DE2103688C3 - Thermoplastischer Schichtstoff - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen thermoplastischen Schichtstoff aus mindestens zwei fest miteinander verbundenen Schichten aus unterschiedlichen Eigenschäften aufweisenden Styrol-Polymerisaten, bei denen das Styrol-Polymerisat der einen Schicht weniger wärmestandfest ist und eine Vicat-Erweichungstemperatur nach DIN 53460 unterhalb 100⁰C besitzt.

Es ist bekannt, unterschiedliche Eigenschaften aufweisende Styrol-Polymerisate zu Schichtstoffen aus zwei oder mehr Schichten miteinander zu verbinden, um durch eine entsprechend ausgewählte und verbereitete Außenschicht zu Produkten, beispielsweise mit verbesserten Oberflächeneigenschaften, antistatischem Verhalten oder erhöhter UV-Beständigkeit, zu gelangen. Dabei wurden bislang immer nur Styrol-Polymerisate mit geringen Wärmestandfestigkeiten, die eine Vicat-Erweichungstemperatur nach DlN 53 460 im allgemeinen unter 100° C aufweisen, eingesetzt und miteinander verbunden. Diesen bekannten Verbundsystemen mangelt es daher an einer hinreichend hohen Wärmeformbeständigkeit.

Ferner ist bekannt, daß man beim Mischen von miteinander verträglichen Styrol-Polymerisaten Produkte erhält, deren Wärmestandfestigkeiten sich ebenso wie andere Eigenschaftswerte aus denen der Amsgangskomponenten entsprechend deren Anteilen in der Mischung additiv zusammensetzen. So erhält man z. B. beim Mischen des Homopolystyrols mit hoher Wärmeformbeständigkeit mit einem Polystyrol niedriger Wärmeformbeständigkeit ein Produkt, dessen Wärmeformbeständigkeit zwischen denjenigen der Mischungskomponenten liegt.

Entsprechend kann man z. B. die Zähigkeit eines hochwärmeformbeständigeii a-Methylstyrol/Styrol-Copolymerisats durch Einmischen eines weniger wärmestandfesten, schlagfesten Polystyrols verbessern doch muß dabei gleichzeitig eine Verminderung der Wärmestandfestigkeit in Kauf genommen werden.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden, dünnwandige Formlinge, wie beispielsweise Trinkbecher, Tasseneinsätze, Teller odei: dergleichen, durch Thermoverformung einer thermoplastischen temperaturbeständigen Kunststoffolie: herzustellen, wobei die Formlingswandung aus einer Mehrschichtfolie gebildet ist, bei welcher auf einer temperaturbeständigen, thermoplastischen Mittelschicht beidseitig jeweils eine weniger temperaturbeständige, aber sehr elastische, in" ihrer Materialzusammensetzung auf die Thcrniovcrformung und die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Formlings abgestimmte Mantelschicht aufgebracht ist. Die Mittelschicht soll aus reinem Standard-Polystyrol und die Mantelschichten aus schlagfestcm bzw. hochschlagfcsteni Polystyrol bestehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Produkte der eingangs genannten Art zu schaffen, deren Wärmeformbeständigkeit verbessert ist und möglichst der von wärmeformbeständigen Styrol-Polymerisaten entspricht, die aber gleichzeitig Eigenschaften, wie beispielsweise ein gutes Zähigkeitsverhalten, der weniger wärmestandfesten Styrol-Polymerisate behalten.

Die Lösung der Aufgabe besteht gemäß der Erfindung darin, daß in den Schichtstoffen der eingangs genannten Art als Styrol-Polymerisat der anderen Schicht ein wärmestandfestes Λ-Methylstyrol-Polymerisat oder Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat mit einer Vicat-Erweichungstemperatur nach DIN 53 460 über 100° C eingesetzt ist.

Durch die Wahl dieses Materials wird überraschenderweise ein Verbundsystem erhalten, dessen Wärmestandfestigkeit derjenigen der hochwärmeformbeständigen Komponente entspricht.

Als wärmeformbeständige ^-Methylstyrol-Polymerisate kommen beispielsweise in Betracht: Copolymerisate des Styrols mit Λ-Methylstyrol, schlagfest modifizierte Copolymerisate von Styrol mit Λ-Methylstyrol, Copolymerisate von Λ-Methylstyrol mit Acrylnitril, ternäre Copolymerisate von Styrol, Λ-Methylstyrol und Acrylnitril. Weiterhin könen für die wärmestandfeste Schicht Copolymerisate von Styrol mit Maleinsäureanhydrid eingesetzt werden. Die Vicat-Erweichungstemperaturen nach DIN 53 460 der wärmestandfesten Polymerisate liegen vorzugsweise über 110⁰C.

Als weniger wärmeformbeständige Styrol-Polymerisate kommen in Betracht: Homopolystyrol, schlagfest modifiziertes Polystyrol, Styrol-Acrylnitril-Copolymerisate, mit Butadienkautschuken modifizierte Styrol-Acrylnitril-Copolymerisate (ABS), sowie mit Äcrylesterelastomeren modifizierte Styrolpolymerisate, wobei wesentlich ist, daß die weniger wärmestandfeste Schicht fest auf der wärmestandfesten Schicht haftet. Zur Erzielung dieser Haftung verwendet man, sofern nicht gesonderte Haftvermittlerschichten eingesetzt werden, solche wärmestandfesten und weniger wärmestandfesten Schichten, die chemisch möglichst artverwandt sind. Beispiele hierfür sind Kombinationen aus Schichten von Homopolystyrol mit Schichten aus StyroI-*-Methylstyrol-Copolymerisaten, Kombinationen aus Schichten von schlagfesten Polystyrolen mit Styrol-a-Methylstyrol-Copolymerisaten bzw. deren schlagfesten Modifizierungen, Kombinationen aus ABS-Polymerisaten mit Λ-Methylstyrol/ Acrylnitril-Copolymerisaten.

Zusätzlich zu den wärmestandfesten und weniger wärmestandfesten Schichten auf der Basis von Styrol-Polymerisaten können die Verbundfolien auch noch weitere Schichten, insbesondere Schichten aus anderen thermoplastischen Kunststoffen aufweisen, z. B. Schichten aus Polyamid, Polyäthylen, Polyvinylidenchlorid. Erforderlichenfalls sind diese ■Kunststoffschichten über Haftvermittler mit den Polystyrolschichten verbunden.

Formkörper
gemäß Beispiel 1

Formkörper
gemäß Beispiel 2

Die Verbundfolien können ganz oder teilweise eingcfiirbt oder pigmentiert sein. Sie können antistatische oder flammhemmende Zusatzstoffe in einer oder mehreren ihrer Schichten eingearbeitet enthalten.

Zur Herstellung der Verbiindfolien kann man sich bekannter Verfahren bedienen, beispielsweise der Kocxtrusion unter Verwendung von Breitschlitzdüscn, der Kaschicrung mit Hilfe beheizter Walzen, der Extrusionsbeschichtung. Die Dicke der einzelnen Schichten der neuen Verbundfolien kann innerhalb eines weiteren Bereiches beliebig gehalten werden. Insbesondere genügt es zur Erzielung einer ausreichenden Wärmestandfestigkeit der Gesamtfolie, relativ dünnen Schichten aus wärmestandfestem Polystyrol zu verwenden. 15

Beispielsweise braucht die Dicke der wärmestand- Prüfkörper festen Schicht nur 10 % der Gesamtdicke der Folie zu betragen. Die VerbundFolien zeichnen sich dabei

trotz ihres relativ geringen Anteils an wärmestand-

festem Material durch Wärmestandfestigkeiten aus, die denen von nur aus wärmestandfestem Material hergestellten vergleichbar sind. Diesen gegenüber zeichnen sie sich jedoch dadurch vorteilhaft aus, daß sie bei Wahl entsprechender schlagfester Schichten bei gleicher Vicat-Erweichungstemperatur höhere Zähigkeit und dementsprechend geringere Sprödigkeiten auf»v"isen als die nur aus wärmestandfestem Polystyrol hergestellten Folien.

Die Verbundfolien können deshalb z. B. dort mit Vorteil verwendet werden, wo es auf die Kombination von sehr hoher Wärmestandfestigkeit und Zähigkeit ankommt. Beispielsweise kann man aus den Folien Tiefziehteile, wie z. B. Menüschalen für Fertiggerichte, herstellen.

B e i s ρ i e 1 1

Zur Herstellung einer 3-Schichtfolie wurden folgende Styrolpolymerisate verwendet:

Komponente A: Hochschlagfestes Polystyrol mit einer Vicat-Er weichungstemperatur von 73° C,

Komponente B: Sty rol/a-Methylstyrol - CoIy poly merisat mit einer Vicat-Erweichungstemperatur von 125° C.

Die Komponenten A und B wurden getrennt in 3 Extrudern bei Massetemperaturen von 200 bis 230° C aufgeschmolzen und unter Verwendung einer 3fach-Düse so koextrudiert, daß eine Verbundfolie folgender Schichtdickenverteilung erhalten wurde:

dieser Folie wurden durch Vakuumverformung Formkörper hergestellt.

Beispiel 2

Aus 70% der Komponente A und 3O°/o der Komponente B des Beispiels 1 wurde auf einem Extruder bei 200 bis 230° C eine Mischung hergestellt. Aus der Mischung wurde ΙΟΟΟμίη dicke Folie extrudiert. Wie in Beispiel 1 wurden durch Vakuumverformung Formkörper hergestellt.

Tabelle 1

Wärmestandfestigkeitsvergleich der Formkörper gemäß Beispiel 1 und 2:

Maximaltemperatur, bei der nach '/!Stündiger Lagerung keine Verformung eintrat (⁰C)

120
85

Beispiel 3

Zur Herstellung eines 2-Schichtverbundes wurden folgende Styrol-Polymerisate verwendet:

35

55

Schicht 1 350 μΐη aus Komponente A

(1. AuUenschicht)
Schicht 2 300 [im aus Komponente B

(Innenschicht)
Schicht 3 350 μΐη aus Komponente A

(2. Außenschicht)

Die resultierende Folie hatte demnach eine Gesamtstärke von 1000 μιη und enthielt 30°/o der Komponente B und 70% der Komponente A. Aus Komponente A: ABS-Polymerisat mit einer Vicat-Erweichungstemperatur von 90° C₁

Komponente B: a-Methylstyrol/Acrylnitril - Polymerisat mit einer Vicat-Erweichungstemperatur von 130° C.

Eine 900 μπι dicke Folie der Komponente A wurde auf eine 100 |im dicke Folie der Komponente B bei 220° C aufkaschiert. Aus dieser Verbundfolie wurden durch Tiefziehen Formkörper hergestellt.

Beispiel 4

Aus 9O°/o der Komponente A und 10% der Komponente B wurde auf eiern Extruder bei 200 bis 230° C eine Mischung hergestellt. Aus der Mischung wurde eine 1000 μπι dicke Folie extrudiert. Wie in Beispiel 3 wurden Formkörper durch Tiefziehen hergestellt.

Tabelle 2

Vergleich der Wärmeformbeständigkeit der Formkörper entsprechend Beispiel 3 und 4:

Prüfkörper

Maximaltemperatur, bei der nach ViStüncliger Lagerung keine Verformung eintrat (⁰C)

Formkörper
gemäß Beispiel 3

Formkörper
gemäß Beispiel 4

125
94

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Thermoplastischer SchichtstofT aus mindestens zwei fest miteinander verbundenen Schichten aus unterschiedlichen Eigenschaften aufweisenden Styiol-Polymerisaten, bei denen das Styrol-Polymerisat der einen Schicht wenig wärmestandfest ist und eine Vicat-Erweichungstemperatur nach DlN 53 460 unterhalb 100° C besitzt, dadurch g e k e η η ζ c i c h η e t, daß als Styrol-Polymerisat der anderen Schicht ein wärmestandfestes rv-Methylstyrol-Polymerisat oder Styrol-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat mit einer Vicat-Erweichungstemperatur nach DIN 53 460 über 100° C eingesetzt ist.