WO2006089575A1 - Flow properties for polyphenilene oxide melts while a second processing - Google Patents

Flow properties for polyphenilene oxide melts while a second processing Download PDF

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WO2006089575A1
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Hans-Gerhard Fritz
Fan Jin
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    • C08J2371/08Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives
    • C08J2371/10Polyethers derived from hydroxy compounds or from their metallic derivatives from phenols
    • C08J2371/12Polyphenylene oxides

Definitions

  • the invention relates to a process for the easy crosslinking of polyphenylene oxides or polyphenylene ethers (PPO) in the extrusion or in the kneading of PPO molding compositions.
  • polyphenylene ethers that are useful in these formulations include a variety of structural units of the general formula
  • each Q1 is independently halogen, primary or secondary lower alkyl (i.e. alkyl of up to 7 carbon atoms, phenol, haloalkyl, aminoalkyl, hydrocarbonoxy or halohydrocarbonoxy, with at least 2 carbon atoms separating the halogen and oxygen atoms and each Q2 independently from each other is hydrogen, halogen, primary or secondary lower alkyl with the meanings given below, phenyl, haloalkyl, hydrocarbonoxy or halohydrocarbonoxy, as defined for Q1.
  • Suitable primary lower alkyl groups are methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isobutyl, n-amyl, isoamyl, 2-methylbutyl, n-hexyl, 2,3- or 4-methylpentyl and the corresponding heptyl groups.
  • Examples of secondary lower alkyl groups are isopropyl, sec-butyl and 3-pentyl. All alkyl radicals are preferably straight-chain rather than branched. Most common is any Q1 alkyl or phenyl, especially C1-4 alkyl and each Q2 is hydrogen.
  • Suitable polyphenylene ethers and their preparations are described in a large number of patents (for example DE41 279 78, EP226 149, JP07026018, EP133 657, JP51027702).
  • PPO-based molding compositions or “PPO molding compositions” are understood below to mean preparations which consist of at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and particularly preferably at least 75% by weight, of the polyphenylene ethers described above.
  • radicals e.g. The decomposition of peroxides results in the formation of benzyl radicals on the polymer chains. These radicals can recombine and cross-link polymer chains (e.g. Ghaoui, L .; Shanfield, H. Zlatkis, A., Chromatographia (1984), 18 (1), 11-14).
  • cross-link polymer chains e.g. Ghaoui, L .; Shanfield, H. Zlatkis, A., Chromatographia (1984), 18 (1), 11-14.
  • styrene leads to graft copolymers (US4483958).
  • thermosetting plates By curing these formulations, highly cross-linked, infusible thermosetting plates are obtained which are used in copper-clad form as printed circuit boards for electrical circuits.
  • PPO polyfunctional acid anhydrides or epoxides
  • PPO can be functionalized with allyl groups and then copolymerized with triallyl cyanurate and / or triallyl isocyanurate (e.g. JP03045650, JP04091223).
  • the functionalization of PPO takes place either already during the synthesis by copolymerization of suitable monomers, e.g. of 2-allyl-6-methylphenol (US 3,422,062) or far more often in a separate modification step in solution or in the molten polymer.
  • suitable monomers e.g. of 2-allyl-6-methylphenol (US 3,422,062) or far more often in a separate modification step in solution or in the molten polymer.
  • An example of the modification in solution is the nitration of PPO in chloroform and subsequent reduction.
  • the amino-functionalized PPO obtained in this way can be crosslinked with polyfunctional acid anhydrides or epoxides (DE16 94274).
  • PPO which can be crosslinked is also used in the manufacture of membranes for fuel cells or semi-permeable membranes.
  • the generation of bromomethyl groups by radical bromination in solution is often the first modification step.
  • These can then be reacted, for example, with aminoalkyltrialkoxysilanes which crosslink in aqueous solution in a sol-gel process (US 455,156).
  • the Wittig reaction can also be used to produce vinyl-modified PPO (US 4,882,057, US 4,634,742, Percec, Virgil; Auman, Brian C, Makromolekulare Chemie (1984), 185 (11), 2319-36).
  • Another example is crosslinking by nucleophilic substitution of the bromine with NH 4 OH, NH 3 or ethylenediamine (EP 130 963 or US 4,468,501, De Barros, GG; Huang, MW; Frisch, HL, Journal of Applied Polymer Science ( 1992), 44 (2), 255-61).
  • a related method is based on chloroacetylation of PPO in solution by ⁇ l ⁇ ctrophile aromatic substitution and subsequent crosslinking with amines (eg EP130964).
  • the crosslinking of sulfonated PPOs with polyamines has also been described (JP 63305904).
  • the reactively modified polyphenylene oxides (PPO) in the examples given could in principle also be used for a slight crosslinking, as is required for modifying the flow properties of the corresponding PPO melt.
  • a significant disadvantage of these methods, however, is that the functionalization of PPO means an additional process step, making the process uneconomical. This applies in particular to the modification of PPO in solvents, since here the polymer is dissolved and the solvents have to be removed again after the functionalization.
  • the direct production of reactively modified PPO by copolymerization as described above can only be carried out economically with extremely high tonnages.
  • JP57149317 describes the crosslinking of PPO by heating together with pentaerythritol triacrylate without the addition of initiators.
  • a disadvantage of this method is that it is limited to the reactive but toxicologically questionable acrylates.
  • the reactivity of methacrylates or other vinylic compounds is insufficient for the crosslinking without the addition of initiators.
  • Un-modified PPO molding composition as for example as Vestoran ® is commercially available, is not suitable for production of foams or also for blowing films suitable. The reason for this is the unfavorable flow behavior of these molding compounds. If one measures the uniaxial expansion viscosity at different expansion speeds, unmodified PPO melt shows a slight strain hardening, which is far from sufficient for a foam extrusion ( Figure 1).
  • the strain hardening can also be estimated by measuring the storage and loss modulus depending on the frequency in a melt rheological study ( Figure 2). Loss and storage modulus decrease with increasing temperature, i.e. the flowability of the melt increases. However, especially at low frequencies, the loss module is significantly higher than the memory module. Deformation energy is dissipated by the melt and does not lead to an increase in tension. A rather low strain hardening is therefore to be expected for such a melt.
  • the method should offer the possibility of adapting the melt properties in a simple manner during the extrusion.
  • simple means that additional process steps and unusual installations on extrusion systems should be avoided as far as possible.
  • the object was achieved by a process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions, characterized in that free radical initiators, vinylically unsaturated crosslinking agents and halogenating agents are added to the molding composition before processing or at a suitable point in the extruder.
  • the PPO is melted at temperatures between 220 and 350 ° C., preferably between 240 and 300 ° C.
  • Suitable radical initiators should therefore have the following properties in these temperature ranges:
  • the radicals formed and the initiators should be as non-volatile as possible in the temperature ranges mentioned. Lower-boiling initiators can also be used with the help of gas-tight metering devices.
  • Free radical initiators are preferred which form methyl or alkoxy radicals on decomposition, since these radicals abstract water water atoms particularly well.
  • crosslinking of PPO-based molding compositions can be controlled by adding suitable radical initiators, preferably peroxide initiators.
  • radical initiators selected from the group t-butyl hydroperoxide (TBHP), cumene hydroperoxide (CUHP) and 2,5-bis- (t-butylperoxy) -2,5-dimethyl-3-hexyne (DYBP) and mixtures thereof, and mixtures with other initiators (for example tert-butyl perbenzoate) are particularly suitable.
  • DYBP is preferably used. With DYBP the viscosity drops slightly compared to the unmodified melt, which indicates that on the one hand there is a slight reduction in molecular weight. At the same time, the memory module becomes larger than the loss module. In contrast, TBHP leads to less degradation of the molecular weight. The viscosity increases significantly compared to the re-modified sample. 9
  • crosslinking agents have to be added to make crosslinking even more effective while avoiding even greater degradation of the molecular weight of the sample.
  • crosslinkers are selected from the group diethylene glycol dimethacrylate (DEGDMA), butanediol dimethacrylate (BDDMA), hexanediol divinyl ether (HDODVA), di- [1,1,1-tris (hydroxymethyl) propane] tetraacrylate (DTMPTA), pentaerythritol triallyl ether 70 PETAE), poly (4-ethylstyrene-co-divinylbenzene) (PDVB), triallyloxy-1,3,5-triazine (TAC) and polybutadiene-1,2 (PB-1,2), especially ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), the Mixtures or mixtures with other crosslinkers.
  • DEGDMA diethylene glycol dimethacrylate
  • BDDMA butanediol dimethacrylate
  • HDODVA hexanediol divinyl ether
  • DTMPTA di- [1,1,1-tris (
  • the ratio of storage and loss module can also be influenced favorably, i.e. the memory module becomes significantly larger than the loss module ( Figure 3).
  • EGDMA electrospray diffraction
  • Table 2 EGDMA content
  • BDDMA is a similarly efficient crosslinker as EGDMA.
  • Figure 4 shows the gel content and thus the effectiveness of various crosslinkers, each of which was processed in combination with 1.5 phr of DYBP.
  • the combination of BDDMA or EGDMA in the presence of DYBP as initiator is particularly preferred for crosslinking PPO melts.
  • the melt volume index shows a significant impairment of the flowability of the melt when crosslinked with DYBP and EGDMA: Table 2: Gel content and melt volume index of modified PPO
  • halogenating agents preferably from the group of N-bromosuccinimides (NBS) or 3-bromo-1-chloro-5,5-dimethylhydanione (BCDH), preferably trichloroisocyanuric acid ( TCC), their mixtures or mixtures with other halogenating agents.
  • NBS N-bromosuccinimides
  • BCDH 3-bromo-1-chloro-5,5-dimethylhydanione
  • TCC trichloroisocyanuric acid
  • halogenating agents in particular TCC
  • the flowability of the melt can be greatly improved compared to crosslinking with EGDMA alone.
  • the theological properties are particularly favorable for foaming or film blowing. If a halogenating agent is added to a PPO melt after modification with 1.5 phr DYBP and 3.0 phr EGDMA, for example 6.0 phr trichloroisocyanuric acid (TCC), the storage module remains significantly larger than the loss module over all frequencies ( Figure 5) .
  • TCC 6.0 phr trichloroisocyanuric acid
  • the sample with TCC shows a similar rheological behavior as the halogen-free sample ( Figure 3).
  • melt volume index of the melt can be influenced by the use of halogenating agents compared to modification with crosslinking agents and radical initiators alone ( Figure 6).
  • melt volume indices remain at a very high level, while the use of EGDMA alone leads to a considerable impairment of the flowability (Table 2).
  • EGDMA as a crosslinking agent, a strong increase in the melt volume index is achieved by additionally using 4 phr or more TCC.
  • PPO molding composition is easily crosslinked by adding small amounts of additives.
  • the additives can be added to the pelletized molding composition, for example.
  • the crosslinking can be carried out in the same process step as the melting, for example in the plasticizing zone of an extruder.
  • a further possibility of feeding the additive is via suitable metering devices directly into the extruder, so that the crosslinking agent and / or initiator are fed into the melt during the extrusion.
  • the modified melt can then be further processed directly after it leaves the extruder, for example by blowing the film, or after foaming agents have been added in the extruder.
  • the process is not limited to use in single-stage extrusion systems, but can also be used in multi-stage extrusion systems, as are often used in foam extrusion.
  • the decisive advantage of the process is that no additional process or processing steps are necessary.
  • the modification attempts are carried out on a kneader.
  • the use of a kneader is common when examining modifications to molding compounds and is used to simulate the processing conditions on the extruder. Pure PPO molding compound or PPO molding compound together with the modifiers are placed on a kneader. The mixture is kneaded for 5-20 minutes at a temperature of 220 ° C-300 ° C and a rotor speed of 20-80 min "1. The molding compounds are then removed from the kneader and examined.
  • a polyphenylene oxide (PPO) molding compound is mixed with 1.5 phr (per hundred resin, parts by weight per 100 parts by weight of molding compound) 2,5-bis- (t-butylperoxy) -2,5-dimethyl-3-hexyne (DYBP), 3 Phr ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) and 6 phr trichloroisocyanuric acid (TCC) added to a kneader.
  • the mixture is kneaded for 10 minutes at a temperature of 250 0 C and a rotor speed of 40 min "1 .
  • Comparative example Comparative example
  • pure PPO molding compound is kneaded for 10 minutes at a temperature of 250 ° C. and a rotor speed of 40 min “1 .
  • the required torque initially rises sharply when melting.
  • the torque then drops to a constant, relatively low level.
  • the torque initially even drops to values below the PPO melt, in order to reach a multiple of this value after a few minutes.
  • the low molecular weight additives initially act as plasticizers. After about 4 minutes of kneading time, the crosslinking effect sets in, viscosity and torque increase significantly.

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Abstract

The invention relates to a method for low linking polyphenilene oxides or polyphenilene ethers (PPO) consisting in extruding or kneading PPO-containing moulding materials.

Description

Fließverhalten von Polyphenylenoxidschmelzen während der Verarbeitung IlFlow behavior of polyphenylene oxide melts during processing Il
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur leichten Vernetzung von Polyphenylenoxiden oder Polyphenylenethern (PPO) bei der Extrusion oder beim Kneten von PPO-Formmassen.The invention relates to a process for the easy crosslinking of polyphenylene oxides or polyphenylene ethers (PPO) in the extrusion or in the kneading of PPO molding compositions.
Die Polyphenylenether, die in diesen Zubereitungen brauchbar sind umfassen eine Vielzahl struktureller Einheiten der allgemeinen FormelThe polyphenylene ethers that are useful in these formulations include a variety of structural units of the general formula
Figure imgf000002_0001
Figure imgf000002_0001
wobei in jeder dieser Einheiten unabhängig jedes Q1 unabhängig Halogen, primäres oder sekundäres Niederalkyl (d. h. Alkyl mit bis zu 7 Kohlenstoffatomen, Phenol, Halogenalkyl, Aminoalkyl, Kohlenwasserstoffoxy oder Halogenkohlenwasserstoffoxy ist, wobei mindestens 2 Kohlenstoffatome die Halogen- und Sauerstoffatome voneinander trennen und jedes Q2 unabhängig voneinander Wasserstoff, Halogen, primäres oder sekundäres Niederalkyl mit den unten aufgeführten Bedeutungen, Phenyl, Halogenalkyl, Kohlenwasserstoffoxy oder Halogenkohlenwasserstoffoxy ist, wie für Q1 definiert.wherein in each of these units independently each Q1 is independently halogen, primary or secondary lower alkyl (i.e. alkyl of up to 7 carbon atoms, phenol, haloalkyl, aminoalkyl, hydrocarbonoxy or halohydrocarbonoxy, with at least 2 carbon atoms separating the halogen and oxygen atoms and each Q2 independently from each other is hydrogen, halogen, primary or secondary lower alkyl with the meanings given below, phenyl, haloalkyl, hydrocarbonoxy or halohydrocarbonoxy, as defined for Q1.
Beispiele geeigneter primärer Niederalkylgruppen sind Methyl, Ethyl, n-Propyl, n-Butyl, Isobutyl, n-Amyl, Isoamyl, 2-Methylbutyl, n-Hexyl, 2,3- oder 4- Methylpentyl und die entsprechenden Heptylgruppen. Beispiele sekundärer Niederalkylgruppen sind Isopropyl, sec-Butyl und 3-Pentyl. Vorzugsweise sind alle Alkylreste eher geradkettig als verzweigt. Am häufigsten ist jedes Q1 Alkyl oder Phenyl, insbesondere C1-4 Alkyl und jedes Q2 ist Wasserstoff. Geeignete Polyphenylenether und ihre Zubereitungen sind in einer großen Anzahl von Patentschriften beschrieben (z.B. DE41 279 78, EP226 149, JP07026018, EP133 657, JP51027702).Examples of suitable primary lower alkyl groups are methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, isobutyl, n-amyl, isoamyl, 2-methylbutyl, n-hexyl, 2,3- or 4-methylpentyl and the corresponding heptyl groups. Examples of secondary lower alkyl groups are isopropyl, sec-butyl and 3-pentyl. All alkyl radicals are preferably straight-chain rather than branched. Most common is any Q1 alkyl or phenyl, especially C1-4 alkyl and each Q2 is hydrogen. Suitable polyphenylene ethers and their preparations are described in a large number of patents (for example DE41 279 78, EP226 149, JP07026018, EP133 657, JP51027702).
Unter „PPO-basierten Formmassen" oder „PPO-Formmassen" sind im Folgenden Zubereitungen zu verstehen, die zu mindestens 40 Gew%, bevorzugt zu mindestens 60 Gew% und besonders bevorzugt zu mindestens 75 Gew% aus den oben beschriebenen Polyphenylenethem bestehen.“PPO-based molding compositions” or “PPO molding compositions” are understood below to mean preparations which consist of at least 40% by weight, preferably at least 60% by weight and particularly preferably at least 75% by weight, of the polyphenylene ethers described above.
Aus der Literatur ist bekannt, dass Wasserstoffatome in Benzylposition an aromatischen Ringen besonders leicht durch Radikale abstrahiert werden können. Die entstehenden Benzylradikale können mit geeigneten Reagenzien weiterreagieren (Streitwieser/Heathcock: Organische Chemie, VCH Weinheim). Auf diese Weise sind Chlorierungen und Bromierungen oder auch die Addition von ungesättigten Verbindungen möglich.It is known from the literature that hydrogen atoms in the benzyl position on aromatic rings can be abstracted particularly easily by radicals. The resulting benzyl radicals can react further with suitable reagents (Streitwieser / Heathcock: Organic Chemistry, VCH Weinheim). This enables chlorination and bromination or the addition of unsaturated compounds.
Behandelt man Polymere, die Benzylwasserstoff enthalten, mit Radikalen, die z.B. durch den Zerfall von Peroxiden entstehen, so kommt es dementsprechend zur Bildung von Benzylradikalen an den Polymerketten. Diese Radikale können rekombinieren und Polymerketten untereinander vernetzen (z.B. Ghaoui, L.; Shanfield, H. Zlatkis, A., Chromatographia (1984), 18(1), 11-14). Die Zugabe von Styrol führt zu Propfcopolymeren (US4483958).If polymers containing hydrogen benzyl are treated with radicals, e.g. The decomposition of peroxides results in the formation of benzyl radicals on the polymer chains. These radicals can recombine and cross-link polymer chains (e.g. Ghaoui, L .; Shanfield, H. Zlatkis, A., Chromatographia (1984), 18 (1), 11-14). The addition of styrene leads to graft copolymers (US4483958).
Werden größere Mengen, d.h. mehr als 10% bezogen auf die Gesamtmasse mehrfach ungesättigte Verbindungen wie z.B. Triallylisocyanurat (TAIC) eingesetzt, so kommt es zu einer starken Vernetzung unter Einbeziehung des Ausgangspolymeren. So wird die Formulierung von (modifiziertem) Poly(2,6- dimethyl-1 ,4-phenylen)oxid mit großen Mengen TAIC und Peroxiden in mehreren Patentanmeldungen (z.B. WO2003/033566, WO2002/018493, JP2000297165) beschrieben. Ähnliche Formulierungen basieren auf den Vernetzern 4,4'-Dimaleiimidodiphenylmethan (JP63049694, DE3207260) oder 005/013209If larger amounts, ie more than 10% based on the total mass of polyunsaturated compounds such as triallyl isocyanurate (TAIC), are used, this leads to strong crosslinking, including the starting polymer. The formulation of (modified) poly (2,6-dimethyl-1,4-phenylene) oxide with large amounts of TAIC and peroxides is described in several patent applications (for example WO2003 / 033566, WO2002 / 018493, JP2000297165). Similar formulations are based on the crosslinking agents 4,4'-dimaleiimidodiphenylmethane (JP63049694, DE3207260) or 005/013209
einem maleimidfunktionalisierten Anilin-Formaldehydcopolmer (JP01053298). Durch das Aushärten dieser Formulierungen werden stark vernetzte, unschmelzbare duroplastische Platten erhalten, die in mit Kupfer kaschierter Form als Leiterplatten für elektrische Schaltungen angewendet werden.a maleimide functionalized aniline-formaldehyde copolymer (JP01053298). By curing these formulations, highly cross-linked, infusible thermosetting plates are obtained which are used in copper-clad form as printed circuit boards for electrical circuits.
Weitere Beispiele für Formulierungen für Leiterplatten basieren auf PPO, das in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt mit reaktiven Gruppen ausgestattet wurde. Z.B. kann PPO mit Allylgruppen funktionalisiert werden und dann mit Triallylcyanurat und/ oder Triallylisocyanurat copolymerisieren (z.B. JP03045650, JP04091223). Die Funktionalisierung von PPO erfolgt dabei entweder bereits bei der Synthese durch Copolymerisation geeigneter Monomere, wie z.B. von 2-Allyl-6-Methylphenol (US 3.422.062) oder weitaus häufiger in einem gesonderten Modifizierungsschritt in Lösung oder im geschmolzenen Polymer. Ein Beispiel für die Modifikation in Lösung ist die Nitrierung von PPO in Chloroform und anschließende Reduktion. Das so erhaltene aminofunktionalisierte PPO ist mit mehrfach funktionellen Säureanhydriden oder Epoxiden vemetzbar (DE16 94274).Further examples of formulations for printed circuit boards are based on PPO, which was equipped with reactive groups in an upstream process step. E.g. PPO can be functionalized with allyl groups and then copolymerized with triallyl cyanurate and / or triallyl isocyanurate (e.g. JP03045650, JP04091223). The functionalization of PPO takes place either already during the synthesis by copolymerization of suitable monomers, e.g. of 2-allyl-6-methylphenol (US 3,422,062) or far more often in a separate modification step in solution or in the molten polymer. An example of the modification in solution is the nitration of PPO in chloroform and subsequent reduction. The amino-functionalized PPO obtained in this way can be crosslinked with polyfunctional acid anhydrides or epoxides (DE16 94274).
Auch bei der Herstellung von Membranen für Brennstoffzellen oder semipermeablen Membranen wird vernetzbar modifiziertes PPO genutzt. In diesem Anwendungsbereich ist die Erzeugung von Brommethylgruppen durch radikalische Bromierung in Lösung häufig der erste Modifikationsschritt. Diese können dann z.B. mit Aminoalkyltrialkoxysilanen umgesetzt werden, die in wäßriger Lösung in einem Sol-Gelprozess vernetzen (US 455.156). Auch die Wittig-Reaktion kann genutzt werden, um vinylmodifiziertes PPO herzustellen (US 4.882.057, US 4.634.742, Percec, Virgil; Auman, Brian C, Makromolekulare Chemie (1984), 185(11), 2319-36). Ein weiteres Beispiel ist die Vernetzung durch nukleophile Substitution des Broms mit NH4OH, NH3 oder Ethylendiamin (EP 130 963 bzw. US 4.468.501 , De Barros, G. G.; Huang, M. W.; Frisch, H. L., Journal of Applied Polymer Science (1992), 44(2), 255-61). Eine verwandte Methode beruht auf der Chloracetylierung von PPO in Lösung durch θlθktrophile aromatische Substitution und anschließender Vernetzung mit Aminen (z.B. EP130964). Weiterhin wurde die Vernetzung sulfonierten PPOs mit Polyaminen beschrieben (JP 63305904).PPO which can be crosslinked is also used in the manufacture of membranes for fuel cells or semi-permeable membranes. In this area of application, the generation of bromomethyl groups by radical bromination in solution is often the first modification step. These can then be reacted, for example, with aminoalkyltrialkoxysilanes which crosslink in aqueous solution in a sol-gel process (US 455,156). The Wittig reaction can also be used to produce vinyl-modified PPO (US 4,882,057, US 4,634,742, Percec, Virgil; Auman, Brian C, Makromolekulare Chemie (1984), 185 (11), 2319-36). Another example is crosslinking by nucleophilic substitution of the bromine with NH 4 OH, NH 3 or ethylenediamine (EP 130 963 or US 4,468,501, De Barros, GG; Huang, MW; Frisch, HL, Journal of Applied Polymer Science ( 1992), 44 (2), 255-61). A related method is based on chloroacetylation of PPO in solution by θlθctrophile aromatic substitution and subsequent crosslinking with amines (eg EP130964). The crosslinking of sulfonated PPOs with polyamines has also been described (JP 63305904).
Die in den angeführten Beispielen reaktiv modifizierten Polyphenylenoxide (PPO) könnten prinzipiell auch zu einer leichten Vernetzung genutzt werden, wie sie für eine Modifikation der Fließeigenschaften der entsprechenden PPO- Schmelze benötigt werden. Ein erheblicher Nachteil dieser Methoden ist jedoch, dass die Funktionalisierung von PPO einen zusätzlichen Verfahrensschritt bedeutet und das Verfahren damit unwirtschaftlich wird. Dies betrifft im Besonderen die Modifikation von PPO in Lösungsmitteln, da hier das Polymer gelöst wird und die Lösungsmittel nach der Funktionalisierung wieder entfernt werden müssen. Auch die direkte Herstellung von reaktiv modifiziertem PPO durch Copolymerisation wie oben beschrieben kann nur bei extrem hohen Tonnagen wirtschaftlich durchgeführt werden.The reactively modified polyphenylene oxides (PPO) in the examples given could in principle also be used for a slight crosslinking, as is required for modifying the flow properties of the corresponding PPO melt. A significant disadvantage of these methods, however, is that the functionalization of PPO means an additional process step, making the process uneconomical. This applies in particular to the modification of PPO in solvents, since here the polymer is dissolved and the solvents have to be removed again after the functionalization. The direct production of reactively modified PPO by copolymerization as described above can only be carried out economically with extremely high tonnages.
In der JP57149317 wird die Vernetzung von PPO durch gemeinsames Erhitzen mit Pentaerythrittriacrylat ohne Zugabe von Initiatoren beschrieben. Ein Nachteil dieser Methode ist, dass sie auf die reaktionsfähigen, aber toxikologisch bedenklichen Acrylate beschränkt ist. Die Reaktionsfähigkeit von Methacrylaten oder anderen vinylischen Verbindungen ist ohne die Zugabe von Initiatoren zur Vernetzung nicht ausreichend.JP57149317 describes the crosslinking of PPO by heating together with pentaerythritol triacrylate without the addition of initiators. A disadvantage of this method is that it is limited to the reactive but toxicologically questionable acrylates. The reactivity of methacrylates or other vinylic compounds is insufficient for the crosslinking without the addition of initiators.
Nachteilig bei allen genannten Verfahren ist die hohe Vernetzungsdichte. Die resultierenden Materialien sind unschmelzbar und können daher nicht durch Extrusion oder Spritzguss weiterverarbeitet werden.The disadvantage of all the processes mentioned is the high crosslinking density. The resulting materials are infusible and therefore cannot be processed by extrusion or injection molding.
Un modifizierte PPO-Formmasse, wie sie kommerziell beispielsweise als Vestoran® verfügbar ist, ist zur Herstellung von Schaumstoffen oder auch zum Blasen von Folien nicht geeignet. Der Grund dafür ist das ungünstige Fließverhalten dieser Formmassen. Misst man die uniaxiale Dehnviskosität bei verschiedenen Dehngeschwindigkeiten, so zeigt unmodifizierte PPO-Schmelze eine leichte Dehnverfestigung, die für eine Schaumextrusion aber bei Weitem nicht ausreichend ist (Abbildung 1).Un-modified PPO molding composition as for example as Vestoran ® is commercially available, is not suitable for production of foams or also for blowing films suitable. The reason for this is the unfavorable flow behavior of these molding compounds. If one measures the uniaxial expansion viscosity at different expansion speeds, unmodified PPO melt shows a slight strain hardening, which is far from sufficient for a foam extrusion (Figure 1).
Die Dehnverfestigung kann neben einer direkten Messung auch durch die Messung von Speicher- und Verlustmodul in Abhängigkeit von der Frequenz in einer schmelzerheologischen Untersuchung abgeschätzt werden (Abbildung 2). Verlust- und Speichermodul nehmen mit zunehmender Temperatur ab, d.h. die Fließfähigkeit der Schmelze nimmt zu. Besonders bei niedrigen Frequenzen ist aber der Verlustmodul deutlich höher als der Speichermodul. Deformationsenergie wird von der Schmelze dissipiert und führt nicht zu einer Erhöhung der Spannung. Für eine solche Schmelze ist also eine eher geringe Dehnverfestigung zu erwarten.In addition to a direct measurement, the strain hardening can also be estimated by measuring the storage and loss modulus depending on the frequency in a melt rheological study (Figure 2). Loss and storage modulus decrease with increasing temperature, i.e. the flowability of the melt increases. However, especially at low frequencies, the loss module is significantly higher than the memory module. Deformation energy is dissipated by the melt and does not lead to an increase in tension. A rather low strain hardening is therefore to be expected for such a melt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren anzugeben, mit dem in wirtschaftlicher Weise eine leichte Vernetzung von im industriellen Maßstab hergestellter PPO-basierter Formmasse durchgeführt werden kann. Dabei soll das Verfahren die Möglichkeit bieten, die Schmelzeeigenschaften in einfacher Weise während der Extrusion anzupassen. Einfach bedeutet hier, dass auf zusätzliche Verfahrensschritte und ungewöhnliche Installationen an Extrusionsanlagen möglichst verzichtet werden soll. Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher auch, die Schmelze in einfacher Weise so zu modifizieren, dass der Speichermodul möglichst über den gesamten Frequenzbereich über dem Verlustmodul liegt.It was therefore an object of the present invention to provide a process with which a light crosslinking of PPO-based molding material produced on an industrial scale can be carried out economically. The method should offer the possibility of adapting the melt properties in a simple manner during the extrusion. Here, simple means that additional process steps and unusual installations on extrusion systems should be avoided as far as possible. It was therefore also an object of the present invention to modify the melt in a simple manner in such a way that the storage module is above the loss module over the entire frequency range, if possible.
Die Aufgabe wurde durch ein Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO-basierten Formmassen gelöst, dadurch gekennzeichnet, dass Radikalinitiatoren, vinylisch ungesättigte Vernetzer und Halogenierungsmittel der Formmasse vor der Verarbeitung oder an geeigneter Stelle im Extruder zugegeben werden. 09The object was achieved by a process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions, characterized in that free radical initiators, vinylically unsaturated crosslinking agents and halogenating agents are added to the molding composition before processing or at a suitable point in the extruder. 09
Das Aufschmelzen des PPO erfolgt bei Temperaturen zwischen 220 und 3500C, bevorzugt zwischen 240 und 3000C. Geeignete Radikalinitiatoren sollten daher in diesen Temperaturbereichen folgende Eigenschaften haben:The PPO is melted at temperatures between 220 and 350 ° C., preferably between 240 and 300 ° C. Suitable radical initiators should therefore have the following properties in these temperature ranges:
• schneller Zerfall, d.h. Halbwertszeiten bei 1800C von einer Minute und darunter• rapid decay, ie half-lives at 180 ° C. of one minute and below
• die gebildeten Radikale und die Initiatoren sollten in den genannten Temperaturbereichen möglichst nicht flüchtig sein. Niedriger siedende Initiatoren können mit Hilfe von gasdichten Dosiereinrichtungen auch verwendet werden.• The radicals formed and the initiators should be as non-volatile as possible in the temperature ranges mentioned. Lower-boiling initiators can also be used with the help of gas-tight metering devices.
• Bevorzugt werden Radikalinitiatoren, die beim Zerfall Methyl- oder Alkoxyradikale bilden, da diese Radikale besonders gut Wasserstaffatome abstrahieren.• Free radical initiators are preferred which form methyl or alkoxy radicals on decomposition, since these radicals abstract water water atoms particularly well.
Überraschend wurde gefunden, dass durch die Zugabe von geeigneten Radikalinitiatoren, vorzugsweise von Peroxidinitiatoren, die Vernetzung von PPO-basierten Formmassen gesteuert werden kann.It has surprisingly been found that the crosslinking of PPO-based molding compositions can be controlled by adding suitable radical initiators, preferably peroxide initiators.
Es wurde gefunden, dass Radikalinitiatoren ausgewählt aus der Gruppe t- Butylhydroperoxid (TBHP), Cumolhydroperoxid (CUHP) und 2,5-bis-(t- Butylperoxy)-2,5-dimethyl-3-hexin (DYBP) und deren Mischungen, sowie Mischungen mit anderen Initiatoren (z.B. tert-Butylperbenzoat) besonders geeignet sind.It was found that radical initiators selected from the group t-butyl hydroperoxide (TBHP), cumene hydroperoxide (CUHP) and 2,5-bis- (t-butylperoxy) -2,5-dimethyl-3-hexyne (DYBP) and mixtures thereof, and mixtures with other initiators (for example tert-butyl perbenzoate) are particularly suitable.
Bevorzugt wird DYBP eingesetzt. Bei DYBP sinkt die Viskosität gegenüber der unmodifizierten Schmelze leicht ab, was darauf hindeutet, dass einerseits ein leichter Molekulargewichtsabbau stattfindet. Gleichzeitig wird der Speichermodul größer als der Verlustmodul. Demgegenüber führt TBHP zu einem geringeren Abbau des Molekulargewichts. Die Viskosität steigt gegenüber der umodifizierten Probe deutlich an. 9DYBP is preferably used. With DYBP the viscosity drops slightly compared to the unmodified melt, which indicates that on the one hand there is a slight reduction in molecular weight. At the same time, the memory module becomes larger than the loss module. In contrast, TBHP leads to less degradation of the molecular weight. The viscosity increases significantly compared to the re-modified sample. 9
Die Ergebnisse zu DYBP zeigen, dass dieser Initiator für eine Modifikation der Schmelzefestigkeit besonders geeignet ist. Bereits durch Zusatz einer geringen Menge dieses Initiators fällt die Viskosität etwas ab, bleibt dann aber bei größeren Zugabemengen auf diesem Niveau. Mit dem Ergebnis aus den Untersuchungen mit unterschiedlichen Mengenzugaben von DYBP zur PPO- Schmelze kann also das Verhältnis von Speicher- und Verlustmodul eingestellt werden, ohne dass die Viskosität zu stark absinkt.The results for DYBP show that this initiator is particularly suitable for modifying the melt strength. Even adding a small amount of this initiator causes the viscosity to drop somewhat, but then remains at this level with larger additions. With the result of the investigations with different amounts of DYBP to the PPO melt, the ratio of storage and loss modulus can be adjusted without the viscosity dropping too much.
Die Effektivität von DYBP als Vernetzung initiierendes Agens zeigt sich auch in der Veränderung des Gelgehalts der Proben:The effectiveness of DYBP as a crosslinking agent can also be seen in the change in the gel content of the samples:
Tabelle 1 : Gelgehalt und Schmelzvolumenindex von DYBP vernetzten Proben _____Table 1: Gel content and melt volume index of DYBP cross-linked samples _____
Gelgehalt [%] MVI [ml/10min]Gel content [%] MVI [ml / 10min]
__
0 35,30 35.3
0,4 11,2 0,8 12,80.4 11.2 0.8 12.8
1 ,2 16,51, 2 16.5
1 ,5 16,5 201, 5 16.5 20
Es wurde gefunden, dass zu einer noch effektiveren Vernetzung bei Vermeidung von noch stärkerem Abbau des Molekulargewichts der Probe Vernetzer zugesetzt werden müssen.It has been found that crosslinking agents have to be added to make crosslinking even more effective while avoiding even greater degradation of the molecular weight of the sample.
Werden alleine Initiatoren verwendet, um die Dehnviskosität der Schmelze zu beeinflussen, so muss ein Absinken der Viskosität durch Molekulargewichtsabbau in Kauf genommen werden. Durch die zusätzliche Verwendung von Vernetzem ist es möglich, dem Absinken der Viskosität entgegenzuwirken. Besonders geeignet sind vinylisch ungesättigte Vernetzer. Besonders bevorzugte Vemetzer sind ausgewählt aus der Gruppe Diethylenglykoldimethacrylat (DEGDMA), Butandioldimethacrylat (BDDMA), Hexandioldivinylether (HDODVA), Di-[1 ,1 ,1-tris-(hydroxymethyl)-propan]- tetraacrylat (DTMPTA), Pentaerythrittriallylether 70% (PETAE), Poly(4- ethylstyrol-co-divinylbenzol) (PDVB), Triallyloxy-1 ,3,5-triazin (TAC) und Polybutadien-1 ,2 (PB-1 ,2), insbesondere Ethylenglykoldimethacrylat (EGDMA), deren Mischungen oder Mischungen mit anderen Vernetzern.If initiators alone are used to influence the expansion viscosity of the melt, a drop in viscosity due to molecular weight reduction must be accepted. The additional use of crosslinking agents makes it possible to counteract the drop in viscosity. Vinylically unsaturated crosslinkers are particularly suitable. Particularly preferred crosslinkers are selected from the group diethylene glycol dimethacrylate (DEGDMA), butanediol dimethacrylate (BDDMA), hexanediol divinyl ether (HDODVA), di- [1,1,1-tris (hydroxymethyl) propane] tetraacrylate (DTMPTA), pentaerythritol triallyl ether 70 PETAE), poly (4-ethylstyrene-co-divinylbenzene) (PDVB), triallyloxy-1,3,5-triazine (TAC) and polybutadiene-1,2 (PB-1,2), especially ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA), the Mixtures or mixtures with other crosslinkers.
Es wurde gefunden, dass der durch Radikalinitiatoren induzierte Abbau des Molekulargewichts mit der Folge eines Absinkens der Viskosität durch EGDMA als Vernetzer kompensiert werden kann. Auch das Verhältnis von Speicherund Verlustmodul kann günstig beeinflusst werden, d.h. der Speichermodul wird deutlich größer als der Verlustmodul (Abbildung 3).It was found that the degradation of the molecular weight induced by radical initiators, with the consequence of a decrease in viscosity, can be compensated for by EGDMA as a crosslinking agent. The ratio of storage and loss module can also be influenced favorably, i.e. the memory module becomes significantly larger than the loss module (Figure 3).
Die große Effizienz von EGDMA als dynamischen Vernetzer lässt sich am Gelgehalt ablesen. Der Gelgehalt steigt mit der Zunahme des EGDMA- Gehaltes (Tabelle 2). Andere Vernetzer sind ebenfalls geeignet. BDDMA ist ein ähnlich effizienter Vernetzer wie EGDMA. Die Abbildung 4 zeigt den Gelgehalt und damit die Effektivität verschiedener Vernetzer, die jeweils in Kombination mit 1 ,5 phr DYBP verarbeitet wurden.The great efficiency of EGDMA as a dynamic crosslinker can be seen in the gel content. The gel content increases with the increase in the EGDMA content (Table 2). Other crosslinkers are also suitable. BDDMA is a similarly efficient crosslinker as EGDMA. Figure 4 shows the gel content and thus the effectiveness of various crosslinkers, each of which was processed in combination with 1.5 phr of DYBP.
Besonders bevorzugt für eine Vernetzung von PPO-Schmelzen ist die Kombination von BDDMA bzw. EGDMA in Gegenwart von DYBP als Initiator. Der Schmelzvolumenindex zeigt eine deutliche Beeinträchtigung der Fließfähigkeit der Schmelze bei Vernetzung mit DYBP und EGDMA: Tabelle 2: Gelgehalt und Schmelzvolumenindex von modifiziertem PPOThe combination of BDDMA or EGDMA in the presence of DYBP as initiator is particularly preferred for crosslinking PPO melts. The melt volume index shows a significant impairment of the flowability of the melt when crosslinked with DYBP and EGDMA: Table 2: Gel content and melt volume index of modified PPO
__
Modifikation [phr] Gelgehalt [%]Modification [phr] gel content [%]
PPO 0 37PPO 0 37
1 ,5 DYBP 16,5 201, 5 DYBP 16.5 20
0,5 DYBP 3 EGDMA 24,0 70.5 DYBP 3 EGDMA 24.0 7
Weniger geeignete Vernetzer müssen beispielsweise in größeren Mengen zugegeben werden. Bei der Zugabe größerer Mengen löslicher niedermolekularer Verbindungen besteht jedoch prinzipiell die Gefahr der Weichmachung.Less suitable crosslinkers have to be added, for example, in larger quantities. When large amounts of soluble, low molecular weight compounds are added, there is in principle the risk of plasticization.
Überraschend wurde gefunden, dass die Zugabe von Verbindungen, die Alkylradikale halogenieren können (Halogenierungsmittel), zu einer weiteren Verbesserung des Verhältnisses von Speicher- zu Verlustmodul führen. Der Speichermodul übersteigt den Verlustmodul über den gesamten Messbereich um ein Mehrfaches. Dabei wird die Fließfähigkeit der Schmelze, gemessen als Schmelzvolumenindex (MVI) gegenüber unmodifiziertem PPO kaum beeinträchtigt.Surprisingly, it was found that the addition of compounds which can halogenate alkyl radicals (halogenating agents) lead to a further improvement in the ratio of storage to loss modulus. The memory module exceeds the loss module several times over the entire measuring range. The flowability of the melt, measured as the melt volume index (MVI) compared to unmodified PPO, is hardly affected.
Besonders geeignet sind Verbindungen, die in der Lage sind, Alkylradikale zu halogenieren (Halogenierungsmittel), bevorzugt aus der Gruppe der N- Bromsuccinimide (NBS) oder 3-Brom-1-chloro-5,5-dimethylhydantione (BCDH), bevorzugt Trichlorisocyanursäure (TCC), deren Mischungen oder Mischungen mit anderen Halogenierungsmitteln.Compounds which are capable of halogenating alkyl radicals (halogenating agents), preferably from the group of N-bromosuccinimides (NBS) or 3-bromo-1-chloro-5,5-dimethylhydanione (BCDH), preferably trichloroisocyanuric acid ( TCC), their mixtures or mixtures with other halogenating agents.
Durch die Verwendung von Halogenierungsmitteln, insbesondere von TCC kann die Fließfähigkeit der Schmelze gegenüber alleiniger Vernetzung mit EGDMA stark verbessert werden. Die Theologischen Eigenschaften sind für eine Schäumung oder zum Folienblasen besonders günstig. Wird einer PPO-Schmelze nach Modifikation mit 1 ,5 phr DYBP und 3,0 phr EGDMA zusätzlich ein Halogenierungsmittel zugesetzt, beispielsweise 6,0 phr Trichlorisocyanursäure (TCC), so bleibt der Speichermodul über alle Frequenzen deutlich größer als der Verlustmodul (Abbildung 5). Die Probe mit TCC weist ein ähnliches rheologisches Verhalten wie die halogenfreie Probe (Abbildung 3) auf.By using halogenating agents, in particular TCC, the flowability of the melt can be greatly improved compared to crosslinking with EGDMA alone. The theological properties are particularly favorable for foaming or film blowing. If a halogenating agent is added to a PPO melt after modification with 1.5 phr DYBP and 3.0 phr EGDMA, for example 6.0 phr trichloroisocyanuric acid (TCC), the storage module remains significantly larger than the loss module over all frequencies (Figure 5) . The sample with TCC shows a similar rheological behavior as the halogen-free sample (Figure 3).
Es wurde gefunden, dass der Schmelzvolumenindex der Schmelze durch die Verwendung von Halogenierungsmitteln gegenüber der Modifikation mit Vernetzern und Radikalinitiatoren alleine günstig beeinflusst werden kann (Abbildung 6). Vorteilhafterweise bleiben hierbei die Schmelzvolumenindices auf einem sehr hohen Niveau, während die Verwendung von EGDMA alleine zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Fließfähigkeit führt (Tabelle 2). Bei Verwendung von EGDMA als Vernetzer wird eine starke Erhöhung des Schmelzvolumenindex durch zusätzliche Verwendung von 4 phr oder mehr TCC erreicht.It was found that the melt volume index of the melt can be influenced by the use of halogenating agents compared to modification with crosslinking agents and radical initiators alone (Figure 6). Advantageously, the melt volume indices remain at a very high level, while the use of EGDMA alone leads to a considerable impairment of the flowability (Table 2). When using EGDMA as a crosslinking agent, a strong increase in the melt volume index is achieved by additionally using 4 phr or more TCC.
In der vorliegenden Erfindung wird PPO-Formmasse durch die Zugabe von geringen Mengen an Additiven leicht vernetzt. Die Additive können dabei z.B. der pelletierten Formmasse zugegeben werden. Die Vernetzung kann dabei im gleichen Verfahrensschritt wie das Aufschmelzen vorgenommen werden, also z.B. in der Plastifizierungszone eines Extruders. Eine weitere Möglichkeit der Additivzuführung besteht über geeignete Dosiereinrichtungen direkt in den Extruder, so dass Vernetzer und/oder Initiator während der Extrusion der Schmelze zugeführt werden. Die modifizierte Schmelze kann dann direkt nach dem Austritt aus dem Extruder z.B. durch Folienblasen oder nach Zugabe von Treibmitteln im Extruder durch Schäumen weiterverarbeitet werden. Das Verfahren ist nicht auf den Einsatz in einstufigen Extrusionsanlagen beschränkt, sondern kann auch bei mehrstufigen Extrusionsanlagen, wie sie in der Schaumextrusion oft eingesetzt werden, angewendet werden. Der entscheidende Vorteil des Verfahrens liegt darin, dass keine zusätzlichen Verfahrens- oder Verarbeitungsschritte notwendig sind.In the present invention, PPO molding composition is easily crosslinked by adding small amounts of additives. The additives can be added to the pelletized molding composition, for example. The crosslinking can be carried out in the same process step as the melting, for example in the plasticizing zone of an extruder. A further possibility of feeding the additive is via suitable metering devices directly into the extruder, so that the crosslinking agent and / or initiator are fed into the melt during the extrusion. The modified melt can then be further processed directly after it leaves the extruder, for example by blowing the film, or after foaming agents have been added in the extruder. The process is not limited to use in single-stage extrusion systems, but can also be used in multi-stage extrusion systems, as are often used in foam extrusion. The decisive advantage of the process is that no additional process or processing steps are necessary.
Die Modifikationsversuche werden auf einem Kneter durchgeführt. Die Verwendung eines Kneters ist bei der Untersuchung von Modifikationen von Formmassen üblich und dient der Simulation der Verarbeitungsbedingungen auf dem Extruder. PPO Formmasse rein bzw. PPO Formmasse zusammen mit den Modifikatoren werden auf einen Kneter gegeben. Das Gemisch wird jeweils 5-20 Minuten bei einer Temperatur von 220°C-300°C und einer Rotordrehzahl von 20-80 min"1 geknetet. Danach werden die Formmassen dem Kneter entnommen und untersucht. The modification attempts are carried out on a kneader. The use of a kneader is common when examining modifications to molding compounds and is used to simulate the processing conditions on the extruder. Pure PPO molding compound or PPO molding compound together with the modifiers are placed on a kneader. The mixture is kneaded for 5-20 minutes at a temperature of 220 ° C-300 ° C and a rotor speed of 20-80 min "1. The molding compounds are then removed from the kneader and examined.
Liste der AbbildungenList of pictures
Abbildung 1illustration 1
Uniaxiale zeitabhängige Dehnviskosität von unmodifizierter PPO-Schmelze in Abhängigkeit von der Dehngeschwindigkeit bei 2900CUniaxial extensional viscosity of time-dependent unmodified PPO melt, depending on the strain rate at 290 0 C
Abbildung 2Figure 2
Speicher-(G'), Verlustmodul (G") und komplexe Viskositäten (eta*) von unmodifizierter PPO-Schmelze (Vestoran® 1900 NF); Messtemperatur 2600CStorage (G '), loss modulus (G ") and complex viscosity (eta *) of unmodified PPO melt (Vestoran ® 1900 NF); measurement temperature 260 0 C.
Abbildung 3Figure 3
Speicher-(G'), Verlustmodul (G") und komplexe Viskositäten (eta*) von PPO- Schmelzen nach Modifikation mit 1 ,5 phr DYBP und 4,0 phr EGDMA; Messtemperatur 26O0CStorage (G '), loss modulus (G ") and complex viscosities (eta *) of PPO melts after modification with 1.5 phr DYBP and 4.0 phr EGDMA; measuring temperature 26O 0 C
Abbildung 4Figure 4
Gelgehalt von PPO, das mit 1 ,5 phr DYBP und den angegebenen Vernetzem modifiziert wurdeGel content of PPO modified with 1.5 phr DYBP and the specified crosslinkers
Abbildung 5Figure 5
Speicher-(G'), Verlustmodul (G") und komplexe Viskositäten (eta*) von PPO- Schmelzen nach Modifikation mit 1 ,5 phr DYBP1 3,0 phr EGDMA und 6,0 phr TCC; Messtemperatur 26O0C 209Storage (G '), loss modulus (G ") and complex viscosities (eta *) of PPO melts after modification with 1.5 phr DYBP 1 3.0 phr EGDMA and 6.0 phr TCC; measuring temperature 26O 0 C 209
1313
Abbildung 6Figure 6
Schmelzvolumenindices bei Modifikation durch DYBP und TCC bzw. durch DYBP, EGDMA und TCCMelt volume indices when modified by DYBP and TCC or by DYBP, EGDMA and TCC
Die im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken.The examples given below are given to better illustrate the present invention, but are not intended to limit the invention to the features disclosed herein.
BeispieleExamples
Es werden folgende Initiatoren und Vernetzer verwendet: Tabelle 3: Initiatoren in den BeispielenThe following initiators and crosslinkers are used: Table 3: Initiators in the examples
HWZ 1 min beiHWZ 1 min at
TBHP t-Butylhydroperoxid 85%ig in Weißöl 195°CTBHP t-butyl hydroperoxide 85% in white oil 195 ° C
CUHP Cumolhydroperoxid 88% 255°CCUHP cumene hydroperoxide 88% 255 ° C
DYBP 2,5-bis-(t-Butylperoxy)-2,5- 5-6 molar in 2600C dimethyl-3-hexin Decan Tabelle 4: Vernetzer in den BeispielenDYBP 2,5-bis (t-butylperoxy) -2,5-5-6 molar in 260 0 C dimethyl-3-hexyne decane Table 4: Crosslinkers in the examples
Abkürzung Mw [g/mol]Abbreviation Mw [g / mol]
EGDMA Ethylenglykoldimethacrylat 198,22EGDMA ethylene glycol dimethacrylate 198.22
DEGDMA Diethylenglykoldimethacrylat 242,27DEGDMA diethylene glycol dimethacrylate 242.27
BDDMA Butandioldimethacrylat 226,28BDDMA butanediol dimethacrylate 226.28
HDODVA Hexandioldivinylether 144,21HDODVA hexanediol divinyl ether 144.21
DTMPTA Di-[1 ,1 ,1 -tris-(hydroxymethyl)-propan]- 466,53 tetraacrylatDTMPTA Di- [1,1,1-tris- (hydroxymethyl) propane] - 466.53 tetraacrylate
PETAE Pentaerythrittriallylether 70% 256,53PETAE pentaerythritol triallyl ether 70% 256.53
PDVB Poly(4-ethylstyrol-co-divinylbenzol) vernetzeCrosslink PDVB poly (4-ethylstyrene-co-divinylbenzene)
PerlenPearls
TAC Triallyloxy-1 ,3,5-triazin 249,27TAC triallyloxy-1, 3,5-triazine 249.27
PB-1 ,2 Polybutadien-1 ,2 3000-4000 PB-1, 2 polybutadiene-1, 2 3000-4000
Tabelle 5: Halogenierungsmittel in den BeispielenTable 5: Halogenating agents in the examples
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Beispiel 1example 1
Eine Polyphenylenoxid (PPO) Formmasse wird zusammen mit 1 ,5 phr (per hundred resin, Gewichtsteile auf 100 Gewichtsteile Formmasse) 2,5-bis-(t- Butylperoxy)-2,5-dimethyl-3-hexin (DYBP), 3 phr Ethylenglycoldimethacrylat (EGDMA) und 6 phr Trichlorisocyanursäure (TCC) auf einen Kneter gegeben. Das Gemisch wird 10 Minuten bei einer Temperatur von 2500C und einer Rotordrehzahl von 40 min"1 geknetet. VergleichsbeispielA polyphenylene oxide (PPO) molding compound is mixed with 1.5 phr (per hundred resin, parts by weight per 100 parts by weight of molding compound) 2,5-bis- (t-butylperoxy) -2,5-dimethyl-3-hexyne (DYBP), 3 Phr ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) and 6 phr trichloroisocyanuric acid (TCC) added to a kneader. The mixture is kneaded for 10 minutes at a temperature of 250 0 C and a rotor speed of 40 min "1 . Comparative example
Zum Vergleich wird reine PPO Formmasse 10 Minuten bei einer Temperatur von 2500C und einer Rotordrehzahl von 40 min"1 geknetet.For comparison, pure PPO molding compound is kneaded for 10 minutes at a temperature of 250 ° C. and a rotor speed of 40 min “1 .
In beiden Beispielen steigt das erforderliche Drehmoment beim Aufschmelzen zunächst stark an. Im Fall des reinen PPO fällt das Drehmoment dann auf ein konstantes, relativ geringes Niveau ab. Bei der modifizierten Schmelze fällt das Drehmoment zunächst sogar auf Werte unterhalb der PPO-Schmelze ab, um nach einigen Minuten ein Vielfaches dieses Wertes zu erreichen. Offensichtlich wirken die niedermolekularen Zusätze zunächst als Weichmacher. Nach ca 4 Minuten Knetzeit setzt die vernetzende Wirkung ein, Viskosität und Drehmoment steigen stark an.In both examples, the required torque initially rises sharply when melting. In the case of pure PPO, the torque then drops to a constant, relatively low level. With the modified melt, the torque initially even drops to values below the PPO melt, in order to reach a multiple of this value after a few minutes. Obviously, the low molecular weight additives initially act as plasticizers. After about 4 minutes of kneading time, the crosslinking effect sets in, viscosity and torque increase significantly.
Weitere Beispiele werden in der Beschreibung diskutiert und wurden entsprechend Beispiel 1 hergestellt. Further examples are discussed in the description and were prepared in accordance with Example 1.

Claims

Patentansprüche Claims
1. Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO- basierten Formmassen, dadurch gekennzeichnet, dass Radikalinitiatoren, vinylisch ungesättigte Vernetzer und Halogenierungsmittel der Formmasse vor der Verarbeitung oder im Extruder zugegeben werden.1. Process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions, characterized in that free radical initiators, vinylically unsaturated crosslinking agents and halogenating agents are added to the molding composition before processing or in the extruder.
2. Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO- basierten Formmassen gemäß Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass Peroxidinitiatoren zugegeben werden.2. Process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions according to claim 1, characterized in that peroxide initiators are added.
3. Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO- basierten Formmassen gemäß der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass 2,5-bis-(t-Butylperoxy)-2,5-dimethyl-3-hexin, Cumolhydroperoxid oder t-Butylhydroperoxid, deren Mischungen oder Mischungen mit anderen Initiatoren zugegeben werden.3. Process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions according to claims 1 and 2, characterized in that 2,5-bis- (t-butylperoxy) -2,5-dimethyl-3-hexyne, cumene hydroperoxide or t -Butyl hydroperoxide, their mixtures or mixtures with other initiators are added.
4. Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO- basierten Formmassen gemäß der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass Vernetzer ausgewählt aus der Gruppe der Ethylenglycoldimethacrylate, Diethylenglycoldimethacrylate, Butandioldimethacrylate, Hexandioldivenyl-ether, Di-[1 , 1 ,1 -tris- (hydroxymethyl)-propan]-tetraacrylate, Penta-erythrittriallylether, Poly-(4- ethylstyrol-co-divenylbenzole), Triallyloxy-1 ,3,5-triazine oder 1 ,2- Polybutadiene, deren Mischungen oder Mischungen mit anderen Vernetzern zugegeben werden.4. A process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions according to claims 1-3, characterized in that crosslinking agents selected from the group of ethylene glycol dimethacrylates, diethylene glycol dimethacrylates, butanediol dimethacrylates, hexanediol divinyl ether, di- [1, 1, 1 - tris (hydroxymethyl) propane] tetraacrylates, penta-erythritol triallyl ether, poly (4-ethylstyrene-co-divenylbenzenes), triallyloxy-1, 3,5-triazines or 1,2-polybutadienes, their mixtures or mixtures with other crosslinking agents be added.
5. Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO- basierten Formmassen gemäß der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass Halogenierungsmittel ausgewählt aus der Gruppe der N-Bromsuccinimide oder 3-Brom-1-chloro-5,5-dimethylhydantione, bevorzugt Trichlorisocyanursäure, deren Mischungen oder Mischungen mit anderen Halogenierungsmitteln, zugegeben werden.5. A process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions according to claims 1-4, characterized in that halogenating agents selected from the group of N-bromosuccinimide or 3-bromo-1-chloro-5,5-dimethylhydantione, preferably trichloroisocyanuric acid, their mixtures or mixtures with other halogenating agents.
6. Verfahren zur Herstellung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO- basierten Formmassen gemäß der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass Radikalinitiatoren und/oder vinylisch ungesättigte Vernetzer über eine Dosiervorrichtung während der Extrusion der Schmelze zugefügt werden.6. A process for the production of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions according to claims 1-5, characterized in that radical initiators and / or vinyl-unsaturated crosslinking agents are added via a metering device during the extrusion of the melt.
7. Verwendung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO-basierten Formmassen gemäß Anspruch 1 zur Herstellung von Polymerschäumen.7. Use of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions according to claim 1 for the production of polymer foams.
8. Verwendung von fließfähigen, leicht vernetzten PPO-basierten Formmassen gemäß Anspruch 1 zum Folienbiasen. 8. Use of flowable, slightly crosslinked PPO-based molding compositions according to claim 1 for film biasing.
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