NL9100149A

NL9100149A - Polymeermengsel op basis van polyfenyleenether en talk.

Info

Publication number: NL9100149A
Application number: NL9100149A
Authority: NL
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 1991-01-29
Filing date: 1991-01-29
Publication date: 1992-08-17
Also published as: US5856391A; EP0497012A1; JPH06116456A

Description

*

>-» V

Aanvraagster noemt als uitvinders: H. Ketels, C. di Fede en H.B. Savenije.

Polymeer mengsel op basis van polyphenyleenether en talk.

De uitvinding heeft betrekking op een polymeer-mengsel op basis van een polyphenyleenether, polystyreen en/of een slagvast polystyreen, een middel voor het verbeteren van de slagsterkte en talk en op voorwerpen gevormd uit het polymeermengsel.

Dergelijke mengsels zijn beschreven in US-A-4,483,958. De bekende polymeermengsels bevatten een polyphenyleenether, een slagvast polystyreen, een thermoplastisch elastomeer en een anorganische vulmiddel.

Het vulmiddel kan talk zijn. Deze bekende polymeermengsels bezitten een hoge glans en een goede slagsterkte volgens Izod, dankzij de toepassing van een gewichtsverhouding tussen de hoeveelheid anorganisch vulmiddel en thermoplastisch polymeer van meer dan twee. Uit een vergelijkend voorbeeld van dit octrooischrift blijkt dat door toepassing van een gewichtsverhouding van 4:6 (vergelijkend voorbeeld 6) een lagere glans wordt verkregen.

De uitvinding voorziet in polymeermengsels die de hierboven beschreven bestanddelen bevatten en die een goede slagsterkte, een zo laag mogelijke glans en goede vloeieigenschappen van de polymeersmelt bezitten.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding heeft het kenmerk dat het polymeermengsel als volgt is samengesteld: A. 20-60 gewichtsdelen van een polyphenyleenether, B. 40-70 gewichtsdelen van een slagvast polystyreen, C. 5-20 gewichtsdelen van een middel voor het ver beteren van de slagsterkte, D. 2-10 gewichtsdelen talk, waarbij het middel (C) bestaat uit een mengsel van twee lineaire blokcopolymeren.

Gebleken is dat de gewenste combinatie van eigenschappen moeilijk of niet te verkrijgen is bij ander anorganische vulmiddelen dan talk. Door combinatie van een mengsel van twee middelen voor het verbeteren van de slagsterkte bleek het mogelijk een goede combinatie van slagsterkte, vloeieigenschappen en lage glans te verkrijgen.

Het middel voor het verbeteren van de slagsterkte (bestanddeeel C) bestaat bij voorkeur uit:

Cl. 35-65 gewichtsprocent van een lineair A-Bl-A' blok-copolymeer en C2. 35-65 gewichtsprocent van een lineair A,,-B2-A,,, blokcopolymeer, waarin A,A',A'' en A'^gelijke of verschillende eindblokken voorstellen, die zijn afgeleid van een vinylaromatische verbinding en een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 2,000 tot 100,000 bezitten; BI een blok voorstelt afgeleid van een geconjugeerde dieenmonomeer en B2 een blok voorstelt afgeleid van een of meer alkyleen monomeren, waarbij de blokken BI en B2 een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 10,000 tot 500,000 bezitten.

Het polymeermengsel is bij voorkeur zo samengesteld dat het 20-35 gewichtsdelen van bestanddeel A, 45-65 gewichtsdelen van bestanddeel B, 10-15 gewichtsdelen van bestanddeel C en 4-8 gewichtsdelen van bestanddeel D bevat.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat in elk geval een of meer van de volgende bestanddelen: A. een polyphenyleenether; B. een polystyreen en/of een slagvast polystyreen; C. een mengsel van ten minste twee blokcopolymeren zoals gedefinieerd in de conclusies; D. talk.

Behalve de hierboven genoemde bestanddelen kan het polymeermengsel een of meer van de voor polymeermengsels gebruikelijke toeslagstoffen bevatten zoals stabilisatoren, middelen voor het verbeteren van de vlam-vertragende eigenschappen, kleurstoffen en pigmenten en weekmakers.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan volgens de gebruikelijke technieken voor het bereiden van polymeermengsels worden verkregen. Bij voorkeur wordt het polymeermengsel volgens de uitvinding door compoundering vervaardigd.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan volgens de gebruikelijke technieken voor het verwerken van kunstoffen tot voorwerpen worden gevormd, bij voorbeeld door extrusie of door spuitgieten.

De aard van de toe te passen bestanddelen wordt hieronder nader beschreven.

A. POLYPHENYLEENETHER

Polyfenyleenethers zijn algemeen bekende polymeren. Alle op zich bekende polyfenyleenethers kunnen in de polymeer-mengsels volgens de uitvinding worden toegepast. Een uitvoerige opsomming van geschikte polyfenyleenethers vindt men bij voorbeeld in WO 87 / 00540.

Bijzonder geschikt zijn poly (2,6 - dimethyl -1,4 - phenyleen) ether, poly (2,6 - diethyl - 1,4 - phe-nyleen) ether, poly (2 - methyl - 6 - ethyl - 1,4 -phenylene) ether. Het is ook mogelijk copolymeren toe te passen zoals bij voorbeeld copolymeren die eenheden bevatten afgeleid van 2,3,6-trimethylphenol en van 2,6-dimethylphenol.

B. POLYSTYREEN ΕΝ/OF SLAGVAST POLYSTYREEN

Slagvast polystyreen bestaat uit een mengsel van een rubber en een polystyreen bereid uit een vinylaroma-tische verbinding zoals styreen zelf en/of alpha-methylstyreen en/of dimethylstyreenverbindingen. De rubber bestaat gewoonlijk uit een geconjugeerd diolefine polymeer zoals polybutadieen. Andere geschikte rubbers zijn EPDM en acrylaaat rubbers. Het is ook mogelijk een polystyreen zonder rubber toe te passen.

C. MIDDEL VOOR HET VERBETEREN VAN DE SLAGSTERKTE

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat als middel voor het verbeteren van de slagsterkte een mengsel van ten minste twee lineaire blokcoplymeren.

Bij voorkeur bestaat het middel uit een mengsel van:

Cl. 35-65 gewichtsprocent van een lineair A-Bl-A' blok-copolymeer en C2. 35-65 gewichtsprocent van een lineair A,,-B2-A,,, blokcopolymeer, waarin A,A' ,A' ' en A" 'gelijke of verschillende eindblokken voorstellen, die zijn afgeleid van een vinylaromatische verbinding en een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 2,000 tot 100,000 bezitten; BI een blok voorstelt afgeleid van een geconjugeerde dieenmonomeer en B2 een blok voorstelt afgeleid van een of meer alkyleen-monomeren, waarbij de blokken BI en B2 een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 10,000 tot 500,000 bezitten.

Nog meer bij voorkeur bestaat het middel uit een mengsel van 40-60 gewichtsprocent van bestandddeel Cl en 60-40 gewichtsprocent van bestanddeel C2.

De eindblokken A ,A',A''en A''' zijn zoals aangegeven afgeleid van vinylaromatische verbindingen. Geschikte vinylaromatische verbindingen zijn styreen, alpha methylstyreeen, vinyltolueen, vinylxyleen en vinylnaphtaleen. A,A' ,A' ' en A1" kunnen gelijk of verschillend zijn.

D. TALK

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat talk. De toe te passen talk bezit bij voorkeur een deeltjesgrootte gelegen tussen 1.5 en 10 micrometer. Deeltjes kleiner dan 1.5 micrometer leiden tot een polymeermengsel met minder gunstige vloeieigenschappen. Talkdeeltjes met een groottte van meer dan 10 micrometer leiden tot een verlaging van de slagsterkte volgens Izod.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeelden:

Bij de onderstaande voorbeelden werden de volgende bestanddelen toegepast: PPE: een polyphenyleenether afgeleid van 2,6-dimethylphenol met een intrinsieke viscositeit van 38 ml/g gemeten bij 25°C in chloroform HIPS: een slagvast polystyreen met een butadieenrubber; rubbergehalte ongeveer 10 gewichtsprocent.

I.M 1: een lineair blokcopolymeer A-Bl-A', waarin A'' en A''' polystyreen blokken voorstellen en B2 een poly-butadieen blok voorstelt, met een gewichtsverhouding van het totaal van de styreen blokken tot het polybutadieen blok van ongeveer 30 tot 70 en een getal gemiddeld mole-cuulgewicht van het blokcopolymeer van ongeveer 60.000 I.M 2: een lineair blokcopolymeer A''-B2-A''waarin A en A' polystyreenblokken voorstellen met getal gemiddeld molecuulgewicht van 16.000 en BI een ethyleen-butyleen copolymeer voorstelt met een getal gemiddeld molecuulgewicht van 78.000.

Talk: een talk produkt mot een gemiddelde deeltjesgrootte van 4,5 micrometer.

Stab: een mengsel van gebruikelijke stabilisatoren.

C.B.: carbon black PE : polyethyleen

De hierboven genoemde bestanddelen werden in de hoeveelheden zoals aangegeven in de hierondervolgende tabel in een extrusiemachine gecompoundeerd. De gemidd-delde tempertuurinstelling van de extrusiemachine bedroeg 280°C

Uit de zo verkregen polymeermengsels werden genormeerde proefstukjes vervaardigd in een spuitgietmachine. De proefstukjes werden aan de volgende proeven onderworpen. De slagsterkte werd bepaald volgens Izod (ASTM256) en volgens DIN 53443 (Falling Dart impact) bij kamertemperatuur en bij minus 30°C. De glans werd bepaald volgens ASTM D523 onder een hoek van 60 en van 85 graden. De smeltviscositeit werd gemeten volgens ASTM D3835 bij een afschuifsnelheid van 1500 per seconde. De gevonden resultaten zijn eveneens in de hieronder weergegeven tabel opgenomen.

TABEL

voorbeeld A* B* C* I

Samenstelling (gew. delen) O PPE 27.9 27.9 27.9 27.9 O HIPS 54.6 54.6 54.6 54.6 O I.M 1 — — 13.5 6,75 O I.M 2 13.5 13.5 — 6.75 O Talk — 6.0 6.0 6.0 o Stab 0.6 0.6 0.6 0.6 o C.B. 1.9 1.9 1.9 1.9 oPE 1.5 1.5 1.5 1.5 * vergelijkende voorbeelden.

Eigenschappen o Izod slagsterkte (J/M) 23°C 458 280 331 305 -30°C 170 88 167 121 o Palling Dart Impact (J) 23 °C 52 65 65 71 -30°C 80 55 58 49 o Glans 60°C 25 15 7 11 85°C 80 65 46 57 o Smelt viscositeit (Pa.s) 170 176 219 184 bij 1500 s"1

Uit de resultaten zoals weergegeven in de tabel kan men zien dat het polymeermengsel volgens de uitvinding (Voorbeeld I) een optimale combinatie van slagsterkte, lage glans en smeltviscositeit bezit. Vergelijkend voorbeeld A bezit de beste slagsterkte volgens Izod en de beste vloeieigenschappen, maar heeft voor vele toepassingen een te hoge glans. Toevoegen van talk aan de samenstelling volgens vergelijkend voorbeeld A leidt tot een verlaging van de glans, maar ook tot een forse verlaging van de slagsterkte bij kamertemperatuur en bij lagere temperaturen (zie vergelijkend voorbeeld B). Vervanging van het middel voor het verbeteren van de slagssterkte (ie I.M 1) door een ander middel (ie I.M 2) leidt tot een verbetering van de slagsterkte, tot een verdere verlaging van de glans maar tot een te grote toename van de smeltviscositeit (zie vergelijkend voorbeeld C). Door toepassing van een mengsel van I.M l en I.M 2 ( voorbeeld I volgens de uitvinding) wordt een goede combinatie van slagsterkte, lage glans en smeltviscositeit verkregen, met een opvallend goede Falling Dart slagsterkte.

Alle hierboven genoemde octrooipublikaties worden geacht in deze tekst te zijn opgenomen.

Claims

1. Polymeermengsel op basis van een polypheny-leenether, polystyreen en/of een slagvast polystyreen, een middel voor het verbeteren van de slagsterkte en talk, met het kenmerk, dat het polymeermengsel als volgt is samengesteld: A. 20-60 gewichtsdelen van een polyphenyleenether, B. 40-70 gewichtsdelen van een polystyreen en/of een slagvast polystyreen, C. 5-20 gewichtsdelen van een middel voor het verbeteren van de slagsterkte, D. 2-10 gewichtsdelen talk, waarbij het middel (C) bestaat uit een mengsel van twee lineaire blokcopolymeren.

2. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat bestanddeel C bestaat uit: Cl. 35-65 gewichtsprocent van een lineair A-Bl-A' blok-copolymeer en C2. 35-65 gewichtsprocent van een lineair A,,-B2-A,,, blok-copolymeer, waarin A,A',A'' en A" 'gelijke of verschillende eindblokken voorstellen, die zijn afgeleid van een viny-laromatische verbinding en een gewichtsgemiddeld mole-cuulgewicht van 2,000 tot 100,000 bezitten; BI een blok voorstelt afgeleid van een geconjugeerde dieenmonomeer en B2 een blok voorstelt afgeleid van een of meer alkyleen monomeren, waarbij de blokken Bl en B2 een gewichtsgemiddeld molecuulgewicht van 10,000 tot 500,000 bezitten.

3. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polymeermengsel 20-35 gewichtsdelen van bestanddeel A, 45-65 gewichtsdelen van bestanddeel B, 10-15 gewichtsdelen van bestanddeel C en 4-8 gewichtsdelen van bestanddeel D bevat.

4. Voorwerp gevormd uit het polymeermengsel volgens conclusie 1.