DE2251708A1

DE2251708A1 - Truebungsmittel fuer kunststoffe hoher lichtdurchlaessigkeit und starker streuung

Info

Publication number: DE2251708A1
Application number: DE19722251708
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Chem D Grassmann; Hansjoachim Setz; Engelbert Dipl Chem Dr Sibbing
Original assignee: Metallgesellschaft AG
Current assignee: GEA Group AG
Priority date: 1972-10-21
Filing date: 1972-10-21
Publication date: 1974-04-25
Also published as: DE2251708C2

Description

METALLGESELLSCHAFT Frankfurt (M), den 20. Oktober 1972 Aktiengesellschaft ^

6000 Frankfurt (M)

Reuterweg 14 2251708

Trübungsmittel für Kunststoffe hoher Lichtdurchlässigkeit und starker Streuung

Die Erfindung betrifft die Verwendung von gefälltem Bariumsulfat als Trübungsmittel zur Erzielung starker Lichtstreuung bei hoher Lichtdurchlässigkeit in Kunststoffen.

Es ist bekannt, daß Weißpigmente wie Titandioxid, Zinksulfid oder Zinkoxid in der Lage sind, Kunststoffartikel milchig weiß zu färben. Derartig pigmentierte Kunststoffe lassen jedoch so wenig Licht hindurchfallen, daß sie für Lampenabdeckungen nicht infrage kommen. Bei geringerer Pigmentierung bewirken sie keine Streuung des Lichts mehr und lassen die hinter der Abdeckung vorhandene Lichtquelle klar erkennen. Es ist ferner bekannt, thermoplastische Formmassen auf Basis von Polystyrol oder klaren Styrolcopolymerisaten mit natürlichem Schwerspat einer Teilchengröße zwischen 1 und 2o yu4tizu versetzen. Auf diese Weise sollen besonders lichtdurchlässige und gleichzeitig lichtstreuende Massen erhalten werden (DT-PS 1 169 123). Es hat sich jedoch in der Praxis gezeigt, daß mit natürlichem Schwerspat

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Produkte erhalten werden, die in Auf- und Durchsicht leicht grau erscheinen. In der Fachwelt herrscht daher die Meinung vor, daß mit synthetischem Bariumsulfat eine starke Lichtstreuung bei gleichzeitig guter Lichtdurchlässigkeit nicht erreicht werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auf Basis Bariumsulfat (Brechzahl 1,64) ein Trübungsmittel für Kunststoffe bereitzustellen, welches diesen bei hoher Lichtdurchlässigkeit eine starke Lichtstreuung verleiht. Hierzu geht die Erfindung von synthetischem, gefälltem BaSO< aus.

Die Erfindung besteht in der Verwendung von gefälltem Bariumsulfat einer mittleren Teilchengröße von 2 bis 12 vorzugsweise 4 bis 9 /Ufrtund isometrischer, vorzugsweise bipyramidaler Kristalltracht als Trübungsmittel zur Erzielung starker Lichtstreuung bei hoher Lichtdurchlässigkeit in Kunststoffen auf Basis thermoplastischer oder duroplastischer Polymerer. Die Brechzahlen der Kunststoffe für das erfindungsgemäß zu verwendende Bariumsulfat liegen zwischen 1,45 und 1,6o.

Itoter mittlerer Teilchengröße ist im Sinne der Erfindung die mittlere Teilchengröße, gemessen nach der Sedimentationsmethode nach Andreasen, zu verstehen (DIM 66 115, Entwurf).

Es wurde ferner gefunden, daß die im Hinblick auf den Streueffekt optimale mittlere Teilchengröße (d ) des Barlumsulfats mit der Brechzahl (n*,) des jeweils eingesetzten Kunststoffs in folgendem Zusammenhang steht:

d . ^1o° * ⁿK -

ο

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Die gefällten Bariumsulfatkristalle werden in einer Menge von 1 bis 2o Gew.%, bezogen auf eingesetzten Kunststoff, verwendet. Nach Maßgabe der gewünschten lichttechnischen Eigenschaften können auch Weißpigmente in kleinen Mengen mitverwendet werden.

Zur erfindungsgemäßen Verwendung des synthetischen Bariumsulfats in Polymeren eignen sich klar durchsichtige und ' transparente thermoplastische Polymere wie Polyacrylate, Polymethacrylate, Polycarbonat, Polystyrol, halogenhaltige j Vinylpolymerisate wie Polyvinylchlorid, Polyamide. Ferner ; duroplastische Polymere wie Gießharze auf Basis von Epoxy-Verbindungen oder ungesättigten Polyestern.

Erfindungsgemäß werden beispielsweise für Polymere wie Polymethacrylat mit einer Brechzahl von 1,49, gefällte Bariumsulfatkristalle mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 4 /Utneingesetzt. Insbesondere eignet sich gemäß der Erfindung Polycarbonat mit der Brechzahl von 1,59» in das gefälltes Bariumsulfat mit einer mittleren Teilchengröße von etwa 9 /^eingearbeitet wird.

Unter diesen Bedingungen wird bei hoher Lichtdurchlässigkeit maximale Lichtstreuung erreicht, und der Farbort der diffusen Transmission ist im Falle farbloser Kunststoffe gleich dem der Lichtquelle. Dabei sind Bariumsulfatkristalle weitgehend isometrischer Kristalltracht solchen plättchenförmiger oder dendritischer Struktur in ihren Eigenschaften hinsichtlich optimaler Streuwirkung und Lichtdurchlässigkeit weit überlegen. Gefällte Bariumsulfatkristalle mit . einer Teilchengröße unter 1/U sind im allgemeinen völlig ungeeignet.

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Das erfindungsgemäß zu verwendende Trübungsmittel aus gefälltem Bariumsulfat bestimmter Teilchengröße und Kristalltracht kann in an sich bekannter Weise in das Polymerisat mit ζ B. Extrudern, Innenmischern oder Walzen eingearbeitet werden. Die Polymerisate können ferner noch die üblichen UV-Absorber, Stabilisatoren, Gleitmittel und weitere Zusatzstoffe in üblichen Mengen enthalten.

Diese Ergebnisse sind außerordentlich überraschend und konnten nicht erwartet werden, da nach Auffassung der Fachwelt nur mit natürlichem Bariumsulfat und weder mit synthetischem Bariumsulfat noch mit Weißpigmenten eine gute Lichtstreuung bei hoher Lichtdurchlässigkeit zu erzielen ist. Schließlich waren synthetische Bariumsulfate der erfindungsgemäßen Teilchengröße und Kristalltracht nach dem bisherigen Stande der Technik nicht bekannt.

Die Erfindung wird anhand der nachstehenden Beispiele näher erläutert.

Beispiel_1

97o g eines feinteiligen Polymethacrylate mit der Brechzahl 1,49 werden unter Zusatz von 3o g eines gefällten isometrischen Bariumsulfats mit einer mittleren Teilchengröße von 4 bis 5 /\Min einem Taumelmischer gemischt. Die Mischung wird anschließend auf einem Extruder aufgeschmolzen und das austretende Polymethacrylat mit einer Sehn eidvorrichtung zu einem geeigneten Granulat zerkleinert. Daraus hergestellte Spritzlinge bewirken bei hoher Lichtdurchlässigkeit eine starke Streuung, so daß der Glühfaden einer Lichtquelle nicht mehr sichtbar wird. Die spektrale Zusammensetzung des Lichts erfährt beim Durchgang durch den Spritzling keine Veränderung.

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Beisj>iel_2

95o g Methacrylsäureester mit der Brechzahl 1,49 werden mit 5o g eines gefällten isometrischen Bariumsulfats einer mittleren Teilchengröße von 4 bis 5 /Umvermischt und unter Zusatz üblicher Katalysatoren zu einem Polymerisat in Plattenform polymerisiert. Diese sind nach dem Tiefziehen für Leuchtstofflampen-Abdeckungen hervorragend geeignet, da sie bei einer maximalen Lichtdurchlässigkeit durch die starke Lichtstreuung die dahinter liegenden Leuchtstofflampen nicht mehr erkennen lassen.

BeispjLel_3

95o g eines feinteiligen Polycarbonate mit der Brechzahl 1,59. werden mit 5o g eines gefällten isometrischen Bariumsulfats mit einer mittleren Teilchengröße von 8 bis 9 /Um gemischt. Die Mischung wird auf einem Extruder mit nachgeschalteter Granuliervorrichtung zu Granulaten verarbeitet. Diese werden auf Schneckenspritzgußmaschinen zu Lampenabdeckungen z.B. für Straßenlaternen verarbeitet, die ein Maximum an Lichtdurchlässigkeit aufweisen, ohne, bedingt durch die starke Streuung, die Lichtquelle erkennen zu lassen.

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Claims

Patentansprüche

1. Verwendung von gefälltem Bariumsulfat einer mittleren Teilchengröße von 2 bis 12 /um vorzugsweise 4 bis 9 /um und isometrischer, vorzugsweise bipyramidaler Kristalltracht als Trübungsmittel zur Erzielung starker Lichtstreuung bei hoher Lichtdurchlässigkeit In Kunststoffen auf Basis thermoplastischer oder duroplastischer Polymerer.

2. Verwendung von Bariumsulfat nach Anspruch 1, dessen mittlerer Teilchenmesser (d ) mit der Brechzahl des Kunststoffes in der Beziehung

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steht, für den in Anspruch 1 genannten Zweck.

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