DE1965125C2 - Schlagfeste und zähe glasfaserverstärkte Polycarbonat-Formmasse - Google Patents

Description

Als besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn die Glasfasern (B) in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, vorliegen.

Die verwendeten Glasfasern können entweder in Form von zerhackten oder zerkleinerten Glasfaden oder Glasgespinsten aus vielen zusammengebundenen Glasfaden bestehen. Das in der Mischung verwendete Äthyjenpolymere kann entweder ein Homopolymeres

jo des Äthylens oder ein Copolymeres des Äthylens sein, wobei die andere Monomereneinheit mit dem Äthylen copolymerisierbar ist Wenn ein Copolymeres verwendet wird, sollten wenigstens etwa 50 Gew.-% des Copolymeren aus Äthylen bestehen.

Das nachfolgende Beispiel dient zur besseren Erläuterung des Prinzips und der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung. Teile und Prozentsätze beziehen sich auf das Gewicht, wenn es nicht ausdrücklich anders angegeben ist.

⁴ⁿ Beispiel 1

Ein Polycarbonat aus 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-pro-

pan (nachfolgend als Bisphenol-A bezeichnet) und Phosgen mit einer grundmolaren Viskositätszahl von etwa 0,62 (gemessen in Dioxan von 3O⁰C) wurde in einem Labormischer bei Raumtemperatur mit

(a) 20 Gew.-% zerhackten Glassträngen von etwa 3,2 mm Länge und

jo (b) 3 Gew.-% Polyäthylen gemischt, wobei das Gewicht der Komponenten A und B auf das Gewicht der gesamten Mischung bezogen war.

Die Mischung wurde dann in einem Extruder bei etwa y, 275⁰C extrudiert und pelletisiert Bei 275°C wurden dann aus den erhaltenen Pellets Prüfstäbe gepreßt.

Die so aus dieser Mischung hergestellten Prüfstäbe wurden mit A bezeichnet.

Vergleichsbeispiel I

Unter Verwendung des in Beispiel 1 hergestellten Polycarbonate wurde mit etwa 20 Gew.-% zerhackten Glasfasersträngen (bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung) eine Mischung hergestellt. Es wurde kein hi Polyäthylen verwendet. Die Mischung wurde dann bei etwa 275°C extrudiert und pelletisiert.

Bei etwa 275°C wurden dann im Spritzgußverfahren Prüfstäbe hergestellt,die mit ß bezeichnet wurden.

Die nach Beispiel 1 und dem Vergleichsbeispiel I hergestellten Prüfstäbe wurden nach dem Kugelfalltest und dem 3,2 mm-Izod-Kerbtest, ASTM D 256 auf ihre Schlagfestigkeit geprüft Der Kugelfalltest bestand darin, daß ein Gewicht mit einer 19 mm Halbkugelfläche auf dem Auftreffende von verschiedenen Höhen aus auf die: Scheibe auffallen gelassen wurde bis die Scheibe brach. Die Fallhöhe in cm multipliziert mit dem Gewicht in kg entspricht der Schlag- oder Kugelfallfestigkeit in cm · kg. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle I aufgeführt

Tabelle I

Teststäbe

Kiigclfallfcsligkcil
cm · kg

Izod-Kerbschlug-

fcsligkeil

cm ■ kg'cm

829,5
55,3

19,59
8,16

Die vorliegende Erfindung ist auf eine Masse gerichtet, die aus einem aromatischen Polycarbonat besteht, dem eine bestimmte Menge eines Äthylenpolymeren und eine bestimmte Menge Glasfasern zugemischt ist, welch letztere gleichmäßig in der Mischung verteilt sind. Das verwendete Äihylenpolymere kann entweder ein Homopolymeres des Äthylens oder ein Copolymeres des Äthylens sein. Wenn das Copolymere des; Äthylens verwendet wird, besteht der andere Bestandteil aus einer monomeren Komponente, die damit copolymc isierbar ist Das Copolymere sollte wenigstens 50Gew.-% Äfbylen i."/weisen. Die Menge des verwendeten Äthylenpolymeren beträgt 1 bis 5 Gew.-°/o, bezogen auf das Gevrcht der gesamten Masse. Die Menge der verwendeten Glasfasern beträgt 1 bis 40 Gew.-°/o, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse. Die Glasfasern können dabei entweder mit einem Bindemittel oder mit einem Klebstoff vorbehandelt sein oder sie können unbehandelt verwendet werden. Das kritische Merkmal der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß das spezielle Äthylenpolymere in ausreichender Menge verwendet werden muß, um eine schlagfeste, mit Glasfasern gefüllte aromatische Polycarbonatmasse zu ergeben. Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erhalten, wenn etwa 1 bis 5 Gew.-% des Äthylenpolymeren verwendet werden. Es ist überraschend, daß solch kleine Mengen des Äthylenpolymeren bei der glasgefüllten aromatischen Polycarbonatmasse bzw. den daraus hergestellten Gegenständen eine so starke Änderung der Schlagfestigkeit bewirken. In diesem Zusammenhang sei nochmals ausdrücklich auf die vorstehenden Beispiele verwiesen, wo dies eindeutig zutage tritt.

Im allgemeinen sind die aromatischen Polycarbonate Polykondensate auf der Basis von zweiwertigen Phenolen. Die verwendbaren zweiwertigen Phenole sind Diphenoie, wie l,l-Bis(4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3-mei:hyl-phenyl)-propan, 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)-heptan usw., zweiwertige Phenolither wie Bis^-hydroxyphenyl)-äther, Bis(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-äther, usw. Dihydroxydiphenyle wie p.p'-Dihydroxydiphenyl, 3,3'-Dichlor-4,4'-dihydroxydiphenyl, usw. DihydroxyaryJ-sulfone, wie Bis(4-hydroxyphenyl)-sulfon, Bis(3,5-dimehtyl-4-hydroyphenyI)-sulfon, Bis(3-methyl-5-äthyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon usw.; Dihydroxybenzole, wie Resorcinal und Hydrochinon, halogen- und alkylsubstituierte Dihydroxybenzole, wie l,4-Dt-hydroxy-2-chIorbenzol, 1 ^-Dihydroxy^-dichlorbenzol, 1,4-Dihydroxy-3-methylbenzol usw. und Dihydroxydiphenylsulfoxyde, wie Bis(4-Hydroxy-phenyl)-sulfo\yd, Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-sulfoxyd usw. Eine Vielzahl von weiteren zweiwertigen Phenolen steht außerdem zur Verfugung, um Polycarbonate zu liefern und dieselben sind insbesondere in den US-Patentschriften 29 99 835, 30 28 365 und 31 53 008 beschrieben. Als aromatische

to Polycarbonate sind gleichfalls Copolycarbonate geeignet, die aus einer der vorstehend aufgeführten Verbindungen und halogenhaltigen zweiwertigen Phenolen, wie 2,2-Bis(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2'-Bis(3,ii-Dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan usw. hergestellt worden sind. Bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung können gleichfalls Gemische der vorstehend genannten Polycarbonate als Komponente (A) der Masse verwendet werden. Besonders brauchbar sind Mischungen eines Homopo-

lycarbonates aus 2,2-Bis-(4-Hydroxyphenyl)-propan (Bis-phenol A) mit einem Copolycarbonat aus Bisphenol A und 2_r2-Bis(3^5-dibrom-4-hydroyphenyl)-propan (Tetrabrombisphenol A), wobei das Copolycarbonat 55 bis 65 Gew.-o/o Bisphenol A — und entsprechend 45 bis

35 Gew.-% Tetrabrombisphenol A — Einheiten aufweist. Besonders brauchbar hat sich bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung das Homopolycarbonat aus Bisphenol A erwiesen.
Die bei der praktischen Durchführung der vorliegen-

jo den Erfindung verwendeten Polycarbonate sind solche, die durch Reaktion des zweiwertigen Diphenols mit einem Carbonatvorläufer erhalten werden. Als Carbonatvorläufer kann entweder ein Carbonylhalogenid, ein Carbonatester oder ein Halogenameisensäureester Verwendung finden. Die verwendbaren Carbonylhalogenide sind Carbonylbromid, Carbonylchlorid, Carbonylfluorid usw. oder Mischungen derselben. Typisch für die verwendbaren Carbonatester sind Diphenylcarbonat, Di(haiogenphenylcarbonate), wie Di(chlorphenyi)-carbonat, Di(bromphenylcarbonat), Di(trichlorphenyl)-carbonat, Di(tribromphenyl)carbonat usw., Dialkylphenylcarbonate, wie Di-(tolyl)carbonat usw., Di(naphthylcarbonat), Di(chlornaphthyl)carbonat, Phenyltolylcarbonat, Chlorphenylchlornaphthylcarbonat usw. oder Mischungen derselben. Die geeigneten Halogenameisensäureester umfassen Bis-halogenameisensäureester von zweiwertigen Phenolen (Bischlorformate von Hydrochinon usw.) oder Glykolen (Bishalogenformate von Äthylenglykol, Neopentylglykol, Polyäthylenglykol USW.).

Obgleich dem Fachmann noch weitere brauchbare Carbonatvorläufer bekannt sind, hat sich doch Carbonylchlorid, das auch als Phosgen bekannt ist, als das bevorzugte Material erwiesen.

Die Herstellung der Polycarbonate für die Massen der vorliegenden Erfindung kann unter Verwendung eines Molekulargewichts-Regulators und eines Säureakzeptors erfolgen. Der bei der erfindungsgemäßen Reaktion verwendete Molekulargewichts-Regulator ist im allgemeinen eine monofunktionelle Hydroxyverbindung, wie Phenol, Cyclohexanol, Methanol, Parabrom= phenol oder p-tert.ButyIphenol.

Der Säureakzeptor kann entweder eine organische oder eine anorganische Verbindung sein. Geeignete organische Säureakzeptoren sind die tert. Amine, wie beispielsweise Pyridin, Triäthylamin, Dimethylanilin oder Tributylamin. Der anorganische Säureakzeptor kann entweder ein Hydroxyd, ein Carbonat, ein

Bicarbonat oder ein Phosphat eines Alkali- oder Erdalkalimetalls sein.

Bei den faserförmigen Glasfaden, die gemäß der vorliegenden Erfindung Verwendung finden, kann es sich um vorbehandelte oder nicht-vorbehandelte Glasfäden oder kurzgeschnittene Glasstränge handeln. Bei den Glassträngen handelt es sich um eine Kombination von Glasfaden, die bei der Herstellung der Glasfaden mit einem Material vorbehandelt werden, welches die Fäden nicht nur gegen Abrieb schützt, sondern gleichzeitig die Fäden unter Bildung des Stranges zusammenbindet Dies ist notwendig, damit der Strang leicht gehandhabt werden kann. Hierzu wird ein Bindemittel verwendet, welches in der Regel ein Polymer ist, da das erfindungsgemäße System ebenfalls polymerer Natur ist Bei der Herstellung oder bei dem Zusammenbinden der Glasfasern zu einem Strang hat sich insbesondere ein Styrol-Äthylacrylatcopolymer oder Polyvinylacetat oder Polyvinylalkohol als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Menge des verwendeten Bindemittels ist im allgemeinen diejenige Menge, die ausreicht um die Glasfasern zu einem kontinuierlichen Strang zu verbinden. Gewöhnlich beläuft sich diese Menge auf etwa 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Glasfasern. Das verwendete Bindemittel ist keineswegs kritisch. Wenn kurz geschnittene Glasstränge benutzt werden, können dieselben 6,3 mm oder kurzer sein und sie sind vorzugsweise etwa 3,2 mm lang. Das bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Frfindung verwendete Äthylenpoiymere kann entweder ein Homopolymer oder ein Copolymer des Äthylens mit anderen monomeren Bestandteilen sein, die damit «!polymerisierbar sind, vorausgesetzt, daß wenigstens 50Gew.-% des Copolymeren aus Äthylen bestehen. Solche anderen Athylenpolymeren, die anstelle des Homopolymeren des Äthylens in Beispiel 1

ίο Verwendung finden können, sind beispielsweise Äthylenpropylencopolymere, Äthylenvinylacetatpolymere oder Äthylenisobutylencopolymere. Vorzugsweise wird jedoch bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung das Homopolymere von Äthylen benutzt Die Menge des verwendeten Athylenpolymeren beträgt 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Masse.

Bei der praktischen Durchführung der Erfindung werden das aromatische Carbonatpolymere, das Äthy-

lenpoJymere und die faserigen Glasfaden oder die kurz geschnittenen Stränge gemisr^ und dann einem Extruder bei etwa 275°C zugerunr. Das extrudierte Material wird zu Pellets oder Tabletten zerkleinert, die dann im Spritzgußverfahren zur Herstellung von glasfaserverstärkten, gepreßten Gegenständen mit ausgezeichneter Schlagfestigkeit verarbeitet werden.

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Schlagfeste und zähe glasfaserverstärkte Polycarbonat-Formmasse bestehend aus

(A) einem aromatischen Polycarbonat

(B) 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, gleichmäßig in der Polymerzusammensetzung verteilter Glasfasern und

(C) 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, eines Äthylenpolymeren, das ein Homopolymeres des Äthylens oder ein Copolymeres des Äthylens mit anderen damit copolymerisierbaren monomeren Bestandteilen ist, welches wenigstens 50 Gew.-% Äthyleneinheiten aufweist

2. Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Glasfasern (B) in einer Menge von 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, vorliegen.

Die Erfindung betrifft eine schlagfeste und zähe glasfaserverstärkte Polycarbonat-Formmasse.

Mit Glas gefüllte Thermoplasten sind allgemein bekannt und werden in großem Umfange zur Verstärkung von thermoplastischen Materialien, wie Polystyrol, Polyäthylen, Nylon, Polycarbonaten usw. verwendet. Dis so benutzte Glas ergibt bestimmte Vorteile, weil es eine größere Breite und Verwendbarkeit der einzelnen thermoplastischen Materialien erlaubt, insbesondere dort, wo die gespritzte Form großen Belastungen oder Beanspruchungen ausgesetzt ist. Die US-Patentschrift 28 77 501 beschreibt ausführlich ein Pellet oder eine Spritzgußtablette, die mit Glasfaden oder -fasern gefüllt ist. Die Glasfasern sind dabei in Form von Glassträngen oder Bündeln longitudinal entlang der Achse der Tablette angeordnet. Das in dieser Patentschrift beschriebene Prinzip wurde für die Herstellung von mit Glasfasern gefüllten Spritzgußtabletten aus Polycarbonat verwendet. In einem solchen Falle wird das Glas einem Kreuzkopfextruder zugeführt, und das Harz wird so extrudiert, daß es den Glasfaserstrang oder die Glasfäden einschließt, so daß durchgehende Glasfasern in dem extrudierten Material erzeugt werden, welches dann zu Tabletten zerkleinert wird. Der gespritzte Polycarbonatgegenstand, der aus den mit Glasfasern gefüllten Polycarbonat-Spritzgußtabletten hergestellt worden ist, hat ausgezeichnete physikalische Eigenschaften. Jedoch besteht ein Nachteil des mit solchem Glas gefüllten Materials darin, daß die Polycarbonate brüchig sind und schlechte Schlagfestigkeit aufweisen. Ein aus Polycarbonat gepreßter Gegenstand besitzt an sich ohne Glasfasereinlage efne ausgezeichnete Schlagfestigkeit und Zähigkeit. Sobald jedoch Glas verwendet wird, um den aus Polycarbonat gepreßten Gegenstand zu verstärken, ergibt sich der Nachteil, daß der gepreßte Gegenstand eine außerordentlich schlechte Schlagfestigkeit und einen Mangel an Zähigkeit besitzt. Es wurde nunmehr überraschenderweise gefunden, daß durch die Einverleibung einer geringen Menge eines Äthylenpolymers in das glasfaserverstärkte Polycarbonatharz der aus einer solchen Masse gepreßte Gegenstand eine außerordentlich verbesserte Schlagfestigkeit und Zähigkeit besitzt

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine

glasfaserverstärkte Polycarbonat-Formmasse zu schaffen die gegenüber der bisher bekannten Formmassen dieser Art eine wesentlich verbesserte Schlagfestigkeit und Zähigkeit besitzt

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Polycarbonat-Formmasse, die besteht aus:

(A) einem aromatischen Polycarbonat

(B) 1 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, gleichmäßig in der Polymerzusammensetzung verteilter Glasfasern und

(C) 1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Formmasse, eines Äthylenpolymeren, das ein

Homopolymeres des Äthylens oder ein Copolymeres des Äthylens mit anderen damit copolymerisierbaren monomeren Bestandteilen ist, welches wenigstens 50 Gew.-% Äthyleneinheiten aufweist