DE69322500T2 - Mehrkomponent mischungen aus polyester-polykarbonat mit verbesserter schlagzähigkeit und verarbeitbarkeit - Google Patents

Mehrkomponent mischungen aus polyester-polykarbonat mit verbesserter schlagzähigkeit und verarbeitbarkeit

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    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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Description

    MEHRKOMPONENTEN-MISCHUNGEN AUS POLYESTER-POLYCARBONAT MIT VERBESSERTER SCELAGZÄHIGKEIT UND VERARBEITBARKEIT GEBIET DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Polyester/Polycarbonat-Mischungen mit verbesserter Schlagzähigkeit und Verarbeitbarkeit bei niedriger Temperatur. Konkreter betrifft diese Erfindung eine thermoplastische Formmasse, die ein aromatisches Carbonat-Polymer, ein Poly(1,4- cyclohexylendimethylenterephthalat)(PCT)-Harz und einen Copolyester enthält, der im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten aus Mischungen von Isophthalsäure, Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Polycarbonat ist ein nützlicher technischer Kunststoff für Teile, die Klarheit, Zähigkeit und Wärmebeständigkeit erfordern. Polycarbonat weist jedoch auch Mängel auf, die schlechte chemische und Spannungsriß- Beständigkeit und schlechte Verarbeitbarkeit einschließen. Ein Verfahren zur Verbesserung dieser Eigenschaften besteht im Mischen von Polycarbonat mit einem anderen Harz, wobei eine brauchbare Familie derartiger Harze thermoplastische Polyester sind. Bislang waren derartige Polycarbonat/Polyester-Mischungen jedoch nur unter Verschlechterung der Schlagzähigkeit zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit in der Lage.
  • Mischungen von Polycarbonat mit einem Copolyester, der von Mischungen von Isophthalsäure und Terephthalsäure mit 1,4-Cyclohexandimethanol abgeleitet ist, sind in den US-Patenten Nr. 4, 188, 314 und 4,391,954 offenbart. Diese Patente sind auf thermoplastische Zweikomponenten-Formmassen gerichtet, die ein aromatisches Polycarbonat und ein Polyester-Harz enthalten, das von Cyclohexandimethanol und einer Mischung von Iso- und Terephthalsäure abgeleitet ist.
  • Das US-Patent Nr. 5,010,146 ist auf eine Polyester/Polycarbonat- Dreikomponenten-Mischung gerichtet, die ein Poly(alkylenterephthalat), ein Polycarbonat und ein Polyestercarbonat-Copolymer enthält. Das Polyestercarbonat-Copolymer wird durch Copolymerisation eines Alkylenterephthalat-Oligomers, bevorzugt eines Polyethylenterephthalat- Oligomers, und eines Carbonat-Oligomers erhalten. Es wird angegeben, daß die Verwendung derartiger Oligomere den Kristallinitätsindex der Zusammensetzungen verbessert, die dadurch solche Eigenschaften wie chemische Beständigkeit beibehalten, ohne daß auf die Zugabe anderer Komponenten, die die Schlagzähigkeit verschlechtern, zurückgegriffen wird. Im Gegensatz dazu betrifft die vorliegende Erfindung eine Mischung, die ein Polycarbonat von 4,4'-Isopropylidendiphenol (Bisphenol A- Polycarbonat), ein Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harz und einen Copolyester umfaßt, der im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten aus Mischungen von Isophthalsäure, Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht. Die gegenwärtigen Erfinder haben unerwarteterweise festgestellt, daß ein Copolyester Mischungen einverleibt werden kann, um die Verarbeitbarkeit der Mischungen ohne Verminderung der Schlagzähigkeit zu erhöhen, wenn ein Polyester in Verbindung mit einem Copolyester zugesetzt wird. Somit können die Mischungen der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu bekannten Polyester/Polycarbonat-Mischungen eine hohe Schlagzähigkeit ohne Verlust der Verarbeitbarkeit bei niedrigen Temperaturen erzielen.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Demgemäß ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung von Polyester/Polycarbonat-Mischungen, die eine verbesserte Schlagzähigkeit und Verarbeitbarkeit bei niedriger Temperatur zeigen.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung von Polyester/Polycarbonat-Mischungen, die ausgezeichnete mechanische Eigenschaften wie beispielsweise Schlagzähigkeit und Spannungsriß- Beständigkeit, Wärmebeständigkeit und Transparenz zeigen und zum Zeitpunkt der Formpressung derselben eine ausgezeichnete Schmelzfließfähigkeit zeigen, und die Bereitstellung von Verfahren zur Herstellung dieser Mischungen.
  • Diese und andere Ziele werden hierin durch eine thermoplastische Zusammensetzung erreicht, welche umfaßt:
  • (A) mindestens 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Polycarbonats von 4,4'-Isopropylidendiphenol mit einer relativen Viskosität von 1,1 bis 1,5 dl/g;
  • (B) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, das aus Wiederholungseinheiten aus Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol, wobei das Harz eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g aufweist; und
  • (C) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Copolyesters, welcher umfaßt
  • (1) eine Dicarbonsäure-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1 bis 50 Molprozent Isophthalsäure und 50 bis 99 Molprozent Terephthalsäure besteht, und
  • (2) eine Diol-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol;
  • wobei die Gesamtgewichte von (A), (B) und (C) insgesamt 100 Prozent sein sollen.
  • Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zum Spritzgießen eines thermoplastischen Polyesters bereit, welches umfaßt:
  • (I) das im wesentlichen homogene Mischen von
  • (A) mindestens 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Polycarbonats von 4,4'-Isopropylidendiphenol mit einer relativen Viskosität von 1,1 bis 1,5 dl/g;
  • (B) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, das aus Wiederholungseinheiten aus Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol, wobei das Harz eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g aufweist; und
  • (C) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Copolyesters, welcher umfaßt
  • (1) eine Dicarbonsäure-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1 bis 50 Molprozent Isophthalsäure und 50 bis 99 Molprozent Terephthalsäure besteht, und
  • (2) eine Diol-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol;
  • wobei die Gesamtgewichte von (A), (B) und (C) 100 Prozent ausmachen sollen; und
  • (II) das Spritzgießen dieser Mischung bei Schmelztemperaturen von 250ºC bis 325ºC in Formen, die bei einer Temperatur von 10ºC bis 90ºC gehalten werden.
    • BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Das aromatische Polycarbonat, Komponente (A), das in der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist ein aromatisches Polycarbonat, das 4,4'-Isopropylidendiphenol (Bisphenol-A) als Hauptstruktureinheiten enthält. Das aromatische Polycarbonat kann verzweigt oder linear sein und kann geringe Mengen an anderen aromatischen Diol-Komponenteneinheiten zusätzlich zu den 4,4'-Isopropylidendiphenol-Einheiten enthalten.
  • Nützliche aromatische Diol-Einheiten, die von 4,4'-Isopropylidendiphenol- Einheiten verschieden sind, umfassen 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 1,1-His(4-hydroxyphenyl)cyclohexan, Bis(4- hydroxyphenyl)thioether, His(4-hydroxyphenyl)sulfon und 4,4'- Dihydroxybiphenyl.
  • Das oben erwähnte Polycarbonat, Komponent (A), kann zusätzlich zu den aromatischen Diol-Komponenteneinheiten geringe Mengen von aliphatischen Diol-Komponenteneinheiten enthalten. Nützliche aliphatische Diol-Komponenteneinheiten umfassen beispielsweise Diethylenglycol, Triethylenglycol, Propan-1,3-diol, Butan-1,4-diol, Pentan-1,5-diol, Hexan- 1,6-diol, 3-Methylpentandiol-(2,4), 2-Methylpentandiol-(1,4), 2,2,4- Trimethylpentandiol-(1,3),2-Ethylhexandiol-(1,3), 2,2-Diethylpropandiol- (1,3), Hexandiol-(1,3), 1,4-Di(hydroxyethoxy)benzol, 2,2-Bis(4- hydroxycyclohexyl)propan, 2,4-Dihydröxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutan, 2,2-Bis(3-hydroxyethoxyphenyl)propan und 2,2-Bis(4-hydroxypropoxyphenyl)propan.
  • Zusätzliche zu den aromatischen Diol-Komponenteneinheiten und aliphatischen Diol-Komponenteneinheiten, die oben erwähnt sind, kann das Polycarbonat geringe Mengen an polyfunktionellen Verbindungs- Komponenteneinheiten enthalten. Nützliche polyfunktionelle Verbindungs- Komponenteneinheiten schließen beispielsweise aromatische Polyole wie Phloroglucin und 1,2,4,5-Tetrahydroxybenzol; aliphatische Polyole wie Glycerin, Trimethylolethan, Trimethylolpropan und Pentaerythrit; aromatische mehrbasige Säuren wie Trimellithsäure, Trimesinsäure und 3,3',5,5'-Tetracarboxytriphenyl; aliphatische mehrbasige Säuren wie Butantetracarbonsäure; und Oxypolycarbonsäuren wie Weinsäure und Äpfelsäure ein.
  • In dem oben erwähnten Carbonat-Polymer liegen die 4,4'-Isopropylidendiphenol-Komponenteneinheiten in einer Menge von 95 bis 100 Molprozent, bevorzugt 98 bis 100 Molprozent, vor. Die aromatischen Diol- Komponenteneinheiten, die von 4,4'-Isopropylidendiphenol- Komponenteneinheiten verschieden sind, liegen in einer Menge von 0 bis 5 Molprozent, bevorzugt 0 bis 2 Molprozent, vor.
  • Das aromatische Polycarbonat, Komponente (A), weist einen relativen Viskositäts(R. V.)-Wert von 1,1 bis 1,5, bevorzugt 1,2 bis 1,4, auf, wie bei 25ºC unter Verwendung von 0, 50 Gramm des Polycarbonats pro 100 ml Methylenchlorid gemessen.
  • Das aromatische Polycarbonat kann in der Schmelze, in Lösung oder durch Grenzflächenpolymerisations-Verfahren, die auf dem Gebiet wohlbekannt sind, hergestellt werden. Beispielsweise können die aromatischen Polycarbonate durch Umsetzung von Bisphenol-A mit Phosgen, Dibutylcarbonat oder Diphenylcarbonat hergestellt werden. Derartige aromatische Polycarbonate sind auch im Handel erhältlich.
  • Die zweite Komponente der vorliegenden Erfindung ist ein Poly(1,4- cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harz, das aus Wiederholungseinheiten von Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol.
  • Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harze, die als Komponente (B) nützlich sind, weisen eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g auf. Bevorzugt weisen diese Harze eine innere Viskosität von 0,55 bis 0,85 dl/g auf. Diese Harze sind handelsüblich oder können durch in der Technik wohlbekannte Verfahren hergestellt werden. Beispielsweise können die Harze durch direkte Kondensation von Terephthalsäure oder durch Umesterung unter Verwendung von Dimethylterephthalat zusammen mit 1,4- Cyclohexandimethanol hergestellt werden.
  • Die dritte Komponente der vorliegenden Erfindung ist ein Copolyester, der Wiederholungseinheiten von Mischungen von Isophthalsäure, Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol enthält, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol. Die Dicarbonsäure- Komponente des Copolyesters (C) besteht im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1 bis 50 Molprozent Isophthalsäure und 50 bis 99 Molprozent Terephthalsäure. Bevorzugt besteht der Säure-Teil aus 1 bis 25 Gewichtsprozent Isophthalsäure und 75 bis 99 Gewichtsprozent Terephthalsäure. Die Diol-Komponente des Copolyesters (C) besteht im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1,4-Cyclohexandimethanol. Der Ausdruck "besteht im wesentlichen aus" bedeutet, daß zusätzlich zu der Isophthalsäure, der Terephthalsäure und dem 1,4-Cyclohexandimethanol andere Dicarbonsäuren und Diole in dem Copolyester anwesend sein können, vorausgesetzt, die grundlegenden und wesentlichen Eigenschaften des Polyesters werden dadurch nicht substantiell beeinflußt.
  • Copolyester, die als Komponente (C) nützlich sind, weisen eine innere Viskosität (I. V.) von 0,4 bis 1,2 dl/g auf. Bevorzugt weisen die Copolyester eine innere Viskosität von 0,55 bis 0,85 dl/g auf.
  • Die Polyester und Copolyester, die in der Erfindung brauchbar sind, können durch herkömmliche Polykondensationsverfahren, die in der Technik wohlbekannt sind, hergestellt werden. Derartige Verfahren schließen die direkte Kondensation der Säure mit dem Glycol oder die Umesterung unter Verwendung von Niederalkylestern ein. Die wesentlichen Komponenten des Polyesters und Copolyesters, z. B. Terephthalsäure oder Dimethylterephthalat, Isophthalsäure oder Dimethylisophthalat und 1,4- Cyclohexandimethanol, sind handelsüblich.
  • Es ist wichtig zu beachten, daß restlicher Katalysator, der bei der Bildung des Polyesters, Komponente (B), und des Copolyesters, Komponente (C), verwendet wird, als Katalysator für den Ester-Carbonat-Austausch fungieren kann. Die Tatsache, daß Polyester und Polycarbonate einen Ester- Carbonat-Austausch eingehen können, ist wohlbekannt, und derartige copolymere Reaktionsprodukte, Komponente (D), sind im Umfang dieser Erfindung eingeschlossen. Der Ausdruck "copolymere Reaktionsprodukte" soll jegliche Produkte einschließen, die durch ein Verfahren zur Bildung von Copolymeren des Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, Komponente (B), des Copolyesters, Komponente (C), und des aromatischen Polycarbonats, Komponente (A), erzeugt werden, wie beispielsweise in situ- Umesterung, Umesterung in einer getrennten Stufe oder direkte Copolymerisation der Monomere und dergleichen.
  • Die Desaktivierung des restlichen Katalysators und somit die Inhibierung der Umesterungs-Reaktionsprodukte kann durch Zugabe von Metalldesaktivatoren, wie beispielsweise p-Phenylendiaminen, zu dem System erzielt werden. Die Desaktivierung des restlichen Metallkatalysators, der in den Polyestern anwesend ist, behindert die Reaktionen, die erforderlich sind, um die copolymeren Reaktionsprodukte zu bilden. Obwohl die copolymeren Reaktionsprodukte, Komponente (D), für die vorliegende Erfindung nicht essentiell sind, können durch die Verwendung derartiger copolymerer Reaktionsprodukte Verbesserungen in den mechanischen Eigenschaften erzielt werden. Somit sind Mehrkomponenten-Mischungen eines aromatischen Polycarbonats, eines Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, eines Copolyesters und copolymerer Produkte, die aus einer Umsetzung zwischen den Estern und dem Polycarbonat gebildet werden, in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen.
  • Viele andere Komponenten können den Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung zugesetzt werden, um die Verhaltenseigenschaften der Mischungen zu verbessern. Beispielsweise können Verstärkungsmittel, Schlag-Modifizierungsmittel, Antioxidantien, Metall-Desaktivatoren, farbgebende Mittel, Phosphat-Stabilisatoren, Formtrennmittel, Füllstoffe, Keimbildungsmittel, Ultraviolettlicht- und Wärme-Stabilisatoren, Schmiermittel, Flammverzögerungsmittel und dergleichen darin eingeschlossen werden. Alle diese Additive und die Verwendung derselben sind in der Technik bekannt und erfordern keine ausführliche Diskussion. Deshalb wird nur auf eine begrenzte Zahl Bezug genommen, wobei es sich versteht, daß jede dieser Verbindungen eingesetzt werden kann, solange sie die vorliegende Erfindung nicht daran hindert, ihre Ziele zu erreichen.
  • Die mechanischen Eigenschaften, die von den Harz-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung gezeigt werden, können durch Einverleibung von 10 bis 50 Prozent, bezogen auf das Gewicht der gesamten Zusammensetzung, eines verstärkenden Materials verbessert werden. Das bevorzugte verstärkende Material ist Glasfaser. Glasfasern, die sich für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung eignen, können in Form von Filamenten, Fäden, Fasern oder Whiskern vorliegen. Im wesentlichen ist jeder der Typen von Glasfasern, die allgemein bekannt und/oder in der Technik verwendet werden, in der vorliegenden Erfindung brauchbar. Für Zwecke wie beispielsweise die Verminderung des Wellens von Formteilen kann das PCT-Harz mit einer Mischung von Glasfasern und einem plättchenartigen Füllstoff, wie beispielsweise Glimmer, verstärkt werden. Andere verstärkende Materialien, wie beispielsweise Kohlenstoff-Filamente, Silicate, Glimmer, Ton, Talkum, Titandioxid, Wollastanit, Glasflocken, Glaskügelchen, Polymerfasern, Metallfasern, Graphitfasern, Aramidfasern, Aluminiumsilicat, Asbest und dergleichen können in Kombination mit oder anstelle der Glasfasern verwendet werden.
  • Andere wünschenswerte Additive umfassen Antioxidantien und Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel. Beispiele für typische handelsübliche Antioxidantien, die in der vorliegenden Erfindung nützlich sind, umfassen, ohne darauf beschränkt zu sein, gehinderte Phenole, Phosphite, Diphosphite, Polyphosphite und Mischungen derselben. Kombinationen von aromatischen und aliphatischen Phosphit-Verbindungen können ebenfalls eingeschlossen werden. Beispiele für typische handelsübliche Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel, die in der Technik wohlbekannt sind und in dieser Erfindung brauchbar sind, umfassen Ethylen/Propylen-Terpolymere, Block-Copolymere auf Styrol-Basis und verschiedene Acryl-Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel vom Kern/Schale- Typ. Die Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel können in herkömmlichen Mengen von 0,1 bis 25 Gewichtsprozent der Gesamtzusammensetzung und bevorzugt in Mengen von 0,1 bis 10 Gewichtsprozent der Zusammensetzung eingesetzt werden.
  • Flammverzögerungsmittel können ebenfalls als Additiv in der vorliegenden Erfindung eingeschlossen werden. Ein bevorzugtes Flammverzögerungsmittel ist eine Mischung, die eine aromatische organische Verbindung mit mindestens einem aromatischen Ring mit direkt an den aromatischen Ring gebundenem Halogen enthält. Repräsentative derartige Flammverzögerungs-Verbindungen sind Decabromdiphenylether, Octabromdiphenylether, Ethylenbis(tetrabromphthalimid), bromiertes Polystyrol, Poly(dibromphenylenoxid), ein Kondensationsprodukt von zwei Mol Tetrachlorcyclopentadien und einem Mol Cyclooctadien und dergleichen. Die flammverzögernde Mischung enthält weiter eine Antimon-Verbindung, wie beispielsweise Antimonoxid, Antimontrioxid, Natriumantimonat und Antimon- Pulver.
  • Das Verfahren zur Herstellung der Polyester/Polycarbonat-Mischungen der vorliegenden Erfindung beinhaltet die Herstellung des aromatischen Carbonat-Polymers, Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, bzw. des Copolyesters durch oben erwähnte Verfahren. Die Komponenten werden in einer Atmosphäre von trockener Luft oder trockenem Stickstoff oder unter vermindertem Druck getrocknet. Die Komponenten werden gemischt und anschließend schmelzcompoundiert, beispielsweise in einem Einschnecken- oder Doppelschneckenextruder. Die Schmelztemperaturen liegen typischerweise im Bereich von 275-315ºC; es ist wünschenswert, daß die Schmelztemperatur 325ºC nicht übersteigt. Nach Beendigung der Schmelzcompoundierung wird das Extrudat in Strangform abgezogen und gemäß dem üblichen Weg, wie beispielsweise Schneiden, gewonnen.
  • Der Zusammensetzungsbereich der Mischungen beträgt mindestens 10 Gewichtsprozent aromatisches Polycarbonat, mindestens 10 Gewichtsprozent Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harz und mindestens 10 Gewichtsprozent Copolyester. Der bevorzugte Zusammensetzungsbereich beträgt mindestens 25 Gewichtsprozent aromatisches Polycarbonat, mindestens 25 Gewichtsprozent Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harz und mindestens 25 Gewichtsprozent Copolyester.
  • Die Mischungen dieser Erfindung dienen als ausgezeichnete Ausgangsmaterialien für die Herstellung von Formkörpern aller Typen durch Spritzguß. Darüber hinaus sind die Mischungen der dieser Erfindung in ihrer nicht modifizierten Form klar. Dies macht sie in Kombination mit ihren ausgezeichneten Schlagzähigkeiten für Augen- und Sicherheitsschild- Anwendungen nützlich. Zusätzliche Anwendungen schließen medizinische Teile, Geräteteile, Gehäuse, Teile für die Erholung und den allgemeinen Gebrauch ein. Die Formmassen der vorliegenden Erfindung sind besonders nützlich für Anwendungen, die Zähigkeit in schwierig zu füllenden spritzgegossenen Teilen erfordern.
  • Die Materialien und Testverfahren, die für die hierin gezeigten Ergebnisse verwendet wurden, sind wie folgt:
  • Das aromatische Polycarbonat, Komponente (A), das in den Beispielen verwendet wurde, war ein Polycarbonat von 4,4'-Isopropylidendiphenol (Bisphenol A-Polycarbonat), das von Miles, Inc. erhältlich ist.
  • Der Polyester, Komponente (B), der in den Beispielen verwendet wurde, bestand aus 100 Molprozent Terephthalsäure und 100 Molprozent 1,4- Cyclohexandimethanol.
  • Die folgenden Copolyester, Komponente (C), wurden in den Beispielen eingesetzt:
  • Copolyester I bestand aus 80 Molprozent Terephthalsäure, 20 Molprozent Isophthalsäure und 100 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol.
  • Copolyester II bestand aus 95 Molprozent Terephthalsäure, 5 Molprozent Isophthalsäure und 100 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol. Es wurden die folgenden Testverfahren eingesetzt:
  • Die innere Viskosität (I. V.) wurde bei 25ºC unter Verwendung von 0,50 Gramm Polymer pro 100 ml eines Lösungsmittels, das aus 60 Gewichts-% Phenol und 40 Gewichts-% Tetrachlorethan bestand, gemessen.
  • Die relative Viskosität (R. V.) wurde bei 25ºC unter Verwendung von 0,50 Gramm Polymer pro 100 ml eines Lösungsmittels, das aus Methylenchlorid bestand, gemessen.
  • Die dynamische Viskosität wurde bestimmt durch Schwing-Scher- Verfahren mit kleiner Amplitude unter Verwendung eines Rheometrics RMS-800 Mechanical Spectrometer unter Verwendung einer Geometrie mit parallelen Scheiben und Arbeiten in dynamischem Modus bei einer Temperatur von 290ºC. Die Plattenradien betrugen 12,5 mm, und der Spalt zwischen den Platten betrug 1,0 mm.
  • Biegemodul: ASTM-D790
  • Biegefestigkeit: ASTM-D790
  • Zugfestigkeit: ASTM-D638
  • Dehnung: ASTM-D638
  • Schlagzähigkeit nach Izod: ASTM-D256
  • Formbeständigkeitstemperatur (HDT): ASTM-D648
  • Die Erfindung wird unter Berücksichtigung der folgenden Beispiele, die exemplarisch für die Erfindung sein sollen, weiter veranschaulicht. Alle Teile und Prozentsätze in den Beispielen sind auf Gewichtsbasis, soweit nichts anderes angegeben ist.
    • BEISPIELE 1-15
  • Eine Pellet-Mischung, die den Polyester und das Polycarbonat von 4,4'-Isopropylidendiphenol enthielt, wurde hergestellt und 16 Stunden lang bei 120ºC an Luft mit einem Taupunkt von -40ºC getrocknet. Getrennt wurden Copolyester I- und II-Pellets bei 70ºC 16 Stunden lang an Luft mit einem Taupunkt von -40ºC getrocknet. Die getrockneten Pellets wurde gemischt, um die verschiedenen Mischungszusammensetzungen der Beispiele 1-15 zu liefern, die in Tabelle I aufgeführt sind. Die Beispiele 1 und 5 sind Zweikomponenten-Mischungen, die als Vergleichsbeispiele verwendet werden. Die Zusammensetzungen wurden unter Verwendung eines Sterling Einschnecken- Extruders (1,25 Zoll, 3,21 cm, L/D = 30/l) bei einer eingestellten Temperatur von 305ºC schmelzgemischt. Das Extrudat wurde zu Pellets zerhackt, die 16 Stunden bei 90ºC an Luft mit einem Taupunkt von -40ºC getrocknet wurden und unter Verwendung einer Toyo-Spritzgußvorrichtung (90 Tonnen) mit einer Temperatur des Formhohlraumes von 23ºC zu Stäben für den Zug- und Biege-Test spritzgegossen. Die Testergebnisse sind in den Tabellen I und III zusammengefaßt.
  • Die Ergebnisse in Tabelle I zeigen klar, daß die Mischungen der vorliegenden Erfindung geringere dynamische Viskositätswerte, die eine bessere Verarbeitbarkeit unter Beibehaltung einer höheren Schlagzähigkeit anzeigen, als die Vergleichsbeispiele 1, 5 und 23 zeigen. Die Beispiele 1 und 5 veranschaulichen Zweikomponenten-Polyester/Polycarbonat- Mischungen. Beispiel 23 ist ein Vergleichsbeispiel, welches die Schlagzähigkeit von Polycarbonat angibt. Die Schlagzähigkeit von Beispiel 1 nähert sich derjenigen des Polycarbonats, jedoch ist die dynamische Viskosität von Beispiel 1 sehr hoch, was eine schlechte Verarbeitbarkeit anzeigt. Andererseits zeigt Beispiel 5 eine sehr niedrige Schlagzähigkeit, aber eine gute dynamische Viskosität. Somit scheint es, daß die Zugabe eines Copolyesters die Verarbeitbarkeit des Polycarbonats auf Kosten der Schlagzähigkeit bei niedriger Temperatur verbessert. Die gegenwärtigen Erfinder haben jedoch unerwarteterweise festgestellt, daß ein Copolyester in das Polycarbonat eingeschlossen werden kann, um die Verarbeitbarkeit ohne Verschlechterung der Schlagzähigkeit zu verbessern, wenn ein Polyester in Verbindung mit dem Copolyester zugesetzt wird. Folglich sind die Mischungen der vorliegenden Erfindung in der Lage, im Vergleich zu bekannten Polyester/Polycarbonat-Mischungen eine hohe Schlagfestigkeit ohne Verlust der Verarbeitbarkeit bei niedrigen Temperaturen zu erzielen.
  • Die Ergebnisse in Tabelle III zeigen klar, daß die mechanischen Eigenschaften der Mischungen der vorliegenden Erfindung durch die Verbesserung hinsichtlich der Schlagzähigkeit und Verarbeitbarkeit nicht beeinträchtigt werden.
    • BEISPIELE 16 bis 22
  • Die Mischungen wurden wie in den Beispielen 1-15 hergestellt und spritzgegossen, mit der Ausnahme, daß 0,25 Gewichts-% Di(stearyl)- pentaerythritdiphosphit, bei dem es sich um einen Stabilisator handelt, der von General Electrics Specialty Chemicals unter der Handelsbezeichnung Weston 619 erhältlich ist, der vorgetrockneten Mischung jeder Zusammensetzung vor dem Extrusionsverfahren zugesetzt wurden. Die Beispiele 16 und 20 sind Zweikomponenten-Mischungen, die als Vergleichsbeispiele verwendet werden. Die Testergebnisse sind in den Tabellen II und III zusammengefaßt.
  • Die Ergebnisse in Tabelle II zeigen klar, daß die Mischungen der vorliegenden Erfindung, selbst mit Additiven, niedrigere dynamische Viskositätswerte, die eine bessere Verarbeitbarkeit unter Beibehaltung einer höheren Schlagzähigkeit anzeigen, als die Vergleichsmischungen der Beispiele 16 und 20 zeigen. Somit sind die Mischungen der vorliegenden Erfindung in der Lage, eine höhere Schlagzähigkeit ohne Verlust der Verarbeitbarkeit zu erzielen.
  • Die Ergebnisse in Tabelle III zeigen klar, daß die mechanischen Eigenschaften der Mischungen der vorliegenden Erfindung selbst mit Additiven zusammen mit der Verbesserung der Schlagzähigkeit und Verarbeitbarkeit beibehalten werden.
    • BEISPIEL 23
  • Makrolon 2608 Polycarbonat, das von Miles, Inc. erhältlich ist, wurde 16 Stunden bei 120ºC an Luft mit einem Taupunkt von -40ºC getrocknet und wie in den Beispiele 1-15 spritzgegossen. Die Testergebnisse sind in Tabelle I zusammengefaßt. TABELLE I
  • PE bezeichnet den Polyester.
  • CoPE I und II bezeichnen den entsprechenden Copolyester.
  • PC bezeichnet Polycarbonat.
  • * für Vergleichszwecke TABELLE II
  • PE bezeichnet den Polyester.
  • CoPE I und II bezeichnen den entsprechenden Copolyester.
  • PC bezeichnet Polycarbonat.
  • * für Vergleichszwecke TABELLE III
  • * für Vergleichszwecke

Claims (14)

1. Thermoplastische Formmasse, umfassend:
(A) mindestens 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Polycarbonats von 4,4'-Isopropylidendiphenol mit einer relativen Viskosität von 1,1 bis 1,5;
(B) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Poly(1,4- cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, das aus Wiederholungseinheiten von Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol, wobei das Harz eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g aufweist; und
(C) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Copolyesters, welcher umfaßt
(1) eine Dicarbonsäure-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1 bis 50 Molprozent Isophthalsäure und 50 bis 99 Molprozent Terephthalsäure besteht, und
(2) eine Diol-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1,4- Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol;
wobei die vereinigten Gewichte von (A), (B) und (C) 100 Prozent sein sollen.
2. Thermoplastische Formmasse, umfassend:
(A) mindestens 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Polycarbonats von 4,4'-Isopropylidendiphenol mit einer relativen Viskosität von 1,1 bis 1,5;
(B) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Poly(1,4- cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, das aus Wiederholungseinheiten von Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezoaen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol, wobei das Harz eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g aufweist;
(C) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Copolyesters, welcher umfaßt
(1) eine Dicarbonsäure-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1 bis 50 Molprozent Isophthalsäure und 50 bis 99 Molprozent Terephthalsäure besteht, und
(2) eine Diol-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1,4- Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol; und
(D) 0,05 bis 50 Gewichtsprozent copolymere Reaktionsprodukte von (A), (B) und (C);
wobei die vereinigten Gewichte von (A), (B), (C) und (D) 100 Prozent sein sollen.
3. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher das aromatische Polycarbonat, Komponente (A), in einer Menge von mindestens 25 Gewichtsprozent anwesend ist, das Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harz, Komponente (B), in einer Menge von mindestens 25 Gewichtsprozent anwesend ist und der Copolyester, Komponente (C), in einer Menge von mindestens 25 Gewichtsprozent anwesend ist, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung.
4. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher das Poly(1,4-cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harz, Komponente (B), eine innere Viskosität von 0,55 bis 0,85 dl/g aufweist.
5. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher der Copolyester, Komponente (C), eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g aufweist.
6. Zusammensetzung nach Anspruch 5, in welcher der Copolyester, Komponente (C), eine innere Viskosität von 0,55 bis 0,85 dl/g aufweist.
7. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher der Copolyester, Komponente (C), Wiederholungseinheiten von 1 bis 25 Molprozent Isophthalsäure und 75 bis 99 Molprozent Terephthalsäure und 100 Molprozent 1,4- Cyclohexandimethanol enthält, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol.
8. Thermoplastische Formmasse, erhältlich durch Mischen in Anwesenheit eines aktiven Veresterungskatalysators von (A) mindestens 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Polycarbonats von 4,4'-Isopropylidendiphenol mit einer relativen Viskosität von 1,1 bis 1,5;
(B) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Poly(1,4- cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, das aus Wiederholungseinheiten von Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol, wobei das Harz eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g aufweist; und
(C) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Copolyesters, welcher umfaßt
(1) eine Dicarbonsäure-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1 bis 50 Molprozent Isophthalsäure und 50 bis 99 Molprozent Terephthalsäure besteht, und
(2) eine Diol-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1,4- Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozente Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol;
unter solchen Reaktionsbedingungen, daß die Umesterung in einem solchen Maß stattfindet, daß 0,05 bis 50 Gewichtsprozent der Polyester-Einheiten chemisch mit einer Polycarbonat-Einheit umgesetzt werden.
9. Zusammensetzung nach Anspruch 1, die zusätzlich bis zu 50 Gewichtsprozent eines Verstärkungsmaterials enthält.
10. Zusammensetzung nach Anspruch 9, in welcher Glasfasern als Verstärkungsmaterial eingesetzt werden.
11. Zusammensetzung nach Anspruch 1, weiter umfassend ein Additiv, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus farbgebenden Mitteln, Schlagzähigkeits- Modifizierungsmitteln, Formtrennmitteln, Antioxidantien, zähmachenden Mitteln, Keimbildungsmitteln, Ultraviolettlicht- und Wärmestabilisatoren, Schmiermitteln und Verarbeitungshilfsstoffen besteht.
12. Formgegenstand, umfassend die Zusammensetzung nach Anspruch 1.
13. Formgegenstand, umfassend die Zusammensetzung nach Anspruch 2.
14. Verfahren zum Spritzgießen eines thermoplastischen Polyesters, umfassend
(I) das im wesentlichen homogene Mischen von
(A) mindestens 10 Gewichtsprozent eines aromatischen Polycarbonats von 4,4'- Isopropylidendiphenol mit einer relativen Viskosität von 1,1 bis 1,5;
(B) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Poly(1,4- cyclohexylendimethylenterephthalat)-Harzes, das aus Wiederholungseinheiten von Terephthalsäure und 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol, wobei das Harz eine innere Viskosität von 0,4 bis 1,2 dl/g aufweist; und
(C) mindestens 10 Gewichtsprozent eines Copolyesters, welcher umfaßt
(1) eine Dicarbonsäure-Komponente, die aus Wiederholungseinheiten von 1 bis 50 Molprozent Isophthalsäure und 50 bis 99 Molprozent Terephthalsäure besteht, und
(2) eine Diol-Komponente, die im wesentlichen aus Wiederholungseinheiten von 1,4-Cyclohexandimethanol besteht, bezogen auf 100 Molprozent Dicarbonsäure und 100 Molprozent Diol;
wobei die vereinigten Gewichte von (A), (B) und (C) 100 Prozent sein sollen; und
(II) das Spritzgießen der Mischung bei Schmelztemperaturen von 250ºC bis 325ºC in Formen, die bei einer Temperatur von 10ºC bis 90ºC gehalten werden.
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