EP4247885A1 - Polycarbonat-zusammensetzungen enthaltend titandioxid und metalloxid-beschichtete glimmerteilchen - Google Patents

Polycarbonat-zusammensetzungen enthaltend titandioxid und metalloxid-beschichtete glimmerteilchen

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EP4247885A1
EP4247885A1 EP21810371.1A EP21810371A EP4247885A1 EP 4247885 A1 EP4247885 A1 EP 4247885A1 EP 21810371 A EP21810371 A EP 21810371A EP 4247885 A1 EP4247885 A1 EP 4247885A1
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EP
European Patent Office
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weight
thermoplastic composition
titanium dioxide
metal oxide
mica
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Pending
Application number
EP21810371.1A
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English (en)
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Inventor
Rolf Wehrmann
Anke Boumans
Joerg Reichenauer
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Covestro Deutschland AG
Original Assignee
Covestro Deutschland AG
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to titanium dioxide-containing polycarbonate-based compositions with high reflectance.
  • the invention also relates to improving reflection.
  • the present invention also relates to molded parts made from these compositions, for example for housing or housing parts or other elements in the EE and IT sector, e.g. for covers and switches for automotive interior lighting and in particular for reflectors of lighting units such as LED lamps or LED arrays and Automotive headlights and taillights or turn signals.
  • CN 109867941 A describes a reflective polycarbonate material that contains titanium dioxide, a liquid silicone and other polymeric components.
  • TW 200743656 A discloses flame-retardant, halogen-free, reflective polycarbonate compositions which, in addition to titanium dioxide, contain inorganic fillers such as clay or silica and other organic components such as optical brighteners, perfluoroalkylene compounds and metal salts of aromatic sulfur compounds.
  • titanium dioxide In order to achieve high degrees of reflection, however, large amounts of titanium dioxide are required. This is disadvantageous, since titanium dioxide can lead to degradation of the polycarbonate matrix, which can lead to melt instability and the viscosity of the compound decreases, which means that the thermal and mechanical properties also deteriorate.
  • the amount of titanium dioxide also has a very significant effect on the price of polycarbonate compositions, making it desirable to increase reflectance by means other than adding even larger amounts of titanium dioxide.
  • Optical brighteners that could be added have the disadvantage that when used, they lead to a non-linear reflection curve, which can lead to a blue color cast in the material, which is perceived as annoying.
  • the object of the present invention was therefore to provide titanium dioxide-containing, polycarbonate-based compositions with improved reflection and corresponding moldings from these compositions, the compositions with improved reflection preferably not having significantly poorer flow behavior during processing and/or also without a disturbing color cast should be.
  • compositions based on polycarbonate and containing titanium dioxide have increased reflection values if metal oxide-coated mica particles are present in a very low concentration. If the mica is used as an interference/pearlescent pigment, as a so-called effect pigment, a few percent by weight thereof, based on the composition, are usually added. In WO 2018/197572 A1, for example, an amount of 0.8 to 3.0% by weight is mentioned, in WO 2019/224151 A1 an amount of 0.8 to ⁇ 5.0% by weight.
  • JP 2005015657 A, JP 2010138412 A and JP 2005015659 A also describe polycarbonate-based, titanium dioxide-containing compositions to which an inorganic filler, such as mica, can be added. The amount used is 0.5 to 15 parts by weight based on 100 parts by weight of polycarbonate, which should ensure good dimensional stability. There is no reference in these documents to an improvement in reflection through mica.
  • mica can therefore be used to surprisingly increase reflection, and it is used in significantly smaller amounts than metal oxide-coated mica, usually as an effect pigment, which is the conventional purpose of use.
  • concentration of the metal oxide-coated mica particles is then so low that their character of acting as an effect pigment is not visually visible and the brilliant white impression of the injection-molded body remains undistorted.
  • the flow behavior of the compositions is not significantly affected and the good processability in injection molding is retained.
  • Thermoplastic compositions according to the invention are therefore those containing
  • component C Metal oxide-coated mica, characterized in that the amount of component C is 0.001% by weight to 0.15% by weight, the amounts stated in each case being based on the total weight of the thermoplastic composition.
  • thermoplastic compositions preferred according to the invention
  • thermoplastic composition 0.004% by weight to 0.1% by weight of metal oxide-coated mica, the amounts given in each case being based on the total weight of the thermoplastic composition.
  • one or more blending partners can also be present in the compositions according to the invention.
  • Thermoplastic polymers suitable as blend partners are, for example, polystyrene, styrene copolymers, aromatic polyesters such as polyethylene terephthalate (PET), PET-cyclohexanedimethanol copolymer (PETG), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), cyclic polyolefin, poly- or copolyacrylate, Poly- or copolymethacrylate such as e.g. poly- or copolymethyl methacrylate (such as PMMA), as well as copolymers with styrene such as e.g. transparent polystyrene acrylonitrile (PSAN), thermoplastic polyurethanes and/or polymers based on cyclic olefins (e.g. TOPAS®, a commercial product from Ticona ).
  • PSAN polystyren
  • thermoplastic compositions consist of:
  • thermoplastic composition if appropriate, one or more blending partners, with the amounts stated in each case being based on the total weight of the thermoplastic composition.
  • thermoplastic compositions consist of
  • thermoplastic composition 0 to 30% by weight of one or more other additive(s) different from components B and C, the stated amounts in each case being based on the total weight of the thermoplastic composition.
  • compositions which are particularly preferred according to the invention consist of
  • thermoplastic composition C) 0.004% to 0.1% by weight metal oxide coated mica, D) 0 to 10% by weight of one or more other additive(s) different from components B and C, the stated amounts in each case being based on the total weight of the thermoplastic composition.
  • thermoplastic compositions consist of:
  • thermoplastic composition 0 to 3% by weight, in particular 0.01 to 3% by weight, of one or more other additive(s) different from components B and C, the amounts stated in each case being based on the total weight of the thermoplastic composition.
  • the composition can in principle contain other components, provided the aforementioned core properties of the compositions according to the invention are retained.
  • the compositions can contain one or more other thermoplastics as blend partners, which are not covered by any of components A to D.
  • compositions described above very particularly preferably contain no further components, but rather the amounts of components A, B, C and, if applicable, D, particularly in the preferred embodiments described, add up to 100% by weight, i.e. the compositions consist of the components A, B, C, possibly D.
  • the components used can contain the usual impurities which, for example, result from their production processes. It is preferred to use components that are as pure as possible. It is also understood that these impurities can also be contained in a closed formulation of the composition. The impurities are part of the total weight of the respective component.
  • the invention also relates to improving the reflection, preferably determined according to ASTM E 1331-2015 with a layer thickness of 2 mm, of titanium dioxide-containing polycarbonate compositions by adding metal oxide-coated mica particles.
  • the improvement in reflection relates to the corresponding compositions without me- tall oxide coated mica particles. “Improving the reflection” means any increase in the reflection value.
  • an improvement in the yellowness index is preferably also achieved.
  • the reference is the same as described above. “Improvement in the Yellowness Index” means any decrease in the Yellowness Index.
  • the reflection of the compositions in which the reflection is further improved by the addition of component C is preferably at least 95%, particularly preferably at least 96%, before the addition of component C, determined according to ASTM E 1331-2015 with a layer thickness of 2 mm.
  • Aromatic polycarbonate or just “polycarbonate” in the sense of the invention is understood to mean both aromatic homopolycarbonates and aromatic copolycarbonates.
  • the polycarbonates can be linear or branched in a known manner. Mixtures of polycarbonates can also be used according to the invention.
  • compositions according to the invention contain as component A at least 44% by weight, preferably at least 44.9% by weight, more preferably at least 64.9% by weight, even more preferably at least 76.99% by weight, of aromatic polycarbonate.
  • a proportion of at least 44% by weight, preferably at least 64.9% by weight, of aromatic polycarbonate in the overall composition means, according to the invention, that the composition is based on aromatic polycarbonate. There can be a single polycarbonate or a mixture of several polycarbonates.
  • the polycarbonates contained in the compositions are prepared in a known manner from dihydroxyaryl compounds, carbonic acid derivatives, optionally chain terminators and branching agents.
  • Aromatic polycarbonates are produced, for example, by reacting dihydroxyaryl compounds with carbonic acid halides, preferably phosgene, and/or with aromatic dicarboxylic acid dihalides, preferably benzenedicarboxylic acid dihalides, by the phase interface process, optionally using chain terminators and optionally using trifunctional or more than trifunctional branching agents. Production via a melt polymerization process by reacting dihydroxyaryl compounds with, for example, diphenyl carbonate is also possible.
  • dihydroxyaryl compounds suitable for producing the polycarbonates are hydroquinone, resorcinol, dihydroxydiphenyls, bis(hydroxyphenyl)alkanes, bis(hydroxyphenyl)cycloalkanes, bis(hydroxyphenyl) sulfides, bis(hydroxyphenyl) ethers, bis( hydroxyphenyl) ketones, bis(hydroxyphenyl) sulfones, bis(hydroxyphenyl) sulfoxides, a-a'-bis(hydroxyphenyl)diisopropylbenzenes, phthalimidines derived from isatin or phenolphthalein derivatives, and their nucleus-alkylated, nucleus-arylated and nucleus-halogenated Links.
  • Preferred dihydroxyaryl compounds 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)-3,3,5-trimethylcyclohexane,
  • bisphenols 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, 4,4'-dihydroxydiphenyl and dimethylbisphenol A and the bisphenols of the formulas (I), (II) and (III).
  • 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
  • 4,4'-dihydroxydiphenyl and dimethylbisphenol A 4,4'-dihydroxydiphenyl and dimethylbisphenol A
  • dihydroxyaryl compounds are described, for example, in US Pat. in DE 1 570 703 A, DE 2063 050 A, DE 2 036 052 A, DE 2 211 956 A and DE 3 832 396 A, in FR 1 561 518 A, in the monograph "H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates , Interscience Publishers, New York 1964" and in JP 62039/1986 A, JP 62040/1986 A and JP 105550/1986 A.
  • Suitable carbonic acid derivatives are phosgene or diphenyl carbonate.
  • Suitable chain terminators that can be used in the production of the polycarbonates are monophenols.
  • suitable monophenols are phenol itself, alkylphenols such as cresols, p-tert-butylphenol, cumylphenol and mixtures thereof.
  • Preferred chain terminators are the phenols which are linear or branched, preferably unsubstituted, one or more times with C 1 -C 30 alkyl radicals, or substituted with 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 dihydroxyaryl compounds used in each case.
  • the chain terminators can be added 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, in particular those having three or more than three phenolic OH groups.
  • branching agents examples include 1,3,5-tri(4-hydroxyphenyl)benzene, 1,1,1-tri(4-hydroxyphenyl)ethane, tri(4-hydroxyphenyl)phenylmethane, 2,4- bis-(4-hydroxyphenylisopropyl)-phenol, 2,6-bis-(2-hydroxy-5'-methyl-benzyl)-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 any branching agents to be used is preferably 0.05 mol % to 2.00
  • the branching agents can either be initially taken with the dihydroxyaryl compounds and the chain terminators in the aqueous-alkaline phase or, dissolved in an organic solvent, can be added before the phosgenation. In the case of the transesterification process, the branching agents are used together with the dihydroxyaryl compounds.
  • Particularly preferred polycarbonates are the homopolycarbonate based on bisphenol A, the copolycarbonates based on 1,1-bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane and 4,4'-dihydroxydiphenyl, and the copolycarbonates based on the two Monomers of bisphenol A and l,l-bis(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane, and of the dihydroxyaryl compounds of the formulas (I), (II) and (III) in which R 'in each case stands for C 1 - to C 4 -alkyl, aralkyl or aryl, preferably for methyl or phenyl, very particularly preferably for methyl, derived homo- or copolycarbonates, in particular with bisphenol A.
  • R 5 is hydrogen or Ci to C4 alkyl, Ci to C3 alkoxy, preferably hydrogen; methoxy or methyl, R 6 , R 7 , R 8 and R 9 each independently represent Ci- to C4-alkyl or Cs- to Ci2-aryl, preferably methyl or phenyl,
  • V is oxygen, C2- to Ce-alkylene or C3- to Ce-alkylidene, preferably oxygen or Cs-alkylene
  • Z is a Ci - to Cs-alkylene, preferably C2-alkylene
  • 0 is an average number of repeating units of 10 to 500, preferably 10 to 100
  • m is an average number of repeating units of 1 to 10, preferably 1 to 6, more preferably 1.5 to 5. It is also possible to use diphenols in which two or more siloxane blocks of the general formula (Ia) are linked to one another via terephthalic acid and/or isophthalic acid to form ester groups.
  • (Poly)siloxanes of the formulas (2) and (3) are particularly preferred where RI is hydrogen, C 1 -C 4 -alkyl, preferably hydrogen or methyl and particularly preferably hydrogen,
  • R2 independently for aryl or alkyl, preferably for methyl
  • X is a single bond, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, Ci- to Cö-alkylene, C2- to Cs-alkylidene or for C ⁇ - to Ci2-arylene, which optionally contains aromatic with further heteroatoms rings may be condensed,
  • X preferably represents a single bond, Ci to Cs-alkylene, C2- to Cs-alkylidene, C5- to C12-cycloalkylidene, -O-, -SO- -CO-, -S-, -SO2-, particularly preferably X stands for a single bond, isopropylidene, C5- to C12-cycloalkylidene or oxygen, and most preferably for isopropylidene, n is an average number from 10 to 400, preferably 10 and 100, particularly preferably 15 to 50, and m is an average number from 1 to 10, preferably from 1 to 6 and particularly preferably from 1.5 to 5.
  • the siloxane block can be derived from the following structure where a in formula (IV), (V) and (VI) is an average number of 10 to 400, preferably 10 to 100 and particularly preferably 15 to 50. It is also preferred that at least two identical or different siloxane blocks of the general formulas (IV), (V) or (VI) are linked to one another via terephthalic acid and/or isophthalic acid to form ester groups.
  • V is Cj-alkylene
  • R 8 and R 9 are methyl
  • q 1
  • W is Cs-alkylene
  • m 1
  • R 5 is hydrogen or C 1 -C 4 -alkyl, preferably hydrogen or methyl
  • R 6 and R 7 each independently represent C 1 -C 4 -alkyl, preferably methyl and 0 is 10 to 500.
  • Copolycarbonates with monomer units of the formula (Ia) and in particular their preparation are described in WO 2015/052106 A2.
  • thermoplastic polycarbonates including the thermoplastic, aromatic polyester carbonates, preferably have weight-average molecular weights Mw of 15,000 g/mol to 40,000 g/mol, more preferably up to 34,000 g/mol, particularly preferably 17,000 g/mol to 33,000 g/mol, in particular 19,000 g/mol to 32,000 g/mol, determined by gel permeation chromatography, calibrated against bisphenol A polycarbonate standards using dichloromethane as eluent, calibration with linear polycarbonates (from bisphenol A and phosgene) of known molar mass distribution from PSS Polymer Standards Service GmbH, Germany , Calibration according to method 2301-0257502-09D (from 2009 in German) from Currenta GmbH & Co.
  • the eluent is dichloromethane.
  • component A is preferably used in the form of powders, granules or mixtures of powders and granules.
  • Compositions according to the invention contain 3.0% by weight to 30.0% by weight, preferably 4.0% by weight to 25% by weight, particularly preferably 5% by weight to 20% by weight, very particularly preferably 5.0% to 20.0% by weight, titanium dioxide.
  • the titanium dioxide according to component B of the compositions according to the invention preferably has an average particle size D50, determined by means of scanning electron microscopy (STEM), of 0.1 to 5 m2, preferably 0.2 m2 to 0.5 m2.
  • the titanium dioxide can also have another parti- have a particle size, for example an average particle size D50, determined by means of scanning electron microscopy (STEM), of >0.5 ⁇ m, about 0.65 to 1.15 ⁇ m.
  • the titanium dioxide preferably has a rutile structure.
  • the titanium dioxide used according to the invention is a white pigment, Ti(IV)O2.
  • colored titanium dioxides also contain significant amounts of elements such as Sb, Ni and Cr, resulting in a color impression other than “white”. It goes without saying that the white pigment titanium dioxide can also contain traces of other elements as impurities. However, these amounts are so small that the titanium dioxide does not acquire a color cast.
  • Suitable titanium dioxides are preferably those which are produced by the chloride process, made hydrophobic, specially after-treated and suitable for use in polycarbonate.
  • sized titanium dioxide it is also possible to use unsized titanium dioxide or a mixture of both in compositions according to the invention.
  • the use of sized titanium dioxide is preferred.
  • titanium dioxide Possible surface modifications of titanium dioxide include inorganic and organic modifications. These include, for example, surface modifications based on aluminum or polysiloxane.
  • An inorganic coating may contain 0.0% to 5.0% by weight silica and/or alumina.
  • An organic based modification may contain from 0.0% to 3.0% by weight of a hydrophobic wetting agent.
  • the titanium dioxide preferably has an oil absorption number, determined according to DIN EN ISO 787-5:1995-10, from 12 to 18 g/100 g titanium dioxide, more preferably from 13 to 17 g/100 g titanium dioxide, particularly preferably from 13.5 to 15 .5 g/100 g titanium dioxide.
  • titanium dioxide with the standard designation R2 according to DIN EN ISO 591-1:2001-08, which is stabilized with aluminum and/or silicon compounds and has a titanium dioxide content of at least 96.0% by weight.
  • Such titanium dioxides are available under the brand names Kronos 2233 and Kronos 2230.
  • Component C of the compositions according to the invention is metal oxide-coated mica.
  • the mica used is in the form of particles.
  • This is preferably an interference and/or pearlescent pigment from the group of metal oxide-coated mica.
  • the mica can be naturally occurring or synthetically produced mica, the latter being preferred because of the usually higher purity. Mica that comes from nature is usually accompanied by other minerals.
  • the mica is preferably muscovite-based, ie it preferably comprises at least 60% by weight, more preferably at least 70% by weight, even more preferably at least 85% by weight, particularly preferably at least 90% by weight, muscovite, based on the Total weight of mica content - excluding metal oxide coating.
  • the metal oxide coating preferably comprises one or more coating layers containing titanium dioxide, tin oxide, aluminum oxide and/or iron oxide, the metal oxide more preferably iron(III) oxide (FezOa), iron(II,III) oxide (FejCE, a mixture of FezOa and FeO) and/or titanium dioxide, particularly preferably titanium dioxide.
  • the metal oxide coating is therefore very particularly preferably a titanium dioxide coating.
  • the proportion of titanium dioxide in the total weight of component C is preferably 20 to 60% by weight, more preferably 25 to 50% by weight, and the proportion of mica is preferably 40 to 80% by weight, more preferably 50 to 75% by weight %.
  • Rutile and/or anatase are preferred as titanium dioxide.
  • at least 90% by weight, more preferably at least 95% by weight, even more preferably at least 98% by weight, of component C is anatase and/or rutile coated mica.
  • the mica is preferably additionally provided with a silicate coating, in particular a sol-gel coating.
  • a silicate coating is also understood to mean, in particular, a coating of silicon dioxide. This usually increases the weather and chemical resistance of the mica at the same time.
  • the average particle size (D50) of component C is preferably between 1 and 100 ⁇ m, with synthetic mica more preferably between 5 and 80 ⁇ m and with natural mica more preferably between 3 and 30 ⁇ m , generally in the case of mica, particularly preferably between 3.5 and 25 ⁇ m, very particularly preferably between 4.0 and 22 ⁇ m.
  • the D90 value likewise determined by means of laser diffractometry on an aqueous suspension of component C, is preferably from 10 to 150 ⁇ m for synthetic mica and preferably from 5 to 80 ⁇ m for natural mica.
  • the density of the pigment is preferably from 2.5 to 5.0 g/cm 3 , more preferably from 2.8 to 4.0 g/cm 3 , particularly preferably from 3.0 to 3.4 g/cm 3 , determined according to DIN EN ISO 1183-1:2013-04.
  • Corresponding metal oxide-coated micas which are conventionally used as pearlescent and/or interference pigments, are available under the names “Magnapearl” or “Mear- lin Magnapearl” from BASF SE or under the names “Iriodin” or “Candurin” from Merck SE.
  • the proportion of the at least one metal oxide-coated mica in the total polycarbonate-based composition is 0.001% by weight to 0.15% by weight, preferably 0.004% by weight to 0.1% by weight, further preferably up to 0.10% by weight, even more preferably 0.005% by weight to 0.02% by weight, particularly preferably 0.006% by weight to 0.010% by weight.
  • further additives are optional, preferably up to 30% by weight, more preferably up to 10.0% by weight, even more preferably 0.01% by weight to 6.0% by weight, particularly preferably 0, 1% by weight to 3.0% by weight, very particularly preferably 0.2% by weight to 1.0% by weight, in particular up to 0.5% by weight, of other customary additives (“further additives”) ) contain.
  • the group of other additives does not include titanium dioxide, as this has already been described as component B.
  • the group of other additives does not include mica according to component C.
  • Such other additives as are usually added to polycarbonates are, in particular, thermal stabilizers, flame retardants, antioxidants, mold release agents, anti-drip agents, such as polytetrafluoroethylene (Teflon) or SAN-encapsulated PTFE (e.g. Blendex 449), UV absorbers, IR absorbers, impact modifiers, antistatic agents , optical brighteners, fillers other than component B, e.g. B. talc, silicates or quartz, light scattering agents, hydrolysis stabilizers, compatibilizers, organic colorants, organic pigments, component B different inorganic pigments and / or additives for laser marking, especially in the amounts customary for polycarbonate-based compositions.
  • thermal stabilizers flame retardants, antioxidants, mold release agents
  • anti-drip agents such as polytetrafluoroethylene (Teflon) or SAN-encapsulated PTFE (e.g. Blendex 449)
  • UV absorbers e.g. B. talc
  • Such additives are described, for example, in EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP-A 0 500 496 or in “Plastics Additives Handbook”, Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, Kunststoff. These additives can be added individually or as a mixture. It goes without saying that only such additives and only in such amounts may be added if they do not have a significantly negative effect on the effect of improved reflection according to the invention. For example, carbon black is preferably not included. Furthermore, an improvement in the reflection must be observed compared to such corresponding reference compositions, which differ from the composition according to the invention only in that they contain no mica according to component C.
  • the additives are preferably selected from the group consisting of heat stabilizers, flame retardants, antioxidants, mold release agents, anti-drip agents, UV absorbers, IR absorbers, impact modifiers, antistatic agents, optical brighteners, fillers other than component B, light scattering agents, organic colorants, organic pigments, component B B different inorganic pigments, hydrolysis stabilizers, transesterification inhibitors, compatibilizers and/or additives for laser marking. If additives are present, one or more of these additives can represent component D in a composition according to the invention.
  • the other additives are particularly preferably those from the group consisting of flame retardants, anti-drip agents, UV absorbers, heat stabilizers, antioxidants, antistatic agents, mold release agents, impact modifiers, colorants, transesterification inhibitors.
  • compositions further preferably contain at least one flame retardant selected from the group consisting of the alkali metal, alkaline earth metal and ammonium salts of aliphatic or aromatic sulfonic acid, sulfonamide and sulfonimide derivatives, or combinations thereof.
  • derivatives are understood here and elsewhere to mean compounds whose molecular structure has another atom or another atomic group in place of an H atom or a functional group, or in which one or more atoms/atomic groups have been removed. The parent connection is thus still recognizable.
  • Compositions according to the invention particularly preferably comprise, as flame retardants, one or more compounds selected from the group consisting of sodium or potassium perfluorobutane sulfate, sodium or potassium perfluoromethanesulfonate, sodium or potassium perfluorooctane sulfate, sodium or potassium 2,5-dichlorobenzene sulfate, sodium or Potassium 2,4,5-trichlorobenzene sulfate, sodium or potassium diphenylsulfone sulfonate, sodium or potassium 2-formylbenzene sulfonate, sodium or potassium (N-benzenesulfonyl)benzenesulfonamide, or mixtures thereof.
  • one or more compounds selected from the group consisting of sodium or potassium perfluorobutane sulfate, sodium or potassium perfluoromethanesulfonate, sodium or potassium perfluorooctane sulfate, sodium or potassium 2,5-dichloro
  • Sodium or potassium perfluorobutane sulfate, sodium or potassium perfluorooctane sulfate, sodium or potassium diphenylsulfone sulfonate or mixtures thereof are preferably used.
  • Potassium perfluoro-1-butanesulfonate which is commercially available, inter alia as Bayowet® C4 from Lanxess, Leverkusen, Germany, is very particularly preferred.
  • the amounts of alkali metal, alkaline earth metal and/or ammonium salts of aliphatic or aromatic sulfonic acid, sulfonamide and sulfonimide derivatives in the composition, if these are used, are preferably a total of 0.05% by weight to 0.5% by weight. %, more preferably from 0.06% to 0.3% by weight, more preferably from 0.06% to 0.2% by weight, most preferably from 0.065% to 0.12% by weight wt%.
  • preferred additives are heat stabilizers.
  • Phosphorus-based stabilizers selected from the group consisting of phosphates, phosphites, phosphonites, phosphines and mixtures thereof are particularly suitable as thermal stabilizers. Mixtures of different compounds from one of these subgroups can also be used, for example two phosphites.
  • Phosphorus compounds with the oxidation number +III are preferably used as thermal stabilizers.
  • thermal stabilizers are triphenylphosphine, tris-(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphite (Irgafos® 168), tetrakis-(2,4-di-tert-butylphenyl)-[1,1-biphenyl]- 4,4'-diylbisphosphonite, octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate (Irganox® 1076), bis-(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritol diphosphite (Doverphos® S- 9228), bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite (ADK STAB PEP-36).
  • Irganox® 1076 bis-(2,4-dicumylphenyl)penta
  • Irganox® B900 mixture of Irgafos® 168 and Irganox® 1076 in a ratio of 4:1
  • Doverphos® S-9228 with Irganox® B900 or Irganox® 1076.
  • the heat stabilizers are preferably used in amounts up to 1.0% by weight, more preferably from 0.003% to 1.0% by weight, even more preferably from 0.005% to 0.5% by weight, especially preferably 0.01% by weight to 0.2% by weight.
  • UV stabilizers which have the lowest possible transmission below 400 nm and the highest possible transmission above 400 nm.
  • Ultraviolet absorbers which are particularly suitable for use in the composition according to the invention are benzotriazoles, triazines, benzophenones and/or arylated cyanoacrylates.
  • Particularly suitable ultraviolet absorbers are hydroxy-benzotriazoles, such as 2-(3',5'-bis-(1,1-dimethylbenzyl)-2'-hydroxy-phenyl)-benzotriazole (Tinuvin® 234, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(2'-Hydroxy-5'-(tert.-octyl)-phenyl)-benzotriazole (Tinuvin® 329, BASF SE, Ludwigshafen), bis-(3-(2H-benzotriazolyl)-2-hydroxy-5- tert-octyl)methane (Tinuvin® 360, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(4,6-diphenyl-1,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyloxy)-phenol (Tinuvin® 1577 , BASF SE, Ludwigshafen), 2-(5chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-6-(1,1-dimethylethy
  • UV stabilizers are Tinuvin 360, Tinuvin 329, Tinuvin 326, Tinuvin 1600, Tinuvin 312, Uvinul 3030 and/or Hostavin B-Cap, Tinuvin 329 and Tinuvin 360 are very particularly preferred.
  • the composition preferably contains ultraviolet absorbers in an amount of up to 0.8% by weight, preferably 0.05% by weight to 0.5% by weight, more preferably 0.08% by weight. -% to 0.4% by weight, very particularly preferably 0.1% by weight to 0.35% by weight, based on the total composition.
  • compositions according to the invention can also contain phosphates or sulfonic acid esters as transesterification inhibitors.
  • Triisooctyl phosphate is preferably present as a transesterification inhibitor.
  • Triisooctyl phosphate is preferred in amounts of from 0.003% to 0.05%, more preferably from 0.005% to 0.04%, and most preferably from 0.01% to 0.03% by weight % by weight, based on the total composition.
  • impact modifiers suitable as additives are: acrylate core-shell systems such as ABS or MBS or butadiene rubbers (Paraloid grades from DOW Chemical Company); Olefin acrylate copolymers such. B. Elvaloy® grades from DuPont; Silicone acrylate rubbers such. B. the Metablen® grades from Mitsubishi Rayon Co., Ltd..
  • At least one selected from the group consisting of thermal stabilizers, mold release agents, antioxidants, impact modifiers, flame retardants, anti-drip agents is very particularly preferred as further additives, in particular in an amount of 0 to 3% by weight. Mixtures of two or more of the aforementioned additives can also be present.
  • compositions according to the invention are preferably free from optical brighteners.
  • At least one additive from the group consisting of heat stabilizers, flame retardants and impact modifiers is extremely preferably present in the compositions according to the invention. Additional additives from the group of further additives according to component D can also be present here, but do not have to be.
  • At least one anti-drip agent can be present as a further additive, preferably in an amount of 0.05% by weight to 1.5% by weight, in particular 0.1% by weight to 1.0% by weight.
  • compositions according to the invention containing components A to C and optionally D and optionally blending partners, is carried out using standard incorporation methods by bringing together, mixing and homogenizing the individual components, the homogenization in particular preferably taking place in the melt under the action of shearing forces . against Likewise, the bringing together and mixing takes place before the melt is homogenized using powder premixes.
  • premixes of granules or granules and powders with components B, C and, if appropriate, D, with the polycarbonate or with the blending partner that may be present.
  • premixes which have been prepared from solutions of the mixture components in suitable solvents, with the solution optionally being homogenized and the solvent then being removed.
  • the components of the composition according to the invention can be introduced into the polycarbonate, optionally into the polycarbonate with a blend partner, by known processes or as a masterbatch.
  • masterbatches are preferred for introducing components B to D, individually or as a mixture.
  • composition according to the invention can be brought together, mixed, homogenized and then extruded in customary devices such as screw extruders (for example twin-screw extruders, ZSK), kneaders, Brabender or Banbury mills. After extrusion, the extrudate can be cooled and chopped up. Individual components can also be premixed and then the remaining starting materials can be added individually and/or also mixed.
  • the combination and mixing of a premix in the melt can also take place in the plasticizing unit of an injection molding machine.
  • the melt is transferred directly into a shaped body.
  • compositions of the invention preferably have a melt volume flow rate (MVR) of from 3 to 40 cm 3 /(10 min), more preferably from 6 to 30 cm 3 /(10 min), even more preferably from 8 to 25 cm 3 /(10 min), particularly preferably from 9 to 24 cm 3 /(10 min), determined according to ISO 1133:2012-3 (test temperature 300° C., mass 1.2 kg).
  • MVR melt volume flow rate
  • the compositions according to the invention are preferably used to produce moldings.
  • the molded parts are preferably produced by injection molding, extrusion or from a solution in a casting process.
  • the compositions according to the invention can be processed in a customary manner on customary machines, for example on extruders or injection molding machines, to give any shaped articles, such as for example films, sheets or bottles.
  • the compositions or moldings from the compositions appear “radiant white” to the observer.
  • the compositions according to the invention are suitable for producing multilayer systems.
  • the polycarbonate-containing composition is applied in one or more layer(s) to a molded article made of a plastic or itself serves as a substrate layer to which one or more further layers are applied.
  • the application can take place at the same time as or immediately after the shaping of the shaped body, for example by in-mold injection molding of a film, coextrusion or multi-component injection molding. However, it can also be applied to the finished base body, for example by lamination with a film, overmoulding of an existing shaped body or by coating from a solution.
  • compositions according to the invention are for the production of components in the lighting sector, such as lamp reflectors, in particular LED lamps or LED arrays, in the automotive sector, such as headlight and taillight reflectors, parts for turn signals, screens, switches, or - frames, as well as for the production of frames or frame parts or housing or housing parts in the EE (electrical/electronics) and IT sectors. Due to the very good reflection values, the compositions according to the invention are preferably used for the production of reflectors. These and other molded parts, consisting of the compositions according to the invention or comprising - e.g.
  • compositions according to the invention are also the subject of this application.
  • the compositions according to the invention can also be used in the form of filaments, as granules or powder as a material in 3D printing.
  • compositions according to the invention apply--where applicable--also to the use of component C according to the invention.
  • metal oxide-coated mica to improve the reflection of titanium dioxide-containing polycarbonate compositions, the reflection being preferably determined according to ASTM E 1331-2015 at a layer thickness of 2 mm
  • metal oxide-coated mica to improve the yellowness index, preferably determined according to ASTM E 313-15 (observer 10°/illuminant: D65) on sample plates with a layer thickness of 2 mm, both goals being able to stand alone or in combination with one another.
  • the polycarbonate compositions described in the following examples were extruded on a Berstorff ZE 25 extruder with a throughput of 10 kg/hour. made by compounding.
  • the melt temperature was 275°C.
  • Component Al Linear polycarbonate based on bisphenol A with a melt volume flow rate MVR of 19 cm 3 /(10 min) (according to ISO 1133:2012-03, at a test temperature of 300° C. and a load of 1.2 kg).
  • the product contains 250 ppm triphenylphosphine as component D2.
  • Component A2 Linear polycarbonate based on bisphenol A in powder form with a melt volume flow rate MVR of 19 cm 3 /(10 min) (according to ISO 1133:2012-03, at a test temperature of 300°C and 1.2 kg load).
  • Component B Kronos 2230 titanium dioxide from Kronos Titan GmbH, Leverkusen.
  • Component CI anatase-coated mica Mearlin Magnapearl 3000 from BASF SE, Ludwigshafen. This consisted of a mica coated with titanium dioxide. Muscovite was determined as the corresponding mica mineral by means of X-ray powder diffractometry. The ratio of both components was determined to be 56% mica and 44% anatase. The D50 value was determined as 5.7 ⁇ m using a Malvern Mastersizer.
  • Component C2 Titanium dioxide-coated mica Merlin Magnapearl 1000 from BASF SE, Ludwigshafen. This consisted of a mica coated with titanium dioxide. Muscovite was determined as the corresponding mica mineral by means of X-ray powder diffractometry. The ratio of both components was determined to be 72% mica and 28% anatase. The D50 value was determined to be 19 pm using a Malvern Mastersizer.
  • Component D1 Inorganic filler aluminum oxide AP 10, commercially available from Dreyplas GmbH.
  • Component D2 triphenylphosphine, commercially available from BASF SE, Ludwigshafen
  • Component D3 Paraloid EXL2300 from Dow. Acrylic core/shell impact modifier based on butyl acrylate rubber
  • melt volume flow rate was determined according to ISO 1133:2012-03 (at a test temperature of 300 °C, mass 1.2 kg) using the Zwick 4106 device from Zwick Ro- hurry In addition, the MVR was measured after 20 minutes of preheating (IMVR20'). This is a measure of melt stability under increased thermal stress.
  • the ash content was determined in accordance with DIN 51903:2012-11 (850°C, hold for 30 minutes).
  • the total reflectance spectrum was measured using a spectrophotometer based on the ASTM E 1331-04 standard.
  • the total transmission spectrum was recorded with a spectrophotometer
  • the layer thickness was 2 mm.
  • the yellowness index (Y.I.) was determined according to ASTM E 313-10 (observer: 10° / light type: D65) at a layer thickness of 2 mm.
  • Table 3 The same observations as above can also be made at a higher (20% by weight, V-14, E-15 to E-17) or lower (5% by weight, V11, E-12, E-13) content make titanium dioxide.
  • the reflection is initially increased (comparable with E-19 to E-21) and then significantly reduced again at higher concentrations (V-22 and V-23).

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Abstract

Beschrieben sind für Reflektoren geeignete, Titandioxid-haltige auf Polycarbonat basierende thermoplastische Zusammensetzungen, die Metalloxid-beschichteten Glimmer in sehr geringen Mengen enthalten. Durch den Glimmerzusatz kann eine Verbesserung der Reflexionswerte gegenüber denselben Mischungen ohne Glimmerkomponente beobachtet werden.

Description

Polycarbonat-Zusammensetzungen enthaltend Titandioxid und Metalloxid-beschichtete
Glimmerteilchen
Gegenstand der Erfindung sind Titandioxid enthaltende Polycarbonat-basierte Zusammensetzungen mit hoher Reflexion. Die Erfindung betrifft außerdem die Verbesserung der Reflexion. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung Formteile aus diesen Zusammensetzungen, etwa für Gehäuse bzw. Gehäuseteile oder sonstige Elemente im EE- und IT-Bereich, z.B. für Blenden und Schalter für die Automobilinnenbeleuchtung und insbesondere für Reflektoren von Beleuchtungseinheiten wie LED-Lampen oder LED-Arrays sowie Automobilfront- und Rückscheinwerfer oder Blinker.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Kunststoffen wie Polycarbonat Titandioxid hinzuzufügen, um die Reflexion zu verbessern.
CN 109867941 A etwa beschreibt ein reflektierendes Polycarbonat-Material, welches Titandioxid, ein flüssiges Silicon und weitere polymere Bestandteile enthält.
TW 200743656 A offenbart flammgeschützte, halogenfreie, reflektierende Polycarbonatzusammensetzungen, die neben Titandioxid anorganische Füllstoffe wie Ton oder Silica sowie weitere organische Komponenten wie optische Aufheller, Perfluoralkylenverbindungen und Metallsalze von aromatischen Schwefelverbindungen enthalten.
Die Reflexionswerte, die mit herkömmlichen Zusammensetzungen erreicht werden, erfüllen zunehmend nicht mehr die Erwartungen des Marktes. Es besteht für Bauteile, z.B. für Reflektoren, eine Nachfrage nach Zusammensetzungen mit immer höherer Reflexion, um die eingesetzte Energie so gut wie möglich zu nutzen.
Zur Erreichung hoher Reflexionsgrade sind aber hohe Mengen an Titandioxid erforderlich. Dies ist von Nachteil, da Titandioxid zum Abbau der Polycarbonatmatrix führen kann, womit es zu Schmelzeinstabilitäten kommen kann und die Viskosität des Compounds abnimmt, wodurch sich auch die thermischen und mechanischen Eigenschaften verschlechtern.
Die Menge an Titandioxid wirkt sich auch sehr deutlich auf den Preis der Polycarbonat- Zusammensetzungen aus, so dass es wünschenswert ist, die Reflexion durch andere Maßnahmen als durch den Zusatz noch größerer Mengen Titandioxid zu erhöhen.
Optische Aufheller, die zugesetzt werden könnten, haben wiederum den Nachteil, dass sie bei Einsatz zu einer nicht-linearen Reflexionskurve führen, was zu in einem blauen Farbstich des Materials führen kann, der als störend empfunden wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, Titandioxid-haltige, Polycarbonat-basierte Zusammensetzungen mit verbesserter Reflexion sowie entsprechende Formteile aus diesen Zusammensetzungen bereitzustellen, wobei die Zusammensetzungen bei verbesserter Reflexion bevorzugt kein signifikant schlechteres Fließverhalten bei der Verarbeitung aufweisen sollten und/oder auch ohne störenden Farbstich sein sollten.
Überraschenderweise wurde gefunden, dass Titandioxid-haltige Zusammensetzungen auf Basis von Polycarbonat erhöhte Reflexionswerte aufweisen, wenn Metalloxid-beschichtete Glimmerteilchen in sehr geringer Konzentration enthalten sind. Sofern der Glimmer als Interferenz- /Perlglanzpigment, als sogenanntes Effektpigment eingesetzt wird, werden üblicherweise einige Gewichtsprozent hiervon, bezogen auf die Zusammensetzung, zugesetzt. In der WO 2018/197572 Al ist beispielsweise eine Menge von 0,8 bis 3,0 Gew.-% genannt, in der WO 2019/224151 Al eine Menge von 0,8 bis < 5,0 Gew.-%. JP 2005015657 A, JP 2010138412 A und JP 2005015659 A beschreiben ebenfalls Polycarbonat-basierte, Titandioxid-haltige Zusammensetzungen, denen ein anorganischer Füllstoff, wie Glimmer, zugesetzt werden kann. Die Einsatzmenge beträgt 0,5 bis 15 Gewichtsteile, basierend auf 100 Gewichtsteilen Polycarbonat, womit eine gute Dimensionsstabilität gewährleistet sein soll. Hinsichtlich einer Verbesserung der Reflexion durch Glimmer findet sich in diesen Dokumenten kein Hinweis.
Erfindungsgemäß kann also zur überraschenden Steigerung der Reflexion Glimmer eingesetzt werden, und das in signifikant geringeren Mengen als Metalloxid-beschichteter Glimmer üblicherweise als Effektpigment, was der herkömmliche Verwendungszweck ist, zum Einsatz kommt. Dann ist die Konzentration der Metalloxid-beschichteten Glimmerteilchen so gering, dass ihr Charakter, als Effektpigment zu wirken, nicht visuell sichtbar wird und der brillantweiße Eindruck der Spritzgusskörper unverfälscht erhalten bleibt. Dabei wird das Fließverhalten der Zusammensetzungen nicht signifikant beeinflusst und die gute Verarbeitbarkeit im Spritzguss bleibt erhalten.
Erfindungsgemäße thermoplastische Zusammensetzungen sind daher solche, enthaltend
A) 44 Gew.-% bis 96,999 Gew.-% aromatisches Polycarbonat,
B) 3,0 Gew.-% bis 30,0 Gew.-% Titandioxid und
C) Metalloxid-beschichteter Glimmer, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Komponente C 0,001 Gew.-% bis 0,15 Gew.-% beträgt, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
Die Gewichts-%-Angaben beziehen sich auch nachfolgend jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung, soweit nicht anders angegeben. Erfindungsgemäß bevorzugte thermoplastische Zusammensetzungen enthalten
A) 44,9 Gew.-% bis 95,996 Gew.-% aromatisches Polycarbonat,
B) 4,0 Gew.-% bis 25 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,004 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% Metalloxid-beschichteter Glimmer, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
Grundsätzlich können in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen auch ein oder mehrere Blendpartner enthalten sein. Als Blendpartner geeignete thermoplastische Polymere sind beispielsweise Polystyrol, Styrol-Copolymere, aromatische Polyester wie Polyethylenterephthalat (PET), PET-Cyclohexandimethanol-Copolymer (PETG), Polyethylennaphthalat (PEN), Polybutylen- terephthalat (PBT), cyclisches Polyolefin, Poly- oder Copolyacrylatem, Poly- oder Copolymethac- rylat wie z.B. Poly- oder Copolymethylmethacrylate (wie PMMA), sowie Copolymere mit Styrol wie z.B. transparentes Polystyrolacrylnitril (PSAN), thermoplastische Polyurethane und/oder Polymere auf Basis von zyklischen Olefinen (z.B. TOPAS®, ein Handelsprodukt der Firma Ticona).
Weiter bevorzugte thermoplastische Zusammensetzungen bestehen aus
A) 44,9 Gew.-% bis 95,996 Gew.-% aromatischem Polycarbonat,
B) 4,0 Gew.-% bis 25 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,004 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% Metalloxid-beschichtetem Glimmer,
D) 0 bis 30 Gew.-% einem oder mehreren von den Komponenten B und C verschiedenen weiteren Additiv/en,
E) ggf. einem oder mehreren Blendpartnem, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
Noch weiter bevorzugte thermoplastische Zusammensetzungen bestehen aus
A) 44,9 Gew.-% bis 95,996 Gew.-% aromatischem Polycarbonat,
B) 4,0 Gew.-% bis 25 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,004 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% Metalloxid-beschichtetem Glimmer,
D) 0 bis 30 Gew.-% einem oder mehreren von den Komponenten B und C verschiedenen weiteren Additiv/en, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugte thermoplastische Zusammensetzungen bestehen aus
A) 64,9 Gew.-% bis 95,996 Gew.-% aromatischem Polycarbonat,
B) 4,0 Gew.-% bis 25 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,004 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% Metalloxid-beschichtetem Glimmer, D) 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer von den Komponenten B und C verschiedener weiterer Additiv/e, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
Ganz besonders bevorzugte thermoplastische Zusammensetzungen bestehen aus
A) 76,99 Gew.-% bis 94,994 Gew.-%, insbesondere 76,99 Gew.-% bis 94,993 Gew.-%, aromatischem Polycarbonat,
B) 5 Gew.-% bis 20 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,006 Gew.-% bis 0,010 Gew.-% Metalloxid-beschichtetem Glimmer,
D) 0 bis 3 Gew.-%, insbesondere 0,01 bis 3 Gew.-%, eines oder mehrerer von den Komponenten B und C verschiedener weiterer Additiv/e, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung beziehen sich die angegebenen Gew.-% der Komponenten A, B, C und ggf. D - soweit nicht explizit anders angegeben - jeweils auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung. Es versteht sich, dass sämtliche in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung enthaltenen Komponenten, d.h. die Mengen der Komponenten A, B, C, ggf. D, ggf. weitere Komponenten wie E, zusammen 100 Gew.-% ergeben. Die Zusammensetzung kann neben den Komponenten A, B, C, ggf. D grundsätzlich weitere Komponenten enthalten, sofern die zuvor erwähnten Kemeigenschaften der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erhalten bleiben. So können die Zusammensetzungen einen oder mehrere weitere Thermoplasten als Blendpartner enthalten, welche durch keine der Komponenten A bis D abgedeckt sind. Ganz besonders bevorzugt enthalten die vorbeschriebenen Zusammensetzungen aber keine weiteren Komponenten, sondern die Mengen der Komponenten A, B, C und ggf. D, insbesondere in den beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen, ergänzen sich zu 100 Gew.-%, d.h. die Zusammensetzungen bestehen aus den Komponenten A, B, C, ggf. D.
Es versteht sich, dass die eingesetzten Komponenten übliche Verunreinigungen, die beispielsweise aus ihren Herstellungsprozessen herrühren, enthalten können. Es ist bevorzugt, möglichst reine Komponenten einzusetzen. Es versteht sich weiterhin, dass diese Verunreinigungen auch bei einer geschlossenen Formulierung der Zusammensetzung enthalten sein können. Die Verunreinigungen sind Teil des Gesamtgewichts der jeweiligen Komponente.
Gegenstand der Erfindung ist auch die Verbesserung der Reflexion, bevorzugt bestimmt gemäß ASTM E 1331-2015 bei einer Schichtdicke von 2 mm, von Titandioxid-haltigen Polycarbonat- Zusammensetzungen, durch den Zusatz von Metalloxid-beschichteten Glimmerteilchen. Die Verbesserung der Reflexion bezieht sich auf die entsprechenden Zusammensetzungen ohne Me- talloxid-beschichtete Glimmerteilchen. Unter „Verbesserung der Reflexion“ wird jegliche Erhöhung des Reflexionswertes verstanden.
Es wird bevorzugt zudem auch eine Verbesserung des Yellowness-Index, weiter bevorzugt bestimmt nach ASTM E 313-15 (Beobachter 10° / Lichtart: D65) an Musterplatten mit einer Schichtdicke von 2 mm, erzielt. Auch hier ist die Referenz dieselbe wie vorstehend beschrieben. Unter „Verbesserung des Yellowness-Index“ wird jegliche Erniedrigung des Yellowness-Index verstanden.
Die als bevorzugt für die erfindungsgemäße Zusammensetzung genannten Merkmale gelten selbstverständlich auch in Hinblick auf die erfindungsgemäße Verwendung.
Die Reflexion der Zusammensetzungen, bei denen die Reflexion durch den Zusatz der Komponente C noch weiter verbessert wird, beträgt vor dem Zusatz der Komponente C bevorzugt mindestens 95 %, besonders bevorzugt mindestens 96 %, bestimmt nach ASTM E 1331-2015 bei einer Schichtdicke von 2 mm.
Die einzelnen Bestandteile der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind im Folgenden noch näher erläutert:
Komponente A
Unter „aromatischem Polycarbonat“ oder auch nur „Polycarbonat“ im erfindungsgemäßen Sinne werden sowohl aromatische Homopolycarbonate als auch aromatische Copolycarbonate verstanden. Dabei können die Polycarbonate in bekannter Weise linear oder verzweigt sein. Erfindungsgemäß können auch Mischungen von Polycarbonaten verwendet werden.
Erfindungsgemäße Zusammensetzungen enthalten als Komponente A mindestens 44 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 44,9 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 64,9 Gew.-%, noch weiter bevorzugt mindestens 76,99 Gew.-%, aromatisches Polycarbonat. Ein Anteil von mindestens 44 Gew.-%, bevorzugt mindestens 64,9 Gew.-%, aromatischem Polycarbonat an der Gesamtzusammensetzung bedeutet erfindungsgemäß, dass die Zusammensetzung auf aromatischem Polycarbonat basiert. Es kann ein einzelnes Polycarbonat oder eine Mischung mehrerer Polycarbonate vorliegen.
Die Herstellung der Polycarbonate, die in den Zusammensetzungen enthalten sind, erfolgt in bekannter Weise aus Dihydroxyarylverbindungen, 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", Poly- mer 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 bis 299 verwiesen.
Die Herstellung aromatischer Polycarbonate erfolgt z.B. durch Umsetzung von Dihydroxyarylverbindungen 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. Ebenso ist eine Herstellung über ein Schmelzepolymerisationsverfahren durch Umsetzung von Dihydroxyarylverbindungen mit beispielsweise Diphenylcarbonat möglich.
Für die Herstellung der Polycarbonate geeignete Dihydroxyarylverbindungen 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, a-a'-Bis-(hydroxyphenyl)- diisopropylbenzole, Phthalimidine, abgeleitet von Isatin- oder Phenolphthaleinderivaten, sowie deren kemalkylierte, kemarylierte und kemhalogenierte Verbindungen.
Bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen 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, 1,1- Bis-(3 ,5 -dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol und 1 , 1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-3 ,3 ,5 - trimethylcyclohexan, sowie die Bisphenole (I) bis (III) in denen R‘ jeweils für Ci- bis C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht.
Besonders bevorzugte Bisphenole sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,2-Bis- (3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 1 , 1 -Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1 , 1 -Bis-(4- hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 4,4'-Dihydroxydiphenyl und Dimethyl-Bisphenol A sowie die Bisphenole der Formeln (I), (II) und (III).
Diese und weitere geeignete Dihydroxyarylverbindungen sind z.B. in US 3 028 635 A, US 2 999 825 A, US 3 148 172 A, US 2 991 273 A, US 3 271 367 A, US 4 982 014 A und US 2 999 846 A, in DE 1 570 703 A, DE 2063 050 A, DE 2 036 052 A, DE 2 211 956 A und DE 3 832 396 A, in FR 1 561 518 A, in der Monographie "H. Schnell, Chemistry and Physics of Polycarbonates, Interscience Publishers, New York 1964" sowie in JP 62039/1986 A, JP 62040/1986 A und JP 105550/1986 A beschrieben.
Im Fall der Homopolycarbonate wird nur eine Dihydroxyarylverbindung eingesetzt, im Fall der Copolycarbonate werden mehrere Dihydroxyarylverbindungen eingesetzt.
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 Dihydroxyarylverbindungen. 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 Dihydroxyarylverbindungen.
Die Verzweiger können entweder mit den Dihydroxyarylverbindungen 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 Dihydroxyarylverbindungen eingesetzt.
Besonders bevorzugte Polycarbonate sind das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A, die Copolycarbonate auf Basis von l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und 4,4'- Dihydroxydiphenyl sowie die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan, sowie von den Dihydroxyarylverbindungen der Formeln (I), (II) und (III) in denen R‘ jeweils für Ci- bis C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht, abgeleitete Homo- oder Copolycarbonate, insbesondere mit Bisphenol A.
Bevorzugt sind auch Copolycarbonate, zu deren Herstellung Diphenole der allgemeinen Formel (la) eingesetzt wurden: wobei
R5 für Wasserstoff oder Ci- bis C4- Alkyl, Ci- bis C3 -Alkoxy, vorzugsweise für Wasserstoff; Methoxy oder Methyl, steht, R6, R7, R8 und R9 jeweils unabhängig voneinander für Ci- bis C4-Alkyl oder Cs- bis Ci2-Aryl, vorzugsweise für Methyl oder Phenyl stehen,
Y für eine Einfachbindung, SO2-, -S-, -CO-, -O-, Ci- bis Cs-Alkylen, C2- bis Cs-Alkyliden, Cs- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann oder für einen C5- bis Cs-Cycloalkylidenrest, der ein- oder mehrfach mit Ci- bis C4-Alkyl substituiert sein kann, bevorzugt für eine Einfachbindung, -O-, Isopropyliden oder für einen C5- bis Cs-Cycloalkylidenrest, der ein- oder mehrfach mit Ci- bis C4-Alkyl substituiert sein kann, steht,
V für Sauerstoff, C2- bis Ce-Alkylen oder C3- bis Ce-Alkyliden, bevorzugt für Sauerstoff oder Cs- Alkylen, p, q und r jeweils unabhängig für 0 oder 1 stehen, wenn q = 0 ist, W für eine Einfachbindung steht, wenn q = 1 und r = 0 ist, W für Sauerstoff, C2- bis Cö-Alkylen oder C3- bis Ce-Alkyliden, bevorzugt für Sauerstoff oder C3 -Alkylen steht, wenn q = 1 und r = 1 ist, W und V jeweils unabhängig für C2- bis Cö-Alkylen oder C3- bis Ce- Alkyliden, bevorzugt C3 -Alkylen steht,
Z für ein Ci - bis Cs-Alkylen, bevorzugt C2-Alkylen steht,
0 für eine durchschnittliche Anzahl von Wiederholungseinheiten von 10 bis 500, bevorzugt 10 bis 100 steht, und m für eine durchschnittliche Anzahl von Wiederholungseinheiten von 1 bis 10, bevorzugt 1 bis 6, weiter bevorzugt 1,5 bis 5 steht. Ebenso ist es möglich, dass Diphenole verwendet werden, in denen zwei oder mehrere Siloxanblöcke der allgemeinen Formel (la) über Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure miteinander unter Ausbildung von Estergruppen verknüpft sind.
Insbesondere bevorzugt sind (Poly)Siloxane der Formeln (2) und (3) wobei RI für Wasserstoff, Ci- bis C4 -Alkyl, vorzugsweise für Wasserstoff oder Methyl steht und insbesondere bevorzugt für Wasserstoff,
R2 unabhängig voneinander für Aryl oder Alkyl, bevorzugt für Methyl,
X für eine Einfachbindung, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, Ci- bis Cö-Alkylen, C2- bis Cs-Alkyliden oder für CÖ- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht,
X bevorzugt für eine Einfachbindung, Ci- bis Cs-Alkylen, C2- bis Cs-Alkyliden, C5- bis C12- Cycloalkyliden, -O-, -SO- -CO-, -S-, -SO2-, besonders bevorzugt steht X für eine Einfachbindung, Isopropyliden, C5- bis Ci2-Cycloalkyliden oder Sauerstoff, und ganz besonders bevorzugt für Isop- ropyliden steht, n eine durchschnittliche Zahl von 10 bis 400, bevorzugt 10 und 100, insbesondere bevorzugt 15 bis 50 bedeutet und m für eine durchschnittliche Zahl von 1 bis 10, bevorzugt von 1 bis 6 und insbesondere bevorzugt von 1,5 bis 5 steht.
Ebenso bevorzugt kann der Siloxanblock von folgender Struktur abgeleitet sein wobei a in Formel (IV), (V) und (VI) für eine durchschnittliche Zahl von 10 bis 400, bevorzugt 10 bis 100 und besonders bevorzugt für 15 bis 50 steht. Dabei ist es ebenso bevorzugt, dass mindestens zwei gleiche oder verschiedene der Siloxanblöcke der allgemeinen Formeln (IV), (V) oder (VI) über Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure miteinander unter Ausbildung von Estergruppen verknüpft sind.
Ebenso ist es bevorzugt, wenn in der Formel (la) p = 0 ist, V für Cj-Alkylen steht, r = 1 ist, Z für C2-Alkylen steht, R8 und R9 für Methyl stehen, q = 1 ist, W für Cs-Alkylen steht, m = 1 ist, R5 für Wasserstoff oder Ci- bis C4-Alkyl, vorzugsweise für Wasserstoff oder Methyl, steht, R6 und R7 jeweils unabhängig voneinander für Ci- bis C4 -Alkyl, vorzugsweise für Methyl stehen und 0 für 10 bis 500 steht.
Copolycarbonate mit Monomereinheiten der Formel (la) und insbesondere auch deren Herstellung sind in der WO 2015/052106 A2 beschrieben.
Die thermoplastischen Polycarbonate einschließlich der thermoplastischen, aromatischen Polyestercarbonate haben bevorzugt gewichtsmittlere Molekulargewichte Mw von 15.000 g/mol bis 40.000 g/mol, weiter bevorzugt bis 34.000 g/mol, besonders bevorzugt von 17.000 g/mol bis 33.000 g/mol, insbesondere von 19.000 g/mol bis 32.000 g/mol, ermittelt durch Gelpermeations - chromotographie, kalibriert gegen Bisphenol A-Polycarbonat Standards unter Verwendung von Dichlormethan als Elutionsmittel, Kalibrierung mit linearen Polycarbonaten (aus Bisphenol A und Phosgen) bekannter Molmassenverteilung der PSS Polymer Standards Service GmbH, Deutschland, Kalibrierung nach der Methode 2301-0257502-09D (aus dem Jahre 2009 in deutscher Sprache) der Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen. Das Elutionsmittel ist Dichlormethan. Säulenkombination aus vernetzten Styrol-Divinylbenzolharzen. Durchmesser der analytischen Säulen: 7,5 mm; Länge: 300 mm. Partikelgrößen des Säulenmaterials: 3 qm bis 20 qm. Konzentration der Lösungen: 0,2 Gew.-%. Flussrate: 1,0 ml/min, Temperatur der Lösungen: 30°C. Verwendung einer UV- und/oder RI-Detektion.
Zur Einarbeitung von Additiven wird die Komponente A bevorzugt in Form von Pulvern, Granulaten oder von Gemischen aus Pulvern und Granulaten eingesetzt.
Komponente B
Erfindungsgemäße Zusammensetzungen enthalten 3,0 Gew.-% bis 30,0 Gew.-%, bevorzugt 4,0 Gew.-% bis 25 Gew.-%, besonders bevorzugt 5 Gew.-% bis 20 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 5,0 Gew.-% bis 20,0 Gew.-%, Titandioxid.
Das Titandioxid gemäß Komponente B der erfmdungsgemäßen Zusammensetzungen weist bevorzugt eine mittlere Partikelgröße D50, bestimmt mittels Rasterelektronenmikroskopie (STEM), von 0,1 bis 5 qm, bevorzugt 0,2 qm bis 0,5 qm, auf. Das Titandioxid kann aber auch eine andere Parti- kelgröße aufweisen, z.B. eine mittlere Partikelgröße D50, bestimmt mittels Rasterelektronenmikroskopie (STEM), von > 0,5 pm, etwa 0,65 bis 1,15 pm.
Das Titandioxid weist bevorzugt eine Rutilstruktur auf.
Das erfindungsgemäß eingesetzte Titandioxid ist ein Weißpigment, Ti(IV)O2. Farbige Titandioxide enthalten neben Titan noch Elemente wie Sb, Ni, Cr in signifikanten Mengen, so dass sich ein anderer Farbeindruck als „weiß“ ergibt. Es versteht sich, dass beim Weißpigment Titandioxid auch Spuren anderer Elemente als Verunreinigungen enthalten sein können. Diese Mengen sind jedoch so gering, dass das Titandioxid hierdurch keinen Farbstich bekommt.
Geeignete Titandioxide sind bevorzugt solche, welche nach dem Chlorid-Verfahren hergestellt, hydrophobiert, speziell nachbehandelt und für den Einsatz in Polycarbonat geeignet sind. Grundsätzlich kann in erfindungsgemäßen Zusammensetzungen statt beschlichtetem Titandioxid auch unbeschlichtetes Titandioxid oder eine Mischung aus beidem eingesetzt werden. Der Einsatz von beschlichtetem Titandioxid ist jedoch bevorzugt.
Zu möglichen Oberflächenmodifikationen von Titandioxid zählen anorganische und organische Modifikationen. Hierzu zählen z.B. Oberflächenmodifikationen auf Aluminium- oder Polysiloxanbasis. Eine anorganische Beschichtung kann 0,0 Gew.-% bis 5,0 Gew.-% Siliciumdioxid und/oder Aluminiumoxid enthalten. Eine Modifikation auf organischer Basis kann 0,0 Gew.-% bis 3,0 Gew.- % eines hydrophoben Benetzungsmittels enthalten. Das Titandioxid hat bevorzugt eine Ölabsorptionszahl, bestimmt nach DIN EN ISO 787-5:1995-10, von 12 bis 18 g/100 g Titandioxid, weiter bevorzugt von 13 bis 17 g/ 100 g Titandioxid, besonders bevorzugt von 13,5 bis 15,5 g/100 g Titandioxid.
Besonders bevorzugt ist Titandioxid mit der Normbezeichnung R2 gemäß DIN EN ISO 591- 1 :2001-08, welches mit Aluminium- und/oder Siliciumverbindungen stabilisiert ist und einen Titandioxid-Gehalt von mindestens 96,0 Gew.-% aufweist. Derartige Titandioxide sind unter den Markennamen Kronos 2233 und Kronos 2230 erhältlich.
Komponente C
Bei Komponente C der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen handelt es sich um Metalloxid- beschichteten Glimmer. Der eingesetzte Glimmer ist partikelformig.
Bevorzugt ist dies ein Interferenz- und/oder Perlglanzpigment aus der Gruppe der Metalloxid- beschichteten Glimmer.
Der Glimmer kann natürlich vorkommender oder synthetisch hergestellter Glimmer sein, wobei letzterer aufgrund der üblicherweise höheren Reinheit bevorzugt ist. Glimmer, der aus der Natur gewonnen wird, ist üblicherweise von weiteren Mineralien begleitet. Der Glimmer ist vorzugsweise Muskovit-basiert, d.h. er umfasst bevorzugt mindestens 60 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 70 Gew.-%, noch weiter bevorzugt mindestens 85 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 90 Gew. % Muskovit, bezogen auf das Gesamtgewicht des Glimmeranteils - ohne Metalloxid- Beschichtung.
Die Metalloxid-Beschichtung umfasst vorzugsweise eine oder mehrere Beschichtungsschichten, enthaltend Titandioxid, Zinnoxid, Aluminiumoxid und/oder Eisenoxid, wobei das Metalloxid weiter bevorzugt Eisen(III)-oxid (FezOa), Eisen(II, III)-oxid (FejCE, eine Mischung aus FezOa und FeO) und/oder Titandioxid ist, besonders bevorzugt Titandioxid. Die Metalloxid-Beschichtung ist somit ganz besonders bevorzugt eine Titandioxid-Beschichtung.
Der Anteil des Titandioxids am Gesamtgewicht der Komponente C beträgt vorzugsweise 20 bis 60 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 25 bis 50 Gew.-% und der Anteil des Glimmers vorzugsweise 40 bis 80 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 50 bis 75 Gew.-%.
Als Titandioxid sind Rutil und/oder Anatas bevorzugt. Bevorzugt sind mindestens 90 Gew.-%, weiter bevorzugt mindestens 95 Gew.-%, noch weiter bevorzugt mindestens 98 Gew.-%, der Komponente C Anatas- und/oder Rutil-beschichteter Glimmer.
Um die Verträglichkeit mit der Polymermatrix aus Polycarbonat zu erhöhen, ist der Glimmer vorzugsweise zusätzlich mit einer Silikat-Beschichtung versehen, insbesondere einer Sol-Gel- Beschichtung. Dabei wird unter Silikat-Beschichtung erfindungsgemäß insbesondere auch eine Beschichtung aus Siliciumdioxid verstanden. Hierdurch wird üblicherweise gleichzeitig die Wetterund Chemikalienbeständigkeit des Glimmers erhöht.
Die mittlere Partikelgröße (D50) der Komponente C, bestimmt mittels Laserdiffraktometrie an einer wässrigen Aufschlämmung der Komponente C, beträgt bevorzugt zwischen 1 und 100 pm, bei synthetischem Glimmer weiter bevorzugt zwischen 5 bis 80 pm und bei natürlichem Glimmer weiter bevorzugt zwischen 3 und 30 pm, generell bei Glimmer besonders bevorzugt zwischen 3,5 bis 25 pm, ganz besonders bevorzugt 4,0 bis 22 pm. Der D90-Wert, ebenfalls bestimmt mittels Laserdiffraktometrie an einer wässrigen Aufschlämmung der Komponente C, beträgt bei synthetischem Glimmer vorzugsweise von 10 bis 150 pm und bei natürlichem Glimmer vorzugsweise von 5 bis 80 pm. Die Dichte des Pigments beträgt vorzugsweise 2,5 bis 5,0 g/cm3, weiter bevorzugt 2,8 bis 4,0 g/cm3, besonders bevorzugt von 3,0 bis 3,4 g/cm3, bestimmt nach DIN EN ISO 1183- 1 :2013-04.
Entsprechende Metalloxid-beschichtete Glimmer, die herkömmlich als Perlglanz- und/oder Interferenzpigmente eingesetzt werden, sind unter Anderem unter den Namen „Magnapearl“ oder „Mear- lin Magnapearl“ von der BASF SE oder unter den Namen „Iriodin“ oder „Candurin“ von der Merck SE erhältlich.
Der Anteil des mindestens einen Metalloxid-beschichteten Glimmers an der gesamten auf Polycar- bonat-basierenden Zusammensetzung beträgt 0,001 Gew.-% bis 0,15 Gew.-%, bevorzugt 0,004 Gew.-% bis 0,1 Gew.-%, weiter bevorzugt bis 0,10 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0,005 Gew.-% bis 0,02 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,006 Gew.-% bis 0,010 Gew.-%.
Komponente D
Zusätzlich sind optional weitere Additive, bevorzugt bis zu 30 Gew.-%, weiter bevorzugt bis zu 10,0 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0,01 Gew.-% bis 6,0 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,1 Gew.- % bis 3,0 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,2 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%, insbesondere bis 0,5 Gew.-% sonstige übliche Additive („weitere Additive“) enthalten. Die Gruppe der weiteren Additive umfasst kein Titandioxid, da dieses bereits als Komponente B beschrieben ist. Ebenso umfasst die Gruppe der weiteren Additive keinen Glimmer gemäß Komponente C.
Solche weiteren Additive, wie sie üblicherweise Polycarbonaten zugesetzt werden, sind insbesondere Thermostabilisatoren, Flammschutzmittel, Antioxidantien, Entformungsmittel, Antitropfmittel, etwa Polytetrafluorethylen (Teflon) oder SAN-gekapseltes PTFE (z.B. Blendex 449), UV- Absorber, IR-Absorber, Schlagzähmodifikatoren, Antistatika, optische Aufheller, von Komponente B verschiedene Füllstoffe, z. B. Talk, Silikate oder Quarz, Lichtstreumittel, Hydrolysestabilisatoren, Verträglichkeitsvermittler, organische Farbmittel, organische Pigmente, von Komponente B verschiedene anorganische Pigmente und/oder Additive zur Lasermarkierung, insbesondere in den für Polycarbonat-basierte Zusammensetzungen üblichen Mengen. Derartige Additive sind beispielsweise in EP-A 0 839 623, WO-A 96/15102, EP-A 0 500 496 oder im „Plastics Additives Handbook“, Hans Zweifel, 5th Edition 2000, Hanser Verlag, München beschrieben. Diese Additive können einzeln oder auch im Gemisch zugesetzt werden. Es versteht sich, dass nur solche Additive und nur in solchen Mengen zugesetzt werden dürfen, wenn sie sich nicht signifikant negativ auf den erfindungsgemäßen Effekt der verbesserten Reflexion auswirken. Ruß z.B. ist bevorzugt nicht enthalten. Es muss weiterhin eine Verbesserung der Reflexion gegenüber solchen entsprechenden Referenzzusammensetzungen zu beobachten sein, die sich lediglich dadurch, dass sie keinen Glimmer gemäß Komponente C enthalten, von der erfindungsgemäßen Zusammensetzung unterscheiden.
Bevorzugt sind die Additive ausgewählt aus der Gruppe der Thermostabilisatoren, Flammschutzmittel, Antioxidantien, Entformungsmittel, Antitropfmittel, UV-Absorber, IR-Absorber, Schlagzähmodifikatoren, Antistatika, optische Aufhellern, von Komponente B verschiedenen Füllstoffe, Lichtstreumittel, organischen Farbmittel, organischen Pigmente, von Komponente B verschiedenen anorganischen Pigmente, Hydrolysestabilisatoren, Umesterungsinhibitoren, Verträglichkeitsver- mittler und/oder Additiven zur Lasermarkierung. Sofern Additive enthalten sind, können ein oder mehrere dieser Additive die Komponente D in einer erfindungsgemäßen Zusammensetzung darstellen.
Die weiteren Additive sind besonders bevorzugt solche aus der Gruppe, bestehend aus Flammschutzmitteln, Antitropfmitteln, UV-Absorbem, Thermostabilisatoren, Antioxidantien, Antistatika, Entformungsmitteln, Schlagzähmodifikatoren, Farbmitteln, Umesterungsinhibitoren.
Die Zusammensetzungen enthalten weiter bevorzugt mindestens ein Flammschutzmittel, ausgewählt aus der Gruppe der Alkali-, Erdalkali-, Ammoniumsalze von aliphatischen bzw. aromatischen Sulfonsäure-, Sulfonamid- und Sulfonimidderivaten, oder auch Kombinationen aus diesen.
Unter „Derivaten“ werden erfindungsgemäß an dieser und anderer Stelle solche Verbindungen verstanden, deren Molekülstruktur an der Stelle eines H-Atoms oder einer funktionellen Gruppe ein anderes Atom oder eine andere Atomgruppe besitzt bzw. bei denen ein oder mehrere Atome/Atomgruppen entfernt wurden. Die Stammverbindung ist somit noch weiterhin erkennbar.
Besonders bevorzugt umfassen erfindungsgemäße Zusammensetzungen als Flammschutzmittel ein oder mehrere Verbindungen, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Natrium- oder Kaliumperfluorbutansulfat, Natrium- oder Kaliumperfluormethansulfonat, Natrium- oder Kaliumperflu- oroctansulfat, Natrium- oder Kalium-2,5-dichlorbenzolsulfat, Natrium- oder Kalium-2,4,5- trichlorbenzolsulfat, Natrium- oder Kaliumdiphenylsulfonsulfonat, Natrium- oder Kalium-2- formylbenzolsulfonat, Natrium- oder Kalium-(N-benzolsulfonyl)-benzolsulfonamid oder deren Mischungen.
Bevorzugt werden Natrium- oder Kaliumperfluorbutansulfat, Natrium- oder Kaliumperfhioroctan- sulfat, Natrium- oder Kaliumdiphenylsulfonsulfonat oder deren Mischungen eingesetzt. Ganz besonders bevorzugt ist Kaliumperfluor- 1 -butansulfonat, welches kommerziell erhältlich ist, unter anderem als Bayowet® C4 von der Firma Lanxess, Leverkusen, Deutschland.
Die Mengen von Alkali-, Erdalkali- und/oder Ammoniumsalzen von aliphatischen bzw. aromatischen Sulfonsäure-, Sulfonamid- und Sulfonimidderivaten in der Zusammensetzung, sofern diese eingesetzt werden, betragen bevorzugt insgesamt 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,06 Gew.-% bis 0,3 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,06 Gew.-% bis 0,2 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,065 Gew.-% bis 0,12 Gew.-%.
Zusätzlich oder alternativ enthaltene, bevorzugte Additive sind Thermostabilisatoren. Als Thermostabilisatoren sind insbesondere Phosphor-basierte Stabilisatoren, ausgewählt aus der Gruppe der Phosphate, Phosphite, Phosphonite, Phosphine und deren Mischungen, geeignet. Es können auch Mischungen von verschiedenen Verbindungen aus einer dieser Untergruppen eingesetzt werden, z.B. zwei Phosphite.
Als Thermostabilisatoren werden bevorzugt Phosphor-Verbindungen mit der Oxidationszahl +III, insbesondere Phosphine und/oder Phosphite, eingesetzt.
Als Thermostabilisatoren eignen sich besonders bevorzugt Triphenylphosphin, Tris-(2,4-di-tert- butylphenyl)phosphit (Irgafos® 168), Tetrakis-(2,4-di-tert-butylphenyl)-[l,l-biphenyl]-4,4'- diylbisphosphonit, Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat (Irganox® 1076), Bis-(2,4-dicumylphenyl)-pentaerythritoldiphosphit (Doverphos® S-9228), Bis-(2,6-di-tert-butyl-4- methylphenyl)-pentaerythritoldiphosphit (ADK STAB PEP-36).
Sie werden allein oder im Gemisch, z. B. Irganox® B900 (Gemisch aus Irgafos® 168 und Irganox® 1076 im Verhältnis 4:1) oder Doverphos® S-9228 mit Irganox® B900 bzw. Irganox® 1076, eingesetzt.
Die Thermostabilisatoren werden bevorzugt in Mengen bis zu 1,0 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,003 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0,005 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,01 Gew.-% bis 0,2 Gew.-%, eingesetzt.
Bevorzugt Additive sind auch spezielle UV-Stabilisatoren, die eine möglichst geringe Transmission unterhalb 400 nm und eine möglichst hohe Transmission oberhalb von 400 nm besitzen. Für den Einsatz in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung besonders geeignete Ultraviolett-Absorber sind Benzotriazole, Triazine, Benzophenone und/oder arylierte Cyanoacrylate.
Besonders geeignete Ultraviolett-Absorber sind Hydroxy-Benzotriazole, wie 2-(3',5'-Bis-(l,l- dimethylbenzyl)-2'-hydroxy-phenyl)-benzotriazol (Tinuvin® 234, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(2'- Hydroxy-5'-(tert.-octyl)-phenyl)-benzotriazol (Tinuvin® 329, BASF SE, Ludwigshafen), Bis-(3- (2H-benztriazolyl)-2 -hydroxy -5 -tert. -octyl)methan (Tinuvin® 360, BASF SE, Ludwigshafen), 2- (4,6-Diphenyl-l,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyloxy)-phenol (Tinuvin® 1577, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(5chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-6-(l,l-dimethylethyl)-4-methyl-phenol (Tinuvin® 326, BASF SE, Ludwigshafen), sowie Benzophenone wie 2,4-Dihydroxybenzophenon (Chimasorb® 22 , BASF SE, Ludwigshafen) und 2-Hydroxy-4-(octyloxy)-benzophenon (Chimassorb® 81, BASF SE, Ludwigshafen), 2,2-Bis[[(2-cyano-l-oxo-3,3-diphenyl-2-propenyl)oxy]-methyl]-l,3-propandiylester (9CI) (Uvinul 3030, BASF SE, Ludwigshafen), 2-[2-Hydroxy-4-(2-ethylhexyl)oxy]phenyl-4,6- di(4-phenyl)phenyl-l,3,5-triazine (Tinuvin 1600, BASF SE, Ludwigshafen), Tetraethyl-2,2'-(l,4- phenylen-dimethyliden)-bismalonat (Hostavin B-Cap, Clariant AG) oder N-(2-Ethoxyphenyl)-N'- (2-ethylphenyl)-ethandiamid (Tinuvin 312, CAS-Nr. 23949-66-8, BASF SE, Ludwigshafen). Besonders bevorzugte spezielle UV-Stabilisatoren sind Tinuvin 360, Tinuvin 329, Tinuvin 326, Tinuvin 1600, Tinuvin 312, Uvinul 3030 und/oder Hostavin B-Cap ganz besonders bevorzugt sind Tinuvin 329 und Tinuvin 360.
Es können auch Mischungen der genannten Ultraviolett-Absorber eingesetzt werden.
Sofern UV-Absorber enthalten sind, enthält die Zusammensetzung bevorzugt Ultraviolett-Absorber in einer Menge bis 0,8 Gew.-%, bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,08 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 0,35 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auch Phosphate oder Sulfonsäureester als Umesterungsinhibitoren enthalten. Bevorzugt ist Triisooctylphosphat als Umesterungsinhibitor enthalten. Triisooctylphosphat wird bevorzugt in Mengen von 0,003 Gew.-% bis 0,05 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,005 Gew.-% bis 0,04 Gew.-% und besonders bevorzugt von 0,01 Gew.-% bis 0,03 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung, eingesetzt.
Beispiele für als Additive geeignete Schlagzähmodifikatoren sind: Acrylat-core-shell-Systeme wie ABS oder MBS oder Butadienkautschuke (Paraloid-Typen von DOW Chemical Company); Olefin- Acrylat-Copolymere wie z. B. Elvaloy®-Typen von DuPont; Siliconacrylatkautschuke wie z. B. die Metablen®-Typen von Mitsubishi Rayon Co., Ltd..
Ganz besonders bevorzugt ist als weiteres Additive mindestens eines, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Thermostabilisatoren, Entformungsmitteln, Antioxidantien, Schlagzähmodifikatoren, Flammschutzmitteln, Antitropfmitteln, enthalten, insbesondere in einer Menge von 0 bis 3 Gew.-%. Dabei können auch Mischungen von zwei oder mehreren der vorgenannten Additive enthalten sein.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind bevorzugt frei von optischen Aufhellern.
Äußerst bevorzugt ist mindestens ein Additiv aus der Gruppe, bestehend aus Thermostabilisatoren, Flammschutzmitteln, Schlagzähmodifikatoren in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen enthalten. Hierbei können auch zusätzliche Additive aus der Gruppe der weiteren Additive gemäß Komponente D enthalten sein, müssen es aber nicht.
Als weiteres Additiv kann mindestens ein Antitropfmittel enthalten sein, bevorzugt in einer Menge von 0,05 Gew.-% bis 1,5 Gew.-%, insbesondere 0,1 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, enthaltend die Komponenten A bis C sowie ggf. D und ggf. Blendpartner, erfolgt mit gängigen Einarbeitungsverfahren durch Zusam- menfuhrung, Vermischen und Homogenisieren der einzelnen Bestandteile, wobei insbesondere die Homogenisierung bevorzugt in der Schmelze unter Einwirkung von Scherkräften stattfindet. Gege- benenfalls erfolgt das Zusammenfuhren und Vermischen vor der Schmelzehomogenisierung unter Verwendung von Pulvervormischungen.
Es können auch Vormischungen aus Granulaten oder Granulaten und Pulvern mit den Komponenten B, C und ggf. D, mit dem Polycarbonat oder auch mit dem ggf. vorhandenen Blendpartner, verwendet werden.
Es können auch Vormischungen verwendet werden, die aus Lösungen der Mischungskomponenten in geeigneten Lösungsmitteln hergestellt worden sind, wobei gegebenenfalls in Lösung homogenisiert wird und das Lösungsmittel anschließend entfernt wird.
Insbesondere können hierbei die Komponenten der erfindungsgemäßen Zusammensetzung durch bekannte Verfahren oder als Masterbatch in das Polycarbonat, ggf. in das Polycarbonat mit Blendpartner, eingebracht werden.
Die Verwendung von Masterbatchen ist zum Einbringen der Komponenten B bis D, einzeln oder in Mischung, bevorzugt.
In diesem Zusammenhang kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung in üblichen Vorrichtungen wie Schneckenextrudem (zum Beispiel Zweischneckenextruder, ZSK), Knetern, Brabender- oder Banbury-Mühlen zusammengeführt, vermischt, homogenisiert und anschließend extrudiert werden. Nach der Extrusion kann das Extrudat abgekühlt und zerkleinert werden. Es können auch einzelne Komponenten vorgemischt werden und dann können die restlichen Ausgangsstoffe einzeln und/oder ebenfalls gemischt hinzugegeben werden.
Die Zusammenführung und Durchmischung einer Vormischung in der Schmelze kann auch in der Plastifiziereinheit einer Spritzgussmaschine erfolgen. Hierbei wird die Schmelze im anschließenden Schritt direkt in einen Formkörper überführt.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen bevorzugt eine Schmelze-Volumenfließrate (MVR) von 3 bis 40 cm3/(10 min), weiter bevorzugt von 6 bis 30 cm3/(10 min), noch weiter bevorzugt von 8 bis 25 cm3/(10 min), besonders bevorzugt von 9 bis 24 cm3/(10 min), bestimmt nach ISO 1133:2012-3 (Prüftemperatur 300°C, Masse 1,2 kg), auf. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen werden vorzugsweise zur Herstellung von Formteilen verwendet.
Die Herstellung der Formteile erfolgt vorzugsweise durch Spritzguss, Extrusion oder aus Lösung in einem Gießprozess. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen können auf üblichen Maschinen, beispielsweise auf Extrudern oder Spritzgussmaschinen, zu beliebigen Formkörpem, wie beispielsweise Folien, Platten oder Flaschen, in üblicher Weise verarbeitet werden. Die Zusammensetzungen bzw. Formteile aus den Zusammensetzungen erscheinen dem Betrachter „strahlend-weiß“. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind zur Herstellung von Mehrschichtsystemen geeignet. Hierbei wird die Polycarbonat-haltige Zusammensetzung in einer oder mehreren Schicht(en) auf einen geformten Gegenstand aus einem Kunststoff aufgebracht bzw. dient selber als Substratschicht, auf welche eine oder mehrere weitere Schichten aufgebracht werden. Das Aufbringen kann zugleich mit oder unmittelbar nach der Formgebung des Formkörpers geschehen, zum Beispiel durch Hinterspritzen einer Folie, Coextrusion oder Mehrkomponentenspritzguss. Das Aufbringen kann aber auch auf den fertig geformten Grundkörper geschehen, z.B. durch Lamination mit einem Film, Umspritzen eines vorhandenen Formkörpers oder durch Beschichtung aus einer Lösung.
Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind zur Herstellung von Bauteilen im Beleuchtungssektor, wie etwas Reflektoren von Lampen, insbesondere LED-Lampen oder LED-Arrays, im Au- tomotive-Bereich, etwa Scheinwerfer- und Rücklichtreflektoren, von Teilen für Blinker, Blenden, Schalter, oder -rahmen, sowie zur Herstellung von Rahmen bzw. Rahmenteilen bzw. Gehäuseoder Gehäuseteilen im EE (Elektro/Elektronik)- und IT-Bereich geeignet. Aufgrund der sehr guten Reflexionswerte werden die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen bevorzugt zur Herstellung von Reflektoren eingesetzt. Diese und sonstige Formteile, bestehend aus den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen oder umfassend - z.B. bei Mehrkomponentenspritzguss - diese, einschließlich der Formteile, die eine Schicht eines Mehrschichtsystems bzw. Schichten von Mehrschichtsys- temen bzw. ein Element eines oben genannten Bauteils darstellen oder ein solches Bauteil sind, aus („bestehend aus“) diesen erfindungsgemäßen Zusammensetzungen, sind ebenfalls Gegenstand dieser Anmeldung. Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen sind auch in Form von Filamenten, als Granulat oder Pulver einsetzbar als Material im 3D-Druck.
Die für die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen vorstehend beschriebenen Ausführungsfor- men gelten - soweit anwendbar - auch für die erfindungsgemäße Verwendung der Komponente C.
Diese ist die Verwendung von Metalloxid-beschichtetem Glimmer zur Verbesserung der Reflexion von Titandioxid-haltigen Polycarbonat-Zusammensetzungen, wobei die Reflexion vorzugsweise bestimmt wird gemäß ASTM E 1331-2015 bei einer Schichtdicke von 2 mm, sowie die Verwendung von Metalloxid-beschichtetem Glimmer zur Verbesserung des Yellowness-Index, vorzugsweise bestimmt nach ASTM E 313-15 (Beobachter 10° / Lichtart: D65) an Musterplatten mit einer Schichtdicke von 2 mm, wobei beide Ziele alleine oder in Kombination miteinander stehen können.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung illustrieren, ohne sie jedoch einzuschränken. Beispiele
1. Beschreibung der Rohstoffe und Prüfmethoden
Die in den folgenden Beispielen beschriebenen Polycarbonatzusammensetzungen wurden auf einem Extruder ZE 25 der Fa. Berstorff mit einem Durchsatz von 10 kg/Std. durch Compoundierung hergestellt. Die Schmelzetemperatur betrug 275 °C.
Komponente Al: Lineares Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A mit einer Schmelze- Volumenfließrate MVR von 19 cm3/(10 min) (gemäß ISO 1133:2012-03, bei einer Prüftemperatur 300°C und 1,2 kg Belastung). Das Produkt enthält 250 ppm Triphenylphosphin als Komponente D2.
Komponente A2: Lineares Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A in Pulverform mit einer Schmelze-Volumenfließrate MVR von 19 cm3/(10 min) (gemäß ISO 1133:2012-03, bei einer Prüftemperatur 300°C und 1,2 kg Belastung).
Komponente B: Titandioxid Kronos 2230 der Firma Kronos Titan GmbH, Leverkusen.
Komponente CI: Anatas-beschichteter Glimmer Mearlin Magnapearl 3000 der Firma BASF SE, Ludwigshafen. Dieser bestand aus einem Glimmer, welcher mit Titandioxid beschichtet ist. Mittels Röntgenpulverdiffraktometrie wurde Muskovit als entsprechendes Glimmermineral bestimmt. Das Verhältnis beider Komponenten wurde zu 56% Glimmer und 44% Anatas bestimmt. Der D50-Wert wurde mittels eines Malvern Mastersizer zu 5,7 pm bestimmt.
Komponente C2: Titandioxid-beschichteter Glimmer Merlin Magnapearl 1000 der BASF SE, Ludwigshafen. Dieser bestand aus einem Glimmer, welcher mit Titandioxid beschichtet ist. Mittels Röntgenpulverdiffraktometrie wurde Muskovit als entsprechendes Glimmermineral bestimmt. Das Verhältnis beider Komponenten wurde zu 72% Glimmer und 28% Anatas bestimmt. Der D50-Wert wurde mittels eines Malvern Mastersizer zu 19 pm bestimmt.
Komponente Dl: Anorganischer Füllstoff Aluminiumoxid AP 10, kommerziell erhältlich bei der Firma Dreyplas GmbH.
Komponente D2: Triphenylphosphin, kommerziell erhältlich bei der BASF SE, Ludwigshafen
Komponente D3: Paraloid EXL2300 der Firma Dow. Acrylischer Kem/Schale- Schlagzähmodifikator basierend auf Butylacrylat-Kautschuk
Die Bestimmung des Schmelze-Volumenfließrate (MVR) erfolgte nach ISO 1133:2012-03 (bei einer Prüftemperatur von 300 °C, Masse 1,2 kg) mit dem Gerät Zwick 4106 der Firma Zwick Ro- eil. Zusätzlich wurde der MVR nach 20 Minuten Vorwärmzeit gemessen (IMVR20'). Dies ist ein Maß für die Schmelzestabilität unter erhöhtem thermischem Stress.
Die Bestimmung des Aschegehaltes erfolgte nach DIN 51903:2012-11 (850°C, 30 min halten).
Das totale Reflexionsspektrum wurde mit einem Spektralphotometer auf Basis der Norm ASTM E 1331-04 gemessen. Das totale Transmissionsspektrum wurde mit einem Spektralphotometer auf
Basis der Norm ASTM E 1348 -15 gemessen. Die Schichtdicke betrug 2 mm.
Aus dem so erhaltenen Transmissions- oder Reflexionsspektrum wurden die visuelle Transmission Ty (nach Lichtart D65, Beobachter 10°) oder die visuelle Reflexion Ry (nach Lichtart D65, Beobachter 10°) jeweils nach ASTM E 308 -08 berechnet. Die gilt auch für die Farbwerte L*a*b*.
Der Glanz wurde nach ASTM D 523-14 bestimmt.
Der Yellowness-Index (Y.I.) wurde nach ASTM E 313-10 (Beobachter: 10° / Lichtart: D65) bei einer Schichtdicke von 2 mm bestimmt.
Erfindungsgemäße Versuche sind in der nachfolgenden Tabelle mit „E“ bezeichnet, Vergleichsver- suche mit „V“.
abelle 1:
er Zusatz geringer Mengen der Glimmerkomponente CI fuhrt zu einer deutlichen Verbesserung der Reflexion (V-l im Vergleich mit E-2 bis E-4). Eine Meng on 0,5 Gew.-% der Glimmerkomponente hat allerdings einen gegenteiligen Effekt (V-5): Die Reflexion ist deutlich verschlechtert. abelle 2:
uch bei Zusatz eines Additivs, hier des Schlagzähmodifikators gemäß Komponente D3, ist eine Verbesserung der Reflexion durch den Zusatz der Glimmerkompoente CI erkennbar.
abelle 3: leiche Beobachtungen wie zuvor lassen sich auch bei höherem (20 Gew.-%, V-14, E-15 bis E-17) oder niedrigerem Gehalt (5 Gew.-%, V-l l, E-12, E-13) an Ti andioxid machen.
abelle 4:
rch Zugabe der Glimmerkomponente C2 wird die Reflexion zunächst erhöht (E-19 bis E-21 vergleichbar), um dann bei höheren Konzentrationen wieder signifi- t abzunehmen (V-22 und V-23).
abelle 5:
ie Zugabe der Glimmer-Komponente Cl in E-26 fuhrt zu einer Erhöhung der Reflexion im Vergleich zu V-25, das die Komponente CI nicht enthält.

Claims

Patentansprüche:
1. Thermoplastische Zusammensetzung, enthaltend
A) 44 Gew.-% bis 96,999 Gew.-% aromatisches Polycarbonat,
B) 3,0 Gew.-% bis 30,0 Gew.-% Titandioxid und
C) Metalloxid-beschichteten Glimmer, dadurch gekennzeichnet, dass die Menge der Komponente C 0,001 Gew.-% bis 0,15 Gew.-% beträgt, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
2. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der D50-Wert der Komponente C, bestimmt mittels Laserdiffraktometrie an einer wässrigen Aufschlämmung des Glimmers, 1 bis 100 pm beträgt.
3. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der D50-Wert der Komponente C, bestimmt mittels Laserdiffraktometrie an einer wässrigen Aufschlämmung des Glimmers, 4,5 bis 22,0 pm beträgt.
4. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Metalloxid-Beschichtung des Metalloxid-beschichteten Glimmers eine Titandi- oxid-Beschichtung ist.
5. Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 4, wobei der Anteil des Titandioxids der Beschichtung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Komponente C, 25 bis 50 Gew.-% beträgt.
6. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als aromatisches Polycarbonat ausschließlich auf Bisphenol A-basierendes Polycarbonat enthalten ist.
7. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus
A) 44,9 Gew.-% bis 95,996 Gew.-% aromatischem Polycarbonat,
B) 4,0 Gew.-% bis 25 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,004 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% Metalloxid-beschichtetem Glimmer,
D) 0 bis 30 Gew.-% eines oder mehrerer von den Komponenten B und C verschiedener weiterer Additiv/en,
E) ggf. einem oder mehreren Blendpartnem, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
8. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus
A) 64,9 Gew.-% bis 95,996 Gew.-% aromatischem Polycarbonat,
B) 4,0 Gew.-% bis 25 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,004 Gew.-% bis 0,1 Gew.-% Metalloxid-beschichtetem Glimmer,
D) 0 bis 10 Gew.-% eines oder mehrerer von den Komponenten B und C verschiedener weiterer Additiv/e, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
9. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, enthaltend 0,006 Gew.-% bis 0,010 Gew.-% an Komponente C.
10. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bestehend aus
A) 76,99 Gew.-% bis 94,994 Gew.-% aromatischem Polycarbonat,
B) 5 Gew.-% bis 20 Gew.-% Titandioxid und
C) 0,006 Gew.-% bis 0,010 Gew.-% Metalloxid-beschichtetem Glimmer,
D) 0 bis 3 Gew.-% eines oder mehrerer von den Komponenten B und C verschiedener weiterer Additiv/e, wobei sich die Mengenangaben jeweils auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen.
11. Thermoplastische Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als weiteres Additiv mindestens ein Additiv aus der Gruppe der Thermostabilisatoren, Flammschutzmittel, Schlagzähmodifikatoren, Umesterungsinhibitoren in der Zusammensetzung enthalten ist.
12. Formteil aus einer thermoplastischen Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
13. Formteil nach Anspruch 12, wobei das Formteil ein Reflektor oder Teil eines Reflektors ist. Verwendung von Metalloxid-beschichtetem Glimmer zur Verbesserung der Reflexion von Titandioxid-haltigen Polycarbonat-Zusammensetzungen. Verwendung nach Anspruch 14, wobei der Metalloxid-beschichtete Glimmer außerdem zur Verbesserung des Yellowness-Index verwendet wird.
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