DE2502755A1 - Schlagfeste thermoplastische masse und verfahren zu ihrer herstellung - Google Patents

Schlagfeste thermoplastische masse und verfahren zu ihrer herstellung

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DE2502755A1 DE19752502755 DE2502755A DE2502755A1 DE 2502755 A1 DE2502755 A1 DE 2502755A1 DE 19752502755 DE19752502755 DE 19752502755 DE 2502755 A DE2502755 A DE 2502755A DE 2502755 A1 DE2502755 A1 DE 2502755A1
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F285/00Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to preformed graft polymers

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Acrylat-styrol-acrylnitril-polymer (nachfolgend mit "ASA" abgekürzt), das im Vergleich zu Acrylnitril/Butadien—styrol (ABS)-Polymereη gute Schlagfestigkeit und verbesserte Wetterfestigkeit besitzt.
ABS-Polymere altern bei Außenanwendungen und finden daher hier nur begrenzte Verwendung. Die Alterung geht teilweise auf den Einfluß von Ultraviolettstrahlen auf die im Polymer verbliebenen Doppelbindungen zurück. Um dieses Problem zu lösen, wurde
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bereits vorgeschlagen, das Butadien in ABS-Produkten durch ein besser lichtbeständiges Monomer zu ersetzen. Ein kürzlicher Vorschlag für ein derartiges Vorgehen findet sich ^"Kunststoff ej Bd. 60 (Sept. 1970), S. 617-622, worin ein ASA-Polymer ("Luran S") als einen Acrylester und Styrol/Acrylnitril enthaltend beschrieben wird; es wird offensichtlich durch Verteilung eines Acryl-Elastomeren in Form sehr feiner Teilchen in einer Bildungsphase und anschließende Bindung an die härtende Komponente durch gepfropfte Styrol/Acrylnitril-Ketten erhalten. Weitere Beispiele jüngerer Versuche zur Herstellung schlagfester gepfropfter Thermoplasten enthalten die japanischen Patente 72/30 751 und 73/7264, die DOS 2 HO 437 und die US-PS 3 711 575.
Die erfindungsgemäße Masse weist einen geringen gepfropften Anteil auf und wir3': durch ein dreistufiges Verfahren hergestellt. Die Verwendung eines vernetzten Acryl-Elastomeren gemäß vorliegender Erfindung widerspricht den Lehren einiger US-Patentschriften wie zum Beispiel der US-PSS 3 041 307, 3 041 308 und 3 041 309, die mit unvernetzten Acryl-Elastomeren arbeiten. Die Vernetzung des Acrylat-Elastomeren vor der Bindung der Elastomeren an die vernetzte Styrol/Acrylnitril-Phase widerspricht der US-PS 3 517 084, gemäß welcher das Elastomer nach Polymerisation zu einem thermoplastischen Polymer mittels organischen Peroxiden und Erwärmung : 1 -· . " vernetzt wird. Dieses Verfahren ist schwierig steuerbar und reproduzierbar.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht in der Emulsionspolymerisation, mindestens eines Alkylacrylat-Monomeren in Gegenwart von etwa 0,05 bis etwa 10 Gew.$ eines polyfunktionellen vernetzenden Monomeren unter Bildung eines wässrigen Latex aus vernetzten- Acrylelastomer-Teilchen; dann erfolgt Emulsionspolymerisation einer Beschickung aus Styrol- und Acrylnitril-
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Monomeren in Gegenwart eines Vernetzungsmittels und der,vernetzten, latex—Teilchen zwecks Vernetzung der Styro!/Acrylnitril-Beschickung; dann wird eine Monomerbeschickung aus Styrol und Acrylnitril, die kein Vernetzungsmittel, jedoch einen Initiator enthält, der die Monomeren polymerisiert und lineares Styrol/Acrylnitril-Polymer bildet, zugegeben. Das so erhaltene1 Endprodukt ist schlagfest und wetterfest und enthält etwa 10 bis 50 Gew./o des vernetzten Acryl-Elastomeren, etwa 5 bis 35 Gew.5ε des vernetzten Styrol/Acrylnitril-Copolymeren, das das vernetzte Acryl-Elastomer umgibt und in dieses eindringt, und etwa 15 bis 85 Gew.$ des polymerisierten linearen Styrol/Acrylnitrils. . .
Die zur Herstellung der e'rf indungsgemäßen Teilchen verwendeten Elastomerteilchen werden durch konventionelle wässrige Emulsionspolymerisation unter Verwendung von Emulgatoren und wasserlöslichen Katalysatoren in- der dem Fachmann bekannten Weise hergestellt.
Bei der Durchführung der wässrigen Emulsionspolymerisation, die zu diesen Elastomerteilchen führt, wird vorzugsweise .zunächst eine Monomerbeschickung zubereitet, die aus einer wässrigen Emulsion besteht, welche etwa 10 bis 50 Gew.$ eines oder mehrer Monomeren enthält, die nachstehend im einzelnen, beschrieben werden, sowie 0,2 bis 2,0 Gew.$ eines geeigneten Emulgators. Man gibt etwa 0,05 bis 2,0 Gew.$, be zogen-: auf das Monomergemisch, eines wasserlöslichen Katalysators wie zum Beispiel Ammonium-, Natrium- oder Kaliumpersulfat, Wasserstoff* peroxid oder ein Redox-System, zum Beispiel als Gemisch eines Persulfats mit einem Alkalimetallbisulfit, -thiosulfat öder, -hydrosulfit, zu, und das Gemisch wird dann etwa 0,5 bis 8 Stunden auf eine Temperatur von etwa 40 bis 95° G erwärmt.
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Die zur Herstellung der erfindungsgemäßen Teilchen verwendeten Acrylelastomer-Teilchen bestehen aus vernetzten Acryl-Polymeren oder- Copolymeren mit einer Glasübergangstemperatur ■von weniger als etwa 250G, die in freiradikalisch initiierter Emulsionspolymerisation polymerisiert werden können. Diese Acrylelastomer-Teilchen sollten vernetzt sein, so daß sie in folgenden Verarbeitungsstufen Form und Größe beibehalten können. Die Vernetzung kann während der Polymerisation des Elastomeren durchgeführt werden, indem man dem Polymerisations-* ansatz ein polyfunktionelles, äthylenisch ungesättigtes Monomer zusetzt. Unter "vernetzt" wird in vorliegender Beschreibung ein Polymer verstanden, das bei Normaltemperatur in organischen Lösungsmitteln wie Tetrahydrofuran oder Cyclohexanon praktisch unlöslich ist.
Beispiele für verwendbare Acrylelastomere sind zum Beispiel die vernetzten Polymeren der Cp-CjQ-Alkylacrylat- und Cg-C2P"" Alkylmethacrylat-Monomeren, vorzugsweise die C.-Cg-Alkylacrylate wie Poly(n-butylacrylat), Poly(äthylacrylat) und Poly-(2-äthyl-hexylacrylat). In dieser Stufe wird mindestens ein Acrylat-Monomer eingesetzt, falls erwünscht, kann die Monomerbeschickung geringe Mengen, das heißt 1 bis 20 Gew.# der Menge an Acrylatmonomer, fakultativer Monomerer wie zum Beispiel Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylmethacrylat,' Methacrylsäure, Acrylsäure, Vinylidenchlorid, Vinyltoluol und anderer äthylenisch ungesättigter Monomerer, die mit dem betreffenden Acrylatmonomer copolymerisierbar sind, enthalten.
Zur Vernetzung des Acrylat-Monomeren verwendet man etwa 0,05 bis etwa 10 Gew.$ (vorzugsweise 0,1 bis 5$), bezogen auf das Gewicht des Acrylat-Monomeren, mindestens eines Vernetzungsmittels. Das Vernetzungsmittel besteht für die Zwecke vorliegender Erfindung aus einem ePi- oder polyfunktionellen, äthy-
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lenisch ungesättigten Monomeren mit mindestens einer Vinylgruppe der Formel
worin R Wasserstoff oder einen niederen Alkylrest bedeutet. . Wie bekannt, können die Vinylgruppen am vernetzenden Monomer gleich (zum Beispiel Divinylbenzol, Trimethylolpropan-triacrylat und dergleichen) oder verschieden sein (zum Beispiel . Allylmethacrylat, Diallylfumarat, Diallylmaleat und derglei=: · chen). Beispiele weiterer geeigneter und bekannter vernetzender Monomerer sind: 1,3-Butylen-dimethacrylat-, Diathylenglyeol--; dimethacrylat, Äthylenglyeol-dimethacrylat, Ϊrimethylolpropantrimethacrylat, Methylen-bis-acrylamid, Diäthylenglycol-diaerylat, Äthylenglycol-diacrylat, Divinyläther, Diallylphthalat, Divinylsulfon, Divinylsorbit, Triäthylenglycol-dimethacrylat,. Trimethylenglycol-diaerylat, Butylenglycol-diaerylat, Pentamethylenglycol-diaerylat, Glyceryl-triacrylat, Octylenglycoldiacrylat, Trimethylolproparn-triacrylat, die iüetraacrylatester des Pentaerythrits und verschiedene Diallylphosphonate»
Optimale Ergebnisse werden bei Verwendung eines vernetzten Copolymeren erzielt, das etwa 95 bis 99»9 öewe^ n-Butylacrylat und etwa 0,1 bis 5 Grew.$ Butylenglycol-diacrylat enthält»
Die zur Verwendung kommenden Emulgatoren sind von mindenstens einem der folgenden konventionellen Typen: Anionische Emulgatoren, zum Beispiel die G2-C22-carboQsäuren, die SuIfate oder Sulfonate von Cg-Cp^—Alkoholen oder Alkylphenolen, nicht-ioni-. sehe Emulgatoren, zum Beispiel die Additionsprodukte von Alkylenoxiden an Fettsäuren, Amine oder Amide, Kombinationen der genannten anionischen und nicht-ionischen Emulgatoren, oder . die kationischen Emulgatoren, zum Beispiel quaternäre Ammonium-
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gruppen enthaltende Verbindungen. Der Emulgator sollte in einer Menge von etwa 0,5 bis etwa 5 Gew.>S der Emulsion vorliegen.
Bs wurde gefunden, daß unabhängig von dem zur Herstellung des Kautschukpolymer-latex verwendeten Emulgators die Polymerisation in technischem Maßstab stark erleichtert wird, wenn man die Monomerbeschickung in mehreren Portionen im Verlauf von 1 bis 3 Stunden in das System einführt, und diese Arbeitsweise stellt daher eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Wird die gesamte Monomerbeschickung a.uf einmal zugegeben, so wird die resultierende exotherme Polyme- . risationsreaktion häufig praktisch unkontrollierbar und führt zu Überhitzungen, die ihrerseits zur Coagulation des resultierenden Polymerlatex führen können. Teilt man hingegen die Mo— nomerbeschickung in mehrere Portionen, so bleibt die Polymerisationsreaktion kontrollierbar und Überhitzung und Coagulierung kann verhütet werden«
In der Emulsion liegt auch ein Initiator in einer Menge von etwa 0,005 bis 2 Gew.$, bezogen auf das Acrylatmonomer, vor. Geeignet sind wasserlösliche ßeroxidische Verbindungen, zum Beispiel Wasserstoffperoxid und Alkalimetall- und Ammoniumpersulfate, öllösliche organische Peroxide und Azoverbindungen, zum Beispiel Benzoylperoxid, Aza-bis—isobutyronitril und dergleichen, die einzeln oder im Gemisch verwendet werden können. Auch Redox-Katalysatoren, zum Beispiel Gemischcaus peroxidischen Katalysatoren und Reduktionsmitteln wie Hydrazin, Alkalimetallbisulfitet} -thiosulfaten und- hydrosulfiten und löslichen oxidierbaren SuIfoxylverbindungen,können verwendet werden.
Ferner kann ein Kettenübertragungsmittel wie ein Alkylmercaptan, zum Beispiel t-Dodecylmercaptan, Toluol, Xylol, Chloroform, halogenierterKohlenwasserstoff - und dergleichen, verwendet werden.
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Die letzte Komponente der Emulsion besteht aus einem Puffer, mit dem der pH-Wert bei 7,0 oder darüber gehalten wird'·
Die nächste Stufe der bevorzugten Ausführungsform der Herstellung des erfindungsgemäßen Polymeren besteht in der Emulsionspolymerisation eines Gemische aus Styrol und Acrylnitril in Gegenwart einer kleineren Menge mindestens eines difunktionellen oder polyfunktionellen vernetzenden Monomeren, wobei man ein vernetztes Styrol/Acrylnitril-Polymer erhält. Diese Emulsionspolymerisation wird in Gegenwart des vernetzten Acrylelastomeren durchgeführt, indem man die Styrol/Acrylnitril*- Beschickung zu der vorgängig hergestellten wässrigen Emulsion aus vernetztem Acrylatelastomer zugibt. Die Menge an zuzusetzendem Styrol/Acrylnitril beträgt 5 bis35$.des Gewichts des Endprodukts, während das vernetzte Acrylatelastomer in einer Menge von etwa 10 bis 50$, bezogen auf das Gewicht des Endprodukts, vorliegt.
Die Monomerbeschickung aus Styrol und Acrylnitril kann etwa 50/50 bis 85/15 Gewichtsteile Styrol zu Acrylnitril enthalten, wobei ein bevorzugtes Verhältnis bei 76/24liegt, .Falls erwünscht können geringere Mengen, zum Beispiel von weniger als etwa 20 Gew.$, fakultativer Monomerer zugesetzt werden. Beispiele hierfür sind t-Butylstyrol, p-Chlorstyrol, G(-Methylstyrol, Methylmethacrylat, Alkylacrylat, Vinylidenchlorid, Äthylen, Propylen, Isobutylen und andere äthylenisch ungesättigte und mit Styrol und Acrylnitril copol^merisierbare Verbindungen.
Die in Zusammenhang mit der vorangegangenen Stufe diskutierten Vernetzungsmittel, Emulgatoren, Initiatoren und Kettenübertragungsmittel können auch in dieser Stufe in gleichen Mengen eingesetzt werden, wobei man das vernetzte Styrol/Acrylnitril
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auf dem vernetzten Acrylatelastomeren erhält. -
Falls erwünscht, können die beiden vorstehend beschriebenen Stufen in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt werden.
Nach der Emulsionspolymerisation des vernetzten Styrol/Acrylnitril-Polymeren auf dem vernetzten Acryl-Elastomeren oder der umgekehrten Stufenfolge wird die letzte Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens durchgeführt. Diese besteht in der Bildung eines linearen Styrol/Acrylnitril-Polymeren, das nicht wesentlich auf das vernetzte Acrylelastomer /vernetzte Styrol/ Acrylnitril-Copolymer aufgepfropft wird. Die Menge an linearem Styrol/Acrylnitril-Polymer, die aufgepfropft wird, beträgt weniger als 30 und vorzugsweise weniger als 20 Gew.°/o,Die dritte Stufe kann entweder durch Suspensions- oder Emulsionspolymerisation einer Beschickung aus Styrol- und Acrylnitril-Monomeren, die die gleiche allgemeine Zusammensetzung wie die Styrol/ Acrylnitril-Beschickung in der vorangegangenen Stufe aufweist, in Abwesenheit eines vernetztenden Monomeren durchgeführt werden. Die kombinierten Mengen an Styrol und Acrylnitril, die in dieser Stufe zum Einsatz gelangen, liegen bei 15 bis 85 Gew.$ des Endprodukts. Auch in dieser letzten Polymerisätionsstufe können die gleichen Emulgatoren, Initiatoren, Kettenübertragungsmittel und fakultativen Monomeren wie in den vorangehenden Stufen verwendet werden.
Wählt man die Suspensionspolymerisation, so eignet sich als Suspendiermittel Methylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Hydroxypropylcellulose, Carboxymethylcellulose, Talkum, Ton, Polyvinylalkohol, Gelatine und dergleichen. Bevorzugt wird Hydroxypropyl-methylcellulose, die vorzugsweise eine Viskosität von mindestens etwa 3000 und vorzugsweise etwa 15000 cP besitzen sollte (bestimmt bei 200C an einer 2 Gewe$igen, wässrigen lösung des Polymeren im Fbbelohde-Viskometer nach
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den ASTM-Verfahren D-1347-64 und D-2363-65T). · /
Bei der Herstellung des linearen Styrol/Acrylnitril-Polymeren können noch andere Additive zugesetzt werden, die dem-Endprodukt angestrebte Eigenschaften beisteuern. Hierzu gehören die konventionellen Licht-, thermischen und UV-Stabilisatoren, Antioxidantien, Farbstoffe, Pigmente, mineralische Zusätze und Füllstoffe und Verstärkungsmittel. -
Beispiel I ■-.-;-.""
Ein für die erfindungsgemäßen Zwecke geeigneter verne'tzter Polybutylacrylat-Latex wurde hergestellt, indem man die Ausgangsstoffe gemäß:Tabelle I in eine 950 ml-Flasche einfüllte, worauf die Luft durch Stickstoff verdrängt und die Flasche verschlossen wurde. Dannjwurde unter Rotation 3 Stunden auf 7O0G erwärmt. '
Tabelle I
Reaktionsteilnehmer · Menge
Butylacrylat
Butylenglycol-diacrylat
Bis-tridecylester der Natrium-sulfobernsteinsäure (Aerosol TR, 1$-ige Lösung)
K2S2O8 (2^-ige Lösung)
180 g
0,45 g
. 54 ml
20 ■ml
20 ml
326 ml
NaHCO3 (1^ige Lösung) , .
H2O
Der so erhaltene Latex besaß einen Feststoffgehalt von etwa. 30$ und wird nachstehend als Präparat 1 bezeichnet. Er wird im folgenden Beispiel 2 zur Herstellung des vernetzten Styrol/ Acrylnitrils auf dem vernetzten Acrylatelastomer verwendet.
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Beispiel 2
Eine Serie von Interpolymeren aus vernetzten! Styrol/Acrylnitril-Copolymeren auf vernetztem Polybutylaorylat wurde hergestellt, indem man die aus Tabelle II ersichtlichen Reaktionsteilnehmer in, eine 950 ml-JPlasche einfüllte, die mit Stickstoff ausgespült, verschlossen, und dann unter Rotation 2,5 Stunden auf 7O0C erwärmt wurde. Die Abkürzungen XBA und XSAN beziehen sich auf "vernetztes Butylacrylat" und "vernetztes Styrol/Acrylnitril". Mit DVB wird das Vernetzungsmittel Divinylbenzol gekennzeichnet.
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Tabelle II
Probe Beschreibung
'.J
Aerosol TR NaHCO, 5g?2?a" t Styrol- ^J^? t-Dodecyl- Divinyl 0 (!^.^^(i^lBeJ^S^j.Prto.i Mojomer S^; -rcaptan bensol Cg; Cml; Cml; '/S1 \ ö ig; Cg;
(g)
(g)
Präp.2 6:1 XBA:XSAN (03/ DVB)
Präp.3
XBA:XSAB DVB)
co Präp.4 2:1 XBA:XSAN κ) (0,596 DVB)
g Präp.5 3 J1,XBA:SAN
DVB)
90 126 147 126
15 15 15 15
10 397 14,0 5,2
15 345 25,2 9,3
15 307 33,6 12,4
15 345 25,2 9,3
0,045
Bemerkung: Obige Formulierungen ergaben gute Emulsionen mit geringen Goagulationswerten. Präparat 5 enthält kein vernetztes Styrol/Acrylnitril-Copolymer. Die schlechteren. Schlagzähigkeitseigenschaf ten des daraus hergestellten Produkts sind aus Tabelle VII ersichtlich.
0,0.96 Or173
br
cn cn
Tabelle III zeigt die Löslichkeitsdaten für die Produkte, die aus den Latices der Präparate 1 bis 5 durch Coagulation und Trocknen bis zur Gewichtskonstanz erhalten wurden. Das Lösungsmittel ist Methyläthylketon (MÄK):
Tabelle III
Probe Beschreibung # Fettstoffe ^lösliche 0J, Gel vernetz-
im Latex Stoffe tes SAN in MÄK her« j6
Präpc1 XBA 1 XBA;XSAN 30 8,2 91,8 57
Präp.2· 6: 1 XBA:XSAN 25,9 13 87 68
Präp.3 3i 1 XBAiXSAN 25,6 H 86 71
Präp.4 2: 1 XBAiSAN 25,9 15 85 —.—
Präp.5 3: 25,6 29 71
Beispiel 3
Durch Suspensionspolymerisation von Styrol-.und Acrylnitril-Monomer zu linearem Styrol/Acrylnitril-Polymer in Gegenwart von vernetztem Styrol/Acrylnitril auf vernetztem Polybutylacrylat-Elastomer wurde das erfindungsgemäße Endprodukt hergestellt. Als Reaktionsgefäß diente eine 950 ml-Flasche, in die die Reaktionsteilnehmer gemäß Tabelle JV eingefüllt wurden. Die Flasche wurde bei 7O0C 10 Stunden rotiert.
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Probe Beschreibung4* H9O
!Tabelle IV ++g
Impfung
Impf
stoff
Styrol
(g)
Acryl
nitril
(«)
t-Dodecyl=
mercaptan
(«)
1$ wässr,
Methocel
(β)
VAZO+
(β)
Präp.2 112 38 14 0,067
50 0,1 Präp.3 · 128 35 13 0,062
50 0,1 Präp.4 144 32 12 0,060
50 0,1 Präp.5 128 35 13 0,062
50 0,1
Präp.6 65 LÜAN/5XSAN/3O. XPBA 280
Präp.7 60 LSAN/10XSAN/30XPBA 270
Präp.8 55 LÖAN/15XSAN/3QXPBA 260
S Präp.9 60 LSaN/IOSAN/30, XPBA 270 -n n - ""-"- " ' " " ""* Λ nrn l
4
ο ++.
LSAN a Lineares Styrol-Acrylnitril; alle Mengen in Gew.#.
Methooel = Hydroxypropyl-methyl-cellulose (Suspendiermittel; Viskosität: 90 HG, 15000 cP). +VAZO β Azo-bis-isobutyronitril^ (Polymerisationsinitiator).
++ Impfung β XBAjXSAN-Harze s. !Tab·. II. Die in !Tab. IV abgegebene Zahl weist auf den aus l'ab. II entnommenen Latex. . · .
Bemerkung! Die obigen Eeaktionateilnehmer ergaben Suspensionen, mit schwach milchigem AusfluM. Etwa 0,25$ butyliertes Hydroxytoluol wurden als Emulsion zugegeben, und die Proben wurden an der Luft getrocknet.
Tabelle V zeigt die Analysenergebnisse einiger Proben gemäß Tabelle IV:
Tabelle V
Probe Beschreibung °/o O $> H ^N
Präp. .6 65 LSAN/5XSAN/3OXPBA 79,52 8,06 4,35
Präp. 7 60 LSAN/IOXSAN/3OXPBA 79,50 8,13 Q9 31
Präp. 9 60 LSAN/10SAN/30XPBA 79,47 8,25 4,45
79,34 7,96 4,35.
Beispiel 4
Das erfindungsgemäße Endprodukt kann nicht nur durch Suspensionspolymerisation, wie in Beispiel 3, sondern auch durch Emulsionspolymerisation hergestellt werden. Tabelle VI gibt die Reaktionsteilnehmer an, die in ein 950 ml-Reaktionsgefäß eingefüllt wurden. Dann wurde mit Stickstoff durchspült und 3,5 Stunden unter Rotation auf 700G erwärmt. Als Produkt erhielt man 60 LSAN/IOXSAN/3O XPBA. -
Tabelle VI Komponente Menge
H2O 92 g
K2S2Og (2^-ige Lösung) 20 ml
Aerosol TR (1$~ige Lösung) 20 ml
NaHCO3 (1056-ige Lösung) 15 ml
Impfung (Präp. 3)+ 220 g
Styrol 60,5 g
Acrylnitril 22,4 g
t-Dodecy!mercaptan 0,108 g
+ Siehe Tabelle II.
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Die Emulsion war befriedigend, besaß keinen Geruch und keine Neigung zur Coagulation. Etwa 0,25$ butyliertes Hydroxytoluol wurden in Form einer Emulsion zugegeben. Die resultierende Emulsion wurde als Präparat 10 bezeichnet. Der Peststoffgehalt betrug 245»· £ie berechneten Analysentwerte_ für das coagulierte und getrocknete Harz betrugen: 77*89$ G; 7>89$ H und 4,47$ N.
Beispiel 5 . ·
Proben der Produkte gemäß den Präparaten 6 bis 9 der Tabelle IV und des Präparats 10 von Tabelle VI wurden vermählen und bei 185 bis 191°C verpresst. Die Izod-Schlagzähigkeit wurde mit Proben von 3,16 mm, die Zug-Schlagzähigkeit mit Proben von 1,58 mm und die Zugfestigkeit mit Proben von 3,16 mm. ermittelt. Die Ergebnisse zeigt Tabelle VII: ·
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kt I Izod-Schlag-
zähigkeit
(m«kg/cm)
Zug-Schlag
zähigkeit
(m.kg/cm )
Tabelle VII Dehnu
Streck
grenze
ng
Bruch
Modulus X 10~5
(kg/cm2)
-
Produ 6 0,443 1,07 Zugfestigkeit
Streck- Bruch
grenze
8 0,0499
7 0,437 0,899 (kg/cm"") 8 21 0,0478 I
U. I
Präp. 8 0,448 1,28 316 274 9 21 0,0485
Präp. 9 0,081 ' . 1,07 345 288 7 29 0,0471
Präp· 10 0,497 0,963 345 274 9 10 0,0506 β
Präp. 246 197 19
Präp. 366 295
Diese Daten zeigen eindeutig, daß das Produkt aus Präparat 9 eine schlechtere Izod-Schlagzähigkeit besitzt als die anderen Produkte. Dieses Produkt enthält yernetztes Aerylatela<stomer/unvernetztes Styrol/Aerylnitril-Copolymer gemäß Tabelle II, Präparat 5, das ohne Divinylbenzol als Vernetzungsmittel in der zweiten Verfahrensstufe hergestellt worden war. Liegt im Endprodukt ein vernetztes Acrylatelastomer, das mit einem vernetzten Styrol/Acrylnitril-Copolymer überzogen ist, vor, so sind Izod-Schlagzähigkeiten, Zugfähigkeit und Dehnung wesentlich erhöht, und das Produkt ist beständig gegen TJV-Abbäu, ist schlagfest und kann falls erwünscht zum Spritzguß verwendet werden.
Beispiel 6
Dieses Beispiel zeigt, daß unter den Reaktionsbedingungen der vorangehenden Beispiele das Ausmaß der Pfropfung von Styrol/ Acrylnitril-Copolymersegmenten auf das vernetzte Poly(n-Butylacrylat)-Gel recht niedrig ist. .
Eine Probe des coagulierten und getrockneten Harzes gemäß Prä~ parat 5 wurde mit Methyläthylketon bei 500C 16 Stünden extrahiert, und das unlösliche Gel wurde abzentrifugiert. Die Methyläthylketon-Lösung wurde getrocknet, um die lösliche Fraktion zu gewinnen. Die Gelfraktion machte 71 Gew.^ des Harzes, die lösliche Fraktion 29 Gew«$ des Harzes aus. Dann wurde der Stickstoffgehalt des ursprünglichen Harzes vor der Extraktion, des Gels und des Sol-Anteils bestimmt und umgerechnet auf Acrylnitril in der Gel- und der Sol-Phase. Die Anwesenheit von Acrylnitril in der Gelphase zeigt an, daß einige Styrol/Acrylnitril-Segmente an das Poly(n-Butylacrylat)-Gel durch Propfung gebunden worden waren. Die Ergebnisse zeigt Tabelle VIII:
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Harz
5
Gew. $ Tabelle VIII 5» Acrylni
tril
1S
°/o Acrylnitril
in jeder Phase
Material 100 S Io Stickstoff 7 —_
Gesamtes
aus Präp.
71 1,86 0,83 0,59
Gel 29 0,22 21,2 6,15
Sol 5,62
Biese Daten zeigen, daß 6,74$ der 7$ Acrylnitril erfaßt wurden. Das Ausmaß der Pfropfung betrug daher:
0.59 =
0,59+6,15
Beispiel 7
Dieses Beispiel demonstriert ebenfalls das geringe Ausmaß der Pfropfung der Styrol/Acrylnitril-Copolymersegmente unter Verwendung eines Produkts aus der dritten Stufe.
Das Produkt gemäß Präparat 9 wurde isoliert, getrocknet und erschöpfend, mit Methyläthylketon extrahiert. Das unlösliche Gel machte 33,7 Gew.^, die lösliche Fraktion 66,3$ aus. Der Stickstoffgehalt des ursprünglichen Harzes aus dem 3—stufigen Verfahren sowie der Gel- und Solfraktionen ist aus Tabelle IX ersichtlich: ' -
Tabelle IX
Material Gew. 7 Stickstoff Acrylnitril Acrylnitril
ia # in jeder Phase
19 45 1,84
Harz aus
Präp. 9
100 3 5,02 5, 1 16
Gel 33, 1,44 24,
Sol 66, 6,37
50 983 2/09 07
erfaßte °/o des gesamten Acrylnitrils: , 17*84g
19 g
Ausmaß der Pfropfung: ' -1,84 - in
17,84 "
Unter den Beschriebenen Reaktionsbedingungen scheinen sonriä; etwa 10,3$ des Gemische aus Styrol und Acrylnitril auf das vernetzte Poly(n-Butylacrylat) aufgepfropft zu werden.
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Claims (1)

  1. Patentansprüche
    1, Schlagfeste und wetterechte thermoplastische Masse, enthaltend ein vernetztes Acrylat-Elastomer, ein vernetztes Styrol/Acrylnitril-Gopolymer und ein lineares Styrol/ Acrylnitril-Copolymer, dadurch gekennzeichnet, daß sie erhalten ist durch ein Verfahren bestehend aus
    (1) der Bildung einer Masse enthaltend ein vernetztes Acrylat-Elastomer und ein vernetztes Styrol/Acrylnitril-Polymer durch
    (a) (1) Emulsionspolymerisation mindestens eines Alkylacrylats in Gegenwart mindestens eines Vernetzungsmittels und
    (a) (2) Emulsionspolymerisation von Styrol, Acrylnitril und mindestens einem Vernetzungsmittel in Gegenwart des Reaktionsprodukts von 1 (a) (i)i oder
    (b) (1) Emulsionspolymerisation von Styrol und Acrylnitril in Gegenwart mindestens eines Vernetzungsmittels und
    (b) (2) Emulsionspolymerisation mindestens eines Alkylacrylats und mindestens eines Vernetzungsmittels in Gegenwart des Reaktionsprodukts von 1 (b) (i) und
    (2) Suspensions- oder Emulsionspolymerisation von Styrol und Acrylnitril in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels und in Gegenwart der Masse aus Stufe 1.
    2* Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Anteil an vernetzten! Acrylat-Elastomer von etwa 10 bis etwa 50
    Gew./o.
    3. Masse nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzte Acrylat-Elastomer eine Glasübergangstemperatur von weniger als 250G besitzt.
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    4. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzte Acrylat-Elastomer aus vernetzten Cp-G^0~Alkylacrylaten oder vernetzten Co-Cpo-Alkylmethacrylaten besteht. ·
    5« Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetz-te Acrylat-Elastomer aus vernetzten C.-C»-Alkylacrylaten besteht.
    6. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch vernetztea n-Butylacrylat als Acrylatelastomer.
    7· Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen zusätzlichen Gehalt an bis zu etwa 20 Gew-o/o einer äthylenisch ungesättigten Verbindung, die mit dem Acrylat-Elastomer copolymerisiert ist, wobei sich die Gewichtsangabe auf die Acrylatmenge bezieht.
    8. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Anteil an vernetztem Styrol/Acrylnitril von etwa 5 bis 35
    9· Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Gehalt an linearem Styrol/Acrylnitril von etwa 15 bis 85 Gew.$»
    10. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Gewichtsverhältnis von Styrol zu Acrylnitril im vernetztem und im linearen Styrol/Acrylnitril zwischen etwa 50:50 und:■ 85*15·
    11. Masse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vernetzt es und/oder lineares Styrol/Acrylnitril mit 1 bis 20 Gew.$ eines äthylenisch ungesättigten Monomeren copo lymerisiert sind, wobei sich die Prozentangabe auf die Gewichtsmenge des btyrol/Acrylnitrils bezieht.
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    12. Masse nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch etwa 10 bis 50 Gew.$ vernetztes Acrylat,.etwa 5 bis 35 Gew.^ vernetztes Styrol/Acrylnitril-Copolymer und etwa 15 bis
    85 Gew.>£ lineares Styrol/Acrylnitril-Copolymer.
    13. Verfahren zur Herstellung einer schlagfesten und wetterechten thermoplaatischen Masse enthaltend ein vernetztes Acrylat-Elastomer, ein vernetztes Styrol/Acrylnitril-Copolymer und ein lineares Styrol/Acrylnitril-Copolymer, gekennzeichnet durch
    (1) die Bildung einer Masse enthaltend ein vernetztes
    Acrylat-Elastomer und ein vernetztes Styrol/Acrylnitril-Polymer durch
    (a) (i) Emulsionspolymerisation mindestens eines Alkylacrylat-Monomeren in Gegenwart mindestens eines Vernetzungsmittels und
    (a) (2) Emulsionspolymerisation von Styrol, Acrylnitril und mindestens einem Vernetzungsmittel in Gegenwart des Reaktionsprodukts von 1 (a) (1), oder
    (b) (1) Emulsionspolymerisation von Styrol- und Acrylnitril in Gegenwart mindestens eines Vernetzungsmittels und
    (b) (2) Emulsionspolymerisation mindestens eines Alkyl— acrylat-Monomeren und mindestens eines Vernetzungsmittels in Gegenwart des !Reaktionsprodukte von
    1 (b) (1) und
    (2) Emulsions- oder Suspensionspolymerisation von Styrol und Acrylnitril in Abwesenheit eines Vernetzungsmittels und in Anwesenheit des Reaktionsprodukte von
    14. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man ausreichend Acrylat-Monomer verwendet zur Erzeugung von vernetztem Acrylat-Elastomer entsprechend etwa 10
    bis 50 Gew.$ der Masse.
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    15· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das vernetzte Acrylat-Elastomer eine Glasübergangstempe— ratur von weniger als 25 G besitzt.
    16. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man als Acrylat-Monomer C2-Cj Q-Alkylacrylat oder
    verwendet.
    17· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Acrylat-Monomer C.-Cg-Alkylacrylat verwendet.
    18. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Acrylat-Monomer n-Butylacrylat verwendet.,
    19· Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Acrylat-Monomer mit bis zu etwa 20 Gew.$ eines äthylenisch ungesättigten Monomeren eopolymerisiert.
    20. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzungsmittel in Stufe 1 3i- oder polyfunktionelle, äthylenisch ungesättigte Monomere mit mindestens einer Vinylgruppe verwendet. · . -
    21. Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß man in den Stufen 1 (a) (1) oder 1 (b) (2) 1,3-Butylen-.diacrylat verwendet. · ,
    22. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Vernetzungsmittel in Stufe 1 zwischen 0,05 und 10 Gew.^ der Gesamtmenge aus Acrylat-Monomer und
    Styrol- und Acrylnitril-Monomeren beträgt.
    23. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man als Vernetzungsmittel in Stufe 1 (a) (2) oder 1 (b) (1) Divinylbenzol verwendet.
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    24· Verfahren nach Anspruch 13S dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe 1 eine solche Menge an Styrol und Acrylnitril einsetzt, daß man eine Menge an vernetztem Styrol/ Acrylnitril entsprechend etwa 5 bis 35 Gew.$ der Masse
    e rhaito
    25« Verfahren nach Anspruch 13? dadurch gekennzeichnet, daß man in Stufe 2 eine solche Menge an Styrol und Acrylnitril einsetzt, daß man eine Menge an linearem Styrol/
    Acrylnitril entsprechend 15 bis 85 Gew. Q/o der Masse erhält .
    26. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man Styrol und Acrylnitril in den Stufen 1 und 2 im Gewichtsverhältnis zwischen 50 j 50 und 85:15 !eilen Styrol zu Acrylnitril einsetzt.
    27. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß man das Styrol/Acrylnitril in den Stufen 1 und 2 mit
    1 bis 20 Gew.$ eines äthylenisch ungesättigten Monomeren copolymerisiert.
    28. Verfahren nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet, daß man das Acrylat-Monomer in einer Menge entsprechend 10
    bis 50 Gew.% vernetztem Acrylat-Elastomer in der Masse, Styrol und Acrylnitril in Stufe 1 iri einer Menge entsprechend 5 bis 35 Gew.jö vernetztem Styrol/Acrylnitril-Copolymer in der Masse und. Styrol und Acrylnitril in
    Stufe 2 in einer Menge entsprechend 15 bis 85 Gew.^ linearem Styrol/Acrylnitril-Copolymer einsetzt.
    Für: Stauffer Chemical Company
    Westportyv CoiTihecticut, V.St.Ä.
    Dr: H. J/. Wolff Rechtsanwalt
    509832/0907
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