DE60015403T2

DE60015403T2 - Syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung mit guter Schlagfestigkeit

Info

Publication number: DE60015403T2
Application number: DE60015403T
Authority: DE
Inventors: Xuequan Zhang; Jae Gon Lim
Original assignee: Samsung Atofina Co Ltd
Current assignee: Hanwha Total Petrochemicals Co Ltd
Priority date: 2000-12-18
Filing date: 2000-12-18
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2020-12-19
Also published as: WO2002050182A1; CN1461331A; EP1343843A4; CN1219818C; US20040030014A1; JP2004516353A; EP1343843A1; EP1343843B1; US6875804B2; AU2001220309A1; DE60015403D1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung mit einer guten Schlagfestigkeit. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung eine syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung in der ein syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) und ein hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) als Kompatibilisatoren verwendet werden und eine Diaminverbindung zugegeben wird, woraus sich die Bereitstellung einer guten Schlagfestigkeit ebenso wie gute mechanische Eigenschaften ergibt.
Hintergrund der Erfindung
Syndiotaktische Polymere sind sehr attraktive Polymere. Das Polymer weist eine niedrige spezifische Gravitation, eine niedrige Dielektrizitätskonstante, ein hohes Elastizitätsmodul, einen guten Hitzewiderstand, eine gute Steifheit, einen hohen Schmelzpunkt (T_m) von etwa 270°C und eine ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Chemikalien auf. Jedoch sind die Anwendungen der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzungen sehr begrenzt, weil die Schlagfestigkeit zu gering ist. Um solche Nachteile zu überwinden, wird ein Material zur Verstärkung gegenüber Schlag, wie Kautschuk und verschiedene Kompatibilisatoren für das syndiotaktische Polystyrol zugegeben und das Material zur Verstärkung gegenüber Schlag wurde für die syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung verwendet.
Das US-Patent Nr. 5,270,353 von Nakano et al. offenbart eine Harzzusammensetzung auf Styrolbasis, die ein Polymer auf Styrolbasis mit einer syndiotaktischen Konfiguration ohne funktionellen Gruppen, ein Polymer aus Styrolbasis mit einer Epoxygruppe und eine Oberfläche eines anorganischen Füllmittels, die wird mit einer Silanverbindung oder einer Tritiumverbindung behandelt wird, umfaßt.
Das US-Patent Nr. 5,352,727 von Okada offenbart eine Polystyrolzusammensetzung, die ein syndiotaktisches Polystyrol und einen syndiotaktischen Polystyrol Schlagmodifizier umfaßt, der syndiotaktische Schlagmodifizier ist das Reaktionsprodukt eines syndiotaktischen Polystyrol mit einer ersten funktionellen Gruppe und eines gummiartigen Elastomers, der eine zweite funktionelle Gruppe enthält, die erste und die zweite funktionelle Gruppe sind miteinander reaktionsfähig.
Das US-Patent Nr. 5,391,603 von Wessel et al. beschreibt eine Zusammensetzung, die ein syndiotaktisches, vinylaromatisches thermoplastisches Harz, ein gummartiges schlagabsorbierendes domänebildendes Polymer, ein keimbildendes Mittel für das syndiotaktische, vinylaromatische thermoplastische Harz, ein Mineral, Glas, Keramik, Polymer- oder Kohlenstoffverstärkungsmittel und eine oder mehrere Polyarylenether oder mit polaren Gruppen modifizierte Polyarylenether umfaßt.
Das US-Patent Nr. 5,543,462 von Okada et al. offenbart eine schlagresistente Polystyrolzusammensetzung, die ein Styrolpolymer mit syndiotaktischer Konfiguration und ein gummiartiges Elastomer, das mit einem Modifikationsmittel modifiziert wurde, das eine polare Gruppe und wahlweise ein gummiartiges Elastomer und/oder ein Poly(phenylenether) aufweist, umfaßt.
Das US-Patent Nr. 5,654,365 von Havriliak, Jr. et al. beschreibt eine syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung, die mit einer Mischung aus Polystyrol-hydriertem Polybutadien-Blockcopolymeren und einem oder mehreren Kern/Schalen-Modifikatoren, die auf einem leichten oder nicht quervernetztem Kautschukkern basieren, schlagmodifiziert ist.
Das US-Patent Nr. 5,760,105 von Okada et al. offenbart eine Styrolharzzusammensetzung, die ein Styrolpolymer mit syndiotaktischer Konfiguration (sPS) oder modifiziertem sPS, ein thermoplastisches Harz mit einer polaren Gruppe, ein gummiartiges Elastomer mit einer Affinität gegenüber sPS und einem Kompatibilisator mit einer polaren Gruppe, umfaßt.
Das US-Patent Nr. 5,777,028 von Okada et al. beschreibt eine schlagresistente Polystyrolzusammensetzung, die ein Styrolpolymer mit einer syndiotaktischen Konfiguration, ein gummiartiges Elastomer mit einer Olefinkomponente oder ein Polyolefin und Styrol/Olefin-Block- oder Pfropfcopolymer mit einer Mikrophasentrenntemperatur von 180°C, umfaßt.
Es gibt zwei bekannte hauptsächlich verwendete Verfahren zur Herstellung einer syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung. Das eine betrifft die Verbesserung der Elastizität der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung durch einfaches Mischen eines syndiotaktischen Polystyrols und einer Kautschukkomponente und das andere betrifft die Verbesserung der Oberflächeneigenschaften zwischen einem syndiotaktischen Polymer und einer Kautschukkomponente, wobei eine andere Kautschukkomponente als Kompatibilisator verwendet wird, um die Phasentrennung an der Oberfläche zu verhindern. Das letztere Verfahren ist besser in der Verarbeitbarkeit und den physikalischen Eigenschaften. Jedoch ist das letztere Verfahren auf eine Verbesserung der Polarität sowohl des syndiotaktischen Polymers als auch der Kautschukkomponente fokussiert und die Kautschukkomponente trägt nicht zur Verbesserung der Schlagfestigkeit der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung bei.
Demgemäß haben die genannten Erfinder eine syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung mit guter Schlagfestigkeit ebenso wie guten mechanischen Eigenschaften entwickelt, bei der ein syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) und ein hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) als Kompatibilisatoren verwendet werden und eine Diaminverbindung als Kupplungsvermittler zugegeben wird. Die Kompatibilisatoren und der Kupplungsvermittler verleihen sowohl dem syndiotaktischen Polystyrol als auch der Kautschukkomponente Polarität und der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung Schlagfestigkeit.
Aufgaben der Erfindung
Eine Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung mit einer guten Schlagfestigkeit als auch guten mechanischen Eigenschaften.
Ein anderes Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung mit einer guten Kompatibiltät zwischen einem syndiotaktischen Polystyrol und einer Kautschukkomponente, bei der ein syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) und ein hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) als Kompatibilisatoren verwendet werden und ein Diamin als Kupplungsvermittler zugegeben wird.
Ein weiteres Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt in der Bereitstellung einer syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung mit guten physikalischen Eigenschaften, die für deren verschiedene Anwendungen benötigt werden.
Andere Aufgaben und Vorteile dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden Beschreibung und den angefügten Ansprüchen klar.
Zusammenfassung der Erfindung
Bei der syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Kompatibilität zwischen einem syndiotaktischen Polystyrol und einer Kautschukkomponente und die mechanischen Eigenschaften, wie Schlagfestigkeit, ausgezeichnet, wobei ein syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) und ein hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEES-MA) als Kompatibilisatoren verwendet werden und eine Diaminverbindung als Kupplungsvermittler zugegeben wird. Die Kompatibilisatoren und der Kupplungsvermittler verbessern die Polarität zwischen dem syndiotaktischen Polystyrol dem Anteil der Hauptmatrix und SEBS des Kautschukdomänenanteils und verbessern die Schlagfestigkeit der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Rasterelektronenmikrospkopaufnahme der Oberfläche des syndiotaktischen Polystyrol/Polypropylens; und
2 ist eine Rasterelektronenmikrospkopaufnahme der Oberfläche des sPS/sPS-MA/PP/PP-MA/Diamins.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine gute Kompatibilität zwischen einem syndiotaktischen Polystryrol und einer Kautschukkomponente und gute mechanische Eigenschaften, wie Schlagfestigkeit, auf. Für die syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung wird ein syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) und ein hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) als Kompatibilisatoren und eine Diaminverbindung als Kupplungsvermittler verwendet. Die Kompatibilisatoren und der Kupplungsvermittler können die Polarität sowohl des syndiotaktischen Polystyrols als auch der Kautschukkomponente und die Schlagfestigkeit der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung verbessern.
Das hydrierte Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) und das syndiotaktische Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) führen eine Kupplungsreaktion mit einer Diaminverbindung durch und verbessern die einheitliche Vermischung des syndiotaktischen Polystyrols und der Kautschukverbindung. Die Kupplungsreaktion zwischen dem hydrierten Stryol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBA-MA) und dem syndiotaktischen Polystyol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) läuft, wie nachfolgend dargestellt, ab:
ist.
Alle diese Komponenten, die die syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung bilden, werden nachfolgend einzeln beschrieben:
(A) Syndiotaktisches Polystyrol (sPS)
Im allgemeinen werden Polystyrole in ataktische, isotaktische und syndiotaktische Strukturen eingeteilt, abhängig von der Position der Benzolringe als Seitenketten. Ein ataktisches Polystyrol hat eine unregelmäßige Anordnung der Benzolringe und ein isotaktisches Polystyrol hat eine Anordnung, in der die Benzolringe auf einer Seite der Hauptkette des Polymer spositioniert sind. Auf der anderen Seite weist ein syndiotaktisches Polystyrol eine regelmäßige abwechselnde Anordnung der Benzolringe auf.
Die syndiotaktischen Polystyrole werden aus einem Styrolmonomer unter Verwendung eines Katalysatorsystems aus einem Metallocenkatalysator und einem Cokatalysator hergestellt. Der Metallocenkatalysator hat eine Brückenstruktur aus einem Komplex der Gruppe IV der Übergangsmetalle, wie Ti, Zr, Hf usw., des Periodensystems der Elemente und einen Liganden mit einer oder zwei Cycloalkandienylgruppen, wie Cyclopentadienylgruppe, Indenylgruppe, Fluorenylgruppe und deren Derivaten. Weil die Metallcenkatalysatoren eine große Aktivität aufweisen, können mit den Katalysatoren Polymere mit besseren physikalischen Eigenschaften als mit den Ziegler-Natta-Katalysatoren hergestellt werden. Die US-Patentanmeldungen mit den Aktenzeichen Nr. 08/844109 und 08/844110 offenbaren neue mit Alkylbrücken verbundene zweikernige Metallocenkatalysatoren, Silylbrücken verbundene zweikernige Metallocenkatalysatoren und Alkylsilylbrücken verbundene zweikernige Metallocenkatalysatoren, um Styrole zu polymerisieren, mit dem Polystyrole mit hoher Stereoregularität, hohen Schmelzpunkten und guten Molekulargewichtsverteilungen hergestellt werden.
Die US-Patentanmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 09/231884, eingereicht am 14. Januar 1999, offenbart ein neues syndiotaktisches Polystyrol, das mit dem Katalysatorsystem aus einem Metallocenkatalysator und einem Cokatalysator hergestellt wurde.
Es ist bevorzugt eine syndiotaktisches Polystyrol mit einer Syndiotaktivität von 97 % oder mehr für diese Erfindung zu verwenden.
Das syndiotaktische Polystyrol wird in eine Menge von etwa 50 bis 90 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
(B) Kautschukkomponente
Eine Kautschukkomponente wird zu der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zugegeben. Ein hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS) wird unter den Kautschukkomponenten bevorzugt. Polypropylen-Kautschuk (PP), Ethylen/Propylen/Dien-Kautschuk (EPDM) oder Ethylvinylacetat (EVA) können SEBS ersetzen. Die Kautschukkomponente absorbiert Schläge und verbessert die Schlagfestigkeit der Harzzusammensetzung.
Die Kautschukkomponente wird in einer Menge von etwa 1 bis 95 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
(C) Erster Kompatibilisator
Wenn SEBS als Kautschukkomponente für die syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird ein hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) als ein erster Kompatibilisator verwendet, um die Kompatibilität zwischen dem syndiotaktischen Polystyrol und der Kautschukkomponente zu verbessern.
Das hydrierte Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) wird durch Behandlung von hydriertem Styrol/Butadien/Styrol mit Maleinsäurenanhydrid hergestellt, was von einem Fachmann durchgeführt werden kann. Auch ist hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrd (SEBS-MA) im Handel erhältlich.
Wenn PP als Kautschukkomponente für die syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird eine Polypropylen-Pfropfmaleinsäureanhydrid (PP-g-MA) als erster Kompatibilisator verwendet, um die Kompatibilität zwischen dem syndiotaktischen Polystyrol und der Kautschukkomponente zu verbessern.
Das Polypropylen-Pfropfmaleinsäureanhydrid (PP-g-MA) wird durch Behandlung von Polypropylen mit Maleinsäurenanhydrid hergestellt, was von einem Fachmann durchgeführt werden kann. Auch ist Polypropylen-Pfropfmaleinsäureanhydrid (PP-g-MA) im Handel erhältlich.
Wenn EPDM als Kautschukkomponente für die syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird ein Ethylen/Propylen/Dien-Pfropfmaleinsäureanhydrid (EPDM-g-MA) oder ein Ethylen/Propylen/Dien-Pfropfpolystyrol (EPDM-g-PS) als ein erster Kompatibilisator verwendet, um die Kompatibilität zwischen dem syndiotaktischen Polystyrol und der Kautschukkomponente zu verbessern.
Das ein Ethylen/Propylen/Dien-Pfropfmaleinsäureanhydrid (EPDM-g-MA} wird durch Aufpfropfen von Maleinsäureanhydrid auf Ethylen/Propylen/Dien hergestellt, was von einem Fachmann durchgeführt werden kann. Auch ist Ethylen/Propylen/Dien-Pfropfmaleinsäureanhydrid (EPDM-g-MA) im Handel erhältlich. Das ein Ethylen/Propylen/Dien-Pfropfpolystyrol (EPDM-g-PS) wird durch Aufpfropfen von Polystyrol auf Ethylen/Propylen/Dien hergestellt, was von einem Fachmann durchgeführt werden kann. Auch ist Ethylen/Propylen/Dien-Pfropfpolystyrol (EPDM-g-PS) im Handel erhältlich.
Wenn EVA als Kautschukkomponente für die syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird kein Diamin verwendet.
Der erste Kompatibilisator wird in einer Menge von etwa 0 bis 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
(D) Zweiter Kompatibilisator
Ein syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäurenanhydrid (sPS-MA) wird für die syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, um die Kompatibilität zwischen dem syndiotaktischen Polystyrol und der Kautschukkomponente zu verbessern.
Das syndiotaktische Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) wird durch Behandlung des syndiotaktischen Polystyrols mit Maleinsäureanhydrid hergestellt, die mit einem speziellen besonderes Verfahren durchgeführt wird. Deshalb ist das syndiotaktische Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) nicht im Handel erhältlich.
Der zweite Kompatibilisator wird in einer Menge von etwa 0 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
(E) Polyphenylenoxid (PPO)
PPO wird zu der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zugegeben, um die Kompatibilität zwischen dem syndiotaktischen Polystyrol und der Kautschukkomponente zu verbessern. PPO ist im Handel erhältlich.
Polyphenylenoxid (PPO) wird in einer Menge von etwa 0 bis 10 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
(F) Kupplungsvermittler
Bei der vorliegenden Erfindung führen das hydrierte Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA) und das syndiotaktische Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) eine Kupplungsreaktiom mit einem Kupplungsvermittler aus, um die einheitliche Mischung des syndiotaktischen Polystyrols mit der Kautschukkomponente zu verbessern. Der Kupplungsvermittler ist vorzugsweise eine Diaminverbindung.
Das meisten bevorzugte Diamin wird, wie folgt, dargestellt:
Die Diaminverbindung wird in einer Menge von etwa 0,02 bis 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
Die syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann wahlweise ein Verstärkungsmaterial enthalten.
(G) Glasfasern
Ein Verstärkungsmaterial kann der syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung zugegeben werden. Glasfasern werden bevorzugt als Verstärkungsmaterial in dieser Erfindung verwendet.
Glasfasern werden in einer Menge von etwa 5 bis 40 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
(H) Andere Zusatzmittel
Andere Zusatzmittel können der Harzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung, wenn nötig, zugegeben werden. Diese Zusatzmittel schließen einen zusätzlichen Flammenverzögerer, ein Schmiermittel, ein Trennmittel, ein Antitropfmittel, einen Stoßmodifizier, einen Weichmacher, einen Hitzestabilisator, ein Antioxidationsmittel, einen Lichtstabilisator, Pigmente, Farbstoffe und dergleichen ein. Ein anorganisches Füllmittel, wie Talk, Siliciumdioxid, Glimmer oder Keramik kann auch zugegeben werden. Die Zusatzmittel werden in einer Menge von etwa 0 bis 40 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteilen der Harzzusammensetzung verwendet.
Eine erste syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt etwa 50 bis 95 Gewichtsteile eines syndiotaktischen Polystyrols (sPs), etwa 2 bis 20 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPA-MA), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), etwa 0,02 bis 20 Gewichtsteile Diamin und wahlweise 5 bis 30 Gewichtsteile Glasfasern.
Eine zweite syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung umfasßt etwa 50 bis 96 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol (sPS), etwa 1 bis 20 Gewichtsteile Polypropylenkautschuk (PP), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polypropylen-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (PP-gMA), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), und etwa 0,02 bis 30 Gewichtsteile Diamin.
Eine dritte syndiotaktische Polystrolharzzusammensetzung umfaßt etwa 50 bis 96 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol (sPS), etwa 1 bis 20 Gewichtsteile Ethylen/Propylen/Dien-Kautschuk (EPDM), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (EPDM-g-MA) oder Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Polystyrol (EPDM-g-PS), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), und etwa 0,02 bis 30 Gewichtsteile Diamin.
Eine vierte syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung umfaßt etwa 2 bis 90 Gewichtsteile syndiotaktischen Polystyrols (sPs), etwa 0 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS), etwa 2 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydnd (SEBS-MA), etwa 0 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPA-MA), etwa 2 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), etwa 0,02 bis 20 Gewichtsteile Diamin, und etwa 6 bis 90 Gewichtsteile Ethylvinylacetatcopolymer (EVA).
Eine fünfte syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung umfaßt etwa 2 bis 93 Gewichtsteile syndiotaktischen Polystyrols (sPs), etwa 0 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPA-MA), etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), etwa 5 bis 90 Gewichtsteile Ethylvinylacetatcopolymer (EVA), und etwa 1 bis 50 Gewichtsteile Glasfasern.
Die Erfindung kann unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele besser verstanden werden, mit denen eine Veranschaulichung beabsichtigt ist und die nicht zur Beschränkung des Umfangs der vorliegenden Erfindung, wie sie in den angefügten Ansprüchen definiert ist, gedacht sind. In den folgenden Beispielen sind alle Teile- und Prozentangaben in Gewicht, es sei denn, es wird anders angegeben.
Beispiele
Die syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung werden aus (A) einem syndiotaktischen Polystyrol (sPS), (B) einer Kautschukkomponente aus SEBS, PP, EPDM und EVA, (C) einem ersten Kompatibilisator aus hydriertem Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS.MA), Polypropylen-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (PP-g-MA), Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (EPDM-g-MA) und Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Polystyrol (EPDM-g-PS), (E) Polyphenylenoxid (PPO), (F) einem Kupplungsvermittler aus einer Diaminverbindung, (G) Glasfasern und (H) anderen Zusatzmitteln, hergestellt.
Die Komponenten mit denen die syndiotaktischen Polystyrolharzzusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung der Beispiele und Vergleichsbeispiele hergestellt werden, sind folgende:
(A) Syndiotaktisches Polystyrol (sPS)
Syndiotaktisches Polystyrol mit einer Syndiotaktivität von 97 % wurde in einem Glasreaktor hergestellt. Styrolmonomere werden in einem, mit einem Temperaturkontrollgerät, einem magnetischen Rührgerät oder einem mechanischen Rührgerät und Ventilen, durch die Monomere und Stickstoff zugeführt werden, ausgestatteten Glasreaktor hergestellt. In den Glasreaktor wird Methylaluminiumoxan als Cokatalysator gegeben und in dem Reaktor für 30 Minuten gerührt. Eine ausreichende Menge Katalysator wird in den Reaktor gegeben. Die Polymerisation wird bei 70°C gestartet. Nach einer Stunde Reaktion wird die Polymerisation durch Zugabe von Methanol beendet. Die erhaltene Lösung wird mit Methanol im Überschuß und Natriumhydroxid gewaschen und filtriert. Der erhaltene Polyer wird bei 90°C im Vakuum für etwa 4 Stunden getrocknet, um das syndiotaktische Polystyrol zu erhalten.
(B) Kautschukkomponente
(B₁) Hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS): Ein handelsübliches Produkt (Kraton G-1651) von Shell Co. wurde als SEBS verwendet.
(B₂) Polypropylenkautschuk (PP): Ein handelsübliches Produkt (HJ-400) von Samsung General Chemicals Co. wurde als PP verwendet.
(B₃) Ethylen/Propylen/Dien-Kautschuk (EPDM): Ein handelsübliches Produkt (KEP-570P) von Keumho Co. Korea wurde als EPDM verwendet.
(B₄) Ethylvinylacetatcopolymer (EVA): Ein handelsübliches Produkt (E220F: 22 Gewichts-Vinylacetat) von Samsung General Chemicals Co. wurde als EVA verwendet.
(C) Erster Kompatibilisator
(C₁) Hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA): Ein handelsübliches Produkt (M-1913) von Asahi Co. Japan wurde als SEBS-MA verwendet.
(C₂) Polypropylen-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (PP-g-MA): Das PP-g-MA wurde durch Pfropfen von Maleinsäureanhydrid auf Polypropylen hergestellt.
(C₃) Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Polystyrol (EPDM-g-PS): Das EPDM-g-PS wurde durch Reaktion von EPDM mit Styrolmonomeren synthetisiert.
(C₄) Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (EPDM-g-MA): Ein handelsübliches Produkt (Excellor) von Uniroyal Co. wurde als EPDM-MA verwendet.
(D) Zweiter Kompatibilisator
Das oben hergestellte syndiotaktische Polystyrol reagierte mit Dicumylperoxid und Maleinsäureanhydrid in einem 10 l Reaktionsgefäß, um syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA) als zweiten Kompatibilisator herzustellen.
(E) Polyphenylenoxid (PPO)
Ein handelsübliches Produkt (P401) von Asahi Co. Japan wurde als PPO verwendet.
(F) Kupplungsvermittler
Es wurde das unten dargestellte Diamin verwendet.
(G) Glasfasern
Ein handelsübliches Produkt (492A) von Owin-Corning Co. USA wurde als Glasfasern verwendet.
(H) Weitere Zusatzmittel
Geeignete Mengen an Antioxidationsmitteln wurden für die Harzzusammensetzungen der Beispiele und Vergleichsbeispiele verwendet.
Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4
Die Komponenten von Beispiel 1 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 sind in Tabelle 1 gezeigt.
Die Harzzusammensetzungen von Beispiel 1 und Vergleichsbeispielen 1 bis 4 werden in einem Chargenmischer von Haake Co. Deutschland durch Mischen bei 50 UPM und 280°C für sieben Minuten hergestellt. Proben von 1/8" wurden bei 300°C in einer Form gemäß ASTM D 256 und deshalb wurde die Izod-Schlagfestigkeit gemäß ASTM D 638 gemessen. Die Izod-Schlagfestigkeiten sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Harzzusammensetzung aus Beispiel 1 mit sPS-MA und Diamin zeigte eine bessere Izod-Schlagfestigkeit als die Harzzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 1 bis 4.
Tabelle 1
Zur Messung der physikalischen Eigenschaften der Harzzusammensetzungen des Beispiels 1 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 wurden die Harzzusammensetzungen als Pellets mit einem Doppelschneckenextruder bei 280°C hergestellt. Die Pellets wurden bei 80°C 3 Stunden getrocknet und zu Proben in einer 50ton Injektionformmaschine bei 300°C geformt. Mit dem Vergleichsbeispiel 2 wurde eine Harzzusammensetzung gemäß dem US-Patent Nr. 5777028 hergestellt. Die physikalischen Eigenschaften wie Formänderungsfestigkeit, Bruchfestigkeit, Dehnung, Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit. Die physikalischen Eigenschaften sind in Tabelle 2 gezeigt.
Tabelle 2
Anmerkung: Die Formänderungsfestigkeit und Bruchfestigkeit wurden gemäß ASTM D638 und die Dehnung, Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit wurden gemäß ASTM D790 gemessen.
Wie in Tabelle 2 gezeigt, zeigt die Harzzusammensetzung von Beispiel 1 mit sPS-MA und Diamin bessere Formänderungsfestigkeit, Bruchfestigkeit, Dehnung, Biegesteifigkeit und Biegefestigkeit als die Harzzusammensetzung von Vergleichsbeispiel 2.
Beispiele 2 bis 8
Die Komponenten der Beispiele 2 bis 8 sind in Tabelle 3 gezeigt. Beispiele 2 bis 8 wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 mit Ausnahme der Komponenten in Tabelle 3 durchgeführt. Die Izod-Schlagfestigkeiten sind in Tabelle 3 gezeigt.
Tabelle 3
Tabelle 3 zeigt, daß je mehr EPDM-g-MA als ein Kompatibilisator verwendet wird, desto besser wird die erhaltene Schlagfestigkeit. Wenn SEBS-MA als Kompatibilisator verwendet wird, im Falle der Verwendung von Diamin und einer kleinen Menge sPS-MA, zeigt die Harzzusammensetzung (Beispiel 5) die höchste Schlagfestigkeit.
Beispiele 9 bis 17 und Vergleichsbeispiel 5
Die Komponenten der Beispiele 9 bis 17 und des Vergleichsbeispiels 5 sind in Tabelle 4 gezeigt. Beispiele 9 bis 17 und Vergleichsbeispiel 5 wurden in der gleichen Weise wie Beispiel 1 mit Ausnahme der Komponenten in Tabelle 4 durchgeführt. Die Izod-Schlagfestigkeiten sind in Tabelle 4 gezeigt.
Tabelle 4
Tabelle 4 zeigt, daß je mehr Diamin und PP-g-MA verwendet werden, desto besser wird die erhaltene Schlagfestigkeit. 1 ist eine Rasterelektronenmikrospkopaufnahme (SEM) der Oberfläche des syndiotaktischen Polystyrol/Polypropylens von Vergleichsbeispiel 5 und 2 ist eine Rasterelektronenmikrospkopaufnahme (SEM) der Oberfläche des sPS/sPS-MA/PP/PP-MA/Diamins (76141161412). Wie in 1 gezeigt, ist die Oberfläche nicht einheitlich und die Izod-Schlagfestigkeit gering.
Beispiele 18 bis 19 und Vergleichsbeispiele 6 bis 12
Die Komponenten der Beispiele 18 bis 19 und Vergleichsbeispiele 6 bis 12 sind in Tabelle 5 gezeigt. Beispiele 18 bis 19 und Vergleichsbeispiele 6 bis 12 wurden in der gleichen Weise wie Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme der in Tabelle 5 angegebenen Komponenten. Die Izod-Schlagfestigkeiten sind in Tabelle 5 gezeigt.
Tabelle 5
Wie in den Beispielen 18 bis 19 in Tabelle 5 gezeigt, wenn Diamin verwendet wird und je mehr EPDM-g-MA verwendet wird, desto besser ist die erhaltene Schlagfestigkeit. Die Harzzusammensetzungen der Vergleichsbeispiele 6 bis 12, bei denen kein Diamin verwendet wurde, zeigen eine geringe Schlagfestigkeit.
Beispiele 20 bis 27
Die Komponenten der Beispiele 20 bis 27 sind in Tabelle 6 gezeigt. Beispiele 20 bis 27 wurden in der gleichen Weise wie Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme der in Tabelle 6 angegebenen Komponenten. Die Izod-Schlagfestigkeiten sind in Tabelle 6 gezeigt.
Tabelle 6
Wie in Tabelle 6 gezeigt, wurden die Beispiele 20 bis 27 so durchgeführt, um optimale Mengen an sPS und EVA zu erhalten. Um eine gute Izod-Schlagfestigkeit der Harzzusammensetzung zu erhalten, wird sPS vorzugsweise in etwa 35 bis 40 Gewichtsteilen und EVA vorzugsweise in etwa 55 bis 60 Gewichtsteilen verwendet.
Beispiele 28 bis 35
Die Komponenten der Beispiele 28 bis 35 sind in Tabelle 7 gezeigt. Beispiele 28 bis 35 wurden in der gleichen Weise wie Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme der in Tabelle 7 angegebenen Komponenten. Die Izod-Schlagfestigkeiten sind in Tabelle 7 gezeigt.
Tabelle 7
Wie in Tabelle 7 gezeigt, weist die Harzzusammensetzung (Beispiel 35), die aus EVA und GF besteht, eine geringe Schlagfestigkeit verglichen mit den anderen Harzzusammensetzungen. EVA ist eine Kautschukkomponente zur Absorption von Stößen und kann wirtschaftlicher als SEBS verwendet werden.
Die vorliegende Erfindung kann einfach von einem Fachmann ausgeführt werden. Viele Modifikationen und Änderungen können im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten sein, wie in den folgenden Ansprüchen definiert ist.

Claims

Syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung umfassend (a) etwa 50 bis 95 Gewichtsteile eines syndiotaktischen Polystyrols (sPs), (b) etwa 2 bis 20 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS), (c) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA), (d) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPA-MA), (e) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), und (f) etwa 0,02 bis 20 Gewichtsteile Diamin.
Syndiotaktische Polystryolharzzusammensetzung, wie in Anspruch 1 definiert, die des weiteren (g) etwa 5 bis 30 Gewichtsteile Glasfasern umfaßt.
Syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung umfassend (a) etwa 50 bis 96 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol (sPS), (b) etwa 1 bis 20 Gewichtsteile Polypropylenkautschuk (PP), (c) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polypropylen-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (PP-gMA), (d) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA), (e) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), und (f) etwa 0,02 bis 30 Gewichtsteile Diamin.
Syndiotaktische Polystrolharzzusammensetzung umfassend (a) etwa 50 bis 96 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol (sPS), (b) etwa 1 bis 20 Gewichtsteile Ethylen/Propylen/Dien-Kautschuk (EPDM), (c) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Maleinsäureanhydrid (EPDM-g-MA) oder Ethylen/Propylen/Dien-Pfropf-Polystyrol (EPDM-g-PS), (d) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPS-MA), (e) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), und (f) etwa 0,02 bis 30 Gewichtsteile Diamin.
Syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung, wie in irgendeinem Anspruch gemäß den Ansprüchen 1 bis 4, die weiterhin einen zusätzlichen Flammenverzögerer, ein Schmiermittel, ein Trennmittel, ein Antitropfmittel, einen Stoßmodifizier, einen Weichmacher, einen Hitzestabilisator, ein Antioxidationsmittel, einen Lichtstablisator, Pigmente, Farbstoffe und/oder ein anorganisches Füllmittel, umfaßt.
Syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung umfassend (a) etwa 2 bis 93 Gewichtsteile eines syndiotaktischen Polystyrols (sPs), (b) etwa 0 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS), (c) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPA-MA), (d) etwa 1 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), (e) etwa 5 bis 90 Gewichtsteile Ethylvinylacetatcopolymer (EVA), und (f) etwa 1 bis 50 Gewichtsteile Glasfasern.
Syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung umfassend (a) etwa 2 bis 90 Gewichtsteile eines syndiotaktischen Polystyrols (sPs), (b) etwa 0 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/Styrol-Blockcopolymer (SEBS), (c) etwa 2 bis 10 Gewichtsteile hydriertes Styrol/Butadien/-Styrol-Maleinsäureanhydrid (SEBS-MA), (d) etwa 0 bis 10 Gewichtsteile syndiotaktisches Polystyrol-Maleinsäureanhydrid (sPA-MA), (e) etwa 2 bis 10 Gewichtsteile Polyphenylenoxid (PPO), (f) etwa 0,02 bis 20 Gewichtsteile Diamin, und (g) etwa 6 bis 90 Gewichtsteile Ethylvinylacetatcopolymer (EVA).
Syndiotaktische Polystyrolharzzusammensetzung, wie in einem der Ansprüche 6 oder 7 definiert, die weiterhin einen zusätzlichen Flammen verzögerer, ein Schmiermittel, ein Trennmittel, ein Antitropfmittel, einen Stoßmodifizier, einen Weichmacher, einen Hitzestabilisator, ein Antioxidationsmittel, einen Lichtstablisator, Pigmente, Farbstoffe und/oder ein anorganisches Füllmittel, umfaßt.