DE2400086A1

DE2400086A1 - Schaeumbares polykarbonatharz

Info

Publication number: DE2400086A1
Application number: DE19632400086
Authority: DE
Inventors: Frank Nuncio Liberti
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1973-01-02
Filing date: 1963-05-25
Publication date: 1974-07-04
Also published as: FR2212384A1; FR2212384B1; IT1002296B; AU475885B2; AU6397373A; JPS4999665A; NL7400037A; CA1002250A; GB1443549A; BR7310217D0

Description

Schäumbares Polykarbonatharz ·

Die Erfindung betrifft eine schäumbare, im Spritzgußverfahren verarbeitbare Zusammensetzung. Die Zugabe eines Schäumungsmittels zu Thermoplasten ist bereits in den US-Patenten 2.964.79¹J 3.268.636, 3.277.029,' 3.290.26I, 3.377.296, 3.436.446 und dem britischen Patent 838.424 offenbart.

Es wurde nunmehr gefunden,, daß eine schäumbare, im Spritzgußverfahren ausformbare Zusammensetzung, die ein aromatisches Karbonatpolymeres, einen ausgewählten, die Schlagfestigkeit verbesserndertZusatzstoff und eine geringe Menge eines Schäumungsmittels enthält, einen geschäumten Polykarbonatgegenstand ergibt, der gleichmäßige Zellenstruktur, glatte Oberfläche, verbesserte Fließeigenschaften, verkürzte Verarbeitungszeit, hohe Schlagfestigkeit, Modul- und Zugfestigkeit und eine

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Dimensionsstabilität aufweist, die besser sind als diejenigen von anderen geschäumten Thermoplasten.

Gemäß der vorliegenden Erfindung werden schäumbare, im Spritzgußverfahren verarbeitbare Zusammensetzungen geschaffen, die enthalten:

(1) ein thermoplastisches aromatisches Karbonatpolymer,

(2) einen die Schlagfestigkeit erhöhenden Zusatzstoff, der ausgewählt ist aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyisobutylen, einem Copolymeren von Äthylen und einem Alkylacrylat, einem Copolymeren von Äthylen und Propylen, einem Polyurethan-Elastomeren und einem Organopolysiloxan-Polykarbonatpolyir.eren; und

(3) einer geringen Menge eines Schäumungsmittels.

Das bei der vorliegendenErfindung. verwendete aromatische Karbonatpolymere ist das Reaktionsprodukt aus einem oder mehreren zweiwertigen Phenolen und einem Karbonatvorläufer. Die zweiwertigen Phenole, die verwendet werden können, sind Bisphenole, wie 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan (nachfolgend als Bisphenol-A bezeichnet); zweiwertige Phenoläther, wie Bis(4-hydroxyphenyl)äther, Dihydroxydiphenyle, wie 3,3'-Dichlor-JJ^'-dihydroxydiphenyl; Dihydroxya^ylsulfone, wie Bis(4-hydroxyphenyl)sulfon, Dihydroxybenzole, wie Resorcinol; halogen- und alkylsubstituierte Dihydroxybenzole, wie 1,¹J-Dihydroxy-2,5-dichlorbenzol; und Dihyäroxydiphenylsulfοxyde , wie BisC^-hydroxyphenyD-sulfoxyd. Eine Vielzahl von geeigneten zweiwertigen Phenolen sind weiterhin in den US-Patenten 2.999.535, 3.O2Ö.365 und 3.153.008 beschrieben.

Der Karbonatvorläufer kann ein Karbony!halogenid, ein Karbonatester oder ein Halogenameisensäureester, wie Karbonylchlorid, Diphenylkarbonat bzw. der Bischlor-ameisensäureester

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des Hydrochinons sein.

Die in diesem Zusammenhang verwendeten, die Schlagfestigkeit erhöhenden Zusätze sind ebenfalls bekannt und die meisten sind in dem US-Patent 3.431.224 beschrieben.

Im allgemeinen können lineare oder verzweigte Polyäthylene für die harzartigen Mischungen gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Polyäthylene mit Dichten von 0,91 bis zu 0,98 und mit Schmelzwerten im Bereich von 0,18 bis 50'haben sich als brauchbar erwiesen. Die bevorzugte Dichte liegt im Bereich von 0,95 bis 0,97 und der bevorzugte Schmelzindex liegt im Bereich von 0,18 bis 9,0. In ähnlicher Weise können lineare oder verzweigte Polypropylene verwendet werden. Wie im Falle des Polyäthylens, so sind auch der Schmelzindex und die Dichte des für die praktische Durchführung der Erfindung verwendbaren Polypropylens nicht kritisch. Ein"Polypropylen mit einer Dichte in der Größenordnung von 0,91 und einem Schmelzindex im Bereich von 0,7 bis 12,0 wird jedoch allgemein bevorzugt.

Sowohl die linearen als auch die verzweigten Copolymere des Äthylens mit Propylen können ebenfalls in vorteilhafter Weise verwendet werden. Wie bei dem Polyäthylen und bei Polypropylen, so sind auch bei den Äthylen-Propylencopolymeren die Schmelzindeces und die Dichten nicht kritisch.

Die für die erfindungsgemäßen Harzmischungen brauchbaren Isobutylenpolymeren haben im allgemeinen Molekulargewichte von über 75.000 und vorzugsweise in der Größenordnung von 100:.000 bis 200.000 und darüber mit einer Dichte in der Größenordnung von 0,8 bis 1,0. Die für die vorliegende Erfindung brauchbaren Äthylen-Alkylacrylatcopolymere sind allgemein bekannte Copolymere. Der Alkylrest kann von 1 bis Kohlenstoffatome enthalten und er kann beispielsweise sein:

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MetnyljHeptyl und 2-Äthyl-hexyl. Beispiele für Copolymere von Ätnylen mit Alkylacrylaten, die für die praktische Durch-, führung der vorliegenden Erfindung geeignet sind, finden sich in dem US-Patent 2.953-551 · Im allgemeinen haben solche Copolymere Dichten in der Größenordnung von 0,915 bis 0,94 und das Verhältnis zwischen Äthylen-und Acrylateinheiten beläuft sich auf etwa 65 .: 1 bis etwa 500 : 1.

Die in der vorliegenden Erfindung brauchbaren Polyurethanelastomere sind Kondensationsprodukte eines Diisocyanats, eines mit Hydroxygruppen endenden Polyäthers oder Polyesters und eines Glykols oder eines Diarcins. Solche Materialien werden durch ein spezifisches Gewicht von etwa 1,19 bis etwa 1,26 und eine Zugfestigkeit von etwa I76 bis 1.406 kg/cm (2.5OO bis etwa 20.000 psi) gekennzeichnet. Beispiele geeigneter Materialien sind die Kondensationsprodukte der Diisocyanate, wie 2,4-Toluoldiisocyanat mit einem Polyester, wie beispielsweise Polyäthylensuccinat oder Polyäthylenadipat und einem Glykol, wie Äthylenglykol oder 1,4-Butandiol.

Geeignete Organopolysiloxan-Polykarbonatpolymere sind in dem US-Patent 3.189.662 beschrieben.

Die bevorzugte Menge des die Schlagfestigkeit erhöhenden Zusatzstoffes liegt im Bereich von etwa 2,0 bis etwa 25 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Harzes, vor.

Die Schäumungsmittel der vorliegenden Erfindung können aus bekannten festen, flüssigen und gasförmigen Materialien ausgewählt werden, wie beispielsweise Azodikarbonamid, Biuret, Harnstoff, gasförmigen Fluorkohlenstoffverbindungen, Kohlendioxyd, Pentan, Wasser und flüssigen flüchtigen Fluorkohlenstoffen. Das Schäumungsmittel kann dem Polymeren auf mehreren verschiedenen Wegen zugesetzt werden, die dem Fachmann ohne weiteres bekannt sind.

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Die Temperaturen und die Drucke,-die während der Schäumungsreaktion verwendet werden, variieren in einem weiten Bereich und sie hängen von der Menge und der Art des verwendeten Schäuinungsmittels ab. Vorzugsweise werden 0,10 bis etwa 2,0 Gew.-% des Schäumungsmittels,, bezogen auf das Gewicht des Harzes, verwendet.

In den nachfolgenden Beispielen beziehen sich, falls nicht ausdrücklich anders angegeben, Teile oder Prozentsätze auf das Gewicht. . .

Beispiel '

Zu einem Standardbisphenol-A-Polykarbonatpulver mit einer grundmolaren Viskositätszahl (intrinsic viscosity) von 0,54 (gemessen in Dioxan bei 30 ° O wurden 4,3 Gew.-% Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 1,0, einer Dichte von 0,96 und einer Teilchengröße von 10 bis 200 Mesh zugegeben . Die Mischung wurde innig gemischt und dann auf herkömmliche Weise e'xtrudiert und zu Pellets zerkleinert. Die Pellets wurden, bei 121° C (250° P) 4 Stunden getrocknet, dann mit 0,20 Gew.-

5-Phenyltetrazol-Schäumungsmittel durch Rollen gemischt ,. Im Spritzgußverfahren wurde diese Mischung dann bei ungefähr 288° C (>50°F) zu einer Platte mit den Abmessungen 0,635 cm χ 15,24;" cmχ 45,72 cm (1/4" χ 6" χ 18") ausgeformt. Diese Platte wurde als Probe A bezeichnet. Die nachfolgende Tabelle vergleicht die Probe A mit der' Probe B , die identisch ist mit Probe A mit der Ausnahme ■> daß kein Polyäthylen darin einverleibt ist..

Tabelle Probe Schlagfestigkeit, ft. lbs

A. 90

B 60

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Der Schlagfestigkeitstest nach dem fallenden Pfeil verwendet ein 10-Pfund-Gewicht, welches an seiner Spitze mit einer Kugel von 12,7 mm (1/2" ) Durchmesser versehen ist und beim Herabfallen aus verschiedenen Höhen ein Zerbrechen der Probe bewirkt. Ein Zerbrechen ist dabei definiert als ein Zerspringen oder Zerbersten oder ein Verlagern "der ersten oder der zweiten Oberfläche. Die Tabelle zeigt, daß die Probe A, bei der ein die Schlagfestigkeit verbessernder PolyäthYlenzusatz verwendet wurde,, zu einer Schlagfestigkeit führt, die überraschenderweise größer ist, als bei dem Polykarbonat ohne Zusatz. Wenn andere, die Schlsgfestigkeit erhöhende Zusatzstoffe anstelle des Polyäthylens verwendet wurden, so führte dies zu ähnlichen Resultaten.

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Claims

Patentansprüche

ί. Schäumbare, im Spritzgußverfahren ausformbare Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie enthält :

(1) ein aromatisches Xabonatpolymer,

(2) einen die Schlagfestigkeit erhöhenden Zusatz, ausgewählt aus Polyäthylen, Polypropylen, Polyisobutylen, einem Copolymeren des Äthylens und eines Alkylacrylats, einem Copolymeren des Äthylens und Polypropylens, einem Polyurethanelastomeren und einem Organopolysiloxanpolykarbonatpolymeren und

(3) einer geringen Menge eines Schäumungsmittels.
2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das aromatische Karbonatpolymer das Reaktionsprodukt von Bisphenol-A und Phosgen ist.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß der die Schlagfestigkeit verbessernde Zusatzstoff Polyäthylen ist.
Jj. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der die Schlagfestigkeit verbessernde Zusatzstoff in einer Menge von etwa 2,0 bis etwa 2i> Gew.-*, bezogen auf das Gesamtgewicht des Harzes, vorliegt.
5. Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäumungsiiiittel ausgewählt ist aus . 5-Phenyltetrazol, Dinitrosopentamethylen-tetramin, p-Toluolsulfonyl-semikarbazid, Kalziumoxalat und Trihydrazin-s-triazin.

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6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schäumungsmittel in einer Menge von 0,10 bis etwa 2,0 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht des Harzes, vorliegt.
7. Ausgeformter, geschäumter Gegenstand, dadurch •gekenn- zeichnet , daß er durch Schäumen der Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 hergestellt worden ist.

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