DE68919396T2 - Formkörper aus einer Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserter Plattierbarkeit. - Google Patents
Formkörper aus einer Polycarbonatzusammensetzung mit verbesserter Plattierbarkeit.Info
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Description
- Die Erfindung betrifft Gegenstände, die aus Polycarbonat-Formmassen formgepreßt sind, und insbesondere formgepreßte Gegenstände mit einer Metall-Beschichtung, die auf ihnen mittels eines Verfahrens des stromlosen Plattierens abgeschieden ist.
- Eine ein Polycarbonat-Harz und einen Metallisierungsregler enthaltende Formmasse hat sich als geeignet für die Herstellung metallbeschichteter Gegenständen erwiesen, bei denen die Metall-Beschichtung mittels eines Verfahrens des stromlosen Plattierens abgeschieden ist. Der erfindungsgemäße Metallisierungsregler ist ein Polyanhydrid. Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Einarbeitung einer flammenhemmenden Menge eines konventionellen Flammschutzmittels für Polycarbonat-Zusammensetzungen in die Formmasse.
- Der nächstliegende Stand der Technik ist EP-A 0 183 167, das sich geformten Erzeugnissen (100 mm x 100 mm x 3 mm, S. 11, Z. 21) befaßt, die aus thermoplastischen Zusammensetzungen formgepreßt sind, die aus 10-90 Gew.-% PC, 10-90 Gew.-% ABS und 0-60 Gew.-% SAN bestehen (Anspruch 1 und Tabelle 3). Die geformten Gegenstände sind mit einer Metall-Schicht (S. 11-12) beschichtet, die mittels eines Verfahrens des stromlosen Plattierens abgeschieden ist.
- Die in der Praxis der Erfindung brauchbaren Polycarbonat-Harze sind Homopolycarbonate, Copolycarbonate und Terpolycarbonate oder deren Gemische. Die Polycarbonate haben im allgemeinen ein Molekulargewicht von 10 000 bis 200 000 (Gewichtsmittel des Molekulargewichts), vorzugsweise von 20 000 bis 80 000, und ihre Schmelzflußrate, bestimmt nach ASTM D-1238 bei 300 ºC, beträgt etwa 1 bis etwa 60 g/10 min. Sie können beispielsweise hergestellt werden mittels des bekannten Grenzflächen-Verfahrens aus einem Kohlensäure-Derivat wie Phosgen und Dihydroxy- Verbindungen durch Polykondensation (siehe die Monographie von H. Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, New York, New York, 1964).
- Im vorliegenden Zusammenhang entsprechen Dihydroxy-Verbindungen, die für die Herstellung der Polycarbonate der Erfindung geeignet sind, den Strukturformeln (1) oder (2)
- worin
- A eine Alkylen-Gruppe mit 1 bis 8 Kohlenstoff-Atomen, eine Alkyliden-Gruppe mit 2 bis 8 Kohlenstoff-Atomen, eine Cycloalkylen-Gruppe mit 5 bis 15 Kohlenstoff-Atomen, eine Cycloalkyliden-Gruppe mit 5 bis 15 Kohlenstoff-Atomen, eine Carbonyl-Gruppe, ein Sauerstoff-Atom, ein Schwefel-Atom, -SO- oder -SO&sub2;- oder einen der Formel
- entsprechenden Rest bezeichnet,
- e und g beide die Zahlen 0 bis 1 bezeichnen,
- Z F, Cl, Br oder C&sub1;-C&sub4;-Alkyl bezeichnet, wobei in dem Fall, daß mehrere Reste Z Substituenten eines Aryl-Restes sind, diese gleich oder voneinander verschieden sein können,
- d eine ganze Zahl von 0 bis 4 bezeichnet und
- f eine ganze Zahl von 0 bis 3 bezeichnet.
- Zu den in der Praxis der Erfindung brauchbaren Bisphenolen zählen Hydrochinon, Resorcin, Bis(hydroxyphenyl)alkane, Bis(hydroxyphenyl)ether, Bis(hydroxyphenyl)ketone, Bis(hydroxyphenyl)sulfoxide, Bis(hydroxyphenyl)sulfide, Bis(hydroxyphenyl)sulfone und α,α'-Bis (hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole sowie deren kernalkylierte Verbindungen. Diese und weitere geeignete aromatische Dihydroxy-Verbindungen sind beispielsweise beschrieben in den US-Patenten 3 028 356; 2 999 835; 3 148 172; 2 991 273; 3 271 367 und 2 999 846. Weitere Beispiele für geeignete Bisphenole sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A), 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(4- hydroxyphenyl)cyclohexan, α,α'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)propan, 2,2- Bis-(3-chloro-4-hydroxyphenyl)propan, Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)methan, 212-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)sulfoxid, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)sulfon, Hydroxybenzophenon, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)cyclohexan, α,α'-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)cyclohexan, α,α'-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p- diisopropylbenzol und 4,4'-Sulfonyldiphenol.
- Beispiele für besonders bevorzugte aromatische Bisphenole sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4- hydroxyphenyl)propan und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)cyclohexan.
- Das am meisten bevorzugte Bisphenol ist 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)propan (Bisphenol A).
- Die Polycarbonate der Erfindung können in ihrer Struktur Einheiten enthalten, die sich von einem oder mehreren der geeigneten Bisphenole ableiten.
- Zu den in der Praxis der Erfindung geeigneten Harzen zählen Polycarbonat auf Phenolphthalein-Basis, Copolycarbonate und Terpolycarbonate, wie sie in den US-Patenten 3 036 036 und 4 210 741 beschrieben sind.
- Die Polycarbonate der Erfindung können auch dadurch verzweigt sein, daß darin kleine Mengen, z.B. 0,05 bis 2,0 Mol-% (bezogen auf die Bisphenole) einer Polyhydroxyl-Verbindung einkondensiert wurden. Polycarbonate dieses Typs sind beispielsweise in den Deutschen Offenlegungsschriften 1 570 533, 2 116 974 und 2 113 374, den GB-Patenten 885 442 und 1 079 821 und dem US- Patent 3 544 514 beschrieben. Die folgenden sind einige Beispiele für Polyhydroxy-Verbindungen, die zu diesem Zweck verwendet werden können: Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4, 6-tri(4- hydroxyphenyl)heptan, 1,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)benzol, 1,1,1- Tri-(4-hydroxyphenyl)ethan, Tri-(4-hydroxyphenyl)phenylmethan, 2,2-Bis-[4,4-(4,4'-dihydroxydiphenyl)cyclohexyl]propan, 2,4- Bis-(4-hydroxy-1-isopropyliden)phenol, 2,6-Bis-(2'-dihydroxy- 5,-methylbenzyl)-4-methylphenol, 2,4-Dihydroxybenzoesäure, 2- (4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)propan und 1,4-Bis- (4,4'-dihydroxytriphenylmethyl)benzol. Einige der anderen polyfunktionellen Verbindungen sind 2,4-Dihydroxybenzoesäure, Trimesinsäure, Cyanurchlorid und 3,3-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-oxo- 2,3-dihydroindol.
- Neben dem oben erwähnten Polykondensations-Verfahren sind andere Verfahren zur Herstellung der Polycarbonate der Erfindung die Polykondensation in einer homogenen Phase und die Umesterung. Die geeigneten Verfahren sind in den US-Patenten 3 028 365, 2 999 846, 3 153 008 und 2 991 273 offenbart.
- Das bevorzugte Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten ist das Grenzflächen-Polykondensations-Verfahren.
- Andere Synthese-Verfahren, etwa das in dem US-Patent 3 912 688 offenbarte, können bei der Bildung der Polycarbonate der Erfindung angewandt werden.
- Geeignete Polycarbonat-Harze sind im Handel erhältlich, beispielsweise unter dem Warenzeichen Makrolon von Mobay Corporation, Pittsburgh, PA. Besonders geeignet sind Homopolycarbonat-Harze auf der Basis von Bisphenol A, die Schmelz-Indices nach ASTM D-1238 in den Bereichen von 3,5 bis 60 g/10 min haben.
- Der erfindungsgemäße Metallisierungsregler ist ein Polyanhydrid. In dem vorliegenden Kontext entspricht das Polyanhydrid
- worin
- R Wasserstoff oder ein C&sub1;-C2&sub8;-Alkyl-, Aryl- oder Alkylaryl- Rest ist,
- n eine ganze Zahl von 1 bis 200 ist und in eine ganze Zahl von 1 bis 3 ist.
- Vorzugsweise ist R entweder ein Wasserstoff-Atom oder eine C&sub1;&sub4;-C&sub1;&sub6;-Alkyl-Gruppe.
- Die Herstellung geeigneter Polyanhydride wurde in dem US-Patent 3 586 659 offenbart. In der Praxis geeignete Handelsprodukte sind EMA-Harze von Monsanto und Polyanhydride von Gulf Oil Chemical Company.
- In der Praxis der Erfindung wird eine thermoplastische Formmasse dadurch hergestellt, daß ein Polycarbonat-Harz mit 0,5 bis 5 %, vorzugsweise 0,5 bis 2 %, des Polyanhydrids gemischt werden, wobei die Prozentzahlen sich auf das Gesamt-Gewicht von Harz und Regler beziehen.
- Die Zusammensetzungen der Erfindung können weiterhin Hilfsmittel-Additive wie Flammschutzmittel, Pigmente, Stabilisatoren, Trennmittel, Füllstoffe und Verstärkungsmittel enthalten, die sämtlich konventionell und in der Fachwelt bekannt sind.
- Flammschutzmittel für Polycarbonate sind in der Fachwelt bekannt. Über diese Mittel ist in der Patent-Literatur weithin berichtet worden, und zu ihnen zählen halogenierte Verbindungen, insbesondere bromierte Verbindungen und ganz besonders bromierte aromatische Verbindungen, Sulfonat-Salze von Alkalimetallen und Erdalkalimetallen und Metall-Salze von Komplex-Ionen wie Natriumaluminiumfluorid und Phosphor-Verbindungen. Vorzugsweise sind die Flammschutzmittel Sulfonat-Salze und halogenierte aromatische Verbindungen.
- Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele erläutert, in denen sämtliche Teile und Prozentzahlen auf das Gewicht bezogen sind, sofern nichts anderes angegeben ist.
- Zusammensetzungen im Rahmen der vorliegenden Erfindung wurden hergestellt, und Probekörper wurden aus ihnen formgepreßt. Die Schritte der Herstellung und des Formpressens erfolgten nach herkömmlichen Arbeitsweisen und benutzten bekannte Anlagen. In den Beispielen war das Harz ein Polycarbonat auf der Basis von Bisphenol A. Ein Flammschutzmittel, Kaliumperfluorbutansulfonat in einer Konzentration von 0,1 %, wurde in die Zusammensetzungen eingearbeitet. Etwa 1,6 % eines Pigments und Formentrennmittels, das keinen besonderen Anforderungen genügen muß, wurden ebenfalls eingearbeitet.
- Die formgepreßten Probekörper wurden mit einer dünnen Schicht aus Kupfer beschichtet, das mittels eines stromlosen Verfahrens abgeschieden wurde. Die nachstehende Tabelle faßt die Ergebnisse der Untersuchung der Zusammensetzungen zusammen.
- Beispiel 1 (Kontrolle) enthielt keinen Metallisierungsregler, während die Beispiele 2 und 3 jeweils 0,5 % bzw. 1,0 % eines Polyanhydrids (EMA 1103 von Monsanto) enthielten. BEISPIEL Polycarbonat % Flammschutzmittel, % Metallisierungsregler, % Pigment und Formentrennmittel Schmelzfluß, g/10 min Bewertung der Entflammbarkeit: UL-94, @ 3,1 mm (1/8") frisch Adhäsionskraft: Bereich, kg/cm Mittelwert, kg/cm
- Die Beispiele 4 und 5 repräsentieren die Ergebnisse der Prüfung von ABS als Metallisierungsregler (Gehalte an Butadien: 18 %, Acrylnitril: 22 % und Styrol: 60 %, MG 147 000 ) enthaltenden Zusammensetzungen. BEISPIEL Polycarbonat Flammschutzmittel, % Metallisierungsregler, % Pigment und Formentrennmittel Schmelzfluß, g/10 min Bewertung der Entflammbarkeit: UL-94, @ 3,1 mm (1/8") frisch nach 7 dAlterung Adhäsionskraft: Bereich, kg/cm Mittelwert, kg/cm
- In den Vergleichsbeispielen 6 und 7 war der Metallisierungsregler ein Copolymer aus Styrol und Acrylnitril (28 % Acrylnitril - 72 % Styrol). BEISPIEL Polycarbonat Flammschutzmittel, % Metallisierungsregler, % Pigment und Formentrennmittel Schmelzfluß, g/10 min Bewertung der Entflammbarkeit: UL-94, @ 3,1 mm (1/8") frisch nach 7 d Alterung Adhäsionskraft: Bereich, kg/cm Mittelwert, kg/cm
- In den Experimenten wurde eine Platte von 6" x 6" aus jeder der Zusammensetzungen formgepreßt, und eine dünne Schicht aus Cu/Ni wurde auf jeder mittels eines Verfahrens des stromlosen Plattierens abgeschieden. Die Adhäsion der metallischen Schicht an dem Substrat wurde mit Hilfe eines Tests gemäß ASTM B-533 bestimmt.
Claims (3)
1. Gegenstand, der aus einer thermoplastischen Formmasse
formgepreßt ist, die ein aromatisches Polycarbonat-Harz
und, als Metallisierungsregler, 0,5 bis 5 % eines
Polyanhydrids entsprechend
umfaßt, worin
R Wasserstoff oder ein C&sub1;-C&sub2;&sub8;-Alkyl-, Aryl- oder
Alkylaryl-Rest ist,
m 1 bis 3 ist und
n 1 bis 200 ist,
wobei der Gegenstand dadurch gekennzeichnet ist, daß er
wenigstens partiell mit einer Metall-Schicht beschichtet
ist, die mittels eines Verfahrens des stromlosen
Plattierens abgeschieden ist.
2. Gegenstand nach Anspruch 1, worin R ein Wasserstoff-Atom
oder eine C&sub1;&sub4;-C&sub1;&sub6;-Alkyl-Gruppe ist.
3. Gegenstand nach Anspruch 1, umfassend eine flammenhemmende
Menge eines konventionellen Flammschutzmittels für
Polycarbonat-Zusammensetzungen.
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