DE69122242T2 - Transparente schlagfeste legierung - Google Patents
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft neue Polymerlegierungen.
- Es ist auf dem Fachgebiet bekannt, daß einige physikalische Eigenschaften von Polymeren vom Styrol- oder Acryltyp verbessert werden können, indem man sie mit einem oder mehreren zusätzlichen Polymeren legiert. In einigen Fällen kann das erhaltene Gemisch verbesserte mechanische Eigenschaften haben, wie verbesserte Schlagfestigkeit oder -zähigkeit.
- Chemical Abstracts 109:171278v [Polym. Prepr. (Am. Chem. Soc., Div. Polym. Chem.) 1988, 29(2), 180-1] zeigt, daß physikalische Mischungen von Block SBR (Styrolgehalt: 75,2 Gew.-%) und einem Copolymeren von Methylmethacrylat und Styrol teilweise verträglich sind. Die morphologischen und mechanischen Eigenschaften der Mischung hängen stark vom Formungs-/Mischverfahren ab, das zur Herstellung der Mischung verwendet wird. Der SBR konnte nur verfestigt werden, wenn die ideale Morphologie der Mischung erhalten wurde.
- Chemical Abstracts 106:85901z [JP 61/200,151] zeigt thermoplastische Zusammensetzungen, die 5 bis 95 Gew.-% eines Blockcopolymeren und 95 bis 5 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren enthalten (z.B. ABS). Das Blockcopolymere stammt von der Kupplung eines aromatischen Vinylpolymerblockes mit einem Block von aromatischem Vinylmonomeren-konjugiertem Diencopolymer. Die fraglichen thermoplastischen Zusammensetzungen haben offensichtlich verbesserte Schlagfestigkeit.
- Chemical Abstracts 112:8285y [JP 61/291,610] zeigt die Verwendung von "Schlagfestigkeits-Modifizierern" für thermoplastische Polymere. Die Modifizierer sind im Grunde ähnlich zu dem Blockcopolymeren, das von Chemical Abstracts 106:85901z gezeigt ist.
- Chemical Abstracts 99:196070j [JP 58/122.954] zeigt die Verbesserung der Anisotropie eines Blockcopolymeren von Styrol- Kohlenwasserstoff-konjugiertem Dien durch Vermischen desselben mit einem Styrol-Methacrylestercopolymeren. Eine solche Mischung besitzt, wenn sie zur Bildung einer geformten Platte extrudiert wird, offensichtlich überlegene physikalische Eigenschaften.
- Chemical Abstracts 111:8522c (JP 01/45614] zeigt hochschlagfeste Styrolpoylmerzusammensetzungen, enthaltend eine größere Menge eines Styrol (50 bis 90 Gew.-%)-konjugierten Dien (50 bis 10 Gew.-%)-Blockcopolymeren und einer kleineren Menge an Polymerem auf Styrolbasis (z.B. Styrol-Methylmethacrylat-Copolymer).
- Es wäre erwünscht, eine Zusammensetzung zu haben, welche eine Kombination von verbesserten Eigenschaften aufweist, einschließlich von verbesserter Schlagfestigkeit. Im tpyischen Fall sollten die Legierungen der vorliegenden Erfindung eine gekerbte Izod-Schlagfestigkeit von mehr als etwa 27 J/m (0,5 ft.lb./in.), vorzugsweise mehr als 54 J/m (1,0 ft.lb./in) haben. In einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Legierungen eine Trübung von weniger als 10, am bevorzugtesten von weniger als 5 haben.
- Die vorliegende Erfindung liefert eine Polymerlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:
- (a) von 70 bis 30 Gew.-% eines spröden Polymeren, umfassend:
- (i) von 80 bis 40 Gew.-% von einem oder mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren;
- (ii) von 20 bis 60 Gew.-% von einem oder mehreren C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylacrylaten oder C&sub1;&submin;&sub4;-Methacrylaten; und
- (iii) von 0 bis 3 Gew.-% von einer oder mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren;
- (b) von 5 bis 30 Gew.-% von einem tapered (allmähliche Änderung des Monomerverhältnisses im Polymerblock), linearen oder radialen gummiartigen Di- oder Triblock-Polymeren, umfassend: (i) von. 40 bis 45 Gew.-% von einem oder mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren; und
- (ii) von 60 bis 55 Gew.-% von einem oder mehreren C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierten Diolefinen; und
- (c) von 65 bis 25 Gew.-% von einem tapered, linearen oder radialen duktilen Di- oder Triblock-Polymeren, umfassend:
- (i) von 70 bis 80 Gew.-% von einem oder mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren; und
- (ii) von 30 bis 20 Gew.-% von einem oder mehreren C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierten Diolefinen.
- Diese Polymerlegierung der vorliegenden Erfindung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß diese duktilen und diese kautschukartigen Polymeren mischbar sind, d.h. eine Trübung von weniger als 10% haben. Diese Polymerlegierung kann dadurch charaktensiert werden, daß dieses spröde Polymere, dieses C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomere ausgewählt wird aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol und tert.-Butylstyrol. Eine solche Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß in diesem duktilen Polymeren das vinylaromatische Monomere ausgewählt wird aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol und tert.-Butylstyrol, und daß das konjugierte Diolefin ausgewählt wird aus Butadien und Isopren. Diese Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß in diesem kautschukartigen Polymeren dieses eine oder die mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren ausgewählt wird aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol und tert.-Butylstyrol, und daß das eine oder die mehreren C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierten Diolefine ausgewählt wird aus Butadien und Isopren. (Diese charakterisierte Polymerlegierung wird nachstehend als Polymerverbundmaterial PA bezeichnet.) Ein solches Polymerverbundmaterial kann dadurch gekennzeichnet werden, daß das spröde Polymere eine kontinuierliche Phase bildet, und daß das duktile und das kautschukartige Polymere eine diskontinuierliche Phase bilden. Dieses Polymerverbundmaterial bzw. diese Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß das spröde Polymere in einer Menge von 55 bis 70 Gew.-% vorhanden ist und umfaßt:
- (i) von 55 bis 75 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromati schen Monomeren;
- (ii) von 45 bis 25 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylacrylaten oder C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylmethacrylaten; und
- (iii) von 0 bis 3 Gew.-% von der einen oder den mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren.
- Dieser Polymerverbundstoff bzw. die Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß dieses spröde Polymere mit einer Menge von 55 bis 70 Gew.-% vorhanden ist und umfaßt:
- (i) von 75 bis 65 Gew.-% Styrol;
- (ii) von 25 bis 35 Gew.-% Methylmethacrylat; und
- (iii) von 0 bis 3 Gew.-% von einer oder mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren.
- Eine solche Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß der Brechungsindex des spröden Polymers mit dem Brechungsindex eines Gemischs des duktilen und des gummiartigen Polymers innerhalb von ±0,01 übereinstimmt.
- Diese Polymerlegierung PA (obenerwähnt) kann dadurch gekennzeichnet werden, daß das duktile und das kautschukartige Polymere eine kontinuierliche Phase bilden und das spröde Polymere eine diskontinuierliche Phase bildet. Diese Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß das spröde Polymere in einer Menge von 30 bis 55 Gew.-% vorliegt. Ein solches Polymeres kann dadurch gekennzeichnet werden, daß das spröde Polymere in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-% vorliegt. Diese Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß das spröde Polymere in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-% vorliegt und umfaßt:
- (i) von 55 bis 75 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren;
- (ii) von 45 bis 25 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylacrylaten oder C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylmethacrylaten; und
- (iii) von 0 bis 3 Gew.-% von der einen oder den mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren
- Diese Polymerlegierung kann dadurch gekennzeichnet werden, daß in dieser Polymerlegierung das spröde Polymere in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-% vorliegt und umfaßt:
- (i) von 75 bis 65 Gew.-% Styrol;
- (ii) von 25 bis 35 Gew.-% Methylmethacrylat; und
- (iii) von 0 bis 3 Gew.-% von einer oder mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren.
- Solche Polymerlegierungen können dadurch gekennzeichnet werden, daß der Brechungsindex des spröden Polymeren mit dem Brechungsindex eines Gemisches des duktilen und des gummiartigen Polymeren innerhalb von ±0,01 übereinstimmt.
- Wie in dieser Beschreibung verwendet, bedeuten: "spröd" bedeutet ein Polymeres mit einer Bruchdehnung bis zu 15%, vorzugsweise weniger als 10%, gemessen nach ASTM D-638;
- "duktil" bedeutet ein Polymeres mit einer Bruchdehnung von mehr als 15%, gemessen nach ASTM D-638;
- "gummiartig" bzw. "kautschukartig" bedeutet ein natürliches oder synthetisches Polymeres, das bei Zimmertemperatur auf wenigstens zweimal seine ursprüngliche Länge gedehnt werden kann und das nach unmittelbarer Freigabe aus dieser Beanspruchung zu etwa der urspünglichen Länge zurückkehrt;
- "verträglich" bedeutet zwei oder mehr Polymere, die gute Grenzflächenadhäsion haben (z.B. eine Mischung der Polymeren zeigt physikalische Eigenschaften, wie sie etwa nach der Mischungsregel erwartet werden); und
- "mischbar" bedeutet zwei oder mehr Polymere, die, wenn sie gemischt werden, klar bleiben (d.h. eine Trübung von weniger als 10% haben), insbesondere wenn die Brechungsindizes der Polymeren nicht übereinstimmen.
- Das in der vorliegenden Polymerlegierung verwendete spröde Polymere kann ausgewählt sein aus der Gruppe von Polymeren, bestehend aus Polymeren umfassend:
- (i) 80 bis 40, am meisten bevorzugt 75 bis 55 Gew.-% von einem oder mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren, die unsubstituiert oder durch einen C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylrest substituiert sind;
- (ii) 20 bis 60, am meisten bevorzugt 25 bis 45 Gew.-% an einem oder mehreren C&sub1;&submin;&sub6;-Alkylestern von C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren; und
- (iii) 0 bis 3 Gew.-% an einer oder mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren.
- Das C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomere, das sich zur Verwendung in den Polymerkomponenten der vorliegenden Polymerlegierung eignet, ist nicht besonders beschränkt und kann unsubstituiert oder durch einen C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylrest substituiert sein. Vorzugsweise wird das C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomere, ausgewählt aus der Gruppe umfassend Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol und tert.-Butylstyrol. Das bevorzugte C&sub8;-C&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomere ist Styrol.
- Die Wahl des C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylesters einer C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäure zur Verwendung bei der Herstellung des spröden Polymeren ist nicht besonders beschränkt. Zu nicht beschränkenden Beispielen von geeigneten Estern gehören Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Butylacrylat und Butylmethacrylat. Der bevorzugteste Ester ist Methylmethacrylat.
- Ein sprödes Styrol-Acrylatpolymeres, das sich zur Verwendung in den vorliegenden Polymerlegierungen eignet, ist ein Copolymeres von Styrol und Methylmethacrylat. Vorzugsweise umfaßt ein solches Copolymeres 75 bis 65 Gew.-% Styrol und 25 bis 35 Gew.-% Methylmethacrylat. Ein solches Polymeres ist im Handel erhältlich von Novacor Chemicals Inc. unter dem Warenzeichen NAS 30.
- Die Herstellung eines spröden Polymeren, das zur Verwendung in den vorliegenden Polymerlegierungen geeignet ist, liegt im Können des Fachmanns. Solche Polymere können hergestellt werden durch Suspensions-, Lösungs-, Emulsionspolymerisation oder Polymerisation in Masse.
- Vorzugsweise wird das spröde Polymere in einer Menge von 30 bis 70 Gew.-% der Legierung verwendet.
- Das in den vorliegenden Polymerlegierungen verwendete duktile Polymere kann von 70 bis 80 Gew.-% von wenigstens einem C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren und 30 bis 20 Gew.-% von wenigstens einem C&sub4;&submin;&sub6;-konjugiertem Diolefin stammen.
- Ein duktiles Polymeres, das zur Verwendung in den vorliegenden Polymerlegierungen geeignet ist, ist ein lineares oder radikalisches Di-Block- (vinylaromatisches Monomeres-konjugiertes Dien) oder Tri-Block- (vinylaromatisches Monomeres-konjugiertes Dien-vinylaromatisches Monomeres) Copolymeres. Die Herstellung von solchen Copolymeren ist dem Fachmann bekannt. Solche Polymere können hergestellt werden durch lebende Lösungspolymerisation (z.B. unter Verwendung eines Lithiumkatalysatörs). Beispiele von geeigneten duktilen Polymeren zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung sind von Phillips 66 company und Firestone Synthetic Rubber und Latex Company erhältlich.
- Ein gummiartiges Polymeres, das sich zur Verwendung in der vorliegenden Polymerlegierung eignet, stammt von 40 bis 45 Gew.-% von wenigstens einem C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren und 60 bis 55 Gew.-% von wenigstens einem C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierten Diolefin.
- Ein gummiartiges Polymeres, das sich zur Verwendung in der vorliegenden Polymerlegierung eignet, kann ein lineares, tapered (allmähliche Änderung des Monomerverhältnisses im Polymerblock) oder radikalisches Di-Block- (aromatisches Vinylmonomeres-konjugiertes Dien) oder Tri-Block-Copolymeres sein (vinylaromatisches Monomeres-konjugiertes Dien-vinylaromatisches Monomeres). Wie auf dem Gebiet bekannt ist, ist ein tapered Di-Block-Copolymeres ein Copolymeres, das einen Block enthält, der zunehmend reicher an einem der ihn ausmachenden Monomeren in einem Segment (typisch am Ende) des Blocks wird.
- Das Verfahren, durch welches ein solches tapered Copolymeres erhalten wird, ist ähnlich dem Verfahren, durch welches Blockcopolymere erhalten werden mit der Ausnahme, daß eine zunehmende Einstellung in der Monomerzufuhr erfolgt (z.B. reicher oder ärmer an vinylaromatischem/konjugiertem Diolefin), um ein Block-Polymeres zu erzeugen, welches "tapered" ist. Beispiele geeigneter gummiartiger Polymerer zur Verwendung in den vorliegenden Polymerlegierungen sind im Handel erhältlich von Dexco Polymers und Firestone Synthetic Rubber und Latex Company.
- Geeignete C&sub3;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomere zur Verwendung im duktilen Polymeren und dem gummiartigen Polymeren der vorliegenden Erfindung sind nicht besonders beschränkt und können unsubstituiert oder mit einem C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylrest substituiert sein. Vorzugsweise wird das C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol und tert.-Butylstyrol. Ein bevorzugtes C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatisches Monomeres ist Styrol. Im allgemeinen enthält das duktile Polymere eine größere Menge an vinylaromatischen Monomeren, im typischen Fall im Bereich von 70 bis 80 Gew.-%; und das gummiartige Polymere enthält geringere Mengen an vinylaromatischen Monomeren, im typischen Fall im Bereich von 40 bis 45 Gew.-%.
- Das C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierte Diolefin, das sich zur Verwendung in dem duktilen Polymeren und dem gummiartigen Polymeren der vorliegenden Polymerlegierungen eignet, ist nicht besonders beschränkt und kann unsubstituiert oder durch ein Chloratom substituiert sein. Vorzugsweise wird das C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierte Diolefin ausgewählt aus der Gruppe umfassend 1,3-Butadien und Isopren.
- Die Polymerlegierungen der vorliegenden Erfindung können 5 bis 30 Gew.-% des gummiartigen Polymeren und 25 bis 65 Gew.-% des duktilen Polymeren umfassen. Das spröde Polymere kann in einer Menge von 30 bis 70 Gew.-% vorliegen. Es sollte berücksichtigt werden, daß das duktile und das gummiartige Polymere wenigstens verträglich sind. Bei relativ kleinen Mengen von sprödem Polymeren, von 30 bis 55, vorzugsweise 30 bis 45 Gew.-%, kann das spröde Polymere eine diskontiuierliche Phase bilden, die innerhalb der Matrix des gummiartigen und des duktilen Polymeren verteilt ist. Bei relativ höheren Mengen an sprödem Polymeren, von 45 bis 70, vorzugsweise 55 bis 70 Gew.-%, können das duktile und das gummiartige Polymere eine diskontinuierliche Phase bilden, welche durch die spröde Matrix verteilt ist. Im Bereich von 45 bis 55 Gew.-% an sprödem Polymeren wird die kontinuierliche Phase nicht nur durch die relative Menge an sprödem Polymeren bestimmt, sondern hängt auch vom Unterschied in den Schmelzviskositäten zwischen der spröden Phase und der gummiartigen und duktilen Phase ab.
- Die gummiartige und die duktile Phase sind wenigstens verträglich. D.h., diese Komponenten der Legierung haben gute Grenzflächenadhäsion. Unter Beanspruchung werden sie nicht delaminieren. Vorzugsweise sind die gummiartigen und die duktilen Komponenten mischbar. D.h., wenn sie gemischt werden, bilden sie eine klare Komponente, gleichgültig ob ihre Brechungsindizes übereinstimmen oder nahe beieinander sind.
- Bei einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung stimmt der Brechungsindex des spröden Polymeren mit dem Brechungsindex der Mischung des duktilen und des gummiartigen Polymeren überein. Wenn die Brechungsindizes des spröden Polymeren und einer Mischung des duktilen und des gummmiartigen Polymeren aufinnerhalb ±0,01 übereinstimmen, hat die Legierung geringe Trübung, d.h. weniger als 10. Wenn die Brechungsindizes des spröden Polymeren und einer Mischung des gummiartigen und des duktilen Polymeren aufinnerhalb ±0,005 übereinstimmen, haben die Legierungen extrem geringe Trübung.
- Im Hinblick auf das Obige kann der Brechungsindex des spröden Polymeren so gewählt werden, daß man versucht, die Trübung zu minimieren. Durch Mischen der duktilen und der gummiartigen Komponenten im gewünschten oder erforderlichen Verhältnis kann der Brechungsindex des erhaltenen Materials gemessen werden, wenn das gummiartige und das duktile Polymere mischbar sind. Dann kann die Zusammensetzung des spröden Polymeren bestimmt werden unter Verwendung der Gleichungen 1, 2, 3, die auf S. VI/451 des Polymer Handbook, 2. Auflage, John Wiley and Sons Inc. angegeben sind, und die Brechungsindizes der Monomeren. Auf diese Weise kann es möglich sein, Brechungsindizes übereinstimmen zu lassen und außerordentlich klare und feste Legierungen zu erhalten.
- Das Obige soll keinerlei Beschränkung auf die Reihenfolge des Mischens des Polymeren auferlegen. Es ist nicht nötig, eine spezifische aufeinanderfolgende Zugabe der Polymeren zum Extruder zu haben.
- Bei der Herstellung der vorliegenden Polymerlegierungen ist im allgemeinen das Lösungsmischen der Bestandteile nicht brauchbar, da es schwierig ist, ein gemeinsames Lösungsmittel für jedes Polymere in der Mischung zu finden.
- Im typischen Fall kann ausreichendes Mischen der Komponenten erzielt werden durch mechanisches Mischen in einem geeigneten Intensivmischer, vorzugsweise einem Extruder. Der Betrieb eines Extruders zum Erreichen dieses Zwecks liegt im Wissensbereich eines Fachmanns. Z.B. wird bei einem 3,8 cm- (1 1/2") Extruder mit einem Verhältnis L zu D von etwa 24:1 der Extruder mit 30 bis 150, vorzugsweise 50 bis 135, und am bevorzugtesten von 75 bis 100 Upm betrieben. Während dieses Betriebs ist die Zylindertemperatur des Extruders im Bereich von 190 bis 240ºC, vorzugsweise 200 bis 220ºC.
- In einem Aspekt der vorliegenden Erfindung können die duktilen und die gummiartigen Polymeren extrudiert und zu Pellets geschnitten werden. Die erhaltenen Pellets können dann mit dem spröden Polymeren extrudiert werden. Jedoch können die Komponenten der Legierungen der vorliegenden Erfindung auch trokken, z.B. in einem Trommelmischer, gemischt werden. Die erhaltene Mischung kann-dann extrudiert werden. Bei einer alternativen Arbeitsweise können die Polymeren direkt einem Extruder zugeführt werden, der gutes Mischen erzeugt.
- Ausführungsformen der Erfindung werden unter Bezugnahme auf die fplgenden Beispiele beschrieben, die nicht als den Bereich der Erfindung beschränkend ausgelegt werden sollten.
- Eine Anzahl von Polymerlegierungsproben wurde hergestellt unter Verwendung der folgenden Komponenten:
- Sprödes Polymeres - Ein Copolymer, das von Styrol (70 Gew.-%) und Methylmethacrylat (30 Gew.-%) stammt, erhältlich von Novacor Chemicals Inc. als NAS 30 (Warenzeichen).
- Duktiles Polymeres - Ein Tri-Block-Copolymeres, das von Styrol (75 Gew.-%) und Butadien (25 Gew.-%) stammt.
- Gummiartiges Polymeres - Ein tapered Polymeres, das von Styrol (43 Gew.-%) und Butadien (57 Gew.-%) stammt.
- Die Komponenten wurden in Form von Pellets erhalten und wurden in den gewünschten Mengen einem Extruder zugeführt. Das Vortrocknen der Harzkomponenten war nicht erforderlich. Der Extruder wurde bei 75 bis 100 Upm und einer Temperatur von 190º-200ºC betrieben. Das Gemisch wurde extrudiert, zu Pellets geschnitten und anschließend zu einer Anzahl von geeigneten Prüfproben spritzgegossen, um die folgenden physikalischen Versuche durchzuführen:
- Die Menge jeder Komponente in der Mischung und die Ergebnisse der physikalischen Prüfung sind in Tabelle 1 angegeben, wo alle Einheiten in Gew.-% sind, falls nichts anderes angegeben ist. Tabelle 1
- ¹ Duktiles und gummiartiges Polymers gemischt und extru diert, dann mit sprödem Polymeren gemischt.
- ² Duktiles, gummiartiges und sprödes Polymeren in einem Trichter gemischt und einem Extruder zugeführt.
- ³ Proben 8, 9, 10 sind Vergleichsproben.
- Als Kontrollen waren die Trübung, die Izod-Schlagfestigkeit, die Streckgrenze und die Dehnung des spröden Polymeren, des duktilen Polymeren und des gummiartigen Polymeren wie folgt:
- Wie aus den Proben 1 bis 7 ersichtlich ist, haben die Legierungen einen guten Ausgleich von Schlagfestigkeit und geringer Trübung. Dies sind besonders bevorzugte Legierungen innerhalb des Bereichs der vorliegenden Erfindung. Die Probe 8 hat eine gute Festigkeit und eine hohe Trübung, die Proben 9 und 10 haben hohe Trübung und geringe Schlagfestigkeit.
- Unter Anwendung der gleichen Mischbedingungen und physikalischen Prüfmethoden, die in Beispiel 1 angegeben sind, wurden vier weitere Proben hergestellt. Die Menge jeder Komponente und die Ergebnisse der physikalischen Prüfung sind in Tabelle 2 angegeben, wo alle Einheiten Gew.-% sind, wenn nichts anderes angegeben ist.
- In Tabelle 2 ist Probe 3 innerhalb des Bereichs der Erfindung. Tabelle 2
- ¹ Proben 1, 2, 4 sind Vergleichsproben.
- Wie aus Tabelle 2 ersichtlich ist, ergibt sich eine signifikante Zunahme der Festigkeit (d.h. Izod und Dehnung) von Probe 3, verglichen mit den Proben 1, 2 bzw. 4.
- Die Produkte der vorliegenden Erfindung haben außerordentlich geringe Trübung und gute Schlagfestigkeit. Bei Anwendungen, wo diese Eigenschaften erforderlich sind, sollten die Produkte der vorliegenden Erfindung geeignet sein, z.B. Trinkgläser zur Verwendung im Freien.
Claims (18)
1. Polymerlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß sie folgendes umfaßt:
(a) von 70 bis 30 Gew.-% eines spröden Polymers umfassend:
(i) von 80 bis 40 Gew.-% von einem oder mehreren
C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren;
(ii) von 20 bis 60 Gew.-% von einem oder mehreren
C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylacrylaten oder C&sub1;&submin;&sub4;-Methacrylaten; und
(iii) von 0 bis 3 Gew.-% von einer oder mehreren
C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren;
(b) von 5 bis 30 Gew.-% von einem tapered (allmähliche Änderung
des Monomerverhältnisses im Polymerblock), linearen oder radialen
gummiartigen Di- oder Triblock-Polymeren, umfassend:
(i) von 40 bis 45 Gew.-% von einem oder mehreren
C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren; und
(ii) von 60 bis 55 Gew.-% von einem oder mehreren
C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierten Diolefinen; und
(c) von 65 bis 25 Gew.-% von einem tapered, linearen oder radialen
duktilen Di- oder Triblock-Polymeren, umfassend:
(i) von 70 bis 80 Gew.-% von einem oder mehreren
C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren; und
(ii) von 30 bis 20 Gew.-% von einem oder mehreren
C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierten Diolefinen.
2. Polymerlegierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
duktilen und die gummiartigen Polymeren mischbar sind, d.h. eine
Trübung von weniger als 10% aufweisen.
3. Polymerlegierung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das
C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomer in dem spröden Polymer ausgewählt ist
aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, und t-Butylstyrol.
4. Polymerlegierung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das
C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatische Monomer in dem duktilen Polymer ausgewählt ist
aus Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, und t-Butylstyrol,
und das C&sub4;&submin;&sub6;-kgnjugierte Diolefin ausgewählt ist aus Butadien und Isopren.
5. Polymerlegierung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das eine
oder die mehreren C&sub6;&submin;&sub1;&sub2;-vinylaromatischen Monomeren in dem
gummiartigen Polymer ausgewählt ist bzw. sind aus Styrol, α-Methylstyrol, p-
Methylstyrol, und t-Butylstyrol,
und das eine oder die mehreren C&sub4;&submin;&sub6;-konjugierten Diolefine ausgewählt ist
bzw. sind aus Butadien und Isopren.
6. Polymerlegierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
spröde Polymer eine kontinuierliche Phase bildet und das duktile und das
gummiartige Polymer eine diskontinuierliche Phase bilden.
7. Polymerlegierung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das
spröde Polymer in einer Menge von 45 bis 70 Gew.-% vorhanden ist.
8. Polymerlegierung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das
spröde Polymer in einer Menge von 55 bis 70 Gew.-% vorhanden ist und
umfaßt:
(i) von 55 bis 75 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-
vinylaromatischen Monomeren;
(ii) von 45 bis 25 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub1;&submin;&sub4;-
Alkylacrylaten oder C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylmethacrylaten; und
(iii) von 0 bis 3 Gew.-% von der einen oder den mehreren
C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren
9. Polymerlegierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das
spröde Polymer in einer Menge von 55 bis 70 Gew.-% vorhanden ist und
umfaßt:
(i) von 75 bis 65 Gew.-% Styrol;
(ii) von 25 bis 35 Gew.-% Methylmethacrylat; und
(iii) von 0 bis 3 Gew.-% von einer oder mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch
ungesättigten Carbonsäuren
10. Polymerlegierung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Brechungsindex des spröden Polymers mit dem Brechungsindex eines
Gemischs des duktilen und des gummiartigen Polymers innerhalb von
±0,01 übereinstimmt.
11. Polymerlegierung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der
Brechungsindex des spröden Polymers mit dem Brechungsindex eines
Gemischs des duktilen und des gummiartigen Polymers innerhalb von ±
0,01 übereinstimmt.
12. Polymerlegierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das
duktile und das gummiartige Polymer eine kontinuierliche Phase bilden und
das spröde Polymer eine diskontinuierliche Phase bildet.
13. Polymerlegierung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das
spröde Polymer in einer Menge von 30 bis 55 Gew.-% vorhanden ist.
14. Polymerlegierung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß das
spröde Polymer in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-% vorhanden ist.
15. Polymerlegierung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das
spröde Polymer in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-% vorhanden ist und
umfaßt:
(i) von 55 bis 75 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub8;&submin;&sub1;&sub2;-
vinylaromatischen Monomeren;
(ii) von 45 bis 25 Gew.-% von dem einen oder den mehreren C&sub1;&submin;&sub4;-
Alkylacrylaten oder C&sub1;&submin;&sub4;-Alkylmethacrylaten; und
(iii) von 0 bis 3 Gew.-% von der einen oder den mehreren
C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren
16. Polymerlegierung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der
Polymerlegierung das spröde Polymer in einer Menge von 30 bis 45 Gew.-
% vorhanden ist und umfaßt:
(i) von 75 bis 65 Gew.-% Styrol;
(ii) von 25 bis 35 Gew.-% Methylmethacrylat; und
(iii) von 0 bis 3 Gew.-% von einer oder mehreren C&sub3;&submin;&sub6;-ethylenisch
ungesättigten Carbonsäuren
17. Polymerlegierung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der
Brechungsindex des spröden Polymers mit dem Brechungsindex eines
Gemischs des duktilen und des gummiartigen Polymers innerhalb von ±
0,01 übereinstimmt.
18. Polymerlegierung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der
Brechungsindex des spröden Polymers mit dem Brechungsindex eines
Gemischs des duktilen und des gummiartigen Polymers innerhalb von ±
0,01 übereinstimmt.
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