DE3938422A1 - Polyarylensulfide mit verringerter radikalbildung und verbesserter mechanik - Google Patents

Polyarylensulfide mit verringerter radikalbildung und verbesserter mechanik

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DE3938422A1
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anthraquinone
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Burkhard Dipl Chem Dr Koehler
Kurt-Rainer Dipl Chem Stahlke
Alexa Dr Sommer
Klaus Dipl Phys Dr Sommer
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/36—Sulfur-, selenium-, or tellurium-containing compounds
    • C08K5/37—Thiols

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
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  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft Mischungen aus Polyarylensulfiden (PAS), vorzugsweise Polyphenylensulfiden (PPS) und aus­ gesuchten Anthrachinonderivaten und ihre Verwendung zur Herstellung geformter Körper. Die Mischungen zeigen eine verringerte Radikalbildung, z. B. unter Bestrahlung mit Tageslicht und UV-Licht unter atmosphärischen Bedingun­ gen.
Polyarylensulfide und ihre Herstellung sind bekannt (z. B. US-A 33 54 129, EP-A 1 71 021). Polyarylensulfid­ harze sind in ihrer Wärmebeständigkeit, Lösungsmittel­ stabilität, Flammwidrigkeit und anderen Eigenschaften vielen Thermoplasten überlegen. Nachteilig kann jedoch ihre mangelnde Beständigkeit gegenüber UV-Strahlung, insbesondere in Gegenwart von Sauerstoff sein (Ultra­ kurzbewitterung). Daher sind Formteile, Folien und Fasern aus PPS z. B. für Einsatzzwecke unter atmosphä­ rischen Bedingunen (UV-Strahlung, O2) nur bedingt geeignet.
Es ist bekannt, daß PAS, wie andere Kunststoffe auch, mit Ruß stabilisiert werden kann (z. B. JA-A 1 00 139). Die mechanischen Eigenschaften dieser Mischungen werden durch die Rußmengen beeinflußt. Die Herstellung von Fasern aus rußhaltigem PPS ist schwierig.
Aus der DE-A 36 17 138 ist bekannt, PAS durch Zusatz von Kupfer-(I)-halogeniden zu stabilisieren. Nickelkomplexe mit schwefelhaltigen Liganden sind aus der US-A 41 30 081 als Stabilisatoren für PPS bekannt.
Diese Additive ermöglichen jedoch kaum Schutz gegen radikalische Schädigung, z. B. bei UV-Bestrahlung des Polymeren (z. B. Tageslicht).
Ein direktes Maß für Bindungsbrüche durch UV-Belastung ist die Messung der Radikalkonzentration unter Bestrah­ lung. Nach dieser Meßmethode wurde mit Tetramethylpipe­ ridinen (z. B. US-PS 43 70 430) als PPS-Stabilisatoren keine Verringerung der Radikalbildungsgeschwindigkeit beobachtet.
Ein Abbau der Polymermoleküle im PPS kann z. B. durch Messung der Vergilbung verfolgt werden. Hierbei wird das Remissionsspektrum mit einer Kugelgeometrie (d/8, mit Glanz) im Wellenbereich zwischen 400 und 700 nm gemes­ sen. Als integraler Wert für die Vergilbung der Probe wird der Yellowness-Index bestimmt.
Viele Additive beeinträchtigen die mechanischen Eigen­ schaften von PPS, z. B. Ruß. Wünschenswert wären daher Additive, die gleichzeitig die Radikalbildung bei Be­ lichtung und die mechanischen Eigenschaften verbessern.
Es wurde nun gefunden, daß Arylthio-substituierte Anthrachinone die Radikalbildungsgeschwindigkeit und die Vergilbung bei Belichtung verringern und gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften von PPS verbessern.
Gegenstand der Erfindung sind daher Mischungen aus 99,9 Gew.-% bis 90 Gew.-% an Polyarylensulfiden, vorzugsweise Polyphenylensulfiden und 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% an Anthrachinonderivaten der Formel (I)
wobei
R¹ bis R⁴ gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff oder der Formel (II) entsprechen, wobei mindestens ein Rest der Formel (II)
-S-R⁵ (II)
in welcher
R⁵ für einen C₁-C₂₂-Alkylrest, einen C₇-C₂₂-Alkylarylrest oder einen C₆-C₁₄-Arylrest, vorzugsweise für einen Phenylrest steht,
entsprechen muß.
Beispiele für erfindungsgemäße Anthrachinonderivate der Formel (I) sind: 1,5-Bis-(phenylthio)-anthrachinon und 1,8-Bis-(phenylthio)-anthrachinon.
Es können übliche organische Hilfsmittel und/oder Bis­ maleinimide von Diaminen zugesetzt werden, z. B. das Bis­ maleinimid des Methylendiamins (MDA).
Die Einarbeitung der Additive in die Polyarylensulfide kann in Knetern oder (Schneckenwellen) Extrudern oder anderen dafür geeigneten Apparaturen erfolgen.
Die erfindungsgemäßen Mischungen können 0,01 bis 400 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 100 Gew.-%, bezogen auf die Summe der Komponenten A+B, übliche Zusatzstoffe enthalten, z. B. Fasern wie Glasfasern, Kohlenstoffasern, anorganische Füllstoffe, z. B. Zinkoxid, Titanoxid, Mag­ nesiumcarbonat, Talkum, Calciumcarbonat, Calciumsulfat, Metallpulver wie Zink, Aluminium usw. und übliche Pig­ mente.
Die erfindungsgemäßen Mischungen weisen gegenüber unsta­ bilisiertem Polyarylensulfid den Vorteil auf, bei Bestrahlung mit Licht (langwelliges UV-Licht ab 305 nm) eine geringere Radikalbildungsgeschwindigkeit (gemessen durch ESR bei -110°C) aufzuweisen.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist die Verwendung der Mischungen zur Herstellung von Formkörpern, Fasern und Folien.
Beispiele Vergleichsbeispiel 1
Man stellt einen Schmelzkörper aus 10 g Poly-p-phenylen­ sulfid mit einer Schmelzviskosität von 44 Pa · s (306°C, 1000 s-1) her. Man schabt mit einem Korundschaber PPS- Flocken von diesem Schmelzkörper ab und füllt sie in ein ESR-Röhrchen (Durchmesser 3 mm). Man bestrahlt unter Luft bei -110°C mit einer 500 W-Hg-Lampe, deren kurz­ welliger Anteil (<305 nm) herausgefiltert wurde. Die niedrige Temperatur verhindert die Weiterreaktion der durch die Bestrahlung erzeugten Radikale.
Die Differenz der in 60 Minuten minus der in 30 Minuten gebildeten Radikale wird als Maß für die Radikalbil­ dungsgeschwindigkeit gewählt. Differenz: 182 (Relativ­ zahlen).
Die Vergilbung wird durch Messung eines Remissions­ spektrums mit einer Kugelgeometrie (d/8, mit Glanz) im Wellenbereich zwischen 400 und 700 nm gemessen. Als in­ tegraler Wert für die Vergilbung wird der Yellowness- Index, ΔYE, bestimmt.
Beispiel 1
Man stellt einen Schmelzkörper aus 10 g PPS (44 Pa · s) und 0,5 g 1,5-Bis-(phenylthio)-anthrachinon her. Die Diffe­ renz beträgt 35.
Beispiel 2
Man stellt einen Schmelzkörper aus 10 g PPS (44 Pa · s) und 0,5 g 1,8-Bis-(phenylthio)-anthrachinon her. Die Diffe­ renz beträgt 55.
Vergleichsbeispiel 2
Man stellt einen 80×10×4 mm Prüfkörper aus 60 Gew.-% PPS (44 Pa · s) und 40 Gew.-% Glasfaser CS 7916∞ (Amino­ silan-geschlichtet) her.
Die Vergilbung bei 35stündiger Bewitterung beträgt ΔYE=30. Die Zugfestigkeit beträgt 245 MPa, die Randfaserdehnung 1,8% und die Schlagzähigkeit (reversed notched ISO 180) 30 kJ/m2.
Beispiel 3
Man stellt einen 80×10×4 mm Schmelzkörper aus 59 Gew.-% PPS (44 Pa · s) und 40 Gew.-% CS 7916 und 1 Gew.-% 1,5-Bis-(phenylthio)-anthrachinon her.
Die Vergilbung bei 35stündiger Bewitterung beträgt ΔYE=15. Die Zugfestigkeit beträgt 263 MPa, die Randfaserdehnung 2% und die Schlagzähigkeit 31 kJ/m2.
Die erfindungsgemäßen Mischungen sind witterungsstabiler und weisen eine gegenüber reinen PPS-Glasfaser-Compounds verbesserte Mechanik auf.

Claims (4)

1. Mischungen aus 99,9 Gew.-% bis 90 Gew.-% an Poly­ arylensulfiden und 0,1 Gew.-% bis 10 Gew.-% an Anthrachinonderivaten der Formel (I) wobei
R¹ bis R⁴ gleich oder verschieden sein können und Wasserstoff oder der Formel (II) entsprechen, wobei mindestens ein Rest der Formel (II)-S-R⁵ (II)in welcher
R⁵ für einen C₁-C₂₂-Alkylrest, einen C₇-C₂₂- Alkylarylrest oder einen C₆-C₁₄-Arylrest steht,
entsprechen muß.
2. Mischungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,01 bis 400 Gew.-% Glasfasern enthalten.
3. Mischungen nach Anspruch 1, enthaltend 0,1 bis 3 Gew.-% eines Bismaleinimids eines Diamins.
4. Verwendung der Mischungen nach Anspruch 1 zur Herstellung von Formkörpern, Fasern und Folien.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103959137A (zh) * 2011-08-19 2014-07-30 Hoya株式会社 塑料透镜的制造方法
US9394430B2 (en) 2012-04-13 2016-07-19 Ticona Llc Continuous fiber reinforced polyarylene sulfide

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CN103959137A (zh) * 2011-08-19 2014-07-30 Hoya株式会社 塑料透镜的制造方法
CN103959137B (zh) * 2011-08-19 2015-07-22 Hoya株式会社 塑料透镜的制造方法
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