimmbar ist.
Von einem mischbaren, d. h. verträglichen System aus zwei oder
mehreren Polymeren kann zumindest dann ausgegangen werden, wenn
dieses zumindest eines der folgenden Kriterien erfüllt:
- - optische Klarheit
Ein Film aus miteinander verträglichen Polymeren erscheint optisch klar, sind diese aber unverträglich, so erscheint der Film optisch trübe. Im Zweifelsfall kann eine elektronenmikro skopische Untersuchung den Grad der Entmischung ermitteln. - - Glasübergangstemperatur:
Miteinander mischbare, d. h. verträgliche Polymere zeigen bei thermischen Belastungen (DTA- oder DSC-Messungen) nur eine Glas übergangstemperatur, die zwischen denen der Ausgangspolymeren liegt. Bei teilverträglichen Polymeren können zwei verschiedene Glasübergangstemperaturen nachgewiesen werden, die sich aber aufeinander zubewegen. - - Kernspinresonanz-(NMR)-Relaxation:
Eine sehr empfindliche Methode ist die Bestimmung der Polymer mischbarkeit durch NMR-Relaxationszeitmessungen. Im Falle nicht mischbarer Polymere werden die Spin-Spin- bzw. Spin-Gitter-Re laxationszeiten der reinen Polymere gemessen, im Falle misch barer Polymere treten andere Relaxationszeiten auf. - - sonstige Methoden:
Andere anwendbare Verfahren, die zur Bestimmung der Mischbarkeit von Polymeren herangezogen werden können, sind Trübungsmessungen, Streumethoden (Lichtstreuung), IR-Spektroskopie und Fluoreszenz techniken (L.A. Utracki "Polymer Alloys and Blends", S. 34-42, New York 1989).
Beispiele für miteinander mischbare Polymere sind in ver
schiedenen Monographien (z. B. J. Brandrup, E.H. Immergut:
Polymer Handbook, 3rd Edition, 1989) ausführlich dokumentiert.
So ist der US-A-4 108 946 eine Pfropfgrundlage mit einer
Teilchengröße bis 240 nm aus vernetzten Monomerengemischen aus
Styrol/Acrylnitril oder Styrol/Acrylnitril/Methylmethacrylat zu
entnehmen, die mit einer Pfropfauflage aus Acrylestern versehen
ist. Reines Polystyrol als Pfropfgrundlage wird als nicht
wünschenswert bezeichnet.
Aus der DE-A 33 00 526 waren Pfropfcopolymerisate bekannt, die
jeweils aus einem nichtelastischen Kern mit Durchmessern bis
500 nm, bevorzugt bis 200 nm, und einer vernetzten Acrylester
hülle aufgebaut sind. Für das Monomermaterial des Kerns wird
bevorzugt überwiegend Methylmethacrylat eingesetzt.
Ebenso waren in der US-A-3 793 402 Pfropfcopolymerisate offen
bart, deren Pfropfgrundlagen vernetzt sind. Als Vernetzer für
Pfropfgrundlagen, die bevorzugt aus Styrol oder substituierten
Styrolen bestehen, werden Polyvinylbenzole wie Divinyl- oder
Trivinylbenzol beschrieben.
Darüber hinaus waren der DE-A-22 44 519 Pfropfcopolymerisate zu
entnehmen, die je eine Pfropfgrundlage auf der Basis vinylaroma
tischer Verbindungen und bis zu 10 Gew.-% vernetzender Monomerer
enthalten. Ferner waren in der DE-A-41 32 497 Pfropfcopoly
merisate veröffentlicht, deren Pfropfgrundlagen überwiegend aus
vinylaromatischen Monomeren aufgebaut sind und die vernetzend als
auch pfropfaktiv wirkende Vernetzer enthalten können. Nach dem
dort beschriebenen Verfahren können entweder Pfropfcopolymerisate
erhalten werden, die kleine Kerne (bis ca. 150 nm) enthalten,
oder solche, die keine definierte Kern-Schale-Morphologie auf
weisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, Pfropfcopolymerisate
zur Verfügung zu stellen, die insbesondere bei tiefen Temperatu
ren unabhängig von der Verarbeitungstemperatur bessere Schlag
zähigkeiten und vor allem bessere multiaxiale Zähigkeiten auf
weisen und zu Formmassen führen, die sich leichter einfärben
lassen und bessere Oberflächen aufweisen. Darüber hinaus sollten
diese Pfropfcopolymerisate große Teilchendurchmesser von mehr als
350 nm aufweisen und über eine echte Kern-Schale-Struktur mit
definierter Phasengrenze zwischen dem Kern und der ersten Schale
sowie zwischen der ersten Schale und der zweiten Schale verfügen.
Diese Aufgabe wird von den eingangs definierten Pfropfcopolymeri
saten gelöst.
Die erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate bestehen aus einem
vernetzten, weichen Kern A, einer damit unverträglichen, vernetz
ten, harten, ersten Schale B, einer damit unverträglichen, ver
netzten, weichen, zweiten Schale C und mindestens einer weiteren
Schale D. Die Pfropfcopolymerisate können nach an sich bekannten
Verfahren hergestellt werden (US-A 3 055 859, DE-B 12 60 135).
Bevorzugt sind dabei solche Pfropfcopolymerisate, die 0,1 bis
5 Gew.-%, insbesondere 1 bis 3 Gew.-% des Kerns A, 1 bis
90 Gew.-%, insbesondere 10 bis 50 Gew.-% der ersten Schale B,
4,8 bis 98,8 Gew.-%, insbesondere 20 bis 60 Gew.-% der zweiten
Schale C und 0,1 bis 90 Gew.-%, insbesondere 20 bis 67 Gew.-%
mindestens einer weiteren Schale D aufweisen.
Im einzelnen sind die das erfindungsgemäße Pfropfcopolymerisat
aufbauenden Materialien, der Kern A, die erste Schale B, die
zweite Schale C und die weitere Schale D folgendermaßen charak
terisiert:
Der Kern A stellt die Pfropfgrundlage des erfindungsgemäßen
Pfropfcopolymerisats dar. Er weist eine Glasübergangstemperatur
von höchstens 0°C, bevorzugt von höchstens -20°C und insbesondere
von -100°C bis -30°C auf. Die mittlere Teilchengröße (d₅₀) des
Kerns A, bzw. der Pfropfgrundlage A, beträgt bis zu 120 nm, ins
besondere 40 bis 110 nm und besonders bevorzugt 50 bis 100 nm.
Bei der Angabe der mittleren Teilchengröße (d₅₀) handelt es sich
in allen Fällen um das Gewichtsmittel der Teilchengröße, wie sie
mittels einer analytischen Ultrazentrifuge entsprechend der
Methode von W. Scholtan und H. Lange, Kolloid-Z. und Z.-Polymere,
250 (1972), Seiten 782 bis 796, bestimmt werden. Die Ultra
zentrifugenmessungen liefert die integrale Massenverteilung des
Teilchendurchmessers einer Probe. Hieraus läßt sich entnehmen,
wieviel Gewichtsprozent der Teilchen einen Durchmesser gleich
oder kleiner einer bestimmten Größe haben. Der mittlere Teilchen
durchmesser (d₅₀) ist dabei als der Teilchendurchmesser definiert,
bei dem 50 Gew.-% der Teilchen einen kleineren Durchmesser haben
als der Durchmesser, der dem d₅₀-Wert entspricht. Ebenso haben
dann 50 Gew.-% der Teilchen einen größeren Durchmesser als der
d₅₀ -Wert.
Die Pfropfgrundlage A ist aufgebaut aus
- a₁) 50 bis 99,9 Gew.-% insbesondere aus 75 bis 99,9 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 90 bis 99,9 Gew.-% eines Alkyl acrylates,
- a₂) 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere aus 0 bis 25 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 0 bis 10 Gew.-% eines mit den Monomeren a₁ copolymerisierbaren Monomeren a₂ und
- a₃) 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere aus 0,1 bis 5 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 0,1 bis 3 Gew.-% mindestens eines Vernetzers.
Als Monomere a₁ kommen Acrylsäurealkylester, Acrylsäurephenyl
alkylester oder Acrylsäurephenoxyalkylester mit bis zu
18 C-Atomen, insbesondere solche mit 2 bis 8 C-Atomen im Alkyl
rest allein oder in Mischung in Betracht. Insbesondere sind
Acrylsäure-n-butylester und Acrylsäureethylhexylester, z. B.
Acrylsäureethyl-n-hexylester sowie Acrylsäurephenyl-n-propylester
oder Acrylsäurephenoxyethylester geeignet.
Beispiele für die Monomeren a₂ sind von a₁ unterschiedliche Acryl
säure- oder Methacrylsäurederivate, darunter bevorzugt deren
Ester oder Amide. Daneben kommen bevorzugt Styrol, kernsubsti
tuierte Styrole, α-Methylstyrol, Acrylnitril, Butadien oder Iso
pren als copolymerisierbare Monomere a₂ in Betracht. Es können
selbstverständlich auch Mischungen unterschiedlicher Monomerer a₂
verwendet werden.
Als Vernetzer a₃ kommen ein oder mehrere der üblicherweise ver
wendeten, vernetzend wirkenden Monomere in Betracht, die sowohl
einzeln als auch als Mischungen miteinander eingesetzt werden
können. Eine bevorzugte Vernetzerkomponente kann Dihydrodicyclo
pentadienylacrylat (α) der Formel (I)
alleine oder in Kombination mit mindestens einem anderen Ver
netzer mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unterschiedlicher
Reaktivität (β) enthalten. Erfindungsgemäß besteht die Vernetzer
komponente aus 0,1 bis 100, bevorzugt aus 25 bis 100 Gew.-%,
bezogen auf α und β, aus α und aus 0 bis 99,9, bevorzugt aus 0 bis
75 Gew.-%, bezogen auf α und β, aus β. Besonders bevorzugt enthält
die Vernetzerkomponente von 50 bis 100 Gew.-% α und von 0 bis
50 Gew.-% β.
Beispiele geeigneter Vernetzer β sind ethylenisch ungesättigte
Monomere, die Epoxy-, Hydroxy-, Carboxyl-, Amino- oder Säure
anhydridgruppen tragen. Hierzu zählen Hydroxyalkylacrylate oder
Hydroxyalkylmethacrylate wie Hydroxy-C₁-bis C₁₀-alkyl- oder Hydro
xy-C₁- bis C₁₀-methacrylate, insbesondere Hydroxyethylacrylat oder
Hydroxy-n-propylacrylat. Ferner kommen Allylmethacrylat, Meth
allylmethacrylat, Acryloylalkoxysilane oder Methacryloylalkyloxy
silane der allgemeinen Formel II
in Betracht, worin R¹ C₁ bis C₄-Alkyl oder Phenyl, bevorzugt
Methyl bedeutet, R² Wasserstoff oder Methyl ist, n eine ganze Zahl
von 0 bis 2 und p eine ganze Zahl von 1 bis 6, bevorzugt von 1
bis 4 darstellt. Als Beispiele seien genannt
β-Methacryloyloxyethyldimethoxymethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxydimethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxymethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyltrimethoxylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldimethoxymeth ylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldiethoxymethylsilan,
δ-Methacryloyloxy-n-butyldiethoxymethylsilan.
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxydimethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxymethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyltrimethoxylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldimethoxymeth ylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldiethoxymethylsilan,
δ-Methacryloyloxy-n-butyldiethoxymethylsilan.
Zu den bevorzugten Mischungen der Vernetzer α und β zählen
Dihydrodicyclopentadienylacrylat und Hydroxyethylacrylat;
Dihydrodicyclopentadienylacrylat und Allylmethacrylat, Dihydro
dicyclopentadienylacrylat, Hydroxyethylacrylat und Allylmeth
acrylat; Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Allylmethacrylat und
β-Methacrylolyloxyethyldimethoxymethylsilan; Dihydroxydicyclo
pentadienylacrylat und β-Methacrylolyloxyethyldimethoxymethyl
silan.
Weitere geeignete Vernetzer a₃ mit zwei oder mehr funktionellen
Gruppen gleicher Reaktivität sind beispielsweise Mono-, Di-, Tri- oder
Tetra-Alkylen-glycoldiacrylate bevorzugt C₁- bis C₄-Mono-Al
kylenglycoldiacrylate wie Ethylenglykoldiacrylat, n-Propylen
glycoldiacrylat, 1,3-n-Butylenglycoldiacrylat oder 1,4-n-Butylen
glycoldiacrylat. Ebenso kommen Mono-, Di-, Tri- oder Tetra-Al
kylenglykoldimethacrylate in Betracht, bevorzugt C₁- bis
C₄-Mono-Alkylenglykoldimethacrylate wie Ethylenglykoldimeth
acrylat, n-Propylenglycoldimethacrylat, 1,3-n-Butylenglycoldi
methacrylat oder 1,4-n-Butylenglycoldimethacrylat. Acrylate oder
Methacrylate von Glycerin, Trimethylolpropan, Pentaerythrit,
Inosit oder ähnlicher Zuckeralkohole sind auch geeignete Ver
netzer a₃. Als weitere geeignete Vernetzer a₃ sind Acryl- oder
Methacrylamide von Ethylendiamin oder anderen aliphatischen Di- oder
Polyaminen zu nennen. Darüber hinaus können Diallylmaleat,
Diallylfumarat oder Diallylphthalat, Triacryl- oder Trimeth
acrylamide, Triallycyanurat oder Triallylisocyanurat sowie Vinyl
benzole wie Divinylbenzol oder Trivinylbenzol als Vernetzer a₃
verwendet werden.
Die Wahl des Vernetzers a₃ richtet sich danach, welche Art Netz
werk die Propfgrundlage A aufweisen soll. Ein kompaktes Netzwerk
ergibt sich beispielsweise, wenn Vernetzer α zusammen mit
Divinylbenzol verwendet wird, während ein relativ lockeres Netz
werk erhalten wird, wenn z. B. Vernetzer α zusammen mit Tetra
ethylenglycoldiacrylat oder -dimethacrylat eingesetzt wird. Zu
den besonders bevorzugten Vernetzermischungen zählen Dihydrodi
cyclopentadienylacrylat und Butandioldiacrylat; Dihydrodicyclo
pentadienylacrylat und Divinylbenzol; Dihydrodicyclopentadienyl
acrylat und Diethylenglycoldiacrylat sowie Dihydrodicyclopenta
dienylacrylat und Tetraethylenglycoldimethacrylat.
Des weiteren sind bevorzugt Dihydrodicyclopentadienylacrylat,
Butandioldiacrylat und Allylmethacrylat; Dihydrodicyclopenta
dienylacrylat, Butandioldiacrylat und Hydroxyethylacrylat;
Dihydrodicyclopentadienylacrylati Butandioldiacrylat und Divinyl
benzol; Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Hydroxyethylacrylat und
Divinylbenzol oder Diethylenglycoldiacrylat oder Tetraethylengly
coldimethacrylat; Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Hydroxyethyl
acrylat, Allylmethacrylat und Divinylbenzol oder Diethylenglycol
diacrylat oder Tetraethylenglycoldimethacrylat; Dihydrodicyclo
pentadienylacrylat, Allylmethacrylat, β-Methacrylolyloxyethyldi
methoxymethylsilan und Divinylbenzol oder Diethylenglycoldi
acrylat oder Tetraethylenglycoldimethacrylat; Dihydroxydicyclo
pentadientylacrylat, β-Methacrylolyloxyethyldimethoxymethylsilan
und Divinylbenzol oder Diethylenglycoldiacrylat oder Tetra
ethylenglycoldimethacrylat.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate kann
3 nach den bekannten Methoden erfolgen (siehe u. a. DE-B 12 60 135,
DE-A 23 11 129, DE-A 28 26 925, EP-A 81 761, EP-A 450 485,
US-A 3 691 260). Hierzu wird zunächst die Pfropfgrundlage A her
gestellt. Als Pfropfgrundlage werden das Alkylacrylat a₁ und das
mit a₁ copolymerisierbare Monomere a₂ sowie der Vernetzer a₃ in
wäßriger Emulsion bei 20 bis 100°C, bevorzugt zwischen 50 und
80°C polymerisiert. Es können die üblichen Emulgatoren, wie
beispielsweise Alkalisalze von Alkyl- oder Alkylarylsulfonsäuren,
Alkylsulfate, Fettalkoholsulfonate, Salze höherer Fettsäuren mit
10 bis 30 Kohlenstoffatomen oder Harzseifen verwendet werden.
Vorzugsweise nimmt man dafür die Kalium- oder Natriumsalze von
Alkylsulfonaten oder von Fettsäuren mit 10 bis 18 Kohlenstoff
atomen. Es ist günstig, die Emulgatoren in einer Menge von 0,1
bis 5 Gew.-%, insbesondere von 0,2 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht der für die Herstellung der Pfropfgrundlage verwen
deten Monomeren, einzusetzen.
Im allgemeinen wird bei einem Wasser/Monomer-Verhältnis von 2 : 1
bis 0,7 : 1 gearbeitet. Als Polymerisationsinitiatoren dienen ins
besondere die gebräuchlichen Persulfate, wie z. B. Kaliumperoxo
disulfat; es sind jedoch auch Redoxsysteme geeignet. Die Menge
an Initiatoren (z. B. 0,1 bis 2,5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamt
gewicht der Monomeren) richtet sich in bekannter Weise nach dem
gewünschten Molgewicht.
Als Polymerisationshilfsstoffe können übliche Puffersubstanzen,
durch welche pH-Werte von vorzugsweise 6 bis 9 eingestellt
werden, beispielsweise Natriumbicarbonat und Natriumpyrophosphat,
sowie bis 3 Gew.-% eines Molekulargewichtsreglers, wie
Mercaptane, Terpinol oder dimeres alpha-Methylstyrol, verwendet
werden.
Auf der Pfropfgrundlage A (Kern A) wird anschließend die erste
Schale B aufgebracht.
Die erste Schale B weist eine Glasübergangstemperatur von minde
stens 25°C, bevorzugt von mindestens 50°C und insbesondere von
80 bis 130°C auf. Die mittlere Teilchengröße (d₅₀) der Teilchen,
bestehend aus der Pfropfgrundlage A und der ersten Schale B,
beträgt mindestens 150 nm, insbesondere mindestens 180 nm und
besonders bevorzugt 180 bis 500 nm.
Die erste Schale B ist aufgebaut aus
- b₁) 50 bis 99,8 Gew.-%, insbesondere aus 75 bis 99,8 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 90 bis 99,8 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren,
- b₂) 0 bis 49,8 Gew.-%, insbesondere aus 0 bis 25 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 0 bis 10 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren b₁ copolymerisierbaren Monomeren b₂,
- b₃) 0,1 bis 25 Gew.-%, insbesondere aus 0,1 bis 10 Gew.-% und
besonders bevorzugt aus 0,1 bis 5 Gew.-% einer Vernetzer
komponente aus
- α) 0,1 bis 100 Gew.-%, insbesondere aus 25 bis 75 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 40 bis 60 Gew.-% Dihydro dicyclopentadienylacrylat und
- β) 0 bis 99,9 Gew.-%, insbesondere aus 0 bis 75 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 0 bis 60 Gew.-% mindestens eines weiteren Vernetzers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unterschiedlicher Reaktivität und
- b₄) 0,1 bis 25 Gew.-%, insbesondere aus 0,1 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 0,1 bis 5 Gew.-% mindestens eines weiteren Vernetzers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen gleicher Reaktivität.
Als vinylaromatische Monomere b₁ kommen vor allem Styrol,
α-Methylstyrol oder kernalkylierte Styrole wie p-Methylstyrol
oder p-tert.-Butylstyrol in Betracht. Besonders bevorzugt werden
Styrol, α-Methylstyrol oder p-Methylstyrol oder deren Mischungen
eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt wird Styrol verwendet.
Als mit den Monomeren b₁ copolymerisierbare Monomere b₂ seien
Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylsäure, Methacrylsäure, Methyl
methacrylat, Glycidylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid oder Vinyl
methylether zu nennen. Selbstverständlich können auch Mischungen
unterschiedlicher Monomerer b₂ eingesetzt werden. Zu den bevor
zugten Monomeren b₂ zählen Acrylnitril und Methylmethacrylat.
Des weiteren ist die erste Schale B aus einer Vernetzerkompo
nente b₃ aufgebaut. Diese beträgt von 0,1 bis 25 Gew.-%, bevorzugt
von 0,1 bis 10 Gew.-%, besonders bevorzugt von 1 bis 5 Gew.-%,
bezogen auf die Komponenten b₁ bis b₄. Die Vernetzerkomponente
kann Dihydrodicyclopentadienylacrylat (α) der Formel I
alleine oder in Kombination mit mindestens einem anderen
Vernetzer mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unterschied
licher Reaktivität (β) enthalten. Erfindungsgemäß besteht die
Vernetzerkomponente aus 0,1 bis 100, bevorzugt aus 25 bis 100
Gew.-%, bezogen auf α und β, aus α und aus 0 bis 99,9, bevorzugt
aus 0 bis 75 Gew.-%, bezogen auf α und β, aus β. Besonders bevor
zugt enthält die Vernetzerkomponente 50 bis 100 Gew.-% α und
0 bis 50 Gew.-% β.
Beispiele geeigneter Vernetzer β sind ethylenisch ungesättigte
Monomere, die Epoxy-, Hydroxy-, Carboxyl-, Amino- oder Säure
anhydridgruppen tragen. Hierzu zählen Hydroxyalkylacrylate oder
Hydroxyalkylmethacrylate wie Hydroxy-C₁- bis C₁₀-alkyl- oder Hydro
xy-C₁- bis C₁₀-methacrylate, insbesondere Hydroxyethylacrylat oder
Hydroxy-n-propylacrylat. Ferner kommen Allylmethacrylat, Methal
lylmethacrylat, Acryloylalkoxysilane oder Methacryloylalkyloxy
silane der allgemeinen Formel II
in Betracht, worin R¹ C₁ bis C₄-Alkyl oder Phenyl, bevorzugt
Methyl bedeutet, R² Wasserstoff oder Methyl ist, n eine ganze
Zahl von 0 bis 2 und p eine ganze Zahl von 1 bis 6, bevorzugt
von 1 bis 4 darstellt. Als Beispiele seien genannt
β-Methacryloyloxyethyldimethoxymethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxydimethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxymethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyltrimethoxylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldimethoxymeth ylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldiethoxymethylsilan,
δ-Methacryloyloxy-n-butyldiethoxymethylsilan.
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxydimethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propylmethoxymethylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyltrimethoxylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldimethoxymeth ylsilan,
γ-Methacryloyloxy-n-propyldiethoxymethylsilan,
δ-Methacryloyloxy-n-butyldiethoxymethylsilan.
Zu den bevorzugten Mischungen der Vernetzer α und β zählen
Dihydrodicyclopentadienylacrylat und Hydroxyethylacrylat;
Dihydrodicyclopentadienylacrylat und Allylmethacrylat, Dihydro
dicyclopentadienylacrylat, Hydroxyethylacrylat und Allylmeth
acrylat; Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Allylmethacrylat und
β-Methacrylolyloxyethyldimethoxymethylsilan; Dihydroxydicyclo
pentadienylacrylat und β-Methacrylolyloxyethyldimethoxymethyl
silan.
Darüber hinaus ist die erste Schale B erfindungsgemäß aufgebaut
aus 0,1 bis 25, bevorzugt 0,1 bis 10 Gew.-%, bezogen auf die
Komponenten b₁ bis b₄, mindestens eines Vernetzers mit zwei oder
mehr funktionellen Gruppen gleicher Reaktivität (b₄). Besonders
bevorzugte Pfropfcopolymerisate enthalten b₄ in Mengen von 1 bis
5 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten b₁ bis b₄. Prinzipiell
können die Komponenten b₃ und b₄ in jedem Verhältnis zueinander
stehen. Bevorzugte erste Schalen B enthalten jedoch die Kompo
nenten b₃ und b₄ im Verhältnis von 1 : 0,75 bis 1 : 5. Der Anteil
der Komponente b₄ kann aber auch darunter liegen, beispielsweise
bis 1 : 0,5 betragen. Auch kommen höhere Anteile an b₄ in
Betracht. So können die Verhältnisse von b₃ zu b₄ bis 1 : 10
betragen. Besonders bevorzugt betragen die Verhältnisse von b₃
zu b₄ von 1 : 0,8 bis 1 : 3, oder 1 : 1 bis 1 : 3, insbesondere von
1 : 0,9 bis 1 : 2, beispielsweise 1 : 1 oder 1 : 1,5.
Geeignete Vernetzer b₄ sind z. B. Mono-, Di-, Tri- oder Te
tra-Alylenglycoldiacrylate, bevorzugt C₁- bis C₄-Mono-Alkylenglycol
diacrylate wie Ethylenglykoldiacrylat, n-Propylenglycoldiacrylat,
1,3-n-Butylenglycoldiacrylat oder 1,4-n-Butylenglycoldiacrylat.
Ebenso kommen Mono-, Di-, Tri- oder Tetra-Alkylenglykoldimeth
acrylate in Betracht, bevorzugt C₁- bis C₄-Mono-Alkylenglykoldi
methacrylate wie Ethylenglykoldimethacrylat, n-Propylenglycoldi
methacrylat, 1,3-n-Butylenglycoldimethacrylat oder 1,4-n-Butylen
glycoldimethacrylat. Acrylate oder Methacrylate von Glycerin,
Trimethylolpropan, Pentaerythrit, Inosit oder ähnlicher Zucker
alkohole sind auch geeignete Vernetzer b₄. Als weitere geeignete
Vernetzer b₄ sind Acryl- oder Methacrylamide von Ethylendiamin
oder anderen aliphatischen Di- oder Polyaminen zu nennen. Darüber
hinaus können Diallylmaleat, Diallylfumarat oder Diallylphthalat,
Triacryl- oder Trimethacrylamide, Triallycyanurat oder Triallyl
isocyanurat sowie Vinylbenzole wie Divinylbenzol oder Trivinyl
benzol als Vernetzer b₄ verwendet werden.
Die Wahl des Vernetzers b₄ richtet sich danach, welche Art Netz
werk die erste Schale B aufweisen soll. Ein kompaktes Netzwerk
ergibt sich beispielsweise, wenn Vernetzer α zusammen mit
Divinylbenzol verwendet wird, während ein relativ lockeres Netz
werk erhalten wird, wenn z. B. Vernetzer α zusammen mit Tetra
ethylenglycoldiacrylat oder -dimethacrylat eingesetzt wird. Zu
den besonders bevorzugten Vernetzermischungen zählen Dihydrodi
cyclopentadienylacrylat und Butandioldiacrylat; Dihydrodicyclo
pentadienylacrylat und Divinylbenzol; Dihydrodicyclopentadienyl
acrylat und Diethylenglycoldiacrylat sowie Dihydrodicyclopenta
dienylacrylat und Tetraethylenglycoldimethacrylat.
Des weiteren sind bevorzugt Dihydrodicyclopentadienylacrylat,
Butandioldiacrylat und Allylmethacrylat; Dihydrodicyclopenta
dienylacrylat, Butandioldiacrylat und Hydroxyethylacrylat;
Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Butandioldiacrylat und Divinyl
benzol; Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Hydroxyethylacrylat und
Divinylbenzol oder Diethylenglycoldiacrylat oder Tetraethylen
glycoldimethacrylat; Dihydrodicyclopentadienylacrylat, Hydroxy
ethylacrylat, Allylmethacrylat und Divinylbenzol oder Diethylen
glycoldiacrylat oder Tetraethylenglycoldimethacrylat; Dihydro
dicyclopentadienylacrylat, Allylmethacrylat, β-Methacrylolyloxy
ethyldimethoxymethylsilan und Divinylbenzol oder Diethylenglycol
diacrylat oder Tetraethylenglycoldimethacrylat; Dihydroxydicyclo
pentadientylacrylat, β-Methacrylolyloxyethyldimethoxymethylsilan
und Divinylbenzol oder Diethylenglycoldiacrylat oder Tetra
ethylenglycoldimethacrylat.
Die erste Schale B wird der Pfropfgrundlage A bevorzugt in der
Weise aufgebracht, daß man in Gegenwart der eine Latex dar
stellenden Pfropfgrundlage A die Monomere b₁, b₃ und b₄, sowie
gegebenenfalls b₂ miteinander polymerisiert. Dies erfolgt vorzugs
weise in einer wäßrigen Emulsion, unter den gleichen Bedingungen,
wie bei der Herstellung der Pfropfgrundlage A beschrieben.
Für die Herstellung in wäßriger Emulsion können die üblichen
Emulgatoren wie Alkalisalze von Alkyl- oder Alkylarylsulfon
säuren, Alkylsulfate, Fettalkoholsulfonate, Salze höherer Fett
säuren mit 10 bis 30 C-Atomen oder Harzseifen verwendet werden.
Vorzugsweise werden Natriumsalze von Alkylsulfonaten oder von
Fettsäuren mit 10 bis 18 C-Atomen verwendet. Bevorzugt werden
Emulgatoren in Mengen von 0,3 bis 5 Gew.-%, insbesondere von
1 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren,
eingesetzt. Als Polymerisationsinitiatoren dienen insbesondere
die gebräuchlichen Persulfate, wie Kaliumperoxodisulfat; es sind
jedoch auch Redoxsysteme geeignet, die niedrigere Polymerisati
onstemperaturen erlauben. Die Menge an Initiatoren (z. B. von
0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der für die
Herstellung der ersten Schale B verwendeten Monomeren) richtet
sich in bekannter Weise nach dem gewünschten Molekulargewicht.
Als Polymerisationshilfsstoffe können die üblichen Puffer
substanzen, durch welche pH-Werte von bevorzugt 6 bis 9 ein
gestellt werden, z. B. Natriumhydrogencarbonat oder Natrium
pyrophosphat, sowie Molekulargewichtsregler, wie Mercaptane,
Terpinole oder dimeres α-Methylstyrol verwendet werden. Die
Molekulargewichtsregler werden im allgemeinen in Mengen bis zu
3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der für die Herstellung
der ersten Schale B verwendeten Monomeren, verwendet.
Die erste Schale B hat in der Regel Gelgehalte von mindestens 90,
bevorzugt mindestens 95%, wobei der Gelgehalt als Verhältnis von
im Lösungsmittel (Toluol) unlöslicher Masse zu Gesamtmasse defi
niert ist. Als Quellungsindex wird das Verhältnis von im Lösungs
mittel (Toluol) gequollener zu ungequollener Masse bezeichnet und
beträgt für die Pfropfgrundlage im allgemeinen von 7 bis 15.
Auf die erste Schale B wird danach die zweite Schale C aufge
bracht.
Die zweite Schale C weist eine Glasübergangstemperatur von
höchstens 0°C, bevorzugt von höchstens -20°C und insbesondere
von -100°C bis -30°C auf. Die mittlere Teilchengröße (d₅₀) der
Teilchen, aufgebaut aus der Pfropfgrundlage A, der ersten Schale
B und der zweiten Schale C beträgt vorzugsweise 180 bis 700 nm,
insbesondere 250 bis 500 nm.
Die zweite Schale ist aufgebaut aus
- c₁) 50 bis 99,9 Gew.-%, insbesondere aus 75 bis 99,9 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 70 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Alkylacrylates,
- c₂) 0 bis 50 Gew.-%, insbesondere aus 0 bis 25 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren c₁ copolymerisierbaren Monomeren c₂ und
- c₃) 0,1 bis 20 Gew.-%, insbesondere aus 0,1 bis 10 Gew.-% und besonders bevorzugt aus 0,5 bis 10 Gew.-% mindestens eines Vernetzers.
Als Monomere c₁ können die gleichen Alkylacrylate verwendet
werden, welche vorstehend bei der Herstellung der Pfropf
grundlage A als Monomere a₁ bezeichnet werden.
Was die Monomere c₂ betrifft, die mit den Monomeren c₁ copoly
merisierbar sein sollen, so sei auf die bei der Herstellung der
Pfropfgrundlage A als Monomere a₂ eingesetzten Verbindungen ver
wiesen. Bevorzugt werden Styrol oder Acrylnitril entweder allein
oder als Gemisch unterschiedlicher Monomerer c₂ verwendet.
In bezug auf die Monomere c₃ können ebenfalls die gleichen Vernet
zer eingesetzt werden, welche bei der Herstellung der Pfropf
grundlage A als Vernetzer a₃ bezeichnet werden.
Die Aufbringung der zweiten Schale C auf die Teilchen aus der
Pfropfgrundlage A und der ersten Schale B wird üblicherweise mit
analogen Polymerisationsverfahren durchgeführt, wie bereits bei
der Herstellung der Pfropfgrundlage A und der ersten Schale B
ausgeführt. Was die dabei einzuhaltenden Polymerisations
bedingungen, Lösungsmittel, Emulgatoren und Initiatoren betrifft,
so sei auf die Ausführungen in bezug auf die Pfropfgrundlage A
und die erste Schale B verwiesen.
Die zweite Schale C wird den Teilchen aus der Pfropfgrundlage A
und der ersten Schale B bevorzugt in der Weise aufgebracht, daß
man in Gegenwart dieser Teilchen die Monomere c₁, sowie gegebenen
falls c₂ bzw. c₃ miteinander polymerisiert. Dies erfolgt vorzugs
weise in einer wäßrigen Emulsion, unter analogen Bedingungen, wie
bei der Herstellung der Pfropfgrundlage A und der ersten Schale B
beschrieben.
Auf die zweite Schale C wird danach die dritte Schale D aufge
bracht.
Die dritte Schale D wiederum kann aus einer oder auch mehreren
Schalen aufgebaut sein, beispielsweise aus drei verschiedenen
Schalen D. Bevorzugte erfindungsgemäße Pfropfcopolymerisate ent
halten neben der Pfropfgrundlage A und den Schalen B und C noch
insgesamt zwei Schalen D.
Bevorzugt werden Pfropfcopolymerisate, die 0 bis 99,9 Gew.-%,
bevorzugt 25 bis 95 Gew.-%, insbesondere 40 bis 90 Gew.-%,
bezogen auf die Komponente D einer dritten Schale D₁ mit einer
Glasübergangstemperatur von mindestens 25°C sowie 0,1 bis
100 Gew.-%, bevorzugt 5 bis 75 Gew.-%, insbesonders 10 bis 60
Gew.-%, bezogen auf die Komponenten D, einer weiteren Schale D₂
mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 25°C aufweisen.
Dabei besteht die dritte Schale D₁ im allgemeinen aus
- d₁₁) 50 bis 100 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren b₁
- d₁₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit b₁ copolymerisierbaren Monomeren b₂ und
- d₁₃) 0 bis 20 Gew.% eines Vernetzers α oder β oder deren Mischung.
In der Regel ist die weitere Schale D₂ aufgebaut aus
- d₂₁) 50 bis 100 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren b₁ und
- d₂₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit b₂ copolymerisierbaren Monomeren b₂.
Die weiteren Schalen D₁ und D₂ können aus den gleichen Monomeren
b₁, b₂ und b₃ aufgebaut sein wie die erste Schale B. Sie können
aber auch unabhängig von B andere Monomere enthalten.
Es ist vorteilhaft, die Pfropfcopolymerisation der weiteren
Schalen D wiederum in wäßriger Emulsion in Gegenwart der aus
dem Kern A und den beiden Schalen B und C bestehenden Teilchen
durchzuführen. Die Pfropfcopolymerisation kann jedoch auch in
Suspension, Masse oder Lösung erfolgen. Sie kann im gleichen
System wie die Polymerisation bei dem Kern A und den Schalen B
und C vorgenommen werden, wobei weiterer Emulgator und Initiator
zugegeben werden können. Diese können zwar, brauchen aber nicht
mit den zur Herstellung der Pfropfgrundlage A (Kern A) und der
Schalen B und C identisch sein. Im übrigen gilt für die Wahl und
Kombination von Emulgatoren und Polymerisationshilfsstoffen das
bei der Herstellung der Pfropfgrundlage A Gesagte.
Die erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate sind insbesondere nach
einem solchen Verfahren erhältlich, bei dem man die den Kern A
und die Schalen B, C und D bildenden Monomere nacheinander in
einer Emulsion bei Temperaturen von 20 bis 90°C, insbesondere bei
Temperaturen von 60 bis 80°C polymerisiert.
Die erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate weisen im allgemeinen
mittlere Teilchengrößen (d₅₀) von 300 bis 2000, bevorzugt von 350
bis 1500 nm auf. Besonders bevorzugte erfindungsgemäße Pfropf
copolymerisate haben mittlere Teilchendurchmesser (d₅₀) im Bereich
von 400 bis 1000 nm, beispielsweise 500 bis 800 nm oder 450 bis
600 nm. Die erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate können sowohl
eine enge als auch eine breite Teilchengrößenverteilung aufweisen.
Bevorzugt haben sie eine enge Teilchengrößenverteilung. Dabei
ist die Teilchengrößenverteilung definiert als der Quotient
Q = (d₉₀ - d₁₀)/d₅₀. Der d₁₀ bzw. d₉₀-Wert ist analog dem d₅₀-Wert
definiert mit dem Unterschied, daß er auf 10 bzw. 90 Gew.-%
der Teilchen bezogen ist. Besonders bevorzugte erfindungsgemäße
Pfropfcopolymerisate weisen Q-Werte von 0,3 oder kleiner, ins
besondere von 0,15 oder kleiner auf.
Selbst bei großen Teilchengrößen der Pfropfgrundlage oder großem
Verhältnis von Pfropfgrundlage A zu erster Schale B haben die
erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate eine nahezu perfekte
Kern-Schale-Morphologie. Die Pfropfgrundlage A bildet einen Kern mit
definierter Phasengrenze zur ersten Schale B. Er wird im wesent
lichen konzentrisch von der ersten Schale B umhüllt. In der Regel
beträgt der Abstand zwischen der Phasengrenze A zu B und der von
B zu C im Mittel mindestens 5, bevorzugt mindestens 10 nm über
die gesamte im wesentlichen konzentrische erste Schale B, wobei
der Abstand elektronenmikroskopisch ermittelt werden kann. Hierzu
werden Schnitte einer Dicke von weniger als 100 nm mittels eines
Kryo-Ultramikrotoms angefertigt und diese 20 Minuten bei 30°C
mit Rutheniumtetroxid bedampft. Nur die jeweils am Äquator
geschnittenen Teilchen werden ausgemessen und der Mittelwert des
Abstandes der Phasengrenze A/B zu B/C von 10 Teilchen bestimmt.
Die erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate können sowohl alleine
als auch in Mischung mit anderen Pfropfcopolymerisaten oder
Copolymerisaten verwendet werden. Sie eignen sich als Schlagzäh
modifier für thermoplastische Formmassen. Die erfindungsgemäßen
Pfropfcopolymerisate eignen sich insbesondere als Schlagzäh
modifier für Thermoplaste, die eine Glasübergangstemperatur von
25°C oder darüber, bevorzugt über 60°C, insbesondere über 80°C
aufweisen. Beispiele sind Polyvinylchlorid (PVC), Polymethylmeth
acrylat, sowie Copolymere aus vinylaromatischen Monomeren und
polaren, copolymerisierbaren ethylenisch ungesättigten Monomeren.
Besonders bevorzugte Copolymere sind Styrol-Acrylnitril-Copoly
mere oder α-Methylstyrol-Acrylnitril-Copolymere. Zusätzlich kön
nen die thermoplastischen Formmassen andere Thermoplaste, ins
besondere Polycarbonate enthalten. Zu den bevorzugten Formmassen
zählen Formmassen die
- I) 5 bis 95 Gew.-% mindestens eines erfindungsgemäßen Pfropf copolymerisates I
- II) 0 bis 90 Gew.-% mindestens eines vom Pfropfcopolymerisat I verschiedenen Pfropfcopolymerisates II,
- III) 5 bis 95 Gew.-% mindestens eines Copolymerisates aus
- III₁) 50 bis 100 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren, C₁- bis C₁₈-Alkylacrylates, C₁- bis C₁₈-Alkylmethacrylates oder deren Mischungen und
- III₂) 0 bis 50 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Malein säureanhydrid, N-substituierten Maleimiden oder deren Mischungen,
- IV) 0 bis 90 Gew.-% mindestens eines Polycarbonates und
- V) 0 bis 50 Gew.-% Zusatzstoffe.
enthalten.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform enthalten besonders
bevorzugte Formmassen von 10 bis 70 Gew.-% mindestens eines
erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisates I, von 0 bis 70 Gew.-%
mindestens eines Pfropfcopolymerisates II und von 20 bis 89,9
mindestens eines Copolymerisates III und von 0,1 bis 20 Gew.-%
Zusatzstoffe. Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform
enthalten besonders bevorzugte Formmassen von 5 bis 50 Gew.-% des
erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisates I, von 5 bis 70 Gew.-%
des Pfropfcopolymerisates II und von 20 bis 89,9 des Copoly
merisates III sowie 0,1 bis 20 Gew.-% Zusatzstoffe. Nach einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform enthalten die Formmassen von
5 bis 50 Gew.-% des erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisates I,
von 5 bis 70 Gew.-% des Pfropfcopolymerisates II, von 20 bis
84,5 Gew.-% des Copolymerisates III, von 5 bis 50 Gew.-% des
Polycarbonates IV sowie 0,1 bis 20 Gew.-% Zusatzstoffe. Dabei
beziehen sich die Gewichtsprozentangaben jeweils auf die Summe
der Komponenten I bis V.
Als Komponente II kommen Pfropfcopolymerisate, die sich von den
Pfropfcopolymerisaten I unterscheiden und die unterschiedlichsten
Aufbau haben können, in Betracht. Zu den bevorzugten Pfropf
copolymerisaten II zählen solche, die aus einer Pfropfgrundlage
aus einem Material mit einer Glasübergangstemperatur von höch
stens 0°C, bevorzugt höchstens -10°C, insbesondere von -30 bis
-100°C, d. h. einem weichen, kautschukartigen Material aufgebaut
sind. Diese Pfropfcopolymerisate II können eine oder mehrere
Pfropfauflagen enthalten. Meist enthalten sie nicht mehr als zwei
Pfropfauflagen. Diese Pfropfcopolymerisate II können beispiels
weise enthalten
- IIA) 40 bis 90 Gew.-% einer Pfropfgrundlage aus einem Material
mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens 0°C auf
gebaut aus
- IIA1) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines C₁- bis C₁₈-Alkylacrylates, Diens oder Dialkylsiloxans,
- IIA2) 0 bis 49,9 Gew.-% mindestes eines mit den Monomeren IIA1 copolymerisierbaren Monomeren und
- IIA3) 0,1 bis 10 Gew.-% mindestens eines Vernetzers a₃ oder a₄ oder deren Mischung,
- IIB) 10 bis 60 Gew.-% einer oder mehrerer Pfropfauflagen aus
- IIB1) 60 bis 90 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren a₁,
- IIB2) 10 bis 40 Gew.-% Acrylnitril oder Methacrylnitril oder deren Mischungen und
- IIB3) 0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer mit den Monomeren IIB1 und IIB2 copolymerisierbarer Monomerer.
Besonders bevorzugte derartige Pfropfcopolymerisate II enthalten
von 50 bis 80, insbesondere von 55 bis 75 Gew.-%, bezogen auf die
Komponenten IIA und IIB, der Pfropfgrundlage IIA und entsprechend
von 20 bis 50, insbesondere von 25 bis 45 Gew.-%, bezogen auf die
Komponenten IIA und IIB, eine oder mehrere Pfropfauflagen IIB.
Als Monomere IIA1 kommen bevorzugt Alkylacrylate mit C₁- bis C₈-Al
kylresten in Betracht. Darunter sind die unverzweigten Alkyl
acrylate bevorzugt. Insbesondere werden Acrylsäure-n-butylester
oder Acrylsäure-n-hexylester oder deren Mischungen bevorzugt.
Weitere bevorzugte Monomere sind 1,3-Butadien oder Dimethyl
siloxan.
Mit den Monomeren IIA1 können beispielsweise Acrylnitril, Styrol,
Phenoxyethylacrylat, Methacrylsäure, Hydroxyethylacrylat oder
Phenylpropylacrylat copolymerisiert werden.
Neben den Monomeren IIA1 und IIB2 enthalten die Pfropfgrund
lagen IIA mindestens einen Vernetzer a₃ oder a₄ oder eine
Mischung dieser Vernetzer. Dabei können die Vernetzer IIA3, unab
hängig von denen in den erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisaten
verwendeten, gleich oder verschieden von diesen sein.
Die Pfropfauflagen IIB sind bevorzugt aufgebaut aus von 65 bis 80,
insbesondere von 70 bis 75 Gew.-% der Monomeren IIB1 und von 20
bis 35, insbesondere 25 bis 30 Gew.-% der Monomeren IIB2, wobei
sich die Gewichtsprozentangaben jeweils auf die Summe der Kompo
nenten IIB1 bis IIB3 beziehen.
Als vinylaromatische Monomere II₂₁, können unabhängig von den in
den erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisaten I verwendeten vinyl
aromatischen Monomeren a₁ die gleichen oder andere Monomere a₁
verwendet werden. Besonders bevorzugte Monomere IIA1 sind Styrol,
α-Methylstyrol oder p-Methylstyrol oder deren Mischungen.
Als Beispiele für geeignete copolymerisierbare Monomere IIB3
sind polare Monomere wie C₁- bis C₈-Alkylacrylate oder C₁- bis
C₈-Alkylmethacrylate, darunter bevorzugt C₁- bis C₄-Alkyl- oder
Methalkylacrylate, Acrylsäure, Maleinsäureanhydrid, Arylamid oder
Vinylalkylether zu nennen. Es können auch Mischungen unterschied
licher Monomerer IIB3 verwendet werden.
Andere bevorzugte Pfropfcopolymerisate II sind aufgebaut aus
einer Pfropfgrundlage aus einem Material mit einer Glasübergangs
temperatur von mindestens 25°C, bevorzugt mindestens 80°C, ins
besondere von 80 bis 130°C, d. h. einem harten, nicht-elastischen
Material. Diese Pfropfcopolymerisate II enthalten drei oder mehr
Pfropfauflagen. Meist enthalten sie nicht mehr als drei Pfropf
auflagen. Derartige Pfropfcopolymerisate II können beispielsweise
enthalten
- II′A) 5 bis 90 Gew.-% einer Pfropfgrundlage aus einem Material
mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 25°C aus
- II′A1) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestes eines Monomeren a₁,
- II′A2) 0 bis 49,9 Gew.-% mindestens einem Monomeren a₂ und
- II′A3) 0,1 bis 10 Gew.-% mindestens eines Vernetzers a₃ oder a₄ oder deren Mischung und
- II′B) 4,9 bis 90 Gew.-% einer ersten Pfropfauflage aus einem
Material mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens
0°C aus
- II′B1) 50 bis 100 Gew.-% mindestens eines C₁- bis C₁₈-Alkyl acrylates, Diens oder Dialkylsiloxans
- II′B2) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren II′B1 copolymerisierbaren Monomeren und
- II′B3) 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers a₃ oder a₄ und
- II′c1) 0,1 bis 85 Gew.-% einer zweiten Pfropfauflage aus einem
Material mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens
25°C aus
- II′c11) 50 bis 100 Gew.-% mindestens eines Monomeren a₁,
- II′c12) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines Monomeren a₂ und
- II′c13) 0 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers a₃ oder a₄ oder deren Mischung und
- II′c2) 5 bis 90 einer dritten Pfropfauflage aus einem Material
mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 25°C aus
- II′c21) 1 bis 99 Gew.-% mindestens eines Monomeren a₁ und
- II′c22) 1 bis 99 Gew.-% mindestens eines Monomeren a₂.
Besonders bevorzugte derartige Pfropfcopolymerisate II enthalten
von 5 bis 20 Gew.-% II′A,
von 40 bis 65 Gew.-% II′B,
von 10 bis 25 Gew.-% II′c1 und
von 10 bis 40 Gew.-% II′c2,
von 40 bis 65 Gew.-% II′B,
von 10 bis 25 Gew.-% II′c1 und
von 10 bis 40 Gew.-% II′c2,
wobei die Summe der Komponenten II′A bis II′c2 100% ergibt.
Bevorzugt ist die Pfropfgrundlage II′A aufgebaut aus 60 bis 99,8,
insbesondere 70 bis 99,5 Gew.-% II′A1, von 0 bis 39,8, ins
besondere 0 bis 29,5 Gew.-% II′A2 sowie 0,1 bis 10, insbesondere
0,5 bis 3 Gew.-% II′A3.
Für die Herstellung der Pfropfgrundlage II′A können die gleichen
Monomeren a₁ bzw. a₂ verwendet werden wie für die Herstellung
der Pfropfgrundlage A. Unabhängig von A können aber auch andere
Monomere a₁ bzw. a₂ eingesetzt werden. Ebenso können die gleichen
Vernetzer a₃ oder a₄ verwendet werden wie für die Herstellung
der Pfropfgrundlage A. Unabhängig von A können aber auch andere
Vernetzer a₃ oder a₄ eingesetzt werden.
In der Regel zeichnen sich die bevorzugten Pfropfcopolymerisate
II durch mittlere Teilchendurchmesser (d₅₀) von 50 bis 250 nm aus.
Meist haben sie jedoch Teilchendurchmesser im Bereich von 80 bis
200, insbesondere von 100 bis 200 nm, beispielsweise 150 bis
200 nm oder 100 bis 180 nm.
Die Pfropfcopolymerisate II können nach an sich bekannten
Methoden hergestellt werden, so daß hier nur z. B. auf die
EP-A-450 485 verwiesen wird.
Es ist vorteilhaft, auch die Pfropfcopolymerisation der Kompo
nente IIA bzw. IIA′ in wäßriger Emulsion durchzuführen. Hierbei
gilt für die Wahl von Emulgator, Initiator, Polymerisationshilfs
stoffen sowie Polymerisationsbedingungen im allgemeinen das bei
der Herstellung der Pfropfcopolymerisate I Gesagte. Dabei müssen
die Emulgatoren, Initiatoren und Polymerisationshilfsstoffe nicht
mit denen zur Herstellung von I verwendeten identisch sein.
Emulgator, Initiator und Polymerisationshilfsstoffe können je
weils allein oder in Mischung vorgelegt werden. Sie können aber
auch allein oder in Mischung zusammen mit den für die Pfropf
grundlage IIA bzw. II′A verwendeten Monomer(en) zugegeben werden.
Es können zum Beispiel der Initiator und als Polymerisations
hilfsmittel eine Puffersubstanz vorgelegt werden, und anschlie
ßend die Monomere für die Pfropfgrundlage IIA bzw. IIA′ gemeinsam
mit dem Emulgator zugetropft werden. Es kann jede mögliche Kombi
nation von Vorlage und Zulauf einerseits und Initiator, Emulgator
und Polymerisationshilfsmittel andererseits in Betracht kommen.
Bevorzugte Ausführungsformen sind der Fachliteratur zu entnehmen.
Die Herstellung der Pfropfauflage IIB bzw. II′c1 kann beispiels
weise dadurch geschehen, daß die Pfropfgrundlage IIA bzw. die
Pfropfauflage II′B mit den Monomeren der folgenden Pfropf
auflage wie in der DE-A-12 60 135 beschrieben einstufig gepfropft
werden. Die Pfropfauflage II′c1 kann aber auch nach der in der
DE-A-32 27 555 beschriebenen mehrstufigen Pfropfung auf die
Pfropfauflage II′B hergestellt werden.
Bei der einstufigen Pfropfung wird in der Regel zunächst in
Gegenwart des wäßrigen Latex der Pfropfgrundlage IIA bzw. der
Pfropfauflage II′B ein Monomerengemisch aus den Monomeren a₁ und
a₂, insbesondere Styrol und Acrylnitril polymerisiert, wobei das
Verhältnis der Monomeren a₁ zu a₂ im Bereich von 90 : 10 bis 60 : 40,
bevorzugt im Bereich von 80 : 20 bis 65 : 35, insbesondere von 76 : 24
bis 70 : 30 liegt. Dabei wird die Pfropfcopolymerisation ohne
Vernetzer IIA3 bzw. II′c13 bevorzugt in Emulsion unter den bei
der Herstellung von A beschriebenen Bedingungen durchgeführt.
Die Pfropfcopolymerisation von IIB bzw. II′c1 kann zweckmäßiger
weise im gleichen System erfolgen wie die Emulsionspolymerisation
zur Herstellung der Pfropfgrundlage IIA bzw. der Pfropfauflage
II′B, wobei, falls notwendig, weiterer Emulgator und Initiator
zugegeben werden kann. Das aufzupfropfende Monomerengemisch aus
bevorzugt Styrol und Acrylnitril kann dem Reaktionsgemisch auf
einmal, portionsweise oder vorzugsweise kontinuierlich während
der Polymerisation zugegeben werden.
Bei der zweistufigen Pfropfung wird in Gegenwart der Pfropfgrund
lage II′B zuerst mindestens ein vinylaromatisches Monomeres II′c11
polymerisiert. Dabei wird die Pfropfcopolymerisation der Monome
ren II′c11 in Gegenwart der Pfropfauflage II′B wieder bevorzugt
in wäßriger Emulsion unter den bereits beschriebenen Bedingungen
durchgeführt. Die Pfropfcopolymerisation kann zweckmäßigerweise
im gleichen System erfolgen wie die Emulsionspolymerisation zur
Herstellung der Pfropfauflage II′B, wobei, falls erforderlich,
weiterer Emulgator und Initiator zugegeben werden kann. Die auf
zupfropfenden Monomeren II′c11, insbesondere Styrol, können dem
Reaktionsgemisch aufeinmal, portionsweise oder kontinuierlich
während der Polymerisation zugegeben werden. Die Pfropfcopoly
merisation der Monomeren II′c11 in Gegenwart von II′B wird bevor
zugt so geführt, daß ein Pfropfgrad von 2,5 bis 30, bevorzugt
von 10 bis 20 Gew.-% im Pfropfcopolymerisat II resultiert.
In der zweiten Stufe wird dann die Pfropfcopolymerisation mit
einem Monomerengemisch aus II′c21 und II′c22 fortgeführt, wobei das
Verhältnis von II′c21 zu II′c22 in der Regel von 90 : 10 bis 60 : 40,
bevorzugt von 75 : 25 bis 65 : 35 beträgt. Besonders bevor
zugte Monomerengemische der zweiten Stufe sind Styrol und Acryl
nitril. Die Pfropfcopolymerisation in der zweiten Stufe wird im
allgemeinen so geführt, daß insgesamt ein Pfropfgrad von 10 bis
50, bevorzugt von 15 bis 45 Gew.-% im Pfropfcopolymerisat II
resultiert.
Die Pfropfcopolymerisation wird im allgemeinen so geführt, daß
ein Pfropfgrad (definiert durch Masse Pfropfauflage/Masse Pfropf
copolymerisat) von 10 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise von 25 bis
50 Gew.-%, besonders bevorzugt von 30 bis 45 Gew.-% im Pfropf
copolymerisat II bzw. II′ resultiert. Da die Pfropfausbeute
(definiert durch Masse Pfropfauflage/[Masse Pfropfauflage + Masse
nicht gepfropftes Material der Pfropfauflage]) bei der Pfropf
copolymerisation nicht immer 100%ig ist, muß oftmals eine etwas
größere Menge der zu pfropfenden Monomeren eingesetzt werden. Die
Steuerung der Pfropfausbeute und somit des Pfropfgrades kann bei
spielsweise durch die Dosiergeschwindigkeit der Monomeren, durch
Reglerzugabe oder durch die Polymerisationstemperatur erfolgen
(z. B. beschrieben in: Chavel, Daniel; ACS Polymer Preprints 15,
329 (1974).
In der Regel bilden Formmassen, die nur die Komponenten I und II
enthalten, eine bimodale Teilchenmischung.
Die Pfropfcopolymerisate I und II können für sich alleine als
Formmassen verwendet werden. Hierzu können sie z. B. durch Sprüh
trocknung aufgearbeitet werden.
Neben den Komponenten I und II können die Formmassen als Kompo
nente III ein oder mehrere Copolymerisate in Mengen von 5 bis
95 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten I bis V, enthalten. Bevor
zugte Formmassen enthalten von 20 bis 79,9, insbesondere von 40
bis 74,9 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten I bis V, der Kompo
nente III.
Bevorzugte Copolymerisate III sind solche aus
- III₁) 50 bis 100 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Mono meren, C₁- bis C₁₈-Alkylacrylates, C₁- bis C₁₈-Alkylmeth acrylates oder deren Mischungen und
- III₂) 0 bis 50 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Maleinsäure anhydrid, N-substituierte Maleinsäureimide oder deren Mischungen.
Besonders bevorzugte Copolymerisate III enthalten von 60 bis
80 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten III₁ und III₂, an Monomeren
III₁ sowie 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten III₁ und
III₂, an Monomeren III₂.
Bevorzugte Copolymerisate III sind solche aus wenigstens einem
Monomeren aus der Gruppe Styrol, α-Methylstyrol, kernsubsti
tuierter Styrole wie p-Methylstyrol und Methylmethacrylat, copoly
merisiert mit wenigstens einem Monomeren aus der Gruppe Acryl
nitril, Methacrynitril und Maleinsäureanhydrid.
Besonders bevorzugte Copolymerisate III sind solche aus Styrol,
Acrylnitril und gegebenenfalls Methylmethacrylat. Andere beson
ders bevorzugte Copolymerisate II enthalten α-Methylstyrol,
Acrylnitril und gegebenenfalls Methylmethacrylat. Daneben sind
Copolymerisate III aus Styrol und α-Methylstyrol sowie Acryl
nitril und gegebenenfalls Methylmethacrylat besonders bevorzugt.
Des weiteren zählen Copolymerisate aus Styrol und Maleinsäure
anhydrid zu den besonders bevorzugten Copolymerisaten III. Die
Copolymerisate III sind in der Regel harzartig, thermoplastisch
und kautschukfrei.
Die Copolymerisate III sind an sich bekannt oder lassen sich
durch an sich bekannte Methoden wie radikalische Polymerisation,
insbesondere durch Emulsions-, Suspensions-, Lösung- oder Masse
polymerisation herstellen. Sie weisen im allgemeinen Viskositäts
zahlen im Bereich von 40 bis 160, vorzugsweise von 60 bis
100 (ml/g) auf. Dies entspricht Molekulargewichten (Gewichts
mittelwert) Mw zwischen 15 000 und 200 000 g/mol.
Die Copolymerisate III entstehen auch häufig bei der Pfropf
copolymerisation zur Herstellung der erfindungsgemäßen Pfropf
copolymerisate (Komponente I) oder der Pfropfcopolymerisate II
als Nebenprodukte, besonders dann, wenn große Mengen Monomere
auf kleine Mengen einer Pfropfgrundlage gepfropft werden.
Als Komponente IV können die Formmassen von 0 bis 90 Gew.-%,
bevorzugt von 0 bis 80 Gew.-% mindestens eines Polycarbonates
enthalten.
Die Polycarbonate IV sind an sich bekannt und in der Literatur
beschrieben.
Vorzugsweise können diese Polycarbonate durch Umsetzung von
Kohlensäurederivaten wie Phosgen oder Diphenylcarbonat mit
Diphenolen hergestellt werden. Grundsätzlich sind alle Diphenole
verwendbar, wie sie z. B. in der Monographie von H: Schnell,
"Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience
Publishers, 1964 sowie der US-A-2 999 835 und der DE-A-22 48 817
genannt sind.
Dihydroxydiphenyl, Di-(hydroxyphenyl)-alkane und Di-(hydroxy
phenyl)ether oder deren Mischungen sind besonders bevorzugte
Diphenole.
Geeignete Diphenole sind beispielsweise 1,3-Dihydroxybenzol,
1,4-Dihydroxybenzol, 2,6-Dihydroxynaphthalin, Di-(4-hydroxy
phenyl)methan, 1,1-Di-(4′-hydroxyphenyl)ethan, 2,2-Di-(4′-
hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A), 2,2-Di-(3′-chlor-4′-hydroxy
phenyl)propan, 2,2-Di-(3′,5′-dichlor-4′-hydroxyphenyl)propan,
2,2-Di-(3′,5′-dibrom-4′-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Di-(3′,5′-
dimethyl-4′-hydroxyphenyl)propan, 2,4-Di-(4′-hydroxyphenyl)-
2-methylbutan, Di-(4′-hydroxyphenyl)pentan, 1,1-Di-(4′-hydroxy
phenyl)cyclohexan, 4,4′-Dihydroxydiphenylsulfon, 4,4′-Dihydroxy
diphenylsulfit, oder 4,4′-Dihydroxydiphenylether.
Besonders bevorzugtes Diphenol ist Bisphenol A sowie dessen
Mischungen mit anderen Diphenolen. Der Anteil an Bisphenol A in
derartigen Mischungen liegt im allgemeinen im Bereich von 70 bis
98 Gew.-%.
Es können sowohl Homopolymerisate als auch Copolymerisate aus
Mischungen unterschiedlicher Diphenole eingesetzt werden. Darüber
hinaus können auch Blockcopolymerisate wie diorganosiloxanhaltige
Polycarbonate verwendet werden.
Die Polycarbonate IV können durch den Einbau von geringen Mengen,
z. B. von 0,05 bis 2,0 Mol-%, bezogen auf die Summe der einge
setzten Diphenole, an drei oder mehr als dreifunktionellen
Verbindungen, wie solchen mit drei oder mehr phenolischen
OH-Gruppen verzweigt sein.
Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten IV sind an sich
bekannt. So können die Polycarbonate bespielsweise in heterogener
Phase, dem sogenannten Phasengrenzflächenverfahren oder in homo
gener Phase, dem sogenannten Pyridinverfahren hergestellt werden.
Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten sind z. B. in den
DE-A-22 48 817, 13 00 266, 14 95 730, 33 34 782 sowie der
US-A-2 999 835 beschrieben.
Die relative Viskosität der Polycarbonate IV liegt im allgemeinen
im Bereich von 1,2 bis 1,5, vorzugsweise 1,28 bis 1,40 dl/g,
gemessen in 0,5 gew.-%iger Lösung in Dichlormethan bei 25°C.
Die thermoplastischen Formmassen können als Komponente V Zusatz
stoffe enthalten.
Deren Anteil beträgt im allgemeinen von 0 bis zu 50, vorzugsweise
von 0,1 bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Kompo
nenten (I) bis (V).
Übliche Zusatzstoffe sind beispielsweise Glasfasern, Flammschutz
mittel, Stabilisatoren und Oxidationsverzögerer, Mittel gegen
Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes Licht, Gleit- und
Entformungsmittel, Farbstoffe und Pigmente oder Weichmacher.
Es können Glasfasern aus E,A oder C-Glas verwendet werden. Meist
sind die Glasfasern mit einer Schlichte und einem Haftvermittler
ausgerüstet. Der Durchmesser der Glasfasern liegt im allgemeinen
zwischen 6 und 20 µm. Es können sowohl Endlosfasern (rovings) als
auch Schnittglasfasern mit einer Länge von 1 bis 10 mm, bevorzugt
von 3 bis 6 mm, eingearbeitet werden.
Pigmente und Farbstoffe sind allgemein in Mengen bis zu 6, bevor
zugt von 0,5 bis 5 und insbesondere von 0,5 bis 3 Gew.-%, bezogen
auf die Komponenten I bis V, enthalten.
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
erste bevorzugte Gruppe von Pigmenten sind Weißpigmente zu nennen
wie Zinkoxid, Zinksulfid, Bleiweiß (2 PbCO₃ · Pb(OH)₂), Lithopone,
Antimonweiß und Titandioxid. Von den beiden gebräuchlichsten
Kristallmodifikationen (Rutil- und Anatas-Typ) des Titandioxids
wird insbesondere die Rutilform zur Weißfärbung der Formmassen
verwendet.
Schwarze Farbpigmente, die eingesetzt werden können, sind Eisen
oxidschwarz (Fe₃O₄), Spinellschwarz (Cu (Cr,Fe)₂O₄), Manganschwarz
(Mischung aus Mangandioxid, Siliciumdioxid und Eisenoxid),
Kobaltschwarz und Antimonschwarz sowie besonders bevorzugt Ruß,
der meist in Form von Furnace- oder Gasruß eingesetzt wird (siehe
hierzu G. Benzing, Pigmente für Anstrichmittel, Expert-Verlag
(1988), S. 78ff).
Selbstverständlich können zur Einstellung bestimmter Farbtöne
anorganische Buntpigmente wie Chromoxidgrün oder organische
Buntpigmente wie Azopigmente oder Phthalocyanine eingesetzt
werden. Derartige Pigmente sind allgemein im Handel üblich.
Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren, die den thermo
plastischen Formmassen gemäß der Erfindung zugesetzt werden kön
nen, sind z. B. Halogenide von Metallen der Gruppe I des Perioden
systems, z. B. Natrium-, Kalium-, Lithium-Halogenide, gegebenen
falls in Verbindung mit Kupfer-(I)-Halogeniden, z. B. Chloriden,
Bromiden oder Iodiden. Die Halogenide, insbesondere des Kupfers,
können auch noch elektronenreiche π-Liganden enthalten. Als Bei
spiele für derartige Kupferkomplexe seien Cu-Halogenid-Komplexe
mit z. B. Triphenylphosphin genannt. Weiterhin können Zinkfluorid
oder Zinkchlorid verwendet werden. Ferner sind sterisch ge
hinderte Phenole, Hydrochinone, substituierte Vertreter dieser
Gruppe, sekundäre aromatische Amine, gegebenenfalls in Verbindung
mit phosphorhaltigen Säuren bzw. deren Salze, und Mischungen
dieser Verbindungen, vorzugsweise in Konzentrationen bis zu
1 Gew.-%, bezogen auf die Komponenten I bis V, einsetzbar.
Beispiele für UV-Stabilisatoren sind verschiedene substituierte
Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone, die im
allgemeinen in Mengen bis zu 2 Gew.-%, bezogen auf die Kompo
nenten I bis V, eingesetzt werden.
Gleit- und Entformungsmittel, die in der Regel in Mengen bis
zu 1 Gew.-% der thermoplastischen Formmassen zugesetzt werden,
sind Stearinsäure, Stearylalkohol, Stearinsäurealkylester und
-amide sowie Ester des Pentaerythrits mit langkettigen Fett
säuren. Es können auch Salze des Calciums, Zinks oder Aluminiums
der Stearinsäure sowie Dialkylketone, z. B. Distearylketon, einge
setzt werden.
Beispiele für Weichmacher sind Dialkylphthalate wie Dioctyl
phthalat.
Die ebenfalls thermoplastischen Formmassen können nach an sich
bekannten Verfahren hergestellt werden, indem man die Komponenten
in üblichen Mischvorrichtungen wie Schneckenextrudern, Brabender-
Mühlen oder Banbury-Mühlen mischt und anschließend extrudiert.
Nach der Extrusion wird das Extrudat abgekühlt und zerkleinert.
Die thermoplastischen Formmassen zeichnen sich durch hohe
Schlagzähigkeiten, insbesondere bei tiefen Temperaturen aus.
Gleichzeitig weisen die thermoplastischen Formmassen eine hohe
Witterungs- und Alterungsbeständigkeit auf. Außerdem lassen sie
sich gut einfärben.
Sie lassen sich zu Formkörpern, Folien, Beschichtungen oder
Fasern verarbeiten. Sie können auch beispielsweise mittels
bekannter Coextrusionsverfahren in Form von Schichten (bevorzugt
in Schichtdicken im Bereich von 100 µm bis 10 mm) auf Oberflächen,
bevorzugt auf Thermoplaste wie Styrol-Acrylnitril-Copolymere,
Acrylnitril-Butadien-Styrol-Terpolymere (ABS), Polystyrol,
schlagzähes Polystyrol (HIPS) oder PVC aufgebracht werden. Die
Formmassen können beispielsweise im Automobilsektor, Haushalts
bereich und für Freizeitartikel eingesetzt werden. So können
sie z. B. zu Automobilteilen, Straßenschildern, Fensterprofilen,
Lampenabdeckungen, Gartenmöbeln, Booten, Surfbrettern oder
Kinderspielzeug verarbeitet werden.
Die Teilchengrößen (Gewichtsmittelwerte d₅₀) wurden mittels einer
analytischen Ultrazentrifuge entsprechend der in W. Scholtan,
H. Lange, Kolloid-Z. und Z.-Polymere 250 (1972) Seiten 782 bis
796 beschriebenen Methode bestimmt.
Die Ultrazentrifugenmessung liefert die integrale Massenver
teilung des Teilchendurchmessers einer Probe. Hieraus läßt sich
entnehmen, wieviel Gewichtsprozent der Teilchen einen Durchmesser
gleich oder kleiner einer bestimmten Größe haben. Der mittlere
Teilchendurchmesser, der auch als d₅₀-Wert der integralen Massen
verteilung bezeichnet wird, ist dabei als der Wert definiert, bei
dem 50 Gew.-% der Teilchen einen kleineren und 50 Gew.-% der
Teilchen einen größeren Durchmesser als der d₅₀-Wert aufweisen.
Die Kerbschlagzähigkeiten (ak[kJ/m²]) wurden bei den angegebenen
Temperaturen gemäß ISO 179/1eA an gespritzten und anschließend
gefrästen (A-Kerbe) Normkleinstäben gemessen.
Die Schlagzähigkeiten (an[kJ/m²]) wurden nach ISO 179/1eU ange
spritzten Normalkleinstäben gemessen.
Untersucht wurden jeweils drei Probenserien, die bei unter
schiedlichen Verarbeitungstemperaturen hergestellt worden waren.
Angegeben ist jeweils der Mittelwert aus der Prüfung von
10 Proben je Probenserie.
Die Viskositätszahlen (VZ[cm³/g]) wurden jeweils an einer
0,5 gew.-%igen Lösung in Dimethylformamid bei 23°C bestimmt.
Unlösliche Gelanteile wurden vor der Messung durch Zentrifugieren
entfernt und die Einwaage entsprechend korrigiert.
ΔE ist ein Maß für die Einfärbbarkeit und wurde nach DIN 6174 be
stimmt. Der ΔE-Wert errechnet sich aus der Differenz der Opazität
von 2 mm dicken, bei 200°C gespritzten Rundscheiben über weißem
und schwarzem Untergrund. Ist die so ermittelte Differenz ΔE
klein, bedeutet dies, daß sich die Proben nur schlecht einfärben
lassen.
Der Glanz wurde nach DIN 67530 dadurch bestimmt, daß Licht be
stimmter Intensität in einem Einstrahlwinkel von 45°C auf die
Probe eingestrahlt und die Intensität des reflektierten Lichtes
mittels eines Photogoniometers gemessen wurde.
Als Maß für die Wärmeformbeständigkeit der Proben wurde der
Vicat B50-Wert nach DIN 53 460 bestimmt.
Der Schmelzvolumenindex MVJ wurde bei 220°C und einer Auflagekraft
von 10 kp gemessen.
Die Feststoffgehalte der Emulsionen bezeichnen den Gehalt aller
Feststoffanteile in Gewichtsprozent bezogen auf die Gesamtmasse
der jeweiligen Emulsion.
Abkürzungen:
Polybutylacrylat: PBA
Polystyrol: PS
Dihydrodicyclopentadienylacrylat: DCPA
n-Butandioldiacrylat: BDA
Natriumsalz einer C₁₂- bis C₁₈-Paraf finsulfonsäure: Na-Salz
Kaliumperoxodisulfat: KPDS
Natriumpyrophosphat: NaPP
Pfropfcopolymerisat: PCP
Styrol: S
Acrylnitril: AN
PG, PG′, PG′′, PG′′′: Pfropfgrundlagen (Kern A)
1PA: erste Pfropfauflage (erste Schale b)
2PA: zweite Propfauflage (zweite Schale C)
3PA: dritte Pfropfauflage (dritte Schale D)
Polystyrol: PS
Dihydrodicyclopentadienylacrylat: DCPA
n-Butandioldiacrylat: BDA
Natriumsalz einer C₁₂- bis C₁₈-Paraf finsulfonsäure: Na-Salz
Kaliumperoxodisulfat: KPDS
Natriumpyrophosphat: NaPP
Pfropfcopolymerisat: PCP
Styrol: S
Acrylnitril: AN
PG, PG′, PG′′, PG′′′: Pfropfgrundlagen (Kern A)
1PA: erste Pfropfauflage (erste Schale b)
2PA: zweite Propfauflage (zweite Schale C)
3PA: dritte Pfropfauflage (dritte Schale D)
4500 g Wasser, 30 g des Na-Salzes einer C₁₂- bis C₁₈-Paraffin
sulfonsäure, 9 g Kaliumperoxodisulfat, 12 g Natriumhydrogen
carbonat und 1 g Natriumpyrophosphat wurden unter Rühren und
unter Stickstoff auf 70°C erwärmt. Ein Gemisch aus 2940 g n-Butyl
acrylat und 40 Dihydrodicyclopentadienylacrylat (DCPA) wurde
innerhalb von 3 Stunden zugegeben. Nach Beendigung der Monomer
zugabe wurde die Emulsion noch 1 Stunde bei 60°C gehalten. Der
so erhaltene PBA-Kern hatte einem mittleren Teilchendurchmesser
d₅₀ von 80 nm. Der Feststoffgehalt des PBA-Kerns betrug 39,9%.
4200 g Wasser, 3 g des Natriumsalzes einer C₁₂- bis
C₁₈-Paraffinsulfonsäure, 1,75 g Kaliumperoxodisulfat,
2,5-Natriumhydrogencarbonat, 1 g Natriumpyrophosphat und 40 g
des PBA-Saatlatexes wurden auf 65°C erwärmt. Anschließend
wurde ein Gemisch aus 475 g Styrol, 10 g DCPA und 15 g BDA
innerhalb von 3 Stunden zugegeben. Nach Beendigung der
Monomerzugabe wurde die Emulsion noch eine Stunde bei 65°C
gehalten.
Die erste Pfropfauflage (1PA1) hatte zusammen mit dem Kern
3(PG) einen mittleren Teilchendurchmesser d₅₀ von 250 nm.
Die Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 10,5%.
Die erste Pfropfauflage (1PA₂) wurde entsprechend der 1PA1
hergestellt, jedoch wurden 490 g Styrol zugegeben und kein
BDA sowie kein Vernetzer mitverwendet.
Die erste Pfropfauflage (1PA₂) hatte zusammen mit dem Kern
(PG) einen mittleren Teilchendurchmesser d₅₀ von 263 nm.
Die Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 10,7%.
4200 g Wasser, 6 g des Natriumsalzes einer C₁₂- bis
C₁₈-Paraffinsulfonsäure, 2 g Kaliumperoxodisulfat, 3 g
Natriumhydrogencarbonat und 1,5 g Natriumpyrophosphat wurden
auf 65°C erwärmt. Anschließend wurde ein Gemisch aus 570 g
Styrol, 12 g DCPA und 18 g BDA innerhalb von 3 Stunden zuge
geben. Nach Beendigung der Monomerzugabe wurde die Emulsion
noch eine Stunde bei 65°C gehalten.
Die Pfropfgrundlage (PG′) hatte einen mittleren Teilchen
durchmesser d₅₀ von 82 nm.
Die Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 12,7%.
Die Pfropfgrundlage (PG′′) wurde entsprechend der PG′ her
gestellt, jedoch wurden 588 g Styrol zugegeben und kein BDA
mitverwendet.
Die Pfropfgrundlage (PG′′) hatte einen mittleren Teilchen
durchmesser d₅₀ von 85 nm.
Die Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 12,6%.
4400 g Wasser, 40 g des feinteiligen PBA-Latexes (PG)
(40 gew.-%ig in Wasser) mit d₅₀ = 80 nm als Saatlatex, 9,2 g
Kaliumperoxodisulfat, 9 g Natriumhydrogencarbonat und 4,5 g
Natriumpyrophosphat wurden unter Rühren auf 65°C erwärmt.
Ein Gemisch aus 2940 g n-Butylacrylat und 60 g DCPA wurde
neben einer Lösung von 18 g eines Na-Salzes einer C₁₂- bis
C₁₈-Paraffinsulfonsäure getrennt innerhalb von 3 Stunden
zugegeben.
Die erste Pfropfauflage (1PA₅) hatte zusammen mit dem Kern PG
einen mittleren Teilchendurchmesser d₅₀ von 450 nm.
Die Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 39,8%.
4200 g Wasser, 30 g des Na-Salzes einer C₁₂- bis C₁₈-Paraffin
sulfonsäure, 9,2 g Kaliumperoxodisulfat, 9 g Natriumhydrogen
carbonat und 4,5 g Natriumpyrophosphat wurden unter Rühren
auf 65°C erwärmt. Ein Gemisch aus 2940 g n-Butylacrylat und
60 g DCPA wurde innerhalb von 3 Stunden zugegeben.
Die Pfropfgrundlage (PG′′′) hatte einen mittleren Teilchen
durchmesser d₅₀ von 80 nm.
Die Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 42,1%.
Die erste Pfropfauflage (1PA₇) wurde entsprechend der (1PA₁)
hergestellt, jedoch wurde das Gemisch aus Styrol, DCPA und
BDA innerhalb einer Stunde zugegeben. Nach Beendigung der
Reaktion wurde noch 1 Stunde bei 65°C nachgerührt.
Die erste Pfropfauflage (1PA₇) hatte einen mittleren
Teilchendurchmesser d₅₀ von 245 nm.
Die Emulsion hatte einen Feststoffgehalt von 8,9%.
Zu einer Emulsion einer ersten Pfropfauflage (1PA) bzw. der
Pfropfgrundlage PG′, PG′′, PG′′′, die gegebenenfalls mit
Wasser verdünnt wurde, wurden die in Tabelle 1 angegebenen
Mengen des Natriumsalzes einer C₁₂- bis C₁₈-Paraffinsulfon
säure (Na-Salz), Kaliumperoxodisulfat (KPDS), Natrium
hydrogencarbonat und Natriumpyrophosphat (NaPP) gegeben. Bei
60°C wurden das Monomere bzw. die Monomeren sowie gegebenen
falls Vernetzer innerhalb der angegebenen Zeit zudosiert
(Zugabezeit). Danach wurde nachgerührt. Die mittleren
Teilchendurchmesser (d₅₀) der so erhaltenen Pfropfcopoly
merisate aus PG (PG′, PG′′), 1PA und 2PA wurden bestimmt.
Der Feststoffgehalt der Emulsion der so erhaltenen Pfropf
copolymerisate wurde gemessen; siehe Tabelle 1.
Die Emulsion eines Pfropfcopolymerisates aus PG (ggfs. PG′
oder PG′′), 1PA und 2PA wurde mit Wasser verdünnt und auf
60°C erwärmt. Es wurden die in Tabelle 2 angegebenen Mengen
des Natriumsalzes einer C₁₂- bis C₁₈-Paraffinsulfonsäure und
Kaliumperoxodisulfat zugegeben. Das Monomere oder die Mono
meren wurden innerhalb der angegebenen Zeit zudosiert. Danach
wurde nachgerührt. Die mittleren Teilchendurchmesser (d₅₀) der
so erhaltenen Pfropfcopolymerisate aus PG (ggfs. PG′, PG′′),
1PA, 2PA und 3PA wurden bestimmt. Der Feststoffgehalt der
so erhaltenen Pfropfcopolymerisate wurde gemessen; siehe
Tabelle 2.
Zu der Emulsion aus dem Kern A (PG, PG′, PG′′) der ersten
Pfropfauflage B (1PA), der zweiten Pfropfauflage C (2PA) und der
dritten Pfropfauflage D (3PA) wurde bei 60°C innerhalb von zwei
Stunden jeweils ein Gemisch aus 650 g Styrol und 220 g Acryl
nitril unter Rühren zudosiert. Anschließend wurde zwei Stunden
nachgerührt.
In der nachfolgenden Tabelle 3 sind die auf diese Weise
erhaltenen Pfropfcopolymerisate aus dem Kern PG, PG′ (PCP19)
und PG′′ (PCP20) und den Pfropfauflagen (Schalen) 1PA, 2PA, 3PA
und 4PA aufgeführt. Dabei sind sowohl für das erfindungsgemäße
Pfropfcopolymerisat PCP 23 als auch für die nicht erfindungs
gemäßen Pfropfcopolymerisate PCP 24, PCP 25 und PCP 26 jeweils
deren mittlerer Teilchendurchmesser sowie der Feststoffgehalt der
erhaltenen Emulsionen verzeichnet.
Die erhaltenen Pfropfcopolymerisatemulsionen wurden mittels
Magnesiumsulfatlösung gefällt. Das abgetrennte Pfropfcopoly
merisat wurde mit destilliertem Wasser gewaschen und getrocknet.
Die Zusammensetzung der Pfropfcopolymerisate ist in Tabelle 4
dargestellt.
Herstellung der thermoplastischen Formmassen aus einem Pfropf
copolymerisat I bzw. II und einem Copolymerisat III.
Zur Herstellung der Abmischungen wurde als Hartkomponente ein
Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat mit einem Acrylnitril-Gehalt von
35% und einer Viskositätszahl von 80 ml/g verwendet. Das gefällte
und getrocknete erfindungsgemäße Pfropfcopolymerisat oder eine
Mischung des erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisates mit einem
weiteren Pfropfcopolymerisat wurde auf einem Extruder bei 260°C
so mit der Hartkomponente abgemischt, daß die resultierende
Formmasse einen Pfropfcopolymerisatanteil von 50% aufwies. Aus
dieser Formmasse wurden durch Spritzguß Formteile hergestellt.
Die Ergebnisse der anwendungstechnischen Prüfungen sind der
Tabelle 5 und zu entnehmen.
In der Tabelle 5 sind sowohl für die erfindungsgemäßen thermo
plastischen Formmassen (Beispiele 1 bis 4), die jeweils eines
der erfindungsgemäßen Pfropfcopolymerisate PCP 9, PCP 10, PCP 22
oder PCP 23 enthalten, als auch für die vergleichenden thermo
plastischen Formmassen PCP 7, PCP 11, PCP 12, PCP 15-18, PCP 21,
PCP 24-26 (Vergleichsbeispiele V₁ bis V₁₁) die multiaxiale Zähig
keit (Wg, nach ISO 6603-2, verarbeitet bei 220°C bzw. 280°C,
geprüft bei 0°C) die Kerbschlagzähigkeit (ak, nach ISO 179/1eA,
verarbeitet bei 220°C bzw. 280°C, geprüft bei 0°C) sowie die
Schlagzähigkeit (an, nach ISO 179/1eU, verarbeitet bei 220°C bzw.,
geprüft bei -30°C) aufgeführt.
In der nachfolgenden Tabelle 6 sind Abmischungsversuche mit zwei
verschiedenen Pfropfcopolymerisaten PCP (Komponenten I und II)
und der Komponente III (Styrol-Acrylnitril-Copolymerisat; Acryl
nitrilgehalt 35 Gew.-%, Viskositätszahl 80 ml/g) aufgeführt,
wobei jeweils 15 Gew.-% der Komponente I und 35 Gew.-% der Kompo
nente II mit 50 Gew.-% der Komponente III im Extruder gemischt
wurden.
Die dabei erfindungsgemäßen Beispiele 5 bis 14 enthielten als
Komponente I jeweils ein erfindungsgemäßes Pfropfcopolymerisat
PCP 9, 10, 22 oder 23, wogegen die Vergleichsbeispiele V₁₂ bis V₁₉
kein erfindungsgemäßes Pfropfcopolymerisat PCP 9, 10, 22 oder 23
aufwiesen.
In der Tabelle 6 sind für alle erfindungsgemäßen Beispiele 5 bis
14 sowie für die Vergleichsbeispiele V₁₂ bis V₁₉ neben der multi
axialen Zähigkeit Wg, der Kerbschlagzähigkeit aK, der Schlag
zähigkeit an, noch die Einfärbbarkeit ΔE, der Glanz, die Vicat
temperatur und der Schmelzvolumenindex MVI aufgeführt.
Aus den Tabellen 5 und 6 geht u. a. hervor, daß die erfindungs
gemäßen Pfropfcopolymerisate PCP 9, 10, 22 und 23 zu thermo
plastischen Formkörpern mit einer verbesserten multiaxialen
Zähigkeit, einer höheren Schlagzähigkeit und einer besseren
Einfärbbarkeit führen.
Claims (9)
1. Pfropfcopolymerisate, enthaltend
- A) 0,1 bis 5 Gew.-% eines Kerns mit einer Glasübergangs
temperatur von höchstens 0°C und einer mittleren
Teilchengröße (d₅₀) von bis zu 120 nm, aufgebaut aus
- a₁) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Alkylacrylates,
- a₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren a₁ copolymerisierbaren Monomeren a₂ und
- a₃) 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers
- B) 1 bis 90 Gew.-% einer ersten Schale aus einem Material
mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 25°C und
einer mittleren Teilchengröße (d₅₀) aus dem Kern A und
der ersten Schale B von mindestens 150 nm, aufgebaut aus
- b₁) 50 bis 99,8 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren,
- b₂) 0 bis 49,8 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren b₁ copolymerisierbaren Monomeren b₂
- b₃) 0,1 bis 25 Gew.-% einer Vernetzerkomponente aus
- α) 0,1 bis 100 Gew.-% Dihydrodicyclopentadienyl acrylat und
- β) 0 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines weiteren Vernetzers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unterschiedlicher Reaktivität und
- b₄) 0,1 bis 25 Gew.-% mindestens eines Vernetzers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen gleicher Reaktivität und
- C) 4,8 bis 98,8 Gew.-% einer zweiten Schale aus einem
Material mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens
0°C, aufgebaut aus
- c₁) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Alkylacrylates
- c₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren c₁ copolymerisierbaren Monomeren c₂ und
- c₃) 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers sowie
- D) 0,1 bis 90 Gew.-% mindestens einer weiteren Schale.
2. Pfropfcopolymerisate nach Anspruch 1, enthaltend
- A) 1 bis 3 Gew.-% des Kerns A
- B) 10 bis 50 Gew.-% der ersten Schale B
- C) 20 bis 60 Gew.-% der zweiten Schale C und
- D) 20 bis 67 Gew.-% mindestens einer weiteren Schale D.
3. Pfropfcopolymerisate nach den Ansprüchen 1 oder 2, wobei der
Kern A eine Glasübergangstemperatur von höchstens -20°C und
einen mittleren Teilchendurchmesser (d₅₀) von 50 bis 100 nm
aufweist.
4. Pfropfcopolymerisate nach den Ansprüchen 1 bis 3, wobei die
erste Schale B eine Glasübergangstemperatur von mindestens
50°C und das Pfropfcopolymerisat aus dem Kern A und der
ersten Schale B eine mittlere Teilchengröße (d₅₀) von 180 bis
500 nm aufweist.
5. Pfropfcopolymerisate nach den Ansprüchen 1 bis 4, wobei die
zweite Schale C eine Glasübergangstemperatur von höchstens
-20°C und das Pfropfcopolymerisat aus dem Kern A und den bei
den Schalen B und C einen mittleren Teilchendurchmesser (d₅₀)
von 200 bis 750 nm aufweist.
6. Verfahren zur Herstellung von Pfropfcopolymerisaten gemäß den
Ansprüchen 1 bis 5, enthaltend
- A) 0,1 bis 5 Gew.-% eines Kerns mit einer Glasübergangs
temperatur von höchstens 0°C und einer mittleren
Teilchengröße (d₅₀) von bis zu 120 nm, aufgebaut aus
- a₁) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Alkylacrylates,
- a₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren a₁ copolymerisierbaren Monomeren a₂ und
- a₃) 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers,
- B) 1 bis 90 Gew.-% einer ersten Schale aus einem Material
mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 25°C und
einer mittleren Teilchengröße (d₅₀) aus dem Kern A und
der ersten Schale B von mindestens 150 nm, aufgebaut aus
- b₁) 50 bis 99,8 Gew.-% mindestens eines vinylaromatischen Monomeren
- b₂) 0 bis 49,8 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren b₁ copolymerisierbaren Monomeren b₂
- b₃) 0,1 bis 25 Gew.-% einer Vernetzerkomponente aus
- α) 0,1 bis 100 Gew.-% Dihydrodicyclopentadienyl acrylat und
- β) 0 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines weiteren Vernetzers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen unterschiedlicher Reaktivität und
- b₄) 0,1 bis 25 Gew.-% mindestens eines Vernetzers mit zwei oder mehr funktionellen Gruppen gleicher Reak tivität und
- C) 4,8 bis 98,8 Gew.-% einer zweiten Schale aus einem
Material mit einer Glasübergangstemperatur von höchstens
0°C, aufgebaut aus
- c₁) 50 bis 99,9 Gew.-% mindestens eines Alkylacrylates
- c₂) 0 bis 50 Gew.-% mindestens eines mit den Monomeren c₁ copolymerisierbaren Monomeren c₂ und
- c₃) 0,1 bis 20 Gew.-% mindestens eines Vernetzers sowie
- D) 0,1 bis 90 Gew.-% mindestens einer weiteren Schale, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kern A und die Schalen B, C und D bildenden Monomere nacheinander in einer Emulsion bei Temperaturen von 20 bis 90°C poly merisiert werden.
7. Verwendung der Pfropfcopolymerisate gemäß einem der
Ansprüche 1 bis 5 als Schlagzähmodifier für thermo
plastische Formmassen.
8. Thermoplastische Formmassen, enthaltend
- I) 5 bis 95 Gew.-% mindestens eines Pfropfcopolymerisates gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
- II) 0 bis 90 Gew.-% mindestens eines vom Pfropfcopoly merisat I verschiedenen Pfropfcopolymerisates II,
- III) 5 bis 95 Gew.-% mindestens eine Copolymerisates aus
- III₁) 50 bis 100 Gew.-% mindestens eines vinylaroma tischen Monomeren, C₁- bis C₁₈-Alkylacrylates, C₁- bis C₁₈-Alkylmethacrylates oder deren Mischungen und
- III₂) 0 bis 50 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Maleinsäureanhydrid, N-substituierten Maleimiden oder deren Mischungen,
- IV) 0 bis 90 Gew.-% mindestens eines Polycarbonates und
- V) 0 bis 50 Gew.-% Zusatzstoffe.
9. Formkörper, Folien, Fasern oder Beschichtungen, enthaltend
Pfropfcopolymerisate gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5.
Priority Applications (9)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996110897 DE19610897A1 (de) | 1996-03-20 | 1996-03-20 | Pfropfcopolymerisate |
US08/981,292 US6111012A (en) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | Polymer compositions for graft copolymer as well as mixtures thereof and thermoplastic compounds containing them |
EP96923942A EP0837888B1 (de) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | Neue polymerzusammensetzungen für pfropfcopolymerisate sowie deren mischungen und diese enthaltende thermoplastische massen |
CN96196250A CN1192754A (zh) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | 接枝共聚物的新型聚合物组合物和其共混物以及含有它们的热塑性材料ⅰ |
DE59604608T DE59604608D1 (de) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | Neue polymerzusammensetzungen für pfropfcopolymerisate sowie deren mischungen und diese enthaltende thermoplastische massen |
ES96923942T ES2144254T3 (es) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | Nuevas composiciones polimeras para copolimeros de injerto asi como sus mezclas y masas i termoplasticas que los contienen. |
PCT/EP1996/002793 WO1997001588A1 (de) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | Neue polymerzusammensetzungen für pfropfcopolymerisate sowie deren mischungen und diese enthaltende thermoplastische massen i |
JP9504173A JPH11508310A (ja) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | グラフト共重合体の新規な重合体組成物及びその混合物並びにこれらを含む熱可塑性材料i |
KR1019970709755A KR19990028439A (ko) | 1995-06-26 | 1996-06-26 | 그라프트 공중합체, 그의 혼합물 및 그를 함유하는 열가소성 화합물용 신규 중합체 조성물 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996110897 DE19610897A1 (de) | 1996-03-20 | 1996-03-20 | Pfropfcopolymerisate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19610897A1 true DE19610897A1 (de) | 1997-09-25 |
Family
ID=7788821
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1996110897 Withdrawn DE19610897A1 (de) | 1995-06-26 | 1996-03-20 | Pfropfcopolymerisate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19610897A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020020831A1 (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | Ineos Styrolution Group Gmbh | Polyacrylate graft rubber copolymer and impact modified thermoplastic molding composition |
-
1996
- 1996-03-20 DE DE1996110897 patent/DE19610897A1/de not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2020020831A1 (en) * | 2018-07-24 | 2020-01-30 | Ineos Styrolution Group Gmbh | Polyacrylate graft rubber copolymer and impact modified thermoplastic molding composition |
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