DE2434848A1 - Zusammensetzung aus einem polyphenylenaether und einem hydrierten blockcopolymeren - Google Patents
Zusammensetzung aus einem polyphenylenaether und einem hydrierten blockcopolymerenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf neue Harzzusammensetzungen, und sie betrifft insbesondere Folymerzusanunensetzungen, die einen Polyphenylenäther,
ein hydriertes Blockccpolymeres, z.B. des A-B-A-Typs,
worin Aeinen polymerisiertenMono-alkenyl-aromatischen Kohlenwasserstoffblock,
wie Polystyrol, und B einen polymeren Dienblock bezeichnet, dessen Ungesättigtheit durch Hydrierung auf weniger
als 10 % der ursprünglichen Ungesättigtheit reduziert ist, und fakultativ ein Polystyrclhomopolymer- oder beliebiges Copolymerharz
enthält.
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Die Polyphenylenäther sind bekannt und in zahlreichen Veröffentlichungen,
u.a. in den US-Patenten 3 306 874 und 3 306 875 sowie
in den US-Patenten 3 257 357 und 3 257 358 beschrieben. Die hochmolekularen Polyphenylenäther sind hochleistungsfähige thermoplastische
Werkstoffe, die relativ hohe Schmelzviskositäten und Erweichungspunkte, d.h. über 275°C, aufweisen,und sie sind für
viele wirtschaftliche Anwendungen brauchbar, bei denen hohe Temperaturbeständigkeit gefordert wird, einschliesslich der Erzeugung von
Filmen, Pasern und ausgeformten Gegenständen.
Obgleich dieselben die vorstehend beschriebenen wünschenswerten Eigenschaften aufweisen, so ist es doch ebenfalls bekannt, dass gewisse
Eigenschaften der Polyphenylenätherharze für bestimmte wirtschaftIiehe Verwendungen unerwünscht sind. So sind beispielsweise
Teile, die aus Polypher.ylenäthern ausgeformt sind, etwas spröde aufgrund der schlechten Schlagfestigkeit. Darüber hinaus
erweisen sich die relativ hohen Schmelzviskositäten und Erweichungspunkte für viele Anwendungen als ein Nachteil. Aus PoIyphenylenätherharzen
können Filme und Fasern in einem wirtschaftlichen Maßstab unter Verwendung der Lösungsmitteltechniken hergestellt
werden. Das Schmelzverfahren ist jedoch wirtschaftlich
unattraktiv wegen der erforderlichen hohen Temperaturen zum Erweichen des Harzes und den damit verbundenen Problemen, wie der
Instabilität, der Verfärbung und der Notwendigkeit, für den Betrieb bei erhöhten Temperaturen speziell konstruierte Verfahrensvorrichtungen zu verwenden. Ausgeformte Gegenstände können nach
den Schmelzverarbeitungstechniken hergestellt werden, jedoch wiederum sind die erforderlichen hohen Temperaturen unerwünscht.
Es ist allgemein bekannt, dass die Eigenschaften der Polyphenylenätherharze
stofflich abgewandelt werden können, indem sie mit anderen Harzen vermischt werden. So ist beispielsweise ein Verfahren
zur Verbesserung der Schmelzverarbeitbarkeit der Polyphenylenäther in dem US-Patent 3 379 792 offenbart, welches durch
diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird. Nach diesem Patent werden die Fließeigenschaften der Polyphenylen-
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äther durch Mischen mit etwa 0,1 bis 25 Gew.-Teilen eines Polyamids
verbessert. In dem US-Patent 3 361 85I ist eine Polyphenylenätherzusammensetzung
offenbart, die ein Polyphenylenäther enthält, welches mit einem Polyolefin vermischt (verschnitten) ist.
Das Polyolefin ist zugegeben worden, um die Schlagfestigkeit und die Beständigkeit gegen aggressive Lösungsmittel zu verbessern.
In dem US-Patent 3 383 435 werden Mittel vorgesehen, um die Schmelzverarbeitbarkeit'
der Polyphenylenätherharze zu verbessern, während gleichzeitig viele Eigenschaften des Polystyrolhomopolymer- und
der beliebigen Copolymerharze verbessert werden. Die in diesem Patent beschriebene Erfindung basiert auf der Peststellung, dass
die Polyphenylenätherharze und solche Polystyrolharze, einschliesslich
der gummimodifizierten Polystyrolharze, in allen Verhältnissen miteinander vereinigbar sind und zu Zusammensetzungen führen, die
viele Eigenschaften aufweisen, die gegenüber den Eigenschaften der einzelnen Bestandteile wesentlich verbessert sind.
Eine bevorzugte Ausführungsform des US-Patentes 3 383 ^35 ist eine
Zusammensetzung, die ein hochschlagfestes, gummiverstärktes Polystyrol
und einen Poly(2,6-dialkyl-l,4-phenylen)äther enthält.
Diese Zusammensetzung wurde bevorzugt, weil sie die vorgenannten Merkmale, nämlich die Verbesserung der Schmelzverarbeitungseigenschaften
des Polyphenylenätherharzes, ergibt, und den weiteren Vorteil der Verbesserung der Schlagfestigkeit der aus dieser Mischung
ausgeformten Teile zeigt. Weiterhin können die Zusammensetzungen nach dem US-Patent 3 383 ^35 aus dem Polyphenylenäther
und dem hochschlagfesten Polystyrol in üblicher Weise formuliert
werden, um vorherbestimmte Eigenschaften zu ergeben, die zwischen den Eigenschaften des Polystyrols und denen des Polyphenylenäthers
liegen, indem das Verhältnis dieser beiden Polymeren entsprechend gesteuert wird. Der Grund hierfür liegt darin, dass die Mischung
einen einzigen Satz thermodynamischer Eigenschaften anstatt zwei
unterschiedlicher Sätze von Eigenschaften, d.h. einen Satz für jede der beiden Komponenten der Mischung, wie es für bekannte
Mischungen typisch ist, aufweist.
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Die Styrolharze, die in dem US-Patent 3 383 ^35 offenbart sind,
stellen entweder Homcpolymere oder beliebige Copolymere dar.
So sind beispielsweise die kristallinen Polystyrole nach den Beispielen 1 und 9 Homopolymere. Lustrex HT-88 nach Beispiel 7 ist
ein im Handel erhältliches hochschlagfestes Polystyrol, welches mit Styrol-pfropfpolymerisiertem Butadiengummi modifiziert ist.
In solchen Produkten ist ein Teil des Styrols in die Seitenketten einer Gummihauptkette homopolymerisiert. Die styrolhaltigen Copolymerharze,
die in dem vorgenannten US-Patent 3 383 ^35, Spalte 2,
offenbart sind, stellen beliebige Copolymere dar, wie Styrolacrylrfcril,
Styrol-butadien, Styrol-acrylnitril-ot-alkylstyrolcopolymere,
Styrol-acrylnitril-butadien (ABS), Copolymere des Äthylvinylbenzols
und Divinylbenzols u.dgl. Mit Ausnahme des Styrolacrylnitril-o^-methylstyrols
nach Beispiel 17 kann keine der in dem vorgenannten US-Patent 3 383 1J35 gegebenen Terminologien
so ausgelegt werden, dass darin ein Blockcopolymer des A-B-A-Typs
offenbart ist. Da die Monomeren in die Endblöcke pfropfpolymerisiert
sind, anstatt in die Seitenketten, erweisen sich die A-B-A-Blockcopolymeren als mehr linear und ihre Eigenschaften
unterscheiden sich ganz wesentlich von den pfropfpolymerisierten Gummicopolymeren nach dem US-Patent 3 383 ^35.
Aus dem US-Patent 3 660 53I ist es bekannt, dass A-B-A-blockartige
Polymere in Kombination mit Polyphenylenätherharzzusammensetzungen verwendet worden sind. Der besondere Typ von A-B-A-Polymerem,
wie er in dem vorgenannten US-Patent 3 66O 531 beschrieben ist, ist von der Art, wie er imBeispiel 3 verwendet
wird. Das Copolymere basiert auf einem B-Block, der im wesentlichen einen Butadienanteil darstellt. Diese Copolymeren sind
deutlich verschieden von den A-B-A-Blockcopolymeren, wie sie in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und die einen sog.
im wesentlichen olefin-gummiartigen Mittelblock aufweisen und nicht einen Dien-Gummimittelblock.
Es wurde nunmehr gefunden, dass ein hydriertes Blockcopolymeres des A-B-A-Typs, worin A einen polymerisierten Mono-alkenyl-
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aromatischen Kohlenwasserstoffblock, wie Polystyrol, und B einen polymeren Dienblock bezeichnet, dessen Ungesättigtheit durch
Hydrierung bis auf weniger als 10 % der ursprünglichen Ungesättigtheit reduziert ist, den Polyphenylenätherharzen und Zusammensetzungen
von Polyphenylenätherharzen und Polystyrolhomopolymer und beliebigen Copolymerharzen eine unerwartete hohe Schlagfestigkeit
verleiht. So hat beispielsweise eine Zusammensetzung aus 35 Gew.-Teilen eines Polyphehylenätherharzes, 50 Gew.-Teilen
eines gummimodifizierten, hochschlagfesten Polystyrolharzes und 15 Teilen eines Blockcopolymeren des A-B-A-Typs , worin B ein
olefinischer Gummimittelblock ist, eine Izod-Kerbschlagfestigkeit
von 9,1 ft. lbs/in. notch.
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung besitzen weiterhin
hohe Wärmedurchbiegungstemperaturen, hohe Gardner-Schlagfestigkeit,
hohe thermische Oxydationsbeständigkeit, UV-Stabilität, hohen Oberflächenglanz und gute Beständigkeit gegenüber
Lösungsmitteln wie Gasolin.
Gemäss der vorliegenden Erfindung wird eine normalerweise feste
thermoplastische Zusammensetzung geschaffen, die enthält:
(a) ein Polyphenylenätherharz und ein Styrolhomopolymer oder ein beliebiges Copolymerharz und
(b) ein hydriertes Blockcopolymer.
Die bevorzugten Zusammensetzungen umfassen:
(a) ein Polyphenylenätherharz und ein Styrolhomopolymer oder ein beliebiges Copolymerharz und
(b) ein hydriertes Copolymer des A-B-A-Ty'ps, indem vor der Hydrierung:
1) jedes A einen polymerisieren Mono-alkenyl-aromatischen Kohlenwassers
to ffb lock mit einem mittleren Molekulargeviicht von etwa 'K)OO bis 115 000 darstellt',
2) B ein polymerisierter konjugierter Kohlenwasserstoffblock mit
einem mittleren Molekulargewicht von etwa 20 000 bis 450
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ist;
3) die Blöcke A 2 bis 33 Gew.-# des Copolymeren ausmachen;
4) 35 bis 55 SS der konjugierten Dienkohlenstoff atome in Block B
Vinylseitenketten darstellen;
5) die Ungesättigtheit des Blockes B auf weniger als 10 % der
ursprünglichen Ungesättigtheit vermindert ist, wobei dieses
in einer Mange
hydrierte Blockcopolymer rvon ICTbis etwa 90 Gew.-$ der gesamten Bestandteile der Zusammensetzung vorliegt.
hydrierte Blockcopolymer rvon ICTbis etwa 90 Gew.-$ der gesamten Bestandteile der Zusammensetzung vorliegt.
Bevorzugte Zusammensetzungen sind solche, in denen der Polyphenylenäther
wenigstens 20 Gew.-% der gesamten harzartigen Bestandteile in der Zusammensetzung umfasst.
Es sei indessen ausdrücklich bemerkt, dass die vorliegende Zusammensetzung
auch herkömmliche Mengen von üblichen Zusatzstoffen für die Verarbeitbarkeit, für die Flammhemmung, für die
Stabilität u.dgl. enthalten kann. Diese Bestandteile sind in der Literatur und insbesondere in "Modem Plastics Encyclopedia",
Band 49, Nr. 1OA 1972-1973, Seiten 352 bis 435 beschrieben, und
sie werden durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Bevorzugte Merkmale der vorliegenden Erfindung sind verstärkte Zusammensetzungen, die verstärkende Mengen von Verstärkungsmitteln
enthalten, wie Pulver. Whiskers, Fasern, oder Plättchen von
* ' . * oder
Metallen, z.B. Aluminium, Bronze, EisenY~Nickel und von Nichtmetallen,
z.B. Kohlenstoffäden, nadeiförmigem CaSiO,, Asbest,
TiOp, Titanatwhiskers, Glasflitter und Fasern und dergleichen. Solche Verstärkungsmittel liegen in Mengen von beispielsweise
2 bis 90 Gew.-^, vorzugsweise 10 bis 60 Gew,-# vor. Glasfasern
werden als Verstärkungsmittel besonders bevorzugt.
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In bevorzugten Zusammensetzungen haben die Polyphenylenätherharze im Bestandteil (a) wiederkehrende Struktureinheiten der Formel
worin das Sauerstoffätheratom eine Einheit ist, die mit dem Benzolkern der nächsten benachbarten Einheit verbunden ist,
η ist eine positive ganze Zahl von wenigstens 50 und jedes Q ist ein einwertiger Substituent, ausgewählt .aus der Gruppe aus
Wasserstoff, Halogen, Kohlenwasserstoffresten, Halogenkohlenwasserstoffresten
mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen zwischen dem Halogenatom und dem Phenylkern, Oxykohlenwasserstoffresten
und Halogenoxykohlenwasserstoffresten mit wenigstens 2 Kohlenstoffatomen zwischen dem Halogenatom und dem Phenylkern.
Die Herstellung der Polyphenylenätherharze gemäss der vorstehenden
""Formel ist in den oben genannten US-Patenten 3 306
und 3 306 875 sowie 3 257 357 und 3 257 358 beschrieben. Besonders bevorzugte Polyphenylenätherharze für die Zwecke der
vorliegenden Erfindung sind solche, die Alkylsubstitution in den beiden ortho-Stellungen zum Äthersauerstoffatom aufweisen, d.h.
in denen jedes Q Alkyl ist, und gemäss der bevorzugten Ausführungsform 1 bis 4 Kohlenstoffatorte aufweist. Das für die
Zwecke der vorliegenden Erfindung am meisten bevorzugte PoIyphenylenätherharz
ist Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)äther (jedes Q ist Methyl).
Was nun die Komponente (b) betrifft, so sind die hydrierten Blockcopolymere vom A-B-A-Typ nach bekannten Verfahren hergestellt,
und sie sind im Handel erhältlich.
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Diese Materialien sind im übrigen in dem US-Patent 3 431 323
beschrieben, und sie werden durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Vor der Hydrierung umfassen die Endblöcke dieser Copolymeren Homopolymere oder Copolymere, die vorzugsweise aus Alkenylaromatischen
Kohlenwasserstoffen und insbesondere Vinyl-aromatischen
Kohlenwasserstoffen, in denen der aromatische Anteil entweder monocyclisch oder polycyclisch ist, hergestellt sind.
Typische Monomere umfassen Styrol, alpha-Methylstyrol, Vinylxylol,
Äthylvinylxylol, Vinylnaphthalin u.dgl. oder Mischungen derselben. Die Endblöcke können gleich oder unterschiedlich
sein. Der Zentralblock kann von beispielsweise Polyisopren oder Polybutadien abgeleitet sein.
Das Verhältnis der Copolymeren und die mittlersi Molekulargewichte
können innerhalb weiter Grenzen variieren, obgleich das Molekulargewicht des Zentralblockes grosser sein sollte als das Molekulargewicht
der verbundenen Endblöcke. Es wird bevorzugt, Endblöcke A mit einem mittleren Molekulargewicht von 4000 bis 115 000
und einen Zentralblock B, z.B. einen Polybutadienblock mit
einem mittleren Molekulargewicht von 20 000 bis 450 000; zu bilden.
Mehr bevorzugt werden Endblöcke mit mittleren Molekulargewichten von 8000 bis 60 000, während die Polybutadienpolymerblocke ein
mittleres Molekulargewicht zwischen 50 000 und 300 000 aufweisen. Die Endblöcke umfassen vorzugsweise 2 bis 33 Gew.-Ji und in mehr
bevorzugten Fällen 5 bis 30 Gew.-% des gesamten Blockpolymeren.
Die bevorzugten Copolymeren sind solche, die aus einem Copolymer mit einem Polybutadienzentralblock gebildet werden, worin 35 bis
55 % oder, mehr bevorzugt^ 40 bis 50 % der Butadienkohlenstoffatome
Vinylseitenketten sind.
Die hydrierten Copolymeren weisen eine mittlere Ungesättigtheit auf, die auf weniger als 20 % des ursprünglichen Werter- herabgo*-
setzt ist. Es wird bevorzugt, die Ungesättigtheit des Ztmlralblockes
B auf 10 % oder mehr bevorzugt auf 5 % des ursprünglichen
b 0 9 B 0 9 / 1 0 1 h
- 9 Wertes herabzusetzen.
Die Blockcopolymeren werden nach dem Fachmann bekannten Verfahrenstechniken
hergestellt. Die Hydrierung kann unter Verwendung einer Vielzahl von Hydrierungskatalysatoren, wie Nickel oder Kieselgur,
Raney~N.icke.Lj Kup fe rohr oma t, Molybdänsulfid und fein z&rteiltes
Platin oder anderer Edelmetalle, auf einem Träger mit niedriger Oberfläehenzone durchgeführt v/erden.
Die Hydrierung kann bei einer beliebigen gewünschten Temperatur oder Druck von Atmosphärendruck bis zu 21 kg/cm (300 psig) durchgeführt
werden, wobei der gewöhnliche Bereich zwischen 7 und 70
kg/cm (100 und 1000 psig) bei Temperaturen von 2-4 bis 315°C
(75 bis 60O0F) und Zeiten zwischen 0,1 und 24 Stunden, Vorzugs-0,2
bis 8 Stunden, liegt.
Hydrierte Blockcopolymere, wie Kraton G - GXT-O65O, Kraton G-GXT-O772
und Kraton G- GXT-O782 von der Firma Shell Chemical Company, Polymers Division, haben sich für die vorliegende Erfindung
als brauchbar erwiesen, wenn die vorbeschriebenen Blockcopolymeren
verwendet wurden.
Gleichfalls kann die Komponente (b) gemäss der vorliegenden Erfindung
ein hydriertes Blockcopolymeres vom Typ C-A'-B'-A'-C
sein, worin Af ein polymerisierter Mono-alkenyl-aromatischer
Kohlenwasserstoffblock mit einem mittleren Molekulargewicht zwi-
ist
sehen etwa 7500 und 100 000/°B' ein elastomerer konjugierter Dienpolymerblock mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen
sehen etwa 7500 und 100 000/°B' ein elastomerer konjugierter Dienpolymerblock mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen
ist
etwa 25 000 und 200 000/und der B'-Block eine Gruppe, bestehend aus polymerisieren Butadienblöcken mit 35 bis 55 % 1,2-Gehalt und Polyisoprenblöcken/f und C ein polymerisierter Butadienblock mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen etwa 1000 und 15 000 ist , wobei die C-Blöcke weniger als 25 % 1,2-Gehalt aufweisen und 0,5 bis 40 Gew.-% des Blockcopolymeren ausmachen, und wobei wenigstens 80 % der Ungesättigtheit der Blöcke B und C durch Hydrierung reduziert waren.
etwa 25 000 und 200 000/und der B'-Block eine Gruppe, bestehend aus polymerisieren Butadienblöcken mit 35 bis 55 % 1,2-Gehalt und Polyisoprenblöcken/f und C ein polymerisierter Butadienblock mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen etwa 1000 und 15 000 ist , wobei die C-Blöcke weniger als 25 % 1,2-Gehalt aufweisen und 0,5 bis 40 Gew.-% des Blockcopolymeren ausmachen, und wobei wenigstens 80 % der Ungesättigtheit der Blöcke B und C durch Hydrierung reduziert waren.
1J 0 >) 0 0 ') / 1 0 1 5
Diese hydrierten Blockcopolymeren sind in dem US-Patent 3 670 054
beschrieben, welches ,durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
Zusammensetzungen, die diese Materialien enthalten, besitzen gute
Lösungsmittelbeständigkeit.
Wie vorstehend bereits bemerkt, kann das hydrierte Blockcopolymerharz
zu einem Polyphenylenätherharz oder zu einer Zusammensetzung
eines Polyphenylenätherharzes mi-t einem weiteren Harz, vorzugsweise einem Polystyrolhomopolymer oder einem beliebigen Copolymerharz
und am bevorzugtesten einem hochschlagfesten Polystyrolharz zugegeben werden. Wie in dem vorgenannten US-Patent 3 383
offenbart, ist das mit dem Polyphenylenätherharz leicht vereinigbare Styrolharz ein solches, bei dem wenigstens 25 Gew.-% der
Polymereinheiten von Vinyl-aromatisehern Monomerem abgeleitet sind
mit der Formel
RC = CH2
(Z)P
worin R Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder
Halogen ist, Z ein Glied darstellt, ausgewählt aus der Klasse aus Vinyl, Wasserstoff oder Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen;
und ρ beträgt 1 bis 5. Solche Zusammensetzungen enthalten 1 bis 99 Gew.-SS des Polyphenylenätherbestandteils und 99 bis 1 Gew.-Si
des Polystyrolharzes. Das für die Zwecke der vorliegenden Erfindung bevorzugte Styrolharz ist ein solches, welches entweder
ein Styrolhomopolymer oder ein gummimodifizfertes Polystyrol aufweist,
z.B. gemischt oder gepfropft mit etwa 3 bis 30, vorzugsweise 4 bis 12, Gew.-/? eines Polybutadiens oder eines gummiartigen
beliebigen Copolymeren, z.B. etwa 70 % BD und 30 % Styrol.
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Die Menge des hydrierten Elockcopolymerharzes, die zu dem Polypheny
lenätherharz oder der Zusammensetzung desselben mit Polystyrol gegeben wird, kann innerhalb ziemlich breiter Grenzen
variieren, sie liegt vorzugsweise jedoch im Bereich von etwa 10 bis 90 Ge\i.-% der gesamten Bestandteile der Zusammensetzung.
In einer bevorzugten Familie von Zusammensetzungen umfasst der Polyphenylenäther etwa 10 bis etwa 90 Gew.-JS, das hydrierte Blockcopolymere
etwa 10 bis etwa 90 Gew.-SS und die Styrolhomopolymer- oder beliebige Copolymerharzkomponente von 0 bis zum restlichen Gesamtgewicht
der harzartigen Bestandteile in der Zusammensetzung. Besonders bevorzugt sind Zusammensetzungen, in denen der Polypheny
lenäther Poly(2,6-dimethyl-l,^-phenylen)äther ist und etwa
10 bis etwa 60 Gew.-% ausmacht, die Komponente (b) ein hydriertes Blockcopolymeres vom A-B-A-Typ ist und etwa.5 bis etwa 50 Gew.-%
ausmacht und die Styrolhomopolymer- oder beliebige Copolymerharzkomponente ein gummimodifiziertes Polystyrol ist und von 0 bis
zum verbleibenden Restgewicht des Gesamtgewichtes der Harzbestandteile
in der Zusammensetzung ausmacht.
Wie vorstehend bereits bemerkt, können andere Zusatzstoffe in den Zusammensetzungen vorhanden sein, wie Weichmacher, Pigmente,
flammhemmende Stoffe und Stabilisatoren in Mengen, die zwischen
etwa 1 und 30 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung variieren.
Der vorerwähnte Bereich für das hydrierte Blockcopolymerharz, das Polyphenylenätherharz und, falls anwesend, das Polystyrolharz,
ist einzig allein auf die harzartigen Bestandteile in der Polymermischung bezogen und schliesst andere Zusatzstoffe aus.
Das Verfahren zur Bildung der Polymerzusammensetzung ist nicht kritisch und bekannte Mischtechniken sind geeignet. Das bevorzugte
Verfahren umfasst das Mischen der Polymeren und der Zusatzstoffe, wie Verstärkungsmittel in Pulver-, Granular- und fadenförmiger
Form, wie es gegebenenfalls der Fall ist, das Extrudieren der Mischung und das Zerkleinern in Pellets, die für das Ausformen
mittels in üblicher V.'eise verwendeten Vorrichtungen um
f> 0 Π B 0 9 / 1 0 1 5
normalerweise feste thermoplastische Zusammensetzungen auszuformen
.
Die Vorteile, die durch Zusammensetzungen aus hydrierten Blockeopolymeren,
z.B. des A-B-A-Typsj mit einem Polyphenylenätherharz
allein oder in Kombination mit anderem Harz erhalten werden, sind in den nachfolgenden Beispielen näher erläutert, die zur
weiteren Beschreibung der Erfindung aufgeführt sind, ohne jedoch die Erfindung in irgendeiner Weise zu beschränken.
Die nachfolgende Formulierung wurde mechanisch gemischt, dann in einem 3/4 Zoll-Wäyne-type Extruder coextrudiert und in einer
3 Unzen-Newbury-Spritzgussmaschine zu Teststücken -ausgeformt.
Poly(2,6-dimethyl-l,4-
phenylen)äther* 50
Hydriertes Blockcopolymeres des
Styrol-butadien-styrols **■ 50
Styrol-butadien-styrols **■ 50
* General Electric Company, PPO in Pulverform, grundmolare
Viskositätszahl (intrinsic viscosity) 0,40 bis 0,65 dl/g.
** Kraton GXT-O65O, Shell Chemical Company.
Die folgende Formulierung wurde nach dem in Beispiel 1 beschriebenen
Verfahren hergestellt.
509 809/1015
Bestandteile | Gew.-Teile |
Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)- | |
äther (wie in Beispiel 1) | 35 |
kristallines Homopolystyrol | 30 |
hydriertes Blockcopolymer von | |
Styrol-butadien-styrol | |
(wie in Beispiel 1) | 35 |
Polyäthylen(M 710) | 1,5 |
Tride cylphosphit | 0,5 |
Zinksulfid | 0,15 |
Zinkoxid | 0,15 |
Tripheny!phosphat | ' 7,0 |
Izod-Kerbschlagfestigkeit
(ft.lbs./in./notch)
Hitzeverformungstemperatur
(264 psi) ·
Gardner-Schlagfestigkeit (in.lbs.)
10,1
1000C (212°F)
123
Die Formulierung nach Beispiel 2 wurde modifiziert, indem die Menge des hydrierten Blockcopolymeren des Styrol-butadien-styrols
auf 15 Gew.-Teile vermindert wurde, und anstelle der 30 Gew.-Teile
des kristallinen Homopolystyrols 50 Gew.-Teile eines gummimodifizierten
hoehschlagfesten Styrols (PG 83^, Poster Grant) verwendet
wurden.
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- lit -
Eigens ohaften .
I ζ od-Ke rb s cn lagf e s t i glee i t
(ft.lbs./in. not.cn) . 9,1
Hitzeverformungstemperatur
(264 psi) 96,67°C (2O6°P)
Gardner-Schlagfestigkeit
(in. lbs.) · 172
Es wurde eine Zusammensetzung wie in Beispiel 2 hergestellt, welche kein kristallines Homopolystyrol oder hydriertes Blockcopolymer
enthielt, stattdessen jedoch 65 Gew.-Teile gummimodifiziertes, hochschlagfestes Polystyrol (Foster Grant,
FG 834).
Izod-Kerbschlagfestigkeit
(ft. lbs./in. notch) 4,8
Hitzeverformungstemperatur
(264 psi) 94,440C (2020P)
Gardner-Schlagfestigkeit IO8
Die Formulierung nach Beispiel 1 wurde modifiziert, indem anstelle
des besonderen hydrierten Blockcopolymeren ein Copolymer verwendet wurde, welches nach der Offenbarung in dem US-Patent
3 431 323, Spalte 5, Zeilen 71 bis 75, und Spalte 6, Zeilen 1 bis 10, unter Verwendung eines MolVerhältnisses von polarer
Verbindung zu Lithium von etwa 25 hergestellt worden war.
Ein hydriertes Blockcopolymeres wurde nach dem Beispiel in dem US-Patent 3 67Ο 054 hergestellt und 50 Gew.-Teile dieses Copolymeren
wurden mit 50 Gew.-Teilen des Poly(2,6-dimethyl-l,4-
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phenylen)äthers, wie er in dem vorstehenden Beispiel 1 verwendet
wurde, gemischt. Diese Zusammensetzung hatte eine gute Beständigkeit gegenüber Lösungsmitteln, wie Gasolin (Benzin).
Die Zusammensetzung nach Beispiel 2 wurde modifiziert durch Zugabe
von 10 Gew.-Jt Glasfasern, um eine verbesserte hochschlagfeste Zusammensetzung zu erzeugen.
Teststäbe, die äquivalente Mengen eines Polyphenylenatherharzes
enthielten, wurden durch Mischen im Extruder nach dem in Beispiel 1 beschriebenen Verfahren und mit den folgenden Zusammensetzungen
hergestellt:
A B
Poly(2,6-dimethyl-l,4-phenylen)-
äther (wie in Beispiel 1) 35 35
Hochschlagfestes Polystyrol
(PG 834) 65
Kristallines Polystyrol (Dylene 8) - 40
Hydriertes Blockcopolymer aus
Styrol-butadien-styrol
(Kraton GXT-O65O)
Polyäthylen (M 710) Triphenylphosphat Tridecylphosphit Zinksulfid Zinkoxid
20 | ,5 | |
1,5 | 1 | ,0 |
7,0 | 9 | ,5 |
0,5 | 0 | ,15 |
0,15 | 0 | ,15 |
0,15 | 0 | |
509809/1015
Die Zusammensetzungen wurden in Luftumwälzöfen der thermischen Alterung bei 900C und 1000C unterworfen. Die Proben wurden in den
angegebenen Intervallen nach ASTM D-1822 auf s-artige Zug-Schlagfestigkeit
getestet.
A B
bei 900C
0 . 50 48 (s-artige Schlag
festigkeit ft.lbs./in2)
36 Wochen 25,9 35,9
bei 1000C
0 50 48,0
2k 29,0
36 15,1 31,0
Die vorstehenden Daten zeigen, dass die Zusammensetzung, die das hydrierte Blockcopolymer enthält, eine überlegene thermische
Oxydationsbeständigkeit aufweist.
Es ist offensichtlich, dass im Rahmen der vorstehend gegebenen Lehren Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung
möglich sind. Derartige Abänderungen in den beschriebenen speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen jedoch
von dem Bereich der durch die nachfolgenden Ansprüche definierten Erfindung umfasst werden.
ü09809/1015
Claims (1)
- Patentansprüche1. Normalerweise feste thermoplastische Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, dass sie enthält:a) von 10 bis etwa 90 % eines Polyphenylenätherharzes oder einer Zusammensetzung aus einer. Polyphenylenäthernarz und einem Styrolhomopolyr.er- oder einem beliebigen Copolymerharz undb) einem hydrierten Blockccpolymer.2. Normalerweise feste thermoplastische Zusammensetzung dadurch gekennzeichnet, dass sie enthält:a) von etwa 10 bis etwa >Ό Ce\-:.-% eines Polyphenylenätherharzes oder einer Zusammensetzung, die ein Polyphenylenäthernarz und ein Styrolhomopolyr.er oder ein beliebiges Copolymerharz enthält undb) ein hydriertes Blcckcopolymer des A-B-A-Typs, v:orin vor derHydrierung:polymerisierter
I. jedes A einTmono-alkenyl-aromatischer Kohlenwasserstoffblock · mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 4.000 - Ho.OGC ist,•II. B ein polymerisierter konjugierter Dienkohlenwasserstoffblock mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa 20.000 450.000 ist,III. die Blöcke A 2-33 Gex.-% des Copolymeren ausmachen,IV. 35 — 55 -^ der konjugierten Dienkohlenstoffatome in Block 3 Vinylseitenketten darstellen;V. und die Ungesättigtheit des Blockes B auf weniger als 10 Ji der ursprünglichen Ungesättigtheit des hydrierten Blockcopoly,meren vermindert ist, welches in einer ."enge von 10 bis etwa 90 Gevi.-% der Gesar.tbestandteile der Zusammensetzung vorliegt.3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurcn gekennzeichnet, dass der Bestandteil (a) ein Polyphenylenäther der Formel509809/1015ist, worin das A'thersauerstc-ffatom einer Einheit mit dem Benzolkern der nächsten benachbarten Einheit verbunden ist, η eine ganze Zanl von wenigstens 5c ist und jedes 3 ein einwertiger Substituentj ausgewählt aus "».'asserstoff, Halogen, Kchlenwasserst offresten. Halogenkohlenwasserstoffresten rat wenigstens zwei Kohlenstoffatomen zwischen den: Ilalogenatoir. und dem Phenylkern, Oxykohlenwasserstoffresten und Kalogenoxykohlenwasserstoffresten mit wenigstens zwei Kohlenstoffatomen zwischen der. lialogenatom und den Phenylkern ist.4. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass jedes Q Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt.~i>. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass Q Kethyl ist.6. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass der Polyphenylenöther wenigstens 20 Gew.-£ der gesamten Harzbestandteile in der Zusammensetzung ausmacht.7. Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass in dem Bestandteil (b) vor der Hydrierung die Polymerblöcke A Polynerblöcke eines vinylaromatischen Kohlenwasserstoffes sind.509809/1015B. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , cass das hydrierte Blockcopolyrrer vom C-A'-B'-A'-C-Typ ist, worin A' ein pclymerisierter rr.ono-alkenylaromatischer Kohlenwasserstoffe lock mit einer, mittleren Molekulargewicht zwischen etwa 7 · 5CO und 100.000 ist, B' ein elastomerer konjugierter Dienpolymerblock rr.it einem mittleren Molekulargewicht zwischen etwa 2b.000 und 200.000 ist, der Block B' aus der Gruppe; bestehend aus polymerisieren ButadienblöcKen mit 35 - 55 % 1,2-Gehalt und Polyisoprenblocken und C ein polymerisierter Butadienblock mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen etwa 1.000 und 15).OCO ist und die Blöcke C weniger als 25 % 1,2-Gehalt aufweiser, und 0,5 - ^O Gew.-% des Blockcopolymeren enthalten, wobei in der. Blockcopolymeren wenigstens 60 ,i der Ungesättigtheit der Blecke B und C durch Hydrierung reduziert worden ist.9. Zusammensetzung" nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , dass in dem Bestandteil (b) die Blöcke A 5-3O Gew.-Prozent des Copeigneren ausmachen, die Ungesättigtheit des BlocKes B auf weniger als ~j )l seines ursprünglichen Wertes vermindert worden ist und die mittlere Ungesättigtheit des hydrierten Blockcopolymeren auf weniger als 20 % des ursprünglichen Wertes vermindert worden ist.10. Zusammensetzung nach Anspruch ^,dacurch gekennzeichnet , dass in dem Bestandteil (b):I. jedes A ein polymerisierter Styrolblock mit einem mittleren Molekulargewicht von etwa S.000 - 6O.OOO ist;II. B ein polymerisierter Butadienblock mit einem mittleren Molekulargewi ent von etwa 50.000 - 300.000 ist und 40 - 50 % der Butadienkohlenstoffatome in der. Block Vinylseitenketten sind:III. die Blöcke A 5 - 30 Gev.-^ des Copolymeren ausmachen und dieUngesättigtheit des Blockes B durch Hydrierung auf einen Viertvon weniger als 10 % den ursprünglichen Wertes vermindert worden ist.509809/101511. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, dass der Bestandteil (a) enthält:I. von 1 bis 99 Gew.-ji eines Polyphenylenäthers der Formelworin Q Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen darstellt und η eine ganze £ahl von wenigstens 50 ist undII. von 99 bis 1 Gew.-Ji eines Styrolhomopolymeren oder eines beliebigen Copolymerharzes, wobei wenigstens 25 % der Polymer-einheiten von einer vinylaromatischen Verbindung der FormelRC = CH2"(z)pabgeleitet sind, worin R Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen oder Halogen ist, Z Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 1I Kohlenstoffatomen oder Vinyl ist und ρ eine ganze Zahl von 1 bis 5 darstellt.12. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Styrolharz ein Styrolhomopolymerharz oder ein gummi-modifiziertes Styrolharz ist, wobei das Gummi ein Diengummi oder ein gununiartiges Copolymeres des Buta-509809/1015diensund Styrole in einer Menge von etwa 4 bis etwa 12 Gew.-SS des Harzes enthält.13. Zusammensetzung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , dass der Polyphenylenäther Poly(2,6-dime-- thyl-l,4-phenylen) äther ist.14. Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , dass der Polyphenylenäther in einer Menge von etwa 20 bis etwa 60 Gew.-^, das hydrierte Blockcopolymer in einer Menge von etwa 15 bis etwa 50 Gew.-? und der Styrolhomopolymer- oder beliebige Copolymerharzbestandteil von Null bis zum verbleibenden Restcev.'icht des Gesamtgewichts der narzartigen Bestandteile in der Zusammensetzung vorliegt.15. Zusammensetzung nach einen, oder mehreren der Ansprüche 1 bis I1I, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine verstärkende Menge von Glasfasern enthält.509809/1015
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