EP3655481A1 - Talkgefüllte zusammensetzung und thermoplastische formmasse - Google Patents

Talkgefüllte zusammensetzung und thermoplastische formmasse

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EP3655481A1
EP3655481A1 EP18740253.2A EP18740253A EP3655481A1 EP 3655481 A1 EP3655481 A1 EP 3655481A1 EP 18740253 A EP18740253 A EP 18740253A EP 3655481 A1 EP3655481 A1 EP 3655481A1
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EP
European Patent Office
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component
composition according
weight
composition
rubber
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18740253.2A
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French (fr)
Inventor
Andreas Seidel
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Covestro Intellectual Property GmbH and Co KG
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
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Publication date
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Definitions

  • the present invention relates to a talc-filled composition, in particular a polycarbonate composition, for the production of a thermoplastic molding composition, a process for the preparation of the thermoplastic molding composition, the molding composition itself, the use of the composition or molding composition for the production of moldings and the moldings themselves.
  • the molding compound is particularly suitable for use in automotive body components, as well as a frame material for two-component injection-molded components consisting of an opaque frame and a transparent or translucent window preferably made of a polycarbonate composition.
  • thermoplastic molding compositions for production by injection molding of large-scale horizontal automotive body components is required, for example: a low thermal expansion coefficient for a high dimensional stability and low distortion to realize small gaps,
  • thermoplastic polycarbonate molding compositions which are suitable as a composite, frame or back-injection material for the production of two-component injection molded components consisting of an opaque frame or attachment and a consisting of a polycarbonate composition transparent or translucent window or component section.
  • Such components are used for example in the field of automotive glazing (glazing) as a replacement glass, but are for example as for the production of lighting fixtures and headlamps in the field of lighting, as illuminated decorative screens in the field of interior lighting (Ambient Lighting) and as a screened function screens or displays for the integration of the on-board electronics.
  • Such design and functional elements will become increasingly important in the automobile of the future.
  • thermoplastic polycarbonate compositions containing an impact modifier, optionally a vinyl copolymer, a mineral filler and an acid or an acid salt, which have improved mechanical properties and in which the polycarbonate has an improved thermal integrity of the molecular weight.
  • WO 2008/122359 A1 discloses polycarbonate compositions with improved ductility, heat resistance and processing stability containing talc, optionally rubber-containing vinyl (co) polymer and a Brönsted acid compound.
  • WO 2013/060687 A1 discloses a Bronsted acidic compound stabilized polycarbonate compositions with improved processing stability containing optionally rubber-modified vinyl (co) polymer and also optionally talc, which are prepared in a special process in which the Brönsted acid compound before compounding is applied to an inorganic or organic adsorber or absorber, preferably to a finely divided silica.
  • WO 2010/031513 A1 discloses stress-crack-resistant and low distortion two-component moldings comprising a molded from a transparent or translucent amorphous polycarbonate molding composition which is fully or partially back-injected with an opaque, also amorphous thermoplastic composition as a second component, which comes as a second component used Opaque composition polycarbonate, talc and optionally contains a rubber-containing vinyl (co) polymer.
  • thermoplastic molding composition which is suitable for the production by injection molding of large-area, preferably horizontal, (in the offline method) paintable automotive body components and as a frame material for the production of two-component injection molded components consisting of an opaque frame or attachment and a transparent or translucent window or component section consisting of a polycarbonate composition
  • the injection molded body due to improved processing stability of the thermoplastic molding composition by an improved surface quality (reduced Streaking under thermal stress and shear) and thus are also suitable for components with Class A surface geometry and wherein the components have a low coefficient of thermal expansion, a reduced compared to the value of pure polycarbonate, largely isotropic processing shrinkage, high rigidity, improved impact strength and reduced Bubble formation after heat-moisture storage (as it occurs, for example, in painting processes).
  • the molding composition is characterized by a high melt flowability.
  • the molding composition should preferably have good heat aging resistance.
  • thermoplastic molding composition contains the following constituents:
  • Wt .-% of rubber-modified vinyl (co) polymer having a gel content measured as acetone-insoluble fraction of 15 to 25 wt .-%, preferably from 18 to 24 wt .-%, particularly preferably from 20 to 24 wt .-%, based to component B,
  • the composition consists of at least 95% by weight, more preferably at least 98% by weight, most preferably 100% by weight, of components A to E.
  • component D zinc bis (dihydrogen phosphate) is used.
  • component D is zinc bis (dihydrogen phosphate) dihydrate Zn (H2P04) 2 .2H2O.
  • component D is used in the preparation of the compositions according to the invention in the form of a very finely divided powder.
  • component A a thermoplastic or a mixture of different thermoplastics selected from at least one polymer selected from the group consisting of polycarbonate, polyester carbonate and polyester is used.
  • component A) is selected from at least one polymer selected from the group consisting of polycarbonate and polyester carbonate, more preferably selected from at least one polymer selected from the group consisting of aromatic polycarbonate and aromatic polyester carbonate, most preferably Component A) to aromatic polycarbonate or a mixture of different aromatic polycarbonates.
  • component A) is free of polyesters, in a particularly preferred embodiment free of polyesters and polyester carbonates.
  • polycarbonate is understood as meaning both homopolycarbonates and copolycarbonates, in which case the polycarbonates may be linear or branched in a known manner. [Ein Ein] A portion of up to 80 mol%, preferably of 20 mol%, may also be used. Up to 50 mol% of the carbonate groups in the polycarbonates used according to the invention may be replaced by aromatic dicarboxylic acid ester groups Such polycarbonates which contain both acid residues of carbonic acid and acid residues of aromatic dicarboxylic acids incorporated in the molecular chain are termed aromatic polyester carbonates ,
  • Substitution of the carbonate groups by the aromatic dicarboxylic ester groups is essentially stoichiometric and also quantitative, so that the molar ratio of the reactants is also found in the finished polyester carbonate.
  • the incorporation of the aromatic dicarboxylic acid ester groups can be carried out both statistically and in blocks.
  • thermoplastic polycarbonates including the thermoplastic aromatic polyester carbonates have average molecular weights Mw determined by GPC (gel permeation chromatography in methylene chloride with polycarbonate based on Bisphenol A as standard) from 15,000 g / mol to 50,000 g / mol, preferably from 20,000 g / mol to 35,000 g / mol, more preferably from 23,000 g / mol to 33,000 g / mol.
  • the preparation of aromatic polycarbonates is e.g. by reacting diphenols with carbonyl halides, preferably phosgene, and / or with aromatic dicarboxylic acid dihalides, preferably benzenedicarboxylic acid dihalides, by the interfacial process, optionally with the use of chain terminators and optionally using trifunctional or more than trifunctional branching agents, a portion of the carbonic acid derivatives being used to prepare the polyestercarbonates is replaced by aromatic dicarboxylic acids or derivatives of dicarboxylic acids, depending on the extent to be replaced in the aromatic polycarbonates Carbonat Designtechniken by aromatic Dicarbon Anlagenreester Modelltechniken. Likewise, preparation via a melt polymerization process by reaction of diphenols with, for example, diphenyl carbonate is possible.
  • Dihydroxyaryl compounds suitable for the preparation of polycarbonates are those of the formula (1)
  • Z is an aromatic radical having 6 to 30 carbon atoms, which may contain one or more aromatic nuclei, may be substituted and may contain aliphatic or cycloaliphatic radicals or alkylaryls or heteroatoms as bridge members.
  • Z in formula (1) preferably represents a radical of the formula (2)
  • R 6 and R 7 independently of one another are H, cis to cis-alkyl, cis to cis-alkoxy,
  • Halogen such as Cl or Br or for each optionally substituted aryl or aralkyl, preferably for H or Ci to Ci 2 alkyl, particularly preferably for
  • X is a single bond, -S0 2 -, -CO-, -O-, -S-, Ci- to Ce-alkylene, C 2 - to C 5 - alkylidene or Cs to C 6 -cycloalkylidene, which with Ci- to Cö-alkyl, preferably methyl or ethyl, may be substituted, further for Ce- to Ci 2 -arylene, which may optionally be condensed with further heteroatom-containing aromatic rings is.
  • X is a single bond until C 5 alkylene, C 2 - to C 5 alkylidene, C 5 - C 6 cycloalkylidene, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO 2 - or for a radical of the formula (2a)
  • Diphenols suitable for the preparation of the polycarbonates are, for example, hydroquinone, resorcinol, dihydroxydiphenyls, bis (hydroxyphenyl) alkanes, bis (hydroxyphenyl) cycloalkanes, bis (hydroxyphenyl) sulfides, bis (hydroxyphenyl) ethers, bis ( hydroxyphenyl) ketones, bis (hydroxyphenyl) sulfones, bis (hydroxyphenyl) sulfoxides, ⁇ - ⁇ '-bis (hydroxyphenyl) diisopropylbenzenes, phthalimidines derived from isatin or phenolphthalein derivatives and their nuclear alkylated, nuclear-arylated and nuclear-halogenated compounds.
  • Preferred diphenols are 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -propane (bisphenol A), 2,4-bis (4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl) -p-diisopropylbenzene, 2,2-bis- (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -propane, dimethyl-bisphenol A, bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -methane, 2,2-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane, bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -sulfone, 2,4-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -2-methylbutane, 1,1-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -p-diisopropylbenzene and 1,1-bis- (4-hydroxyphenyl)
  • diphenols are 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane (bisphenol A), 2,2-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane, 1,1-bis- (4 -hydroxyphenyl) -cyclohexane, 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane and dimethyl-bisphenol A.
  • bisphenol A 2,2-bis- (4-hydroxyphenyl) -propane
  • bisphenol A 2,2-bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl) -propane
  • 1,1-bis- (4 -hydroxyphenyl) -cyclohexane 1,1-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane
  • dimethyl-bisphenol A is 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) -propane (bisphenol A).
  • diphenols are e.g. in US-A 3,028,635, US-A 2,999,825, US-A 3,148,172, US-A 2,991,273, US-A 3,271,367, US-A 4,982,014 and US-A 2,999,846, in DE-A 1 570 703, DE-A 2063 050, DE-A 2 036 052, DE-A 2 211 956 and DE-A 3 832 396, in FR-A 1 561 518, in the monograph "H. Schnell , Chemistry and Physics of Polycarbonates,
  • Suitable carbonic acid derivatives are, for example, phosgene or diphenyl carbonate.
  • Suitable chain terminators that can be used in the preparation of the polycarbonates are monophenols.
  • Suitable monophenols are, for example, phenol itself, alkylphenols such as cresols, p-tert-butylphenol, cumylphenol and mixtures thereof.
  • Preferred chain terminators are the phenols which are mono- or polysubstituted by C 1 - to C 30 -alkyl radicals, linear or branched, preferably unsubstituted, or substituted by tert-butyl. Particularly preferred chain terminators are phenol, cumylphenol and / or p-tert-butylphenol.
  • the amount of chain terminator to be used is preferably 0.1 to 5 mol%, based on moles of diphenols used in each case.
  • the addition of the chain terminators can be carried out before, during or after the reaction with a carbonic acid derivative.
  • Suitable branching agents are the trifunctional or more than trifunctional compounds known in polycarbonate chemistry, especially those having three or more than three phenolic OH groups.
  • Suitable branching agents are, for example, 1,3,5-tri (4-hydroxyphenyl) benzene, 1,1,3-tri (4-hydroxyphenyl) ethane, tri- (4-hydroxyphenyl) -phenyl methane, 2,4- Bis (4-hydroxyphenylisopropyl) phenol, 2,6-bis (2-hydroxy-5'-methylbenzyl) -4-methylphenol, 2- (4-hydroxyphenyl) -2- (2,4-dihydroxyphenyl) propane, tetra (4-hydroxyphenyl) methane, tetra (4- (4-hydroxyphenylisopropyl) phenoxy) methane and 1,4-bis - ((4 ', 4 "-dihydroxytriphenyl) methyl) benzene and 3,3-bis (3-methyl-4-hydroxyphenyl) -2-oxo-2,3-dihydroindole.
  • the amount of optionally used branching agent is preferably 0.05 mol% to 2.00 mol%, based on moles of diphenols used in each case.
  • the branching agents may either be initially charged with the diphenols and the chain terminators in the aqueous alkaline phase or may be added dissolved in an organic solvent prior to phosgenation. In the case of the transesterification process, the branching agents are used together with the diphenols.
  • Particularly preferred polycarbonates are the homopolycarbonate based on bisphenol A, the homopolycarbonate based on 1,3-bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane and the copolycarbonates based on the two monomers bisphenol A and I, l Bis (4-hydroxyphenyl) -3,3,5-trimethylcyclohexane.
  • Preferred methods of preparation of the polycarbonates to be used according to the invention, including the polyestercarbonates, are the known interfacial process and the known melt transesterification process (cf., for example, WO 2004/063249 A1, WO 2001/05866 A1, WO 2000/105867, US Pat. No. 5,340,905 A, US Pat. No. 5,097,002 A, US-A 5,717,057 A).
  • Eligible polyesters are aromatic in a preferred embodiment, more preferably polyalkylene terephthalates.
  • these are reaction products of aromatic dicarboxylic acids or their reactive derivatives, such as dimethyl esters or anhydrides, and aliphatic, cycloaliphatic or aliphatic diols and mixtures of these reaction products.
  • aromatic polyalkylene terephthalates contain at least 80% by weight, preferably at least 90% by weight, based on the dicarboxylic acid component of terephthalic acid residues and at least 80% by weight, preferably at least 90% by weight, based on the diol component of ethylene glycol and / or butanediol -l, 4-residues.
  • the preferred aromatic polyalkylene terephthalates may contain, in addition to terephthalic acid residues, up to 20 mole%, preferably up to 10 mole%, of other aromatic or cycloaliphatic dicarboxylic acids having 8 to 14 carbon atoms or aliphatic dicarboxylic acids having 4 to 12 carbon atoms, e.g. Residues of phthalic acid, isophthalic acid, naphthalene-2,6-dicarboxylic acid, 4,4'-diphenyldi-carboxylic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, azelaic acid, cyclohexanediacetic acid.
  • the preferred aromatic polyalkylene terephthalates in addition to ethylene glycol or butane-idiol-l, 4-radicals up to 20 mol%, preferably up to 10 mol%, other aliphatic diols having 3 to 12 C atoms or cycloaliphatic diols having 6 to 21 C.
  • Contain atoms eg Residues of 1,3-propanediol, 2-ethylpropanediol 1, 3, neopentyl glycol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexanediol, cyclohexanedimethanol-1,4, 3-ethylpentanediol-2,4, 2-methylpentanediol 2,4,2,2,4-trimethylpentanediol-1,3,2-ethylhexanediol-1,3,2,2-diethylpropanediol-1,3-hexanediol 2,5,1,4-di- ( ⁇ -hydroxyethoxy ) benzene, 2,2-bis (4-hydroxycyclohexyl) propane, 2,4-dihydroxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutane, 2,2-bis (4-.beta.-hydroxyethoxy-phenyl ) -
  • the aromatic polyalkylene terephthalates may be prepared by incorporation of relatively small amounts of trihydric or trihydric alcohols or 3- or 4-basic carboxylic acids, e.g. in accordance with DE-A 1 900 270 and US Pat. No. 3,692,744.
  • preferred branching agents are trimesic acid, trimellitic acid, trimethylolethane and -propane and pentaerythritol.
  • aromatic polyalkylene terephthalates prepared from terephthalic acid alone and their reactive derivatives (e.g., their dialkyl esters) and ethylene glycol and / or butane-1,4-diol, and mixtures of these polyalkylene terephthalates.
  • Preferred mixtures of aromatic polyalkylene terephthalates contain 1 to 50% by weight, preferably 1 to 30% by weight, of polyethylene terephthalate and 50 to 99% by weight, preferably 70 to 99% by weight, of polybutylene terephthalate.
  • the aromatic polyalkylene terephthalates preferably used have a viscosity number of 0.4 to 1.5 dl / g, preferably 0.5 to 1.2 dl / g, measured in phenol / o- Dichlorobenzene (1: 1 parts by weight) in a concentration of 0.05g / ml according to ISO 307 at 25 ° C in Ubbelohde viscometer.
  • the aromatic polyalkylene terephthalates can be prepared by known methods (see, for example, Kunststoff-Handbuch, Volume VIII, page 695 et seq., Carl Hanser Verlag, Kunststoff 1973).
  • Aromatic polycarbonate based on bisphenol A is most preferably used as component A.
  • Component B Aromatic polycarbonate based on bisphenol A is most preferably used as component A.
  • Component B) is rubber-modified vinyl (co) polymer.
  • Component B) comprises one or more graft polymers as component B.l) and one or more rubber-free vinyl (co) polymers which are not chemically bonded to a rubber and are not included in such a rubber as component B.2).
  • the rubber-modified vinyl (co) polymer according to component B) has a gel content, measured at room temperature in acetone as solvent, of from 15 to 25% by weight, preferably from 18 to 24% by weight, particularly preferably from 20 to 24% by weight (based on component B) or the sum of all subcomponents that make up component B)).
  • the gel content of component B) is determined at 25 ° C. in a suitable solvent (here in acetone) as described in M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymer Analytics I and II, Georg Thieme Verlag, Stuttgart (1977) as insoluble in this solvent. As an alternative, it can also be calculated from the individual gel contents of the individual components of which component B) is determined, and the concentrations of the individual components in component B).
  • a suitable solvent here in acetone
  • Component B.l comprises one or more graft polymers of
  • the glass transition temperature is determined by means of differential scanning calorimetry (DSC) according to the standard DIN EN 61006 (2004 version) at a heating rate of 10 K / min with definition of the Tg as the midpoint temperature (tangent method).
  • particulate graft bases B.1.2 which generally have an average particle size (d 50 value) of 0.05 to 10 ⁇ m, preferably 0.1 to 2 ⁇ m, particularly preferably 0.2 to 1.5 ⁇ m.
  • the mean particle size d50 is the diameter, above and below which each 50 wt .-% of the particles are. It can be determined by ultracentrifuge measurement (W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. and Z. Polymere 250 (1972), 782-1796).
  • Monomers B.1.1 are preferably mixtures of B.1.1.1 50 to 99 wt .-%, preferably 65 to 85 wt .-%, preferably 70 to 80 wt .-%, each based on the totality of the monomers of the graft shell B. 1.1, vinylaromatics and / or ring-substituted vinylaromatics (such as styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene) and / or (meth) acrylic acid (C 1 -C 8) -alkyl esters, such as methyl methacrylate, ethyl methacrylate and butyl acrylate, and B.
  • vinylaromatics and / or ring-substituted vinylaromatics such as styrene, ⁇ -methylstyrene, p-methylstyrene, p-chlorostyrene
  • Preferred monomers B.1.1.1 are selected from at least one of the monomers styrene, ⁇ -methylstyrene and methyl methacrylate.
  • Preferred monomers B.1.1.2 are selected from at least one of the monomers acrylonitrile, n-butyl acrylate, maleic anhydride and methyl methacrylate.
  • Particularly preferred monomers are B.1.1.1 styrene and B.1.1.2 acrylonitrile.
  • suitable graft bases B.1.2) are for example diene rubbers, EP (D) M rubbers, ie those based on ethylene / propylene and optionally Diene, acrylate, polyurethane, silicone, chloroprene and ethylene / vinyl acetate rubbers, and silicone / acrylate composite rubbers.
  • Preferred graft bases B.1.2 are diene rubbers, for example based on butadiene and isoprene, or mixtures of diene rubbers or copolymers of diene rubbers or mixtures thereof with other copolymerizable monomers (for example according to B.1.1.1 and B.1.1.2).
  • graft B.1.2 is pure polybutadiene rubber.
  • grafting bases B.1.2 are silicone, acrylate and silicone / acrylate composite rubbers.
  • the graft copolymers B.l are prepared by free-radical polymerization, e.g. produced by emulsion, suspension, solution or bulk polymerization.
  • mixtures of different graft polymers Bl) are used in component B, wherein the graft polymers, for example in the manner of preparation and / or in the type of the graft base B.1.2) and / or in the nature of the graft shell Bll) can distinguish.
  • the graft monomers B.l.l) are known not necessarily completely grafted onto the graft. To this extent, products of grafting reactions often still contain significant proportions of free (i.e., not chemically bound to the grafting base and irreversibly entrapped in the grafting base) copolymer having a composition analogous to that of the grafted shell.
  • component B.l is understood to be exclusively the graft polymer as defined above, while the copolymer of component B.2) not bound chemically to the graft base and not included in this graft base is assigned to the preparation.
  • a suitable Solvents such as acetone, M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, polymer analysis I and II, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1977
  • inclusion in the context of this patent application is understood to mean that the vinyl (co) polymer is enclosed in the rubber particles and can not be dissolved out by solvents such as acetone.
  • component B contains mixtures of different graft polymers B1), this mixture preferably contains a graft polymer B1) having a core-shell structure in which the core (ie the grafting base) is formed from silicone rubber, acrylate rubber or silicone acrylate composite rubber ,
  • the proportion of this graft polymer with a core of silicone rubber, acrylate rubber or silicone-acrylate composite rubber is selected so that this graft polymer contributes to the gel content measured in acetone of component B to at least 70%.
  • the composition contains as further component B.2) one or more rubber-free (co) polymers of at least one vinyl monomer, preferably selected from the group of vinyl aromatics, vinyl cyanides (unsaturated nitriles), (meth) acrylic acid (C 1 to C 8) alkyl esters, unsaturated carboxylic acids and derivatives (such as anhydrides and imides) of unsaturated carboxylic acids.
  • vinyl monomer preferably selected from the group of vinyl aromatics, vinyl cyanides (unsaturated nitriles), (meth) acrylic acid (C 1 to C 8) alkyl esters, unsaturated carboxylic acids and derivatives (such as anhydrides and imides) of unsaturated carboxylic acids.
  • Particularly suitable as component B.2) are (co) polymers from B.2.1) from 50 to 99% by weight, preferably from 65 to 85% by weight, particularly preferably from 70 to 80% by weight, based on the (co) Polymer B.2) of at least one monomer selected from the group of vinylaromatics (such as, for example, styrene, OC-methylstyrene), ring-substituted vinylaromatics (such as, for example, p-methylstyrene, p-chlorostyrene) and (meth) acrylic acid (C 1 -C 8) -alkyl esters (such as methyl methacrylate, n-butyl acrylate, tert-butyl acrylate) and B.2.2) 1 to 50 wt .-%, preferably 15 to 35 wt .-%, particularly preferably 20 to 30 wt .-% based on the (Co ) Polymer B.2) at least one monomer selected
  • These (co) polymers B.2) are resinous, thermoplastic and rubber-free.
  • the copolymer of B2.1) styrene and B2.2) acrylonitrile is particularly preferred.
  • Such (co) polymers B.2) are known and can be prepared by free-radical polymerization, in particular by emulsion, suspension, solution or bulk polymerization.
  • the (co) polymers B.2) have a weight-average molecular weight (Mw), determined by gel permeation chromatography with polystyrene as standard, of preferably 50,000 to 200,000 g / mol, more preferably from 70,000 to 170000 g / mol, most preferably from 80,000 to 130000 g / mol.
  • Mw weight-average molecular weight
  • talc As component C) naturally occurring or synthetically produced talc is used.
  • Pure talc has the chemical composition 3 MgO-4SiO 2 H 2 O and thus has an MgO content of 31.9% by weight, a SiO 2 content of 63.4% by weight and a chemically bound water content of 4.8% by weight .-%. It is a silicate with a layered structure.
  • Naturally occurring talc materials generally do not have the ideal composition given above, as they are formed by partial replacement of magnesium by other elements, by partial replacement of silicon, by e.g. Aluminum and / or by adhesions with other minerals such. Dolomite, magnesite and chlorite are contaminated.
  • talc As component C), preference is given to using those types of talc with particularly high purity. These are characterized by an MgO content of 28 to 35 wt .-%, preferably 30 to 33 wt .-%, particularly preferably 30.5 to 32 wt .-% and a SiO 2 content of 55 to 65 wt .-% , preferably 58 to 64 wt .-%, particularly preferably 60 to 62.5% by weight. Particularly preferred types of talc are further characterized by an A1203 content of less than 5 wt .-%, more preferably less than 1 wt .-%, in particular less than 0.7 wt .-%, from.
  • talc in the form of finely ground types with an average particle diameter d50 of ⁇ 10 ⁇ , preferably ⁇ 5 ⁇ , more preferably ⁇ 2 ⁇ , most preferably ⁇ 1.5 ⁇ .
  • the talc can be surface-treated, eg silanized, to ensure better compatibility with the polymer.
  • the use of compacted talc is advantageous.
  • component D) is a monophosphate, that is a dihydrogen phosphate salt, with a cation selected from the group consisting of aluminum and zinc, preferably zinc bis (dihydrogen phosphate) is used.
  • zinc bis (dihydrogen phosphate) dihydrate Zn (H2PO) 2 .2H2O is used.
  • the composition of the invention may contain one or more polymer additives, preferably selected from the group consisting of flame retardants, Antidrippingstoffn, Flammschutzsynergisten, smoke inhibitors, lubricants and mold release agents, nucleating agents, antistatic agents, conductivity additives, stabilizers (eg hydrolysis, heat aging and UV Stabilizers and transesterification inhibitors), flowability promoters, phase compatibilizers, other impact modifiers (both with and without core-shell structure) which differ from component B), other components other than components A) and B) (for example functional blend partners), of component C. ) various fillers and reinforcing materials as well as dyes and pigments.
  • polymer additives preferably selected from the group consisting of flame retardants, Antidrippingstoffn, Flammschutzsynergisten, smoke inhibitors, lubricants and mold release agents, nucleating agents, antistatic agents, conductivity additives, stabilizers (eg hydrolysis, heat aging and UV Stabilizers and transesterification inhibitors
  • the composition comprises at least one polymer additive selected from the group consisting of lubricants and mold release agents, stabilizers, flowability promoters, phase compatibility agents, other impact modifiers, other polymeric constituents, dyes and pigments.
  • the composition contains pentaerythritol tetrastearate as a mold release agent.
  • the composition contains as stabilizer at least one member selected from the group consisting of sterically hindered phenols, organic phosphites and sulfur-based co-stabilizers.
  • the composition contains as stabilizer at least one member selected from the group consisting of octadecyl-3- (3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl) propionate and tris (2,4-di-tert-butylphenyl ) phosphite.
  • the composition contains as component E) at least one member selected from the group consisting of lubricants and mold release agents, stabilizers, flowability promoters and dyes and pigments and is free of further polymer additives according to component E).
  • the composition contains as component E) at least one mold release agent, at least one stabilizer and optionally at least one dye and / or pigment and is free of further polymer additives according to component E).
  • Thermoplastic molding compositions can be prepared from the compositions according to the invention.
  • thermoplastic molding compositions according to the invention can be prepared, for example, by mixing the respective constituents of the compositions in a known manner and at temperatures of preferably 200 ° C to 320 ° C, more preferably 240 to 300 ° C, most preferably 260 ° C to 300 ° C in conventional units such as internal kneaders, extruders and twin-screw and melt-extruded melt-extruded.
  • molding compound is meant the product which is obtained when the components of the composition are melt compounded and melt extruded.
  • the mixing of the individual constituents of the compositions can be carried out in a known manner both successively and simultaneously, both at about 20 ° C. (room temperature) and at a higher temperature. This means that, for example, some of the components can be metered via the main intake of an extruder and the remaining components can be fed later via a side extruder in the compounding process.
  • the invention also provides a process for the preparation of the molding compositions of the invention.
  • the molding compositions of the invention can be used for the production of moldings of any kind. These can be achieved, for example, by injection molding, extrusion and blow molding. be made method. Another form of processing is the production of moldings by deep drawing from previously prepared plates or films.
  • the novel molding compositions are particularly suitable for processing in extrusion, blow molding and deep-drawing processes.
  • Such shaped articles which can be produced from the compositions and molding compositions according to the invention are films, profiles, housing parts of any kind, e.g. for household appliances such as juice presses, coffee machines, blenders; for office machines such as monitors, flat screens, notebooks, printers, copiers; Panels, pipes, electrical installation ducts, windows, doors and other profiles for the building sector (interior and exterior applications) and electrical and electronic parts such as switches, plugs and sockets and components for commercial vehicles, in particular for the automotive sector.
  • household appliances such as juice presses, coffee machines, blenders
  • office machines such as monitors, flat screens, notebooks, printers, copiers
  • Panels, pipes, electrical installation ducts, windows, doors and other profiles for the building sector (interior and exterior applications) and electrical and electronic parts such as switches, plugs and sockets and components for commercial vehicles, in particular for the automotive sector.
  • compositions and molding compositions according to the invention are also suitable for the production of the following moldings or moldings: Interior components for rail vehicles, ships, aircraft, buses and other motor vehicles, body parts for motor vehicles, housings of electrical appliances containing small transformers, housings for information processing and transmission equipment, housings and Cladding of medical equipment, massagers and housings therefor, toy vehicles for children, flat wall elements, housings for safety devices, heat-insulated transport containers, fittings for sanitary and bath equipment, grille for ventilation openings and housings for garden tools.
  • composition for producing a thermoplastic molding composition comprising the following constituents:
  • component A is an aromatic polycarbonate.
  • composition according to embodiment 4 wherein the component A is aromatic polycarbonate based on bisphenol-A.
  • component B contains vinyl monomer-grafted polybutadiene-containing rubber particles containing inclusions of vinyl (co) polymer consisting of the vinyl monomers.
  • composition according to one of the preceding embodiments wherein the component B graft polymer with core-shell structure having a core selected from the group consisting of silicone rubber, acrylate rubber and silicone-acrylate composite rubber.
  • component D is a zinc bis (dihydrogen phosphate).
  • composition according to one of the preceding embodiments consisting of at least 95 wt .-% of the components A-E.
  • composition according to one of the preceding embodiments consisting of at least 98 wt .-% of the components A-E.
  • composition according to one of the preceding embodiments consisting of 100 wt .-% of the components A-E. 16. A process for the preparation of a molding composition, wherein the components of a
  • Composition according to one of embodiments 1 to 15 at a temperature of 200 to 320 ° C are mixed together.
  • a composition according to any one of embodiments 1 to 15 or a molding composition according to embodiment 19 for the production of moldings.
  • Molded body preferably an automobile body component, containing a composition according to one of embodiments 1 to 15 or a molding compound according to embodiment 19.
  • Automotive body component containing thermoplastic molding compositions having a modulus of elasticity according to ISO 527 at 23 ° C of at least 4500 MPa, a CLTEm ng s according to DIN 53752 in the temperature range of 23-55 ° C of at most 40 ppm / K, a longitudinal shrinkage according to IS0294-4 of at most 0.4% and an impact strength according to ISO 180 / U at 23 ° C of at least 60 kJ / m 2 .
  • a two-component injection-molded component comprising (i) an opaque frame or attachment made of a composition according to any one of claims 1 to 15 or a molding compound according to embodiment 19 and (ii) a transparent or translucent window or component portion directly in contact with (i) ,
  • Component A is a compound having Component A:
  • Bisphenol A-based linear polycarbonate having a weight-average molecular weight Mw of 28,000 g / mol (determined by GPC in methylene chloride against a bisphenol A polycarbonate standard).
  • Component B is a compound having Component B:
  • B-1) a styrene-acrylonitrile copolymer having an acrylonitrile content of 23% by weight and having a weight-average molecular weight M w of 100,000 Da measured by GPC in tetrahydrofuran with polystyrene as standard,
  • an ABS polymer prepared in bulk polymerization having an A: B: S weight ratio of 24%: 10%: 66% with a gel content measured in acetone at room temperature of 19% by weight, in acetone soluble sol proportion of the component B-2 has a weight-average molecular weight M w of 125,000 Da measured by GPC in tetrahydrofuran with polystyrene as a standard, and
  • a graft polymer having a core-shell structure prepared by emulsion polymerization and consisting of 75% by weight of a silicone acrylate composite rubber as core and 25% by weight of a polymethyl methacrylate shell having a gel content measured in acetone at room temperature of 90% by weight.
  • Component B has as a mixture of these three constituents a gel content measured as in acetone at room temperature insoluble fraction of 23 wt .-%. This gel component of component B is attributed to the wt .-% of the bulk ABS component B-2 and to 78 wt .-% of the graft polymer with core-shell structure B-3. The proportion of component B-1 is 53% by weight, based on B.
  • Jetfine TM 3CA talc (Imerys S.A., France)
  • Fabutit TM 289 ortho-phosphoric acid absorbed on silica gel (Chemische Fabrik Budenheim KG, Germany).
  • the component Dl has within 4 h at 23 ° C and at a relative humidity of 50%, a water absorption of 14% of the starting material.
  • the component D2 has within 4 h at 23 ° C and at a relative humidity of 50%, a water absorption of 1% of the starting material.
  • the component D3 has within 4 h at 23 ° C and at a relative humidity of 50%, a water absorption of 1% of the starting material.
  • Irganox TM B900 (BASF, Germany): stabilizer
  • Black Pearls TM 800 (Cabot Corp., Belgium): carbon black pigment
  • the components were mixed on a twin-screw extruder ZSK 25 from Coperion (Stuttgart, Germany) at a melt temperature of 260.degree. Unless stated otherwise, the moldings were produced at a melt temperature of 260 ° C. and a mold temperature of 80 ° C. on an Arburg 270 E injection molding machine.
  • the IZOD impact strength was determined at 23 ° C on test bars of the dimension of 80 mm x 10 mm x 4 mm according to ISO 180 / U (version of 2013).
  • the total energy absorbed in the puncture test is in accordance with ISO 6603-2 (version of 2002). This is carried out at 23 ° C on test specimens dimension of 60 mm x 60 mm x 2 mm.
  • Elastic modulus E and elongation at break were determined on shoulder bars measuring 170 mm ⁇ 10 mm ⁇ 4 mm at 23 ° C. according to ISO 527 (1996 version) with a strain rate of 1 mm / min (modulus of elasticity) and 5 mm / min, respectively (elongation at break).
  • the melt viscosity was determined at a temperature of 260 ° C and a shear rate of 1000 s -1 according to ISO 11443 (version of 2014).
  • the thermal expansion coefficient (CLTE) was determined longitudinally (CLTEm ng s) and transversely (CLTE que r) to the melt flow direction in the temperature interval from 23 ° C to 55 ° C on test specimens of dimension 80 mm ⁇ 10 mm ⁇ 4 mm according to DIN 53752 ( Version from 1980) with a heating rate of 3 K / min.
  • the processing shrinkage was determined longitudinally and transversely to the melt flow direction in accordance with IS0294-4 (2003 version) on test specimens of dimension 60 mm ⁇ 60 mm ⁇ 2 mm, which were produced at a pressure of 500 bar.
  • the processing stability was determined by a so-called thermal spray.
  • this test specimens of dimension of 60 mm x 40 mm x 2 mm at melt temperatures of 260 ° C, 280 ° C and 300 ° C (mold temperature in each case at 80 ° C) are sprayed and judged whether occur on the plate surface streaks as an indication of thermal decomposition ,
  • the plates produced at 260 ° C also serve to assess the surface quality.
  • Class A surfaces only those components are considered which show a faultless and homogeneous surface quality.
  • composition 3 of the invention achieves an advantageous combination of good mechanical and rheological properties, low CLTE, low and isotropic shrinkage, and good resistance to heat-moisture stress. If the composition contains component D3, the processing stability is improved and the surface quality is suitable for Class A. In addition, the impact resistance and the resistance to heat-moisture stress is particularly good.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zusammensetzung zur Erzeugung einer thermoplastischen Formmasse, wobei die Zusammensetzung folgende Bestandteile enthält A) 35 bis 85 Gew.-% aromatisches Polycarbonat, Polyestercarbonat und/oder Polyester, B) 5 bis 45 Gew.-% kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat mit einem Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Komponente B, C) 7 bis 30 Gew.-% Talk, D) 0,01 bis 1 Gew.-% mindestens Dihydrogenphosphat-Salzes mit einem Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Zink, E) 0 bis 10 Gew.-% Polymeradditive, ein Verfahren zur Herstellung einer Formmasse aus der Zusammensetzung, die Formmasse selbst, die Verwendung der Zusammensetzung oder der Formmasse zur Herstellung von Formkörpern sowie Formkörper enthaltend die Zusammensetzung oder die Formmasse.

Description

Talkgefüllte Zusammensetzung und thermoplastische Formmasse
Die vorliegende Erfindung betrifft eine talkgefüllte Zusammensetzung, insbesondere eine Polycarbonat-Zusammensetzung, zur Erzeugung von einer thermoplastischen Formmasse, ein Verfahren zur Herstellung der thermoplastischen Formmasse, die Formmasse selbst, die Verwendung der Zusammensetzung oder Formmasse zur Herstellung von Formkörpern und die Formkörper selbst.
Die Formmasse eignet sich besonders zur Verwendung in Automobilkarosseriebauteilen, sowie als Rahmenmaterial für Zweikomponentenspritzgussbauteile bestehend aus einem opaken Rahmen und einem transparenten oder transluzenten Fenster bestehend bevorzugt aus einer Polycarbonat-Zusammensetzung.
Mit dem Ziel der Reduktion von Fahrzeuggewicht und damit letztendlich auch des Treibstoffverbrauchs, wegen der einfachen Herstellbarkeit von Automobilkunststoffbauteilen im Spritzgussverfahren sowie der höheren Designfreiheit und Möglichkeit zur Funktionsintegration besteht im Automobilbau ein zunehmendes Bestreben, Metall durch Kunststoff zu substituieren. An thermoplastische Zusammensetzungen zur Herstellung von Automobilbauteilen für den Interior- wie Exteriorbereich werden aber im Allgemeinen hohe technische Anforderungen gestellt.
Von thermoplastischen Kunststoffformmassen zu Herstellung im Spritzgussverfahren von großflächigen horizontalen Automobilkarosseriebauteilen wird beispielsweise gefordert: ein niedriger thermischer Ausdehnungskoeffizient für eine hohe Maßhaltigkeit und Verzugsarmut zur Realisierung geringer Spaltmaße,
eine hohe Materialsteifigkeit (hoher Elastizitätsmodul),
eine gute Schmelzefließfähigkeit (geringe Schmelzeviskosität),
eine zufriedenstellende mechanische Belastbarkeit (z.B. hohe Schlagzähigkeit), eine hohe Verarbeitungsstabilität,
- eine gute Oberflächequalität der unlackierten Bauteile,
eine gute Lackierbarkeit unter Erhalt der guten Oberflächenqualität,
eine gute Alterungsstabilität in Bezug auf Oberflächenqualität, Verbundhaftung zu dekorativen Beschichtungen (z.B. Lacken) und mechanischen Materialeigenschaften unter den typischen Anwendungsbedingungen (z.B. Wärme-Feucht-Lagerung).
Vergleichbare Eigenschaften, zusätzlich aber noch eine gegenüber dem Wert von reinem Polycarbonat weitestgehend isotrop reduzierte Verarbeitungsschwindung, werden in der Regel auch an solche thermoplastische Polycarbonat- Formmassen gestellt, die als Verbund-, Rahmen- oder Hinterspritzungsmaterial geeignet sind zur Herstellung von Zweikomponentenspritzgussbauteilen bestehend aus einem opaken Rahmen oder Anbauteil und einem aus einer Polycarbonat-Zusammensetzung bestehenden transparenten oder transluzenten Fenster oder Bauteilabschnitt. Solche Bauteile kommen beispielsweise im Bereich der Automobilverscheibung (Glazing) als Glasersatz zum Einsatz, eignen sich aber beispielsweise auch als für die Herstellung von Leuchten und Scheinwerfern im Bereich Lighting, als durchleuchtete Zierblenden im Bereich Interior Lighting (Ambient Lighting) sowie als durchleuchtete Funktionsblenden oder Displays zur Integration der Bordelektronik. Solche Design- und Funktionselemente werden im Automobil der Zukunft zunehmend an Bedeutung gewinnen. Sie eignen sich aber auch für Anwendungen jenseits des Automobilbaus, zum Beispiel in der Haus- und Wohnraumbeleuchtung sowie für Anwendungen in der Unterhaltungselektronik. Zur Erzielung der niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizienten, reduzierten Verarbeitungsschwindung und Erhöhung des Elastizitätsmoduls wird in solchen Zusammensetzungen häufig Mineral als Füll- und Verstärkungsstoff eingesetzt, wobei sich Talk als besonders geeignet erwiesen hat, da bei dessen Einsatz eine weitestgehend isotrope Reduktion der thermischen Ausdehnung und Schwindung bei gleichzeitig vergleichbar hohem Steifigkeitsanstieg und gutem Erhalt der Materialzähigkeit erzielt werden kann.
US 2006/0287422 beschreibt thermoplastische Polycarbonat-Zusammensetzungen enthaltend einen Schlagzähmodifikator, optional ein Vinylcopolymer, einen mineralischen Füllstoff und eine Säure oder ein saures Salz, welche verbesserte mechanische Eigenschaften aufweisen und in denen das Polycarbonat eine verbesserte thermische Integrität des Molekulargewichtes aufweist.
WO 2008/122359 AI offenbart Polycarbonat-Zusammensetzungen mit verbesserter Duktilität, Wärmeformbeständigkeit und Verarbeitungsstabilität enthaltend Talk, optional kautschukhaltiges Vinyl(co)polymerisat und eine Brönsted-saure Verbindung.
WO 2013/060687 AI offenbart mit einer Brönsted- sauren Verbindung stabilisierte Polycarbonat-Zusammensetzungen mit verbesserter Verarbeitungsstabilität enthaltend optional kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat und ebenfalls optional Talk, welche in einem speziellen Verfahren hergestellt werden, in denen die Brönsted-saure Verbindung vor der Compoundierung auf einen anorganischen oder organischen Adsorber bzw. Absorber, bevorzugt auf eine feinteilige Kieselsäure aufgezogen wird. WO 2010/031513 AI offenbart spannungsrissbeständige und verzugsarme Zweikomponenten- Formteile enthaltend einen aus einer transparenten oder transluzenten amorphen Polycarbonat- Formmasse geformten Bereich, der vollständig oder partiell mit einer opaken, ebenfalls amorphen thermoplastischen Zusammensetzung als Zweitkomponente hinterspritzt ist, wobei die als Zweitkomponente zum Einsatz kommende opake Zusammensetzung Polycarbonat, Talk und optional ein kautschukhaltiges Vinyl(co)polymerisat enthält.
Dennoch sind die mechanischen Kennwerte (z.B. die Schlagzähigkeit) solcher hochtalkgefüllter Polycarbonat-Zusammensetzungen häufig nicht ausreichend für die angestrebten Anwendungen, insbesondere bei solchen Zusammensetzungen, die sich durch einen besonderen hohen Elastizitätsmodul und eine besonders gute Schmelzefließfähigkeit auszeichnen. Des Weiteren ist die Realisierung einer hohen Verarbeitungsstabilität bei talkgefüllten Polycarbonat-Zusammensetzungen immer noch eine technische Herausforderung. Im Allgemeinen neigen solche Zusammensetzungen selbst unter relativ moderater thermischer und Scherbelastung häufig zur Zersetzung des Polycarbonats unter Reduktion dessen Molekulargewichtes und seiner mechanischen Eigenschaften, aber auch zur Ausbildung Oberflächenstörungen (Schlieren) auf den Spritzgussbauteilen, die für Sichtbauteile in der Regel prohibitiv sind. Ein weiteres Problem, für das bisher keine hinreichende Lösung beschrieben ist, besteht in der Regel darin, dass die im Stand der Technik beschriebenen talkgefüllten Polycarbonat-Zusammensetzungen bei Lackierung mit wasserbasierten Lacken (zum Beispiel solchen auf Basis von Polyurethanen) häufig zu hohen Ausschussraten durch oberflächige Bläschenbildung im Lackierprozess führen und/oder solche Bläschenbildung verstärkt nach Wärme-Feucht-Lagerung beobachtet wird. Es war insofern wünschenswert, eine Zusammensetzung zur Herstellung einer thermoplastischen Formmasse bereitzustellen, welche sich für die Herstellung im Spritzgussverfahren von großflächigen, bevorzugt horizontalen, (im offline- Verfahren) lackierbaren Automobilkarosseriebauteilen sowie als Rahmenmaterial zur Herstellung von Zweikomponentenspritzgussbauteilen bestehend aus einem opaken Rahmen oder Anbauteil und einem aus einer Polycarbonat-Zusammensetzung bestehenden transparenten oder transluzenten Fenster oder Bauteilabschnitt eignen,
wobei die Spritzgusskörper sich aufgrund einer verbesserten Verarbeitungsstabilität der thermoplastischen Formmasse durch eine verbesserte Oberflächenqualität (reduzierte Schlierenbildung unter thermischer Belastung und Scherung) auszeichnen und sich somit auch für Bauteile mit Class A Oberflächengeometrie eignen und wobei die Bauteile einen niedrigen thermischen Ausdehnungskoeffizient, eine gegenüber dem Wert von reinem Polycarbonat reduzierte, weitestgehend isotrope Verarbeitungsschwindung, eine hohe Steifigkeit, eine verbesserte Schlagzähigkeit sowie reduzierte Bläschenbildung nach Wärme-Feucht-Lagerung (wie sie beispielsweise auch in Lackierprozessen auftritt) aufweisen.
Bevorzugt zeichnet sich die Formmasse durch eine hohe Schmelzefließfähigkeit aus.
Bevorzugt sollte die Formmasse zudem eine gute Wärmealterungsbeständigkeit aufweisen.
Überraschend wurde gefunden, dass eine Zusammensetzung zur Erzeugung einer thermoplastischen Formmasse, wobei die Zusammensetzung folgende Bestandteile enthält:
A) 35 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 40 bis 65 Gew.-%, besonders bevorzugt 45 bis 55 Gew.-% aromatisches Polycarbonat, Polyestercarbonat und/oder Polyester,
B) 5 bis 45 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 40 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 35
Gew.-% kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat mit einem Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 15 bis 25 Gew.-%, bevorzugt von 18 bis 24 Gew.-%, besonders bevorzugt von 20 bis 24 Gew.-%, bezogen auf die Komponente B,
C) 7 bis 30 Gew.-%, bevorzugt 10 bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 15 bis 22 Gew.-% Talk,
D) 0,01 bis 1 Gew.-%, bevorzugt 0,02 bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,3 Gew.-% mindestens eines Dihydrogenphosphat- Salzes mit einem Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Zink und
E) 0 bis 10 Gew.-%, bevorzugt 0,1 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,2 bis 2 Gew.-% Polymeradditive, gewünschte Eigenschaftsprofil aufweist
In bevorzugter Ausführungsform besteht die Zusammensetzung zu mindestens 95 Gew.-%, besonders bevorzugt zu mindestens 98 Gew.-%, am meisten bevorzugt zu 100 Gew.-% aus den Komponenten A bis E.
In einer bevorzugten Ausführungsform kommt als Komponente D Zink-bis- (dihydrogenphosphat) zum Einsatz.
In der am stärksten bevorzugten Ausführungsform kommt als Komponente D Zink-bis- (dihydrogenphosphat)-Dihydrat Zn(H2P04)2 · 2H2O zum Einsatz. In bevorzugter Ausführungsform wird die Komponente D bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen in Form eines möglichst feinteiligen Pulvers eingesetzt. Komponente A
Als Komponente A) wird ein Thermoplast oder einer Mischung verschiedener Thermoplasten ausgewählt aus mindestens einem Polymer aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonat, Polyestercarbonat und Polyester eingesetzt. In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Komponente A) ausgewählt aus mindestens einem Polymer aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonat und Polyestercarbonat, weiter bevorzugt ausgewählt aus mindestens einem Polymer aus der Gruppe bestehend aus aromatischem Polycarbonat und aromatischem Polyestercarbonat, in an meisten bevorzugter Ausführungsform handelt es sich bei Komponente A) um aromatisches Polycarbonat oder eine Mischung verschiedener aromatischer Polycarbonate.
In bevorzugter Ausführungsform ist Komponente A) frei von Polyestern, in besonders bevorzugter Ausführungsform frei von Polyestern und Polyestercarbonaten. Unter „Polycarbonat" werden erfindungsgemäß sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate verstanden. Dabei können die Polycarbonate in bekannter Weise linear oder verzweigt sein. Erfindungsgemäß können auch Mischungen von Polycarbonaten verwendet werden. Ein Teil, bis zu 80 Mol-%, vorzugsweise von 20 Mol-% bis zu 50 Mol-%, der Carbonat- Gruppen in den erfindungsgemäß eingesetzten Polycarbonaten können durch aromatische Dicarbonsäureester-Gruppen ersetzt sein. Derartige Polycarbonate, die sowohl Säurereste der Kohlensäure als auch Säurereste von aromatischen Dicarbonsäuren in die Molekülkette eingebaut enthalten, werden als aromatische Polyestercarbonate bezeichnet.
Der Ersatz der Carbonatgruppen durch die aromatischen Dicarbonsäureestergruppen erfolgt im Wesentlichen stöchiometrisch und auch quantitativ, so dass das molare Verhältnis der Reaktionspartner sich auch im fertigen Polyestercarbonat wiederfindet. Der Einbau der aromatischen Dicarbonsäureestergruppen kann sowohl statistisch als auch blockweise erfolgen.
Die thermoplastischen Polycarbonate einschließlich der thermoplastischen, aromatischen Polyestercarbonate haben mittlere Molekulargewichte Mw bestimmt durch GPC (Gelpermeationschromatographie in Methylenchlorid mit Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A als Standard) von 15.000 g/mol bis 50.000 g/mol, bevorzugt von 20.000 g/mol bis 35.000 g/mol, besonders bevorzugt von 23.000 g/mol bis 33.000 g/mol.
Die Herstellung der Polycarbonate und Polyestercarbonate erfolgt in bekannter Weise aus Diphenolen, Kohlensäurederivaten, gegebenenfalls Kettenabbrechern und Verzweigern.
Einzelheiten der Herstellung von Polycarbonaten sind in vielen Patentschriften seit etwa 40 Jahren niedergelegt. Beispielhaft sei hier auf Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Volume 9, Interscience Publishers, New York, London, Sydney 1964, auf D. Freitag, U. Grigo, P.R. Müller, H. Nouvertne, BAYER AG, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, Seiten 648-718 und schließlich auf U. Grigo, K. Kirchner und P.R. Müller "Polycarbonate" in Becker/Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien, 1992, Seiten 117- 299 verwiesen.
Die Herstellung aromatischer Polycarbonate erfolgt z.B. durch Umsetzung von Diphenolen mit Kohlensäurehalogeniden, vorzugsweise Phosgen, und/oder mit aromatischen Dicarbonsäuredihalogeniden, vorzugsweise Benzoldicarbonsäuredihalogeniden, nach dem Phasengrenzflächenverfahren, gegebenenfalls unter Verwendung von Kettenabbrechern und gegebenenfalls unter Verwendung von trifunktionellen oder mehr als trifunktionellen Verzweigern, wobei zur Herstellung der Polyestercarbonate ein Teil der Kohlensäurederivate durch aromatische Dicarbonsäuren oder Derivate der Dicarbonsäuren ersetzt wird, und zwar je nach Maßgabe der in den aromatischen Polycarbonaten zu ersetzenden Carbonatstruktureinheiten durch aromatische Dicarbonsäureesterstruktureinheiten. Ebenso ist eine Herstellung über ein Schmelzepolymerisationsverfahren durch Umsetzung von Diphenolen mit beispielsweise Diphenylcarbonat möglich.
Für die Herstellung von Polycarbonaten geeignete Dihydroxyarylverbindungen sind solche der Formel (1)
HO-Z-OH (1),
in welcher
Z ein aromatischer Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist, der einen oder mehrere aromatische Kerne enthalten kann, substituiert sein kann und aliphatische oder cycloaliphatische Reste bzw. Alkylaryle oder Heteroatome als Brückenglieder enthalten kann.
Bevorzugt steht Z in Formel (1) für einen Rest der Formel (2)
in der
R6 und R7 unabhängig voneinander für H, Ci- bis Cis-Alkyl-, Ci- bis Cis-Alkoxy,
Halogen wie Cl oder Br oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryl- oder Aralkyl, bevorzugt für H oder Ci- bis Ci2-Alkyl, besonders bevorzugt für
H oder Ci- bis Cs-Alkyl und ganz besonders bevorzugt für H oder Methyl stehen, und
X für eine Einfachbindung, -S02-, -CO-, -O-, -S-, Ci- bis Ce-Alkylen, C2- bis C5- Alkyliden oder Cs- bis Cö-Cycloalkyliden, welches mit Ci- bis Cö-Alkyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl, substituiert sein kann, ferner für Ce- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht.
Bevorzugt steht X für eine Einfachbindung, bis C5-Alkylen, C2- bis C5-Alkyliden, C5- C6-Cycloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2- oder für einen Rest der Formel (2a)
Für die Herstellung der Polycarbonate geeignete Diphenole sind beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenyle, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)- cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)- ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, α-α'-Bis- (hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole, Phthalimidine abgeleitet von Isatin- oder Phenolphthaleinderivaten sowie deren kernalkylierte, kernarylierte und kernhalogenierte Verbindungen.
Bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p- diisopropylbenzol, 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Dimethyl-Bisphenol A, Bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2- methylbutan, l,l-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol und l,l-Bis-(4- hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
Besonders bevorzugte Diphenole sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,2- Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und Dimethyl-Bisphenol A. Am stärksten bevorzugt ist 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A).
Diese und weitere geeignete Diphenole sind z.B. in US-A 3 028 635, US-A 2 999 825, US-A 3 148 172, US-A 2 991 273, US-A 3 271 367, US-A 4 982 014 und US-A 2 999 846, in DE-A 1 570 703, DE-A 2063 050, DE-A 2 036 052, DE-A 2 211 956 und DE-A 3 832 396, in FR-A 1 561 518, in der Monographie "H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates,
Interscience Publishers, New York 1964" sowie in JP-A 62039/1986, JP-A 62040/1986 und JP-A 105550/1986 beschrieben.
Im Fall der Homopolycarbonate wird nur ein Diphenol eingesetzt, im Fall der Copolycarbonate werden mehrere Diphenole eingesetzt. Die verwendeten Diphenole, wie auch alle anderen der Synthese zugesetzten Chemikalien und Hilfsstoffe, können mit den aus ihrer eigenen Synthese, Handhabung und Lagerung stammenden Verunreinigungen kontaminiert sein. Es ist jedoch wünschenswert, mit möglichst reinen Rohstoffen zu arbeiten. Geeignete Kohlensäurederivate sind beispielsweise Phosgen oder Diphenylcarbonat.
Geeignete Kettenabbrecher, die bei der Herstellung der Polycarbonate eingesetzt werden können, sind Monophenole. Geeignete Monophenole sind beispielsweise Phenol selbst, Alkylphenole wie Kresole, p-tert.-Butylphenol, Cumylphenol sowie deren Mischungen.
Bevorzugte Kettenabbrecher sind die Phenole, welche ein- oder mehrfach mit Ci- bis C30- Alkylresten, linear oder verzweigt, bevorzugt unsubstituiert, oder mit tert-Butyl substituiert sind. Besonders bevorzugte Kettenabbrecher sind Phenol, Cumylphenol und/oder p-tert-Butylphenol.
Die Menge an einzusetzendem Kettenabbrecher beträgt bevorzugt 0,1 bis 5 Mol-%, bezogen auf Mole an jeweils eingesetzten Diphenolen. Die Zugabe der Kettenabbrecher kann vor, während oder nach der Umsetzung mit einem Kohlensäurederivat erfolgen. Geeignete Verzweiger sind die in der Polycarbonatchemie bekannten tri- oder mehr als trifunktionellen Verbindungen, insbesondere solche mit drei oder mehr als drei phenolischen OH-Gruppen.
Geeignete Verzweiger sind beispielsweise l,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol, l,l,l-Tri-(4- hydroxyphenyl)-ethan, Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, 2,4-Bis-(4- hydroxyphenylisopropyl)-phenol, 2,6-Bis-(2-hydroxy-5'-methyl-benzyl)-4-methylphenol, 2- (4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan, Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan, Tetra- (4-(4-hydroxyphenylisopropyl)-phenoxy)-methan und l,4-Bis-((4',4"-dihydroxytriphenyl)- methyl)-benzol und 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol.
Die Menge der gegebenenfalls einzusetzenden Verzweiger beträgt bevorzugt 0,05 Mol-% bis 2,00 Mol-%, bezogen auf Mole an jeweils eingesetzten Diphenolen.
Die Verzweiger können entweder mit den Diphenolen und den Kettenabbrechern in der wässrig alkalischen Phase vorgelegt werden oder in einem organischen Lösungsmittel gelöst vor der Phosgenierung zugegeben werden. Im Fall des Umesterungsverfahrens werden die Verzweiger zusammen mit den Diphenolen eingesetzt.
Besonders bevorzugte Polycarbonate sind das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A, das Homopolycarbonat auf Basis von l,3-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und l,l-Bis-(4- hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.
Bevorzugte Herstellungsweisen der erfindungsgemäß zu verwendenden Polycarbonate, einschließlich der Polyestercarbonate, sind das bekannte Grenzflächenverfahren und das bekannte Schmelzeumesterungsverfahren (vgl. z. B. WO 2004/063249 AI, WO 2001/05866 AI, WO 2000/105867, US 5,340,905 A, US 5,097,002 A, US-A 5,717,057 A).
In Frage kommende Polyester sind in bevorzugter Ausführungsform aromatisch, weiter bevorzugt handelt es sich um Polyalkylenterephthalate.
Es handelt sich hierbei in besonders bevorzugter Ausführungsform um Reaktionsprodukte aus aromatischen Dicarbonsäuren oder ihren reaktionsfähigen Derivaten, wie Dimethylester oder Anhydride, und aliphatischen, cycloaliphatischen oder aliphatischen Diolen sowie Mischungen dieser Reaktionsprodukte. Besonders bevorzugte aromatische Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew.-%, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente Terephthalsäurereste und mindestens 80 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 90 Gew-%, bezogen auf die Diolkomponente Ethylenglykol- und/oder Butandiol-l,4-Reste.
Die bevorzugten aromatischen Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 mol-%, vorzugsweise bis zu 10 mol-%, Reste anderer aromatischer oder cycloaliphatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C- Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C Atomen enthalten, wie z.B. Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin- 2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldi-carbonsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure.
Die bevorzugten aromatischen Polyalkylenterephthalate können neben Ethylenglykol bzw. Butan-idiol-l,4-Resten bis zu 20 mol-%, vorzugsweise bis zu 10 mol-%, andere aliphatische Diole mit 3 bis 12 C Atomen oder cycloaliphatische Diole mit 6 bis 21 C Atomen enthalten, z.B. Reste von Propandiol-1,3, 2-Ethylpropandiol-l,3, Neopentylglykol, Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6, Cyclohexan-dimethanol-1,4, 3-Ethylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-l,3, 2-Ethylhexandiol-l,3, 2,2-Diethylpropandiol-l,3, Hexandiol- 2,5, l,4-Di-(ß-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4- Dihydroxy-l,l,3,3-tetramethyl-cyclobutan, 2,2-Bis-(4-ß-hydroxyethoxy-phenyl)-propan und 2,2-Bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan (DE-A 2 407 674, 2 407 776, 2 715 932).
Die aromatischen Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4-wertiger Alkohole oder 3- oder 4-basischer Carbonsäuren, z.B. gemäß DE-A 1 900 270 und US-PS 3 692 744, verzweigt werden. Beispiele bevorzugter Verzweigungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellithsäure, Trimethylolethan und -propan und Pentaerythrit.
Besonders bevorzugt sind aromatische Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z.B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykol und/oder Butandiol-1,4 hergestellt worden sind, und Mischungen dieser Polyalkylenterephthalate.
Bevorzugte Mischungen von aromatischen Polyalkylenterephthalaten enthalten 1 bis 50 Gew.- %, vorzugsweise 1 bis 30 Gew.-%, Polyethylenterephthalat und 50 bis 99 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 99 Gew.-%, Polybutylenterephthalat.
Die vorzugsweise verwendeten aromatischen Polyalkylenterephthalate besitzen eine Viskositätszahl von 0,4 bis 1,5 dl/g, vorzugsweise 0,5 bis 1,2 dl/g, gemessen in Phenol/o- Dichlorbenzol (1 : 1 Gewichtsteile) in einer Konzentration von 0,05g/ml gemäß ISO 307 bei 25°C im Ubbelohde-Viskosimeter.
Die aromatischen Polyalkylenterephthalate lassen sich nach bekannten Methoden herstellen (s. z.B. Kunststoff-Handbuch, Band VIII, S. 695 ff., Carl-Hanser- Verlag, München 1973).
Am meisten bevorzugt kommt als Komponente A aromatisches Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A zum Einsatz. Komponente B
Bei Komponente B) handelt es sich um kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymer.
Die Komponente B) umfasst ein oder mehrere Pfropfpolymerisate als Komponente B.l) und ein oder mehrere nicht chemisch an einen Kautschuk gebundene und nicht in einen solchen Kautschuk eingeschlossene kautschukfreie Vinyl(co)polymerisate als Komponente B.2).
Das kautschukmodifizierte Vinyl(co)polymer gemäß Komponente B) weist einen Gelgehalt gemessen bei Raumtemperatur in Aceton als Lösungsmittel von 15 bis 25 Gew.-%, bevorzugt von 18 bis 24 Gew.-%, besonders bevorzugt von 20 bis 24 Gew.-% (bezogen auf die Komponente B) bzw. die Summe aller Teilkomponenten, aus denen die Komponente B) besteht) auf.
Der Gelgehalt der Komponente B) wird bestimmt bei 25°C in einem geeigneten Lösungsmittel (hier in Aceton) wie beschrieben in M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und Π, Georg Thieme- Verlag, Stuttgart (1977) als in diesem Lösungsmittel unlöslicher Anteil. Er kann alternativ auch aus den individuellen, mit eben dieser beschriebenen Methode ermittelten Gelgehalten der Einzelkomponenten, aus denen Komponente B) besteht, sowie den Konzentrationen der Einzelkomponenten in Komponente B) berechnet werden.
Komponente B.l)
Die Komponente B.l) umfasst ein oder mehrere Pfropfpolymerisate von
B.l.l 10 bis 95 Gew.-%, vorzugsweise 20 bis 93 Gew.-%, besonders bevorzugt 25 bis 92 Gew.-% mindestens eines Vinylmonomeren auf
B.1.2 5 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 7 bis 80 Gew.-%, besonders bevorzugt 8 bis 75 Gew.-% einer oder mehrerer kautschukartiger Pfropfgrundlagen, vorzugsweise mit Glasübergangstemperaturen < 0°C, weiter bevorzugt < -20°C, besonders bevorzugt < -40°C, wobei die aus den Monomeren B.1.1) gebildeten Polymerketten chemisch an die Pfropfgrundlage B.1.2) gebunden sind oder in der Pfropf grundlage so eingeschlossen sind, dass sie bei der Herstellung und Verarbeitung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen nicht aus dieser Pfropfgrundlage austreten. Die Glasübergangstemperatur wird mittels dynamischer Differenzkalorimetrie (DSC) gemäß der Norm DIN EN 61006 (Version von 2004) bei einer Heizrate von 10 K/min mit Definition der Tg als Mittelpunkttemperatur (Tangentenmethode) bestimmt.
Bevorzugt sind partikuläre Pfropf grundlagen B.1.2), welche im Allgemeinen eine mittlere Teilchengröße (d50-Wert) von 0,05 bis 10 μιη, vorzugsweise 0,1 bis 2 μιη, besonders bevorzugt 0,2 bis 1,5 μιη haben.
Die mittlere Teilchengröße d50 ist der Durchmesser, oberhalb und unterhalb dessen jeweils 50 Gew.-% der Teilchen liegen. Er kann mittels Ultrazentrifugenmessung (W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-1796) bestimmt werden.
Monomere B.1.1 sind vorzugsweise Gemische aus B.1.1.1 50 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 65 bis 85 Gew.-%, bevorzugt 70 bis 80 Gew.-%, jeweils bezogen auf die Gesamtheit der Monomere der Pfropfhülle B.1.1, Vinylaromaten und/oder kernsubstituierten Vinylaromaten (wie Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p- Chlorstyrol) und/oder (Meth)Acrylsäure-(Cl-C8)-Alkylester, wie Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat und Butylacrylat, und B.1.1.2 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 30 Gew.- %, jeweils bezogen auf die Gesamtheit der Monomere der Pfropfhülle B.1.1, Vinylcyanide (ungesättigte Nitrile wie Acrylnitril und Methacrylnitril) und/oder (Meth)Acrylsäure-(Cl-C8)- Alkylester, wie Methylmethacrylat, n-Butylacrylat, t-Butylacrylat, und/oder Derivate (wie Anhydride und Imide) ungesättigter Carbonsäuren, beispielsweise Maleinsäureanhydrid und N-Phenyl-Maleinimid.
Bevorzugte Monomere B.1.1.1 sind ausgewählt aus mindestens einem der Monomere Styrol, α-Methylstyrol und Methylmethacrylat. Bevorzugte Monomere B.1.1.2 sind ausgewählt aus mindestens einem der Monomere Acrylnitril, n-Butylacrylat, Maleinsäureanhydrid und Methylmethacrylat. Besonders bevorzugte Monomere sind B.1.1.1 Styrol und B.1.1.2 Acrylnitril.
Für die Pfropfpolymerisate B.l) geeignete Pfropfgrundlagen B.1.2) sind beispielsweise Dienkautschuke, EP(D)M-Kautschuke, also solche auf Basis Ethylen/Propylen und gegebenenfalls Dien, Acrylat-, Polyurethan-, Silikon-, Chloropren- und Ethylen/Vinylacetat-Kautschuke sowie Silikon/ Acrylat-Kompositkautschuke.
Bevorzugte Pfropf grundlagen B.1.2) sind Dienkautschuke, beispielsweise auf Basis Butadien und Isopren, oder Gemische von Dienkautschuken oder Copolymerisate von Dienkautschuken oder deren Gemischen mit weiteren copolymerisierbaren Monomeren (z.B. gemäß B.1.1.1 und B.1.1.2).
Besonders bevorzugt als Pfropfgrundlage B.1.2) ist reiner Polybutadienkautschuk.
Weitere bevorzugte Pfropf grundlagen B.1.2) sind Silikon-, Acrylat- und Silikon/ Acrylat- Kompositkautschuke. Besonders bevorzugte Pfropfpolymerisate B.l) sind beispielsweise ABS-Polymerisate, wie sie z.B. in der DE-OS 2 035 390 (=US PS 3 644 574) oder in der DE-OS 2 248 242 (=GB-PS 1 409 275) bzw. in Ullmanns, Enzyklopädie der Technischen Chemie, Bd. 19 (1980), S. 280 ff. beschrieben sind.
Die Pfropfcopolymerisate B.l) werden durch radikalische Polymerisation, z.B. durch Emul- sions-, Suspensions-, Lösungs- oder Massepolymerisation hergestellt.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Mischungen aus verschiedenen Pfropfpolymerisaten B.l) in der Komponente B eingesetzt, wobei sich die Pfropfpolymerisate beispielsweise in der Art der Herstellung und/oder in der Art der Pfropf grundlage B.1.2) und/oder in der Art der Pfropfhülle B.l.l) unterscheiden können. Bei der Pfropfung werden die Pfropfmonomere B.l.l) bekanntlich nicht unbedingt vollständig auf die Pfropfgrundlage aufgepfropft. Produkte von Pfropfungsreaktionen enthalten insofern oft noch signifikante Anteile an freiem (d.h. nicht chemisch an die Pfropfgrundlage gebundenem und nicht in die Pfropfgrundlage irreversibel eingeschlossenem) Copolymerisat mit einer Zusammensetzung analog zu dem der Pfropfhülle. Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird unter Komponente B.l) ausschließlich das wie oben definierte Pfropfpolymer verstanden, während das herstellungsbedingt enthaltene nicht chemisch an die Pfropfgrundlage gebundene und nicht in dieser Pfropfgrundlage eingeschlossene Copolymerisat der Komponente B.2) zugeordnet wird.
Der Anteil an diesem freiem Copolymer in Produkten von Pfropfungsreaktionen lässt sich aus deren Gelgehalten ermitteln (Anteil an freiem Copolymer = 100 Gew.-% - Gel-Gehalt des Produktes in Gew.-%), wobei der Gelgehalt bei 25°C in einem geeigneten Lösungsmittel (wie etwa Aceton, M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und II, Georg Thieme- Verlag, Stuttgart 1977) als in diesen Lösungsmitteln unlöslicher Anteil des jeweiligen Produktes der Pfropfungsreaktion bestimmt wird.
In bevorzugter Ausführungsform enthält die Komponente B.l) mit den Vinylmonomeren B.l.l) gepfropfte Polybutadien-haltige Kautschukpartikel, die Inklusionen aus Vinyl(co)polymerisat bestehend aus den Vinylmonomeren B.l.l) enthalten. Unter Inklusion wird im Rahmen dieser Patenanmeldung verstanden, dass das Vinyl(co)polymerisat in den Kautschukpartikeln eingeschlossen ist und nicht durch Lösungsmittel wie Aceton herausgelöst werden kann. Wenn die Komponente B Mischungen verschiedener Pfropfpolymerisate B.l) enthält, dann enthält diese Mischung in bevorzugter Ausführungsform ein Pfropfpolymerisat B.l) mit Kern- Schale-Struktur, bei dem der Kern (d.h. die Pfropfgrundlage) aus Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk oder Silikon- Acrylat- Kompositkautschuk gebildet wird.
In weiter bevorzugter Ausführungsform wird der Anteil dieses Pfropfpolymerisats mit einem Kern aus Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk oder Silikon-Acrylat- Kompositkautschuk so ausgewählt, dass dieses Pfropfpolymerisat zum Gelgehalt gemessen in Aceton der Komponente B zu mindestens 70 % beiträgt.
Komponente B.2)
Die Zusammensetzung enthält als weitere Komponente B.2) ein oder mehrere kautschukfreie (Co)Polymerisate von mindestens einem Vinylmonomeren, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe der Vinylaromaten, Vinylcyanide (ungesättigte Nitrile), (Meth)Acrylsäure-(Cl bis C8)-Alkylester, ungesättigte Carbonsäuren sowie Derivate (wie Anhydride und Imide) ungesättigter Carbonsäuren.
Insbesondere geeignet sind als Komponente B.2) (Co)Polymerisate aus B.2.1) 50 bis 99 Gew.-%, bevorzugt 65 bis 85 Gew.-%, besonders bevorzugt 70 bis 80 Gew.-% bezogen auf das (Co)Polymerisat B.2) mindestens eines Monomeren ausgewählt aus der Gruppe der Vinylaromaten (wie beispielsweise Styrol, OC-Mefhylstyrol), kernsubstituierten Vinylaromaten (wie beispielsweise p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol) und (Meth)Acrylsäure-(Cl- C8)-Alkylester (wie beispielsweise Methylmethacrylat, n-Butylacrylat, tert.-Butylacrylat) und B.2.2) 1 bis 50 Gew.-%, bevorzugt 15 bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 20 bis 30 Gew.-% bezogen auf das (Co)Polymerisat B.2) mindestens eines Monomeren ausgewählt aus der Gruppe der Vinylcyanide (wie beispielsweise ungesättigte Nitrile wie Acrylnitril und Methacrylnitril), (Meth)Acrylsäure-(Cl-C8)-Alkylester (wie beispielsweise Methyl- methacrylat, n-Butylacrylat, tert.-Butylacrylat), ungesättigte Carbonsäuren und Derivate ungesättigter Carbonsäuren (beispielsweise Maleinsäureanhydrid und N-Phenyl-Maleinimid).
Diese (Co) Polymerisate B.2) sind harzartig, thermoplastisch und kautschukfrei. Besonders bevorzugt ist das Copolymerisat aus B2.1) Styrol und B2.2) Acrylnitril. Derartige (Co)Polymerisate B.2) sind bekannt und lassen sich durch radikalische Polymerisation, insbesondere durch Emulsions-, Suspensions-, Lösungs- oder Massepolymerisation herstellen.
Die (Co) Polymerisate B.2) besitzen ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht (Mw), bestimmt per Gelpermeationschromatographie mit Polystyrol als Standard, von bevorzugt 50000 bis 200000 g/mol, besonders bevorzugt von 70000 bis 170000 g/mol, ganz besonders bevorzugt von 80000 bis 130000 g/mol.
Komponente C
Als Komponente C) kommt natürlich vorkommender oder synthetisch hergestellter Talk zum Einsatz. Reiner Talk hat die chemische Zusammensetzung 3 MgO-4Si02 H20 und somit einen MgO- Gehalt von 31,9 Gew.-%, einen Si02-Gehalt von 63,4 Gew.-% und einen Gehalt an chemisch gebundenem Wasser von 4,8 Gew.-%. Es handelt sich um ein Silikat mit Schichtstruktur.
Natürlich vorkommende Talkmaterialien besitzen im allgemeinen nicht die oben aufgeführte Idealzusammensetzung, da sie durch partiellen Austausch des Magnesiums durch andere Elemente, durch partiellen Austausch von Silizium, durch z.B. Aluminium und/oder durch Verwachsungen mit anderen Mineralien wie z.B. Dolomit, Magnesit und Chlorit verunreinigt sind.
Als Komponente C) kommen bevorzugt solche Talktypen mit besonders hoher Reinheit zum Einsatz. Diese sind gekennzeichnet durch einen MgO-Gehalt von 28 bis 35 Gew.-%, bevorzugt 30 bis 33 Gew.-%, besonders bevorzugt 30,5 bis 32 Gew.-% und einen Si02-Gehalt von 55 bis 65 Gew.-%, bevorzugt 58 bis 64 Gew.-%, besonders bevorzugt 60 bis 62,5 Gew.- %. Besonders bevorzugte Talktypen zeichnen sich des Weiteren durch einen A1203-Gehalt von kleiner als 5 Gew.-%, besonders bevorzugt kleiner als 1 Gew.-%, insbesondere kleiner als 0,7 Gew.-%, aus. Vorteilhaft ist insbesondere der Einsatz des Talkes in Form von feinvermahlenen Typen mit einer mittleren Partikeldurchmesser d50 von <10 μιη, bevorzugt <5 μιη, besonders bevorzugt <2 μιη, ganz besonders bevorzugt <1,5 μιη. Der Talk kann oberflächenbehandelt, z.B. silanisiert sein, um eine bessere Verträglichkeit mit dem Polymer zu gewährleisten. Im Hinblick auf die Verarbeitung und Herstellung der Formmassen ist der Einsatz von kompaktierten Talk vorteilhaft.
Komponente D
Als Komponente D) kommt ein Monophosphat, das heißt ein Dihydrogenphosphat-Salz, mit einem Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Zink, bevorzugt Zink-bis-(dihydrogenphosphat) zum Einsatz. In der am stärksten bevorzugten Ausführungsform kommt als Komponente D) Zink-bis- (dihydrogenphosphat)-Dihydrat Zn(H2PO )2 · 2H2O zum Einsatz.
Komponente E
Als Komponente E) kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung ein oder mehrere Polymeradditive enthalten, bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Flammschutzmitteln, Antidrippingmitteln, Flammschutzsynergisten, Rauchinhibitoren, Gleit- und Entformungsmitteln, Nukleiermitteln, Antistatika, Leitfähigkeitsadditiven, Stabilisatoren (z.B. Hydrolyse-, Wärmealterungs- und UV-Stabilisatoren sowie Umesterungsinhibitoren), Fließfähigkeitspromotoren, Phasenverträglichkeitsvermittlern, weiteren von Komponente B) verschiedenen Schlagzähigkeitsmodifikatoren (sowohl mit als auch ohne Kern-Schale- Struktur), weiteren von Komponenten A) und B) verschiedenen polymeren Bestandteilen (beispielsweise funktionelle Blendpartnern), von Komponente C) verschiedenen Füll- und Verstärkungsstoffen sowie Farbstoffen und Pigmenten.
In bevorzugter Ausführungsform enthält die Zusammensetzung mindestens ein Polymeradditiv ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gleit- und Entformungsmitteln, Stabilisatoren, Fließfähigkeitspromotoren, Phasenverträglichkeitsvermittlern, weiteren Schlagzähigkeitsmodifikatoren, weiteren polymeren Bestandteilen, Farbstoffen und Pigmenten.
In bevorzugter Ausführungsform enthält die Zusammensetzung als Entformungsmittel Pentaerythrittetrastearat.
In bevorzugter Ausführungsform enthält die Zusammensetzung als Stabilisator mindestens einen Vertreter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus sterisch gehinderten Phenolen, organischen Phosphiten und Schwefel-basierten Co-Stabilisatoren. In besonders bevorzugter Ausführungsform enthält die Zusammensetzung als Stabilisator mindestens einen Vertreter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Octadecyl-3-(3,5-di-tert- butyl-4-hydroxyphenyl)propionat und Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit. In besonders bevorzugter Ausführungsform enthält die Zusammensetzung als Komponente E) mindestens einen Vertreter ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Gleit- und Entformungsmitteln, Stabilisatoren, Fließfähigkeitspromotoren sowie Farbstoffen und Pigmenten und ist frei von weiteren Polymeradditiven gemäß Komponente E). In einer weiter bevorzugten Ausführungsform enthält die Zusammensetzung als Komponente E) mindestens ein Entformungsmittel, mindestens einen Stabilisator und optional mindestens einen Farbstoff und/oder ein Pigment und ist frei von weiteren Polymeradditiven gemäß Komponente E). Herstellung der Formmassen und Formkörper
Aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können thermoplastische Formmassen hergestellt werden.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können beispielsweise hergestellt werden, indem man die jeweiligen Bestandteile der Zusammensetzungen in bekannter Weise vermischt und bei Temperaturen von bevorzugt 200°C bis 320°C, besonders bevorzugt bei 240 bis 300°C, ganz besonders bevorzugt bei 260°C bis 300°C in üblichen Aggregaten wie beispielsweise Innenknetern, Extrudern und Doppelwellenschnecken schmelzcompoundiert und schmelzextrudiert.
Dieser Prozess wird im Rahmen dieser Anmeldung allgemein als Compoundieren bezeichnet. Unter Formmasse wird also das Produkt verstanden, das erhaltend wird, wenn die Bestandteile der Zusammensetzung schmelzcompoundiert und schmelzextrudiert werden.
Die Vermischung der einzelnen Bestandteile der Zusammensetzungen kann in bekannter Weise sowohl sukzessive als auch simultan erfolgen, und zwar sowohl bei etwa 20°C (Raumtemperatur) als auch bei höherer Temperatur. Das bedeutet, dass beispielsweise manche der Bestandteile über den Haupteinzug eines Extruders dosiert und die restlichen Bestandteile über einen Seitenextruder später im Compoundierverfahren zugeführt werden können.
Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können zur Herstellung von Formkörpern jeder Art verwendet werden. Diese können beispielsweise durch Spritzguss, Extrusion und Blasform- verfahren hergestellt werden. Eine weitere Form der Verarbeitung ist die Herstellung von Formkörpern durch Tiefziehen aus zuvor hergestellten Platten oder Folien. Besonders eignen sich die erfindungsgemäßen Formmassen zur Verarbeitung in Extrusions-, Blasform- und Tiefziehverfahren.
Es ist auch möglich, die Bestandteile der Zusammensetzungen direkt in eine Spritzgussmaschine oder in ein Extrusionsaggregat zu dosieren und zu Formkörper zu verarbeiten.
Beispiele für solche Formkörper, die aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und Formmassen hergestellt werden können, sind Folien, Profile, Gehäuseteile jeder Art, z.B. für Haushaltsgeräte wie Saftpressen, Kaffeemaschinen, Mixer; für Büromaschinen wie Monitore, Flatscreens, Notebooks, Drucker, Kopierer; Platten, Rohre, Elektroinstallationskanäle, Fenster, Türen und weitere Profile für den Bausektor (Innenausbau und Außenanwendungen) sowie Elektro- und Elektronikteile wie Schalter, Stecker und Steckdosen und Bauteile für Nutzfahrzeuge, insbesondere für den Automobilbereich. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und Formmassen eignen sich auch zur Herstellung von folgenden Formkörpern oder Formteilen: Innenausbauteile für Schienenfahrzeuge, Schiffe, Flugzeuge, Busse und andere Kraftfahrzeuge, Karosserieteile für Kraftfahrzeuge, Gehäuse von Kleintransformatoren enthaltenden Elektrogeräten, Gehäuse für Geräte zur Informationsverarbeitung und -Übermittlung, Gehäuse und Verkleidung von medizinischen Geräten, Massagegeräte und Gehäuse dafür, Spielfahrzeuge für Kinder, flächige Wandelemente, Gehäuse für Sicherheitseinrichtungen, wärmeisolierte Transportbehältnisse, Formteile für Sanitär- und Badausrüstungen, Abdeckgitter für Lüfteröffnungen und Gehäuse für Gartengeräte.
Nachfolgend werden weitere Ausführungsformen 1 bis 27 der vorliegenden Erfindung beschrieben:
1. Zusammensetzung zur Erzeugung einer thermoplastischen Formmasse, wobei die Zusammensetzung folgende Bestandteile enthält:
A) 35 bis 85 Gew.-% aromatisches Polycarbonat, Polyestercarbonat und/oder Polyester,
B) 5 bis 45 Gew.-% kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat mit einem Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Komponente B,
C) 7 bis 30 Gew.-% Talk,
D) 0,01 bis 1 Gew.-% mindestens eines Dihydrogenphosphat-Salzes mit einem Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Zink,
E) 0 bis 10 Gew.-% Polymeradditive. 2. Zusammensetzung gemäß Ausführungsform 1 enthaltend
A) 40 bis 65 Gew.-% aromatisches Polycarbonat, Polyestercarbonat und/oder Polyester,
B) 15 bis 40 Gew.-% kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat mit einem Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Komponente B,
C) 10 bis 25 Gew.-% Talk,
D) 0,02 bis 0,5 Gew.-% mindestens eines Dihydrogenphosphat-Salzes mit einem Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Zink,
E) 0,1 bis 5 Gew.-% Polymeradditive.
3. Zusammensetzung gemäß Ausführungsform 2 enthaltend
A) 45 bis 55 Gew.-% aromatisches Polycarbonat, Polyestercarbonat und/oder Polyester,
B) 25 bis 35 Gew.-% kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat mit einem Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Komponente B,
C) 15 bis 22 Gew.-% Talk,
D) 0,05 bis 0,3 Gew.-% mindestens eines Dihydrogenphosphat-Salzes mit einem Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Zink,
E) 0,2 bis 2 Gew.-% Polymeradditive.
4. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei Komponente A ein aromatisches Polycarbonat ist.
5. Zusammensetzung gemäß Ausführungsform 4, wobei die Komponente A aromatisches Polycarbonat auf Basis von Bisphenol-A ist.
6. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die Komponente B einen Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 18 bis 24 Gew.-%, aufweist. 7. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die Komponente B einen Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 20 bis 24 Gew.-%, aufweist.
8. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die Komponente B mit Vinylmonomeren gepfropfte Polybutadien-haltige Kautschukpartikel enthält, die Inklusionen aus Vinyl(co)polymerisat bestehend aus den Vinylmonomeren enthalten.
9. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, wobei die Komponente B Pfropfpolymerisat mit Kern-Schale Strukur mit einem Kern ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk und Silikon-Acrylat-Kompositkautschuk enthält.
10. Zusammensetzung gemäß Ausführungsform 9, wobei der Anteil des Pfropfpolymerisats mit Kern-Schale Strukur mit einem Kern ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk und Silikon-Acrylat-Kompositkautschuk so ausgewählt ist, dass es zum Gelgehalt gemessen in Aceton der Komponente B zu mindestens 70 % beiträgt. 11. Zusammensetzungen gemäß einer der vorherigen Ausführungsform, wobei Komponente D ein Zink-bis-(dihydrogenphosphat) ist.
12. Zusammensetzung gemäß Ausführungsform 11, wobei als Komponente D Zink-bis- (dihydrogenphosphat) als Dihydrat Zn(H2P04) 2 · 2H2O eingesetzt wird.
13. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, bestehend zu mindestens 95 Gew.-% aus den Komponenten A-E.
14. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, bestehend zu mindestens 98 Gew.-% aus den Komponenten A-E.
15. Zusammensetzung gemäß einer der vorherigen Ausführungsformen, bestehend zu 100 Gew.-% aus den Komponenten A-E. 16. Verfahren zur Herstellung einer Formmasse, wobei die Bestandteile einer
Zusammensetzung nach einem der Ausführungsformen 1 bis 15 bei einer Temperatur von 200 bis 320 °C miteinander vermischt werden.
17. Verfahren gemäß Ausführungsform 16, wobei die Mischung bei 240 bis 320 °C erfolgt.
18. Verfahren gemäß Ausführungsform 17, wobei die Mischung bei 260 bis 300 °C erfolgt.
19. Formmasse erhalten oder erhältlich nach einem Verfahren nach einer der Ausführungsformen 16 bis 18.
20. Verwendung einer Zusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 15 oder einer Formmasse nach Ausführungsform 19 zur Herstellung von Formkörpern. 21. Formkörper, bevorzugt ein Automobilkarosseriebauteil, enthaltend eine Zusammensetzung gemäß einer der Ausführungsformen 1 bis 15 oder eine Formmasse gemäß Ausführungsform 19. 22. Automobilkarosseriebauteil enthaltend thermoplastische Kunststoffformmassen mit einem Elastizitätsmodul gemäß ISO 527 bei 23°C von mindestens 4500 MPa, einem CLTEmngs gemäß DIN 53752 im Temperaturintervall von 23-55°C von höchstens 40 ppm/K, einer Längsschwindung gemäß IS0294-4 von höchstens 0,4% und einer Schlagzähigkeit gemäß ISO 180/U bei 23°C von mindestens 60 kJ/m2.
23. Bauteil gemäß Ausführungsform 22, wobei eine Formmasse gemäß Anspruch 19 als thermoplastische Kunststoffformmasse verwendet wird.
24. Automobilkarosseriebauteil gemäß einer der Ausführungsformen 21 bis 23, wobei es sich um ein horizontales Automobilkarosseriebauteil handelt.
25. Zweikomponentenspritzgussbauteil bestehend aus (i) einem opaken Rahmen oder Anbauteil hergestellt aus einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 15 oder aus einer Formmasse gemäß Ausführungsform 19 und (ii) einem mit (i) in unmittelbaren Kontakt stehenden transparenten oder transluzenten Fenster oder Bauteilabschnitt.
26. Zweikomponentenbauteil gemäß Ausführungsform 25, wobei (ii) aus einer Polycarbonatformmasse besteht. 27. Automobilverscheibungsbauteil, Beleuchtungskörper, Scheinwerfer, durchleuchtbare Zier - oder Funktionsblende oder Display gemäß Ausführungsform 25 oder 26.
Beispiele
Komponente A:
Lineares Polycarbonat auf Basis von Bisphenol-A mit einem gewichtsgemittelten Molekulargewicht Mw von 28.000 g/mol (bestimmt durch GPC in Methylenchlorid gegen einen Bisphenol A-Polycarbonat-Standard).
Komponente B:
Mischung aus B-1) einem Styrol-Acrylnitril-Copolymer mit einem Acrylnitrilgehalt von 23 Gew.-% und mit einem gewichtsgemitteltem Molekulargewicht Mw von 100.000 Da gemessen per GPC in Tetrahydrofuran mit Polystyrol als Standard,
B-2) einem in Masse-Polymerisation hergestelltem ABS-Polymerisat mit einem A:B:S- Gewichtsverhältnis von 24% : 10% : 66% mit einem Gelgehalt gemessen in Aceton bei Raumtemperatur von 19 Gew.-%, wobei der in Aceton lösliche Solanteil der Komponente B-2 ein gewichtsgemitteltes Molekulargewicht Mw von 125.000 Da gemessen per GPC in Tetrahydrofuran mit Polystyrol als Standard aufweist, und
B-3) einem in Emulsions-Polymerisation hergestellten Pfropfpolymerisat mit Kern-Schale- Struktur bestehend aus 75 Gew.-% eines Silikon-Acrylat-Kompositkautschuks als Kern und 25 Gew.-% einer Polymethylmethacrylat-Hülle mit einem Gelgehalt gemessen in Aceton bei Raumtemperatur von 90 Gew.-%.
Die Komponente B weist als Mischung dieser drei Bestandteile einen Gelgehalt gemessen als in Aceton bei Raumtemperatur unlöslicher Anteil von 23 Gew.-% auf. Dieser Gelanteil der Komponente B geht zu 22 Gew.-% auf die Masse-ABS-Komponente B-2 und zu 78 Gew.-% auf das Pfropfpolymerisat mit Kern-Schale-Struktur B-3 zurück. Der Anteil der Komponente B-1 beträgt 53 Gew.-%, bezogen auf B.
Komponente C:
Jetfine™ 3CA: Talk (Imerys S.A., Frankreich)
Komponente Dl:
Fabutit™ 289: ortho-Phosphorsäure absorbiert auf Silica-Gel (Chemische Fabrik Budenheim KG, Deutschland). Die Komponente Dl weist innerhalb von 4 h bei 23°C und bei einer relativen Luftfeuchte von 50% eine Wasseraufnahme von 14 % der Ausgangsmasse auf. Komponente D2:
Fabutit™ 313: Calcium-bis-(dihydrogenphosphat) wasserfrei = Ca(H2P04)2 (Chemische Fabrik Budenheim KG, Deutschland). Die Komponente D2 weist innerhalb von 4 h bei 23°C und bei einer relativen Luftfeuchte von 50% eine Wasseraufnahme von 1 % der Ausgangsmasse auf.
Komponente D3:
Budit™ T21: Zink-bis-(dihydrogenphosphat)-Dihydrat = Zn(H2P04)2 · 2H20 (Chemische Fabrik Budenheim KG, Deutschland). Die Komponente D3 weist innerhalb von 4 h bei 23°C und bei einer relativen Luftfeuchte von 50% eine Wasseraufnahme von 1 % der Ausgangsmasse auf.
Komponente El:
Irganox™ B900 (BASF, Deutschland): Stabilisator
(Gemisch aus 80% Irgafos™ 168 (Tris(2,4-di-tert-butyl-phenyl)-phosphit) und 20% Irganox™ 1076 (2,6-Di-tert-butyl-4-(octadecanoxycarbonylethyl)phenol) (Hersteller: BASF AG)
Komponente E2:
Pentaerythrittetrastearat (Entformungsmittel) Komponente E3:
Black Pearls™ 800 (Cabot Corp., Belgien): Ruß-Pigment
Herstellung der Formmassen und Prüfkörper
Das Mischen der Komponenten erfolgte auf einem Zweiwellenextruder ZSK 25 der Fa. Coperion (Stuttgart, Deutschland) bei einer Massetemperatur von 260°C. Die Formkörper wurden sofern nicht anders angegeben bei einer Massetemperatur von 260°C und einer Werkzeugtemperatur von 80°C auf einer Spritzgießmaschine Typ Arburg 270 E hergestellt.
Prüfung der Formmassen
Die IZOD- Schlagzähigkeit wurde bestimmt bei 23°C an Prüfstäben der Dimension von 80 mm x 10 mm x 4 mm gemäß ISO 180/U (Version von 2013).
Als Maß für die Materialduktilität unter multiaxialer Belastung dient die Gesamtenergieaufnahme im Durchstoß versuch gemäß ISO 6603-2 (Version von 2002). Dieser wird bei 23°C an Prüfkörpern der Dimension von 60 mm x 60 mm x 2 mm durchgeführt. Der Elastizitätsmodul E und die Bruchdehnung wurde bestimmt an Schulterstäben der Dimension von 170 mm x 10 mm x 4 mm bei 23°C gemäß ISO 527 (Version von 1996) mit einer Dehnrate von 1 mm/min (Elastizitätsmodul) bzw. 5 mm/min (Bruchdehnung). Die Schmelzeviskosität wurde bestimmt bei einer Temperatur von 260°C und einer Scherrate von 1000 s"1 gemäß ISO 11443 (Version von 2014).
Der thermische Ausdehnungskoeffizient (CLTE) wurde längs (CLTEmngs) und quer (CLTEquer) zur Schmelzeflussrichtung bestimmt im Temperaturintervall von 23°C bis 55°C an Prüfkörpern der Dimension von 80 mm x 10 mm x 4 mm gemäß DIN 53752 (Version von 1980) mit einer Aufheizrate von 3 K/min.
Die Verarbeitungsschwindung wurde längs (Längsschwindung) und quer (Querschwindung) zur Schmelzeflussrichtung bestimmt gemäß IS0294-4 (Version von 2003) an Prüfkörpern der Dimension von 60 mm x 60 mm x 2 mm, welche mit einem Nachdruck von 500 bar gefertigt wurden.
Die Verarbeitungsstabilität wurde über eine sogenannte Thermoabspritzung ermittelt. Dabei werden Prüfkörper der Dimension von 60 mm x 40 mm x 2 mm bei Schmelzetemperaturen von 260°C, 280°C und 300°C (Werkzeugtemperatur jeweils bei 80°C) abgespritzt und beurteilt, ob auf der Plattenoberfläche Schlieren als Indikation thermischer Zersetzung auftreten.
Die bei 260°C hergestellten Platten dienen darüber hinaus auch der Beurteilung der Oberflächenqualität. Für Class A-Oberflächen kommen nur solche Bauteile in Frage, die eine fehlerfreie und homogene Obeflächenqualität zeigen.
Die Beurteilung der Bläschenbildung unter Wärm-Feucht-Belastung erfolgt an den Prüfkörpern der Dimension von 60 mm x 40 mm x 2 mm, welche unter Verwendung eines hochglanzpolierten Werkzeuges hergestellt wurden. Diese Platten wurden für jeweils 3 Tage in einem Klimaschrank einer Temperatur 40°C bzw. 90°C und einer relativen Luftfeuchte von jeweils 95% ausgesetzt. Danach wurde eine visuelle Begutachtung gemäß folgender Bewertungsgrundlage durchgeführt: ++ keinerlei Bläschen
+ max. 2 kleine Bläschen pro Oberfläche (60 mm x 40 mm)
2 bis 5 kleine Bläschen pro Oberfläche (60 mm x 40 mm)
- - mehr als 5 Bläschen pro Oberfläche (60 mm x 40 mm) Tabelle 1 : Beispiele erfindungsgemäßer Zusammensetzungen
Die Daten aus Tabelle 1 zeigen, dass mit der erfindungsgemäßen Zusammensetzung 3 eine vorteilhafte Kombination aus guten mechanischen und Theologischen Eigenschaften, niedrigem CLTE, geringer und isotroper Schwindung sowie einer guten Beständigkeit bei Wärme-Feucht Belastung erreicht wird. Enthält die Zusammensetzung die Komponente D3, so ist die Verarbeitungsstabilität verbessert und die Oberflächenqualität für Class A geeignet. Außerdem ist die Schlagzähigkeit und die Beständigkeit bei Wärme-Feucht Belastung besonders gut.

Claims

Patentansprüche
1.) Zusammensetzung zur Erzeugung einer thermoplastischen Formmasse, wobei die Zusammensetzung folgende Bestandteile enthält:
A) 35 bis 85 Gew.-% aromatisches Polycarbonat, Polyestercarbonat und/oder Polyester,
B) 5 bis 45 Gew.-% kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat mit einem Gelgehalt gemessen als in Aceton unlöslicher Anteil von 15 bis 25 Gew.-%, bezogen auf die Komponente B,
C) 7 bis 30 Gew.-% Talk,
D) 0,01 bis 1 Gew.-% mindestens eines Dihydrogenphosphat-Salzes mit einem Kation ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Aluminium und Zink,
E) 0 bis 10 Gew.-% Polymeradditive.
2. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1, wobei Komponente A aromatisches Polycarbonat ist.
3. Zusammensetzung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Komponente B mit Vinylmonomeren gepfropfte Polybutadien-haltige Kautschukpartikel enthält, die Inklusionen aus Vinyl(co)polymerisat bestehend aus den Vinylmonomeren enthalten.
4. Zusammensetzung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Komponente B Pfropfpolymerisat mit Kern-Schale Strukur mit einem Kern ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk und Silikon-Acrylat-Kompositkautschuk enthält.
5. Zusammensetzung gemäß Anspruch 4, wobei der Anteil des Pfropfpolymerisats mit Kern- Schale-Strukur mit einem Kern ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Silikonkautschuk, Acrylatkautschuk und Silikon-Acrylat-Kompositkautschuk so ausgewählt ist, dass es zum Gelgehalt gemessen in Aceton der Komponente B zu mindestens 70 % beiträgt.
6. Zusammensetzung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei als Komponente D Zink- bis-(dihydrogenphosphat) eingesetzt wird.
7. Zusammensetzung gemäß Anspruch 6, wobei als Komponente D Zink-bis- (dihydrogenphosphat) als Dihydrat Zn(H2P04) 2 · 2H2O eingesetzt wird.
8. Verfahren zur Herstellung einer Formmasse, dadurch gekennzeichnet, dass die Bestandteile einer Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 bei einer Temperatur von 200 bis 320 °C miteinander vermischt werden.
9. Formmasse erhalten oder erhältlich nach einem Verfahren nach Anspruch 8.
10. Verwendung einer Zusammensetzung nach einer der Ausführungsformen 1 bis 7 oder einer Formmasse nach Ausführungsform 9 zur Herstellung von Formkörpern
11. Formkörper, bevorzugt ein Automobilkarosseriebauteil, enthaltend eine Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder eine Formmasse gemäß Anspruch 9.
12. Automobilkarosseriebauteil enthaltend thermoplastische Kunststoffformmassen mit einem Elastizitätsmodul gemäß ISO 527 bei 23°C von mindestens 4500 MPa, einem CLTEmngs gemäß DIN 53752 im Temperaturintervall von 23-55°C von höchstens 40 ppm/K, einer Längsschwindung gemäß IS0294-4 von höchstens 0,4% und einer Schlagzähigkeit gemäß ISO 180/U bei 23°C von mindestens 60 kJ/m2.
13. Bauteil gemäß Anspruch 12, wobei eine Formmasse gemäß Anspruch 9 als thermoplastische Kunststoffformmasse verwendet wird.
14. Zweikomponentenspritzgussbauteil bestehend aus (i) einem opaken Rahmen oder Anbauteil hergestellt aus einer Zusammensetzung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 oder aus einer Formmasse gemäß Anspruch 9 und (ii) einem mit (i) in unmittelbaren Kontakt stehenden transparenten oder transluzenten Fenster oder Bauteilabschnitt.
15. Automobilverscheibungsbauteil, Beleuchtungskörper, Scheinwerfer, durchleuchtbare Zier - oder Funktionsblende oder Display gemäß Anspruch 14.
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