DE69025379T2 - Nylon-Formmassen, die einen verbesserten Schutz gegen UV-Licht-induzierten Abbau aufweisen - Google Patents

Nylon-Formmassen, die einen verbesserten Schutz gegen UV-Licht-induzierten Abbau aufweisen

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Description

    Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf Nylon- Formmassen-Zusammensetzungen. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf Nylon-Formmassen-Zusammensetzungen, die verbesserte Ultraviolett ("UV")-Lichtstabilität aufweisen, d.h. Nylon-Formmassen-Zusammensetzungen, die verbesserten Schutz gegen abbauende Wirkungen von UV-Licht aufweisen.
    • Hintergrund und Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Eine Vielzahl gebräuchlicher technischer Harze, einschließlich Nylon, sind dafür bekannt, daß sie physikalisch abgebaut werden, wenn sie UV-Licht während längerer Zeitspannen ausgesetzt werden. So können die abbauenden Wirkungen einer derartigen UV-Licht-Einwirkung die physikalischen Eigenschaften (z.B. Zähigkeit und/oder Zugfestigkeit) der Harze verschlechtern, sowie auf schädliche Weise die Farbechtheit (und somit das visuelle Aussehen) von Teilen, die aus einem derartigen Harz gebildet werden, verändern. Insbesondere sind Nylonharze dafür bekannt, daß sie eine ausgeprägte und visuell merkliche Farbänderung aufweisen, wenn sie den abbauenden Wirkungen von UV-Licht ausgesetzt sind.
  • Eine Anzahl technischer Harze, einschließlich Nylon, sind in den letzten Jahren als Möglichkeiten für Struktur-Anwendungen vorgeschlagen worden, wozu historisch gesehen, Metalle dienten. Z.B. wurde Nylon als eine Mischung vorgeschlagen, um geformte Automobilteile (z.B. geformte Komponenten zur Verwendung im Inneren und/oder Äußeren eines Automobils) zu bilden. Es ist überflüssig zu sagen, daß jede Farbänderung des ursprünglichen geformten Nylonharzes nicht akzeptierbar ist, wenn es als ein Teil für ein Automobil, insbesondere als sichtbares Teil verwendet wird.
  • Es besteht in der Technik eine Anzahl von Vorschlägen für die erwähnte Aufgabe, den Nylon-Zusammensetzungen verbesserte Stabilität zu verleihen. Z.B. werden im US Patent 4 540 727 von Vogdes Polyamid (d.h. Nylon)-Zusammensetzungen vorgeschlagen, die gegen hohe Temperatureinwirkung durch den Einbau von Antioxidationsmitteln stabilisiert werden sollen, ausgewählt aus (a) aromatischen Verbindungen, die Amin-Gruppen enthalten, (b) aromatischen Mercapto-Verbindungen und deren Salzen (z.B. Metallsalzen von 2-Mercaptobenzthiazol) und (c) Verbindungen, die wenigstens eine Gruppe eines gehinderten Phenols enthalten.
  • Gemäß dem US Patent 3 787 355 von Linhart et al. werden Polyamid-Zusammensetzungen über ein ternäres System stabilisiert, umfassend ein phenolisches Antioxidationsmittel, ein Phosphor-Derivat und ein Salz zweiwertigen Mangans.
  • US Patente Nrn. 3 935 163 und 3 935 164, beide von Spivack et al. offenbaren die Stabilisierung einer Anzahl polymerer Materialien, einschließlich von Polyamiden, indem darin ein Nickel-bis-3,5-dialkyl-4-hydroxybenzoat, ein Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel wie ein Benzophenon oder ein Benzotriazol, und gegebenenfalls ein primäres phenolisches Antioxidationsmittel, mit oder ohne einem sekundären, Schwefelenthaltenden Antioxidationsmittel, eingebaut werden. Das Patent 3 935 163 offenbart weiterhin den Einbau eines Lichtstabilisators wie p-Hydroxybenzoatester mit den äußeren Komponenten des Stabilisierungssystems.
  • JP-A-6424853 beschreibt eine Polyamidharz-Zusammensetzung, umfassend 100 Gewichtsteile Nylon-11, 12 oder 6,12, 0,1-2,0 Gewichtsteile eines Wärmestabilisators vom gehinderten Phenol- Typ, 0,05-1,5 Gewichtsteile eines UV-Strahlenabsorptionsmittels vom Triazol-Typ und 0,05-1,5 Gewichtsteile eines Photostabilisators vom gehinderten Amin-Typ. Es werden 0,05- 1,5 Gewichtsteile einer organischen Phosphor-Verbindung z.B. Trisnonylphenylphosphit und Pigment zugegeben. Die Zusammensetzung hat verbesserte Witterungsbeständigkeit.
  • JP-A-6049060 beschreibt eine Zusammensetzung, die wesentlich verbesserte Wärmebeständigkeit und Witterungsbeständigkeit hat, durch Vermischen eines Polyetheresteramids mit einer Verbindung eines gehinderten Phenols, einer Phosphit-Verbindung und eines Lichtstabilisators aus einem gehinderten Amin. So werden 100 Gewichtsteile eines Polyetheresteramids mit 0,05-5 Gewichtsteilen einer Verbindung eines gehinderten Phenols, 0,05-5 Gewichtsteilen einer Phosphit-Verbindung und 0,05-5 Gewichtsteilen eines Lichtstabilisators aus einem gehinderten Amin vermischt.
  • Die Society of Automotive Engineers ("SAE") hat kürzlich eine neue Testmethode, bezeichnet als SAE J1885, empfohlen, bei der die Farbechtheit (d.h. die Lichtechtheit) von Harz-Komponenten, die als Innenausstattungsteile von Automobilen verwendet werden sollen, gemessen wird. Diese Testmethode beinhaltet allgemein, wenn sie auf Nylon-Komponenten angewendet wird, das Einwirkenlassen eines Xenon-Bogen-Bewitterungsgeräts auf Nylon-Komponenten während einer Zeitspanne, die ausreichend ist, um zu gewährleisten, daß die Proben eine Gesamtbestrahlung von 601,6 Kilojoule pro Quadratmeter (kJ/m²) erhalten haben.
  • So sind noch weitere Verbesserungen notwendig, da die oben diskutierten Vorschläge des Standes der Technik den Nylon- Formmassen-Zusammensetzungen nur geringe UV-Lichtstabilitätseigenschaften verleihen können. Und diese Verbesserungen sind insbesondere notwendig, wo es erwünscht ist, daß Nylon-Komponenten die strengen Vorschriften von SAE Ji885 erfüllen sollen. Die vorliegende Erfindung ist darauf ausgerichtet, derartige Verbesserungen der UV-Lichtstabilität von Nylon- Zusammensetzungen zu erreichen.
  • Zusammengefaßt besteht die vorliegende Erfindung in der Entdeckung, daß eine bestimmte synergistische Kombination von Stabilisatoren die Nylon-Proben befähigt, einen Farbunterschied, berechnet in CIELab-Einheiten unter Beleuchtungsmittel "D-65" von weniger als etwa 1,5 (üblicherweise weniger als etwa 1,0) bei Belichtung mit 601,6 kJ/m²-Bestrahlung in einem Xenon-Bogen Bewitterungsgerät, das gemäß SAE J1885 arbeitet, und darüberhinaus wenigstens etwa 70% (üblicherweise wenigstens etwa 90%) des ursprünglichen Oberflächenglanzes, der vor der UV-Lichteinwirkung vorliegt, aufzuzeigen.
  • Die Erfindung stellt eine Nylon-Formmassen-Zusammensetzung bereit, umfassend ein Nylon-Basisharz und ein Stabilisierungssystem, welches in der Zusammensetzung in einer Menge vorliegt, die ausreichend ist, um einen Farbunterschied - berechnet in CIELab-Einheiten unter Beleuchtungsmittel "D-65" gemäß ASTM Standard D-2244 - von weniger als 1,5 bei Belichten mit einer Bestrahlung von 601,6 kJ/m² in einem Xenonbogen- Bewitterungsgerät, das gemäß SAE J1885 betrieben wird, zu erreichen, und die wenigstens 75% Oberflächenglanz-Retention nach der Bestrahlung aufweist, und worin das Stabilisierungssystem:
  • (i) ein Antioxidationsmittel aus einem gehinderten Phenol in Form von Tetrakis[methylen(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat)]methan;
  • (ii) eine Phosphit-Verbindung in Form von Bis(2,4-di-t- butylphenol)pentaerythrit-diphosphit;
  • (iii) einen Lichtstabilisator aus einem gehinderten Amin in Form von Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)butyl-propandioat, und gegebenenfalls
  • (iv) ein Benzotriazol-UV-Licht-Absorptionsmittel in Form von 2-[3',5'-Bis(1-methyl-1-phenylethyl-2'-hydroxyphenyl)]benzotriazol umfaßt.
  • Die Erfindung stellt auch ein Formteil bereit, das verbesserte UV-Licht-Stabilität hat&sub1; so daß das Formteil einen Farbunterschied - berechnet in CIELab-Einheiten unter Beleuchtungsmittel "D-65" gemäß ASTM Standard D-2244 - von weniger als 1,5, bei Belichten mit einer Bestrahlung von 601,6 kJ/m² in einem Xenonbogen-Bewitterungsgerät, das gemäß SAE J1885 betrieben wird, aufweist, und das wenigstens 75% Oberflächenglanz-Retention nach der Bestrahlung aufweist, wobei das Formteil im wesentlichen aus einer Nylon-Formmassen-Zusammensetzung besteht, die - bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung - aus:
  • (a) einem Nylon-Basisharz;
  • (b) zwischen 0,05 und 1,0% Tetrakis[methylen(3,5-di- tert-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat)]methan;
  • (c) zwischen 0,05 und 1,5% Bis(2,4-di-t-butyl-phenol)pentaerythrit-diphosphit, und
  • (d) zwischen 0,05 und 1,5% Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)butylpropandioat besteht.
  • Jedes geeignete Nylon kann als das Basisharz in der Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet werden. Diesbezüglich umfassen die Nylon-Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung üblicherweise wenigstens etwa 30 Gewichtsteile der Zusammensetzung, und üblicherweise mehr als etwa 75 Gew.-% des Nylon-Basisharzes.
  • Das Nylon-Basisharz kann tatsächlich jedes Polyamidharz sein, das z.B. durch Polymerisation von Diaminen und Dicarbonsäuren und/oder Aminocarbonsäuren oder den entsprechenden Lactamen - wie an sich wohlbekannt ist - hergestellt wird. Die bevorzugten Nylons haben deshalb Polyamid-Einheiten der folgenden Strukturformel:
  • -NH-(CH&sub2;)n-CO,
  • worin n eine ganze Zahl ist, die vorzugsweise 6, 9, 10, 11 oder 12 ist. Das Nylon-Basisharz hat vorzugsweise im wesentlichen 100% der Struktureinheiten, die durch die obige Formel dargestellt sind, es kann aber auch Struktureinheiten haben, die von anderen Nicht-Polyamiden, z.B. Olefin-Polymeren abgeleitet sind. In einem solchen Fall enthält das Co-Polyamid wenigstens etwa 75% der obigen Polyamid-Struktureinheiten in der Polymerkette.
  • Besonders bevorzugte Harze auf Nylonbasis zur Verwendung in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen Nylon-6 (Polycaprolactam), Nylon-6,6 (Polyhexamethylenadipamid), Nylon-6,9 (Polyhexamethylenazelaamid), Nylon-6,10 (Polyhexamethylensebacamid), Nylon -6,12 (Polyhexamethylendodecanoamid), Nylon-11 (Polyundecanoamid) und Nylon-12 (Polydodecanoamid).
  • Das Stabilisierungssystem umfaßt als wesentliche Komponenten (i) Antioxidationsmittel aus gehindertem Phenol, (ii) eine Phosphit-Verbindung und (iii) einen Lichtstabilisator aus gehindertem Amin, und umfaßt (iv) ein Benzotriazol-UV-Absorptionsmittel als eine wahlweise Komponente.
  • Das Antioxidationsmittel aus gehindertem Phenol liegt vorzugsweise in der Zusammensetzung der Erfindung in einer Menge zwischen 0,05 und 1,0 Gew.-%, und mehr bevorzugt zwischen 0,1 und 0,3 (typischerweise etwa 0,2) Gew.-% vor. Das Antioxidationsmittel aus gehindertem Phenol, das in den Zusammensetzungen der Erfindung erfolgreich angewendet werden kann, ist Tetrakis[methylen(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat)]methan, das in Handel von Ciba-Geigy Corporation unter dem Handelsnamen Irganox 1010 erhältlich ist.
  • Die Phosphit-Verbindung wird vorzugsweise in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung in einer Menge zwischen 0,05 und 1,5 Gew.-%, und mehr bevorzugt zwischen 0,15 und 0,35 (typischerweise etwa 0,20) Gew.-% verwendet. Die Phosphit- Verbindung ist Bis(2,4-di-t-butylphenol)pentaerythrit-diphosphit, das im Handel von GE Specialty Chemicals unter dem Handelsnamen Ultranox 626 erhältlich ist.
  • Der Lichtstabilisator aus gehindertem Amin wird am meisten bevorzugt in der vorliegenden Erfindung in einer Menge zwischen 0,05 und 1,5 Gew.-%, und mehr bevorzugt zwischen 0,25 und 0,50 Gew.-% (üblicherweise etwa 0,30 Gew.-%) verwendet. Der Lichtstabilisator aus gehindertem Amin ist im Handel von Ciba-Geigy Corporation unter dem Handelsnamen Tinuvin 144 (d.h. Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)(3,5-di-t-butyl- 4-hydroxybenzyl)butyl-propandioat) erhältlich.
  • Obwohl nicht wesentlich, wurde gefunden, daß die Zugabe eines Benzotriazol-UV-Absorptionsmittels die Farbechtheit (d.h. gemäß SAE J1885) für einige Farbmittel-enthaltende Nylon- Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung erhöht. So wird es für Nylon-Zusammensetzungen der Erfindung, vorzugsweise solche, die eine relativ dunkle Farbe (rot oder braun) haben, bevorzugt, daß als eine wahlweise Komponente das Benzotriazol-UV-Absorptionsmittel auch in einer Menge zwischen 0,05 und 5,0 Gew.-%, und mehr bevorzugt zwischen 0,25 und 0,50 Gew.-% (üblicherweise etwa 0,30 Gew.-%) vorliegt. Das Benzotriazol-UV-Absorptionsmittel ist 2-[3',5'-Bis(1-methyl-1- phenylethyl-2'-hydroxyphenyl)]benzotriazol, das im Handel von der Ciba-Geigy Corporation unter dem Handelsnamen Tinuvin 234 erhältlich ist.
  • Eine Vielfalt von Schlagzähigkeits-Modifizierungsmitteln kann auch mit dem Nylon-Basisharz vermischt werden, um den erwünschten Grad an Schlagzähigkeit zu erreichen. Bevorzugte Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel zur Verwendung in den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung sind Ethylen- Propylen-Copolymere (EPDM) und/oder Ethylen-Methacrylsäure-Di- und Terpolymere. Falls vorliegend, werden diese Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel in Mengen zwischen 1 und etwa 65 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, verwendet.
  • Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch (oder alternativ) etwa 1 bis 50 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) Füllstoff-Materialien enthalten. Repräsentative Füllstoff-Materialien umfassen Calciumsilicat, Siliciumdioxid, Tone, Talcum, Glimmer, Polytetrafluorethylen, Graphit, Aluminiumoxid-Trihydrat, Natriumaluminiumcarbonat, Bariumferrit und Pigmente.
  • Etwa 1 bis 60 Gew.-%, und vorzugsweise 50 bis 60 Gew.-% (bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung) Verstärkungsmitteln können auch mit den Nylon-Zusammensetzungen der Erfindung vermischt werden. Spezifische Beispiele derartiger Verstärkungsmittel umfassen Glasfasern, graphitierte, amorphe Kohlenstoff-Fasern, synthetische Polymerfasern, Aluminiumfasern, Titanfasern, Stahlfasern, Wolframfasern und keramische Fasern, um nur einige zu nennen.
  • Die Additive können mit dem Nylon-Basisharz in jeder zweckdienlichen Weise vermischt werden. Z.B. können die Additive und das Nylon-Basisharz durch Trockenvermischen in einem Henschel-Mischer - worauf Schmelzextrudieren und Pelletisieren erfolgt -, durch Mahlen zwischen zwei erhitzen Walzen und Zerkleinern zu Formgranulat, oder durch Mahlen in einem Banbury-Mischer oder Brabender Plastograph vermischt werden.
  • Die Erfindung wird nun weiterhin mittels der folgenden Beispiele illustriert.
    • Beispiele
  • Nylonharz wurde in Trockenform mit verschiedenen Additiven - wie in den beigefügten Tabellen gezeigt wird - vorvermischt. Die Trockenmischung wurde dann mittels eines Einschnecken-oder Doppelschneckenextruders, der bei 288 ºC und 100 U/m arbeitete, extrudiert und pelletisiert. Diese pelletisierten Proben wurden dann zu Testplatten auf einer Recipro-Schneckenmaschine, die bei 288 ºC arbeitete, spritzgegossen.
  • Diese Testplatten wurden dann verwendet, um die physikalischen Eigenschaften der Nylon-Zusammensetzungen zu bestimmen, insbesondere in bezug auf den "Farbunterschied" und "prozentuale Glanz-Rückhaltung". Demgemäß wurden die "Farbunterschieds"- Daten in den folgenden Tabellen erhalten, indem man auf die Testplatten UV-Licht und Wärme in einem Xenon-Bogen-Bewitterungsgerät einwirken ließ, welches gemäß dem Automobil-Testverfahren SAE J1885 arbeitete. Die primären Bedingungen des SAE J1885-Testverfahrens sind: Lichtzyklus Dunkelzyklus Bestrahlung, W/m² Temperatur der schwarzen Platte, ºC relative Feuchtigkeit, % Zykluszeitspanne, h
  • Das in dem Test verwendete Xenon-Bogen-Bewitterungsgerät war vom wassergekühlten, gesteuerten Bestrahlungs-Typ. Die Belichtungsmenge wurde in Größen der Gesamtbelichtung die die Testplatten erhielten, ausgedrückt in Kilojoule pro Quadratmeter (kJ/m²), gemessen.
  • Der Grad des Farbwechsels wurde instrumentell durch Messen der Farbe der belichteten Spezie gegenüber der Farbe der unbelichteten Spezie bestimmt. Der Grad des Farbwechsels ist als der gesamte Farbunterschied (Δ E*), berechnet in allen Fällen für das Beleuchtungsmittel "D-65", 10 Grad-Beobachter, spiegelnd inbegriffen, ausgedrückt in CIELab-Einheiten, gemäß ASTM D- 2244 quantifiziert.
  • Die "prozentuale Glanzrückhaltung" wurde durch Messen des 60º- Glanzes der Testplatten vor und nach dem Belichten mit dem Xenon-Bogen-Bewitterungsgerät unter Verwendung eines Gardner Multi-Angle Glossgard-Glanzmeßgeräts, das gemäß ASTM 523 arbeitete, bestimmt. Die Glanzrückhaltung jeder der Testplatten wurde so durch Dividieren der Glanzmessung der belichteten Spezie durch die Glanzmessung der unbelichteten Spezie, bestimmt, wobei die sich ergebende Zahl als prozentualer Anteil ausgedrückt wird.
  • Die Harze auf Nylonbasis und die Additive, die in den Nylon- Zusammensetzungen, welche in den beigefügten Tabellen angegeben sind, verwendet werden, haben die folgenden Bedeutungen:
  • Nylon 6030 - Nylon 6,6-Harz, das mit Ethylen-Propylen-Copolymer (EPDM), Hoechst Celanese Corporation, schlagzäh modifiziert wurde.
  • ST801 BK-010 - Dupont Zytel -schlagzähmodifiziertes, schwarzes Standard-Nylon, d.h. Nylon 6,6-Harz, das mit Ethylen-Propylen- Copolymer (EPDM) schlagzäh gemacht wurde.
  • ST801 W-BK-195 - Dupont Zytel -schlagzähmodifiziertes, UV- stabiles schwarzes Nylon, d.h. Nylon 6,6-Harz, das mit Ethylen-Propylen-Copolymer (EPDM) schlagzäh gemacht und gegen UV-Licht-Abbau stabilisiert wurde.
  • Irganox 1010 - Tetrakis[methylen(3,5-di-t-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat)]methan, Ciba Geigy Corporation
  • Irganox 3125 - 3,5-Di-tert-butyl-4-hydroxy hydrozimtsäuretriester mit 1,3,5-tris (2-hydroxyethyl)-s-triazin-2,4,6(1H, 3H, 5H)-trion, Ciba-Geigy Corporation
  • Ultranox 626 - Bis(2,4-di-t-butylphenyl)-pentaerythritoldiphosphit, GE Specialty Chemicals
  • Tinuvin 144 - Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl) (3-,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)butylpropandioat, Ciba-Geigy Corporation
  • Tinuvin 234 - 2-(3',5'-Bis(1-methyl-1-phenylethyl)-2'-hydroxyphenyl)benzotriazol, Ciba-Geigy Corporation
  • Tinuvin 770 - Bis(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidinyl)sebacat, Ciba-Geigy Corporation
  • Cyasorb UV 5411 - 2-(2-Hydroxy-5-t-octylphenyl)benzotriazol, American Cyanamid
  • Mixxim HALS 63 - [1,2,2,6,6-Pentamethyl-4-piperidyl/β,β,β', β'-tetramethyl-3,9-(2,4,8, 10-tetraoxaspiro (5,5)- undecan)diethyl]-1,2,3,4-butantetracarboxylat, Fairmount Chemical Co., Inc.
    • Beispiel 1
  • Verschiedene Antioxidationsmittel und UV-Licht-Absorptionsmittel wurden in ein schlagzähmodifiziertes Nylonharz (Nylon 6030) eingebaut, wie in der beigefügten Tabelle gezeigt wird. Die Testplatten, die aus diesen Nylon-Zusammensetzungen gebildet wurden, wurden dann mit einem Xenon-Bogen-Bewitterungsgerät gemäß SAE J1885 wie oben beschrieben belichtet, wobei die erhaltenen Daten in der Tabelle 1 als der "Farbunterschied" gezeigt werden. Zusätzlich dazu wurde eine subjektive Oberflächenerosions-Bewertung gemäß einer Skala von 1 bis 5 für jede Probe nach dem Belichten mit dem Xenon-Bogen-Bewitterungsgerät durchgeführt, wobei "1" angibt, daß im wesentlichen keine Oberflächenerosion auftrat, und "5" angibt, daß schwere Oberflächenerosion eintrat. Tabelle 1 Nr. der Probe* Kontrolle Nylon Irganox Ultranox Irganox Tinuvin Mixxim HALS Cyasorb Farbunterschied Oberflächenbewertung * Proben 1-10 sind Vergleichsbeispiele
  • Die Daten in Tabelle 1 zeigen, daß die Verbesserung der UV- Licht-Stabilität von Nylon 6030 durch eine Kombination von Antioxidationsmittel aus gehindertem Phenol (Irganox 1010), einem Phosphit (Ultranox 626) und einem Lichtstabilisator aus gehindertem Amin (Tinuvin 144) erreicht wird, wie in Probe Nr. 11 gezeigt wird, welche einen geringen Farbunterschied und gutes Aussehen der Oberfläche der belichteten Spezie aufwies. Jedoch ergab die alleinige Verwendung jedes dieser Additive in Nylon 6030 ein schlechtes Verhalten in bezug auf sowohl den Farbunterschied als auch das Aussehen der Oberfläche nach der Belichtung.
  • Das mit Probe Nr. 10 erhaltene Ergebnis war unerwartet, da es ein Benzotriazol-UV-Licht-Absorptionsmittel (Tinuvin 234) - eine bekannte UV-Licht-absorbierende Verbindung - einschloß. So war erwartet worden, daß die Verwendung eines derartigen UV-Licht-absorbierenden Mittels eine verbesserte UV-Licht- Stabilität ergeben würde. Es ist auch zu bemerken, daß die Verwendung des gleichen Benzotriazol-UV-Licht-Absorptionsmittels in Probe Nr. 12 auch überhaupt keine verbesserten Ergebnisse gegenüber und über jenen ergab, die über das in Probe Nr. 11 verwendete ternäre System erhalten wurden.
    • Beispiel 2
  • Die in den Proben Nrn. 11 und 12 des Beispiels 1 verwendeten Stabilisatorsysteme wurden dann auf eine Vielzahl von gefärbten Nylon-Zusammensetzungen angewendet, wie in den folgenden Tabellen 2 bis 7 gezeigt wird. Für Vergleichszwecke wurden auch zwei im Handel erhältliche, gegen UV-Licht stabile Nylons (Nylonqualitäten DuPont Zytel ST801 BK-010 und ST801 W-BK-195) getestet. Daten des Farbunterschieds und der proz. Glanzrückhaltung wurden für jede Zusammensetzung gemäß den oben aufgeführten Verfahrensweisen erhalten. Tabelle 2 Produkt: schlagzähmodifizieres Nylon Farbe: schwarz Kontrolle Probe Nylon Ruß Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 3 Produkt: schlagzähmodifizieres Nylon Farbe: blau Kontrolle Probe Nylon Farbstoffe Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 4 Produkt: schlagzähmodifizieres Nylon Farbe: grau Kontrolle Probe Nylon Farbstoffe Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 5 Produkt: schlagzähmodifizieres Nylon Farbe: rot Kontrolle Probe Nylon Farbstoffe Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 6 Produkt: schlagzähmodifizieres Nylon Farbe: gelbbraun Kontrolle Probe Nylon Farbstoffe Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 7 Produkt: schlagzähmodifizieres Nylon Farbe: braun Kontrolle Probe Nylon Farbstoffe Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung
  • Die obigen Daten demonstrieren klar, daß die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung signifikante Verbesserung der UV-Licht-Stabilität zeigten, verglichen mit Nylon-Zusammensetzungen, die nicht die Stabilisatoren umfassen, wie durch den Farbunterschied und die proz. Glanzrückhaltung bestimmt wurde. Tabelle 2 demonstriert auch die Verbesserung der UV-Licht- Stabilität von Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung, verglichen mit im Handel erhältlichen Nylon-Qualitäten, die typischerweise für Verwendungen verkauft werden, die UV- Licht-Stabilität benötigen. Diesbezüglich sollten die Daten des Farbunterschieds und der Glanzrückhaltung der Probe Nr. 14 gemäß der Erfindung und der im Handel erhältlichen Nylon- Zusammensetzung, die durch DuPont Zytel ST801 W-BK-195 repräsentiert ist, verglichen werden.
  • Zusätzlich dazu beobachtet man, daß für die braune Farbe der Tabelle 7, der Einschluß eines Benzotriazol-UV-Licht-Absorptionsmittels verbesserte Stabilitätseigenschaften ergab. So wird für einige Farben der Einschluß eines Benzotriazol-UV- Licht-Absorptionsmittels zusätzlich zu einem Antioxidationsmittel aus einem gehinderten Phenol, einer Phosphit-Verbindung und einem Licht-Stabilisator aus einem gehinderten Amin bevorzugt.
    • Beispiel 3
  • Beispiel 2 wurde mit der Abänderung wiederholt, daß ungefüllte, wärmestabilisierte und glasverstärkte Nylonqualitäten (Nylon 6,6, Hoechst Celanese Corporation) als das Basisharz verwendet wurden. Die sich ergebenden Proben wurden auf den Farbunterschied und die proz. Glanz-Rückhaltung gemäß den vorstehend aufgeführten Verfahrensweisen getestet. Die Ergebnisse sind in den folgenden Tabellen 8 bis 12 aufgeführt. Tabelle 8 Produkt: : ungefülltes Nylon 1000-2 Farbe: schwarz (bis 2%) Kontrolle Probe Nylon Zinkstearat Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 9 Produkt: wärmestabilisiertes Nylon 1003-2 Farbe: schwarz Kontrolle Probe Nylon Zinkstearat Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 10 Produkt: glasverstärktes 1500-2 Farbe: Weiß Kontrolle Probe Nylon Zinkstearat Farbstoffe Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 11 Produkt: : glasverstärktes 1500-2 Farbe: gelb Kontrolle Probe Nylon Zinkstearat Farbstoffe Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung Tabelle 12 Produkt: : glasverstärktes 1500-2 Farbe: schwarz Kontrolle Probe Nylon Zinkstearat Irganox Ultranox Tinuvin Farbunterschied proz. Glanz-Rückhaltung
  • Die Ergebnisse der Tabellen 8 bis 12 zeigen, daß außer für die wärmestabilisierte Nylon-Qualität, alle Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung eine signifikante Verbesserung des Farbunterschieds und der Oberflächenglanz-Rückhaltung aufwiesen. Die Daten zeigten unter Bezugnahme auf die wärmestabilisierte Nylon-Qualität, daß keine Verbesserung der UV- Licht-Stabilität erhalten wurde, jedoch verursachten die Additive auch keine negative Wirkung. Obwohl derzeit der Grund für diese Daten nicht verstanden wird, wird angenommen, daß die in dieser Nylon-Qualität vorliegenden Wärmestabilisatoren offensichtlich der Funktionalität der Kombination aus einem phenolischen Antioxidationsmittel, einer Phosphit- Verbindung und einer Verbindung aus einem gehinderten Amin entgegenwirken.

Claims (11)

1. Nylon-Formmassen-Zusammensetzung, umfassend ein Nylon- Basisharz und ein Stabilisierungssystem, welches in der Zusammensetzung in einer Menge vorliegt, die ausreichend ist, um einen Farbunterschied - berechnet in CIELab- Einheiten unter Beleuchtungsmittel "D-65" gemäß ASTM Standard D-2244 - von weniger als 1,5 bei Belichten mit einer Bestrahlung von 601,6 kJ/m² in einer Xenonbogen- Bewitterungseinrichtung, die gemäß SAE J1885 betrieben wird, zu erreichen, und die wenigstens 75% Oberflächenglanz-Retention nach der Bestrahlüng aufweist, und worin das Stabilisierungssystem:
(i) ein gehindertes phenolisches Antioxidationsmittel in Form von Tetrakis[methylen(3,5-di-tert.-butyl- 4-hydroxy-hydrocinnamat)]methan;
(ii) eine Phosphit-Verbindung in Form von Bis(2,4-di- t-butylphenol)pentaerythrit-diphosphit;
(iii) einen gehinderten Amin-Lichtstabilisator in Form von Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)(3,5- di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)butyl-propandioat, und gegebenenfalls
(iv) ein Benzotriazol-UV-Licht-Absorptionsmittel in Form von 2-[3',5'-Bis(1-methyl-1-phenylethyl-2'- hydroxyphenyl)]benzotriazol umfaßt.
2. Nylon-Formmassen-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, worin das gehinderte phenolische Antioxidationsmittel in einer Menge zwischen 0,05 bis 1,0 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
3. Nylon-Formmassen-Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, worin die Phosphit-Verbindung in einer Menge zwischen 0,05 bis 1,5 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
4. Nylon-Formmassen-Zusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1-3, worin der gehinderte Amin-Lichtstabilisator in einer Menge zwischen 0,05 bis 1,5 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
5. Nylon-Formmassen-Zusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1-4, worin das Benzotriazol-UV-Licht-Absorptionsmittel in einer Menge zwischen 0,05 bis 5,0 Gew.-% der Zusammensetzung vorliegt.
6. Formteil, das hergestellt wird, indem man eine Nylon- Formmassen-Zusammensetzung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1-5 einem Formverfahren unterwirft.
7. Formteil, das verbesserte UV-Licht-Stabilität hat, so daß das Formteil einen Farbunterschied - berechnet in CIELab- Einheiten unter Beleuchtungsmittel "D-65" gemäß ASTM Standard D-2244 - von weniger als 1,5, bei Belichten mit einer Bestrahlung von 601,6 kJ/m² in einer Xenonbogen- Bewitterungseinrichtung, die gemäß SAE J1885 betrieben wird, aufweist, und das wenigstens 75% Oberflächenglanz- Retention nach der Bestrahlung aufweist, wobei das Formteil im wesentlichen aus einer Nylon-Formmassen- Zusammensetzung besteht, die - bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung - aus:
(a) einem Nylon-Basisharz;
(b) zwischen 0,05 und 1,0% Tetrakis[methylen(3,5-di- tert.-butyl-4-hydroxy-hydrocinnamat)]methan;
(c) zwischen 0,05 und 1,5% Bis(2,4-di-t-butylphenol)pentaerythrit-diphosphit, und
(d) zwischen 0,05 und 1,5% Bis(1,2,2,6,6-pentamethyl- 4-piperidinyl)(3,5-di-t-butyl-4-hydroxybenzyl)butylpropandioat besteht.
8. Formteil gemäß Anspruch 7, das weiterhin
(e) zwischen 0,05 und etwa 5,0% 2-[3',5'-Bis(1- methyl-1-phenylethyl-2'-hydroxyphenyl)]benzotriazol, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung aufweist.
9. Formteil gemäß Anspruch 7 oder 8, das weiterhin wenigstens eine Komponente umfaßt, die aus Füllstoffen, Verstärkungsmitteln und Schlagzähigkeits-Modifizierungsmitteln ausgewählt ist.
10. Formteil gemäß irgendeinem der Ansprüche 7-9, das weiterhin ein Farbmittel in einer wirksamen Menge umfaßt, um dem Formteil eine erwünschte Farbe zu verleihen.
11. Nylon-Formteil gemäß einem der Ansprüche 9 und 10, worin das Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel aus Ethylen- Propylen-Copolymeren und Ethylen-Methacrylsäure-Di- und Terpolymeren ausgewählt ist.
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