DE60109275T2

DE60109275T2 - Polyarylenether-polystyrol zusammensetzung

Info

Publication number: DE60109275T2
Application number: DE60109275T
Authority: DE
Inventors: Johannes Fortuyn; Juraj Liska
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2001-01-02
Publication date: 2006-04-13
Anticipated expiration: 2021-01-03
Also published as: CN1196745C; ES2237549T3; EP1259567A1; CN1411492A; US6306953B1; WO2001060917A1; JP2003523437A; EP1259567B1; DE60109275D1; ATE290571T1; AU2001226259A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Polyarylenether-Polystyrol-Zusammensetzungen und bezieht sich insbesondere auf Polyarylenether-Polystyrol-Zusammensetzungen mit verringerten, flüchtigen Emissionen und verringertem Geruch.
Es gab seit langem einen Bedarf nach der Verringerung flüchtiger Emission von Thermoplasten, insbesondere von Thermoplasten, die in Innenräumen verwendet werden. Dieser Wunsch resultiert sowohl aus ästhetischen als auch aus toxikologischen Überlegungen. Es wurden beachtliche Anstrengungen unternommen, den Geruch und die flüchtigen Emissionen von Polyarylenether-enthaltenden Thermoplasten zu reduzieren und viele, verschiedene Lösungen wurden vorgeschlagen.
US-Patent Nr. 5,001,214 von White et al beschreibt die Herstellung von geruchsvermindertem Polyphenylenether aus einem aufgereinigten, phenolischen Monomer und einem Amin-freien Katalysator. US-Patent Nr. 5,089,091 von Fox et al beschreibt das Mischen von einem Polyphenylenether-Harz mit Wasser zur Bildung einer wässrigen Suspension und dann das Abdestillieren des Wassers zur Entfernung flüchtiger Verunreinigungen. Die japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 07-138466 beschreibt eine geruchsverminderte Zusammensetzung, die ein Polyphenylenether-Harz, Ruß und ein synthetisches Zeolith umfasst. Die japanische Patentveröffentlichung Nr. JP 09-279013 beschreibt eine leitfähige, geruchsverminderte Zusammensetzung, die Polyphenylenether, Polystyrol, Ruß und ein aromatisches Carbonsäurehydrid umfasst.
Es besteht weiterhin ein Bedarf nach thermoplastischen Zusammensetzungen mit verringerter, flüchtiger Emission.
Kurze Zusammenfassung der Erfindung
Eine thermoplastische Zusammensetzung, die (a) 5 bis 95 Gew.-% eines Polyarylenethers, (b) 5 bis 95 Gew.-% eines Polystyrols, (c) gegebenenfalls 0,1 bis 15 Gew.-% eines kautschukartigen Materials und (d) 0,1 bis 10 Gew.-% einer Aktivkohle, die sich von Gemüseabfall ableitet und eine Oberfläche von 200 bis 2000 m² pro Gramm (m²/g) aufweist, umfasst, wobei alle Gewichtsprozente auf dem Gewicht der Gesamtzusammensetzung basieren, weist reduzierte Styrol- und Butanalemissionen auf.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Die thermoplastische Zusammensetzung umfasst: (a) 5 bis 95 Gew.-% eines Polyarylenethers, (b) 5 bis 95 Gew.-% eines Polystyrols, (c) gegebenenfalls 0,1 bis 15 Gew.-% eines kautschukartigen Materials und (d) 0,1 bis 10 Gew.-% einer Aktivkohle, die sich von Gemüseabfällen ableitet und eine Oberfläche von 200 bis 2000 m²/g hat, wobei alle Gewichtsprozente auf dem Gewicht der Gesamtzusammensetzung basieren.
Die Zusammensetzung umfasst mindestens ein Polyarylenether-Harz. Obwohl alle konventionellen Polyarylenether bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, werden Polyphenylenether („PPE") bevorzugt. Polyarylenether sind an sich bekannte Polymere, die eine Mehrzahl von Struktureinheiten der Formel:
umfassen, wobei in jeder Struktureinheit jeder Rest Q¹ unabhängig Halogen, ein primäres oder sekundäres C_1-7-Alkyl, Phenyl, Haloalkyl, Aminoalkyl, Kohlenwasserstoffoxy oder ein Halokohlenwasserstoffoxy ist, wobei mindestens zwei Kohlenstoffatome das Halogen und die Sauerstoffatome trennen, und wobei jeder Rest Q² unabhängig Wasserstoffhalogen, primäres oder sekundäres C_1-7-Alkyl, Phenyl, Haloalkyl, Kohlenwasserstoffoxy oder Halokohlenwasserstoffoxy, wie für Q¹ definiert, ist. Vorzugsweise ist jeder Rest Q¹ Alkyl oder Phenyl, insbesondere C_1-4-Alkyl und jeder Rest Q² ist Wasserstoff.
Sowohl Polyarylenetherhomopolymere als auch -copolymere werden eingeschlossen. Die bevorzugten Homopolymere sind solche, die 2,6-Dimethylphenylenether-Einheiten enthalten. Geeignete Copolymere schließen statistische Copolymere ein, die beispielsweise derartige Einheiten in Kombination mit 2,3,6-Trimethyl-1,4-phenylenethereinheiten umfassen, oder Copolymere, die von der Copolymerisation von 2,6-Dimethylphenol mit 2,3,6-Trimethylphenol abgeleitet sind. Polyarylenether, die Einheiten enthalten, die durch Pfropfen von Vinylmonomeren oder -polymeren, wie beispielsweise Polystyrolen, hergestellt werden, sowie gekoppelte Polyarylenether, bei welchen Kupplungsmittel, wie beispielsweise Polycarbonate mit niederem Molekulargewicht, Chinone, Heterocyclen, und Formale eine Reaktion mit den Hydroxygruppen der beiden Polyarylenetherketten in bekannter Weise unterlaufen, um ein Polymer mit einem höheren Molekulargewicht herzustellen, werden ebenfalls eingeschlossen. Die Polyarylenether der vorliegenden Erfindung schließen weiterhin Kombinationen von jedem der obigen Polymere ein.
Die Polyarylenether haben im allgemeinen ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 3000 bis 40000 und ein Gewichtsmittel des Molekulargewichts von 20000 bis 80000, ermittelt durch Gelpermeationschromatographie. Die Polyarylenether haben im allgemeinen eine Grenzviskosität von 0,10 bis 0,60 Deziliter pro Gramm (dL/g), vorzugsweise 0,29 bis 0,48 dL/g, alle gemessen in Chloroform bei 25°C. Es ist auch möglich, einen Polyarylenether mit einer hohen Grenzviskosität und einen Polyarylenether mit einer niedrigen Grenzviskosität in Kombination zu verwenden. Die Ermittlung eines genauen Verhältnisses, wenn zwei Grenzviskositäten verwendet werden, wird ein bisschen von den genauen Grenzviskositäten der verwendeten Polyarylenether und der endgültigen physikalischen Eigenschaften, die gewünscht werden, abhängen.
Der Polyarylenether wird typischerweise durch oxidative Kupplung von mindestens einer monohydroxyaromatischen Verbindung, wie beispielsweise 2,6-Xylenol oder 2,3,6-Trimethylphenol, hergestellt. Im allgemeinen werden Katalysatorsysteme für eine derartige Kupplung verwendet. Sie enthalten typischerweise mindestens eine Schwermetallverbindung, wie beispielsweise eine Kupfer-, Mangan- oder Kobaltverbindung, üblicherweise in Kombination mit vielen, verschiedenen anderen Materialien.
Für viele Zwecke besonders nützliche Polyarylenether sind solche, die Moleküle mit mindestens einer Aminoalkyl-enthaltenden Endgruppe umfassen. Der Aminoalkyl-Rest ist typischerweise in der Ortho-Position zu der Hydroxygruppe angeordnet. Produkte, die derartige Endgruppen enthalten, können erhalten werden, indem man ein geeignetes, primäres oder sekundäres Monoamin, wie beispielsweise Di-n-butylamin oder Dimethylamin, als einen der Bestandteile der oxidativen Kupplungsreaktionsmischung verwendet. Auch liegen häufig 4-Hydroxybiphenyl-Endgruppen vor, die typischerweise aus Reaktionsmischungen erhalten werden, bei welchen ein Diphenolchinon-Nebenprodukt vorliegt, insbesondere bei einem Kupferhalogenid/sekundären oder tertiären Amin-System. Ein wesentlicher Anteil der Polymermoleküle, der typischerweise so viel wie ungefähr 90 Gew.-% des Polymers ausmacht, kann mindestens eine der Aminoalkyl-enthaltenden und der 4-Hydroxybiphenyl-Endgruppen enthalten.
Aus dem Vorhergehenden wird für den Fachmann offensichtlich, dass die Polyarylenether alle zur Zeit Bekannten einschließen, unabhängig von Struktureinheitvariationen oder zusätzlichen, chemischen Merkmalen.
Eine geeignete Menge des Polyarylenethers in der Zusammensetzung ist 5 bis 95 Gew.-%, wobei eine bevorzugte Menge 20 bis 80 Gew.-% ist. Eine Menge von 25 bis 75 Gew.-% wird noch mehr bevorzugt.
Die Zusammensetzung umfasst weiterhin mindestens ein Polystyrol. Der Ausdruck „Polystyrol", sowie er hierin verwendet wird, schließt Polymere ein, welche durch im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden und welche Substanz-, Suspension- und Emulsionspolymerisation umfassen, und die mindestens 25 Gew.-% Struktureinheiten enthalten, die von einem Monomer der Formel:
abgeleitet sind, wobei R¹ Wasserstoff, Niederalkyl mit 1 bis ungefähr 7 Kohlenstoffatomen oder Halogen ist, wobei Z¹ Vinyl, Halogen oder Niederalkyl mit 1 bis ungefähr 7 Kohlenstoffatomen ist und wobei p 0 bis 5 ist. Diese Harze schließen Homopolymere von Styrol, Chlorstyrol und Vinyltoluol, statistische Copolymere von Styrol mit einem oder mehreren Monomeren, die durch Acrylnitril, Butadien, α-Methylstyrol, Ethylvinylbenzol, Divinylbenzol und Maleinsäureanhydrid veranschaulicht werden, und Kautschuk-modifizierte Polystyrole, die Blends und Pfropfpolymere umfassen, wobei der Kautschuk ein Polybutadien oder ein kautschukartiges Polymer mit 70 bis 98 Gew.-% Styrol und 2 bis 30 Gew.-% Dienmonomer ist und ähnliche, und Kombination und Reaktionsprodukte, die mindestens eins der vorangehenden Polymere umfassen, ein. Es ist bekannt, dass Polystyrole mit Polyarylenethern in allen Anteilen mischbar sind, und die Zusammensetzung kann Polystyrol in einer Menge von 5 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 25 bis 75 Gew.-%, noch mehr bevorzugt 40 bis 60 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, enthalten.
Die Zusammensetzung enthält weiterhin gegebenenfalls mindestens ein kautschukartiges Material. Geeignete kautschukartige Materialien schließen solche ein, die ein Styrolblockcopolymer umfassen. Styrolblockcopolymere, die für die Polymerzusammensetzungen geeignet sind, umfassen Blöcke, die aus einer vinylaromatischen Verbindung, beispielsweise Styrol, aufgebaut sind, und Blöcke, die aus einer olefinischen Verbindung, beispielsweise Butadien, Ethylen, Propylen und ähnliche, aufgebaut sind, sowie Kombination, die zu mindestens einen der hervorgehenden Blöcke umfassen. Lineare Blockcopolymere, radiale „Teleblockcopolymere" und sogenannte „geklebte" Blockcopolymere (d.h. Blockcopolymere, die aus Blöcken aufgebaut sind, die über ein „statistisches" Copolymer der vinylaromatischen Verbindung und der (hydrierten) Dienverbindung verbunden sind) und ähnliche, sowie Kombinationen, die zu mindestens eins der vorhergehenden Copolymere umfassen, sind geeignet. Die Styrolblockcopolymere können ungesättigt sein, d.h. sie können verbleibende, olefinischungesättigte Stellen enthalten. Alternativ können die styrolischen Blockcopolymere gesättigt sein, d.h. sie können im wesentlichen frei von olefinischungesättigten Stellen sein.
Geeignete, ungesättigte Styrolblockcopolymere können ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 50000 bis 200000 haben, wobei Molekulargewichte von 80000 bis 1500 bevorzugt werden und wobei Molekulargewichte von 100000 bis 130000 noch mehr bevorzugt werden. Das ungesättigte Styrolblockcopolymer kann in einer Menge von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 0,3 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung, vorliegen. Geeignete, gesättigte Styrolblockcopolymere können ein Zahlenmittel des Molekulargewichts von 50000 bis 500000 haben, wobei Molekulargewichte von 100000 bis 400000 bevorzugt werden und wobei Molekulargewichte von 200000 bis 300000 noch mehr bevorzugt werden. Die gesättigten Styrolblockcopolymere können in einer Menge von 1 bis 15 Gew.-%, vorzugsweise 3 bis 10 Gew.-%, insbesondere 5 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung, vorliegen.
Geeignete Styrolblockcopolymere sind über zahlreiche Quellen kommerziell erhältlich, diese Quellen schließen Philipps Petroleum unter der Marke SOLPRENE^®, Shell Chemical Company unter der Marke KRATON^® und Kuraray unter der Marke SEPTON^® ein. Geeignete Materialien umfassen die ungesättigten Styrolblockcopolymere in den KRATON^® D-Serien (Styrol-Butadien-Styrol (SBS) und Styrol-Isopren-Styrol (SIS)) und die gesättigten Sty rolblockcopolymere in den KRATON^® G-Serien (Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol (SEBS) und Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol (SEPS)). Die Materialien, die als KRATON^® G 1650 und 1651 vertreiben werden, werden besonders bevorzugt.
Die Zusammensetzung schließt weiterhin eine von Gemüseabfällen abgeleitete Aktivkohle ein. Bevorzugte Aktivkohlen umfassen solche, die von Kokosnussschalen abgeleitet sind. Während Aktivkohlen mit Oberflächen von 200 bis 2000 m²/g geeignet sind, werden Oberflächen von 400 bis 1200 m²/g bevorzugt, wobei Oberflächen von 400 bis 1000 m²/g besonders bevorzugt werden und wobei Oberflächen von 600 bis 800 m²/g noch mehr bevorzugt werden. Für die Verwendung veranschaulichende Materialien sind Kokosnussschale-Aktivkohlen, die von Sutcliffe Speakman Carbons unter dem Handelsnamen Odourcarb als 205CP und 203CP vertrieben werden.
Die Aktivkohle kann in der Zusammensetzung in einer Menge verwendet werden, die wirksam ist, den Geruch der Zusammensetzung zu verringern. Die Menge der Aktivkohle ist im allgemeinen im Bereich von 0,1 bis 10 Gew.-%, vorzugsweise 1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 1 bis 3 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
Zusätzlich zu den zuvor beschriebenen Komponenten enthält die Zusammensetzung vorzugsweise ein oder mehrere Antioxidantien. Geeignete Antioxidantien schließen Organophosphite, beispielsweise Tris-nonyl-phenyl-phosphit, Tris-2,4-di-t-butylphenyl-phosphit, Bis-2,4-di-t-butylphenyl-pentaerythritol-diphosphit oder Distearyl-pentaerythritol-diphosphit oder ähnliche, gehinderte Phenole, wie beispielsweise alkylierte Monophenole, Polyphenole und alkylierte Reaktionsprodukte von Polyphenolen mit Dienen, wie beispielsweise Tetrakis-methylen-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat-methan, 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat-octadecyl, butylierte Reaktionsprodukte von para-Cresol und Dicyclopentadien, alkylierte Hydrochinone, hydroxylierte Thiodiphenylether, Alkyliden-Bisphenole, O-, N- und S-Benzylverbindungen, wie beispielsweise 3,5,3',5'-Tetra-tert-butyl-4,4'-hydroxydibenzylether, Octadecyl-4-hydroxy-3,5-dimethylbenzyl-mercaptoacetat, Tris-3,5-di-tert-butyl-4- hydroxybenzyl-amin und Bis-4-tert-butyl-3-hydroxy-2,6-dimethylbenzyl-dithioterephthalat, Ester von Beta-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl-propansäure mit Alkoholen mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen, Ester von Beta-5-tert-butyl-4-hydroxy-3-methylphenyl-propansäure mit Alkoholen mit einer oder mehreren Hydroxylgruppen, Amide von Beta-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl-propansäure und gehinderte, Phenol-substituierte Triazintrione, wie beispielsweise 1,3,5-Tris-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-s-triazintrion und ähnliche, und Ester von Thioalkyl- oder Thioarylverbindungen, wie beispielsweise Distearylthiopropionat, Dilaurylthiopropionat, Ditridecylthiodipropionat und ähnliche, sowie Kombinationen, die mindestens eine der vorrangehenden Verbindungen umfassen, ein. Bevorzugte Antioxidantien schließen Organophosphite und gehinderte Phenole ein. Ganz besonders bevorzugte Antioxidantien umfassen Tetrakis-methylen-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxycinnamat-methan, das von Ciba Specialty Chemicals unter der Marke IRGANOX^® als IRGANOX^® 1010 vertrieben wird, und 1,3,5-Tris-3,5-di-tert-butyl-4-hydroxybenzyl-s-triazintrion, das von Ciba Specialty Chemicals unter der Marke IRGANOX^® als IRGANOX^® 3114 vertrieben wird, sowie Antioxidans-Kombinationen, die zumindest eine dieser Verbindungen umfassen.
Das Antioxidans kann, wenn es verwendet wird, in einer Menge von 0,1 bis 3 Gew.-%, vorzugsweise 0,25 bis 2,5 Gew.-%, insbesondere 0,5 bis 2 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der Gesamtzusammensetzung, vorliegen.
Die Zusammensetzung kann auch, viele, verschiedene Additive, wie beispielsweise Flammhemmer, Stabilisatoren, Pigmente, verstärkende Mittel, Verarbeitungshilfsmittel, Weichmacher und ähnliche, enthalten.
Verschiedene anorganische Additive können in Polyarylenether-Harzen als verstärkende Mittel, Wärmestabilisatoren, Farbstoffe (organische und anorganische Pigmente, Farbstoffe) und elektroleitfähige Additive verwendet werden. Manche veranschaulichende Beispiele decken die Verbindungen, wie beispielsweise viele, verschiedene Typen von Siliciumdioxiden und Aluminiumoxiden, Zeolithen, Aluminiumhydroxid, Magnesiumhydroxiden, Titandioxid, Kaliumtitanat und Titanwhiskers, Calciumcarbonat, Calciumsulfaten, Kaolin, Talk, Wollastonit, Kalksteinprodukten, Mika, Bariumsulfat, Carbonfasern und -fibrillen, Ruß, Glasperlen und -fasern usw., ab. Derartige Additive können in einer Menge von 0,1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 0,5 bis 20 Gew.-% und insbesondere 1 bis 5 Gew.-% verwendet werden.
Viele Stabilisatoren, die in Kunststoffen verwendet werden, können Teil einer Polyarylenetherformulierung sein, beispielsweise UV-Stabilisatoren, Radikal- und Hydroperoxid-Fänger, wie beispielsweise gehinderte Phenole, gehinderte Amine, Benzofuranone, Benzotriazole, Benzophenone, Hydroxylamine, organische Phosphite und Phosphate, Thioether, Thioester, Zinkoxid, Zinksulfid und ähnliche, sowie Kombinationen, die mindestens eine der vorgehenden Substanzen umfassen.
Weitere Additive, die in der Zusammensetzung verwendet werden können, schließen: Schmiermittel zur Erhöhung der Entformbarkeit und der Fließfähigkeit, wie beispielsweise metallische Stearate, Kohlenwasserstoffe (die Mineralöl, Polyolefine und Teflon umfassen), Fettsäuren und Fettalkohole, exotherme und/oder endotherme Treibmittel, Halogen-basierende, Metallhydrat-basierende oder Phosphor-basierende Flammhemmer, Weichmacher, die die Flexibilität, die Verarbeitbarkeit und die Dehnbarkeit erhöhen, wie beispielsweise Glutarate, Adipate, Azelate, Sebacate, Phthalate und ähnliche, und Adhäsionsförderer (Epoxidharze, Phenolharze, Acrylate, Terpene usw.) und ähnliche sowie Kombinationen ein, die mindestens eine der vorhergehenden Substanzen umfassen.
Die Zusammensetzung kann hergestellt werden, indem man den Polyarylenether, das Polystyrol, die Kautschukverbindung und die Aktivkohle sowie alle optionalen Bestandteile unter Verwendung irgendeiner bekannten Mischausrüstung und irgendeinem bekannten Mischverfahren kombiniert. Beispielsweise kann ein trockenes Vorblend aller Bestandteile gebildet werden, das Vorblend kann auf eine Temperatur erwärmt werden, die dazu ausreicht, ein Schmelzen zu bewirken (beispielsweise bei 250°C bis 350°C) und das aufgeschmolzene Vorblend kann in einem Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder extru diert werden. Das extrudierte Material kann zerkleinert, geschnitten oder auf eine kleinere Größe gemahlen und zu der gewünschten Gestalt und Größe spritzgegossen werden (zum Beispiel 250°C bis 320°C). Alternativ können die vielen, verschiedenen Komponenten zu verschiedenen Zeiten während dem Extrusionsverfahren geblendet werden. Das Wasserdampfabstrippen und das Anlegen von Vakuum kann während dem Mischen und/oder den Extrusionsschritten zur Entfernung von gebildeten flüchtigen Verbindungen in vorteilhafter Weise verwendet werden.
Die Erfindung wird durch die folgenden, nicht-beschränkenden Beispiele weiter veranschaulicht.
Beispiele
Die Formulierungen A–J wurden aus einer gemeinsamen Grundformulierung hergestellt, die aus 40 Gew.-% Polyphenylenether mit einer Grenzviskosität von 0,4 (Chloroform, 25°C), der von GE Plastics als PPO^® 803 erhalten wurde; 30 Gew.-% kristallklarem Polystyrol, Zahlenmittel des Molekulargewichts 180000, das von Elf Atochem als Lacqrene 1810 erhalten wurde, 6,5 Gew.-% KRATON^® G1651 (ein Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol oder SEBS-Polymer, Zahlenmittel des Molekulargewichts = 270000, das von Shell Chemical Co. erhalten wurde), 10 Gew.-% Glasfasern, Durchmesser von 14 μm, die von Owens-Corning als CS122Y14P erhalten wurden, sowie einem Standardsatz Additive bestand, der aus Antioxidantien, Stabilisatoren einem Adhäsionsförderer und einem Entformungsmittel bestand.
Wie in der Tabelle dargelegt, variierten die Formulierungen A–J bezüglich dem Typ und der Menge der Aktivkohle. Die Aktivkohletypen werden unten beschrieben.
CB1: eine von Erdöl-abgeleitete Aktivkohle, die von Cabot BV als ELFTEX^® 470 geliefert wurde, Dibutylphthalat (DBP) Ölabsorption 109 bis 119 ml pro 100 g (mL/100 g), Oberfläche 126 bis 146 m²/g; pH 5,5 bis 9,5, 0,5% Asche, Siebrückstand 325 Maschenzahl (Mesh) 0,02%.
CB2: eine von Kokosnussschale-abgeleitete Aktivkohle, die von Sutcliffe Speakman Carbons, Ltd. als Odourcarb 208CP geliefert wurde, Tetrachlorkohlenstoffabsorption 60 bis 70 Gew.-%, Oberfläche 1100 bis 1200 m²/g; Härte 95 bis 99%, pH 9 bis 11, Asche 2 bis 5%, Partikelgröße 90% weniger als oder gleich 0,075 mm.
CB3: eine aus Kokosnussschale-abgeleitete Aktivkohle, die von Sutcliffe Speakman Carbons, Ltd. als Odourcarb 205CP geliefert wurde, Tetrachlorkohlenstoffabsorption 40 bis 50 Gew.-%, Oberfläche 800 bis 1000 m²/g; Härte 96 bis 99%, pH 9 bis 11, Asche 2 bis 5%, Partikelgröße 90% weniger als oder gleich 0,075 mm.
CB4: eine aus Kokosnussschale-abgeleitete Aktivkohle, die von Sutcliffe Speakman Carbons, Ltd. als Odourcarb 203CP geliefert wurde, Tetrachlorkohlenstoffabsorption 30 bis 40 Gew.-%, Oberfläche 600 bis 800 m²/g; Härte 95 bis 99%, pH 9 bis 11, Asche 2 bis 5%, Partikelgröße 90% weniger als oder gleich 0,075 mm.
Die Bestandteile wurden in einem PapenMeyer-Mischer trockengeblendet und die resultierende Formulierung wurde auf einem 28 mm Doppelschnecken-Werner-Pfleiderer-Extruder bei 300°C unter Verwendung von Wasserdampfabstrippen und Anlegen von Vakuum extrudiert. Das Extrudat wurde zu Pellets verkleinert und in einer Stork 90 T-Spritzgussmaschine bei einer Temperatur von 285°C zu Testprüfkörpern geformt. Die Test-Prüfkörper wurden zur Emissionsmessung verwendet.
Die Emissionstests wurden unter Verwendung einer Headspace-Gaschromatographie gemäß dem Verfahren, das in der VDA-Empfehlung 277, die von der Organisation der Deutschen Automobilindustrie (VDA) veröffentlicht wurde, durchgeführt. Insgesamt wurden 2 Gramm Probenmaterial, in Stü cken, die von ungefähr 10 bis ungefähr 25 mg reichten, von einer geformten Scheibe abgeschnitten und für 5 Stunden bei 120°C in einem 20 ml Headspace-Gläschen erwärmt. Die abgegebenen Dämpfe wurden durch Gaschromatographie mit Flammenionisationsdetektoren (FID) untersucht. Alle Peakflächen wurden integriert und von der Gesamtpeakfläche wurde die Emission berechnet und in Mikrogramm Kohlenstoff pro Gramm Material-Einheiten (μgC/g) ausgedrückt. Die Kalibrierung wurde mit einem externen Standard, Aceton in n-Butanol, durchgeführt.
Die Formulierungsvariationen und die Testergebnisse werden in der Tabelle gezeigt.
So zeigt der Versuch, dass die Zusammensetzungen der Erfindung mit einer Aktivkohle, die sich von Gemüseabfällen ableitet, verglichen mit den Zusammensetzungen, die entweder keinen zugegebenen Kohlenstoff oder eine von Erdöl-abgeleitete Aktivkohle enthielten, die Styrol- und die Butanal-Emissionen verringerten sowie die Gesamtemission verringerten. Es ist insbesondere überraschend, dass, als die Oberfläche der Aktivkohle variiert wurde, kleinere Aktivkohleoberflächen mit geringeren Emissionen aus den Zusammensetzungen einhergingen. Es sollte auch beachtet werden, dass die verringerten Emissionen erreicht wurden, ohne die physikalische Eigenschaften der Zusammensetzung zu opfern.

Claims

Eine thermoplastische Zusammensetzung umfassend: (a) 5 bis 95 Gew.-% eines Poly(arylenethers); (b) 5 bis 95 Gew.-% eines Polystyrols; (c) gegebenenfalls 0,1 bis 15 Gew.-% eines Kautschukmaterials; und (d) 0,1 bis 10 Gew.-% einer Aktivkohle, die sich von pflanzlichem Material ableitet und eine Oberfläche von 200 bis 2 000 m²/g hat; wobei alle Gewichtsprozente auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung bezogen sind.
Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aktivkohle sich von Kokosnussschalen ableitet.
Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Poly(arylenether) eine Mehrzahl von Struktureinheiten der Formel umfasst:
worin für jede Struktureinheit jedes Q¹ unabhängig Halogen, primäres oder sekundäres C_1-7 Alkyl, Phenyl, Haloalkyl, Aminoalkyl, Hydrocarbonoxy oder Halohydrocarbonoxy, worin wenigstens 2 Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome trennen, ist; und jedes Q² unabhängig Wasserstoff, Halogen, primäres oder sekundäres C_1-7 Alkyl, Phenyl, Haloalkyl, Hydrocarbonoxy oder Halohydrocarbonoxy wie für Q¹ definiert, ist.
Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Polystyrol wenigstens 25 Gew.-% an Struktureinheiten aufweist, die sich von einem Monomer der Formel ableiten:
worin R¹ Wasserstoff, C_1-7 Alkyl oder Halogen ist; Z¹ Vinyl, Halogen oder C_1-7 Alkyl ist; und p zwischen 0 und 5 ist.
Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kautschukmaterial ein Blockcopolymer ist ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Styrol-Butadien-Styrol, Styrol-Iospren-Styrol, Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol, und Styrol-Ethylen/Propylen-Styrol und Kombinationen umfassend wenigstens eines der vorangehenden.
Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1 weiterhin aufweisend 0,1 bis 3 Gew.-% eines Antioxidans.
Thermoplastische Harzzusammensetzung aufweisend das Reaktionsprodukt aus: (a) 5 bis 95 Gew.-% eines Poly(arylenethers); (b) 5 bis 95 Gew.-% eines Polystyrols; (c) gegebenenfalls 0,1 bis 15 Gew.-% eines Kautschukmaterials; und (d) 0,1 bis 10 Gew.-% einer Aktivkohle, die sich von pflanzlichem Material ableitet und eine Oberfläche von 200 bis 2 000 m²/g hat; wobei alle Gewichtsprozente auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung bezogen sind.
Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Zusammensetzung, bei welchem man: 5 bis 95 Gew.-% eines Polyarylenethers, 5 bis 95 Gew.-% eines Polystyrols, ggf. 0,1 bis 15 Gew.-% eines Kautschukmaterials; und 0,1 bis 10 Gew.-% einer Aktivkohle, die sich von pflanzlichem Material ableitet und eine Oberfläche von 200 bis 2 000 m²/g hat, wobei alle Gewichtsprozente auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung bezogen sind, zur Bildung eines Vorblends trocken blendet; den Vorblend schmilzt; und den geschmolzenen Vorblend extrudiert.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der geschmolzene Vorblend unter Dampfstrippen und Vakuumziehen extrudiert wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorblend bei einer Temperatur von 250°C bis 350°C extrudiert wird.