DE2258896B2

DE2258896B2 - Polyphenylenäther-Zusammensetzungen

Info

Publication number: DE2258896B2
Application number: DE2258896A
Authority: DE
Inventors: Donald Dominic Slingerland Carmelite; Morton Pittsfield Mass. Kramer; Gim Fun Albany Lee Jun.
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1971-12-03
Filing date: 1972-12-01
Publication date: 1981-01-22
Also published as: FR2162154B1; JPS564585B2; IT971442B; DE2258896A1; FR2162154A1; NL7216181A; GB1392308A; US3787532A; JPS4865249A; NL171993B; NL171993C

Description

M)

Die Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Harzzusammensetzungen, und sie betrifft insbesondere hochschlagfe'ite thermoplastische Zusammensetzungen, die ein Polyphenylätherharz, ein Polystyrolharz und ein Interpolymer aus einem Diengummi und einer vinylaromanschen Verbindung oder einer Mischung aus einer vinylaromatischen Verbindung und einem Acrylester enthält. Das InterDolvmere hat einen Gummieehalt von wenigstens 30Gew.-%. In der Zusammensetzung ist eine elastomere Phase in Form von Teilchen dispergiert, von denen wenigstens 85% einen Durchmesser von 0,5 Mikron oder weniger aufweisen.

Die Polyphenylenäther sind bereits bekannt und in zahlreichen Veröffentlichungen beschrieben, wie beispielsweise den US-Patenten 33 06 874, 33 06 875,

32 57 357 und 32 57 358, die durch diese Bezugnahme in die Offenbarung der vorliegenden Erfindung mit aufgenommen werden. Die Polyphenylenäther sind für viele wirtschaftliche Anwendungen brauchbar, bei denen hohe Temperaturbeständigkeit gefordert wird, und da sie weiterhin thermoplastisch sind, können sie zu Filmen, Fasern und ausgeformten Gegenständen verformt werden. Trotz diesen wünschenswerten Eigenschaften sind Teile aus diesen ausgeformten Polyphenylenäthem häufig spröde auf Grund schlechter Schlagfestigkeit Weiterhin stellen die relativ hohen Schmelzviskositäten und Erweichungspunkte häufig für viele Anwendungen einen Nachteil dar. Filme und Fasern können aus Polyphenylenäthern im wirtschaftlichen Maßstab unter Verwendung der Lösungstechniken hergestellt werden, während andererseits die Schmelzverarbeitung wirtschaftlich unattraktiv ist, auf Grund der erforderlichen hohen Temperaturen zum Erweichen des Polymeren und der damit verbundenen Probleme, wie Instabilität und Verfärbung. Solche Techniken erfordern speziell konstruierte Verarbeitungsvorrichtungen, um bei erhöhten Temperataren zu arbeiten. Die ausgeformten Gegenstände können durch Schmelzverfahren hergestellt werden, jedoch wiederum sind auch hier die erforderlichen hohen Temperaturen unerwünscht.

Es ist bekannt, daß die Eigenschaften der Polyphenylenäther ir. stofflicher Hinsicht verändert werden können, indem Zusammensetzungen mit anderen Polymeren gebildet werden. In dem US-Patent

33 79 792 wird beispielsweise offenbart, daß die Fließeigenschaften der Polyphenylenäther durch Herstellung einer Zusammensetzung aus den Polyphenylenäthern mit etwa 0,1 bis 25 Gew.-Teilen eines Polyamids verbessert werden können. In dem US-Patent 33 61 851 werden Polyphenylenäther beschrieben, die aus Zusammensetzungen mit Polyolefinen bestehen, um die Schlagfestigkeit sowie die Beständigkeit gegenüber aggressiven Lösungsmitteln zu verbessern. In dem US-Patent 33 83 435, welches durch diese Bezugnahme ebenfalls in die Offenbarung der vorliegenden Anmeldung aufgenommen wird, werden weiterhin Mittel beschrieben, um gleichzeitig die Schmelzverarbeitbarkeit der Polyphenylenäther zu verbessern und ebenfalls viele Eigenschaften von Polystyrolharzen zu verbessern. Dieses letztgenannte US-Patent offenbart, daß Polyphenylenäther und Polystyrolharze einschließlich vieler modifizierter Polystyrole in allen Verhältnissen kombinierbar sind, um Zusammensetzungen zu ergeben, die gegenüber den einzelnen Bestandteilen viele verbesserte Eigenschaften aufweisen.

Bevorzugte Ausführungsformen des US-Patentes 33 83 435 sind Zusammensetzungen, die enthalten: (a) entweder ein kristallines Homopolystyrol oder ein gummimodifiziertes hochschlagfestes Polystyrol und (b) einen Poly(2,6-dialkyl-1,4-phenylen)äther. Solche Zusammensetzungen haben grcße wirtschaftliche Bedeutung, weil sie sowohl eine Verbesserung der Schmelzverarbeitbarkeit des Polyphenylenäthers als auch eine Verbesserung im Glanz (Homopolystyrol) und der Schlagfestigkeit (gummimodifiziertes Polystyrol) bei aus

diesen Zusammensetzungen ausgeformten Teilen schaffen. Weiterhin können solche Zusammensetzungen aus dem Poiyphenylenäther und dem Homopolystyrol oder dem gummimodifizierten hochschlagfesten Polystyrol in üblicher Weise formuliert werden, um vorbestimmte Eigenschaften zwischen denen des Polystyrolharzes und denen des Polyphenylenäthers durch Regelung des Verhältnisses zwischen den Polymeren zu liefern. Der Grund ist darin zu sehen, daß die Zusammensetzungen nach der vorgenannten US-Patentschrift 33 83 435 einen einzigen Satz thermodynamischer Eigenschaften aufweisen anstelle der zwei unterschiedlichen Sätze von Eigenschaften, d. h. einen Satz für jeden der Bestandteile dieser Zusammensetzung, wie es bei bekannten Zusammensetzungen oder Mischungen typisch ist

Die in dem vorgenannten US-Fatent offenbarten Zusammensetzungen, die kristallines Homopolystyrol und Poiyphenylenäther enthalten, haben ziemlich niedrige Schlagfestigkeiten im Bereich von etwa 0,0276 bis etwa 0,166 mkg/2,54 cm Kerbe (0,2 bis 1,2 ft. Ibs7in. notch) bei dem Izod- Kerbtest und sie sind sehr spröde bei niedrigen Temperaturen, beispielsweise -17,8° C (0⁰F), -28,9°C(-20°F)und -4O⁰C(-40°F), wodurch ihre Brauchbarkeit, beispielsweise auf dem Gebiet der Kraftfahrtechnik, sehr begrenzt wird.

In dem vorgenannten US-Patent 33 83 435 ist eine Zusammensetzung offenbart, in der 10Gew.-% Butadiengummi zugesetzt worden sind (Beispiel 9). Die Schlagfestigkeit bei Raumtemperatur wird merklich verbessert auf 0,76 mkg/2,54 cm Kerbe (5,5 ft. lbs./in. notch) in Kerbtests, jedoch wird das Oberflächenaussehen, d. h. der Glanz des ausgeformten Gegenstandes, verschlechtert und die Teile sind noch sehr brüchig bei niedrigen Temperaturen.

Hinsichtlich schlagfester Zusammensetzungen enthält die bevorzugte Ausführungsform dieses vorgenannten US-Patentes Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther und ein gummimodifiziertes hochschlagfestes Polystyrol (in Beispiel 7 als Lustrex HT88-1 der Firma Monsanto Chemical Company bezeichnet). Es ist allgemein bekannt, daß das von der Firma Monsanto unter der Bezeichnung HT-88 hergestellte hochschlagfeste Polystyrol etwa 8Gew.-% einer elastomeren Gelphase enthält, die in einer Polystyrolmatrix dispergiert ist und daß die mittlere Teilchengröße des dispergierten Elastomeren im Bereich von 2 bis 10 Mikron liegt und im Durchschnitt 4 bis 6 Mikron beträgt. Einige wenige kleinere Teilchen, z. B. von 0,25 und 0,5 Mikron, können ebenfalls vorhanden sein. Dies ergibt sich beispielsweise aus der mikrophotographischen Aufnahme in Band 19 der Encyclopedia of Chemical Technology, 2. Ausgabe, 1969, Seite 94, Fig.2 (b). Die gleiche Mikrophotographie zeigt, daß im Bereich von 0,2 bis 10 Mikron die Zahl der Teilchen unter 0,5 Mikron nur etwa 14% der Gesamtmengen ausmachen, während die Zahl der Teilchen über 0,5 Mikron Größe etwa 85% der Gesamtmenge beträgt.

Solche Verteilungen finder sich in typischer Weise in allen mit Gummi modifizierten Polystyrolen, die bisher zur Verbesserung der Schlagfestigkeit von Polyphenylenäthern benutzt wurden.

Bei der am meisten bevorzugten Ausführungsform des vorgenannten US-Patentes 33 83 435 beläuft sich bei einem Gummigehalt im Bereich von 1,2 bis 6 Gew.-% mit einem größeren Anteil an elastomeren Teilchen mit einer Teilchengröße über 0,5 Mikron die Schlagfestigkeit nach dem Izod-Kerbschlag-Test auf

Hgn Roroirh yr>n ΠΓ>1 Αξ ΟΠΚΊ ΐχίπ/¹)

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(1,2—1,1 ftJbs/ianotch) mit einem Maximum von etwa 1,5 bei einem Gummigehalt in der Zusammensetzung von etwa 4 Gew.-%·. Diese bevorzugten Zusammensetzungen haben auch eine Neigung, ihre Schlagfestigkeiten bei niedrigen Temperaturen zu verlieren.

Es wäre naheliegend, zur Verbesserung der Schlagfestigkeiten den Gummigehalt solcher Zusammensetzungen zu steigern. Tatsächlich wurde jedoch festgestellt, daß eine solche MaBnahme einen nachteiligen Einfluß auf andere kommerziell wichtige Eigenschaften hat, insbesondere auf das Oberflächenaussehen, z. B. Glanz, Verarbeitbarkeit, Oxydationsbeständigkeit und dergleichen.

Um daher die Schlagfestigkeiten ohne Erhöhung des Gummigehaltes zu steigern, ist bereits vorgeschlagen worden, die Anzahl, die Größe und die Eigenschaften der dispergierten elastomeren Teilchen zu variieren, welche den Zusammensetzungen ihre Schlagfestigkeit verleihen. Für alle praktischen Zwecke können solche Zusammensetzungen im Vergleich mit den in den vorgenannten US-Patenten beschriebenen Zusammensetzungen bei den gleichen Gummigehalten wesentlich verbesserte Schlagfestigkeiten verliehen werden. Diese Schlagfestigkeiten gehen jedoch bei tiefen Temperaturen noch verloren, und wenn Versuche durchgeführt werden, die Gummimenge zu erhöhen, um die Schlagfestigkeit ebenfalls bei Raumtemperatur noch weiter zu steigern und/oder ihren Verlust bei tiefen Temperaturen zu vermeiden, dann werden das Oberflächenaussehen und andere Eigenschaften nachteilig beeinflußt.

Es wurde nunmehr gefunden, daß dann, wenn zu Polyphenylenäther-Polystyrolzusammensetzungen Diengummi-Interpolymere mit vinylaromatischen Verbindungen, z. B. Styrol oder Mischungen von Styrol mit geringen Mengen Acrylestem zugegeben werden, wobei die Interpolymeren im Vergleich mit den gummi-modifizierten Polystyrolen, die bisher verwendet wurden, einen hohen Gummigehalt aufwiesen und einen Teilchengrößen-Verteilungsbereich besaßen, der an dem kleinen Ende schwer wog, unerwartet vorteilhafte Eigenschaften erhalten wurden. So sind insbesondere die Schlagfestigkeiten hoch und erlauben vollen Nutzen von dem Gummigehalt zu ziehen, unerwarteterweise ohne daß das Oberflächenaussehen und die Verarbeitbarkeit verloren gehen. Weiterhin sind völlig unerwarteterweise die Schlagfestigkeiten wesentlich höher als von den Daten der einzelnen Komponenten allein zu erwarten wäre. Darüber hinaus haben die Zusammensetzungen wesentlich höhere Schlagfestigkeiten, selbst bei Temperaturen von - 40° C (- 40° F).

So ergeben sich beispielsweise mit einem Interpolymer, welches 60Gew.-% Gummi und 40 Gew.-% Polystyrol enthält und wobei in der Zusammensetzung 95% der Teilchenzahl eine Größe von 0,5 Mikron oder geringer aufweisen und nur 5% der Teilchen größer als 0,5 Mikron ist, Izod-Kerbschlagfestigkeiten von 0,55— 0,69 mkg/2,54 cm Kerbe mit nur Wo Gummi in der Gesamtmischung. Der Glanz der ausgeformten Teile ist hervorragend. Bei -40⁰C (-40⁰F) betragen die Schlagfestigkeitswerte das 1,3- bis l,7fache der Werte der entsprechenden Zusammensetzungen ohne die Interpolymere.

Die hierin beschriebenen Resultate sind ebenfalls im Hinblick auf die Ausführungen in »Encylopedia of Polymer Science and Technology« Band 13, Interscience, 1970, S. 392, völlig unerwartet. Darin wird ausgeführt,

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Polystyrol eine optimale Teilchengröße im Bereich von 2 bis 5 Mikron liegt mit einer relativ engen Größenverteilung um diesen Bereich, Die Verwendung einer solch großen Zahl sehr kleiner Teilchen, wobei die durchschnittliche Teilchengröße nur etwa 0,25 Mikron i beträgt, würde im Hinblick auf diese Aussage erwarten lassen, daß die Schlagfestigkeitseigenschaften vermindert werden, statt wie die Anmelderin gefunden hat. erhöht zu werden.

Ge;näß der vorliegenden Erfindung werden nunmehr ii thermoplastische Zusammensetzungen mit unerwartet hoher Schlagfestigkeit geschaffen, die in Kombination enthalten: (a) ein Polyphenylenätherharz, (b) ein Polystyrolharz und (c) ein Interpolymer aus etwa 30 bis 70 Gew.-Teilen eines Diengummis mit etwa 70 bis etwa 30 Gew.-Teilen einer vinylaromatischen Verbindung oder einer Mischung einer vinylaromatischen Verbindung und einem Alkylacrylsäureester, wobei die Zusammensetzung eine dispergierte elastomere Phase enthält mit einer Teilchengröße von wenigstens etwa :" 0,05 Mikron, wobei etwa 85 bis 100% der Teilchen eine Grobe von etwa 0,5 Mikron oder kleiner besitzt und 0 bis etwa 15% der Zahl der Teilchen größer als etwa 0,5 Mikron ist. Im allgemeinen werden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen hergestellt, indem der .'> Polyphenylenäther und ein kristallines Homopolystyrol oder ein gummimodifiziertes Polystyrol, welche eine elastomere Teilchengrößenverteilung aufweist, die im allgemeinen über der vorgenannten liegt, d. h. mehr als 15% der Teilchen weisen eine Größe von mehr als 0,5 t» Mikron auf, mit einem dienvinylaromatischen Interpolymeren kombiniert wird, um eine Zusammensetzung zu erhalten, die eine diskontinuierliche Phase von elastomeren Teilchen, die durch das Interpolymere beigetragen werden und, falls vorhanden, das gummimodifizierte r> Polystyrolharz aufweisen. Wenn die Polystyrolkomponente nicht gummimodifiziert ist, dann wird das Interpolymere allein ausgewählt, um die vorstehend aufgeführte Teilchengrößenverteilung beizusteuern. Solche Zusammensetzungen können zu einer bestimm- w ten Gestalt ausgeformt werden, wobei herkömmliche Formverfahren Anwendung finden können.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden daher hochschlagfeste thermoplastische Zusammensetzungen geschaffen, die ■»> enthalten:

(a) ein Polyphenylenätherharz,

(b) ein Polystyrolharz, und

(c) ein Interpolymer eines Diengummis mit Styrol oder einer Mischung von Styrol und einem Alkylacrylat, wobei diese Zusammensetzung etwa 5 bis etwa 25 Gew.-% des Interpolymeren enthält.

In besonders bevorzugten Zusammensetzungen enthält dieselbe eine dispergierte elastomere Phase, in der v> 90 bis 100% der Zahl der Teilchen eine Größe von 0,05 bis 0,5 Mikron aufweist und 0 bis etwa 10% der Zahl der Teilchen eine Größe von etwa 0,5 bis 20 Mikron besitzt. Bei anderen bevorzugten Zusammensetzungen besitzen 98 bis 100% der Teilchen eine Größe im Bereich von t>o 0,05 bis 0,5 Mikron, wobei der Rest, also 0 bis 2% der Teilchen, im Bereich von etwa 0,5 bis 20 Mikron liegt.

Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung bestehen aus einer Mischung aus zwei Phasen, wobei die kontinuierliche Phase, die eine Matrix aus Polypheny- <" lenätherharz und Styrolharz darstellt, in der eine diskontinuierliche Pha&s dispergiert ist, die die elastomeren Teilchen enthält. Obgleich die interpolymere Komponente immer elastomere Teilchen beiträgt, kann die Styrolkomponente dies ebenfalls tun, wenn sie gummimodifiziert ist Solche elastomeren Teilchen können ebenfalls in variierendem Ausmaß Polyphenylenätherharze umfassen, in Abhängigkeit von der Art und Weise, wie die Zusammensetzungen hergestellt sind. Im allgemeinen wird es bevorzugt daß sie einen kleineren Anteil, z.B. bis zu etwa 50Gew.-% ungepfropftes Polystyrol enthalten, welches mit bis zu etwa 33Gew.-% Alkylacrylat interpolymerisiert ist. Bei einem typischen Elastomerteilchen, welches entweder von der Interpolymerkomponente oder von dem gummimodifizierten Polystyrolharz — falls vorhanden — abgeleitet ist, können beispielsweise bis zu etwa 45 Gew.-% Gummi, etwa 10 oder mehr Gew.-% gepfropftes Polystyrol und bis zu etwa 50 Gew.-% abgeschlossenes, ungepfroprtes Styrolharz vorhanden sein.

Die Größe der Teilchen in den vorliegenden Zusammensetzungen kann durch dem Fachmann allgemein bekannte Mittel gemessen werden. Dies kann beispielsweise entweder durch Elektronenmikroskopie, die besonders geeignet ist, oder durch Mikrofiltration und ähnliche bekannte Verfahren geschehen. Hinsichtlich allgemeiner Einzelheiten der Herstellung von Proben, typischen Photomikrographien und einer Erläuterung der Relation von Teilchengröße zu Schlagfestigkeiten wird auf die Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Band 13. 1970, Seite 392, und die darin angegebenen Bezugsquellen verwiesen.

Das Polystyrolharz und das Interpolymer können mit dem Polyphenylenäther als getrennte Komponenten in bekannter Weise kombiniert werden, beispielsweise durch mechanische Mischung, Coextrudierung und ähnliche.

Was das Interpolymer anbetrifft, kann die gewünschte Teilchengrößenverteilung, d. h. die Anzahl von Teilchen, die vorwiegend auf dem kleineren Ende des Bereiches konzentriert sind, durch Emulsions-Aufpfropfung der vinylaromatischen Zusammensetzung oder einer Mischung der vinylaromatischen Zusammensetzung mit bis zu 33% Alkylacrylat auf einen Latexgummi geschaffen werden, in dem die Latexteilchen in der vorgewählten Teilchengrößenverteilung vorliegen. Die Aufpfropfung scheint eine sehr kleine, nahezu vernachlässigbare. Vergrößerung von etwa 5% des mittleren Teilchendurchmessers hinzuzuaddieren. Das Interpolymer wird dann mit dem Polyphenylenäther und dem Styrolharz kombiniert und die Größe der Teilchen bleibt in der Endzusammensetzung im allgemeinen die gleiche. Es sollte jedoch mit Sorgfalt sichergestellt werden, daß nicht so viel Gummi verwendet wird, daß die Teilchen zu großen Massen agglomerieren. Die oben ausgeführten Vorteile sind bei agglomerierten Zusammensetzungen nicht sichergestellt. Aus diesem Grunde scheint die obere Grenze des Gumnvgehaltes in der Interpolymerkomponente (c) bei etwa 70Gew.-% zu liegen. Bei 80 und insbesondere bei 90Gew.-% Diengummi in dem Interpolymer scheint eine Agglomeration während des Mischens mit den Polyphenylenäther- und den Styrolharzkomponenten schwierig zu vermeiden sein.

Die Polyphenylenäther. auf die sich die vorliegende Erfindung bezieht, sind in den eingangs bereits genannten US-Patenten 33 06 874, 33 06 875, 32 57 357 und 32 57 358 näher beschrieben. Die Polyphenylenäther sind Selbstkondensationsprodukte von monohy-

dratischen, monocyclischen Phenolen, die beispielsweise durch Reaktion der Phenole mit Sauerstoff in Gegenwart von komplexen Kupferkatalysatoren hergestellt werden können. Im allgemeinen wird das Molekulargewicht durch die Reaktionszeit gesteuert, wobei längere Zeiten für eine höhere durchschnittliche Anzahl von sich wiederholenden Einheiten sorgen.

Eine bevorzugte Familie von Polyphenylenäthern hat sich wiederholende Struktureinheiten der Formel:

In den vorliegenden Zusammensetzungen wird der Polyphenylenäther mit dem Polystyrol oder einem Gummi-modifizierten Polystyrol und dem Interpolymer kombiniert. Der Begriff »Polystyrol« wird hier in der

^r) gleichen Weise verwendet, wie er in dem US-Patent 33 83 435 definiert ist. Derartige Styrolharze sind mit dem Polyphenylenäther kombinierbar und sind im allgemeinen aus denjenigen ausgewählt, die wenigstens 25 Gew.-% der Polymereinheiten enthalten, die von

in einem vinylaromatischen Monomer abgeleitet sind, beispielsweise einem solchen mit der Formel

RC = CH,

darin ist das Sauerstoffätheratom der einen Einheit mit dem Benzolkern der nächst benachbarten Einheit verbunden, π ist eine positive ganze Zahl und beträgt wenigstens 50 und jedes Q ist ein monovalenter Substituent, der aus der aus Wasserstoff, Halogen, 2"> Kohlenwasserstoffradikalen, frei von einem terL-a-y-Kohlenstoffatom, Halogen-substituierten Kohlenwasserstoffradikalen mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen zwischen dem Halogenatom und dem Phenylkern, Hydrocarbonoxyradikalen und Halogen-substitu- in ierten Hydrocarbonoxyradikalen mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen zwischen dem Halogenatom und dem Phenyikem gebildeten Gruppe ausgewählt ist. Beispiele für diese Glieder sind:

Poly(2,6-dilauryl-l,4-phenylen)-äther; r> Poly(2,6-diphenyl-l,4-phenylen)äther; Poly(2,6-dimethoxy-l,4-phenylen)äther; Poly(2,6-diäthoxy-1,4-phenylen)äther; Poly-{2-methoxy-6-äthoxy-l,4-phenylen)äther; Poly(2-äthyl-6-stearyloxy-1,4-phenylen)äther; 4» Poly(2,6-dichlor-l,4-phenylen)äther; Poly-{2-methyl-6-phenyl-1,4-phenyIen)äther; Poly(2,6-dibenzyl-1,4-phenylen)äther; Poly(2-äthoxy-1,4-phenylen)äther; Poly(2-chlor-1,4-phenyIen)äther; 4 Poly(2,6-dibrom-l,4-phenylen)äther

und dergleichen.

Für die Zwecke der vorliegenden Erfindung enthält eine besonders bevorzugte Familie von Polyphenylenäthern diejenigen, welche eine Aikylsubstitution in den zwei Stellungen ortho zu dem Sauerstoffätheratom aufweisen, d. h. solche der oben genannten Formel, in denen jedes Q Alkyl ist, besonders vorteilhafterweise mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen. Beispielsglieder dieser Klasse sind:

Poly(2£-dimethyl-l,4-phenylen)äther; Poh/(2,6-diäthyl-l,4-phenylen)äther; Poly(2-niethyl-6-äthyl-l,4-phenylen)äther; Poly(2-niethyl-6-propyl-l,4-phenyien)äther; Poly(^6-dipropyl-l,4-phenylen)äther; PoIy(2-äthyl-6-propyI-l,4-phenylen)äther

und dergleichen.

Das am stärksten bevorzugte Polyphenylenätherharz für die Zwecke der vorliegenden Erfindung ist Poly(2£-diinethyl-l,4-phenylen)-äther. Dieses Harz bildet leicht eine kompatible und einphasige Zusammensetzung mit Polystyrolharzen über dem gesamten Bereich der Kombinierungsverhältnisse.

darin ist R Wasserstoff, (niederes)Alkyl, beispielsweise von 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen, Z ist Wasserstoff, Vinyl, Halogen oder(niederes)Alkyl; ρ ist 0 oder eine ganze Zahl von 1 bis 5. Beispielhafte Polystyrolharze umfassen Homopolymere von Polystyrol;

Polychlorstyrol;

Poly-oc-methylstyrol und ähnliche; styrolhaltige Copolymere, wie z. B.

Styrol-Acrylnitril-Copolymere; Copolymere von Äthylvinylbenzol und Divinylbenzol;

Styrol-Acrylnitril-ix-methylstyrolterpolymere

und ähnliche. Bevorzugte Polystyrolharze dieser Klasse sind

Homopolystyrol; Poly-«-methylstyrol; Styrol-Acrylnitril-Copolymere; Styrol-a-methylstyrolcopolymer; Styrol-Methylmethacrylatcopolymerund Poly-«-chIorstyrol.

Der Begriff »Gummi«, wie er hier zur Definition einer Familie von gummimodifizierten Polystyrolen hoher Schlagfestigkeit verwendet wird, umfaßt polymerartige Materialien, natürliche und synthetische, die Elastomere sind, bei Raumtemperaturen, beispielsweise 20 bis 25° C. Der Begriff »Gummi« umfaßt deshalb natürliche oder synthetische Gummis des Typs, wie er im allgemeinen bei der Herstellung von Polymeren hoher Schlagzähigkeit verwendet wird. Beispiele für diese Gummis, einschließlich Diengummis, zur Verwendung sowohl bei den Interpolymeren als auch den gummimodifizierten Polystyrolen hoher Schlagfestigkeit sind natürlicher Gummi und polymerisierte Diengummis, beispielsweise Polybutadien, Polyisopren und ähnliche, und Copolymere dieser Diene mit Vinylmonomeren, beispielsweise vinylaromatischen Monomeren, beispielsweise Styrol. Beispiele geeigneter Gummis oder gummiartiger Copolymeren sind natürlicher Krepp-Gummi, synthetischer Gummi des SBR-Typs, der von 40 bis 98 Gew.-% Butadien und von 60 bis 2 Gew.-% Styrol enthält, der entweder durch heiße oder kalte Emulsionspolymerisation hergestellt ist, ferner synthetischen Gummi des GR-N-Typs, der von 65 bis 82 Gew.-% Butadien und von 35 bis 18 Gew.-% Acrylnitril enthält, und synthetische Gummis, die beispielsweise aus Butadien, Butadien-Styrol oder Isopren durch Methoden hergestellt ist, beispielsweise durch solche, die heterogene Katalysatorsysteme verwenden, wie z. B. ein Trialkylaluminium

und ein Titanhalogenid. Unter den synthetischen Gummis, einschließlich den nicht-Diengummis, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendet werden können, sind elastomer-modifizierte Dienhomopolymere, beispielsweise auf Hydroxy- > und Carboxy-Gruppen endende Polybutadiene, PoIychlorbutadiene, beispielsweise Neoprene; Polyisobutylen und Copolymere von Isobutylen mit Butadien oder Isopren; Polyisopren; Copolymere von Äthylen und Propylen und Interpolymere davon mit Butadienthio- κι kolgummis; Polysulfidgummis; Acrylgummis, Polyurethangummis; Copolymere von Dienen, beispielsweise Butadien und Isopren, mit verschiedenen Comonomeren, wie z. B. Alkyl-ungesättigte Ester, beispielsweise Methylmethacrylat; ungesättigte Ketone, beispielsweise ! > Methylisopropenylketon, Vinylheterozyklen, beispielsweise Vinylpyridin; Polyäthergummis; Epichlorhydringummis und ähnliche. Die bevorzugten Gummis umfassen Polybutadien- und gummiartige Copolymere von Butadien mit Styrol.

Der Begriff »Interpolymer« von Gummi mit einer vinylaromatischen Zusammensetzung oder einer Mischung von einer vinylaromatischen Zusammensetzung mit einem Alkylacrylester definiert eine Klasse von Zusammensetzungen, die ein Zweiphasensystem enthal- 2 > ten, in dem der Gummi in einer Polyvinylaromatischen (oder einer Mischung davon mit Polyacrylat) Kunstharzmatrix in der Form diskreter Teilchen dispergiert ist. Kommerziell werden derartige Interpolymere gewöhnlich durch Aufpfropfung von Gummi in der j» Gegenwart einer polymerisierenden vinylaromatischen Zusammensetzung, beispielsweise Styrol, oder einer Mischung davon, mit einem Alkylacrylat oder Methacrylat hergestellt, wie beispielsweise Methylmethacrylat. Derartige Systeme bestehen aus einer zusammen- hängenden Phase des polymerisierten vinylaromatischen Monomers, in dem der Gummi oder Elastomer in einer nicht zusammenhängenden elastomeren Gelphase mit oder ohne aufgepfropfte Ketten von polymerisiertem Styrolmonomer, dispergiert ist. Die Teilchen könnne auch abgeschlossenes, polymerisiertes vinylaromatisches Monomer enthalten.

Verfahren zur Herstellung derartiger Interpolymeren von Gummi mit vinylaromatischen Zusammensetzungen, in denen die Elastomer-Aufpfropfung durch <r> Teilchengröße gesteuert wird, sind bekannt

Was die Teilchengrößen in dem Bereich von 0,05 bis 1,0 Mikron und größer anbetrifft, so können diese in einer Reihe von Wegen gebildet werden, zu denen die mechanische Mischung von Gummi mit Polystyrol unter intensiven Bedingungen, Co-Ausscheidung von fein verteilten Gummilatexen und Polystyrollatexen, Emulsions-Aufpfropfung und ähnliches gehören. Beispielsweise kann ein Diengummilatex gebildet werden, in dem die Mehrheit der Teilchen in dem Latex kleiner sind als etwa 0,5 Mikron und vorzugsweise kleiner als etwa 0,25 Mikron, wobei der dominierende Teil in dem Bereich von 0,2 Mikron liegt Dann kann ein Styrolmonomer (oder eine Mischung davon mit einem Alkylacrylat) in den Latex emulgiert und in bekannter Weise durch eo Emulsion aufgepfropft werden. Eine Coagulation des Polymerisationsproduktes liefert dann ein Emulsions-Polymerisationsprodukt von einem Styrolmonomer (oder gemischtes Styrol und Acrylat) und einem Gummi, wobei das Produkt nahezu die gleichen Teilchengrößen oder nur bis zu etwa 5% größer enthält Geeignete Verfahren zur Herstellung derartiger Produkte werden im folgenden anhand von Beispielen beschrieben.

Das Interpolymer, das zur Modifizierung der Polyphenylenäther-Kombination mit der Polystyrolharzmatrix verwendet wird, wird vorzugsweise von einem solchen Interpolymer gebildet, in dem die elastomere Phase Teilchen eines Polystyrol-aufgepfropften Dienelastomergels enthält Besonders vorteilhaft wird bei derartigen Interpolymeren das Elastomer von Butadien, von einem Butadienstyrolcopolymer oder von einer Mischung derselben abgeleitet Solche Materialien können durch allgemein bekannte Verfahren hergestellt werden, zu denen die oben beschriebenen gehören.

Bezüglich der Verhältnisse zwischen den Komponenten in den bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung enthält das !nterpolymer von Gummi mit einer vinylaromatischen Zusammensetzung ein Emulsions-Polymerisationsprodukt von etwa 70 bis 30 Gew.-Teilen Styrolmonomer mit etwa 30 bis 70 Gew.-Teilen eines Diengummis. Ein derartiges Produkt liefert eine dispergierte elastomere Phase mit einer Teilchengröße von wenigstens etwa 0,05 Mikron, wobei etwa 85 bis 100% der Teilchen eine Größe von etwa 0,5 Mikron oder weniger und 0 bis etwa 15% der Teilchen größer als etwa 0,5 Mikron sind. Die Gummi-modifizierte hochschlagfestc Polystyrolharzkomponente bildet, wenn sie vorhanden ist, ein Massen- oder Suspensions-Polymerisationsprodukt von etwa 88 bis 96 Gew.-Teilen Styrolmonomer mit etwa 12 bis 4 Gew.-Teilen eines Diengummis. Dieses Massen- oder Suspensions-Polymerisationsprodukt bildet eine dispergierte elastomere Phase mit einer Teilchengröße von wenigstens etwa 0,05 Mikron, wobei 0 bis etwa 75% der Zahl der Teilchen eine Größe von etwa 0,5 Mikron oder weniger besitzt und von etwa 25 bis 100% der Zahl der Teilchen größer als etwa 0,5 Mikron ist Ein geeignetes Interpolymerisationsprodukt kann durch Aufpfropfung von Styrol auf einen Gummilatex hergestellt werden, wie es im folgenden beschrieben wird. Ein geeignetes gummimodifiziertes Polystyrol des zweiten Typs kann auf bekannte Weise hergestellt werden und wie es im folgenden beschrieben wird. Gummimodifizierte Polystyrolharze sind kommerziell verfügbar.

Wie in dem US-Patent 33 83 435 beschrieben ist sind Polyphenylenäther und Polystyrolharze miteinander in allen Verhältnissen kombinierbar und sie weisen einen einzigen Satz thermodynamischer Eigenschaften auf. Die vorliegenden Zusammensetzungen können deshalb von 1 bis 99 Gew.-% Polyphenylenätherharz und von 99 bis 1 Gew.-% Polystyrolharz, auf einer gummifreien Basis, enthalten und diese Zusammensetzungen liegen im Bereich der vorliegenden Erfindung. Im allgemeinen werden Zusammensetzungen, in denen das Polystyrolharz, auf einer gummifreien Basis, von 20 bis 80 Gew.-% des Polystyrols und des Polyphenylenäthers bilden, bevorzugt, weil sie nach der Ausformung die beste Kombination von Schlagfestigkeit, Oberflächenerscheinungsbild und Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln aufweisen. Besonders brauchbar und bevorzugt sind Zusammensetzungen, in denen das Polystyrolharz, auf einer gummifreien Basis, von 40 bis 60 Gew.-% des kombinierten Gewichtes des Polystyrols und der Polyphenylenäther bildet Eigenschaften, wie Biegefestigkeit, Zugfestigkeit, Härte und insbesondere Schlagfestigkeit scheinen in diesen bevorzugten Zusammensetzungen auf einem Maximum zu liegen.

Der Gummigehalt in den vorliegenden Zusammensetzungen kann variieren, obwohl kein Vorteil erreicht wird, wenn ein Maximum von etwa 30 Gew.-% des

Gesamtgewichts der Zusammensetzung überschritten wird. Wenn der Gehalt der elastomeren Phase unter etwa 1 Gew.-% abfällt, nehmen die Schlagfestigkeitseigenschaften ab. Der bevorzugte Bereich des Gehaltes der elastomeren Phase beträgt etwa 5 bis etwa 25 Gew.-%. Bei den höheren Gummiwerten, wie sie bereits erwähnt wurden, besteht eine gewisse Tendenz für das Gummi, zu agglomerieren, wobei ein Verlust an Schlagfestigkeit auftritt. Wenn der Gummi gut dispergiert ist und keine agglomerierten Massen vorhanden sind, ergeben 7 bis 10% Gummi in den Endzusammensetzungen leicht Izod-Schlagfestigkeiten von 21,5 bis 26,8 cm kg/cm Kerbe (4 bis 5 fübs/in.notch). Selbst ein kleiner Betrag an Agglomeration hat jedoch bei vergleichbaren Gummiwerten einen markanten nachteiligen Einfluß auf die Schlagfestigkeit. Bei kleinen Gummiwerten innerhalb des oben angegebenen Bereiches ist Agglomeration und infolgedessen der Verlust an Schlagfestigkeit nahezu niemals ein Grund für Schwierigkeiten.

Das Verfahren, das zur Bildung des Polyphenylenäther-Interpolymers aus gummi- und vinylaromatischen Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht kritisch, vorausgesetzt, daß es gestattet, daß die oben genannte Verteilung der elastomeren Teilchen in dem spezifizierten Größenbereich beibehalten wird. Ein bevorzugtes Verfahren ist ein solches, wonach der Polyphenylenäther mit dem gummi-vinylaromatischen Interpolymer und den Polystyrol- oder gummimodifizierten Polystyrolharzen gemischt werden unter Anwendung irgendwelcher bekannter Mischverfahren, und die so gebildete Zusammensetzung wird auf jede gewünschte Form gepreßt, beispielsweise durch Extrudieren, Warmpressen oder ähnliches.

Für den Fachmann ist selbstverständlich klar, daß in den vorliegenden Zusammensetzungen auch andere Zusatzstoffe enthalten sein können, wie z. B. Plastizierer, Pigmente, flammhemmende Additive, verstärkende Mittel, Stabilisierer und ähnliche. In solchen Fällen werden alle Konzentrationen und Verhältnisse der hier offenbarten harzartigen Bestandteile und ähnliches so eingestelllt, daß sie das Vorhandensein derartiger Zusatzstoffe reflektieren.

Die folgenden Verfahren stellen die Herstellung eines Interpolymers aus Diengummi und einer vinylaromatischen Zusammensetzung mit einer Verteilung der Teilchengröße dar, die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nützlich ist

Verfahren A

Ein polymerisierter Diengummi (gummiförmiges Copolymer von Butadien und Styrol)-Latex wird unter Anwendung des folgenden Rezeptes hergestellt:

Bestandteile	Gewichtsteile
Butadien	70
Styrol	30
Wasser (entmineralisiert)	330
Seifenflocken (Natriumoleat und
-stearat)	7,5
Kaliumpersulfat	0,7
Dodecylmercaptan	0,05

Kühlmantel und einem Ankerrührer versehen ist. Das Wasser, die Seife, das Kaliumpersulfat und das Dodecylmercaptan wird in dieser Reihenfolge eingegeben und zum Auflösen gerührt. Das Styrolmonomer wird zugesetzt. Dann wird das Reaktionsgefäß geschlossen, der Raum des Reaktionsgefäßes oberhalb der Flüssigkeit wird mit Butadiendampf gereinigt und die Formelmenge des Butadiens eingegeben. Die Temperatur wird dann auf 60°C (140⁰F) erhöht, und das Umrühren wird für 24 Stunden fortgesetzt. Das Butadien wird abgelassen und der Behälter gekühlt, um einen Diengummilatex mit etwa 30% Feststoffgehalt zu bilden.

Der Latex wird durch Aufpfropfung copolymerisiert mit Styrolmonomer nach dem folgenden Rezept:

Bestandteile Gewichtsteile

70/30 Butadien-Styrol-Latex

(30% Feststoffe)
Styrol

Kaliumpersulfat
Wasser (destilliert)

200

40

80

Die Polymerisation wird in einem schließbaren Reaktionsgefäß ausgeführt, das mit einem Heiz- und Der Latex, das Wasser, das Styrol und Kaliumpersulfat werden in einen schließbaren Behälter eingegeben und mit Stickstoff gereinigt. Die Mischung wird auf

j» 45° C erwärmt und für 18 Stunden umgerührt Der Latex wird filtriert.

Das Produkt, das ein 60/40-Interpolymer von Diengummi-Styrol ist, wird gesammelt durch Koagulierung des letzteren mit l%iger Calciumchloridlösung,

r> Entwässerung des Koagulats auf einem Filter, Waschen mit Wasser, Walzen bei 154 bis 16O⁰C (310 bis 320° F) für 20 Minuten, Abkühlen und Zerkleinerung in Körnchen.

Die am stärksten bevorzugten Interpolymer-Zusammensetzungen, die durch das obige Verfahren hergestellt werden, haben wenigstens 85% und vorzugsweise 100% des Gummis in der Form von elastomeren Teilchen von etwa etwa 0,5 Mikron oder weniger, wenn diese in einer Polymermatrix gemischt sind, beispielsweise von Polyphenylenätherharz oder Polystyrolharz.

In einem typischen Fall liegen etwa 30% der Anzahl von Teilchen in dem Bereich von 0,05 bis 0,15 Mikron, etwa 56% liegen in dem Bereich von 0,2 Mikron und der Rest liegt im Bereich von 0,5 Mikron, wobei nur bis zu etwa 2% der Anzahl von Teilchen größer sind als 0,5 Mikron, beispielsweise 1,0 Mikron oder so.

Anstelle von Styrolmonomer können Mischungen aus Styrolmonomer mit bis zu 33 '/3 Methylmethacrylat verwendet werden, um die entsprechenden Interpolymere zu erhalten. Es können feststehende Einstellungen in den Reaktionsbedingungen vorgenommen werden, um für irgendeinen gewünschten Prozentsatz an Gummigehalt etc. zu sorgen.

Verfahren B

Ein durch Emulsion aufgepfropftes Interpolymer aus

Polybutadiengummi und Styrolmonomer, wobei die Mehrzahl der Gummiteilchen in dem Bereich von 0,5 Mikron und weniger vorliegen, wird wie folgt hergestellt:

Der polymerisierte Butadiengummisubstratlatex wird unter Anwendung des folgenden Rezeptes hergestellt:

Bestandteile Gewichtsteile

Butadien

Entmineralisiertes Wasser

Kaliumoleat

K₂S₂O₈

Gemischtes tert. Mercaptan

(60:20:20vonC,₂:C_M:C_l())
KOH

100,0
125,0
2,00
0,30

0,10
0,10

Die Mischung wird in ein Reaktionsgefäß eingespritzt und unter Autogendruck bei 65° C polymerisiert. Die Latexteilchen liegen im Größenbereich von 0,01 Mikron bis 0,25 Mikron, wobei die Mehrzahl der Teilchen eine Größe von etwa 0,05 Mikron aufweisen.

Bestandteile	Gewichtsteile
Polymerisierter Diengummi
(s. oben)	50
Styrolmonomer	50
N a₄P₂O₇ (wasserfrei)	0.5
Dextrose	1,0
Wasser (einschließlich des in dem
Latex vorhandenen)	182
Natriumsalz von hydrogeniertem
disproportioniertem Kolophonium
(rosin)	2,0
NaOH	0,105
FeSO₄ · 7 H₂O	0,011
Gemischtes tert. Mercaptan
(60:20:20 von C₁₂: C₁₄: C₁₆)	0,5
Cumolhydroperoxyd	1,0

Das Rezept wird in ein druckdichtes Reaktionsgefäß eingegeben und für etwa 85 Minuten bei 60° C erwärmt; während dessen wird die Umwandlung in Emulsionsaufgepfropftes Copolymer im wesentlichen abgeschlossen.

Das Produkt wird gewonnen durch Koagulieren des Endlatex mit verdünntem Salzwasser und Schwefelsäure, Erhitzen auf 95⁰C, um eine Teilgranulierung des koagulierten Produktes zu erzeugen, Filtrieren, Waschen und schließlich Trocknen auf ein konstantes Gewicht bei 110° C

Wege zur Herstellung des gummimodifizierten Polystyrolharzes (im Gegensatz zu der Interpolymer-Komponente) sind bekannt Wenn beispielsweise eine Polymerisation einer Lösung von Gummi in Styrolmonomer in Masse ausgeführt wird und die Mischung während der beginnenden Stufen bewegt wird, um die gewünschte Teilchengröße zu bilden, und das Umrühren dann vermindert wird und die Polymerisation abgeschlossen wird, wird ein geeignetes gummimodifiziertes Polystyrol erzeugt Andererseits wird beispielsweise in dem Verfahren nach Bender, J. Appl. Polymer Science, Band 9, 2887 (1965), eine Massen-Vorpolymerisation von Gummi in Styrolmonomer unter Bewegung ausgeführt, bis die gewünschte Dispersion von Elastomerteilchen erhalten ist, dann werden Wasser und Schaumerzeuger zugesetzt und die Polymerisation wird in Suspension abgeschlossen. Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, können der Gummi und das Polystyrolharz zusätzlich mechanisch unter relativ starken Scherkräften gemischt werden, beispielsweise in einem Intensivmischer des Banbury-Typs, bis ein gummimodifiziertes Polystyrol mit Elastomerteilchen der gewünschten Größe erhalten wird. Derartige -. gummimodifizierte Polystyrolharze sind aus einer Reihe von Quellen verfügbar. Darüber hinaus werden geeignete Verfahren zur Herstellung von Gummiteilchen in dem Bereich von 0,5 bis 20 Mikron im folgenden als Beispiele beschrieben.

" Verfahrene

Ein Massen-aufgepfropftes gummimodifiziertes Polystyrolharz, das für eine Verwendung in gewissen Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung

-, geeignet ist, wird wie folgt hergestellt:

8 Teile eines gummiartigen Styrol-Butadiencopolymers (28% Styrol — 12% Butadien) werden in 92 Teilen Styrolmonomer gelöst, und die Polymerisation wird für 5 Stunden unter Umrühren bei 117° C ausgeführt

:ii (Polymerisationsgrad 20—40%) und hieran schließt sich eine Erhitzung auf 155 bis 175° C für 12 Stunden ohne Umrühren an. Das Produkt wird abgekühlt und in Körnchen zerbrochen.

Ein Suspensions-aufgepfropftes gummimodifiziertes

r, Polystyrol, das für eine Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet ist, kann wie folgt hergestellt werden:

Styrol 920 g; ein gummiartiges Butadien-Styrolcopolymer 80 g; tert.-Dodecylmercaptan 2,0 g; lonol CP

so 2,0 g; Benzoylperoxyd 0,5 g; und Dicumylperoxyd 0,5 g werden teilweise polymerisiert unter Stickstoff in einem langsam umgerührten Reaktionsgefäß von etwa 4,5 I Inhalt bei 85 bis 95°C, bis die Polymerisation zu etwa 30% abgeschlossen ist. Dann wird eine wäßrige

Ji Suspension des Vorpolymers gebildet indem dem Reaktionsgefäß 2000 g Wasser zugesetzt wird, das 0,07% Polyvinylalkohol), 0,02% Alkylarylsulfonat und 0,08% Natriumchlorid enthält. Die Polymerisation wird in 16 bis 20 Stunden bei 130 bis 140°C unter ausreichender Agitation abgeschlossen, um die Teilchen suspendiert zu halten. Das Produkt wird in Form von Kugeln oder Raupen gewonnen, die gewaschen und getrocknet werden. Schließlich werden die Kugeln durch einen Extruder bei 177° C (350° F) geführt woran > sich eine Granulation anschließt.

Nach Dispersion in einer Matrix aus Polyphenylenäther und Messung haben derartige Produkte typischerweise Elastomerdispersionen, die mehr als 15% der Zahl von Teilchen über 0,5 Mikron Größe bilden, beispielsweise 35%. Weniger als 85% der Zahl von Teilchen, beispielsweise 68%, haben eine Größe von 0,5 Mikron oder weniger.

Die Erfindung wird nun näher erläutert anhand der folgenden Beispiele, in denen, falls nichts anderes

erwähnt ist alle Zusammensetzungen dadurch hergestellt sind, daß sie gemischt dann die Mischungen aus dem Polyphenylenäther, dem Interpolymer und dem Polystyrol oder dem hochschlagfesten Polystyrol und anderen Bestandteilen, wenn diese vorhanden sind,

w> durch einen eine einzelne Schnecke aufweisenden Ein-Zoll-Extruder variabler Steigung geleitet werden, wobei die Extrudierungstemperatur zwischen etwa 288 und 304° C (550 und 580° F) gehalten wird. Alle Teile sind Gewichtsteile. Die aus dem Extruder austretenden Stränge werden abgekühlt in Tabletten bzw. Pellets zerhackt und in Versuchsstäbe gepreßt wobei eine 85,5 g (3 oz.)-Newbury-Spritzgußmaschtne verwendet wird mit einer Zylindertemperatur von 288°C (550° F),

15 16

einer Form- bzw. Preßtemperatur von 82°C (180° F) und 0,9, 2.7 und 43 kg schweren Hämmern auf Proben von

einem Injektionsdruck von 35 kg/cm² (500 psi). Die 63,5 χ 63,5 χ 3,18 mm gemessen.

Izod-Schlagfestigkeit wird nach ASTM D-256 anf

3,18 χ 12,7 χ 63,5 mm großen Proben bestimmt; Zug- .

und Biegefestigkeiten werden nach ASTM D-638 und "> Beispiel 1

D-790 bestimmt. Wärmestörungstemperaturen nach Die folgende Formulierung wird gemischt und

ASTM D-648. Die Gardner-Schlagfestigkeit wird mit ausgeformt:

Material Gcwichlstcilc

l'oly(2.6-dimethyl-l,4-phcnylen)- 45

üther*)

Kristallines Polystyrol**) 40

6()/4ü-lntcrpoIynier von Dicngunimi 15 und Styrol***)

Ί tn Pillenform. grundmoUire Yiskosila'ls/ahl (intrinsic M'scosily) 0.45 his 0.65 dl/g.

) Krislallines llomopolystyml - grotto llit/ebeständij;-kcil. Prettgrad nach allgemeinem Zweck.

l Imerpolymcr aus gummiförmigem Buiadicn-Slyrolcopolymcr, 60 Gew.-".. mit 40",. Styrolniunnmcr: mit etwa 2y.8"<„ der Λη/ahl von Teilchen im Bereich von (1.(15 bis 0.15 Mikron: etwa 50.5".. der Zahl der Teilchen im Bereich von 0.2 Mikron: etwa 13.9".. der Teilchen im Bereich von 0.25 Mikron und keine Teilchen im Cirölicnbereich übet 0.5 Mikron.

Die Zusammensetzung wird in Versuchsproben jh Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther und 55 Teile kri-

ausgeformt und es werden die folgenden Schlagfestig- stallines Homopolystyrol enthält. Die Izod-Schlagfestig-

keitseigenschaften erhalten: keit beträgt nur 3,76 cm kg/cm Kerbe. Somit ist

Izod-Schlagfestigkei, ersichtlich, daß das Interpolymer nützlich ist um

xO138mkg/2 54cmKerbe 41 ansonsten gummifreie Zusammensetzungen aus PoIy-

Gardner-Schlagfestigkeit ' " phenyläthern und Styrolharzen zu verstärken.

ι ie υ ιoo Die folgenden Formulierungen werden gemischt und

χ ι,ιD cm Kg ιöj ausgeformt, um den Steigerungseffekt des 60/40-Inter-

Zu Vergleichszwecken wird eine Formulierung polymers in den vorliegenden Zusammensetzungen

hergestellt, die kein Interpolymer und 45 Teile aufzuzeigen:

Material	Λ	B	ücwichlstcile	45	C	D	i:	Konirolle
	45	40
Poly(2.6-dimethyl-1,4-phenylen lather (wie oben)	47,5	15	45	45	45	45
I lochschlaglcstcs gunimimodifiziertes Polystyrol*)	7.5	30	10	0	55
60/40-Interpolymer aus Diengummi und Stvrol (wie oben)	25	45	55	0

*) llochschlaglcsles gunimimodifizicrtcs Polystyrol in Tabletten- oder Pellets-Form, das etwa 8 Gew.-% Polybutadien in der Form einer Polystyrol-aufgepFropften elastomeren Phase enthüll, die in einer Malrix von Polystyrol dispergierl ist. wobei etwa 68,5% der Zahl der Teilchen in der Größe unter 0,5 Mikron liegt, und etwa 34,8% der Teilchen größer als 0.5 Mikron sind. Diese Verteilung geht in die Kontrollphase über.

In den gemischten Zusammensetzungen A-E sind Die Zusammensetzungen werden in Versuchsproben

wenigstens 85% der Teilchenzahl unter 0,5 Mikron und gepreßt und es werden die folgenden Schlagfestigkeiten

weniger als 15% der Teilchen liegen über der Größe to bzw. Schlagzähigkeiten erhalten: von 0,5 Mikron.

Izod-Schlagfestigkeit x 0.138 mkg/
2.54 cm Kerbe

Gaiu'ner-Schiagi'esiigkeii X i.i5 cm kg

A	6,2	B	6,8	C	7,5	D	9,2	V,	9,3	Kontrolle
222	230	242	254	220	4,2
					150
030 164/85

In der Zusammensetzung B sind etwa 95% der Zahl der Elastomerteilchen unter 0,5 Mikron (24% 0,05-0,15; 51% 0,2; 15% 0,25; 5% 0,5) und etwa 5% sind größer als 0,5 Mikron (2% 0.8; 2% 1,5; 1% 2,0).

Eine wesentliche Steigerung in den Schlagzähigkeiten im Vergleich zu der gummihaltigen Kontrolle ist ersichtlich bei Werten zwischen 7,5 und 55 Teilen des interpolymers in der Zusammensetzung. Das Oberflächenerscheinungsbild der ausgeformten Gegenstände ist exzellent

Um die Beibehaltung der Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen aufzuzeigen und zu vergleichen, werden die folgenden Formulierungen gemischt und gepreßt:

Muteriul	F	Kontrolle	Gewichisteile	45
	45
Poly(2,6-dimethyl-l,4-phe-		55
nylen)äther (wie oben)	40
Hochschlagfestes gummi
modifiziertes Polystyrol		0
(wie oben)	15
60/40-lnterpolymer aus
Diengummi und Styrol
(wie oben)

I)

2(1

Beide Formulierungen enthalten die gleichen geringfügigen Mengen an Verfahrenshilfen und Stabilisatoren. Die Schlagfestigkeiten werden durch Standardverfahren gemessen, aber in einer kalten Umgebung bei —40⁰C auf den kalten Proben. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

F Kontrolle

Izod-Kerbschlagzähigkeit 3,92 1,4

x 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe
Gardner-Kerbschlagzähigkeit 254 50

x 1,15 cm kg

Eine wesentliche Aufrechterhaltung dieser Eigenschäften wird bei der niedrigen Temperatur mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung erhalten, während die Kontrolle ihre Kerbschlagzähigkeit verliert. Zusätzlich bricht die Kontrollprobe bei niedriger Temperatur in spröde Teile, während die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen duktile oder scherartige Brüche haben, die eine verbesserte Niedertemperatur-Zähigkeit anzeigen.

Für die Zusammensetzung F und die Kontrollprobe werden die folgenden zusätzlichen, kommerziell wichtigen Eigenschaften gemessen:

Material

Kontrolle

552 (7.860)

584 (8.300)
627 (8.920)

Zugfestigkeit,

kg/cm²

Zugfestigkeit beim 538 (7.640)

Bruch, kg/cm³

Verlängerung, % 77 83

Biegemodul, 20.400(290.000) 22.900(325.000)

kg/cm²

Während Verkleinerungen in Zug-Verlängerungen und Biegefestigkeiten ersichtlich sind, so sind diese immer noch hervorragend und begrenzen in keiner Weise das Produkt Der Glanz der Preßteile ist hoch, trotz des vergrößerten Gummigehahes in der Zusammensetzung F.

Beispiel 2

Die folgende Formulierung wird gemischt und ausgeformt:

Material

Ucwichtsloilc

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)- 45

äther (wie in Beispiel I)
Kristallines Polystyrol 40

(wie in Beispiel 1)

30/70-lnterpolymer aus Diengummi 15
und Styrol*)

*) Inlcrpolymer des gummiartigen Hutadien-Slyrolcopolymers, 30 Gcw.-%, mit 70% Styrolmonomcr, etwa 98% der Zahl der F.Iasiomcrteilchen liegen unter einer GcüBe von etwa 0,5 Mikron und maximal 2% der Teilchen ist größer als 0,5 Mikron.

Die Zusammensetzung wird zu Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden Schlagfestigkeitseigenschaften erhalten:

Izod-Kerbschlagzähigkeit

χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe 1,65

Gardner-Kerbschlagzähigkeit

χ 1,15 cm kg 130

Im Vergleich weist eine Kontrollprobe ohne Interpolymer eine Izod-Kerbschlagzähigkeit von nur 3,76 cmkg/cm Kerbe bzw. 0,7 χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe und eine Gardner-Kerbschlagzähigkeit von nur 4,6 cm kg auf.

Es werden die folgenden Formulierungen gemischt und ausgeformt, um den Steigerungseffekt des 30/70-Interpolymers in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen aufzuzeigen:

Material

G Il

Gewichisteile

Kontrolle

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther
(wie oben)

Hochschlagfestes gummimodifiziertes
Polystyrol (wie in Beispiel 1)

30/70-lnterpolymer von Diengummi
und Styrol (wie oben)

45	45	45	45	45
47,5	40	30	0	55
7,5	15	25	55	0

In den Endzusammensetzungen sind wenigstens 135% der Teilchenzahl in der Größe von 0,5 Mikron oder darunter und nicht mehr als 15% der Zahl der Teilchen sind größer als 0,5 Mikron.

Die Zusammensetzungen werden in Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden Schlagzähigkeiiseigenschaften erhalten:

(i

Kontrolle

Izod-Schlagzähigkcit x 0,138 mkg/ 4,9 5,3 5,9 5,7 4,2

2,54 cm Kerbe

Gardner-Schlagzähigkeit x 1,15 cm kg 256 260 276 284 150

Im Vergleich zu den gummihaltigen Kontrollproben ist eine markante Steigerung in der Schlagzähigkeit ersichtlich. In den Kontrollproben sind etwa 35% der Zahl der Teilchen größer als 05 Mikron. Das Oberflächenerscheinungsbild der ausgeformten feile gemäß der vorliegenden Erfindung ist hervorragend.

Um die Beibehaltung der Schlagzähigkeiten bei niedrigen Temperaturen aufzuzeigen und zu vergleichen, werden die folgenden Formulierungen ausgeformt und getestet:

Material K Kontrolle

Gcwichlstcilc

2(1

45

40

45

55

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phcnylen)älhcr (wie oben)

Ilochschlagfcstes gummimodifiziertes Polystyrol
(wie oben)

30/70-lntcrpolymer aus Dien- 15 gummi und Styrol
(wie oben)

Beide Formulierungen enthalten die gleichen geringfügigen Mengen an Verarbeitungshilfen und Stabilisatoren. Die Schlagzähigkeiten werden durch Standard-Verfahren gemessen, aber in einer kalten Umgebung bei -40°C(-40°F) der kalten Proben.

Es werden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Kontrollo

Izod-Schlagzähigkeil 2,3 1,4

x 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe

Gardner-Schlagzähigkeit 218 50

x 1,15 cm kg

Bei der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird 2> eine wesentliche Beibehaltung der Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur erhalten.

Für die Zusammensetzung K und die Kontrollprobe werden die folgenden zusätzlichen Eigenschaften gemessen:

Eigenschaften

Kontrolle

622 (8.860)

584 (8.300)
627 (8.920)

Zugfestigkeit,
Jj kg/cm²

Zugfestigkeit beim 651 (9.260)

Bruch, kg/cm²

Verlängerung, % 82 83

₄„ Biegemodul, 21.100(301.000) 22.900(325.000)

kg/cm²

Die verbesserten Schlagzähigkeitseigenschaften werden ohne nachteilige Beeinflussung anderer kommer-4') ziell wichtiger Eigenschaften erhalten. Der Glanz ist hervorragend.

Beispiel 3

Die folgende
ausgeformt:

Formulierung wird gemischt und

Material

Gcwichtslcilc

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)üther 45 (wie oben)

Kristallines Polystyrol 40

(wie in Beispiel 1)

70/30 Interpolymer aus Diengummi 15

und Styrol*)

*) Interpolymer aus gummiartigem Butadien-Slyrolcopulymcr, 70 Gcw.-% mit 30% Slyrolmonomer, etwa 95% der Anzahl der Teilchen liegt in der Grölk unter etwa 0,5 Mikron und maximal 5% der Anzahl der Teilchen ist t^röRor ?*!s 0,5 Mikron.

Die Zusammensetzung wird in Versuchsproben ausgeformt und es werden die folgenden Schlagzähigkeitseigenschaften erhalten:

Izod-Schlagzähigkeit

χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe 1,92

Gardner-Schlagzähigkeit

χ 1,15 cm kg 20

Im Vergleich hat eine Kontrollprobe ohne Interpolymer eine Schlagzähigkeit von nur 0,7 χ 0,138 mkg/ 2,54 cm Kerbe und eine Gardner-Schlagzähigkeit von nur 4,6 cmkg.

Die folgenden Formulierungen werden gemischt und ausgeformt, um den Steigerungseffekt des 70/30-lnterpolymers in den erfindungsgemäBen Zusammensetzun-

Material

(icwichlslcilc

Konlrullc

l^>oly(2,6-dinielhyl-l,4-phcnylcn)üther	45	45	45	45
(wie oben)
llochschlugfcstcs gumniimodifizicrles Polystyrol	47.5	40	30	55
(wie in Beispiel I)
7G/30-2ilerpolymer aus Diengummi und Styrol	7,5	15	25	0
(wie oben)

In allen Zusammensetzungen (außer der Kontrollprobe) sind wenigstens 85% der Anzahl elastomerer Teilchen in der Größe 0.5 Mikron oder darunter.

Die Zusammensetzungen werden in Versuchsproben ausgeformt und es werden die folgenden Schlagzähigkeitseigenschaften erhalten:

Kontrolle

l/od-Schlagzähigkcit X 0,138 mkg/2.54 cm Kerbe

Gardncr-Schlagzähigkcit x 1.15 cm kg 6,5
260

7.3
250

4.2
150

Im Vergleich zu den gummihaltigen Kontrollproben ist eine markante Steigerung in der Schlagzähigkeit ersichtlich. Das Oberflächenerscheinungsbild der ausgeformten Teile ist herausragend.

Um die Beibehaltung der Schlagzähigkeiten bei niedrigen Temperaturen aufzuzeigen und zu vergleichen, werden die folgenden Formulierungen gepreßt und untersucht.

Materialien	O	Konirolle	Ciewichlstcile	45
	45
Poly(2,6-dirr>ethyl-l,4-phc-		55
nylcn)äthcr (wie oben)	40
Mochschlaglestes gummi-
modifiziertes Polystyrol		0
(wie oben)	15
70/30-Interpolymer aus Dien
gummi und Styrol (wie oben)

r.ipcnschaltcn

Kontrolle

Zugfestigkeit.	526 (7.4S0)	584 (8.	3(H);
kg/cnv
Zugfestigkeit beim	535 (7.620)	626 (8.	920)
Bruch, kg/cnv
Verlängerung. "..	5	83
Bicgcniodul.	20.100(286.(XK))	22.9(K)	(325.(KX))
kg/cnv

Die Verminderungen in Zug/Verlängerung und Biegefestigkeit sind nicht produktbegrenzend und werden durch die Steigerung in der Schlagzähigkeit mehr als kompensiert. Der Glanz der vorliegenden Zusammensetzungen ist hervorragend, obwohl der gesamte Gummigehalt das dreifache desjenigen der Kontrollp-obc beträgt.

Beide Formulierungen enthalten die gleichen geringen Mengen um Verfahrenshilfen und Stabilisatoren. Die Schlagzähigkeiten werden durch Standardverfahren gemessen, aber in einer kalten Umgebung bei -40° C der kalten Proben.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Kontrolle

Izod-Schlagzähigkeit 4,08 1,4

x 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe

Gardner-Schlagzähigkeil 246 50

x 1,15 cm kg

Mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird eine wesentliche Beibehaltung der Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur erhalten.

Für die Zusammensetzung O und die Kontrollprobe werden die folgenden zusätzlichen Eigenschaften gemessen:

Die folgende
ausgeformt:

b0 Beispiel 4
Formulierung wird gemischt und

Material Gcwichtsleiic

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther 45
(wie in Beispiel 1)

Kristallines Polystyrol 40

(wie in Beispiel 1)

60/40-Interpolymer aus Diengummi 15
und StyroI/MMA-85/15*)

*) Intcrpolynicr aus gummiarligeni Butadicn-Slyrolcopolymcr. 60 Gew.-% mit 40% einer Mischung aus Styrol und Mcthylmethacrylal-Monomercn (85 Styrol - 15 ΜΜΛ tvw. Mcthylmclhacrylat). wenigstens etwa 95% der Anzahl der Teilchen liegt in der Größe unter 0,5 Mikron und bis etwa 5% der Teilchen ist iiröUer als 0.5 Mikron.

Die Zusammensetzung wird in Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden Schlagzähigkeitseigenschaften erhalten:

Izod-Schlagzähigkeit

χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe 4,2

Gardner-Schlagzähigkeit

χ 1,15 cm kg 220

Im Vergleich hat eine Kontrollprobe ohne Interpolymer eine Izod-Schlagzähigkeit von nur 0,7 χ 0,138 mkg/ 2,54 cm Kerbe und eine Gardner-Schlagzähigkeit von nur 4,6 bis 8,05 cm kg.

Die folgenden Formulierungen werden gemischt und ausgeformt, um den Steigerungseffekt des 60/40-lnterpolymers aus Diengummi und Styrol-Methylmethacrylat (85—15) in den vorliegenden Zusammensetzungen aufzuzeigen:

Material

υ	K	S	kontrolle
45	45	45	45
40	30	0	55
15	25	55	0

l^>oly(2.(i-dimeihyl-1.4-phenylcn lather 45

(wie oben)

llochschlaglestes gunimimodill/ierles 47.5

Polystyrol (wie in Beispiel 1)

W)/40-Interpolynier ;ius Diengunimi 7,5

und St>rol-Methvlniethiii:rvlal (wie oben)

Die Zusammensetzungen werden /ti Versuchsproben ausgeformt und es werden die folgenden Sehlag/ähigkeitseigenschal'len erhalten:

ι·

Kontrolle

l/od-Schlag/ähigkeil x 0.138 mkg/ 5.4

2.54 Lin Kerbe

(iardner-Schlau/ähiukeit x 1.15 cm kc 253

269

8.1

237

9,5
210

4,2
130

Im Vergleich zu den gummihaltigen Kontrollproben ist eine markante Steigerung in der Schlagzähigkeit ersichtlich. Das Oberflächenerscheinungsbild der ausgeformten Gegenstände ist herausragend.

Um die Beibehaltung der Schlagzähigkeiten bei niedrigen Temperaturen aufzuzeigen und zu vergleichen, werden die folgenden Formulierungen gepreßt und getestet:

Kontrolle

Materialien

T Kontrolle

(ieuiehlsteile

45

40

45
55

Poly(2.6-dimethyl-1.4-phenylen)äther (wie oben)

Hochschlagfestes gummimodifiziertes Polystyrol
(wie oben)

60/40-interpoIymer aus Dien- 15
gummi und Styrol-Methylmethacrylat (wie oben)

Beide Formulierungen enthalten die gleichen geringen Mengen an Verfahrenshilfen und Stabilisatoren. Die Schlagzähigkeiten werden durch Standard-Verfahren gemessen, aber in einer kalten Umgebung bei -40°C der kalten Proben.

Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Izod-Schlagzähigkeit 3,1 1,4

xO.I38mkg/2.54cm Kerbe

Gardner-Schlagziihigkeit 232 50

x 1,15 cm kg

Mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung wird eine wesentliche Beibehaltung der Schlagzähigkeiten bei der niedrigen Temperatur erhalten.
-,ο Für die Zusammensetzung T und die Kontrollprobe werden die folgenden zusätzlichen Eigenschaften gemessen:

Eigenschaften

Kontrolle

Zugfestigkeit. 551 (7.840) 584 (8.300)

kg/cm²

o Zugfestigkeit beim 561 (7.980) 627 (8.920)

Bruch, kg/cm²

Verlängerung. % 79 83

Biegemodul, 21.200(301.000) 21.800(311.000)

. kg/cm²

Wärmestörungs- 121,6 120

temperatur in C
bei 18.52 kg/cm²

Die Abfälle in Zug/Verlängerung und Biegefestigkeit sind nicht produktbegrenzend und sind durch die Erhöhung in der Schlagzähigkeit mehr als kompensiert. Der Glanz der vorliegenden Zusammensetzungen ist hervorragend, obwohl der gesamte Gummigehall nahezu das dreifache desjenigen der Kontrollprobe beträgt.

Beispiel

Die folgende Formulierung wird gemischt und Die Zusammensetzung wird zu Versuchsproben ausgeformt: gepreßt und es werden die folgenden Schlagzähigkeits-κι eigenschaften erhalten:

Material

Gewichtsteile

45

40

15

Poly(2,6-dimethyl-],4-phenylen)äther
(wie in Beispiel 1)

Kristallines Polystyrol
(wie in Beispiel 1)

60/40-Interpolymer aus Diengummi
und Styrol-Methylmethacrylat-70/30*)

*) Intcrpolymer aus gummiförmigem Butadien-Styrolcopolymer, 60 Gew.-% mit 40% einer Mischung aus Styrol und Methylmethacrylat-Monomeren (70 Styrol 30 Methylmethacrylat), wobei wenigstens 95% der Anzahl der Teilchen eine Größe von 0,5 Mikron oder weniger besitzt und bis zu maximal 5% der Teilchen größer als 0,5 Mikron ist.

20 Izod-Schlagzähigkeit

χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe 2,1

Gardner-Schlagzähigkeit

χ 1,15 cm kg 190

Die Verteilung der Teilchengröße bleibt nach dem Mischen und Pressen die gleiche.

Die folgenden Formulierungen werden gemischt und ausgeformt, um den Steigerungseffekt des 60/40-Interpolymers aus Diengummi und Styrol-Methylmethacrylat (70—30) in den vorliegenden Zusammensetzungen aufzuzeigen:

Material

Kontrolle

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther
(wie oben)

Hochschlagfestes gummimodifiziertes
Polystyrol (wie in Beispiel 1)

60/40-Interpolymer aus Diengummi
und Styrol-Methylmethacrylat (wie oben)

45	45
47,5	40
7,5	15

45 30 25

45

55

Die Zusammensetzungen werden zu Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden Schlagzähigkeitseigenschaften erhalten:

Izod-Schlagzähigkeit x 0,138 mkg/
2,54 cm Kerbe

Gardner-Schlagzähigkeit X 1,15 cm kg

Im Vergleich zu den gummihaltigen Kontrollproben ist eine markante Steigerung in der Schlagzähigkeit ersichtlich. Die größere Menge an co-aufgepfropftem Methylmethacrylat (MMA) führt, im Vergleich zu den Zusammensetzungen gemäß Beispiel 4, zu einer etwas niedrigeren Schlagfestigkeit Das Oberflächenerschei-

U	5,4	V	6,3	W	8,6	X	5,6	Kontrolle
267	282	250	150	4,2
130

nungsbild der ausgeformten Teile ist herausragend.

Die folgenden zusätzlichen Eigenschaften wurden für so die Zusammensetzung Y (Polyphenylenäther — gummimodifiziertes Polystyrol — 60/40-Interpolymer (wie oben) 45 :40 :15) und die Kontrollprobe gemessen:

Eigenschaften

Kontrolle

Zugfestigkeit, 556 (7.920) 584 (8.300)

kg/cm²

Zugfestigkeit beim 562(8.000) 627(8.920)

Bruch, kg/cm²

Verlängerung, % 81

Biegemodul, 20.100(286.000) 21.800(311.000)

kg/cm²

Wärmestörungs- 121,6

temperatur in C
bei 18,52 kg/cm²

Die Verminderung in Zug/Verlängerung und Biegefestigkeit ist nicht produktbegrenzend und wird durch die Steigerung in der Schlagzähigkeit mehr als kompensiert. Der Glanz der vorliegenden Zusammensetzung ist herausragend, obwohl der gesamte Gummigehalt nahezu das dreifache von demjenigen der Kontrollprobe beträgt.

Die folgende
ausgeformt:

Beispiel 6
Formulierung wird gemischt und

Material	Gcwichtsteilc
Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther	40
(wie in Beispiel 1)
Hochschlagfesles Polystyrol*)	50
50/50-Interpolymer aus Diengummi	10
und Styrol**)

*) llochschlagfcsles gummimodifizierles Polystyrol in Pellets-Form, das etwa 8 Gew.-% Polybutadien, Monsanto Company HT-91, enthält, wobei etwa 95% der Zahl der Teilchen größer als etwa 0,5 Mikron ist.

*) Inlerpolymer, das etwa 50 Gew.-% Polybutadien in der Form einer Polystyrol-aufgepfropften elastomeren Phase enthält, wobei etwa 95% der Anzahl von Teilchen 0,5 Mikron oder weniger groß ist und weniger als etwa 5% der Teilchen größer als etwa 0,5 Mikron sind.

Die Zusammensetzung wird in Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden physikalischen Eigenschaften erhalten: r>

Izod-Schlagzähigkeit

χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe 2,5

Verlängerung bis zum Bruch, % 35,5

Zugfestigkeit, kg/cm² 633(90OD) w Zugefstigkeit beim Bruch,

kg/cm² 534 (76OÖ)

Beispiel 7

Die folgende Formulierung wird gemischt und ausgeformt:

Material Gewichtsldle

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther 40
(wie in Beispiel 1)

Hochschlagfestes gummimodifiziertes 40
Polystyrol (wie in Beispiel 6)

50/50-Interpolymer aus Butadien 20

und Styrol (wie in Beispiel 6)

55

Beispiel 8

Die folgende Formulierung wird gemischt und ausgeformt:

Material

Gcwichlsleile

40

30

Poly(2,6-dimelhyl-l,4-phcnylcn)äther (wie in Beispiel 1)

Hochschlagfestes gummimodiriziertes Polystyrol (wie in Beispiel 6)
50/50-Interpolymer von Butadien 30

und Styrol (wie in Beispiel 6)

Die Zusammensetzung wird zu Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden physikalischen Eigenschaften erhalten:

20 Izod-Schlagzähigkeit

χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe 6,9

Verlängerung bis zum Bruch, % 35,2

Zugfestigkeit, kg/cm* 541(7700) > Zugfestigkeit beim Bruch,

kg/cm² 492(7000)

Beispiel 9

Die folgende Formulierung wird gemischt und hi ausgeformt:

Material

Gewichtsteile

40

20

Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther (wie in Beispiel 1)

Hochschlagfestes gummimodifiziertes Polystyrol (wie in Beispiel 6)

50/50-lnterpolymer von Butadien 40

und Styrol (wie in Beispiel 6)

Die Zusammensetzung wird zu Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden physikalischen 4) Eigenschaften erhalten:

Izod-Schlagzähigkeit
χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe 7,7

Verlängerung bis zum Bruch, % 32,9

so Zugfestigkeit,

kg/cm² 485(6900)

Zugfestigkeit beim Bruch,

kg/cm² 464(6600)

Beispiel 10

Die folgende Formulierung wird gemischt und ausgeformt:

Die Zusammensetzung wird zu Versuchsproben eo Material

gepreßt und es werden die folgenden physikalischen

Eigenschaften erhalten:

Gewichtsteile

Izod-Schlagzähigkeit

χ 0,138 mkg/244 cm Kerbe 5,0

Verlängerung bis zum Bruch, % 47

Zugfestigkeit, kg/cm² 598(8500)

Zugfestigkeit beim Bruch, kg/cm² 541(7700)

65 Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther 40 (wie in Beispiel 1)

Hochschlagfestes gummimodifiziertes 10 Polystyrol (wie in Beispiel 6)

50/50-Interpolymer von Butadien 50

und Styrol (wie in Beispiel 6)

Izod-Schlagzähigkeit	7,9
χ 0,138 mkg/2,54 cm Kerbe	34
Verlängerung bis zum Bruch, %
Zugfestigkeit,	464 (6600)
kg/cm²
Zugfestigkeit beim Bruch.	450 (6400)
kg/cm²

Zu Vergleichszwecken werden zwei Formulierungen hergestellt, von denen die eine (Z) weniger als 85% mit einer Teilchengröße <0,5 Mikron und die andere (AA) mehr als 85% der Teilchengröße < 0,5 Mikron enthält

Material

/ Λ Λ

Ciew ichlsloile

Poly(2.6-dimelhyl-l.4-phenylen);itlicr (wie in Heispiel 1)

1 lochschlaglcstcs gumminiodifi/icrlcs Polystyrol (wie in Beispiel 6)

50/50-1 ntcrpolymcr von Butadien und Styrol (wie in Beispiel 6)

4(1

W)

Die Zusammensetzungen werden zu Versuchsproben gepreßt und es werden die folgenden physikalischen Eigenschaften erhalten:

Λ.Λ

Izod-Schlugzähigkcil
x 0,138 mkg/
2,54 cm Kerbe

Verlängerung bis zum
Bruch, %

Zugfestigkeit, kg/cnr
Zugfestigkeit beim
Bruch, kg/cnr

36.0

7.2

33.8

703(10.000) 450(6.400) 584 (8.300) 436 (6.200)

Die Ergebnisse der Schlagzähigkeit, die aus den Vergleichsprodukten erhalten werden, zeigen zusammen mit denjenigen aus den Beispielen 1 bis 5 (Produkte

gemäß der vorliegenden Erfindung), daß die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eine größere Schlagzähigkeit aufweisen als dies auf der Basis der Schlagfestigkeit von Polyphenylenäther-Mischungen mit entweder hochschlagfestem Polystyrol oder 50/50-intcrpolymcrisiertem Diengummi und Styrol getrennt hätte erwartet werden können.

Obwohl der Gummigehalt der Zusammensetzungen der obigen Beispiele 6 bis 10 von 9 bis 26 Gew.-°/o zunimmt, ist das Oberflächenerscheinungsbiid, d. h. der Glanz, und die Verarbeitbarkeit unerwartet gut, selbst bei höheren Gummiwerten.

Selbstverständlich können in den vorliegenden Zusammensetzungen auch andere Modifikationen vorgenommen werden. Beispielsweise kann das Verfahren gemäß Beispiel 4 wiederholt werden, wobei das Interpolymer des gummiförmigen Copolymers von Butadien und Styrol mit Styrol und Methylmethacrylat durch ein Interpolymer aus einem gummiartigen Butadien-Styrolcopolymer und co-aufgepfropften Styrol-Äthylacrylat (85-15) ersetzt wird. Es werden Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten. Zusätzlich können die folgenden Polyphenylenäther anstelle des Poly(2,G-dimethyl-l,4-phenylen)äthers in der Formulierung gemäß Beispiel 1 ersetzt werden:

Poly(2.6-diäthyl-l,4-phenylen)äther;
Poiy(2-methyl-6-äthyl-l,4-phenylen)äther;
Poly(2-methyl-6-propyl-1,4-phenylen)äther;
Poly(2,6-dipropyl-1,4-phenyien)äther;
Poly(2-äthyl-6-propyl-l,4-phenyien)äther.

Es werden Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.

Die folgenden Polystyrolharze können anstelle des kristallinen Homopolystyrols in den Formulierungen gemäß Beispiel 1 ersetzt werden:

Poly-«-methylstyrol;
Styrol-acrylnitrilcopolymer (27% ACN)
Styrol-a-methylstyrolcopolymer;
Styrol-methylmethacrylatcopolymer;
Poly-«-chiorstyrol und
Styrol-acrylnitril-Ä-methylstyrolterpolymer.

Es werden Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten.

Claims

Patentansprüche:

1. Thermoplastische Polyphenylenharz-Zusammensetzung hoher Schlagzähigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß sie besteht aus

(a) einem Polyphenylenätherharz,

(b) einem Polystyrolharz und

(c) einem Interpolymeren aus 30 bis 70 Gew.-Teilen eines Diengummis mit etwa 70 bis 30 Gew.-Teilen einer vinylaromatischen Verbindung oder einer Mischung aus einer vinylaromatischen Verbindung und einem Alkylacrylester, wobei die Zusammensetzung eine dispergierte elastomere Phase mit einer π Teilchengröße von wenigstens 0,05 Mikron aufweist und 85 bis 100% der Anzahl der Teilchen eine Größe von etwa 0,5 Mikron oder weniger besitzt und 0 bis etwa 15% der Anzahl der Teilchen größer als etwa 0,5 Mikron ist.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der elastomeren Phase 90 bis 100% der Anzahl der Teilchen eine Größe von 0,05 bis 0,5 Mikron besitzt und 0 bis 10% der Anzahl der Teilchen größer sind als 0,5 bis 20 Mikron.

3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Interpolymer-Komponente (c) 5 bis 25 Gew.-% des Gesamtgewichtes der Zusammensetzung bildet

4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch m gekennzeichnet, daß die Polystyrol-Komponente (b) aus einem kristallinen Homopolystyrol oder einem Massen- oder Suspensions-Polymerisationsprodukt von 88 bis 96 Gew.-Teilen Styrolmonomer mit 12 bis 4 Gew.-Teilen eines Diengummis besteht, das η Massen- oder Suspensions-Polymerisationsprodukt eine dispergierte elastomere Phase mit einer Teilchengröße von wenigstens 0,05 Mikron bildet, wobei 0 bis 75% der Anzahl der Teilchen eine Größe von 0,5 Mikron oder weniger besitzt und 25 bis 100% der Teilchen größer als 0,5 Mikron ist, und die Interpolymer-Komponente (c) aus einem Emulsions-Polymerisationsprodukt von 30 bis 70 Gew.-Teilen Diengummi mit 70 bis 30 Gew.-Teilen eines Styrolmonomeren besteht, wobei das Emulsions-Polymerisationsprodukt eine dispergierte elastomere Phase mit einer Teilchengröße von wenigstens 0,05 Mikron bildet und 85 bis 100% der Anzahl der Teilchen eine Größe von 0,5 Mikron oder weniger besitzt und 0 bis 15% der Teilchen größer als 0,5 Mikron sind.

5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polystyrol auf einer gummifreien Basis 20 bis 80 Gew.-% des kombinierten Gewichtes von dem Polystyrol, auf einer gummifreien Basis, und dem Polyphenylenätherharz beträgt.