DE4214846A1

DE4214846A1 - Formmasse aus Polymeren mit stark unterschiedlicher Fließfähigkeit

Info

Publication number: DE4214846A1
Application number: DE19924214846
Authority: DE
Inventors: Juergen Dr Schellenberg; Bernd Dr Hamann
Original assignee: BUNA AG 06258 SCHKOPAU DE; BUNA AG
Current assignee: Dow Olefinverbund GmbH
Priority date: 1992-05-05
Filing date: 1992-05-05
Publication date: 1993-11-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Formmasse auf der Grundlage von Polymeren mit stark unterschiedlicher Fließfähigkeit.

Eine Veränderung insbesondere der mechanischen, thermischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften von Kunststoffen ist häufig durch gezieltes Abmischen mit anderen zur Verfügung stehenden Polymerisation möglich. So ist eine Anzahl von Mischungen auf der Grundlage von Pfropfpolymerisaten vinylaromatischer Monomerer und monoolefinisch ungesättigter Nitrile auf einen Polybutadienkautschuk (ABS) mit anderen Polymerisaten bekannt, bei denen die disperse Phase des Pfropfpolymerisates mit den zugemischten Polymerisaten verträglich ist. Hierzu gehören beispielsweise Mischungen von ABS mit Polyvinylchlorid bzw. von ABS mit Poly(styren-co-maleinsäureanhydrid) (z. B. JP 606 755 1, DE 31 30 773). Dabei ergeben sich die Eigenschaftskennwerte und besonders das Schmelzfließverhalten dieser Mischungen häufig aus der Kombination der Eigenschaften der einzelnen Mischungskomponenten. Weniger erwünscht ist dabei auch, daß die Verträglichkeit der beiden Komponenten sehr stark von den ausgewählten Stoffsystemen, insbesondere aber auch andererseits vom Bereich der chemischen Zusammensetzung jeder Komponente und andererseits vom Mischungsverhältnis der Komponente miteinander als auch von ihrer Molmasse abhängig ist. Ein Verlassen dieser Verträglichkeitsbereiche führt sofort zu einer wesentlichen Verschlechterung der Eigenschaften der Polymermischung. Weiterhin müssen zum Erzielen einer homogenen Mischung und der sich daraus ergebenden Eigenschaften Polymerkomponenten mit weitgehend ähnlichen Schmelzfließverhalten verwendet werden.

Andererseits ist eine wesentlich größere Zahl von Mischungen auf der Grundlage von ABS mit anderen Polymeren bekannt, deren Komponenten miteinander unverträglich sind, beispielsweise ABS und Polyamid (z. B. US 438 137 1). Eine Mischung derartiger Komponenten führt zu Eigenschaftskennwerten, die häufig wesentlich schlechter als diejenigen der einzelnen Mischungsbestandteile sind. Gute Eigenschaftskennwerte sind hierbei jedoch nur durch Zugabe eines zusätzlichen Verträglichkeitsvermittlers zu erzielen. Zum Erhalt einer entsprechenden Polymermorphologie sind dabei Komponenten mit weitgehend ähnlichem Schmelzfließverfahren notwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Formmasse zu entwickeln, die aus Mischungen von Pfropfpolymerisation vinylaromatischer Monomerer und monoolefinisch ungesättigter Nitrile auf als Pfropfgrundlage dienende Dienhomo- oder -copolymerisate mit anderen Polymerisaten stark unterschiedlicher Fließfähigkeit bestehen. Diese Formmassen sollen sich durch ein verarbeitungsgerechtes Schmelzfließverhalten sowie durch gute Zähigkeit, Steifigkeit und Härte auszeichnen, ohne daß die Zugabe von zusätzlichen Verträglichkeitsmittlern notwendig ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Formmasse gelöst, die aus

A) 92 bis 99,9 Masseprozent eines Pfropfcopolymerisates enthaltend
- a) 40 bis 85 Masseprozent mindestens eines vinylaromatischen Monomers
- b) 10 bis 35 Masseprozent mindestens eines monoolefinisch ungesättigten Nitrils und
- c) 5 bis 30 Masseprozent mindestens eines als Pfropfgrundlage dienenden Dienhomo- oder -copolymerisates

mit einem Schmelzindex von 1 bis 80 g/10 min bei einer Temperatur von 220°C und einer Belastung von 98 N,

B) 0,1 bis 8 Masseprozent mindestens eines Copolymerisates enthaltend
- a) 40 bis 95 Masseprozent mindestens eines vinylaromatischen Monomers,
- b) 5 bis 60 Masseprozent mindestens eines (Meth-) acrylsäureesters mit einer C-Zahl der Alkylgruppe von 1 bis 8 und
- c) 0 bis 10 Masseprozent mindestens eines copolymerisierbaren Monomeren

mit einem Schmelzindex bei einer Belastung von 21,2 N im Bereich von 10 g/10 min bei 200°C bis 50 g/10 min bei 110°C und

C) 0 bis 8 Teilen, bezogen auf 100 Teile der Polymerisate A) und B), an Kunststoffadditiven besteht.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können als vinylaromatische Monomere beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol oder p-Methylstyrol verwendet werden. Als monoolefinisch ungesättigtes Nitril kann Acrylnitril eingesetzt werden. Als als Pfropfgrundlage dienendes Dienhomo- oder -copolymerisat kann z. B. ein Emulsionspolybutadien Verwendung finden. Der vorliegenden Erfindung entsprechend sind (Meth-)acrylsäureester mit einer C-Zahl der Alkylgruppe von 1 bis 8 beispielsweise 2-Ethylhexylacrylat, 2-Ethylhexylmethacrylat, Butylacrylat, Butylmethacrylat, Ethylacrylat oder Ethylmethacrylat.

Durch die Anwendung der erfindungsgemäßen Lösung werden Formmassen auf der Grundlage von Pfropfpolymerisation vinylaromatischer Monomerer und monoolefinisch ungesättigter Nitrile auf als Pfropfgrundlage dienende Dienhomo- oder -copolymerisate mit anderen Polymeren mit stark unterschiedlicher Fließfähigkeit erhalten, die sich durch gute bzw. verbesserte Eigenschaftskennwerte z. B. bezüglich Zähigkeit, Steifigkeit und Härte auszeichnen sowie ein verarbeitungsgerechtes Schmelzfließverhalten bei guter Verarbeitbarkeit aufweisen, obwohl ein Einstellen der Fließfähigkeiten der beiden Komponenten nicht vorgenommen wird. Die zur Erzielung eines guten Eigenschaftsbildes von unverträglichen Polymerkomponenten eigentlich notwendige Zugabe von zusätzlichen Verträglichkeitsvermittlern ist überflüssig.

Durch diese Vorgehensweise ist es möglich, einerseits bei gleichem Kautschukgehalt der Pfropfpolymerisate Produkte mit verbesserten Eigenschaften z. B. hinsichtlich der Zähigkeit zu erzielen bzw. andererseits Polymerisate mit gleichen anwendungstechnischen Eigenschaften bei vermindertem Kautschukgehalt zu erhalten.

Nachstehend soll die Erfindung an einigen ausgewählten Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Eingesetzte Propfpolymerisate

Als Pfropfpolymerisat von vinylaromatischen Monomeren und monoolefinisch ungesättigten Nitrilen auf als Pfropfgrundlage dienende Dienhomo- oder -copolymerisate wurde ein durch Emulsionspolymerisation hergestellten ABS-Polymerisat der folgenden Zusammensetzung und Eigenschaften verwendet:

Styrol:
61,1 Masseprozent
Acrylnitril:	20,4 Masseprozent
Polybutadien:	18,5 Masseprozent
	(durchschnittliche zahlenmittigere Teilchengröße: 52 nm)

K-Wert nach Fikentscher der im Aceton löslichen Phase (DMF, 0,5 g/100 ml, 25°C): 47,8
Schmelzindex (220°C, 98 N): 5,2 g/10 min
Weiterhin enthielt das Pfropfcopolymerisat 0,5 Teile eines Antioxidans, bezogen auf 100 Teile ABS-Pulver.

Copolymerisate

Für die Copolymerisate aus vinylaromatischen Monomeren und (Meth-)acrylsäureestern mit einer C-Zahl der Alkylgruppe von 1 bis 8 wurden Polymerisate des Styrols und n-Butylmethacrylats bzw. Methylmethacrylats mit den in Tabelle 1 angegebenen Zusammensetzungen und Eigenschaften ausgewählt, die durch Lösungspolymerisation erhalten wurden. Die Schmelzindices dieser Produkte liegen bei einer Belastung von 21,2 N im Bereich von 19,7 g/10 min bei 200° bis 52,6 g/10 min bei 120°C.

Herstellung und Eigenschaften der Formmassen

Die Herstellung der Formmassen erfolgte durch Compoundierung auf einem Ko-Kneter, wobei dem Gemisch zusätzlich 0,15 Teile eines Antioxidans, bezogen auf 100 Teile der Polymermischung, zugegeben wurden. Die Zusammensetzungen der hergestellten Formmassen sind entsprechend den Beispielen 1 bis 9 aus Tabelle 2 ersichtlich.

Nach der Herstellung der entsprechenden Prüfkörper nach DIN 16 772 erfolgte die Prüfung der nachfolgenden Eigenschaften nach den aufgeführten Vorschriften:

Zugfestigkeit:
DIN 53 455
Kerbschlagzähigkeit, Schlagzähigkeit:	DIN 53 453
Grenzbiegespannung:	DIN 53 452
Kugeldruckhärte:	DIN 53 456
Schmelzindex:	DIN 53 735
Vicat-Erweichungstemperatur:	DIN 53 460
Glasübergangstemperatur:	mittels DSC

Die Eigenschaften der den Beispielen 1 bis 9 entsprechenden Formmassen sind in der Tabelle 3 zusammengestellt. Dabei stellen die Beispiele 1 und 9 Vergleichsbeispiele dar. Beispiel 1 enthält die Eigenschaften des ABS-Ausgangspfropfcopolymerisates ohne Zusatz von Copolymerisaten. Beispiel 9 zeigt, daß bei der nicht erfindungsgemäßen Vorgehensweise zur Herstellung der Formmassen die gewünschten guten mechanischen, thermischen und verarbeitungstechnischen Eigenschaften nicht erzielt werden können.

Die Beispiele 2 bis 8 zeigen im Vergleich zu den Beispielen 1 und 9 sehr deutlich, daß bei erfindungsgemäßen Vorgehen Formmassen auf der Grundlage von Polymeren mit stark unterschiedlicher Fließfähigkeit erhalten werden, die sich gegenüber dem Ausgangspolymeren durch gute bzw. verbesserte Eigenschaftskennwerte z. B. bezüglich Steifigkeit, Härte und Zähigkeit auszeichnen sowie ein verarbeitungsgerechtes Schmelzfließverhalten bei guter Verarbeitbarkeit aufweisen.

Tabelle 1 - Zusammensetzungen und Eigenschaften der Copolymerisate

Tabelle 2 - Zusammensetzungen der hergestellten Formmassen

Tabelle 3 - Eigenschaften der hergestellten Formmassen

Claims

1. Formmasse auf der Grundlage von Polymeren mit stark unterschiedlicher Fließfähigkeit, bestehend aus

A) 92 bis 99,9 Masseprozent eines Pfropfcopolymerisates enthaltend
- a) 40 bis 85 Masseprozent mindestens eines vinylaromatischen Monomers,
- b) 10 bis 35 Masseprozent mindestens eines monoolefinisch ungesättigten Nitrils und
- c) 5 bis 30 Masseprozent mindestens eines als Pfropfgrundlage dienenden Dienhomo- und -copolymerisates

B) 0,1 bis 8 Masseprozent mindestens eines Copolymerisates enthaltend
- a) 40 bis 95 Masseprozent mindestens eines vinylaromatischen Monomers,
- b) 5 bis 60 Masseprozent mindestens eines (Meth-) acrylsäureesters mit einer C-Zahl der Alkylgruppe von 1 bis 8 und
- c) 0 bis 10 Masseprozent mindestens eines copolymerisierbaren Monomeren mit einem Schmelzindex bei einer Belastung von 21,2 N im Bereich von 10 g/10 min bei 200°C bis 50 g/10 min bei 110°C und
- c) 0 bis 8 Teilen, bezogen auf 100 Teile der Polymerisate A) und B), an Kunststoffadditiven.

2. Formmasse nach Anspruch 1, in der in den Bestandteilen A und B als vinylaromatisches Monomer Styrol dient.

3. Formmasse nach Anspruch 1 und 2, in der in den Bestandteilen A und B als monoolefinisch ungesättigtes Nitril Acrylnitril dient.

4. Formmasse nach den Ansprüchen 1 bis 3, in der im Bestandteil A als Pfropfgrundlage ein Emulsionsypolybutadien dient.

5. Formmasse nach den Ansprüchen 1 bis 4, in der im Bestandteil B als (Meth-)acrylsäureester mit einer C-Zahl der Alkylgruppe von 1 bis 8 n-Butylmethacrylat dient.