DE3854367T2 - Polycarbonatzusammensetzung. - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft Polycarbonat-Zusammensetzungen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Polycarbonat-Zusammensetzungen, die hervorragende thermische Stabilität, Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen, Tiefschwarz-Färbbarkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und dergl. aufweisen. Derartige Polycarbonat-Zusammensetzungen können zweckmäßigerweise als Formmassen für die Formgebung auf dem Gebiet der Automobilindustrie, wie fur Automobilstoßstangen, und der elektrischen Haushaltsgeräte verwendet werden.
- Es ist bekannt, daß Polycarbonate hervorragende technische Kunststoffe sind, und zwar aufgrund der hohen Genauigkeit bei der Verformung zusätzlich zu ihren hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich mechanischer Festigkeit, wie Zugfestigkeit, Biegefestigkeit und Schlagzähigkeit, sowie ihrer thermischen Beständigkeit, und daher werden sie auf verschiedenen Gebieten vielfach verwendet. Herkömmliche Polycarbonate weisen jedoch einige Mängel auf, wie Mängel hinsichtlich der Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen, der Lösungsmittelbeständigkeit und des Fließverhaltens.
- Um diese Mängel von Polycarbonaten zu beseitigen, sind mehrere Polycarbonat-Zusammensetzungen vorgeschlagen worden, wie Polycarbonat-Zusammensetzungen, in die Acrylkautschuke gemischt werden (vgl. z.B. die japanischen Patentveröffentlichungen 18 611/68 und 29 308/73 sowie die japanischen Offenlegungsschriften 34 153/78 und 143 239/81), Polycarbonat-Zusammensetzungen, in die Polyester-Ether-Elastomere gemischt werden (vgl. z.B. die japanische Patentveröffentlichung 26 538/82), und Polycarbonat-Zusammensetzungen, in die Polyesterharze und Acrylkautschuke gemischt werden (vgl. z.B. die japanische Patentveröffentlichung 9 435/80 und die japanischen Offenlegungsschriften 129 246/78 und 93 748/84). FR- A-2 234 350 und EP-A-161 452 beschreiben Polycarbonat-Zusammensetzungen, die Pfropfcopolymere enthalten, z.B. auf Isoprenbasis. GB-A-2 041 946 beschreibt Polybutylenterephthalat-Zusammensetzungen, die Polycarbonat und ein Pfropfcopolymeres enthalten, z.B. auf Isoprenbasis. EP-A-137 985 beschreibt thermoplastische Harzzusammensetzungen, die Pfropfcopolymere auf Isopren/Alkylacrylat-Basis enthalten.
- Diese Zusammensetzungen sind zwar hinsichtlich Lösungsmittelbeständigkeit und Fließverhalten bis zu einem gewissen Grad verbessert worden, nichtsdestoweniger ist die Verbesserung hinsichtlich der Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen noch unzureichend. Ferner zeigen diese Zusammensetzungen wahrscheinlich aufgrund des Vorhandenseins der Kautschukbestandteile Verschlechterungen hinsichtlich thermischer Stabilität und Tiefschwarz-färbbarkeit (was zu einem perlfarbenen Erscheinungsbild führt), und bei spritzgegossenen Produkten daraus besteht die Gefahr der Delaminierung. Diese Mängel begrenzen die Einsatzmöglichkeiten dieser Zusammensetzungen.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, derartige Mängel bei herkömmlichen Polycarbonat-Zusammensetzungen, in die Acrylkautschuke, Polyester-Ether-Elastomere sowie Polyesterharze und Acrylkautschuke gemischt werden, zu beseitigen und verbesserte Polycarbonat- Zusammensetzungen bereitzustellen, die hervorragende thermische Stabilität, Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen, Tiefschwarz-färbbarkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und dergl. zeigen sowie keine Delaminierung bei Formkörpern daraus hervorrufen, wenn diese spritzgegossen werden.
- Um Polycarbonat-Zusammensetzungen mit den vorstehend genannten hervorragenden Eigenschaften zu entwickeln, haben die Erfinder der vorliegenden Anmeldung verschiedene Studien durchgeführt. Als Ergebnis der Studien haben die Erfinder festgestellt, daß die Aufgabe gelöst werden kann, indem ein Pfropfcopolymeres auf Isoprenbasis mit speziellen Komponenten in Polycarbonatharze in einem speziellen Anteil gemischt wird, und sie haben schließlich die vorliegende Erfindung gemacht.
- Die vorliegende Erfindung stellt also eine Polycarbonat-Zusammensetzung bereit, die (A) 100 Gewichtsteile eines Polycarbonatharzes und (B) 1 bis 80 Gewichtsteile eines Pfropfcopolymeren auf Isoprenbasis enthält, wobei das Copolymer auf Isoprenbasis (B) durch Polymerisation von
- (a) 20 bis 100 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Vinylmonomerer, ausgewählt aus der aus Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, aromatischen Monovinylverbindungen und Cyanvinylverbindungen bestehenden Gruppe, und
- (b) 0 bis 5 Gewichtsteilen eines polyfunktionellen Vinylmonomeren in Gegenwart von
- (c) 100 Gewichtsteilen eines Copolymeren, das einen Isoprengehalt von 5 bis 20 Gew.-% und einen Acrylsäureestergehalt von 80 bis 95 Gew.-% aufweist, hergestellt wird und
- wobei das Pfropfcopolymere auf Isoprenbasis (B) eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 0,3 um hat.
- Das Polycarbonatharz, das als die Komponente (A) in der vorliegenden Erfindung verwendet werden kann, ist ein Polymeres, das wiederkehrende Einheiten umfaßt, die durch die folgende allgemeine Formel (I) wiedergegeben werden:
- worin
- Z eine Einfachbindung, eine Etherbindung, Alkylenreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, Alkylidenreste mit 2 bis 8 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylenreste mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen, Cycloalkylidenreste mit 5 bis 15 Kohlenstoffatomen, einen Sulfonylrest, einen Thionylrest, einen Carbonylrest oder einen Rest der folgenden Formel:
- darstellt, worin R unabhängig Wasserstoff, Chlor, Brom oder Alkylreste mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen darstellt und jeder Wert für m unabhängig eine ganze Zahl von 1 bis 4 ist.
- Die Polycarbonatharze können unter Anwendung bekannter Lösungsmitteltechniken hergestellt werden. Die Polycarbonatharze können also durch Reaktion eines zweiwertigen Phenols mit einer Carbonatvorstufe, insbesondere Phosgen, oder durch Umesterung zwischen einem mehrwertigen Phenol und einer Carbonatvorstufe, wie Diphenylcarbonat, in einem Lösungsmittel, wie Methylenchlorid, und in Gegenwart eines bekannten Säureakzeptors und eines Molekulargewichtsreglers hergestellt werden.
- Typische Beispiele für die zweiwertigen Phenole, die zweckmäßigerweise in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind Bisphenole und insbesondere 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A). Ein Teil oder die Gesamtmenge an Bisphenol A kann auch durch andere zweiwertige Phenole, wenn diese verwendet werden, ersetzt werden. Erläuternde Beispiele für die zweiwertigen Phenole, die von Bisphenol A verschieden sind und in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Bis-(4-hydroxyphenyl)-alkane, die von Bisphenol A verschieden sind, Hydrochinon, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis-(4-hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfid, Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfon, Bis-(4- hydroxyphenyl)-sulfoxid, Bis-(4-hydroxyphenyl)-ether und halogenierte Bisphenole, wie Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan und Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan. Bei den in der vorliegenden Erfindung verwendeten Polycarbonatharzen kann es sich um ein Homopolymeres, das von einem dieser zweiwertigen Phenole abgeleitet ist, ein Copolymeres, das von zwei oder mehr dieser zweiwertigen Phenole abgeleitet ist, oder ein Gemisch davon handeln.
- Ferner können die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden Polycarbonatharze auch thermoplastische, statisch verzweigte Polycarbonate sein, die durch Umsetzung einer polyfunktionellen aromatischen Verbindung mit einem zweiwertigen Phenol und/oder einer Carbonatvorstufe hergestellt werden.
- Vom Standpunkt der mechanischen Festigkeiten und der Verformbarkeit sind die in der vorliegenden Erfindung zu verwendenden bevorzugten Polycarbonatharze diejenigen mit einem Viskositätsmittel des Molekulargewichts von 10 000 bis 100 000 und insbesondere von 20 000 bis 40 000.
- Das als Komponente (B) in der vorliegenden Erfindung zu verwendende Pfropfcopolymere auf Isoprenbasis ist ein Pfropfcopolymeres, das durch Polymerisation von
- (a) 20 bis 100 Gewichtsteilen eines oder mehrerer Vinylmonomerer, ausgewählt aus der aus Acrylsäureestern, Methacrylsäureestern, aromatischen Monovinylverbindungen und Cyanvinylverbindungen bestehende Gruppe, und
- (b) 0 bis 5 Gewichtsteilen eines polyfunktionellen Vinylmonomeren in Gegenwart von
- (c) 100 Gewichtsteilen eines Copolymeren, das einen Isoprengehalt von 5 bis 20 Gew.-% und einen Acrylsäureestergehalt von 80 bis 95 Gew.-% aufweist, hergestellt wird,
- wobei das Pfropfcopolymere auf Isoprenbasis (B) eine durchschnittliche Teilchengröße von 0,1 bis 0,3 um hat.
- Wenn der Acrylsäureestergehalt in der vorstehend genannten Komponente (c), die bei der Herstellung des Pfropfcopolymeren auf Isoprenbasis (B) zu verwenden ist, 95 Gew.-% übersteigt, dann nimmt die Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen ab.
- Wenn die Menge der Komponente (a), d.h. des verwendeten Vinylmonomeren, weniger als 20 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Copolymeren (c), beträgt, dann können die erhaltenen Pfropfcopolymeren nicht in wirksamer Weise in der Polycarbonat-Zusammensetzung dispergiert werden, was zu einer schlechten Tiefschwarz-Färbbarkeit und einem schlechten Erscheinungsbild der als Produkt erhaltenen Polycarbonat-Zusammensetzungen führt. Wenn der Wert andererseits 100 Gewichtsteile übersteigt, dann nimmt die Schlagzähigkeit der Polycarbonat-Zusammensetzungen ab.
- Das Ziel des Zumischens des polyfunktionellen Vinylmonomeren (b) besteht darin, die Schlagzähigkeit der Polycarbonat-Zusammensetzungen bei niedrigen Temperaturen weiter zu erhöhen. Wenn jedoch die Menge der Komponente (b) 5 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile des Copolymeren (c), übersteigt, dann kann die Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen nicht weiter erhöht werden. Die besonders bevorzugte Menge des polyfunktionellen Vinylmonomeren (b) beträgt 0,1 bis 2 Gewichtsteile.
- Die erläuternden Beispiele für die Acrylsäureester, die zu verwenden sind, um für Acrylsäureestereinheiten in dem Copolymeren (c) zu sorgen, umfassen Ethylacrylat, Butylacrylat, 2-Ethylhexylacrylat, n-Octylacrylat, Isononylacrylat, Methoxyethylacrylat und Hydroxyethylacrylat. Diese Acrylsäureester können entweder einzeln oder in einem Gemisch von 2 oder mehr davon verwendet werden.
- Die erläuternden Beispiele für die Acrylsäureester, die als die Vinylmonomeren (a) verwendet werden können, umfassen die vorstehend aufgelisteten Monomeren für die vorstehend genannten Acrylsäureester. Die erläuternden Beispiele für die Methacrylsäureester, die verwendet werden können, umfassen Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylmethacrylat, Methoxyethylmethacrylat und Glycidylmethacrylat. Die erläuternden Beispiele für die aromatischen Monovinylverbindungen, die verwendet werden können, umfassen Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluole, Vinylxylole und halogenierte Styrole. Die erläuternden Beispiele für die Cyanvinylverbindungen, die verwendet werden können, umfassen Acrylnitril und Methacrylnitril. Diese Vinylmonomeren können entweder einzeln oder in einer Kombination von 2 oder mehr davon verwendet werden.
- Die erläuternden Beispiele für die polyfunktionellen Vinylmonomeren (b), die in der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, umfassen Divinylbenzole, Divinyltoluole, Ethylenglykoldiacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Polyethylenglykoldiacrylat, Polyethylenglykoldimethacrylat, 1,3-Butandioldiacrylat, Diallylphthalat, Triallyltrimelitat, Diallylmaleat und Trimethylolpropantrimethacrylat. Diese polyfunktionellen Vinylmonomeren können entweder einzeln oder in einer Kombination vun zwei oder mehr davon verwendet werden.
- Das in der vorliegenden Erfindung als die Komponente (B) zu verwendende Pfropfcopolymere auf Isoprenbasis kann durch Polymerisation des Vinylmonomeren (a) und des polyfunktionellen Vinylmonomeren (b) in den vorstehend beschriebenen Mengenanteilen in Gegenwart des Copolymeren (c) hergestellt werden, und zwar mittels einer bekannten Polymerisationstechnik, wie der Polymerisation in Masse, der Suspensionspolymerisation, der Emulsionspolymerisation und dergl. Die bevorzugte Polymerisationstechnik, die angewandt werden soll, ist die Emulsionspolymerisation.
- Die durchschnittliche Teilchengröße des auf diese Weise hergestellten Pfropfcopolymeren auf Isoprenbasis beträgt 0,1 bis 0,3 um, wobei der bevorzugte Bereich im Hinblick auf die Verbesserung der Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen und der Lösungsmittelbeständigkeit der als Produkt erhaltenen Polycarbonat-Zusammensetzungen 0,15 bis 0,25 um beträgt.
- Die Menge an Pfropfcopolymeren auf Isoprenbasis (B), die in den erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen enthalten ist, sollte 1 bis 80 Gewichtsteile und vorzugsweise 2 bis 60 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polycarbonatharze (A), betragen. Wenn die Menge an (B) weniger als 1 Gewichtsteil beträgt, dann wird die Schlagzähigkeit der Polycarbonat-Zusammensetzungen bei niedrigen Temperaturen nicht erhöht, und wenn sie andererseits 80 Gewichtsteile übersteigt, dann werden die Tiefschwarz-Färbbarkeit und die Steifigkeit verringert.
- Die erfindungsgemaßen Polycarbonat-Zusammensetzungen sind hinsichtlich der Lösungsmittelbeständigkeit durch Zumischen eines aromatischen Polyesters (C) in einer Menge von 4 bis 150 Gewichtsteilen eines aromatischen Polyesterharzes verbessert.
- Verschiedene aromatische Polyester können als aromatische Polyesterharze (C) in der vorliegenden Erfindung verwendet werden, und die besonders bevorzugten Harze sind Polyesterharze, die durch Polykondensation einer difunktionellen Carbonsäure und eines Alkylenglykols erhalten werden.
- Die erläuternden Beispiele für die difunktionellen Carbonsäuren, die verwendet werden können, umfassen aromatische Dicarbonsäuren, wie Terephthalsäure, Isophthalsäure und Naphthalindicarbonsäuren. Unter diesen ist Terephthalsäure bevorzugt, und weitere difunktionelle Carbonsäuren können zusammen mit den aromatischen Dicarbonsäuren innerhalb der Grenzen, die die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen, verwendet werden. Erläuternde Beispiele für die difunktionellen Carbonsäuren, die von aromatischen Dicarbonsäuren verschieden sind, umfassen aliphatische Dicarbonsäuren, wie Oxalsäure, Malonsäure, Adipinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure und Decandicarbonsäuren sowie Derivate davon, die zur Bildung von Estern imstande sind. Es ist allgemein bevorzugt, die Menge an Dicarbonsäuren, die von den vorstehend genannten aromatischen Dicarbonsäuren verschieden sind, auf nicht mehr als 20 Mol-% der Gesamtmenge der Dicarbonsäuren zu begrenzen.
- Das Alkylenglykol, das eingesetzt werden kann, ist nicht beschränkt. Erläuternde Beispiele für das Alkylenglykol, das verwendet werden kann, umfassen aliphatische Diole mit 2 bis 15 Kohlenstoffatomen, wie Ethylenglykol, Propylen-1,2-glykol, Propylen-1,3-glykol, Butylen-1,4-glykol, Butylen-2,3-glykol, Hexan-1,6-diol, Octan-1,8-diol, Neopentylglykol und Decan-1,10-diol. Unter diesen werden Ethylenglykol und Butylenglykol bevorzugt.
- Die besonders bevorzugten Polyester, die als die aromatischen Polyesterharze (C) zu verwenden sind, sind Polyethylenterephthalat und Polybutylenterephthalate.
- Die aromatischen Polyesterharze (C) können unter Anwendung dem Fachmann gut bekannter Verfahren in Gegenwart oder Abwesenheit eines Polykondensationskatalysators, der Titan, Germanium, Antimon oder dergl. enthält, hergestellt werden. Zum Beispiel kann Polyethylenterephthalat üblicherweise durch ein Verfahren hergestellt werden, das zwei Stufen umfaßt: In der ersten Stufe wird ein Glykolester von Terephthalsäure und/oder ein Polymeres mit niedrigem Polymerisationsgrad durch Verestern von Terephthalsäure mit Ethylenglykol oder durch eine Umesterung zwischen einem Niederalkylester von Terephthalsäure, wie Dimethylterephthalat, und Ethylenglykol hergestellt, und in der zweiten Stufe wird der erhaltene Glykolester und/oder das Polymere mit niedrigem Polymerisationsgrad weiter polymerisiert, um ein Polymeres mit hohem Polymerisationsgrad herzustellen.
- Die Menge der aromatischen Polyesterharze (C), die in die erfindungsgemäße Polycarbonat-Zusammensetzung gemischt werden soll, beträgt 4 bis 150 Gewichtsteile und vorzugsweise 10 bis 100 Gewichtsteile, bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polycarbonatharze (A). Wenn die Menge weniger als 4 Gewichtsteile beträgt, dann kann die Lösungsmittelbeständigkeit der Polycarbonat-Zusammensetzungen nicht verbessert werden, und wenn sie 150 Gewichtsteile übersteigt, dann nimmt die Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen ab.
- Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen können hinsichtlich der Lösungsmittelbeständigkeit weiter verbessert werden, indem ein spezielles Polyester-Ether-Elastomeres (D) zusätzlich zu den vorstehend beschriebenen Komponenten zugemischt wird. Dementsprechend zieht die vorliegende Erfindung auch eine Polycarbonat-Zusammensetzung in Betracht, die zusätzlich zu den Polycarbonatharzen (A), den Pfropfcopolymeren auf isoprenbasis (B) und dem aromatischen Polyester (C) noch
- (D) 4 bis 150 Gewichtsteile eines Polyester-Ether-Elastomeren enthält, wobei
- das Polyester-Ether-Elastomere (D) durch Polykondensation
- (d) einer oder mehrerer Dicarbonsäuren und/oder zur Bildung von Estern befähigter Derivate dieser, die mindestens 70 Mol-% Terephthalsäure und/oder eines zur Esterbildung befähigten Derivats dieser enthalten,
- (e) eines Alkylenglykols und
- (f) eines Polyalkylenglykols mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 5000
- in einem solchen Mengenverhältnis, daß das gebildete Polyester- Ether-Elastomere (D) einen Gehalt an Komponente (f) von 20 bis 80 Gew.-% aufweist, hergestellt wird.
- Die bei der Herstellung der Polyester-Ether-Elastomeren (D) verwendete Komponente (d) besteht aus einer oder mehreren Dicarbonsäuren und/oder zur Bildung von Estern befähigten Derivaten davon und enthält mindestens 70 Mol-% Terephthalsäure und/oder zur Bildung von Estern befähigte Derivate davon. Die Dicarbonsäure, die von Terephthalsäure verschieden ist, kann eine aliphatische Dicarbonsäure, eine alicyclische Dicarbonsäure oder eine aromatische Dicarbonsäure sein. Die Dicarbonsäuren, die üblicherweise in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, sind diejenigen mit einem Molekulargewicht von nicht mehr als 300, und einige erläuternde Beispiele derartiger Dicarbonsäuren umfassen aliphatische Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure und Sebacinsäure, alicyclische Dicarbonsäuren, wie Cyclohexandicarbonsäuren, und aromatische Dicarbonsäuren, wie Isophthalsäure und Naphthalindicarbonsäuren. Die erläuternden Beispiele der zur Bildung von Estern befähigten Derivate davon, die in der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, umfassen Säureanhydride, Ester und Säurechloride, die von Terephthalsäure oder den vorstehend beschriebenen Dicarbonsäuren abgeleitet sind.
- Die erläuternden Beispiele der Alkylenglykole (e) umfassen Ethylenglykol, Propylenglykole und Tetramethylenglykole. Diese können einzeln oder in einer Kombination von zwei oder mehr verwendet werden.
- Die bevorzugten Polyalkylenglykole (f) mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 5000 sind diejenigen, bei denen das Zahlenverhältnis von Kohlenstoffatomen zu Sauerstoffatomen in jedem Molekül im Bereich von 2,0 bis 4,3 liegt. Erläuternde Beispiele für derartige Polyalkylenglykole umfassen Polytetramethylenglykol, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol und Copolymere davon, und unter diesen sind die besonders bevorzugten Beispiele Polytetramethylenglykol und Polyethylenglykol. Diese können einzeln oder in einer Kombination von 2 oder mehr davon verwendet werden.
- Der Gehalt des Polyester-Ether-Elastomeren (D) an Polyalkylenglykol (f) beträgt 20 bis 80 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 80 Gew.-% und insbesondere 50 bis 80 Gew.-%. Der bevorzugte Polymerisationsgrad des Polyester- Ether-Elastomeren (D) beträgt 0,5 bis 5,0 und insbesondere 0,7 bis 4 als reduzierte Viskosität, wie sie in o-Chlorphenol bei einer Konzentration von 1,2 g/100 ml bei einer Temperatur von 35ºC gemessen wird.
- Erfindungsgemäß werden 4 bis 150 Gewichtsteile und vorzugsweise 10 bis 100 Gewichtsteile des Polyester-Ether-Elastomeren (D), bezogen auf 100 Gewichtsteile der Polycarbonatharze (A), zugemischt, um die Lösungsmittelbeständigkeit der erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen zu verbessern. Wenn die Menge an Polyester-Ether-Elastomeren (D) weniger als 4 Gewichtsteile betragt, dann kann die Losungsmittelbeständigkeit der Polycarbonat-Zusammensetzungen nicht verbessert werden, und wenn anderer seits die Menge 150 Gewichtsteile übersteigt, dann nimmt die Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen ab.
- Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen können gegebenenfalls ferner anorganische Füllstoffe, verschiedene Additive, die dem Fachmann bekannt sind, weitere synthetische Harze, Elastomere und dergl. enthalten, und zwar innerhalb der Grenzen, die die Wirkungen der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigen.
- Das Ziel des Zumischens von anorganischen Füllstoffen besteht darin, die mechanischen Festigkeiten und die Dauerhaftigkeit der Polycarbonat-Zusammensetzungen zu verbessern oder sie zu strecken. Erläuternde Beispiele für anorganische Füllstoffe, die verwendet werden können, umfassen Glasfasern, Glaskügelchen, Glasplättchen, Ruß, Calciumsulfat, Calciumcarbonat, Calciumsilikat, Titanoxid, Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Asbest, Talkum, Ton, Glimmer, Quarzpulver und dergl. Erläuternde Beispiele für die vorstehend genannten verschiedenen Additive umfassen Antioxidantien, wie sterisch gehinderte Phenol-Antioxidantien, Phosphor-Antioxidantien, wie Phosphonsäureester-Antioxidantien und Phosphorsäureester- Antioxidantien, und dergl., UV-Absorber, wie Benzotriazol-UV-Absorber, Benzophenon-UV-Absorber und dergl., äußere Gleitmittel, wie Gleitmittel aus aliphatischen Carbonsäureestern, Paraffin-Gleitmittel und dergl., übliche flammhemmende Mittel, Trennmittel, antistatische Mittel, farbgebende Mittel und dergl.
- Die bevorzugten sterisch gehinderten Phenol-Antioxidantien umfassen 2,6-Di-tert.-butyl-p-cresol (BHT), IRGANOX 1076 (Warenbezeichnung, hergestellt von Ciba-Geigy AG), IRGANOX 1010 (Warenbezeichnung, hergestellt von Ciba-Geigy AG), "ETHYL" Antioxidant 330 (Warenbezeichnung, hergestellt von Ethyl Co., Ltd.), Sumilizer GM (Warenbezeichnung, hergestellt von Sumitomo Chemical Co., Ltd.) und dergl. Erläuternde Beispiele für die vorstehend genannten weiteren synthetischen Harze umfassen Polyethylen, Polypropylen, Polystyrol, AS-Harz, ABS-Harz, Polymethylmethacrylat und dergl. Erläuternde Beispiele fur die vorstehend genannten Elastomere umfassen Isobutylen-Isopren-Kautschuk, Styrol-Butadien-Kautschuk, Ethylen- Propylen Kautschuk, Acrylsäure Elastomere und dergl.
- Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen können hergestellt werden, indem die Polycarbonatharze (A) mit den Pfropfcopolymeren auf Isoprenbasis (B) und den aromatischen Polyesterharzen (C) als den essentiellen Komponenten und gegebenenfalls mit den Polyester-Ether-Elastomeren (D) sowie den vorstehend beschriebenen verschiedenen Additiven in den vorstehend angegebenen Mengenanteilen gemischt und die Mischungen anschließend verknetet werden. Mischen und Verkneten können nach bekannten Maßnahmen durchgeführt werden, die üblicherweise auf diesem Gebiet angewandt werden, wie mittels eines Bandmischers, eines Henschel-Mischers, eines Bambury-Mischers, eines Taumel-Mischers, eines Einzelschneckenextruders, eines Doppelschneckenextruders, eines Co-Knetwerks und eines Mehrschneckenextruders. Der geeignete Bereich der Temperatur des Erwärmens beim Verkneten ist üblicherweise 250 bis 300ºC.
- Die auf diese Weise erhaltenen Polycarbonat-Zusammensetzungen können zu Formkörpern auf dem Gebiet der Automobilherstellung, wie Automobilstoßstangen, Formkörpern bei elektrischen Haushaltsgeräten und dergl. verformt werden, indem verschiedene auf diesem Gebiet bekannte Formgebungsverfahren angewandt werden, wie Spritzgießen, Extrudieren, Formpressen, Kalanderformen und Rotationsformen.
- Die erfindungsgemäßen Polycarbonat-Zusammensetzungen sind hervorragend hinsichtlich thermischer Stabilität, Schlagzähigkeit bei niedrigen Temperaturen, Tiefschwarz-Färbbarkeit, Lösungsmittelbeständigkeit und dergl. und eignen sich daher für die Verwendung als Materialien für Formkörper auf dem Gebiet der Automobilherstellung, wie Automobilstoßstangen, Formkörper in elektrischen Haushaltsgeräten und dergl.
- Die nachstehenden Beispiele werden vorgelegt, um die vorliegende Erfindung vollständiger und klarer zu erläutern, und sie sollen als beispielhaft verstanden werden und die Erfindung nicht beschränken.
- In den nachstehenden Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die Eigenschaften der Harzzusammensetzungen wie folgt bestimmt.
- (1) Die Izod-Schlagzähigkeit wurde gemäß ASTM D 256 (Temperatur: -30ºC) gemessen.
- (2) Die thermische Stabilität wurde bestimmt, indem jede Harzzusammensetzung in einer Kapillare bei 300ºC für 15 Minuten belassen wurde und dann visuell der Zustand des extrudierten Strangs beobachtet wurde.
- 0 : gut
- : geringe Schaumbildung und Verfärbung
- X : starke Schaumbildung und Verfärbung
- (3) Die Lösungsmittelbeständigkeit wurde gemäß dem "1/4-Oval-Verfahren" (Nakatsuji et al., Shikizai, Bd. 39 (1966), S. 455) bestimmt. Die numerischen Werte, die die Lösungsmittelbeständigkeit in den Tabellen 1 bis 3 angeben, zeigen die kritische Spannung, die nach dem Eintauchen in ein Lösungsmittelgemisch aus Toluol/Isooctan/Methanol = 42,5/42,5/15 (Volumen-%) für 5 Minuten gemessen wurde.
- (4) Die Tiefschwarz-Färbbarkeit wurde durch Zugabe von 0,3 Gewichtsteilen Ruß zu 100 Gewichtsteilen der einzelnen Harzzusammensetzungen, Spritzgießen des erhaltenen Gemisches zu einer Platte mit einer Länge von 80 mm, einer Breite von 80 mm und einer Dicke von 3,2 mm und anschließender visueller Beobachtung des Erscheinungsbildes der Platte bestimmt.
- 0 : Schwarz-Chromatizität: hoch; Ton: gleichmäßig
- : Schwarz-Chromatizität: normal; Ton: geringfügig ungleichmäßig
- X : Schwarz-Chromatizität: niedrig; Ton: ungleichmäßig.
- In einem Druckreaktor wurden 200 Gewichtsteile an durch Ionenaustausch gereinigtem Wasser, 2 Gewichtsteile Natriumdodecyldiphenyletherdisulfonat, 0,2 Gewichtsteile Kaliumpersulfat, 0,5 Gewichtsteile Natriumsulfat und 80 Gewichtsteile Butylacrylat vorgelegt. Nachdem die Atmosphäre in ausreichendem Maße durch Stickstoff ersetzt worden war, wurden 20 Gewichtsteile Isopren zugegeben. Die Temperatur wurde anschließend auf 60 ºC erhöht, und die Polymerisation wurde für 30 Stunden durchgeführt.
- Anschließend wurden zu dem Reaktionsgemisch 80 Gewichtsteile an durch Ionenaustausch gereinigtem Wasser, 0,01 Gewichtsteile Eisen(II)- sulfat, 0,3 Gewichtsteile Natriumformaldehyd-sulfoxylat und 0,1 Gewichtsteile Cumolhydroperoxid gegeben, und das Gemisch wurde gelöst und gemischt. Zu dem Gemisch wurde kontinuierlich ein Gemisch aus 10 Gewichtsteilen Acrylnitril und 30 Gewichtsteilen Styrol über 4 Stunden gegeben, während die Temperatur bei 60ºC gehalten wurde. Das Gemisch wurde anschließend für weitere 3 Stunden umgesetzt, um eine Polymerisation durchzuführen.
- Nach Abschluß der Reaktion wurde der erhaltene Latex durch Einführen in eine 0,05 gewichtsprozentige wäßrige Lösung von Aluminiumsulfat koaguliert. Zum Zeitpunkt der Koagulation wurden zu der wäßrigen Lösung von Aluminiumsulfat 0,5 Gewichtsteile eines sterisch gehinderten Phenol- Antioxidationsmittels, nämlich IRGANOX 1076 (Warenbezeichnung, hergestellt von Ciba Geigy AG), bezogen auf die Menge des Polymeren, gegeben.
- Der koagulierte Kautschuk wurde mit Wasser gewaschen und getrocknet, wobei man das gewünschte Pfropfcopolymere mit einer mittleren Teilchengröße von 0,18 um erhielt.
- Zu 100 Gewichtsteilen eines Polycarbonatharzes vom Bisphenol A-Typ (hergestellt von Idemitsu Petrochemical Co., Ltd., Warenbezeichnung: Idemitsu Polycarbonate A-3000, Viskositätsmittel des Molekulargewichts: 29 300) wurden die einzelnen aromatischen Polyesterharze, die in Tabelle 2 gezeigt sind, das im Herstellungsbeispiel erhaltene Pfropfcopolymere auf Isoprenbasis und ein Polyester-Ether-Elastomeres (hergestellt von Toyobo Co., Ltd., Warenbezeichnung: Pelprene P-150B) in den in Tabelle 2 gezeigten Mengen gemischt. Jede Mischung wurde bei 270ºC verknetet, um Pellets zu erhalten. Die Pellets wurden den vorstehend genannten Tests unterzogen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.
- Das Verfahren der vorstehend beschriebenen Beispiele wurde wiederholt, mit der Ausnahme, daß die Pfropfcopolymeren auflsoprenbasis verändert wurden, wie es in Tabelle 2 gezeigt ist, um Pellets herzustellen. Die Pellets wurden den vorstehend genannten Tests unterzogen, und die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.
- Die Arten der Pfropfcopolymeren und aromatischen Polyesterharze, die verwendet wurden, waren wie folgt:
- W 529: Hergestellt von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
- Warenbezeichnung: Methaburene W 529
- Ein Copolymeres, das durch Pfropfpolymerisation von Styrol und Methylmethacrylat auf einen Acrylkautschuk (MBS-Harz) hergestellt wird.
- KM 330: Hergestellt von Rohm & Haas Co., Ltd.
- Warenbezeichnung: Paraloid KM 330 (MAS-Harz)
- HIA 15: Hergestellt von Kureha Chemical Industry Co., Ltd.
- Warenbezeichnung: HIA 15
- Ein Pfropfcopolymeres, das durch Pfropfpolymerisation von Styrol und Methylmethacrylat auf einen Kautschuklatex hergestellt wird, der durch Copolymerisation von Octylacrylat und Butadien hergestellt wird (MABS-Harz).
- AA 220: Hergestellt von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
- PET, [eta] 1,20 dl/g
- MA 523: Hergestellt von Mitsubishi Rayon Co., Ltd.
- PET, [eta] = 0,78 dl/g
- 2002: Hergestellt von Polyplastic Co., Ltd.
- PET, [eta] = 1,06 dl/g Tabelle 1 Pfropfcopolymer (B) Polyester-Ether-Elastomer (D) Aromatisches Polyesterharz (C) Testergebnisse Typ Gew.-Teile Izod-Schlagzähigkeit (-30ºC) kg cm/cm Thermische Stabilität Lösungsmittelbeständigkeit Tiefschwarz-Färbbarkeit Herstellungsbsp. Tabelle 2 Pfropfcopolymer (B) Polyester-Ether-Elastomer (D) Aromatisches Polyesterharz (C) Testergebnisse Typ Gew.-Teile Izod-Schlagzähigkeit (-30ºC) kg cm/cm Thermische Stabilität Lösungsmittelbeständigkeit Tiefschwarz-Färbbarkeit Herstellungsbsp.
Claims (10)
1. Polycarbonat-Zusammensetzung, enthaltend (A) 100
Gewichtsteile eines Polycarbonatharzes, (B) 1 bis 80
Gewichtsteile eines Isopren-Pfropfcopolymeren und (C) 4 bis
150 Gewichtsteile eines aromatischen Polyesterharzes,
wobei das Isopren-Pfropfcopolymere (B) durch Polymerisation
von
(a) 20 bis 100 Gewichtsteilen eines oder mehrerer
Vinylmonomerer, ausgewählt aus der aus Acrylsäureestern,
Methacrylsäureestern, aromatischen Monovinylverbindungen
und Cyanvinylverbindungen bestehenden Gruppe, und
(b) 0 bis 5 Gewichtsteilen eines polyfunktionellen
Vinylmonomeren
in Gegenwart von
(c) 100
Gewichtsteilen eines Copolymeren, das einen
Isoprengehalt von 5 bis 20 Gew.-% und einen
Acrylsäureestergehait von 80 bis 95 Gew.-% aufweist,
hergestellt wird und
wobei das Isopren-Pfropfcopolymere (B) eine durchschnittliche
Teilchengröße von 0,1 bis 0,3 um hat.
2. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1, enthaltend
(A) 100 Gewichtsteile eines Polycarbonatharzes, (B) 1 bis 80
Gewichtsteile eines Isopren-Pfropfcopolymeren, (C) 4 bis 150
Gewichtsteile eines aromatischen Polyesterharzes und (D) 4
bis 150 Gewichtsteile eines Polyesterether-Elastomeren,
wobei das Isopren-Pfropfcopolymere (B) durch Polymerisation
von
(a) 20 bis 100 Gewichtsteilen eines oder mehrerer
Vinylmonomerer, ausgewählt aus der aus Acrylsäureestern,
Methacrylsäureestern, aromatischen Monovinylverbindungen
und Cyanvinylverbindungen bestehenden Gruppe, und
(b) 0 bis 5 Gewichtsteilen eines polyfunktionellen
Vinylmonomeren
in Gegenwart von
(c) 100 Gewichtsteilen eines Copolymeren, das einen
Isoprengehalt von 5 bis 20 Gew.-% und einen
Acrylsäureestergehalt von 80 bis 95 Gew.-% aufweist,
hergestellt wird und
wobei das Isopren-Pfropfcopolymere (B) eine durchschnittliche
Teilchengräße von 0,1 bis 0,3 um hat,
und wobei das Polyesterether-Elastomere (D) durch
Polykondensation von
(d) einem oder mehrerer Dicarbonsäuren und/oder zur
Bildung von Estern befähigter Derivate dieser, die
mindestens 70 Mol% Terephthalsäure und/oder eines zur
Esterbildung befähigten Derivats dieser enthalten,
(e) eines Alkylenglycols und
(f) eines Polyalkylenglycols mit einem
durchschnittlichen Molekulargewicht von 500 bis 5000
in einem solchen Mengenverhältnis, daß das gebildete
Polyesterether-Elastomere (D) einen Gehalt an (f) von 20 bis
80 Gew.-% aufweist, hergestellt wird.
3 Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder
Anspruch 2, wobei das Vinylmononere (a) Methylmethacrylat
ist.
4. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder
Anspruch 2, wobei das Vinylmonomere (a) Acrylnitril ist.
5. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder
Anspruch 2, wobei das Vinylmonomere (a) Styrol ist.
6. Polycarbonat-Zusammmensetzung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, wobei die polyfunktionelle Vinylverbindung (b)
Divinylbenzol ist.
7. Polycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1
bis 6, wobei der Acrylsäureester in (c) Butylacrylat ist.
8. Polycarbonat-Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, wobei der Acrylsäureester in (c) 2-Ethylhexylacrylat
ist.
9. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das aromatische Polyesterharz (C)
Polyethylenterephthalat ist.
10. Polycarbonat-Zusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei das aromatische Polyesterharz (C)
Polybutylenterephthalat ist.
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1988
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