DE2324316C3 - Pfropfpolymerisat - Google Patents
PfropfpolymerisatInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F285/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to preformed graft polymers
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Description
eher Formkörper in großem Umfang nach Maßgabe bestimmter Fließrichlungen der Masse.
Im allgemeinen wird das Aussehen der obengenannten Formkörper dadurch verbessert, daß man den
Vernetzungsgrad des Kautschuks erhöht, obwohl hierdurch die Schlagzähigkeit star!, herabgesetzt wird.
Setzt man auf der anderen Seite den Vernetzungsgrad des Kautschuks herab, so zeigt sich in starkem Maße der
obengenannte perlmuttartige Glanz, obwohl die Schlagzähigkei·
verbessert wird. Insbesondere im Fall von Acrylesterkautschuk hängt darüber hinaus das Aussehen
der Formkörper von der Teilchengröße des Kautschuks ab. Im Hinblick auf das Aussehen der
Formkörper beträgt die Teilchengröße des Kautschuks vorzugsweise 0,3 bis 0,1 μ. Liegt die Teilchengröße des
Kautschuks unter 0,1 μ, so bedingt dies verschiedene Nachteile, wie der. Abfall der Schlagfestigkeit und eine
Beeinträchtigung des Oberflächenglanzes der Formkörper. Liegt die Teilchengröße des Kautschuks über 0,3 μ
und besitzt der Formkörper Vertiefungen, z. B. Rillen, oder Rippen, so bilden sich in einigen Fällen um die
Vertiefungen oder Rippen herum Linien, die von Unterschieden im Farbton herrühren. Der perlmuttartige
Glanz (ungleichmäßige Reflexion) von Formkörpern, der von der Deformation oder Orientierung von
Kautschukteilchen herrührt, und der große Unterschied im Farbton zwischen beiden Seiten von Schweißlinien
bzw. -nähten, wird im folgenden allgemein als »unerwünschtes Aussehen« bezeichnet. Für die Herstellung
von Massen eines Kautschuk/Harz-binären Sy- jo stems wird deshalb manchmal ein Verfahren angewendet,
bei dem eine Kautschukkomponente zunächst der Emulsionspolymerisation unterworfen und anschließend
der Impfpolymerisation oder teilweisen Agglomeration zum Wachstum der Kautschukteilchen unterzogen
wird, wobei die Pfropfpolymerisation bei einem bestimmten Zustand in die Suspensionspolymerisation
überführt wird. Wo nur ein Acrylatkautschuk verwendet wird, bringt dies jedoch das obengenannte unerwünschte
Aussehen mit sich. Demgemäß ist das vorgenannte 4η
Verfahren unerwünscht, und man zieht es vor, die Emulsionspolymerisation bis zur Endstufe fortzuführen.
Was auf der anderen Seite die Wetterbeständigkeit angeht, so liegt es auf der Hand, daß die einen
Acrylesterkautschuk enthaltenden Massen erheblich bessere Eigenschaften als die ABS-Harze besitzen, die
einen Dienkautschuk enthalten. Selbst wenn jedoch die verwendeten Acrylesterkautschuke die gleiche Zusammensetzung
aufweisen, variiert die Wetterbeständigkeit der die Kautschuke enthaltenden Massen nach Maßgabe
des Vernetzungsgrades des Kautschuks, und es hat sich gezeigt, daß die Wetterbeständigkeit der Masse um
so niedriger ist, je höher der Vernetzungsgrad des verwendeten Kautschuks ist.
Es ist vom technischen Standpunkt aus recht schwierig. Massen zu erhalten, die in allen Eigenschaften
zufriedenstellend sind, da bei Verwendung von Massen, die zu Formkörpern mit zufriedenstellendem Aussehen
führen, die Schlagzähigkeit und die Wetterbeständigkeit des Formkörpers nachlassen. bo
Im Rahmen der Erfi .Jung wurden umfangreiche
Untersuchungen über das vorgenannte Problem angestellt, wobei sich der Schluß ergab, daß es für die
Verbesserung des Aussehens von Formkörpern am besten ist, die Elastizität des verwendeten Kautschuks b5
zu erhöhen. Angesichts des erwähnten Schlusses, wurden weiterhin verschiedene Anstrengungen unternommen,
wobei gefunden wurde, daß es wirkungsvoll ist, ein vernetztes Harz; im Inneren von Acryleslerkautschuk-Teilchen
anwesend zu haben.
Ein Verfahren zur Verstärkung von Kautschuk durch Zusatz anorganischer Füllstoffe, wie Ruß, zu den
Kautschuk-Teilchen, wird in der Kautschukindustrie in großem Umfang angewendet. Es ist auch bereits ein
Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem ein hartes bzw. starres Harz Kautschuklatex-Teilchen einverleibt
wird. Diese Verfahren sind jedoch hinsichtlich ihrer Aufgabe von der Erfindung verschieden, da sie auf die
Verstärkung einer Kautschukkomponente in einer Masse abzielen und sich deshalb notwendigerweise
hinsichtlich der Vorteile von der Erfindung unterscheiden. Es wurde gefunden, daß sich bei der Abwandlung
einer neuen Idee, wie sie das Vernetzen des Harzes innerhalb der in der Masse enthaltenen Kautschuk-Teilchen
darstellt, der überraschende Vorteil ergibt, daß die Masse zu Formkörpern führt, die nicht nur lichtdurchlässig
sind und ein ausgezeichnetes Aussehen aufweisen, sondern auch eine erheblich verbesserte Wetterbeständigkeit
besitzen.
Der hier verwendete Ausdruck »Lichtdurchlässigkeit« bedeutet hier mehr als 15% der totalen
Lichtdurchlässigkeit, wenn eine Probe eines gepreßten Plättchens von 3 mm Dicke der Messung gemäß
ASTM-D-1003-61 unterworfen wird. Die Verwendung des hier charakterisierten zweischichtigen, vernetzten
Acrylesterkautschuks, der das spezifische, vernetzte harte bzw. starre Harz enthält und die spezifische
Korngröße besitzt, ermöglicht die Herstellung von lichtdurchlässigen Formkörpern.
In dem Fall, wo die gleiche Masse wie oben ohne Vernetzung des Harzes im Innern der Acrylesterkautschuk-Teilchen
hergestellt und nach dem Spritzgußverfahren verarbeitet wird, sind die erhaltenen Formkörper
im wesentlichen hinsichtlich ihres Aussehens identisch mit Formkörpern, die aus einer Masse hergestellt
worden sind, welche kein Harz in den Kautschukteilchen enthält, und sind nicht lichtdurchlässig. Darüber
hinaus variiert ihre Schlagzähigkeit von Stelle zu Stelle in größerem Umfang.
Die Erfindung betrifft nun ein Pfropfpolymerisat, das hergestellt worden ist durch Emulsionspolymerisation
von 5 bis 1900 Gewichtsteilen eines Monomerengemisches (2) aus 10 bis 90 Gewichtsprozent mindestens
einer aromatischen Vinyl verbindung und 90 bis 10 Gewichtsprozent mindestens einer äthylenisch ungesättigten
Verbindung der allgemeinen Formel
CH2 = CRX,
in der R die Bedeutung H oder CH3 und X die Bedeutung CN oder COORi hat, wobei Ri ein Alkylrest
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, in Gegenwart eines Latex, der 100 Gewichtsteile zweischichtige, vernetzte
Acrylkautschukteilchen (1) mit einem Quellungsgrad von 3 bis 15 enthält und durch Impfpolymerisation von
50 bis 95 Gewichtsteilen eines Monomerengemisches (b) aus 60 Gewichtsprozent oder mehr mindestens eines
Acrylesters, 39,9 Gewichtsprozent oder weniger mindestens eines Monomeren aus der Gruppe Acrylnitril,
Methylmethacrylat und Styrol, sowie 0,1 bis 10 Gewichtsprozent mindestens eines Monomeren mit
mindestens 2 nicht konjugierten C = C-Bindungen, in Gegenwart von 5 bis 50 Gewichtsteilen (Feststoffe)
eines Latex aus einem vernetzten harten Harz (a) mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 50°C
und einer Zersetzungstemperatur von mindestens 2400C aus einem Monomeren mit mindestens 2 nicht
konjugierten C = C-Bindungcn. Acrylnitril, Styrol und gegebenenfalls Methylmcthaerylat hergestellt worden
ist.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen beschrieben, wobei die Fig. I und 2
Elektronenmikroskop-Aufnahmen darstellen, die zeigen, ob das Harz im Innern der Kautschukteilchen
Vernetzungen aufweist. S:: wurden so erhalten, daß
man als Harz im Innern der Kautschukteilchen folgende Polymerisate auswählte:
(I) unvernetztes Polymerisat mit einer Teilchengröße von 0,16 μ, das aus einem Monomeren-Gcmisch aus
20 Gewichtsprozent Methylmethacrylat, 20 Gewichtsprozent
Acrylnitril und 60 Gewichtsprozent Styrol erhalten wurde und
(II) vernetztes Polymerisat mit einer Teilchengröße
von 0,16 μ, das aus einem Gemisch von 100 Gewichtsteilen des vorgenannten Monomeren-Gemisches
und 0,5 Gewichtsleilcn Allylmethacrylat erhalten wurde.
Beide Polymerisate (I) und (II) wurden gemäß der Methode des Beispiels A-I erhalten, indem ein
zweischichtiger, vernetzter Kautschuklatex aus dem genannten Polymerisat (I) oder (II) gemäß der Methode
des Beispiels B-I hergestellt (in beiden Fällen (I) und (II) besitzt der Latex eine Teilchengröße von 0,25 μ), ein
Pfropfpolymerisat unter Verwendung des Kautschuklatex gemäß der Methode des Beispiels C-I hergestellt
und das Pfropfpolymerisat dem Spritzgußverfahren gemäß der Methode des Beispiels D-I unterworfen
wurde, wobei der nach dem Spritzgußverfahren erhaltene Formkörper dünn unter Erhaltung eines
dünnen Teilstücks geschnitten wurde, das mit Hydrazin und Osmiumtetraoxid behandelt wurde, so daß die
Acrylesterkautschuk-Teilchen in der Harzmatrix unter dem Elektronenmikroskop sichtbar wurden. Mit dem so
präparierten Tcilstück wurden die elektronenmikroskopischcn Aufnahmen angefertigt.
F i g. 1 zeigt den Fall, wo das Harz im Innern der Kautschukteilchen nicht vernetzt ist und bei Fig. 2
handelt es sich um einen Fall, wo das Harz im Innern der Kautschukteiichen vernetzt worden ist. In Fig. 1 sind
die Kautschukteilchen (angezeigt durch die dunklen Stellen) nicht in Form von Kügelchen. sondern in Form
von amorphen sichelförmigen Teilchen, so als ob sie abgerissen seien, dispergiert. Dies wird so gedeutet, daß
das Harz mit einer Grenzviskositätszahl ([η]) von
0.78 dl/g, gemessen in Dimethylformamid (1,0 g/dl) bei 25 C. innerhalb der Kautschukteilchen die äußeren,
vernetzten Kautschukteilchen zerrissen haben könnte und so aus den Kautschukteilchen heraus gekommen ist.
Erhöht man die Grenzviskositätszahl des Harzes, so behalten die Kautschukteiichen lokal die Form von
Kügelchen und das Aussehen der Formkörper wird mehr oder weniger verbessert; die Fließfähigkeit der
Masse wird jedoch nachteilig beeinflußt und dies ist für die Praxis unerwünscht. In Fig. 2 behalten die
Kautschukteiichen im wesentlichen die Form von Kügelchen, so daß angenommen wird, daß das Harz im
Innern der Kautschukteiichen als solches enthalten ist.
Der Grund dafür, daß das in den Kautschukteiichen enthaltene Harz herausspringt, wird darin gesehen, daß
bei einer Preßtemperatur oberhalb der Fließtemperatur des Matrixharzes auch das Harz innerhalb der
Kautschukteüchen fließt und die Wände der vernetzten Kautschukteiichen durchbricht und somit in das äußere
iMatrixharz ausfließt. Wenn das Harz innerhalb der Kautschukteiichen eine vernetzte Struktur annimmt, si
fließt das Harz schlechter als das unvcrnet/.te Harz odci
die Matrix, so daß bei der Preßtemperatur das Han nicht aus den Kautschukteiichen ausfließt.
ri Aus den obengenannten elektronenmikroskopischcr Aufnahmen wird der Einfluß der Vernetzung des Harze« innerhalb der Kautschukteiichen klar, und es versteh) sich, daß das verbesserte Aussehen des Harzpreßlings der diese Kautschukteiichen enthält, der verbesserter
ri Aus den obengenannten elektronenmikroskopischcr Aufnahmen wird der Einfluß der Vernetzung des Harze« innerhalb der Kautschukteiichen klar, und es versteh) sich, daß das verbesserte Aussehen des Harzpreßlings der diese Kautschukteiichen enthält, der verbesserter
ίο Elastizität der Kautschukteiichen zugeschrieben wcrdcr
kann, obwohl der Grund, warum der Harzpreßling cim stark verbesserte Wetterbeständigkeit besitzt, nicht klai
ist.
Der hier verwendete Ausdruck »Pfropfpolymerisal< bedeutet ein Gemisch aus einem echten Pfropfpolymeri
sat, in dem das vorgenannte Monomerengemisch (2 chemisch mit dem vorgenannten Kautschuk (1) al:
Substratpolymerisat, dem nichtumgesetzten Substrat polymerisat (1) und dem Copolymerisat des Monome
rengemisches(2) verknüpft ist.
Das vernetzte Harz (a), das eine Glasübergangstem peratur von mindestens 500C und eine Zersetzungstem
peratur von mindestens 2400C aufweist, wird erhaltet durch Emulsionspolymerisation eines Monomerengemi
sches aus einem Monomeren mit mindestens 2 nich konjugierten C = C-Bindungen, Acrylnitril, Styrol unc
gegebenenfalls Methylmethacrylat. Um die drei Merk male, nämlich Wetterbeständigkeit, Schlagfestigkeit unc
Aussehen, zufriedenstellend zu berücksichtigen, wird eit Copolymerisat aus 20 bis 35 Gewichtsteilen Acrylnitri
und 80 bis 65 Gewichtsteilen Styrol (AS-Harz) oder cir Terpolymerisat aus 10 bis 30 Gewichtsteilen Acrylnitril
70 bis 40 Gewichtsteilen Styrol und 50 bis Ii Gewichtsteilen Mclhylmethacrylat besonders bevor
j5 zugt. Darüber hinaus ist das Harz (a) vorzugsweise it
der Zusammensetzung identisch mit dem harzbildendei Monomerengemisch (2). Als Vernetzungsmittel wird eil
Monomeres mit mindestens zwei nichtkonjugiertei C = C-Bindungen, verwendet. Bevorzugte Beispiele fü
4Ii Vernetzungsmittel sind Allylmethacrylat. Triallylcyanu
rat.Triallylisocyanurat und Äthylenglycoldimethacrylat
Als Acrylester, der die Hauptkomponente de:
Kautschuks (b) ist. der die äußere Schicht jede:
Kautschukteilchens darstellt, wird z. B. ein Alkyleste
mit 1 bis 12 C-Atomen, wie Methyl-, Äthyl-, n-Propyln-Butyl-,
2-Äthylhexyl- oder n-Laurylacrylat, ein Halo
genalkylester, wie Chloräthylacrylat, ein aromatische Ester, wie Benzylacrylat oder Phenäthylacrylat, oder eil
Alkoxyalkylacrylat, wie Methoxyäthyl-, oder Äthoxybu tylacrylat, verwendet. Damit sich der Kautschuk (b
unterhalb von gewöhnlichen Temperaturen im Kau tschukzustand befindet, enthält der Kautschuk (b
mindestens 60 Gewichtsprozent des Acrylesters, vor zugsweise eines Alkylesters mit 2 bis 8 C-Atomen in
Alkylrest.
Beispiele für mit dem vorgenannten Acryleste copolymerisierbare Monomere sind Methylmethacrylai
Acrylnitril oder Styrol. Damit der Acrylesterkautschul
eine vernetzte Struktur bildet, wird ein Monomere
oder Monomerengemisch, das den Acrylester al Hauptkomponente enthält, in Gegenwart eines vernet
zenden Monomeren mit mindestens zwei nichtkonju gierten C=C-Bindungen als Vernetzungsmittel polyme
risiert Beispiele für solche vernetzenden Monomerei
es sind ungesättigte Säureester von Polyolen, wie Äthy
lenglykoldimethacrylat oder Butandioldiacrylat: unge sättigte Alkoholester von polybasischen Säuren, wi<
Triallylcyanurat oderTriallylisocyanurat; Divinylverbin
düngen im engeren Sinn, wie Divinylbenzol; oder
ungesättigte Alkoholester ungesättigter Säuren, wie Allylmclhaerylal oder Diallylphthalat. Alternativ hicr/u
wird der polymerisierte Acrylester in Form einer Latex in Gegenwart eines organischen Peroxids, wie Uen/oylpcroxid.
erhitzt. Es kann auch eine Kombination der vorgenannten zwei Verfahren angewendet werden.
Erfindungsgemäß wird das vernetzte, harte Harz (a) in das Innere der Teilehen des Kautschukelastomcrcn
(b) wie folgt einverleibt:
Zunächst wird ein ein hartes Harz bildendes Monomerengemisch, das 0,01 bis 3 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, des vorgenannten vernetzenden Monomeren enthält, in Emulsion
polymerisiert. Das so erhaltene vernetzte Harz, besitzt einen Gelgchalt von 70 Gewichtsprozent oder mehr.
Liegt die Menge des vernetzenden Monomeren über 3 Gewichtsprozent, so besitzt das erhaltene Harz eine
schlechte Verarbeitbarkcit und eine geringe Schlagzähigkeit. Beträgt jedoch die Menge dieses Monomeren
unter 0,01 Gewichtsprozent, so zeig! sich, daß unerwünschtes Aussehen auftritt. In diesem Fall ist es
wichtig, die Teilchengröße des vernetzten Harzlatcx zu steuern, d. h.. es ist erwünscht, die Teilchengröße in dem
vernetzten Harzlatex auf 0,04 bis 0,24 μ, vorzugsweise 0.06 bis 0.20 μ auszurichten, so daß die Teilchengröße
des vernetztcs Harz enthaltenden vernetzten Acrylkautschuklatex
innerhalb des Bereiches von 0,1 bis 0.3 μ liegt, wie bereits früher erwähnt.
Dann werden 95 bis 50 Gcwichlsteile. vorzugsweise 90 bis 70 Gewichtsteile, des kautschukbildenden
Monomen-ngcmisches. das 0,01 bis 3 Gewichtsprozent, vorzugsweise 0.1 bis 2 Gewichtsprozent, mindestens
eines der vorgenannten vernetzenden Monomeren enthält, in Gegenwart von 5 bis 50 Gcwichtsteilen.
vorzugsweise 10 bis 30 Gewichtsteilen (bezogen auf Feststoffe), des vorgenannten Latex unter solchen
Bedingungen polymerisiert, daß die Bildung neuer Teilchen unterdrückt bzw. verhindert wird. In diesem
Fall wird nach dem Verfahren der sogenannten Impfpolymerisation gearbeitet. Die Impfpolymerisalion
wird vorzugsweise ohne Zugabe eines Emulgators zu dem Polymerisationssystem unter angemessenem Rühren
bei Temperaturen von 30 bis 1000C durchgeführt,
während portionsweise oder kontinuierlich die kautschukbildenden Monomeren zu dem Latex in Gegenwart
eines wasserlöslichen, radikalischen Initiators, wie
ein Salz eines Persulfats oder eine Kombination hiervon mit einem Reduktionsmittel, wie ein Salz eines Bisulfils,
zugesetzt werden.
Der so polymerisierte. zweischichtige, vernetzte Acrylkautschuk (1) soll einen Quellungsgrad (das
Verhältnis zwischen dem absoluten Trockengewicht des Kautschuks und dem Gewicht des gequollenen Kautschuks
nach 24stündigem Eintauchen in Methylethylketon bei 300C) von 3 bis 15, vorzugsweise 5 bis 8. besitzen,
damit die restlichen Harzeigenschaften, wie das Aussehen und die Schlagzähigkeit der Formkörper
berücksichtigt werden. Um den Quellungsgrad auf einen Wert innerhalb des vorgenannten Bereiches zu steuern,
werden 0,1 bis 10 Gewichtsprozent mindestens eines der
vorgenannten Vernetzungsmittel zugesetzt. Liegt die Menge des Vernetzungsmittels unterhalb von 0,1
Gewichtsprozent, so besitzt das erhaltene Harz einen Quellungsgrad, der außerhalb des genannten Bereiches
liegt und das unerwünschte Aussehen der Formkörper mit sich bringt. Liegt jedoch die Menge über 10
Gewichtsprozent, so ist die Schlagfestigkeil und die
Wetterbeständigkeit des erhaltenen Harzes erniedrigt.
Vorzugsweise läßt man diese Impfpolymerisation so vollständig wie möglieh vonstatlen gehen. Im lalle, daß
das Monomerengemisch (b) in neuen Mizellen polymeri- r>
siert hat, wird das vernetzte harte Harz nicht in das Innere von allen Kautschukieilchen eingebaut, wodurch
es unmöglich wird, ein Harz mit den gewünschten Eigenschaften hinsichtlich des Aussehens und der
Wetterbeständigkeit zu erhalten.
in Anschließend werden 5 bis 1900 Gewiehisteilc.
vorzugsweise 50 bis 400 Gewichtsteile, eines harzbildenden Gemisches aus 90 bis 10 Gewichtsprozent,
vorzugsweise 70 bis 40 Gewichtsprozent, mindestens einer aromatischen Vinylverbindung, und 10 bis 90
r> Gewichtsprozent, vorzugsweise 20 bis 60 Gewichtsprozent,
mindestens einer äthylenisch ungesättigten Verbindung der allgemeinen Formel
CH2 = CRX,
in der R die Bedeutung H oder CHj hat und X die Bedeutung CN oder COORi, wobei Ri ein Alkylrest mit
I bis 4 C-Atomen ist. hat. in Gegenwart von 100 Gewichtsteilen (bezogen auf Feststoffe) eines Latex des
2-j vorgenannten, zweischichtigen, vernetzten Acrylkautschuks
(1) polymerisiert, wobei das Monomerengemisch zu dem Latex entweder auf einmal, porlionswcise
oder kontinuierlich in Gegenwart eines radikalischcn Initiators, wie eines organischen Peroxids oder eines
j» Salzes eines Persulfals, vorzugsweise Benzoylperoxid
oder Kaliumpcrsulfat. zugesetzt wird. Insbesondere besitzt das zu polymcrisierende Monomerengemisch
eine solche Zusammensetzung, daß das Vernetzungsmittel von dem im Innern der Kautschukieilchen
j-) enthaltenen vernetzten Harz (a) entfernt ist. Insbesondere
für den Fall, daß eine große Menge des Monomerengemisches in Gegenwart von mehr als 50
Teilen des Latex polymerisiert werden soll, ist es erwünscht, daß das Monomerengemisch kontinuierlich
4» zugesetzt wird, damit die Verarbeitbarkeit des erhaltenen
Polymeren erhallen bleibt und die Bildung eines Pfropfpolymerisats gefördert wird, und die vorgenannte
Polymerisation wird vorzugsweise bei Temperaturen von 30 bis 100"C in Abwesenheit von Kettenüberträgern
durchgeführt.
Beispiele für aromatische Vinylverbindungen sind Styrol oder a-Methylstyrol. und Beispiele für die
Verbindung der allgemeinen Formel
sind Acrylnitril Methacrylnitril, oder fviethyi-, Ailiyl-,
Propyl- oder Butylester von Acryl- oder Methacrylsäuren.
Das so erhaltene Pfropfpolymerisat kann so wie es ist verwendet werden, sofern die Menge des zweischichtigen,
vernetzten Acrylkautschuks (1) innerhalb des Bereiches von 5 bis 70 Gewichtsprozent liegt. Falls
erforderlich, kann jedoch das Pfropfpolymerisat, einschließlich des Falles, wo die Menge des vernetzten
bo Acrylkautschuks (1) über 70 Gewichtsprozent liegt, mit einem separat hergestellten harten Harz (4) vermischt
werden, so daß der Anteil des Kautschuks (1) in der erhaltenen Masse 5 bis 70 Gewichtsprozent beträgt.
Hinsichtlich des harten Harzes (4) bestehen keine
b5 besonderen Beschränkungen; es kann jedes Harz
verwendet werden, sofern es hart bzw. steif ist. Vorzugsweise handelt es sich bei dem harten Harz (4)
um ein Polymerisat aus der Gruppe
Styrol-Aery Initril-Copolymerisale.
A-Methylslyrol-Slyrol-Aerylniiril-Copolymerisate,
Sty ιοί- Acrylnitril- Mel hy lmethaerylat-Tcrpolymcrisate
und
Styrol-Acrylnitril-Meihylniclhacrylat-N ieder-
alkylacrylal-Quadripolymerisaie.
Den wetter- und schlagfesten Massen der Erfindung können erforderlichenfalls Farbmittel, wie Farbstoffe oder Pigmente, Licht- oder Wiirmestabilisatorcn, anorganische oder organische, granulierte, pulverige oder faserförmige Füllstoffe, Treibmittel oder sonstige Zusatzstoffe und Vcrarbeitungshill'smittel einverleibt werden. Darüber hinaus können die Massen nach verschiedenen Preßverfahren verarbeitet werden, z. B. nach dem Spritzgußverfahren oder nach dem Strangpreßverfahren, wobei die verschiedensten Formkörper mit ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich der Wetterbeständigkeit und der Schlagfestigkeil hergestellt werden können. Diese Formkörper können als tragendes Element, z. B. in der äußersten Schicht einer vielschichtigen Struktur, verwendet werden.
Den wetter- und schlagfesten Massen der Erfindung können erforderlichenfalls Farbmittel, wie Farbstoffe oder Pigmente, Licht- oder Wiirmestabilisatorcn, anorganische oder organische, granulierte, pulverige oder faserförmige Füllstoffe, Treibmittel oder sonstige Zusatzstoffe und Vcrarbeitungshill'smittel einverleibt werden. Darüber hinaus können die Massen nach verschiedenen Preßverfahren verarbeitet werden, z. B. nach dem Spritzgußverfahren oder nach dem Strangpreßverfahren, wobei die verschiedensten Formkörper mit ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich der Wetterbeständigkeit und der Schlagfestigkeil hergestellt werden können. Diese Formkörper können als tragendes Element, z. B. in der äußersten Schicht einer vielschichtigen Struktur, verwendet werden.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Beispiele erläutert. In den Beispielen und Vergleichsbeispielen
beziehen sich alle Prozent- und Teilangaben auf das Gewicht, falls nicht anders angegeben. Die
Teilchengröße wird so bestimmt, daß man eine Lichkurve von dem Verhältnis zwischen der elekironenmikroskopisch
gemessenen Teilchengröße unvernetzter Harzlatices, die ein 20:20:60 Gewichtsprozent-Gemisch
aus Meihylniethacrylat, Acrylnitril und Styrol enthalten, und den Absorptionen bei 700 mit von
verdünnten Lösungen (0.5 g/l) dieser Laticcs aufsielli.
die Absorption einer Probe mißt und für diesen Absorptionsueri aus der vorgenannten Eichkurve die
Teilchengröße des Lalex hiervon abliest.
Beispiel
(I) I lerslelliing von vernelzlem I lar/laiex A:
(I) I lerslelliing von vernelzlem I lar/laiex A:
Line Lösung von 0,1 5 Teilen Kaliunipersulfat (K PS) in
200 Teilen entionisiertem Wasser wird in einem Reaktor vorgelegt, der dann mit Stickstoff gespült wird.
Getrennt hiervon werden 24 Teile Natriumdioctylsulfosuccinat
(Emulgator) in 100,5 Teilen eines Monomcrcngemisches
aus 20 Teilen Methylniethacrylat (MMA), 20 Teilen Acrylnitril (AN). 60 Teilen Styrol (Sl) und 0,5
Teilen Allylmcihacrylat (AMA) gelöst; die erhaltene Monoincrengemisch-Lösung wird mit Stickstoff gespült.
Nachdem die Innentemperatur des Reaktors auf 60"C angehoben worden ist. wird die gesamte Menge
der Monomerengcmisch-Lösung in den Reaktor eingespeist und gerührt. Wenn die Innentemperatur etwa
700C erreicht, wird der Reaktor von außen gekühlt, so
daß die Innentemperatur unter 90"C bleibt. Die exotherme Reaktion ist innerhalb von etwa 1 h beendet,
die Reaktion wird jedoch darüber hinaus zusätzlich JO min bei 80"C fortgeführt, wobei man einen Latex A-I
mit einem Umsatz von 98.5% erhält. Der so erhaltene Latex besitzt eine Teilchengröße von 0,12 μ und einen
Gelgehalt von 96%.
In der gleichen Weise, wie oben beschrieben, werden
die vernetzten Har/Iatices A-2 bis A-5 hergestellt, die in
Tabelle I zusammengestellt sind.
Vernetzter Zusammensetzung (Teile)
Harzlatex
Teilchen | Gel | Glas- | Zersctzungs |
größe | gehalt | übergangs- | temp. |
temp. | |||
('.'■) | ("/») | ( C) | ( O |
0,12 | 96 | 93 | 320 |
0,20 | 92 | 93 | 320 |
0,15 | 98 | 106 | 350 |
0,07 | 90 | 93 | 320 |
0,10 | 82 | 92 | 320 |
A-I MMA/AN/St/AMA = 20/20/60/0,5
A-2 MMA/AN/St/AMA = 20/20/60/0,5
A-3 AM/St/AMA = 25/75/0,5
AA MMA/AN/St/TAIC = 20/20/60/0,2
A-5 MMA/AN/St/EDMA = 20/20/60/2,0
TAIC: Triallylisocyanurat.
EDMA: Äthylenplykoldimelhacrylal
(II) Herstellung von zweischichtigem, vernetzten!
Acrylkautschuk B:
Acrylkautschuk B:
Ein Gemisch von 20 Teilen (Feststoffe) des Harzlatex A-I und 150 Teilen entionisiertem Wasser wird in einem
Reaktor vorgelegt und dann mit Stickstoff gespült. Nachdem die Innentemperatur des Reaktors auf 700C
gesteigert worden ist, wird eine Lösung von 0,12 Teilen
KPS in 10 Teilen entionisiertem Wasser zugegeben. Anschließend wird ein mit Stickstoff gespültes Monomerengemisch
(b-1) der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung kontinuierlich während 3 h in den
Reaktor eingetropft.
Monomerengemisch-Zusammensetzung:
Bestandteil
Teile
n-Butylacrylat (BuA) 72,0
MMA 4,8
EDMA 3,2
Triallylcyanurat (TAC) 0.4
Gleichzeitig mit der Vervollständigung des Zutropfens hört der Anstieg der Innentemperatur auf; die
Reaktion wird jedoch zusätzlich 30 min fortgesetzt, während man die Innentemperatur auf 80°C hält. Man
erhält einen Latex mit einem Umsatz von 97,4%.
Diesem Latex werden 1,92 Teile Natriumdioctylsulfosuccinat
einverleibt, wobei man einen vernetzten, harzenthaltenden Kautschuk-B-I-Latex mit einem
Quellungsgrad von 5,8, einem Gelgehalt von 96% und einer Teilchengröße von 0,18 μ erhält. Ein Teil dieses
Latex wird entnommen und unter einem Elektronenmikroskop beobachtet. Hierbei zeigt sich, daß die
Korngrößenverteilung ziemlich scharf ist. Kautschukteilchen,
die kein Harz enthalten, konnten nicht beobachte! werden.
In gleicher Weise, wie oben beschrieben, wurden die Kaulschuklatices 15-2 bis B-IO hergestellt, die in Tabelle
Il ZLisammengcMclll sind.
Kautschuk
Nr.
Nr.
Vernetztcr
Harzlatex
Harzlatex
Nr.
(A)
Kautschukzusamnicnsetzung
(b)
Λ/b Teilchen- Quellungs- Gclgehalt
größe grad
B-I A-I BuA/MMA/EDMA/TAC = 90/6/4/0,5
B-2 A-I BuA/MMA/EDMA/TAC = 90/6/4/0,5
B-3 A-I BuA/MMA/EDMA/TAC = 90/6/4/0,5
B-4 A-2 BuA/MMA/EDMA/TAC = 90/6/4/0,5
B-5 A-3 BuA/MMA/FDMA/TAC = 90/6/4/0,5
B-8 A-I
B-9 A-4 BuA/AN/TAIC = 90/10/0,5
B-10 A-5 BuA/AN/TAC = 90/10/1
B-Il A-I BuA/St/TAC = 90/10/1
20/80 | 0,18 | 5,8 | 96,0 |
10/90 | 0,25 | 6,1 | 91,5 |
30/70 | 0,18 | 5,6 | 94,0 |
20/80 | 0,30 | 5,5 | 96,2 |
20/80 | 0,23 | 6,0 | 91,0 |
20/80 | 0,19 | 4,3 | 93,5 |
30/70 | 0,11 | 6,4 | 92,1 |
40/60 | 0,13 | 5,9 | 96,0 |
30/70 | 0,20 | 6,2 | 96,3 |
BZA: Benzylacrylat.
2 EHA: 2-Äthylhcxylacrylat.
St: Styrol.
(Ill) Herstellung von Pfropfpolymerisat-LatcxC:
30 Teile (Feststoffe) des Kautschuklatex B-I werden in einem Reaktor vorgelegt und mit 140 Teilen
entionisiertem Wasser verdünnt.
Getrennt hiervon werden 70 Teile eines Monomerengemisches (M M A/A N/St =20/20/60) hergestellt und mit
Stickstoff gespült. 9 Teile des Monomerengemisches werden nach dem Versetzten mit 0.35 Teilen Benzoylperoxid
(BPO) in den Reaktor eingespeist. Anschließend wird das System mit Stickstoff gespült und zur gleichen
Zeit gerührt, um die Diffusion des BPO in den Latex zu bewirken. Dieser Zustand wird etwa 30 min aufrechterhalten.
Dann wird die Innentemperatur des Reaktors auf 70°C angehoben. Bevor die Innentemperatur 70°C
erreicht, ist die Polymerisation der 9 Teile des ursprünglich zugesetzten Monomerengemisches nahezu
vollständig. Anschließend werden die restlichen 61 Teile des Monomerengemisches kontinuierlich mit einer
5> Geschwindigkeit von 15 Teilen/h zu dem System hinzugesetzt. Nach der Zugabe des gesamten Monomerengemisches
wird das System auf 80"C erhitzt und 30 min kontinuierlich gerührt, wobei man einen Latex
C-I mit einem Umsatz von 99% erhält.
Ein Teil des Latex C-I wird durch Zusatz einer wäßrigen Lösung von Aluminiumchlorid koaguliert und
dann unter Bildung eines Pulvers getrocknet. Dieses Pulver wird unter Rückfluß mit Methylethylketon
extrahiert. Die Grenzviskosilätszahl ([;;]) des Extrakts
wird zu 0,78 dl/g bestimmt (gemessen in Dimethylformamid (DM F) bei 25 C).
In gleicher Weise, wie oben beschrieben, werden die
Latices C-2 bis C-13 hergestellt, die in Tabelle III
zusammengestellt sind.
Latex
Nr.
Nr.
(C)
Kautschuk
Nr.
(B)
B/C Zusammensetzung von C
C-I | B-I | 30/70 |
C-2 | B-I | 30/70 |
C-3 | B-2 | 30/70 |
C4 | B-3 | 35/65 |
C-5 | B^ | 30/70 |
C-6 | B-5 | 30/70 |
C-9 | B-8 | 30/70 |
C-10 | B-I | 30/70 |
C-Il | B-I | 30/70 |
MMA/AN/St = 20/20/60
MMA/AN/St = 40/20/40
MMA/AN/St = 20/20/60
MMA/AN/St = 20/20/60
MMA/AN/St = 20/20/60
AN/St = 25/75
MMA/AN/St = 20/20/60
MMA/AN/St = 30/20/50
MMA/BuA/AN/St = 20/5/20/55
MMA/AN/St = 40/20/40
MMA/AN/St = 20/20/60
MMA/AN/St = 20/20/60
MMA/AN/St = 20/20/60
AN/St = 25/75
MMA/AN/St = 20/20/60
MMA/AN/St = 30/20/50
MMA/BuA/AN/St = 20/5/20/55
Fortsel/unu | Kautschuk Nr. (B) |
U/C | Zusammensetzung von C |
Latex Nr. (C) |
B-9 B-IO B-Il |
10/90 60/40 30/70 |
MMA/AN/St = 20/20/60 MMA/AN/St = 20/20/60 MMA/AN/St = 20/20/60 |
C-12 C-13 C-I4 |
|||
Teile
BuA 90
MMA 6
EDMA 4 =102.9 Teile
TAC 0,5
Natriumdioctylsulfosuccinut 2.4
15 Teile des vorgenannten Monomcrcngcmisches werden polymerisiert, wobei die Polymerisation innerhalb
von elwa 15 min vollständig ist. Anschließend wird
30
(IV) Koagulation und Pallcticrung des Pfropf polymerisais.
Jeder der in (HI) erhaltenen Latices wird in eine
0,15%ige wäßrige Lösung von Aluminiumchlorid (AlClj ■ 6 H2O) in einer Menge von etwa dem 3fachen
des Latex bei 900C eingerührt. Hierbei koaguliert der Latex und anschließend läßt man die erhaltene
Aufschlämmung 10 min bei 93"C stehen. Nach dem Abkühlen wird die Aufschlämmung mittels einer
Entwässerungszentrifuge entwässert, gewaschen und zu
einem Pulver getrocknet. 100 Teile dieses Pulvers werden mit 1 Teil Bariumstearat, 0.1 Teil 4.4'-Butylidenbis-(6-tert.-butyl-3-methylphenol)
als Antioxidationsmittel und 0.1 Teil 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphcnylbenzolriazoi)
(UV-Absorptionsmittcl) vermischt und dann bei etwa 220°C unter Verwendung eines
40-mm-Extrudcrs zu Pellets verarbeitet.
In gleicher Weise werden Pellets D-1 bis D-14 aus den
LaticesC-1 bisC-14 hergestellt.
Vergleichsbeispiel 1
ii
Es wird der Fall angewendet, wo vernetzter
Acrylkautschuk unvernetztes Harz enthält:
Ein unvernetzter MMA-AN-St-Harzlatex wird in
gleicher Weise wie in Beispiel 1 hergestellt, wobei jedoch 0.5 Teile AMA von der Zusammensetzung von
A-I entfernt und 0.35 Teile Laurylmcrcapian hinzugesetzt
werden. Die Grenzviskositätszahl ([·»/]) des so hergestellten Harzes beträgt 0,78 dl/g, gemessen in
DMF bei 1.0 g/dl und 25"C. Dieses Harz wird in gleicher
Weise wie bei B-I. C-I und D-I des Beispiels behandelt, a->
wobei Pellets D-15 erhallen werden.
Vcrgleichsbeispiel 2
Es wird der Fall, wo vernei/ter Acrylkautschuk kein
vernetztes, suirres Harz (A) enthält, angewendet <;<
>
Ein Reaktor wird mit 200 Teilen von mit Stickstoff gespültem, cniionisiertcm Wasser, die 0.15 Teile KPS
enthalten, beschickt und dann auf 70'1C erhitzt.
Getrennt hiervon wird ein Monomcrengemisch der nachfolgend angegebenen Zusammensetzung (identisch ■-,-,
mit der Zusammensetzung von b-1) hergestellt und mit
Stickstoff gespült.
W) das restliche Monomcrengemisch kontinuierlich wah rend eines Zeitraumes von etwa 2 h zu dem Polynierisa
tionssystem hinzugesetzt. Nach Vervollständigung de Zugabe wird die Reaktion 30 min bei 8O0C fortgesetz
Man erhält einen Kautschuklatex mit einer Teilchcngrö ße von 0,18 μ, einem Quellungsgrad von 5,7 und einen
Gelgehall von 93,6%. Dieser Kautschuklatex wird i gleicher Weise wie in C-I des Beispiels behandelt, wöbe
man Pclleis D-16 erhält.
Vcrgleichsbeispiel 3
Es wird der Fall angewendet, wo vernetztcr, harte Harzlatex mit vernetzten! Acrylesterkautschuklato
vermischt wird: 80 Teile (Feststoffe) des in Vergleichs beispiel 2 hergestellten Kautschuklatex werden mit 2(
Teilen (Feststoffe) des im Beispiel hergestellte! vernetzten Harzlatex A-I vermischt, wobei man einer
gemischten Latex erhält. 100 Teile dieses Lalex werdet
in gleicher Weise wie in C-I des Beispiels behandelt wobei man Pellets D-17 erhält.
Vcrgleichsbeispicl 4
Es wird der Fall angewendet, wo die Suspensions Pfropfpolymerisation in Gegenwart von zweischichti
gem. verneiztem Acrylkautschuklatcx durchgeführ
wird:
Ein Monomerengemisch der gleichen Zusammenset zung wie im Fall des Latex A-I des Beispiels win
kontinuierlich in einen Reaktor eingespeist unc während eines Zeitraums von etwa 3 h polymerisieri
Hierbei erhält man einen vernetzten Latex mit eine Teilchengröße von 0,3 μ und einem Gelgehalt von 96°/o
Unter Verwendung dieses Latex als Impfpolymerisa (Keime) wird ein Monomerengemisch der gleichet
Zusammensetzung wie im Fall des Lalex A-I de Beispiels in der 7fachen Menge des im Fall des Late!
A-I verwendeten Gemisches der Impfpolymerisatioi unterworfen. Hierbei erhält man einen vernetztet
Harzlatex mit einer großen Teilchengröße von 0,55 j und einem Gelgehalt von 95%. Unter Verwendung de
so erhaltenen Latex wird ein Monomerengemisch de gleichen Zusammensetzung wie im Fall des Kautschuk
B-I des Beispiels in gleicher Weise wie in diesem FaI behandelt, wobei man einen zweischichtigen, vernetztei
Acrylkautschuklalex mit einer Teilchengröße von etwi 0,90 μ, einem Quellungsgrad von 5,2 und einen
Gelgehalt von 97% erhall.
In Gegenwart des vorgenannten Kautschuklatex win
ein Gemisch der nachfolgend angegebenen Zusammen Setzung 7 h der Suspensionspolymerisation bei 75°C
unterworfen, während das Gemisch mit einer Ge schwindigkeil von 400 U/min gerührt wird. Hierbe
erhält man Polymerisaiperlcn mit einem Umsatz voi
94%.
Vorgenannter Kautschuklatex
Polyvinylalkohol
MMA
St
AN
MMA
St
AN
Laurylmercaptan
AIBN (2,2'-Azobisisobutyronitril)
Entionisiertes Wasser
AIBN (2,2'-Azobisisobutyronitril)
Entionisiertes Wasser
30 Teile (Feststoffe) 0,08 Teile (Feststoffe) 14Teile(Feststoffe) 42 Teile (Feststoffe)
14 Teile (Feststoffe) 0,2 Teile (Feststoffe)
0,7 Teile (Feststoffe) 310,0 Teile (Feststoffe)
10
Die vorgenannten Polymerisatperlen werden mit den in den Pellets D-I des Beispiels verwendeten Zusatzstoffen
versetzt und zu Pellets verarbeitet. Hierbei erhält man die Pellets D-18.
Die Pellets D-I bis D-18 und im Handel erhältliche
ABS-Harzpellets werden unter Verwendung einer Spritzgußmaschine bei einer Zylindertemperatur von
15 2400C zu flachen Platten der Abmessungen
110 χ 110 χ 3 mm verarbeitet (1,2 0 Nadelpunktanguß}.
Bei jeder der so hergestellten Platten wird die Schlagzähigkeit und die Wetterbeständigkeit gemessen.
Die Ergebnisse sind in Tabelle IV zusammengestellt.
In der Spalte »Dynstat-Schlagzähigkeit« in Tabelle IV
bedeutet »längs« einen Schlagzähigkeitswert, der so bestimmt worden ist, daß jedes spritzgegossene
Prüfmuster rechtwinklig zur Fließrichtung des Harzes geschlagen wurde. Demgemäß bedeutet die Bezeichnung
»quer«, daß die Schlagzähigkeit beim Schlagen parallel zur Fließrichtung des Harzes gemessen wurde.
Die Wetterbeständigkeit jedes Prüfmusters wird angegeben als derjenige Zeitraum, der erforderlich ist, um
das Retentionsverhältnis der Dynstat-Schlagzähigkeit aufgrund der beschleunigten Bewitterung unter Verwendung
eines Weather-O-Meters 50% werden zu lassen.
Pollets | Dynstat-Schlag | Schmelz- | Aus | Gesamt- | Wetterbeständigkeit*!) | Wetterbeständig | Freiluftbewitterung |
Nr. | zähigkeit | index | sehen | licht- | keit aufgrund d. | *2) | |
(kg ■ cm/cm2) | (g/10 min) | *3) | durch- | Schlagzähigk. | |||
205 C | lässig- | (h) | |||||
längs quer | keit *4) | Verände | |||||
rung im | |||||||
Aussehen | |||||||
(%) | |||||||
Vergleich:
D-15
D-16
D-17
D-18
ABS-Pellets
D-16
D-17
D-18
ABS-Pellets
79
82
82
80
73
86
77
80
86
10
60
78
82
82
80
73
86
77
80
86
10
60
78
70
83
68
67
73
83
68
67
73
74
81
81
76
66
77
69
73
83
8
81
81
76
66
77
69
73
83
8
60
76
76
43
81
54
56
81
54
56
20,5
23,0
16,4 27,3
10,4 18,5 24,3
22,5
O O O O O
O O O O O O
Δ
Δ Δ Δ Δ O
29
18 22
20
25 42 30 30
9 8 9 8 15 keine
keine
blaßgelb
1500
1500
3000 oder mehr
2000
1500
1200
2000
1600
1500
1200
2000
1500
800
800
750
1200
<50
mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2
mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2 mehr als 2
Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre Jahre
1,5-2 Jahre 1,5 Jahre 1,5 Jahre mehr als 2 Jahre 2-3 Monate
*1) Wetterbeständigkeit: Gemessen mit einem Weather-0-Meter bei einer Schwarzblechtemperatur von 36 ± 3 C mit einem
Sprühzyklus von 12 bis 60 min.
*2) Freiluftbewitterung: Die Freiluftbewitterung begann im April 1972. Die Bewertung »mehr als 2 Jahre« bedeutet, daß sich
*2) Freiluftbewitterung: Die Freiluftbewitterung begann im April 1972. Die Bewertung »mehr als 2 Jahre« bedeutet, daß sich
das Prüfmuster noch im Versuch befindet und Werte nach 2 Jahren bisher noch nicht erhalten worden sind.
*3) Aussehen: O = erwünscht Δ = unerwünscht.
M) Die Gesamt-Lichtdurchlässigkeit ist gemäß ASTM-D-1003-61 bestimmt.
*3) Aussehen: O = erwünscht Δ = unerwünscht.
M) Die Gesamt-Lichtdurchlässigkeit ist gemäß ASTM-D-1003-61 bestimmt.
Aus den vorstehenden Ergebnissen ist der Einfluß der Einverleibung eines vernetzten Harzes in das Innere
von Kautschuk hinsichtlich des Aussehens und der Wetterbeständigkeit ersichtlich. Zum Beispiel ist der
Einfluß der Anwesenheit des harten vernetzten Harzes (a) im Inneren des Kautschuks aus dem Unterschied
zwischen den Pellets D-I und D-16 offensichtlich, und
der Einfluß des Vernetzens eines Harzes im Innern eines b5 Kautschuks ergibt sich deutlich aus dem Unterschied
zwischen den Pellets D-I und D-15. Die Pellets D-I sind
in der Zusammensetzung identisch mit den Pellets D-17.
In den Pellets D-17 ist jedoch das vernetzte Harz nicht
in das Innere des Kautschuks eingebaut, sondern nur mit
diesem vermischt worden; demgemäß sind die Pellets D-17 sowohl in der Wetterbeständigkeit als auch im
Aussehen den erfindungsgemäßen Pellets D-I unterlegen, obwohl sie mehr oder weniger hinsichtlich der
Verarbeitbarkeit verbessert sind
Die spritzgegossenen "Formkörper, die aus dem Pfropfpolymerisat (3) erhalten wurden, das gemäß der
Suspensionspolymerisation unter Verwendung eines
Kautschuks mit großer Teilchengröße hergestellt worden ist, besitzt einen perlmuttartigen Glanz und ist
hinsichtlich des Oberflächenglanzes unterlegen. Darüber hinaus sind die Formkörper aus den Pellets D-15,
D-16, D17 und D-18 im Vergleich mit Formkörpern aus anderen Pellets nicht transparent
Aus den vorgenannten Vergleichsbeispielen und dam Beispiel ist offensichtlich, daß der Einfluß der Erfindung
beträchtlich ist
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (7)
1. Pfropfpolymerisat, das hergestellt worden ist durch Emulsionspolymerisation von 5 bis 1900
Gewichtsteilen eines Monomerengemisches (2) aus 10 bis 90 Gewichtsprozent mindestens einer
aromatischen Vinylverbindung und 90 bis 10 Gewichtsprozent mindestens einer äthylenisch ungesättigten
Verbindung der allgemeinen Formel
CH2=CRX,
in der R die Bedeutung H oder CH3 und X die Bedeutung CN oder COORi, hat, wobei Ri ein
Alkylrest mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen ist, in Gegenwart eines Latex, der 100 Gew'chtsteile
zweischichtige, vernetzte Acrylkautschukteilchen (1) mit einem Quellungsgrad von 3 bis 15 enthält und
durch Impfpolymerisation von 50 bis 95 Gewichtsteilen eines Monomerengemisches (b) aus 60
Gewichtsprozent oder mehr mindestens eines Acrylesters, 39,9 Gewichtsprozent oder weniger
mindestens eines Monomeren aus der Gruppe Acrylnitril, Methylmethacrylat und Styrol, sowie 0,1
bis 10 Gewichtsprozent mindestens eines Monomeren mit mindestens 2 nicht konjugierten C = C-Bindungen,
in Gegenwart von 5 bis 50 Gewichtsteilen (Feststoffe) eines Latex aus einem vernetzten harten
Harz (a) mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens 500C und einer Zersetzungstemperatur
von mindestens 2400C aus einem Monomeren mit mindestens 2 nicht konjugierten C = C-Bindungen,
Acrylnitril, Styrol und gegebenenfalls Methylmethacrylat hergestellt worden ist.
2. Pfropfpolymerisat nach Anspruch I. dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchengröße des Latex
des vernetzten harten Harzes (a) 0,06 bis 0,2 μ beträgt und das vernetzte harte Harz (a) einen
Gelgehalt von 70 Gewichtsprozent oder mehr besitzt.
3. Pfropfpolymerisat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis von (a)/(b) 10 bis
30 Gewichtsteile/90 bis 70 Gewichtsteile beträgt.
4. Pfropfpolymerisat nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die zweischichtigen vernetzten
Acrylkautschukteilchen (1) einen Quellungsgrad von 5 bis 8 und eine Teilchengröße von 0,1 bis 0,3 μ
besitzen.
5. Pfropfpolymerisat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Monomerengemisch (2) aus
70 bis 40 Gewichtsleilen Styrol, 50 bis 15 Gewichtsteilen Methylmethacrylat und 10 bis 30
Gcwichtsteilen Acrylnitril (insgesamt 100 Gewichtsteile) besteht.
6. Pfropfpolymerisat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des Monomerengemisches
(2) 50 bis 400 Gewichtsteile beträgt.
7. Pfropfpolymerhat nach Anspruch I, dadurch
gekennzeichnet, daß die Impfpolymerisation bei einer Temperatur von 30 bis 1000C in Gegenwart
eines wasserlöslichen radikalischen Initiators durchgeführt wird, während das Gemisch (b) portionsweise
oder kontinuierlich dem Polymerisationssystem ohne frische Zugabe eines Emulgators zugesetzt
wird.
Die Erfindung betrifft ein thermoplastisches Pfropfpolymerisat mit ausgezeichneten Eigenschaften hinsichtlich
des Aussehens, der Wetterbeständigkeit und der Schlagfestigkeit bzw. Schlagzähigkeit
Es ist eine ganze Reihe von Verfahren zur Herstellung von schlagfesten Harzen durch Verstärkung von harten bzw. starren Harzen mit Elastomeren bekannt Ein typischer Vertreter für diese Art von Harzen sind die ABS-Harze, und die Nachfrage nach
Es ist eine ganze Reihe von Verfahren zur Herstellung von schlagfesten Harzen durch Verstärkung von harten bzw. starren Harzen mit Elastomeren bekannt Ein typischer Vertreter für diese Art von Harzen sind die ABS-Harze, und die Nachfrage nach
ίο diesen Harzen steigt jährlich. Aufgrund der als
Elastomer-Komponente enthaltenen Diene besitzen jedoch die ABS-Harze nur eine geringe Wetterbeständigkeit
und ihre Anwendung im Freien ist deshalb beschränkt Dies stellt den größten Nachteil der
ABS-Harze dar. Obwohl dieser Nachteil mehr oder weniger durch Zusatz von UV-Absorptionsmitteln oder
Antioxydationsmitteln überwunden werden kann, findet durch Anwendung dieser Zusatzstoffe keine grundsätzliche
Verbesserung in der Wetterbeständigkeit dieser Art von Harzen statt.
Selbst wenn jedoch ein Acrylesterkautschuk anstelle des Dienkautschuks verwendet wird, können keine
Massen mit zufriedenstellenden Eigenschaften erhalten werden. Während eine Acrylesterkautschuk enthaltende
Masse eine erheblich bessere Wetterbeständigkeit als das ABS-Harz besitzt, führt diese zu Formkörpern,
die hinsichtlich des Aussehens und der Schlagfestigkeit einige Probleme aufweisen und deshalb vom praktischen
Standpunkt aus nicht als zufriedenstellend
jo bezeichnet werden können.
Massen eines Kautschuk/Harz-binären Systems, wofür ABS-Massen einen repräsentativen Vertreter
darstellen, können durch mechanisches Vermischen einer Kautschukkomponente mit einer Harzkomponen-
J") te hergestellt werden. Angesichts ihrer Schlagzähigkeit,
anderer mechanischer Eigenschaften und Verarbeitungseigenschaften werden die Massen jedoch herkömmlicherweise
durch Pfropfpolymerisation eines Monomeren, das die Harzkomponente in einer latexähnlichen,
wäßrigen Dispersion der Kautschukkomponente bilden soll, hergestellt, und das erhaltene Harz
wird entweder als solches oder im Gemisch mit einem getrennt hergestellten harten bzw. starren Harz
verwendet.
Ein Acrylester-Elastomeres, das üblicherweise als Kautschukkomponente verwendet wird, muß im allgemeinen
eine vernetzte Struktur aufweisen. Um, insbesondere in der Form eines Latex, das vernetzte
Acrylester-Elastomere zu erhalten, wird eine Verfahrensvariante angewendet, bei der die Emulsionspolymerisation
in Gegenwart eines vernetzenden Monomeren durchgeführt wird, oder die Vernetzung wird durch
Verwendung eines organischen Peroxids, wie Benzoylperoxid, bewirkt. Der Acrylesterkautschuk ist jedoch im
Vergleich zum Dienkautschuk weich und besitzt eine niedrige Elastizität, wobei die elastische Rückstellung
nur langsam vor sich geht.
Wird somit eine Masse auf der Grundlage eines Acrylesterkautschuks nach dem Spritzgußverfahren
w) verarbeitet, so zeigen die Kautschukteilchen eine so
ausgeprägte Orientierung, daß die Oberfläche des erhaltenen Formkörpers einen perlmuttartigen Glanz
im gesamten Bereich oder in Fließrichtung der Masse zeigt. Diese Erscheinung zeigt sich noch ausgeprägter,
wenn der Formkörper mit einem Pigment od. dgl. gefärbt ist. Auf diese Weise wird der kommerzielle Wert
der Formkörper erniedrigt. Darüber hinaus variiert die Schlagzähigkeit oder die mechanische Festigkeit sol-
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