DE2919629A1 - Thermoplastic polyester polycarbonate block copolymer prepn. - by heating melt mixt. below polyester m.pt. in oxygen-free atmos. - Google Patents
Thermoplastic polyester polycarbonate block copolymer prepn. - by heating melt mixt. below polyester m.pt. in oxygen-free atmos.Info
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Abstract
Description
Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyester/Process for the production of thermoplastic polyester /
Polycarbonat-Blockcopolymeren Polymermischungen aus Polyestern, vorzugsweise Polybutylenterephthalat, und Polycarbonaten, vorzumsweise solchen auf Basis von Bisphenol A und Tetrabrombisphenol A sind bekannt.Polycarbonate block copolymers, polymer blends of polyesters, preferably Polybutylene terephthalate, and polycarbonates, especially those based on Bisphenol A and tetrabromobisphenol A are known.
Ihre Herstellung und Eigenschaften sind beispielsweise beschrieben in den DE-OS 24 14 849, 24 17 002, 27 08 381, 27 31 141, 27 50 733 und 27 51 969.Their production and properties are described, for example in DE-OS 24 14 849, 24 17 002, 27 08 381, 27 31 141, 27 50 733 and 27 51 969.
Ein Nachteil dieser Polymermischungen ist ihre schlechte Spannungsrißkorrosionsbeständigkeit. Besonder gravierend ist, daß der Vorteil der guten LösungsmittelbestSndigkeit der Polyester durch die Abmischung mit den Polycarbonaten verloren geht.A disadvantage of these polymer blends is their poor resistance to stress corrosion cracking. It is particularly important that the advantage of the good solvent resistance of the Polyester is lost through mixing with the polycarbonates.
Dieser Nachteil wird Uberwunden, wenn das Polycarbonat in den Polyester durch chemische Bindungen eingebaut wird.This disadvantage is overcome when the polycarbonate is converted into the polyester is incorporated by chemical bonds.
Wenn man also Polyester/Polycarbonat-Blockcopolymere herstellt. In.der DE-OS 26 36 783 ist ein Verfahren zur Herstellung solcher Blockcopolymeren, vorzugsweise auf Basis von aliphatischen Polyestern, beschrieben. Dabei werden fertige Polyesterblöcke mit einem Bisphenol und Phosgen in einer Grenzflächenkondensation miteinander umgesetzt.So when you make polyester / polycarbonate block copolymers. In the DE-OS 26 36 783 is a process for the production of such block copolymers, preferably based on aliphatic polyesters. There are finished polyester blocks reacted with a bisphenol and phosgene in an interfacial condensation.
dieses Verfahren ist technisch verhältnismäßig aufwendig, und man muß die Reaktionsprodukte nachträglich von Lösungsmittelresten befreien und konfektionieren.this process is technically relatively complex, and you must subsequently remove solvent residues from the reaction products and prepare them.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, ein einfaches Verfahren zur Herstellung von Polyester/Polycarbonat-Blockcopolymeren zu entwickeln.The invention was therefore based on the object of a simple method for the production of polyester / polycarbonate block copolymers.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, das man Polyester und Polycarbonat in der Schmelze miteinander vermischt und die Mischung anschließend einer Wärmebehandlung unterwirft.This object is achieved by using polyester and polycarbonate mixed with one another in the melt and the mixture then subjected to a heat treatment subject.
Gegenstand der Erfindung ist demzufolge ein Verfahren zur Herstellung von thermoplastischen Polyester/Polycarbonat--Blockcopolymeren durch Vermischen von Polyestern und Polycarbonaten in der Schmelze und anschließende tWärmebehandlung der Mischung zwischen 1800C und einer Temperatur, die mindestens 50C unterhalb der Schmelztemperatur des Polyesters liegt, bei'einer Verweilzeit zwischen 5 und 50 Stunden, unter Sauerstoffausschluß.The invention therefore relates to a method for production of thermoplastic polyester / polycarbonate block copolymers by blending of polyesters and polycarbonates in the melt and subsequent heat treatment the mixture between 1800C and a temperature that is at least 50C below the The melting temperature of the polyester is at a residence time between 5 and 50 Hours, with exclusion of oxygen.
Zur Charakterisierung der eingesetzten Polyester und Polycarbonate wird die relative Lösungsviskosität, gemessen als 0,5gewichtsprozentige Lösung in einem Gemisch aus Phenol und ortho-Dichlorbenzol im Gewichtsverhältnis 3:2 bei 25 cm herangezogen. Die relative Viskosität der Polyester soll vorzugsweise 1,2 bis 1,7, die der Polycarbonate 1,05 bis 1,6 betragen.To characterize the polyesters and polycarbonates used is the relative solution viscosity, measured as a 0.5 weight percent solution in a mixture of phenol and ortho-dichlorobenzene in a weight ratio of 3: 2 at 25 cm used. The relative viscosity of the polyester should preferably be 1.2 to 1.7, that of the polycarbonates are 1.05 to 1.6.
Bevorzugte Polyester sind Polyalkylenterephthalate mit Kristallitschmelzpunkten oberhalb von 2000C, beispielsweise Polybutylenterephthalat, Polyäthylenterephthalat, Polypropylenterephthalat, Polyäthylennaphthalat-1,6. Es können auch segmentierte Copolyätherester eingesetzt werden, vorzugsweise solche auf Basis von Polybutylen- terephthalat-Hartsegmenten und Polytetrahydrofurna-Weich- Polytetrahydrofurna-IVeichsegmenten.Preferred polyesters are polyalkylene terephthalates with crystallite melting points above 2000C, for example polybutylene terephthalate, polyethylene terephthalate, Polypropylene terephthalate, polyethylene naphthalate-1,6. It can also be segmented Copolyether esters are used, preferably those based on polybutylene terephthalate hard segments and polytetrahydrofurna soft polytetrahydrofurna I soft segments.
Geeignete Polycarbonate sind vorzugsweise solche auf Basis aromatischer Alkohole, beispielsweise auf Basis von Bisphenol A, Tetrabrombisphenol A oder deren Mischungen im Molverhältnis zwischen 1 zu 99 bis 99 zu 1. Wenn bromierte Polycarbonate eingesetzt werden, dann erhält man flammwidrige Formmassen. Da dabei das Flammschutzmittel chemisch an den Polyester gebunden ist, kann es durch chlorierte Lösungsmittel nicht mehr extrahiert werden, wie es sonst der Fall wäre.Suitable polycarbonates are preferably those based on aromatic Alcohols, for example based on bisphenol A, tetrabromobisphenol A or their Mixtures in a molar ratio between 1: 99 and 99: 1. If brominated polycarbonates are used, then one obtains flame-retardant molding compositions. Since doing the flame retardant is chemically bonded to the polyester, chlorinated solvents cannot do it extracted more as it would otherwise.
Das Gewichtsverhältnis der Polyester-Komponente zur Polycarbonat-Komponente kann in weiten Grenzen zwischen 20:80 bis 99:1 variiert werden. Bei hohen Anteilen an Polycarbonat muß geprüft werden, ob bei Temperaturen oberhalb von 1800C ein Verkleben des Granulats eintritt. Wenn dies der Fall ist, kann eine solche Mischung nicht dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen werden Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren können der Mischung~aus Polyester und Polycarbonat noch übliche Additive oder andere Polymere zugesetzt werden. Als Additive können übliche Stabilisatoren, Keimbildner, Weichmacher, Farbpigmente, Schmier- und Entformungshilfsmittel oder Flammschutzmittel verwendet werden. Werden bromierte Polyearbonate eingesetzt, so enthält die Mischung zweckmäßigerweise 1 bis.10 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, eines Flammschutzsynergisten, vorzugsweise Antimontrioxid.The weight ratio of the polyester component to the polycarbonate component can be varied within wide limits between 20:80 and 99: 1. With high proportions Polycarbonate must be checked for sticking at temperatures above 1800C of the granulate occurs. If so, such a mixture cannot are subjected to the method according to the invention In the method according to the invention the mixture of polyester and polycarbonate can also contain the usual additives or others Polymers are added. Usual stabilizers, nucleating agents, Plasticizers, color pigments, lubricants and mold release agents or flame retardants be used. If brominated poly carbonates are used, the mixture contains expediently 1 to 10 percent by weight, based on the total mixture, of one Flame retardant synergists, preferably antimony trioxide.
Bis zu einem Gewichtsanteil von 30 % können auch andere Polymere, wie Polyolefine, Polyamide, Polysulfone, Styrolcopolymere oder Kautschuke auf der Basis von Polyacrylaten oder Polybutadien zugesetzt werden. Durch Einmischen von 5 bis 60 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, von verstärkt wirkenden Füllstoffen, wie Glasfasern, Glaskugeln oder mineralischen Füllstoffen, kann die Festigkeit der Formmassen erhöht werden.Up to a weight fraction of 30%, other polymers, such as polyolefins, polyamides, polysulfones, styrene copolymers or rubbers on the Base of polyacrylates or polybutadiene can be added. By mixing in 5 to 60 percent by weight, based on the total mixture, of reinforced active fillers, such as glass fibers, glass spheres or mineral fillers, the strength of the molding compounds can be increased.
Das Vermischen der Komponenten kann auf üblichen Mischaggregaten, z.B. Extrudern, Knetern oder Walzen vorteilhaft bei Temperaturen zwischen 230 und 30000 vorgenommen werden.The components can be mixed on conventional mixing units, E.g. extruding, kneading or rolling advantageously at temperatures between 230 and 30000 can be made.
Bei der bevorzugten Abmischung aus dem Extrude,} wird die erhaltene homogene Schmelze in einem Wasserbad abgekühlt und die Polymermischung granuliert. Die Polymermischung wird anschließend bei einer Verweilzeit von 5 bis 50, vorzugsweise 10 bis 40 Stunden einer Wärmebehandlung unterworfen, wobei die Temperatur mindestens 5°C, vorzugsweise mehr als 10 0C unterhalb der Schmelztemperatur des Polyesters liegt und mindestens 1800C beträgt; Als Schmelztemperatur des Polyesters ist jene Temperatur zu verstehen, die beim Aufschmelzen des Polyesters'im Differential--Scanning-Calorimeter (DSC) dem Maximum des. endothermen Peaks bei einer Aufheizrate von 20 C/min. entspricht. Die Temperaturbehandlung kann sowohl unter vermindertem Druck durchgeführt werden als auch unter Normaldruck, vorzugsweise in einer Stickstoff- oder sonstigen Inertgas-Atmosphäre. Es muß nur darauf geachtet werden, daß die Anwesenheit von Sauerstoff ausgeschlossen ist. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignen sich Taumeltrockner, Drehrohrtrockner oder auch Schachttrockner.In the preferred blend from the extruder,} the obtained homogeneous melt cooled in a water bath and the polymer mixture granulated. The polymer mixture is then with a residence time of 5 to 50, preferably Subjected to heat treatment for 10 to 40 hours, the temperature at least 5 ° C., preferably more than 10 ° C. below the melting temperature of the polyester and is at least 1800C; The melting temperature of the polyester is that To understand the temperature when the polyester is melted in the differential scanning calorimeter (DSC) the maximum of the endothermic peak at a heating rate of 20 C / min. is equivalent to. The temperature treatment can be carried out either under reduced pressure as well as under normal pressure, preferably in a nitrogen or other inert gas atmosphere. It must only be ensured that the presence of oxygen is excluded is. Tumble dryers are suitable for carrying out the method according to the invention, Rotary tube dryer or shaft dryer.
Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.The parts and percentages given in the examples relate to the weight.
Beispiele Polyester und Polycarbonate wurden bei den angegebenen Temperaturen in einem Doppelschneckenextruder gemischt und anschließend 36 Stunden in einer StickstoffatmosphEre einem Taumeltrockner behandelt. Vor und nach dieser Wärmebehandlung wurden Granulatproben 24 Stunden mit siedendem Chloroform extrahiert und die extrahierten Polycarbonate durch Eingießen in Methanol ausgefällt. Der Anteil an nicht extrahierbarem Polycarbonat ist ein Maß für die Bildung der Blockeopolymeren.Examples of polyesters and polycarbonates were made at the temperatures indicated mixed in a twin screw extruder and then for 36 hours in a nitrogen atmosphere one Tumble dryer treated. Before and after this heat treatment, granulate samples were made Extracted for 24 hours with boiling chloroform and the extracted polycarbonates precipitated by pouring into methanol. The proportion of non-extractable polycarbonate is a measure of the formation of the block copolymers.
Beispiel 1 Eine bei 2500 C hergestellte Mischung aus 75 % Polybutylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,45 und 25 % Bisphenol A- Polycarbonat mit einer relativen Viskosität von 1,37 wurde bei 2100C behandelt.Example 1 A mixture of 75% polybutylene terephthalate produced at 2500 C with a relative viscosity of 1.45 and 25% bisphenol A polycarbonate with a relative viscosity of 1.37 was treated at 210C.
Von der Wärmebehandlung waren 22,5 % Polycarbonat extrahierbar. Die relative Viskosität der Mischung betrug 1,43.From the heat treatment, 22.5% polycarbonate was extractable. the relative viscosity of the mixture was 1.43.
Nach der Behandlung waren nur noch 0,7 % Polyearbonat extrahierbar. Die relative Viskosität war auf 1,64 angestiegen.' Beispiel 2 Eine bei 2500C hergestellte Mischung aus 60 % Polybutylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,40 und 40 % Bisphenol A-Polycarbonat mit einer relativen Viskosität von 1,37 wurde bei 21000 behandelt.After the treatment, only 0.7% poly carbonate could be extracted. The relative viscosity had increased to 1.64. ' Example 2 One made at 2500C Mixture of 60% polybutylene terephthalate with a relative viscosity of 1.40 and 40% bisphenol A polycarbonate having a relative viscosity of 1.37 treated at 21000.
Vor der Wärmebehandlung waren 35 % Polycarbonat extrahierbar. Danach O %. Die relative Viskosität war von 1,34 auf 1,56 angestiegen.Before the heat treatment, 35% polycarbonate was extractable. Thereafter O%. The relative viscosity had increased from 1.34 to 1.56.
Beispiel 3 Eine bei 2700C hergestellte Mischung aus 50 % Poly9thylenterephthalat der relativen Viskosität von 1,36 und 50 % Bisphenol A-Polyearbonat der relativen Viskosität von 1,37 wurde bei 2400C behandelt.Example 3 A mixture of 50% polyethylene terephthalate produced at 2700C the relative viscosity of 1.36 and 50% Bisphenol A poly carbonate the relative viscosity of 1.37 was treated at 2400C.
Vor der Wärmebehandlung waren 47 % Polycarbonat extrahierbar, danach 1 %. Die relative Viskosität war von 1,32 auf 1,55 angestiegen.Before the heat treatment, 47% polycarbonate was extractable, afterwards 1 %. The relative viscosity had increased from 1.32 to 1.55.
Beispiel 4 Bei 2500C wurde eine Mischung aus 74 % Polybutylenterephthalat der relativen Viskosität 1,45, 20 % Polycarbonat auf der Basis von Tetrabrombisphenol A mit einer relativen Viskosität von 1,1 und 6 % Antimontrioxid hergestellt.Example 4 At 2500C a mixture of 74% polybutylene terephthalate was made the relative viscosity 1.45, 20% polycarbonate based on tetrabromobisphenol A with a relative viscosity of 1.1 and 6% antimony trioxide.
Das erhaltene Granulat wurde bei 2100C behandelt.The granules obtained were treated at 210.degree.
Vor der Behandlung konnte das Tetrabrombisphenol A-Polycarbonat zu 95 % extrahiert werden, danach überhaupt nicht mehr. Die relative Viskosität war von 1,28 auf 1,.59 angestiegen. Bei der Brandprüfung entsprach die erhaltene Formmasse dem Standard von Underwriter's Laboratories UL 94-VO.Before the treatment, the tetrabromobisphenol A polycarbonate was allowed to 95% are extracted, then not at all. The relative viscosity was increased from 1.28 to 1.59. In the fire test, the molding compound obtained corresponded Underwriter's Laboratories standard UL 94-VO.
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