DE69033599T2

DE69033599T2 - Schlagzähmodifiziertes Polybutylenterephthalat

Info

Publication number: DE69033599T2
Application number: DE69033599T
Authority: DE
Inventors: Leslie Joe Goff; Roelof Van Der Meer; Cornelis Jacobus Maria Van Oosterbosch
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: SABIC Global Technologies BV
Priority date: 1990-12-24
Filing date: 1990-12-24
Publication date: 2001-01-11
Anticipated expiration: 2010-12-25
Also published as: EP0491985B1; EP0491985A1; ES2148138T3; JP2971136B2; JPH06505301A; AU2237192A; KR0145638B1; DE69033599D1; WO1993025618A1; AU661499B2

Description

Hinsichtlich seiner Schlagzähigkeit modifiziertes Polybutylenterephthalat.
Vorliegende Erfindung betrifft hinsichtlich der Schlagzähigkeit modifiziertes Polybutylenterephthalat.
Poly(butylenterephthalat) (im folgenden als PBT abgekürzt bezeichnet) ist ein thermoplastsiches Material mit guter chemischer Beständigkeit und einem verhältnismäßig guten Fließvermögen. PBT besitzt eine Glasübergangstemperatur von 40-50ºC. Infolgedessen sollte zum PBT ein Mittel zur Schlagzähigkeitsmodifizierung zugesetzt werden, um die für die meisten praktischen Zwecke erforderliche Zähigkeit zu erreichen. Bislang wurden verschiedene Mittel zur Schlagzähigkeitsmodifizierung für PBT benutzt, einschließlich ABS, das üblicherweise in PBT-Zusammensetzungen, welche kein Polycarbonat enthalten, benutzt wird. In EP-A-0022216 wurde eine spezielle Art von ABS-Pfropfpolymeren als Mittei zur Schlagzähigkeitsmodifizierung für PBT offenbart. Zu diesem Zweck wurden auch Acrylnitril-Butadien-Copolymere benutzt, und gemäß Fowler, M. E. Keskkula, H, Paul, D. R., Polymer, 28, S. 1703-1711 (1987) stellen Copolymere von Acrylnitril und cis-Butadien eine Duktilität bei niederer Temperatur bereit. Ein weiteres Problem ist, dass für manche Anwendungen eine gute Kerbschlagzähigkeit nach Charpy, im folgenden bisweilen als CNI abgekürzt, erwünscht ist. Für den CNI Wert gibt es eine sehr starke Konzentrationswirkung, welche durch die Kerbe in diesem Test verursacht ist, weshalb die Materialbeanspruchung völlig in der Mitte des Probestabs und um die Bruchoberfläche herum erzwungen wird, wie von Polato, F., J. Mat. Sci. 20, S. 1455-1465, (1985) diskutiert wurde. Ein CNI-Wert von mindestens 25 J/m, der für manche Zwecke notwendig ist, kann mit hohen Prozentsätzen von ABS-Polymeren oder dergl. erhalten werden, jedoch leiden in diesem Fall die Viskositäten darunter ernstlich. Infolgedessen besteht ein Bedürfnis für ein Mittel zur Schlagzähigkeitsmodifizierung für PBT, welches in mäßigen Gehalten zu den erwünschten hohen CNI-Werten führt. So stellt vorliegende Erfindung eine hinsichtlich ihrer Schlagzähigkeit modifizierte Polybutylenterephthalat Zusammensetzung mit einem Gehalt an einem Mittel zur Schlagzähigkeitsmodifizierung zur Verfügung, bei dem das Mittel zur Schlagzähigkeitsmodifizierung ein Gemisch aus (1) einem Acrylnitril- und Butadieneinheiten enthaltendem Polymeren und (2) einem Terpolymeren von (a) Ethylen, (b) einem niederen Alkylacrylat und (c) einem Monomeren ist, das einen Heterocyclus, der ein Sauerstoffatom als das Heteroatom enthält, umfasst.
Die Komponente (1) ist eines der üblichen Mittel zur Schlagzähigkeitsmodifizierung für diesen Zweck und kann ein Acrylnitril-Butadien-Copolymer oder eines der verschiedenen ABS-Polymeren sein, beispielsweise vom Pfropf- oder Kern-Mantel-Typ.
Die Komponente (2) ist ein Terpolymer, bei dem die größeren Teile der Monomeren (55-75%) von Ethylen abgeleitet sind, 20-30% der Monomeren von einem niederen Alkylacrylat abgeleitet sind, und 5-15% der Monomeren vom Monomeren (c) abgeleitet sind, wobei die Summe der Prozentsätze 100 ist. Unter "niederem Acrylacrylat" wird im vorliegenden ein C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylester von Acryl- oder Methacrylsäure verstanden.
Die Komponente (c) kann den Heterocyclus als Teil der Polymerhauptkette oder in einer Seitengruppe enthalten. Ein Beispiel für die erste Möglichkeit ist Maleinsäureanhydrid, und eine besonders geeignete heterocyclische Seitengruppe ist der Glycidylrest. Ein besonders bevorzugtes Monomer (c) ist Glycidylmethacrylat.
Einige dieser Terpolymeren sind im Handel erhältlich, und alle diese Terpolymeren werden gemäß gut bekannten Verfahren hergestellt.
Das Gewichtsverhältnis zwischen den Komponenten (1) und (2) kann innerhalb weiter Grenzen schwanken, jedoch werden Verhältnisse von 10 : 1 bis 1 : 1,5, bevorzugter 4 : 1 bis 1 : 1, bevorzugt. Wie zuvor bereits erwähnt, sollte das Gemisch zur Schlagzähigkeitsmodifizierung in einer Menge, welche zur Modifizierung der Schlagzähigkeit führt, benutzt werden. Diese Menge kann auch innerhalb weiter Grenzen schwanken und hängt auch vom Einfluss auf andere physikalische Eigenschaften, der toleriert werden kann, ab. In der Regel wird die Kombination gemäß vorliegender Erfindung in einer Gesamtmenge von 6-20 Gew.-% der Zusammensetzung benutzt. Mengen von weniger als 6% besitzen üblicherweise nicht eine ausreichende, die Schlagzähigkeit modifizierende Wirkung, und Mengen von wesentlich mehr als 20% neigen dazu, andere erwünschte Eigenschaften übermäßig zu beeinflussen. Vorzugsweise ist die Menge der Kombination 10-15% der Gesamtzusammensetzung.
Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen geringe Mengen weiterer üblicher Additive enthalten, wie z. B. Antioxidationsmittel, Füllstoffe, Verstärkungsfüllstoffe, Stabilisatoren, Farbstoffe und Pigmente, Weichmacher, Formtrennmittel, Schmiermittel, antistatische Mittel, flammhemmende Mittel und dergl.
Nachfolgende Beispiele dienen zur Erläuterung vorliegender Erfindung.

BEISPIEL 1 (Vergleich)

Es wurden PBT-Zusammensetzungen mit verschiedenen Mitteln zur Schlagzähigkeitsmodifizierung hergestellt, und die physikalischen Eigenschaften der Zusammensetzungen wurden gemessen. Die Ergebnisse sind folgende: Tabelle 1
a) Pentaerythrit-tetrakis(3-dodecylthiopropionat)
b) Kern-Mantel-Polymer mit einem Kern aus 80% Butadien-Polystyrol und einem Mantel aus 20% Poly-MMA
c) Kern-Mantel-Polymer wie b), jedoch mit einem Verhältnis von Kern : Mantel von 90 : 10
d) Terpolymer von Ethylen mit 26% Ethylacrylat und 7% Maleinsäureanhydrid;
e) Terpolymer von Ethylen mit 26% Ethylacrylat und 7% Glycidylmethacrylat.
INI bedeutet IZOD-Kerbschlagzähigkeit; RT Raumtemperatur; CNI Kerbschlagzähigkeit nach Charpy und MVI Schmelzviskositätsindex.
Diese Aussonderungstests zeigen, dass bei Verwendung des ABS- Polymeren als Mittel zur Schlagzähigkeitsmodifizierung CNI-Werte von über 25 kJ/m² nur mit hohen Prozentsätzen des ABS mit begleitenden unakzeptabel niedrigen MVI-Werten erhalten werden. 10% des Terpolymeren (A) führt zu einem klar höheren CNI-Wert als die gleiche Menge ABS, und das Terpolymer B in einem Gehalt von 10% führt zu einem beträchtlich bohren CNI-Wert. Die beiden anderen getesteten Substanzen ergeben schlechtere Ergebnisse als ABS, wenn sie in der gleichen Menge von 10% verwendet werden.

BEISPIEL 2

Kombinationen von ABS und des Terpolymeren B des Beispiels 1 wurden in drei verschiedenen Verhältnissen getestet. Die Ergebnisse sind in folgender Tabelle zusammengefasst: Tabelle 2
Wie aus diesen Ergebnissen ersichtlich ist, werden CNI-Werte von mehr als 25 kJ/m² mit den drei getesteten Gemischen leicht erreicht. Es sollte in dieser Hinsicht darauf hingewiesen werden, dass das Tepolymer B ein kostspieligeres Material als ABS ist, so dass es wirtschaftlich sehr interessant ist, dass annähernd die gleichen CNI-Werte innerhalb des geprüften Bereichs von ABS/Terpolymer B - Verhältnissen von 1 : 1 bis 4 : 1 erhalten werden. Es wird angenommen, dass das als Vergleich benutzte kommerzielle Produkt auch 15% Mittei zur Modifizierung der Schlagzähigkeit enthält.

Claims

1. Polybutylenterephthalatzusammensetzung enthaltend einen Schlagzähmodifizierer, wobei der Schlagzähmodifizierer eine Mischung aus (1) einem Acrylnitril und Butadieneinheiten enthaltendem Polymer und (2) einem Terpolymer aus (a) Ethylen, (b) einem niedrigen Alkylacrylat und (c) einem Monomer ist, welches einen Heterozyklus enthält, der ein Sauerstoffatom als Heteroatom enthält.

2. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Bestandteil (1) ein ABS-Polymer ist.

3. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Monomer (c) Glycidylmethacrylat ist.

4. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gewichtsverhältnis der Komponente (1) und der Komponente (2) 10 : 1 bis 1 : 1,5 ist.

5. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis 4 : 1 bis 1 : 1 ist.

6. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß Anspruch 1, welche weiterhin übliche Additive aufweist.

7. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 6 bis 20 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung aufweist.

8. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung 10 bis 15 Gew.-% der gesamten Zusammensetzung aufweist.

9. Polybutylenterephthalatzusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kerbschlagzähigkeit nach Charpy bei Raumtemperatur von wenigstens 25 J/m² hat.