EP0894100A1 - Process for producing moulding compounds modified with acrylic rubber and moulding compounds thus obtained - Google Patents

Process for producing moulding compounds modified with acrylic rubber and moulding compounds thus obtained

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EP0894100A1
EP0894100A1 EP97918135A EP97918135A EP0894100A1 EP 0894100 A1 EP0894100 A1 EP 0894100A1 EP 97918135 A EP97918135 A EP 97918135A EP 97918135 A EP97918135 A EP 97918135A EP 0894100 A1 EP0894100 A1 EP 0894100A1
Authority
EP
European Patent Office
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monomers
mixture
acrylic rubber
chemically reactive
monomer
Prior art date
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Ceased
Application number
EP97918135A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Graham Edmund Mc Kee
Bernhard Rosenau
Walter Heckmann
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BASF SE
Original Assignee
BASF SE
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0894100A1 publication Critical patent/EP0894100A1/en
Ceased legal-status Critical Current

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F290/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups
    • C08F290/02—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers modified by introduction of aliphatic unsaturated end or side groups on to polymers modified by introduction of unsaturated end groups
    • C08F290/04—Polymers provided for in subclasses C08C or C08F
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00—Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/30—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups
    • C08F8/32—Introducing nitrogen atoms or nitrogen-containing groups by reaction with amines
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L51/00—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L51/003—Compositions of graft polymers in which the grafted component is obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds; Compositions of derivatives of such polymers grafted on to macromolecular compounds obtained by reactions only involving unsaturated carbon-to-carbon bonds
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S525/00—Synthetic resins or natural rubbers -- part of the class 520 series
    • Y10S525/902—Core-shell

Definitions

  • the invention relates to a process for the production of molding compositions modified with acrylic rubber by polymerizing monomers forming the graft shell in the presence of an acrylic rubber dissolved or swollen in the monomers and containing monomers with chemically reactive groups.
  • ASA molding compounds modified with acrylic rubber and in particular styrene-acrylonitrile copolymers (ASA molding compounds) modified with acrylic rubber, which have high impact strength and good flow properties and a reduced surface gloss of the molded parts produced therefrom .
  • ASA molding compositions in emulsion is widely described in the patent literature (cf., for example, DE-A 19 11 882, DE-A 28 26 925, DE-A 31 29 378, DE-A 31 29 472, DE- A 31 49 046, DE-A 31 49 358, DE-A 32 06 136, DE-A 32 27 555).
  • a disadvantage of this production is the need to remove auxiliary substances when working up the molding compositions, in order to avoid later disruptions in their processing (discoloration, speck formation, corrosion). In particular, however, wishes regarding the impact strength, tear strength and gloss properties of molded parts made therefrom remain open.
  • the invention was based on the object of producing molding compositions modified with acrylic rubber which can be processed to give molded parts with improved impact strength, good flow properties and reduced surface gloss.
  • the graft polymerization can then be carried out in one or more stages, the polymerization at least in the first stage and up to a conversion of more than 15 and preferably 20 to 40% by weight of the monomers as bulk or thermally initiated polymerization (bulk polymerization ) (preferably) or as solution polymerization.
  • the present invention thus relates to a process for producing a molding composition (A) modified with acrylic rubber
  • R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and R 2 is an alkyl group having 1 to 32 C atoms
  • A2m2 copolymerizable olefinically unsaturated monomer which contains a chemically reactive group (A2m2x)
  • A2m3 optionally at least one further copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m3)
  • Amounts of the monomers (A2m2) and (A2m3) are smaller than the amount of the monomer (A2ml) to an acrylic rubber (A2) with a glass transition temperature of below 0 ° C, (b) dissolving or swelling of the polymerized acrylic rubber (A2), optionally with the addition of an inert solvent, in one or more, forming a hard graft shell (Al), the olefinically unsaturated monomers (Alm), the polymers or copolymers of which have a glass transition temperature of at least + 20 ° C.
  • Distillates by the selection of acrylates, methacrylates or mixtures thereof, at a given content can be adjusted to certain monomers (A2m2) and (A2m3) the glass transition temperature T g of the resulting acrylic rubber (A2), wherein the glass transition temperature T g below 0 ° C, in particular below -10 ° C and preferably below -20 ° C.
  • This setting of the glass transition temperature is based on the fact that the glass transition temperature of acrylate and methacrylate polymers initially decreases with increasing length of the side chains, goes through a minimum with C 7 -alkyl acrylate or C ⁇ o-alkyl methacrylate and then again it rises.
  • the content of alkyl methacrylate or acrylate in the mixture (A2M) is at least 50, preferably at least 80,% by weight, based on the total amount of monomers in the mixture (A2M).
  • the mixture (A2M) also contains at least one copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m2) which contains a chemically reactive group (A2m2x).
  • A2m2x a chemically reactive group
  • Examples of such chemically reactive groups are epoxy, amino, amide, hydroxyl, carboxylic acid anhydride and carboxyl groups.
  • Monomers of this type are known and are commercially available.
  • Examples of comonomers (A2m2) are e.g.
  • unsaturated glycidyl esters and glycidyl ethers such as glycidyl (meth) acrylate, aminoalkyl (meth) acrylic esters and amides, such as N-2-aminoethyl methacrylamide or aminohydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth ) acrylamides, their esters and ethers such as N-methoxymethyl- (meth) acrylamide, maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid or crotonic acid.
  • glycidyl (meth) acrylate aminoalkyl (meth) acrylic esters and amides, such as N-2-aminoethyl methacrylamide or aminohydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth ) acrylamides
  • the mixture (A2M) generally contains the monomers (A2m2) in an amount of 1 to 25 and in particular 3 to 15% by weight, based on the total amount of monomers in the mixture (A2M) used to prepare the acrylic rubber.
  • Small amounts of other copolymerizable olefinically unsaturated monomers can also be used to produce the acrylic rubber (A2), the sum of the amounts of the monomers (A2m2) and (A2m3) generally being less than the amount of alkyl acrylate and / or alkyl methacrylate ( A2ml).
  • Such further comonomers (A2m3) are, in particular, monomers with at least two olefinically unsaturated double bonds, such as allyl methacrylate or acrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate or acrylate, divinylbenzene, triallyl cyanurate and dihydrodicyclopentadienylate or acrylate.
  • monomers with non-conjugated double bonds and in particular allyl meth- acrylate or acrylate and dihydrodicyclopentadienyl methacrylate or acrylate.
  • the content of the mixture (A2M) in these crosslinking monomers or in the grafting of the monomers (bn) is 0 to 20, in particular 0.3 to 15 and preferably 0.3 to 12% by weight, based on the total amount of monomers in the mixture (A2M).
  • Increased grafting of the acrylic rubber (A2) can also be achieved by additional use of a comonomer with a group which forms free radicals by thermal decomposition, e.g. Comonomers with peroxy or azo groups.
  • a comonomer with a group which forms free radicals by thermal decomposition e.g. Comonomers with peroxy or azo groups.
  • Such comonomers are tert-butyl-3-isopropenylcumyl peroxide, tert-butyl peroxycrotonate and tert-butyl monoperoxymaleate.
  • the preferred amount is 0.3 to 5% by weight of the monomers in the mixture (A2M).
  • the copolymerization of the monomers (A2ml) with (A2m2) and optionally (A2m3) can be carried out in a known manner, in particular as polymerization in solution or in emulsion, and is preferably started with radical initiators.
  • the chemically reactive groups (A2m2x) of the monomers (A2m2) should be largely preserved.
  • the acrylic rubber (A2) After the finished polymerization and any necessary removal of residual monomers or isolation of the acrylic rubber (A2), according to the invention, this is dissolved or at least well swollen in the monomers (Alm) which later form the graft shell and, if appropriate, polymer matrix, optionally with addition required amounts of a suitable inert solvent or solvent mixture and with stirring and / or heating the mixture.
  • the amount of solvent added is not more than 50% by weight of the sum of the amounts of monomers (Alm) and acrylic rubber (A2).
  • Suitable monomers (Alm) which later essentially form the harder graft shell are styrene, ⁇ -methylstyrene, alkylated styrenes with preferably C 1 -C 4 -alkyl radicals, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide or methacrylamide, N- Phenylmaleimide, alkyl acrylates and methacrylates with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radicals, such as in particular methyl methacrylate.
  • Monomers and monomer mixtures are used which give a polymer or copolymer with a glass transition temperature of above + 20 ° C. and preferably above + 50 ° C.
  • the monomer (Alm) a mixture of an alkenylbenzene monomer such as styrene and acrylonitrile, in which the alkenylbenzene monomers are preferably present in an amount of 50 to 80% by weight and the acrylonitrile in an amount of 20 to 50% by weight of the mixture amount is present.
  • the amount of monomers (Alm) in the mixture (AM) depends in particular on the desired content of acrylic rubber (A2) in the resulting molding compositions (A). In general, the amount by weight of the monomers (Alm) in the mixture (AM) is 2/3 times to about 100 times and in particular 3 to 20 times the amount of acrylic rubber (A2) present.
  • these monomers (Alm) are in a subordinate amount, in particular in an amount of 1 to 25% by weight of the amount of the monomers ( Alm) in the mixture (AM), a monomer (Almf) and / or polymer (AIPf) compatible or partially compatible with the monomers (Alm), each of which contains at least one chemically reactive group which is compatible with the the comonomer (A2m2) can react in the chemically reactive groups (A2m2x) introduced into the acrylic rubber (A2) or, with the aid of an added polyfunctional crosslinker (AMV), enables coupling with the chemically reactive groups (A2m2x) of the acrylic rubber (A2)
  • a crosslinking agent (AMV) with at least two identical chemically reactive groups which are associated with the chemically reactive groups in the acrylic rubber (A2) and the chemically reactive groups in the monomers (Almf) and / or poly
  • a suitable crosslinker is, for example, a diamine or polyamine with at least two primary or secondary amino groups, such as alkylenediamines and preferably ethylenediamine.
  • the acrylic rubber (A2) contains, for example, epoxy groups, it is suitable to add monomers (Almf) and / or polymers (AIPf) which, for example, amino groups (preferably primary or secondary amino groups), hydroxyl groups, amide groups, carboxyl groups Contain groups or carboxylic anhydride groups, such as ß-hydroxyethyl (meth) acrylate, its copolymers, aminoalkyl (meth) acrylamides, their copolymers, maleic anhydride and their copolymers, (meth) acrylic acid and its copolymers.
  • Amino groups it is suitable to add such monomers (Almf) and / or polymers (AIPf) to the mixture (AM), which e.g. Contain epoxy, carboxylic acid anhydride or carboxyl groups, such as glycidyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate copolymers, maleic anhydride and maleic anhydride copolymers etc.
  • AIPf monomers
  • AIPf polymers
  • the amount of chemically reactive monomers (Almf) and / or chemically reactive polymers (AIPf) to be added depends inter alia on according to the proportion of the chemically reactive groups in them and the amount of acrylic rubber (A2) and the calculated amount of the epoxy, amino, carboxylic anhydride or carboxyl groups bound in it. Depending on the type and reactivity of these groups in acrylic rubber (A2) and in the monomers (Almf) or
  • Polymer (AIPf) should have the molar concentration of the chemically reactive groups in the added monomer (Almf) and / or polymer (AIPf) at least the calculated molar concentration of the epoxy, amino, hydroxyl, amide, carboxylic anhydride or car- correspond to boxyl groups in acrylic rubber (A2) or significantly exceed them.
  • the polymerization of the monomers (Alm) in the presence of the acrylic rubber (A2) dissolved or swollen in the monomers (Alm) and any added solvent and optionally of the polymer (AIPf) (mixture AM) is preferably carried out as a thermally or free-radically initiated polymerization in a Temperature from room temperature up to 200 ° C and in particular from 50 to 160 ° C.
  • the polymerization can take place in one or more stages.
  • the polymerization, at least in the first stage and up to a conversion of more than 15, preferably more than 20 to 40,% by weight of the monomers, is carried out as bulk or thermally initiated polymerization in bulk (mass polymerization) or as solution polymerization. If desired, the polymerization can then be continued and ended with a different polymerization method after this first stage, advantageously as suspension polymerization in the presence of known initiators and stabilizers for suspension polymerization.
  • the upper limit of the content of acrylic rubber (A2) results from the fact that the molding composition (A) must have sufficient strength despite the embedded domains of the rubber.
  • the lower limit is essentially determined by the fact that sufficient energy is absorbed by the molding compound in the event of deformation.
  • the molding compositions (A) produced according to the invention have improved impact strength, notched impact strength and good flow behavior. Moldings made from it also have the great advantage that their surfaces are mostly matt or almost matt. They can also be used advantageously as matting agents for other compatible or partially compatible polymer molding compositions.
  • the polyvinyl alcohol used (Moviol® 30-92 from Hoechst AG) had a degree of hydrolysis of 92 mol% and a viscosity of the 4% strength aqueous solution at 20 ° C. of 30 mPa.s.
  • the impact strength values in kJ / m 2 were determined in accordance with DIN 53 453-K, edition 5/75.
  • the values for the notched impact strength in kJ / m 2 were determined in accordance with DIN 53 4534-K, edition 5/75. The impact strength and notched impact strength were measured on small standard bars which were injection molded at a temperature of the plastic melt of 240 ° C. and a mold temperature of 60 ° C.
  • the gloss was assessed on 2 mm thick round disks which were injection molded at a temperature of the plastic melt of 220 ° C. and a mold temperature of 60 ° C.
  • the glass transition temperature was determined using the DSC method (K.H. Illers, Makromolekulare Chemie 127 (1969) page 1).
  • the polymerization mixture was cooled and stabilized with 19 g of octadecyl 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate as an antioxidant.
  • the turnover was 92%.
  • Example 1 The procedure was as in Example 1, but an acrylic rubber according to the invention, consisting of 97.7% n-butyl acrylate and 2.3% allyl methacrylate, was used. Properties of the molding composition not produced according to the invention are shown in Table 1.
  • EXAMPLE 3 (According to the Invention) The procedure was as in Example 1, but 7.8% of the stated monomer mixture of styrene (Alml) and acrylonitrile (Alm2) was obtained from a copolymer of 73.5% styrene and 24.5% acrylate tril and 2% maleic anhydride (polymer AIPf) replaced. Properties of the molding composition produced according to the invention are given in Table 1.
  • Example 6 (According to the Invention) (a) Production of Acrylic Rubber (A2) 20 1685 g of toluene were introduced into a flask, heated to 75 ° C. under nitrogen and then 5% of the following feeds 1 and 2 were initially introduced with stirring.
  • A2 Acrylic Rubber
  • Feed 1 Feed 2 25 750 g n-butyl acrylate 818 mg azobisisobutyronitrile (A2 ml) (AIBN) 17.6 g allyl methacrylate 40 ml toluene

Abstract

For the production of moulding compounds with good weather resistance, improved impact resistance and good creep properties, an elastomeric acrylic ester copolymer is produced which contains comonomers polymerised with chemically reactive groups. This copolymer is dissolved or macerated in monomers like styrene and acrylonitrile forming hard grafts. After the addition of monomers and/or polymers with chemically reactive groups and the possible addition of a chemically reactive cross-linking agent, the resultant monomer-copolymer mixture is subjected to graft polymerisation up to a conversion of over 15 wt. % of the monomers as a thermally or radically initiated polymerisation in substance or solution. The moulding compounds may be used as delustering agents for polymer mixtures.

Description

Verfahren zur Herstellung von mit Acrylkautschuk modifizierten Formmassen und so erhältliche FormmassenProcess for the production of molding compositions modified with acrylic rubber and molding compositions thus obtainable
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mit Acrylkautschuk modifizierten Formmassen durch Polymerisation von die Pfropfschale bildenden Monomeren in Gegenwart eines in den Monomeren gelösten oder gequollenen Acrylkautschuks, der Monomere mit chemisch reaktiven Gruppen enthält.The invention relates to a process for the production of molding compositions modified with acrylic rubber by polymerizing monomers forming the graft shell in the presence of an acrylic rubber dissolved or swollen in the monomers and containing monomers with chemically reactive groups.
Die Herstellung von kautschukmodifizierten Formmassen ist seit langem bekannt. Auch die Verwendung von elastomeren Acrylester- polymeren mit Glastemperaturen von unter 0°C und bevorzugt von unter -10°C (Acrylkautschuk) für so modifizierte Formmassen ist seit fast 40 Jahren bekannt. Sie weisen gegenüber den mit Dien- Kautschuken hergestellten Formmassen eine verbesserte Witterungs- beständigkeit auf. In den modifizierten mehrphasigen Formmassen sind Domänen des Kautschuks in eine Matrix aus einem Thermo¬ plasten eingebettet, wobei die Domänenstruktur die mechanischen Eigenschaften der resultierenden Formmassen stark mitbestimmt. Die Zähigkeit der Formmassen resultiert aus einer erhöhten Ener¬ gieaufnahme bei der Deformation bis zum Bruch, wobei Energie zur Bildung von Mikrohohlräumen oder zur Einleitung von Abgleitvor¬ gängen der Matrixpolymerketten verbraucht wird. Die Mehrphasig- keit ist daher eine notwendige Voraussetzung für das Erreichen hoher Schlagzähigkeiten.The production of rubber-modified molding compositions has been known for a long time. The use of elastomeric acrylic ester polymers with glass transition temperatures below 0 ° C. and preferably below -10 ° C. (acrylic rubber) for molding compositions modified in this way has been known for almost 40 years. Compared to the molding compositions made with diene rubbers, they have improved weather resistance. In the modified multi-phase molding compositions, domains of the rubber are embedded in a matrix made of a thermoplastic, the domain structure having a strong influence on the mechanical properties of the resulting molding compositions. The toughness of the molding compositions results from an increased energy absorption during the deformation until breakage, energy being used to form micro-cavities or to initiate sliding processes of the matrix polymer chains. The multi-phase is therefore a necessary prerequisite for achieving high impact strength.
Nach wie vor besteht ein hoher Bedarf an mit Acrylkautschuk modi¬ fizierten Formmassen und insbesondere mit Acrylkautschuk modifi- zierten Styrol-Acrylnitril-Copolymeren (ASA-Formmassen) , die eine hohe Schlagzähigkeit sowie gute Fließeigenschaften und einen ver¬ minderten Oberflächenglanz der daraus hergestellten Formteile aufweisen.There is still a high demand for molding compounds modified with acrylic rubber and in particular styrene-acrylonitrile copolymers (ASA molding compounds) modified with acrylic rubber, which have high impact strength and good flow properties and a reduced surface gloss of the molded parts produced therefrom .
Die Herstellung von ASA-Formmassen in Emulsion ist in der Patent¬ literatur vielfach beschrieben (vgl. z.B. DE-A 19 11 882, DE-A 28 26 925, DE-A 31 29 378, DE-A 31 29 472, DE-A 31 49 046, DE-A 31 49 358, DE-A 32 06 136, DE-A 32 27 555) . Nachteilig bei dieser Herstellung ist das Erfordernis der Entfernung von Hilfs- Stoffen bei der Aufarbeitung der Formmassen, um spätere Störungen bei deren Verarbeitung (Verfärbung, Stippenbildung, Korrosion) zu vermeiden. Besonders verbleiben aber Wünsche bzgl. der Schlag¬ zähigkeit, Reißfestigkeit und Glanzeigenschaften daraus herge¬ stellter Formteile offen. Aus der vor über 30 Jahren veröffentlichten DE-B 11 82 811 ist bekannt, zur Herstellung des Acrylkautschuks den Acrylester mit einem vernetzenden Monomeren in Lösung zu polymerisieren, wobei nach einem Umsatz von nur 20 bis 40 Gew.% der Monomeren die auf- zupfropfenden Monomere Styrol und Acrylnitril zugegeben werden, deren Polymerisation dann in Substanz oder Lösung durchgeführt wird. Dies führt aufgrund der nicht-konstanten Zusammensetzung bei der Pfropfungsreaktion und wegen des Einpolymerisierens von Kautschukeinheiten in die Pfropfschale zu einer Herabsetzung der Vicat-Erweichungstemperatur und einer Verschlechterung weiterer mechanischer Eigenschaften der resultierenden Formmassen.The production of ASA molding compositions in emulsion is widely described in the patent literature (cf., for example, DE-A 19 11 882, DE-A 28 26 925, DE-A 31 29 378, DE-A 31 29 472, DE- A 31 49 046, DE-A 31 49 358, DE-A 32 06 136, DE-A 32 27 555). A disadvantage of this production is the need to remove auxiliary substances when working up the molding compositions, in order to avoid later disruptions in their processing (discoloration, speck formation, corrosion). In particular, however, wishes regarding the impact strength, tear strength and gloss properties of molded parts made therefrom remain open. It is known from DE-B 11 82 811 published over 30 years ago to polymerize the acrylic ester with a crosslinking monomer in solution to produce the acrylic rubber, the monomers to be grafted on after conversion of only 20 to 40% by weight of the monomers Styrene and acrylonitrile are added, the polymerization of which is then carried out in bulk or solution. As a result of the non-constant composition in the grafting reaction and due to the fact that rubber units are polymerized into the grafting shell, the Vicat softening temperature is reduced and further mechanical properties of the resulting molding compositions deteriorate.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, mit Acrylkautschuk modi¬ fizierte Formmassen herzustellen, die zu Formteilen mit verbes- serter Schlagzähigkeit, guten Fließeigenschaften und herabgesetz¬ tem Oberflächenglanz verarbeitet werden können.The invention was based on the object of producing molding compositions modified with acrylic rubber which can be processed to give molded parts with improved impact strength, good flow properties and reduced surface gloss.
Es wurde nun gefunden, daß die Aufgabe mit einem Verfahren zur Herstellung von mit Acrylkautschuk modifizierten Formmassen ge- löst werden kann, wenn in den Acrylkautschuk Monomere mit che¬ misch reaktiven Gruppen einpolymerisiert werden, der fertig poly- merisierte Acrylkautschuk in den die Pfropfschale bildenden Mono¬ meren gelöst oder gut gequollen wird, der Mischung Monomere und/ oder Polymere zugesetzt werden, die chemisch reaktive Gruppen enthalten, die mit den im Acrylkautschuk (A2) enthaltenen che¬ misch reaktiven Gruppen reagieren oder mit diesen mit Hilfe eines zugesetzten Vernetzers (AMV) verbunden werden können. Der zuge¬ setzte Vernetzer (AMV) kann sowohl mit den chemisch reaktiven Gruppen im Acrylkautschuk (A2) als auch mit den chemisch reak- tiven Gruppen des zugesetzten Monomeren und/oder Polymeren rea¬ gieren. Die Pfropfpolymerisation kann dann in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden, wobei die Polymerisation zumindest in der ersten Stufe und bis zu einem Umsatz von über 15 und bevor¬ zugt 20 bis 40 Gew.% der Monomeren als thermisch oder radikalisch initiierte Polymerisation in Substanz (Massenpolymerisation) (be¬ vorzugt) oder als Lösungspolymerisation durchgeführt wird.It has now been found that the object can be achieved with a process for the production of molding compositions modified with acrylic rubber if monomers with chemically reactive groups are polymerized into the acrylic rubber, and the fully polymerized acrylic rubber into the mono forming the graft shell ¬ mer is dissolved or swollen well, monomers and / or polymers are added to the mixture which contain chemically reactive groups which react with the chemically reactive groups contained in the acrylic rubber (A2) or with these with the aid of an added crosslinker (AMV) can be connected. The added crosslinker (AMV) can react both with the chemically reactive groups in the acrylic rubber (A2) and with the chemically reactive groups of the added monomers and / or polymers. The graft polymerization can then be carried out in one or more stages, the polymerization at least in the first stage and up to a conversion of more than 15 and preferably 20 to 40% by weight of the monomers as bulk or thermally initiated polymerization (bulk polymerization ) (preferably) or as solution polymerization.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung einer mit Acrylkautschuk modifizierten Formmasse (A) durchThe present invention thus relates to a process for producing a molding composition (A) modified with acrylic rubber
(a) Polymerisation einer Mischung (A2M) von(a) Polymerization of a mixture (A2M) of
(al) mindestens einem Monomeren der Formel(al) at least one monomer of the formula
CH2 = CR1 - COOR2 CH 2 = CR 1 - COOR 2
worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 32 C-Atomen bedeuten, (a2) mindestens einem copolymerisierbaren olefinisch ungesät¬ tigten Monomeren (A2m2), das eine chemisch reaktive Gruppe (A2m2x) enthält, und (a3) ggf. mindestens einem weiteren copolymerisierbaren olefi- nisch ungesättigten Monomeren (A2m3), wobei die Summe derin which R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and R 2 is an alkyl group having 1 to 32 C atoms, (a2) at least one copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m2) which contains a chemically reactive group (A2m2x), and (a3) optionally at least one further copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m3), the sum of the
Mengen der Monomeren (A2m2) und (A2m3) kleiner als die Menge am Monomeren (A2ml) ist, zu einem Acrylkautschuk (A2) mit einer Glasübergangstempera- tur von unter 0°C, (b) Lösen oder Quellen des fertig polymerisierten Acrylkau¬ tschuks (A2), ggf. unter Zugabe eines inerten Lösungsmittels, in einem oder mehreren, eine harte Pfropfschale (AI) bilden¬ den olefinisch ungesättigten Monomeren (Alm) , deren Polymeri¬ sate bzw. Copolymerisate eine Glasübergangstemperatur von mindestens +20°C aufweisen, und Zugabe zu den Monomeren (Alm) einer untergeordneten Menge eines Monomeren (Almf) und/oder eines mit den Monomeren (Alm) verträglichen oder teilverträg¬ lichen Polymeren (AIPf) , wobei (Almf) und (AIPf) mindestens eine chemisch reaktive Gruppe enthalten, die mit einer che- misch reaktiven Gruppen (A2m2x) des Acrylkautschuks (A2) rea¬ gieren können oder die mit Hilfe eines der Mischung (AM) zu¬ gesetzten Vernetzers (AMV) eine Kopplung der chemisch reak¬ tiven Gruppe mit einer chemisch reaktiven Gruppe (A2m2x) des Acrylkautschuks (A2) ermöglicht, und (c) Pfropfpolymerisation der resultierenden Mischung (AM) in einer oder mehreren Stufen zu einer Formmasse (A) , wobei die Polymerisation der Mischung (AM) zumindest in der ersten Stufe und bis zu einem Umsatz von.über 15 Gew.% der Monomeren als thermisch oder radikalisch initiierte Polymerisation in Substanz oder Lösung durchgeführt wird.Amounts of the monomers (A2m2) and (A2m3) are smaller than the amount of the monomer (A2ml) to an acrylic rubber (A2) with a glass transition temperature of below 0 ° C, (b) dissolving or swelling of the polymerized acrylic rubber (A2), optionally with the addition of an inert solvent, in one or more, forming a hard graft shell (Al), the olefinically unsaturated monomers (Alm), the polymers or copolymers of which have a glass transition temperature of at least + 20 ° C. and addition to the monomers (Alm) of a minor amount of a monomer (Almf) and / or a polymer (AIPf) compatible or partially compatible with the monomers (Alm), where (Almf) and (AIPf) contain at least one chemically reactive group which can react with a chemically reactive groups (A2m2x) of the acrylic rubber (A2) or which, with the aid of a crosslinker (AMV) added to the mixture (AM), couple the chemically reactive group with a ch emic reactive group (A2m2x) of the acrylic rubber (A2), and (c) graft polymerization of the resulting mixture (AM) in one or more stages to give a molding composition (A), the polymerization of the mixture (AM) at least in the first stage and up to a conversion of more than 15% by weight of the monomers is carried out as a thermally or radically initiated polymerization in bulk or solution.
Weitere Gegenstände der vorliegenden Erfindung sind nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Formmassen sowie deren Verwendung als Mattierungsmittel .Further objects of the present invention are molding compositions produced by the process according to the invention and their use as matting agents.
Obwohl das erfindungsgemässe Verfahren aus Gründen der Anschau¬ lichkeit als 3-Stufenverfahren beschrieben wird, so wird von dem Verfahren jedoch auch Gebrauch gemacht, wenn nur die 3. Stufe durchgeführt wird, d.h. die Monomeren (Alm) in Gegenwart des gelösten oder gequollenen definierten Acrylkautschuks (A2) wie angegeben polymerisiert werden.Although the method according to the invention is described as a 3-stage method for reasons of clarity, use is also made of the method if only the 3rd stage is carried out, i.e. the monomers (Alm) are polymerized in the presence of the dissolved or swollen defined acrylic rubber (A2) as indicated.
Für die Herstellung des Acrylkautschuks (A2) geeignete Alkyl- acrylate und/oder Alkylmethacrylate (A2ml) sind solche der Formel CH2 = CR1 - COOR2 , worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methyl¬ gruppe und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 32, und insbesondere 1 bis 12 C-Atomen bedeuten. Bevorzugt sind Acrylester mit einem linearen oder höchstens einfach verzweigten Alkylalkohol mit 4 bis 12 C-Atomen. Bevorzugt sind Ester des n-Butanols und des 2-Ethylhexylalkohols. Durch die Auswahl von Acrylaten, Methacry- laten oder Mischungen davon, kann bei gegebenem Gehalt an be- stimmten Monomeren (A2m2) und (A2m3) die Glasübergangstemperatur Tg des resultierenden Acrylkautschuks (A2) eingestellt werden, wobei die Glasübergangstemperatur Tg bei unter 0°C, insbesondere unter -10°C und bevorzugt unter -20°C liegen soll. Diese Einstel¬ lung der Glasübergangstemperatur beruht darauf,daß die Glasüber- gangstemperatur von Acrylat- und Methacrylat-Polymeren mit zuneh¬ mender Länge der Seitenketten zunächst abnimmt, bei C7-Alkylacry- lat bzw. Cχo-Alkylmethacrylat ein Minimum durchläuft und dann wie¬ der steigt. Im allgemeinen beträgt der Gehalt an Alkylmethacrylat bzw. -acrylat in der Mischung (A2M) mindestens 50, bevorzugt min- destens 80 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge an Monomeren in der Mischung (A2M) .Alkyl acrylates and / or alkyl methacrylates (A2ml) suitable for the production of the acrylic rubber (A2) are those of the formula CH 2 = CR 1 - COOR 2 , in which R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and R 2 is an alkyl group with 1 to 32, and in particular 1 to 12 carbon atoms. Acrylic esters with a linear or at most single-branched alkyl alcohol with 4 to 12 carbon atoms. Esters of n-butanol and 2-ethylhexyl alcohol are preferred. Distillates by the selection of acrylates, methacrylates or mixtures thereof, at a given content can be adjusted to certain monomers (A2m2) and (A2m3) the glass transition temperature T g of the resulting acrylic rubber (A2), wherein the glass transition temperature T g below 0 ° C, in particular below -10 ° C and preferably below -20 ° C. This setting of the glass transition temperature is based on the fact that the glass transition temperature of acrylate and methacrylate polymers initially decreases with increasing length of the side chains, goes through a minimum with C 7 -alkyl acrylate or Cχo-alkyl methacrylate and then again it rises. In general, the content of alkyl methacrylate or acrylate in the mixture (A2M) is at least 50, preferably at least 80,% by weight, based on the total amount of monomers in the mixture (A2M).
Die Mischung (A2M) enthält ferner mindestens ein copolymerisier- bares olefinisch ungesättigtes Monomeres (A2m2), das eine che- misch reaktive Gruppe (A2m2x) enthält. Beispiele solcher chemisch reaktiver Gruppen sind Epoxid-, Amino-, Amid-, Hydroxyl-, Carbon¬ säureanhydrid- und Carboxyl-Gruppen. Monomere dieser Art sind be¬ kannt und im Handel erhältlich. Beispiele von Comonomeren (A2m2) sind z.B. ungesättigte Glycidylester und Glycidylether wie Glyci- dyl (meth)acrylat, Aminoalkyl (meth)acrylester und -amide, wie N-2-Aminoethylmethacrylamid oder Aminohydroxypropylmethacrylat, 2-Hydroxyethyl (meth) acrylat, (Meth)Acrylamid, N-Hydroxymethyl- (meth) acrylamide, deren Ester und Ether wie N-Methoxymethyl- (meth) acrylamid, Maleinsäureanhydrid, Acrylsäure, Methacrylsäure oder Crotonsäure.The mixture (A2M) also contains at least one copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m2) which contains a chemically reactive group (A2m2x). Examples of such chemically reactive groups are epoxy, amino, amide, hydroxyl, carboxylic acid anhydride and carboxyl groups. Monomers of this type are known and are commercially available. Examples of comonomers (A2m2) are e.g. unsaturated glycidyl esters and glycidyl ethers such as glycidyl (meth) acrylate, aminoalkyl (meth) acrylic esters and amides, such as N-2-aminoethyl methacrylamide or aminohydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, (meth) acrylamide, N-hydroxymethyl (meth ) acrylamides, their esters and ethers such as N-methoxymethyl- (meth) acrylamide, maleic anhydride, acrylic acid, methacrylic acid or crotonic acid.
Die Mischung (A2M) enthält die Monomeren (A2m2) im allgemeinen in einer Menge von 1 bis 25 und insbesondere 3 bis 15 Gew.%, bezogen auf die Geamtmonomerenmenge in der zur Herstellung des Acryl- kautschuks dienenden Mischung (A2M) .The mixture (A2M) generally contains the monomers (A2m2) in an amount of 1 to 25 and in particular 3 to 15% by weight, based on the total amount of monomers in the mixture (A2M) used to prepare the acrylic rubber.
Für die Herstellung des Acrylkautschuks (A2) können weitere copolymerisierbare olefinisch ungesättigte Monomere (A2m3) in kleiner Menge mitverwendet werden, wobei die Summe der Mengen der Monomeren (A2m2) und (A2m3) im allgemeinen kleiner als die Menge an Alkylacrylat und/oder Alkylmethacrylat (A2ml) ist. Solche wei¬ teren Comonomeren (A2m3) sind insbesondere Monomere mit minde¬ stens zwei olefinisch ungesättigten Doppelbindungen wie Allyl- methacrylat oder -acrylat, 1, 4-Butandioldimethacrylat oder -acry- Iat, Divinylbenzol, Triallylcyanurat und Dihydrodicyclopentadie- nylmethacrylat oder -acrylat. Bevorzugt werden davon Monomere mit nicht-konjugierten Doppelbindungen und insbesondere Allylmeth- acrylat oder -acrylat und Dihydrodicyclopentadienylmethacrylat oder -acrylat. Der Gehalt der Mischung (A2M) an diesen vernetzen¬ den bzw. die Pfropfung der Monomeren (bn) unterstützenden Monome¬ ren liegt bei 0 bis 20, insbesondere bei 0,3 bis 15 und bevorzugt bei 0,3 bis 12 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge an Monomeren in der Mischung (A2M) . Der Gehalt der Mischung (A2M) an diesen Mono¬ meren hängt dabei stark von der Reaktivität der beiden C=C-Dop- pelbindungen der Monomere ab. Sind beide sehr reaktiv und werden beide während der Polymerisation der Mischung (A2M) in die Poly- merisatkette eingebaut, dann findet mit höheren Konzentrationen von Monomeren mit mindestens 2 C=C-Doppelbindungen eine steigende Vernetzung des Acrylkautschuk-Copolymerisats (A2) statt. Ist da¬ gegen nur eine C=C-Doppelbindung leicht zu polymerisieren, wie bei Verwendung von Dihydrodicyclopentadienylacrylat, dann kann das difunktioneile Monomere in größerer Menge eingesetzt werden und bewirkt eine erhöhte Pfropfung der Monomeren (Alm) auf den Acrylkautschuk (A2) bei der Polymerisation der Mischung (AM) in der Stufe c) des Verfahrens.Small amounts of other copolymerizable olefinically unsaturated monomers (A2m3) can also be used to produce the acrylic rubber (A2), the sum of the amounts of the monomers (A2m2) and (A2m3) generally being less than the amount of alkyl acrylate and / or alkyl methacrylate ( A2ml). Such further comonomers (A2m3) are, in particular, monomers with at least two olefinically unsaturated double bonds, such as allyl methacrylate or acrylate, 1,4-butanediol dimethacrylate or acrylate, divinylbenzene, triallyl cyanurate and dihydrodicyclopentadienylate or acrylate. Of these, monomers with non-conjugated double bonds and in particular allyl meth- acrylate or acrylate and dihydrodicyclopentadienyl methacrylate or acrylate. The content of the mixture (A2M) in these crosslinking monomers or in the grafting of the monomers (bn) is 0 to 20, in particular 0.3 to 15 and preferably 0.3 to 12% by weight, based on the total amount of monomers in the mixture (A2M). The content of these monomers in the mixture (A2M) depends strongly on the reactivity of the two C = C double bonds of the monomers. If both are very reactive and both are incorporated into the polymer chain during the polymerization of the mixture (A2M), the acrylic rubber copolymer (A2) becomes increasingly cross-linked with higher concentrations of monomers with at least 2 C = C double bonds. If, on the other hand, only one C = C double bond is easy to polymerize, as when using dihydrodicyclopentadienyl acrylate, then the difunctional monomer can be used in large amounts and brings about an increased grafting of the monomers (Alm) onto the acrylic rubber (A2) during the polymerization the mixture (AM) in stage c) of the process.
Eine erhöhte Pfropfung des Acrylkautschuks (A2) kann auch er¬ reicht werden durch eine zusätzliche Verwendung eines Comonomeren mit einer Gruppe, die durch thermische Zersetzung Radikale bil¬ det, z.B. Comonomere mit Peroxy- oder Azogruppen. Als Beispiele solcher Comonomere seien tert.Butyl-3-isopropenylcumylperoxid, tert.Butylperoxycrotonat und tert.Butylmonoperoxymaleat genannt. Bei den letzten Monomeren liegt die bevorzugte Menge bei 0,3 bis 5 Gew.% der Monomeren in der Mischung (A2M) .Increased grafting of the acrylic rubber (A2) can also be achieved by additional use of a comonomer with a group which forms free radicals by thermal decomposition, e.g. Comonomers with peroxy or azo groups. Examples of such comonomers are tert-butyl-3-isopropenylcumyl peroxide, tert-butyl peroxycrotonate and tert-butyl monoperoxymaleate. For the last monomers, the preferred amount is 0.3 to 5% by weight of the monomers in the mixture (A2M).
Die Copolymerisation der Monomeren (A2ml) mit (A2m2) und ggf. (A2m3) kann in bekannter Weise, insbesondere als Polymerisation in Lösung oder in Emulsion durchgeführt werden und wird bevorzugt mit Radikalinitiatoren gestartet. Die chemisch reaktiven Gruppen (A2m2x) der Monomeren (A2m2) sollen dabei weitgehend erhalten bleiben.The copolymerization of the monomers (A2ml) with (A2m2) and optionally (A2m3) can be carried out in a known manner, in particular as polymerization in solution or in emulsion, and is preferably started with radical initiators. The chemically reactive groups (A2m2x) of the monomers (A2m2) should be largely preserved.
Nach der fertigen Polymerisation und ggf. erforderlichen Entfer¬ nung von Restmonomeren bzw. Isolierung des Acrylkautschuks (A2) wird dieser erfindungsgemäß in den später die Pfropfschale und ggf. Polymermatrix bildenden Monomeren (Alm) gelöst oder zumin- dest gut gequollen, ggf. unter Zusatz erforderlicher Mengen eines geeigneten inerten Lösungsmittels oder Lösungsmittelgemischs und unter Rühren und/oder Erwärmung der Mischung. Insbesondere liegt die Menge an zugesetztem Lösungsmittel nicht über 50 Gew.% der Summe der Mengen an Monomeren (Alm) und Acrylkautschuk (A2) . Beispiele von geeigneten Monomeren (Alm) , die später im wesentli¬ chen die härtere Pfropfschale bilden, sind Styrol, α-Methyl- styrol, kernalkylierte Styrole mit bevorzugt Cι-C4-Alkylresten, Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylamid bzw. Methacrylamid, N-Phenylmaleinimid, Alkylacrylate und -methacrylate mit 1 bis 4 C-Atomen im Alkylreste wie insbesondere Methylmethacrylat . Ver¬ wendet werden Monomere und Monomerengemische, die ein Polymeres bzw. Copolymeres mit einer Glasübergangstemperatur von über +20°C und bevorzugt von über +50°C geben. Besonders bevorzugt ist, als Monomere (Alm) eine Mischung aus einem Alkenylbenzol-Monomeren wie Styrol sowie von Acrylnitril zu verwenden, in der bevorzugt die Alkenylbenzol-Monomere in einer Menge von 50 bis 80 Gew.% und das Acrylnitril in einer Menge von 20 bis 50 Gew.% der Mischungs¬ menge vorliegt.After the finished polymerization and any necessary removal of residual monomers or isolation of the acrylic rubber (A2), according to the invention, this is dissolved or at least well swollen in the monomers (Alm) which later form the graft shell and, if appropriate, polymer matrix, optionally with addition required amounts of a suitable inert solvent or solvent mixture and with stirring and / or heating the mixture. In particular, the amount of solvent added is not more than 50% by weight of the sum of the amounts of monomers (Alm) and acrylic rubber (A2). Examples of suitable monomers (Alm) which later essentially form the harder graft shell are styrene, α-methylstyrene, alkylated styrenes with preferably C 1 -C 4 -alkyl radicals, acrylonitrile, methacrylonitrile, acrylamide or methacrylamide, N- Phenylmaleimide, alkyl acrylates and methacrylates with 1 to 4 carbon atoms in the alkyl radicals, such as in particular methyl methacrylate. Monomers and monomer mixtures are used which give a polymer or copolymer with a glass transition temperature of above + 20 ° C. and preferably above + 50 ° C. It is particularly preferred to use as the monomer (Alm) a mixture of an alkenylbenzene monomer such as styrene and acrylonitrile, in which the alkenylbenzene monomers are preferably present in an amount of 50 to 80% by weight and the acrylonitrile in an amount of 20 to 50% by weight of the mixture amount is present.
Die Menge an Monomeren (Alm) in der Mischung (AM) richtet sich insbesondere nach dem gewünschten Gehalt der resultierenden Form¬ massen (A) an Acrylkautschuk (A2) . Im allgemeinen beträgt die Gewichtsmenge der Monomere (Alm) in der Mischung (AM) das 2/3 fa- ehe bis etwa 100 fache und insbesondere das 3 bis 20 fache der vorhandenen Menge an Acrylkautschuk (A2) .The amount of monomers (Alm) in the mixture (AM) depends in particular on the desired content of acrylic rubber (A2) in the resulting molding compositions (A). In general, the amount by weight of the monomers (Alm) in the mixture (AM) is 2/3 times to about 100 times and in particular 3 to 20 times the amount of acrylic rubber (A2) present.
Vor, beim oder nach dem Lösen oder Quellen des Acrylkautschuks (A2) in den Monomeren (Alm) wird diesen Monomeren (Alm) in "nter- geordneter Menge, insbesondere in einer Menge von 1 bis 25 -ew.% der Menge der Monomeren (Alm) in der Mischung (AM) , ein Monomeres (Almf) und/oder mit den Monomeren (Alm) verträgliches oder teil¬ verträgliches Polymeres (AIPf) zugemischt, von denen jedes minde¬ stens eine chemisch reaktive Gruppe enthält, die mit den durch das Comonomere (A2m2) in den Acrylkautschuk (A2) eingeführten chemisch reaktiven Gruppen (A2m2x) reagieren kann oder mit Hilfe eines zugesetzten polyfunktionellen Vernetzers (AMV) eine Kopp¬ lung mit den chemisch reaktiven Gruppen (A2m2x) des Acrylkaut¬ schuks (A2) ermöglicht. So können durch Zusatz eines Vernetzers (AMV) mit mindestens zwei gleichen chemisch reaktiven Gruppen, die mit den chemisch reaktiven Gruppen im Acrylkautschuk (A2) und den chemisch reaktiven Gruppen in dem Monomeren (Almf) und/oder Polymeren (AIPf) sich insbesondere während der Polymerisations- reaktion umsetzen lassen, der Acrylkautschuk (A2) mit den Monome- ren (Almf) und/oder Polymeren (AIPf) verbunden bzw. vernetzt wer¬ den, was zu einem höheren Pfropfungsgrad führt. Ein geeigneter Vernetzer (AMV) ist z.B. ein Diamin oder Polyamin mit mindestens zwei primären oder sekundären Aminogruppen, wie Alkylendiamine und bevorzugt Ethylendiamin. Enthält der Acrylkautschuk (A2) z.B. Epoxid-Gruppen, so eignet sich ein Zusatz von Monomeren (Almf) und/oder Polymeren(AIPf) , die z.B. Amino-Gruppen (bevorzugt primäre oder sekundäre Amino¬ gruppen) , Hydroxylgruppen, Amidgruppen, Carboxyl-Gruppen oder Carbonsäureanhydrid-Gruppen enthalten, wie ß-Hydroxyethyl (meth) - acrylat, dessen Copolymere, Aminoalkyl (meth)acrylamide, deren Co¬ polymere, Maleinsäureanhydrid und dessen Copolymere, (Meth)- Acrylsäure und dessen Copolymere.Before, during or after the dissolution or swelling of the acrylic rubber (A2) in the monomers (Alm), these monomers (Alm) are in a subordinate amount, in particular in an amount of 1 to 25% by weight of the amount of the monomers ( Alm) in the mixture (AM), a monomer (Almf) and / or polymer (AIPf) compatible or partially compatible with the monomers (Alm), each of which contains at least one chemically reactive group which is compatible with the the comonomer (A2m2) can react in the chemically reactive groups (A2m2x) introduced into the acrylic rubber (A2) or, with the aid of an added polyfunctional crosslinker (AMV), enables coupling with the chemically reactive groups (A2m2x) of the acrylic rubber (A2) Thus, by adding a crosslinking agent (AMV) with at least two identical chemically reactive groups which are associated with the chemically reactive groups in the acrylic rubber (A2) and the chemically reactive groups in the monomers (Almf) and / or polymers (AIPf) i Particularly during the polymerization reaction, the acrylic rubber (A2) can be linked or crosslinked with the monomers (Almf) and / or polymers (AIPf), which leads to a higher degree of grafting. A suitable crosslinker (AMV) is, for example, a diamine or polyamine with at least two primary or secondary amino groups, such as alkylenediamines and preferably ethylenediamine. If the acrylic rubber (A2) contains, for example, epoxy groups, it is suitable to add monomers (Almf) and / or polymers (AIPf) which, for example, amino groups (preferably primary or secondary amino groups), hydroxyl groups, amide groups, carboxyl groups Contain groups or carboxylic anhydride groups, such as ß-hydroxyethyl (meth) acrylate, its copolymers, aminoalkyl (meth) acrylamides, their copolymers, maleic anhydride and their copolymers, (meth) acrylic acid and its copolymers.
Enthält der Acrylkautschuk (A2) z.B. primäre oder sekundäreDoes the acrylic rubber (A2) contain e.g. primary or secondary
Aminogruppen, so eignet sich ein Zusatz solcher Monomere (Almf) und/oder Polymerer (AIPf) zur Mischung (AM), die z.B. Epoxid-, Carbonsäureanhydrid- oder Carboxyl-Gruppen enthalten, wie Glyci- dyl (meth)acrylat, Glycidyl (meth)acrylat-Copolymere, Maleinsäure- anhydrid und Maleinsäureanhydrid-Copolymere etc. Einschlägige Polymerliteratur gibt für die Auswahl von geeigneten "Reaktions¬ partnern" hinreichend Auskunft.Amino groups, it is suitable to add such monomers (Almf) and / or polymers (AIPf) to the mixture (AM), which e.g. Contain epoxy, carboxylic acid anhydride or carboxyl groups, such as glycidyl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate copolymers, maleic anhydride and maleic anhydride copolymers etc. Relevant polymer literature gives the choice of suitable "reaction partners" sufficient information.
Die Menge an zuzusetzenden chemisch reaktiven Monomeren (Almf) und/oder chemisch reaktiven Polymeren (AIPf) richtet sich u.a. nach dem Anteil der chemisch reaktiven Gruppen in ihnen und der Menge des Acrylkautschuks (A2) und der errechneten Menge der in ihm gebundenen Epoxid-, Amino-, Carbonsäureanhydrid- oder Carbo- xyl-Gruppen. Je nach Art und Reaktionsfähigkeit dieser Gruppie- rungen im Acrylkautschuk (A2) und in den Monomeren (Almf) bzw.The amount of chemically reactive monomers (Almf) and / or chemically reactive polymers (AIPf) to be added depends inter alia on according to the proportion of the chemically reactive groups in them and the amount of acrylic rubber (A2) and the calculated amount of the epoxy, amino, carboxylic anhydride or carboxyl groups bound in it. Depending on the type and reactivity of these groups in acrylic rubber (A2) and in the monomers (Almf) or
Polymer (AIPf) sollte die molare Konzentration der chemisch reak¬ tiven Gruppen im zugesetzten Monomeren (Almf) und/oder Polymeren (AIPf) mindestens der errechneten molaren Konzentration der Epoxid-, Amino-, Hydroxyl-, Amid-, Carbonsäureanhydrid- oder Car- boxyl-Gruppen im Acrylkautschuk (A2) entsprechen oder diese deut¬ lich überschreiten.Polymer (AIPf) should have the molar concentration of the chemically reactive groups in the added monomer (Almf) and / or polymer (AIPf) at least the calculated molar concentration of the epoxy, amino, hydroxyl, amide, carboxylic anhydride or car- correspond to boxyl groups in acrylic rubber (A2) or significantly exceed them.
Die Polymerisation der Monomeren (Alm) in Gegenwart des in den Monomeren (Alm) und ggf. zugesetztem Lösungsmittel gelösten oder gequollenen Acrylkautschuks (A2) und ggf. des Polymeren (AIPf) (Mischung AM) erfolgt bevorzugt als thermisch oder radikalisch initiierte Polymerisation bei einer Temperatur von Raumtemperatur bis zu 200°C und insbesondere von 50 bis 160°C. Dabei kann die Polymerisation in einer oder mehreren Stufen erfolgen. Die Poly- merisation zumindest in der ersten Stufe und bis zu einem Umsatz von über 15, bevorzugt von über 20 bis 40 Gew.% der Monomere wird als thermisch oder radikalisch initierte Polymerisation in Substanz (Massenpolymerisation) oder als Lösungspolymerisation durchgeführt . Die Polymerisation kann, wenn gewünscht, nach dieser ersten Stufe dann mit einer anderen Polymerisationsmethode fortgeführt und be¬ endet werden, vorteilhaft als Suspensionspolymerisation in Gegen¬ wart bekannter Initiatoren und Stabilisatoren für die Suspen- sionspolymerisation.The polymerization of the monomers (Alm) in the presence of the acrylic rubber (A2) dissolved or swollen in the monomers (Alm) and any added solvent and optionally of the polymer (AIPf) (mixture AM) is preferably carried out as a thermally or free-radically initiated polymerization in a Temperature from room temperature up to 200 ° C and in particular from 50 to 160 ° C. The polymerization can take place in one or more stages. The polymerization, at least in the first stage and up to a conversion of more than 15, preferably more than 20 to 40,% by weight of the monomers, is carried out as bulk or thermally initiated polymerization in bulk (mass polymerization) or as solution polymerization. If desired, the polymerization can then be continued and ended with a different polymerization method after this first stage, advantageously as suspension polymerization in the presence of known initiators and stabilizers for suspension polymerization.
Die nach der Polymerisation der Mischung (AM) , die eine Pfropf¬ polymerisation von Monomeren (Alm) auf den Acrylkautschuk (A2) darstellt bzw. einschließt, erhaltene Formmasse (A) enthält im allgemeinen 1 bis 60 und insbesondere 5 bis 40 Gew.% des Acryl¬ kautschuks (A2) . Die Obergrenze des Gehalts an Acrylkautschuk (A2) ergibt sich daraus, daß die Formmasse (A) trotz der ein¬ gebetteten Domänen des Kautschuks eine ausreichende Festigkeit aufweisen muß. Die Untergrenze ist im wesentlichen dadurch be- stimmt, daß bei einer Deformation von der Formmasse ausreichend Energie aufgenommen wird.The molding composition (A) obtained after the polymerization of the mixture (AM), which represents or includes a graft polymerization of monomers (Alm) onto the acrylic rubber (A2), generally contains 1 to 60 and in particular 5 to 40% by weight. of acrylic rubber (A2). The upper limit of the content of acrylic rubber (A2) results from the fact that the molding composition (A) must have sufficient strength despite the embedded domains of the rubber. The lower limit is essentially determined by the fact that sufficient energy is absorbed by the molding compound in the event of deformation.
Die erfindungsgemäß hergestellten Formmassen (A) weisen eine ver¬ besserte Schlagzähigkeit, Kerbschlagzähigkeit sowie ein gutes Fließverhalten auf. Formteile daraus haben zudem den grossen Vor¬ teil, daß ihre Oberflächen meist matt oder fast matt sind. Sie lassen sich auch vorteilhaft als Mattierungsmittel für andere verträgliche oder teilverträgliche Polymerformmassen verwenden.The molding compositions (A) produced according to the invention have improved impact strength, notched impact strength and good flow behavior. Moldings made from it also have the great advantage that their surfaces are mostly matt or almost matt. They can also be used advantageously as matting agents for other compatible or partially compatible polymer molding compositions.
Die Erfindung wird durch die nachfolgenden Beispiele und Ver¬ gleichsversuche näher erläutert.The invention is explained in more detail by the following examples and comparative tests.
Teile und Prozente beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf das Gewicht.Unless otherwise stated, parts and percentages relate to the weight.
Das verwendete Polyvinylpyrrolidon der BASF AG hatte einen K-Wert von 90 (nach Fikentscher, Cellulosechemie 13(1932)58) .The polyvinylpyrrolidone from BASF AG used had a K value of 90 (according to Fikentscher, Cellulosechemie 13 (1932) 58).
Der verwendete Polyvinylalkohol (Moviol® 30-92 der Fa.Hoechst AG) hatte einen Hydrolysegrad von 92 Mol-% und eine Viskosität der 4 %igen wässrigen Lösung bei 20°C von 30 mPa.s.The polyvinyl alcohol used (Moviol® 30-92 from Hoechst AG) had a degree of hydrolysis of 92 mol% and a viscosity of the 4% strength aqueous solution at 20 ° C. of 30 mPa.s.
Die Werte für die Schlagzähigkeit in kJ/m2 wurden bestimmt gemäß DIN 53 453-K, Ausgabe 5/75.The impact strength values in kJ / m 2 were determined in accordance with DIN 53 453-K, edition 5/75.
Die Werte für die Kerbschlagzähigkeit in kJ/m2 wurden bestimmt gemäß DIN 53 4534-K, Ausgabe 5/75. Die Schlagzähigkeit und Kerbschlagzähigkeit wurden an kleinen Normstäben gemessen, die bei einer Temperatur der Kunststoff- schmelze von 240°C und einer Formtemperatur von 60°C gespritzt wurden.The values for the notched impact strength in kJ / m 2 were determined in accordance with DIN 53 4534-K, edition 5/75. The impact strength and notched impact strength were measured on small standard bars which were injection molded at a temperature of the plastic melt of 240 ° C. and a mold temperature of 60 ° C.
Das Fliessverhalten und damit die Verarbeitbarkeit wurde anhand des Schmelzindex (Melt Volume Index) in ml/10 min beurteilt, der nach DIN 53 735 bei 200°C und 21,6 kg Belastung gemessen wurde.The flow behavior and thus the processability was assessed on the basis of the melt volume index in ml / 10 min, which was measured in accordance with DIN 53 735 at 200 ° C. and a load of 21.6 kg.
Der Glanz wurde an 2 mm dicken Rundscheiben beurteilt, die bei einer Temperatur der Kunststoffschmelze von 220°C und einer Form¬ temperatur von 60°C gespritzt wurden.The gloss was assessed on 2 mm thick round disks which were injection molded at a temperature of the plastic melt of 220 ° C. and a mold temperature of 60 ° C.
Die Bestimmung der Glasübergangstemperatur erfolgte mittels der DSC-Methode (K.H. Illers, Makromolekulare Chemie 127 (1969) Seite 1) .The glass transition temperature was determined using the DSC method (K.H. Illers, Makromolekulare Chemie 127 (1969) page 1).
Beispiel 1example 1
(a) Herstellung des Acrylkautschuks (A2) (erfindungsgemaß) 1868 g Toluol wurden in einen Kolben eingefüllt, unter Stickstoff und Rühren auf 75°C erhitzt und anschließend 41 g einer Monome¬ ren-Mischung aus 89,7 % n-Butylacrylat (A2ml), 2,3 % Allylmeth- acrylat (A2m3) und 8 % Glycidylmethacrylat (A2m2), sowie 41 mg Azobisisobutyronitril als Initiator zugegeben. Dann wurden wäh- rend der folgenden 4 Stunden 787 g einer Monomerenmischung der gleichen Zusammensetzung und 777 mg Azobisisobutyronitril zu¬ dosiert. Nach weiteren 4 Stunden Polymerisationszeit wurde der Polymerisationsansatz abgekühlt und mit 19 g 3- (3 , 5-Di-tert.bu- tyl-4-hydroxyphenyl)propionsäureoctadecylester als Antioxydans stabilisiert. Der Umsatz betrug 92 %.(a) Preparation of the acrylic rubber (A2) (according to the invention) 1868 g of toluene were introduced into a flask, heated to 75 ° C. under nitrogen and stirring and then 41 g of a monomer mixture of 89.7% n-butyl acrylate (A2 ml ), 2.3% allyl methacrylate (A2m3) and 8% glycidyl methacrylate (A2m2), as well as 41 mg azobisisobutyronitrile as initiator. Then 787 g of a monomer mixture of the same composition and 777 mg of azobisisobutyronitrile were metered in over the following 4 hours. After a further 4 hours of polymerization, the polymerization mixture was cooled and stabilized with 19 g of octadecyl 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate as an antioxidant. The turnover was 92%.
b)+c) Herstellung einer Formmasse mit dem Acrylkautschuk (A2) ohne Mitverwendung von Monomer (Almf) oder Polymer (AIPf) (Vergleichsversuch) In einem Rotationsverdampfer wurde unter Vakuum das Toluol und ggf. vorhandenes Restmonomeres von der Stufe a) entfernt und gegen eine bestimmte Menge an Styrol ausgetauscht und dann so viel Acrylnitril zugegeben, daß eine Mischung aus 69,2 % Styrol (Alml), 23 % Acrylnitril (Alm2) und 7,8 % Acrylkautschuk (A2) entstand. Der Acrylkautschuk (A2) wurde auf diese Weise in einer Styrol-Acrylnitril-Mischung gelöst. 1923 g dieser Lösung wurden dann in einen 5-Liter-Stahlkessel eingefüllt und unter Rühren auf 123°C erhitzt. Bei einem Umsatz von 20% der Monomeren wurden 1,49 g tert.Butyl-mercaptan und 2,31 g 3- (3 , 5-Di-tert.butyl-4- hydroxyphenyDpropionsäureoctadecylester als Antioxydans zugege¬ ben. Bei einem Monomerenumsatz von 33 % wurden zugegeben 1,9 g Dicumylperoxid, 1900 g Wasser, 20 g Polyvinylpyrrolidon, 1,0 g 7/39039 PO7EP97/01870b) + c) Production of a molding compound with the acrylic rubber (A2) without the use of monomer (Almf) or polymer (AIPf) (comparative test) In a rotary evaporator, the toluene and any residual monomer from stage a) were removed and counteracted a certain amount of styrene was exchanged and then enough acrylonitrile was added to produce a mixture of 69.2% styrene (Alml), 23% acrylonitrile (Alm2) and 7.8% acrylic rubber (A2). The acrylic rubber (A2) was dissolved in this way in a styrene-acrylonitrile mixture. 1923 g of this solution were then poured into a 5 liter steel kettle and heated to 123 ° C. with stirring. With a conversion of 20% of the monomers, 1.49 g of tert-butyl mercaptan and 2.31 g of octadecyl 3- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenypropionate) were added as antioxidants. At a monomer conversion of 33 % were added 1.9 g of dicumyl peroxide, 1900 g of water, 20 g of polyvinylpyrrolidone, 1.0 g 7/39039 PO7EP97 / 01870
1010
Tetranatriumdiphosphat und 59,8 g einer 10 %igen wässrigen Poly- vinylalkohol-Lösung. Der Polymerisationsansatz wurde 3 Stunden bei 110, 3 Stunden bei 130°C und 6 Stunden bei 140°C auspolymeri- siert. Danach wurde gekühlt, das Polymere abfiltriert und ge- trocknet. Eigenschaften der nicht erfindungsgemassen Formmasse sind in Tabelle 1 angegeben.Tetrasodium diphosphate and 59.8 g of a 10% aqueous polyvinyl alcohol solution. The polymerization mixture was polymerized for 3 hours at 110, 3 hours at 130 ° C. and 6 hours at 140 ° C. The mixture was then cooled, the polymer was filtered off and dried. Properties of the molding composition not according to the invention are given in Table 1.
Beispiel 2 (Vergleichsversuch)Example 2
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch ein nicht—erfin- dungsgemäßer Acrylkautschuk aus 97,7 % n-Butylacrylat und 2,3 % Allylmethacrylat verwendet. Eigenschaften der nicht erfindungsge¬ mäß hergestellten Formmasse sind in Tabelle 1 angegeben.The procedure was as in Example 1, but an acrylic rubber according to the invention, consisting of 97.7% n-butyl acrylate and 2.3% allyl methacrylate, was used. Properties of the molding composition not produced according to the invention are shown in Table 1.
Beispiel 3 (erfindungsgemäß) Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch wurden 7,8 % der an¬ gegebenen Monomermischung von Styrol (Alml) und Acrylnitril (Alm2) durch ein Copolymerisat aus 73,5 % Styrol, 24,5 % Acrylni¬ tril und 2 % Maleinsäureanhydrid (Polymeres AIPf) ersetzt. Eigen¬ schaften der erfindungsgemäß hergestellten Formmasse sind in Ta- belle 1 angegeben.EXAMPLE 3 (According to the Invention) The procedure was as in Example 1, but 7.8% of the stated monomer mixture of styrene (Alml) and acrylonitrile (Alm2) was obtained from a copolymer of 73.5% styrene and 24.5% acrylate tril and 2% maleic anhydride (polymer AIPf) replaced. Properties of the molding composition produced according to the invention are given in Table 1.
Beispiel 4 (erfindungsgemäß)Example 4
Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, jedoch wurden 10,4 % der angegebenen Monomermischung von Styrol (Alml) und Acrylnitril (Alm2) durch ein Copolymerisat auε 73,5 % Styrol, 24,5 % Acryl¬ nitril und 2 % Maleinsäureanhydrid (Polymeres AIPf) ersetzt. Ei¬ genschaften der erfindungsgemäß hergestellten Formmasse sind in Tabelle 1 angegeben.The procedure was as in Example 1, but 10.4% of the stated monomer mixture of styrene (Alml) and acrylonitrile (Alm2) was obtained from a copolymer of 73.5% styrene, 24.5% acrylonitrile and 2% maleic anhydride (polymer AIPf) replaced. Properties of the molding composition produced according to the invention are given in Table 1.
Beispiel 5 (erfindungsgemäß)Example 5
Es wurde wie in Beispiel 4 verfahren, jedoch wurden 11 % der Styrol-Acrylnitril-Monomermischung (Alm) durch das dort angege¬ bene Styrol-Acrylnitril-Maleinsäureanhydrid-Copolymerisat (Poly¬ meres AIPf) ersetzt. Eigenschaften der erfindungsgemäß herge- stellten Formmasse sind in Tabelle 1 angegeben. The procedure was as in Example 4, but 11% of the styrene-acrylonitrile monomer mixture (Alm) was replaced by the styrene-acrylonitrile-maleic anhydride copolymer (polymer AIPf) given there. Properties of the molding composition produced according to the invention are given in Table 1.
Tabelle 1Table 1
Beispiel 1 2 3 4 5 Vergleich erfindungsgemäßExample 1 2 3 4 5 Comparison According to the Invention
Schlagzähigkeit 23°C (kJ/m2) 22 25 37 35 35Impact resistance 23 ° C (kJ / m 2 ) 22 25 37 35 35
Kerbschlagzähigkeit 10 23°C (kJ/m2) 1,8 1,8 2,6 2,1 2,9Notched impact strength 10 23 ° C (kJ / m 2 ) 1.8 1.8 2.6 2.1 2.9
Schmelzindex (ml/lo Min. ) 5,1 3,0 7,4 14,0 8,3Melt index (ml / lo min.) 5.1 3.0 7.4 14.0 8.3
15 Glanz matt matt matt15 gloss matt matt matt
Beispiel 6 (erfindungsgemäß) (a) Herstellung des Acrylkautschuks (A2) 20 1685 g Toluol wurden in einen Kolben eingefüllt, unter Stickstoff auf 75°C erhitzt und anschließend unter Rühren je 5% der nachste¬ henden Zuläufe 1 und 2 vorgelegt.Example 6 (According to the Invention) (a) Production of Acrylic Rubber (A2) 20 1685 g of toluene were introduced into a flask, heated to 75 ° C. under nitrogen and then 5% of the following feeds 1 and 2 were initially introduced with stirring.
Zulauf 1 Zulauf 2 25 750 g n-Butylacrylat 818 mg Azobisisobutyronitril (A2ml) (AIBN) 17,6 g Allylmethacrylat 40 ml ToluolFeed 1 Feed 2 25 750 g n-butyl acrylate 818 mg azobisisobutyronitrile (A2 ml) (AIBN) 17.6 g allyl methacrylate 40 ml toluene
(A2m3) 60 g Hydroxypropylmeth- 40 ml Aceton 30 acrylat (A2m2)(A2m3) 60 g hydroxypropyl meth- 40 ml acetone 30 acrylate (A2m2)
Während der nächsten 4 Stunden wurde dann der Rest der Zuläufe 1 und 2 kontinuierlich zudosiert. Nach insgesamt 8 Stunden Polyme¬ risationszeit bei 75°C wurde der Ansatz gekühlt und mit 0,12 % 35 (bezogen auf die Menge der Monomeren) 3- (3 , 5-Di-tert.butyl-4-hy- droxyphenyDpropionsäureoctadecylester stabilisiert. Der Umsatz betrug 95 %.The rest of feeds 1 and 2 were then metered in continuously over the next 4 hours. After a total of 8 hours of polymerization at 75 ° C., the mixture was cooled and stabilized with 0.12% 35 (based on the amount of monomers) of 3- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenypropionic acid octadecyl ester). The turnover was 95%.
b)+c) Herstellung der kautschukmodifizierten Formmasse 40 In einem Rotationsverdampfer wurde unter Vakuum das Toluol und Aceton sowie evtl. vorhandenes Restmonomeres aus dem Ansatz a) entfernt und durch Monomere ausgetauscht, daß eine Mischung (AM) von 1272 g Styrol (Alml), 424 g Acrylnitril (Alm2) und 77 g Ma¬ leinsäureanhydrid (A2m2) resultierte, in der 150 g des Acrylkaut- 45 schuks (A2) aus Stufe a) gelöst vorlagen. Diese Mischung (AM) wurde in einen Stahlkessel eingefüllt und unter Rühren auf 123°C erhitzt .b) + c) Preparation of the rubber-modified molding compound 40 In a rotary evaporator, the toluene and acetone and any residual monomer which may have been present were removed from batch a) and replaced by monomers such that a mixture (AM) of 1272 g of styrene (Alml), 424 g of acrylonitrile (Alm2) and 77 g of maleic anhydride (A2m2) resulted, in which 150 g of the acrylic rubber (A2) from stage a) were present in solution. This mixture (AM) was poured into a steel kettle and heated to 123 ° C. with stirring.
Nach ca. 20 % Umsatz wurden 1,49 g tert.Dodecylmercaptan und 5 2,31 g 3- (3 , 5-Di-tert.butyl-4-hydroxyphenyl)propionsäureoctade- cylester als Antioxydans und nach insgesamt 30 % Umsatz 1,93 Di- cumylperoxid zugegeben. Nach einem Umsatz von insgesamt 33,9 % der Monomeren erfolgte eine Zugabe von 1900 g Wasser, 2,0 g Tetranatriumdiphosphat und 20 g Polyvinylpyrrolidon und von 10 59,8 g einer 10%igen Polyvinylalkohol-Lösung. Diese Mischung wurde dann 3 Stunden bei 110°C, weitere 3 Stunden bei 130°C und weitere 6 Stunden bei 140°C auspolymerisiert.After about 20% conversion, 1.49 g of tert-dodecyl mercaptan and 5 2.31 g of 3- ( 3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionic acid octadecyl ester were used as antioxidant and after a total of 30% conversion 1, 93 dicumyl peroxide added. After a total conversion of 33.9% of the monomers, 1900 g of water, 2.0 g of tetrasodium diphosphate and 20 g of polyvinylpyrrolidone and 10 59.8 g of a 10% strength polyvinyl alcohol solution were added. This mixture was then polymerized for 3 hours at 110 ° C., for a further 3 hours at 130 ° C. and for a further 6 hours at 140 ° C.
Danach wurde gekühlt, das Polymere abfiltriert und getrocknet. 15 Aus der erhaltenen kautschukmodifizierten Formmasse (A) Hessen sich Formteile mit matter Oberfläche herstellen.The mixture was then cooled, the polymer was filtered off and dried. 15 Manufacture molded parts with a matt surface from the rubber-modified molding compound (A) obtained.
Beispiel 7 (erfindungsgemäß)Example 7
1753 g Cyclohexan wurden in einen Kolben eingefüllt, unter Stick- 20 stoff wurde auf 75°C erhitzt und anschießend wurden unter Rühren je 5 % der nachstehenden angegebenen Zuläufe 1 und 2 vorgelegt.1753 g of cyclohexane were introduced into a flask, the mixture was heated to 75 ° C. under nitrogen and 5% of the feeds 1 and 2 given below were then introduced with stirring.
Zulauf 1 Zulauf 2Inlet 1 Inlet 2
25 750 g n-Butylacrylat 818 mg Azobisisobutyronitril (A2ml) (AIBN)25 750 g n-butyl acrylate 818 mg azobisisobutyronitrile (A2ml) (AIBN)
6,51 g Allylmethacrylat 40 ml Toluol (A2m3) 22,5 g Maleinsäureanhydrid 40 ml Aceton 30 (A2m2)6.51 g allyl methacrylate 40 ml toluene (A2m3) 22.5 g maleic anhydride 40 ml acetone 30 (A2m2)
Während 4 Stunden wurde dann der Rest der Zuläufe 1 und 2 konti¬ nuierlich zudosiert und nach insgesamt 8 Stunden Polymerisations¬ zeit der Ansatz gekühlt und mit 0,12 g 3- (3 , 5-Di-tert.butyl-4-hy- 35 droxyphenyl)propionsäureoctadecylester als Antioxydans stabili¬ siert. Der Monomerenumsatz betrug 95 %.The rest of feeds 1 and 2 were then metered in continuously over a period of 4 hours, and after a total of 8 hours of polymerization, the batch was cooled and mixed with 0.12 g of 3- (3,5-di-tert-butyl-4-hy- 35 octadecyl droxyphenyl) propionate stabilized as an antioxidant. The monomer conversion was 95%.
bltc) Herstellung der kautschukmodifizierten Formmassebltc) Production of the rubber-modified molding compound
In einem Rotationsverdampfer wurde unter Vakuum das Aceton, Cy-In a rotary evaporator, the acetone, cy-
40 clohexan, Toluol und ggf. vorhandenes Restmonomeres entfernt bzw. dann gegen Monomere ausgetauscht, daß eine Mischung von 150 g des Acrylkautschuks (A2) von a) , gelöst bzw. gequollen in einer Mischung von 1247 g Styrol (Alml) und 416 g Acrylnitril (Alm2) vorlag. Dieser Mischung wurden 110 g eines Copolymerisats aus 7240 clohexane, toluene and any residual monomer present are removed or then replaced with monomers that a mixture of 150 g of the acrylic rubber (A2) of a), dissolved or swollen in a mixture of 1247 g of styrene (Alml) and 416 g of acrylonitrile (Alm2) was present. 110 g of a copolymer of 72 were added to this mixture
45 % Styrol, 24 % Acrylnitril und 4 % Maleinsäureanhydrid als reak¬ tives Polymeres (AIPf) und danach 9,3 g Ethylendiamin als Vernet¬ zer (AMV) zugegeben. Die resultierende Mischung (AM) wurde in ei- nen Stahlkessel eingefüllt und unter Rühren auf 123°C erhitzt. Nach einem Umsatz von ca. 20 % der Monomeren wurden 1,49 g tert.Dodecylmercaptan und 2,31 g 3- (3 , 5-Di-tert.butyl-4-hydroxy- phenyDpropionsäureoctadecylester als Antioxydans und nach einem Umsatz von 30 % der Monomeren 1,7 g Dicumylperoxid zugegeben. Nach insgesamt 33 % Umsatz wurden 1900 g Wasser, 2,0 g Tetra- natriumdiphosphat, 20 g Polyvinylpyrrolidon und 20 g einer 10%igen wässrigen Polyvinylalkohol-Lösung zugesetzt und die Mischung 3 Stunden bei 110°C, 3 Stunden bei 130°C und weitere 6 Stunden bei 140°C auspolymerisiert. Aus der resultierenden kautschukmodifizierten Formmasse Hessen sich Formteile mit einer matten Oberfläche herstellen. 45% styrene, 24% acrylonitrile and 4% maleic anhydride as reactive polymer (AIPf) and then 9.3 g of ethylenediamine as crosslinker (AMV) were added. The resulting mixture (AM) was Filled a steel kettle and heated to 123 ° C while stirring. After a conversion of about 20% of the monomers, 1.49 g of tert-dodecyl mercaptan and 2.31 g of octadecyl 3- (3, 5-di-tert-butyl-4-hydroxy-pheny-propionate) were used as an antioxidant and after a conversion of 30% 1.7 g of dicumyl peroxide were added to the monomers After a total of 33% conversion, 1900 g of water, 2.0 g of tetrasodium diphosphate, 20 g of polyvinylpyrrolidone and 20 g of a 10% strength aqueous polyvinyl alcohol solution were added and the mixture was added at 110 ° for 3 hours C, polymerized for 3 hours at 130 ° C. and for a further 6 hours at 140 ° C. Molded parts with a matt surface are produced from the resulting rubber-modified molding compound Hessen.

Claims

Patentansprüche: Claims:
1. Verfahren zur Herstellung einer mit Acrylkautschuk modifizierten Formmasse (A) durch1. Process for the production of a molding compound (A) modified with acrylic rubber
(a) Polymerisation einer Mischung (A2M) von(a) Polymerization of a mixture (A2M) of
(al) mindestens einem Monomeren (A2ml) der Formel(al) at least one monomer (A2ml) of the formula
CH2 = CR1 - COOR2 CH 2 = CR 1 - COOR 2
worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methyl¬ gruppe und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 32 C- Atomen bedeuten, (a2) mindestens einem copolymerisierbaren olefinisch unge- sättigten Monomeren (A2m2), das eine chemisch reak¬ tive Gruppe (A2m2x) enthält, und (a3) ggf. mindestens einem weiteren copolymerisierbaren olefinisch ungesättigten Monomeren (A2m3), wobei die Summe der Mengen der Monomere (A2m2) und (A2m3) klei- ner als die Menge am Monomeren (A2ml) ist,wherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and R 2 is an alkyl group having 1 to 32 C atoms, (a2) at least one copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m2) which contains a chemically reactive group (A2m2x) , and (a3) optionally at least one further copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m3), the sum of the amounts of the monomers (A2m2) and (A2m3) being smaller than the amount of the monomer (A2ml),
zu einem Acrylkautschuk (A2) mit einer Glasübergangstem¬ peratur von unter 0°C, (b) Lösen oder Quellen des fertig polymerisierten Acrylkau- tschuks (A2), ggf. unter Zugabe eines inerten Lösungsmit¬ tels, in einem oder mehreren, eine harte Pfropfschale (AI) bildenden olefinisch ungesättigten Monomeren (Alm), deren Polymerisate bzw. Copolymerisate eine Glasüber¬ gangstemperatur von mindestens +20°C aufweisen, und Zugabe zu den Monomeren (Alm) einer untergeordneten Menge eines Monomeren (Almf) und/oder eines mit den Monomeren (Alm) verträglichen oder teilverträglichen Polymeren (AIPf) , wobei (Almf) und (AIPf) mindestens eine chemisch reaktive Gruppe enthalten, die mit den chemisch reaktiven Gruppen (A2m2x) des Acrylkautschuks (A2) reagieren können oder die mit Hilfe eines der Mischung (AM) zugesetzten Vernetzers (AMV) eine Kopplung der chemisch reaktiven Gruppe mit einer chemisch reaktiven Gruppe (A2m2x) des Acrylkautschuks (A2) ermöglicht, und (c) Pfropfpolymerisation der resultierenden Mischung (AM) in einer oder mehreren Stufen zu einer Formmasse (A) , wobei die Polymerisation der Mischung (AM) zumindest in der ersten Stufe und bis zu einem Umsatz von über 15 Gew.% der Monomeren als thermisch oder radikalisch initiierte Polymerisation in Substanz oder Lösung durchgeführt wird. to an acrylic rubber (A2) with a glass transition temperature of below 0 ° C, (b) dissolving or swelling of the fully polymerized acrylic rubber (A2), optionally with the addition of an inert solvent, in one or more hard ones Grafting shell (AI) forming olefinically unsaturated monomers (Alm), the polymers or copolymers of which have a glass transition temperature of at least + 20 ° C., and addition to the monomers (Alm) of a minor amount of a monomer (Almf) and / or one with the monomers (Alm) compatible or partially compatible polymers (AIPf), where (Almf) and (AIPf) contain at least one chemically reactive group that can react with the chemically reactive groups (A2m2x) of the acrylic rubber (A2) or that can be reacted with one of the Mixture (AM) added crosslinker (AMV) enables coupling of the chemically reactive group with a chemically reactive group (A2m2x) of the acrylic rubber (A2), and (c) graft polymerization of the resulting mixture (AM) in one or more stages to give a molding composition (A), the polymerization of the mixture (AM) at least in the first stage and up to a conversion of over 15% by weight of the monomers as a thermally or radically initiated polymerization in Substance or solution is carried out.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das copolymerisierbare olefinisch ungesättigte Monomere (A2m2) in der Mischung (A2M) eine Epoxid-, Amino-, Amid-, Hydroxyl-, Carbonsäureanhydrid- oder Carboxylgruppe enthält.2. The method according to claim 1, characterized in that the copolymerizable olefinically unsaturated monomer (A2m2) in the mixture (A2M) contains an epoxy, amino, amide, hydroxyl, carboxylic anhydride or carboxyl group.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischung (AM) neben einem Acrylkautschuk (A2) mit che¬ misch reaktiven Gruppen und den Monomeren (Alm) mindestens ein Monomeres (Almf) und/oder Polymeres (AIPf) mit einer che- misch reaktiven Gruppe enthält, die mit den durch das Comono¬ mere (A2m2) in den Acrylkautschuk (A2) eingeführten chemisch reaktiven Gruppen (A2m2x) reagieren kann.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the mixture (AM) in addition to an acrylic rubber (A2) with chemically reactive groups and the monomers (Alm) at least one monomer (Almf) and / or polymer (AIPf) with contains a chemically reactive group which can react with the chemically reactive groups (A2m2x) introduced into the acrylic rubber (A2) by the comonomer (A2m2).
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3 , dadurch gekenn- zeichnet, daß der Acrylkautschuk (A2) Epoxid-Gruppen und das chemisch reaktive Monomere (Almf) und/oder chemisch reaktive Polymere (AIPf) in der Mischung (AM) primäre oder sekundäre Amino-, Hydroxyl-, Amid-, Carbonsäureanhydrid oder Carboxyl¬ gruppen enthält.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the acrylic rubber (A2) epoxy groups and the chemically reactive monomers (Almf) and / or chemically reactive polymers (AIPf) in the mixture (AM) primary or contains secondary amino, hydroxyl, amide, carboxylic anhydride or carboxyl groups.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Mischung (AM) einen Vernetzer (AMV) mit mindestens zwei chemisch reaktiven Gruppen enthält, die mit den chemisch reaktiven Gruppen im Acrylkautschuk (A2) und mit den chemisch reaktiven Gruppen des Monomeren (Almf) und/oder des Polymeren (AIPf) reagieren können.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized gekenn¬ characterized in that the mixture (AM) contains a crosslinker (AMV) with at least two chemically reactive groups with the chemically reactive groups in acrylic rubber (A2) and with the chemically reactive groups of the monomer (Almf) and / or the polymer (AIPf) can react.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Mischung (AM) als Vernetzer (AMV) ein Di- amin oder Polyamin mit mindestens zwei primären oder sekundä¬ ren Aminogruppen enthält.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized gekenn¬ characterized in that the mixture (AM) as crosslinking agent (AMV) contains a diamine or polyamine with at least two primary or secondary amino groups.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß als Monomere (Alm) in der Mischung (AM) Styrol, Acrylnitril, Methylmethacrylat oder Mischungen davon verwen¬ det werden.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized gekenn¬ characterized in that styrene, acrylonitrile, methyl methacrylate or mixtures thereof are used as monomers (Alm) in the mixture (AM).
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Menge des Monomeren (A2m2) 1 bis 25 Gew.% der Gesamtmenge der Monomeren in der Mischung (A2M) beträgt.8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized gekenn¬ characterized in that the amount of monomer (A2m2) is 1 to 25 wt.% Of the total amount of monomers in the mixture (A2M).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Mischung (A2M) als Monomeres (A2m3) ein Monomeres mit zwei nicht-konjugierten C=C-Doppelbindungen in einer Menge von 0,1 bis 12 Gew.% der Gesamtmenge der Monome¬ ren in der Mischung (A2M) enthält. 9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized gekenn¬ characterized in that the mixture (A2M) as a monomer (A2m3) is a monomer with two non-conjugated C = C double bonds in an amount of 0.1 to 12 wt. % of the total amount of the monomers in the mixture (A2M) contains.
10. Formmassen, die nach einem der Verfahren der Ansprüche 1 bis 9 erhältlich sind.10. Molding compositions which are obtainable by one of the processes of claims 1 to 9.
11. Mit Acrylkautschuk modifizierte Formmasse, erhältlich durch ein- oder mehrstufige Pfropfpolymerisation einer Mischung11. Molding compound modified with acrylic rubber, obtainable by single- or multi-stage graft polymerization of a mixture
(AM) enthaltendContaining (AM)
(i) einen Acrylkautschuk (A2), der eine Glasübergangstempera¬ tur von unter 0°C aufweist und ein fertig polymerisiertes Copolymerisat (A2) darstellt aus (al) mindestens einem Monomeren (Alml) der Formel(i) an acrylic rubber (A2) which has a glass transition temperature of below 0 ° C. and which is a fully polymerized copolymer (A2) composed of (al) at least one monomer (Alml) of the formula
CH2 = CR1 - COOR2 CH 2 = CR 1 - COOR 2
worin R1 ein Wasserstoffatom oder eine Methylgruppe und R2 eine Alkylgruppe mit 1 bis 32 C-Atomen bedeu¬ ten, (a2) einem olefinisch ungesättigten Monomeren (A2m2) mit einer chemisch reaktiven Gruppe (A2m2x) , und (a3) ggf. mindestens einem weiteren olefinisch ungesättig- ten Monomeren in einer Menge, die kleiner ist als diewherein R 1 is a hydrogen atom or a methyl group and R 2 is an alkyl group with 1 to 32 C atoms, (a2) an olefinically unsaturated monomer (A2m2) with a chemically reactive group (A2m2x), and (a3) optionally at least another olefinically unsaturated monomer in an amount less than that
Menge an Monomerem (A2ml), (ii) ein oder mehrere, die harte Pfropfschale bildende olefi¬ nisch ungesättigte Monomere (Alm) , denen in einer Menge von 1 bis 25 % ihres Gewichts ein Monomeres (Almf) und/ oder Polymeres (AIPf) zugemischt wurde, die mindestens eine chemisch reaktive Gruppe enthalten, die mit den che¬ misch reaktiven Gruppen des Acrylkautschuks (A2) reagie¬ ren können oder mit Hilfe eines zugesetzten Vernet¬ zers (AMV) eine Kopplung mit den chemisch reaktiven Grup- pen (A2m2x) des Acrylkautschuks (A2) ermöglichen, undAmount of monomer (A2ml), (ii) one or more olefinically unsaturated monomers (Alm) forming the hard graft shell, to which a monomer (Almf) and / or polymer (AIPf) is present in an amount of 1 to 25% of their weight. was mixed in, which contain at least one chemically reactive group, which can react with the chemically reactive groups of the acrylic rubber (A2) or with the help of an added crosslinker (AMV) a coupling with the chemically reactive groups (A2m2x ) of the acrylic rubber (A2), and
(iii)die Pfropfpolymerisation der Mischung (AM), nach Lösen oder Quellen des Acrylkautschuks (A2) in den Monomeren (Alm) und ggf. nach Zusatz eines Vernetzers (AMV), zumin¬ dest in der ersten Stufe und bis zu einem Umsatz von über 15 Gew.% der Monomeren als thermisch oder radikalisch initiierte Polymerisation in Substanz oder Lösung durch¬ geführt wird.(iii) the graft polymerization of the mixture (AM), after dissolving or swelling of the acrylic rubber (A2) in the monomers (Alm) and optionally after adding a crosslinking agent (AMV), at least in the first stage and up to a conversion of over 15% by weight of the monomers is carried out as a thermally or free-radically initiated polymerization in bulk or solution.
12. Verwendung der Formmassen gemäß Anspruch 10 oder 11 als Mattierungsmittel für andere verträgliche oder teilver¬ trägliche Polymerformmassen. 12. Use of the molding compositions according to claim 10 or 11 as matting agents for other compatible or partially compatible polymer molding compositions.
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