DE10049206A1 - Thermoplastische Formmassen mit verbesserten Oberflächeneigenschaften sowie verbesserter Strukturhomogenität - Google Patents
Thermoplastische Formmassen mit verbesserten Oberflächeneigenschaften sowie verbesserter StrukturhomogenitätInfo
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft Homo- und/oder Copolymerisate, die weniger als 400 Partikel mit > 200 mum pro m·2· Oberfläche enthalten, thermoplastische Formmassen, enthaltend diese Homo- und/oder Copolymerisate sowie die Verwendung der Homo- und/oder Copolymerisate und die Formmassen zur Herstellung von Formkörpern sowie die Formkörper selbst und ein Verfahren zur Herstellung der Homo- und/oder Copolymerisate.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft Homo- und/oder Copolymerisate und thermo
plastische Formmassen mit verbesserter Oberflächen- und Strukturhomogenität sowie
deren Verwendung und ein Verfahren zur Herstellung.
Thermoplastische Formmassen insbesondere solche, die Homo- und/oder Copolyme
risate von einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren, Polycarbo
nate sowie Polyester enthalten, sind aus einer Vielzahl Veröffentlichungen bekannt.
Dies gilt insbesondere für den Einsatz von ABS-Polymerisaten. Nur beispielhaft sei
auf folgende Dokumente hingewiesen: DE-A-196 16 968, WO 97/40 092, EP-A-728 811,
EP-A-315 868 (= US-A-4 937 285), EP-A-0 174 493 (US-A-4 983 658),
US-A-5 030 675, JA-59 202 240, EP-A-0 363 608 (= US-A-5 204 394), EP-A-0 767 204,
EP-A-0 611 798, WO 96/27 600, EP-A-0 754 531.
Polymere weisen stets eine Teilchengrößenverteilung auf. Zur Verbesserung der
Eigenschaften ist es wesentlich, bestimmte höhermolekulare Anteile zu entfernen.
Diese erzeugen nämlich unerwünschte Oberflächeneffekte am Fertigteil und
Inhomogenitäten, welche bei mechanischer Belastung zum Bruch der Teile führen.
Die Abtrennung von Inhomogenitäten in der Schmelze der Polymerisate führt nur zu
unbefriedigenden Ergebnissen. Die Schmelzefiltration erfolgt zwangsläufig unter
hohem Druck. Dabei können größere Inhomogenitäten verformt durch die Siebe
hindurchgedrückt werden. Die Inhomogenität bleibt erhalten. (z. B. DE-A-42 27 137,
US-A-5 498 334, US-A-5 407 586 und SU-A-1 723 588).
Eine bessere Möglichkeit ist, schon die Polymerlatices zu reinigen.
Aus dem Stand der Technik ist bekannt, Polymerlatices zur Entfernung von Verun
reinigungen oder Grobanteilen zu filtrieren. So wird beispielsweise in Houben Weyl
XIV/1, Makromolekulare Stoffe 1, Seiten 348 bis 356 (Georg Thieme Verlag, Stutt
gart, 1961) sowie in DE-A-41 26 483 und US-A-4 747 959 die Filtration von
Kautschuklatices beschrieben. Zusammenhänge mit den Oberflächeneigenschaften
und der Strukturhomogenität sind aus diesem Stand der Technik nicht bekannt.
Die oben erwähnte Filtration gelingt großtechnisch bei den oft klebrigen, etwas
elastischen und nicht sonderlich scherstabilen Teilchen der Latices nur unzureichend,
da die Standzeiten der Filter nur kurz sind. So beträgt z. B. die Standzeit für ein
Beutelfilter mit 250 µm Maschenweite zur Reinigung einer Latex nur Minuten bis
wenige Stunden. Dann ist die Filterfläche so verkleinert, dass kein Durchfluss mehr
erfolgt.
Die Behinderung der Filtration erfolgt durch Verstopfung der Löcher und einem auf
dem Filter entstehenden Filterkuchen.
Eine Siebung von Polymerlatices ist bekannt. Bei der Siebung werden minimale
Druckdifferenzen verwendet und die Gefahr von Neubildung von größeren Teilchen
ist minimiert. Zur Siebung werden Maschinen eingesetzt, in welche die Latices über
flache Siebe rinnen, welche bewegt werden, um eine Reinigung der Löcher zu be
wirken. Es können auch Rundsiebe verwendet werden, welche zur Reinigung in eine
Vibration versetzt werden. Auch bogenförmige Siebe werden vorgeschlagen.
Alle diese Siebe haben eine Reihe von Nachteilen: Sie sind sehr personalintensiv, da
häufige Verstopfungen auftreten und die Selbstreinigung nicht funktioniert. Die
Siebung muss dann angehalten werden und das Sieb muss mit verschiedenen
Prozeduren gereinigt werden.
Ein weiterer gravierender Nachteil ist, dass die oben beschriebenen Siebe nicht in ge
schlossener Ausführung errichtet werden können, so dass durch ausgasende Rest
monomere eine starke Kontamination der Umgebung auftritt. Auch bei einer Ein
hausung ist durch die häufige Reinigungsprozedur immer mit einer Umweltbelastung
zu rechnen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, demgemäß Homo- und/oder Copoly
merisate zur Verfügung zu stellen, die sich durch verbesserte Struktur- und Ober
flächenhomogenität, verbesserte Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich des Bruch
verhaltens, der Thermostabilität und der Kerbschlagzähigkeit auszeichnen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist weiterhin ein vorteilhaftes Verfahren zur
Herstellung von Homo- und/oder Copolymerisate, das die oben genannten Nachteile
nicht aufweist.
Es wurde gefunden, dass Homo- und/oder Copolymerisate von einem oder mehreren
ethylenisch ungesättigten Monomeren ("Vinylmonomere"), die weniger als 400
Partikel bzw. Teilchen pro m2 Oberfläche mit Durchmesser größer 200 µm enthalten,
die erfindungsgemäßen Eigenschaften aufweisen.
Die Bestimmung der Partikel mit einem Durchmesser größer 200 µm pro m2 Ober
fläche erfolgt mit einem Folien-Qualitäts-Prüfgerät FS-3 der Firma OCS GmbH,
Witten, Deutschland. (Siehe Herstellung und Prüfung der erfindungsgemäßen Form
massen).
Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind daher Homo- oder Copolymerisate von
einem oder mehreren ethylenisch ungesättigten Vinylmonomeren, dadurch gekenn
zeichnet, dass weniger als 400 Partikel eine Oberfläche größer 200 µm pro m2 auf
weisen.
Bevorzugt sind Homo- und/oder Copolymerisate, die dadurch gekennzeichnet sind,
dass sie weniger als 200 Partikel pro m2 mit einem Durchmesser < 200 µm,
besonders bevorzugt dass sie weniger als 500 Partikel pro m2 Oberfläche mit einem
Durchmesser von 100 bis 200 µm, und insbesondere dass sie weniger als 2500
Partikel pro m2 Oberfläche mit einem Durchmesser von 50 bis 100 µm enthalten.
Erfindungsgemäß werden die oben genannten Homopolymersisate oder Copoly
merisate von ethylenisch ungesättigten Monomeren eingesetzt. Auch Mischungen
verschiedener Homo- und/oder Copolymerisate sind geeignet.
Insbesondere kommen in Frage:
- - kautschukfreie Vinylpolymerisate (A.1),
- - kautschukhaltige Vinylpolymerisate, z. B. Pfropfpolymerisate von Vinyl monomeren auf einen Kautschuk (A.2),
- - Mischungen aus kautschukfreien (A.1) und kautschukhaltigen (A.2) Vinyl polymerisaten.
Die ethylenisch ungesättigten Monomere sind vorzugsweise ausgewählt aus der
Gruppe der einfach oder mehrfach ungesättigten Olefine (wie beispielsweise und
bevorzugt Ethylen, Propylen, Chloropren, Butadien-1,3, Isopropen), Vinylacetat,
Styrol, α-Methylstyrol, kernsubstituierte Styrole, Vinylcyanide (wie beispielsweise
und bevorzugt Acrylnitril, Methacrylnitril), Maleinsäureanhydrid, N-substituierte-Ma
leinimide, C1-C8-Alkylacrylate und -Methacrylate, (wie beispielsweise und
bevorzugt Methylacrylat und Methylmethacrylat).
Besonders bevorzugte Vinylpolymerisate A.1 sind (Co)Polymerisate aus einerseits
Styrol, α-Methylstyrol, kernsubstituiertem Styrol oder Mischungen (A.1.1) und
andererseits Acrylnitril, Methacrylnitril, (Meth)Acrylsäure-C1-C8-Alkylester,
Maleinsäureanhydrid, N-substituiertes Maleinimid oder Mischungen (A.1.2).
Die (Co)Polymerisate können vorzugsweise 50 bis 98 Gew.-% A.1.1 und 50 bis
2 Gew.-% A.1.2 enthalten.
Ganz besonders bevorzugte (Co)Polymerisate A.1 sind solche aus Styrol, Acrylnitril
und gegebenenfalls Methylmethacrylat, aus α-Methylstyrol, Acrylnitril und gegebe
nenfalls Methylmethacrylat sowie aus Styrol, α-Methylstyrol, Acrylnitril und gege
benenfalls Methylmethacrylat.
Die Homo- und Copolymerisate können durch radikalische Polymerisation, insbe
sondere durch Emulsions-, Suspensions-, Lösungs- oder Massepolymerisation her
gestellt werden. Die (Co)Polymerisate A.1 besitzen vorzugsweise Molekulargewichte
Mw (Gewichtsmittel, ermittelt durch Lichtstreuung oder Sedimentation) von 15.000
bis 200.000.
Weitere besonders bevorzugte (Co)Polymerisate A.1 sind statistisch aufgebaute Co
polymerisate aus Styrol und Maleinsäureanhydrid, die z. B. durch eine kontinuierliche
Masse- oder Lösungspolymerisation bei unvollständigen Umsätzen aus den entspre
chenden Monomeren hergestellt werden können. Ihre Zusammensetzung kann inner
halb weiter Grenzen variiert werden. Bevorzugt enthalten sie 5 bis 25 Gew.-% Ma
leinsäureanhydrideinheiten.
Anstelle von Styrol können diese Polymerisate auch kernsubstituierte Styrole, wie
p-Methylstyrol, Vinyltoluol, 2,4-Dimethylstyrol und andere substituierte Styrole, wie
α-Methylstyrol, enthalten.
Die kautschukhaltigen Vinylpolymerisate A.2 umfassen z. B. Pfropf(co)polymerisate
mit kautschukelastischen Eigenschaften, die im wesentlichen aus mindestens zwei
der folgenden Monomeren erhältlich sind: Chloropren, Butadien-1,3, Isopropen,
Styrol, α-Methylstyrol, Acrylnitril, Ethylen, Propylen, Vinylacetat, C1-C8-Alkyl
acrylate und -methacrylate. Solche Polymerisate sind z. B. in "Methoden der Organi
schen Chemie" (Houben-Weyl), Bd. 14/1, Georg Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961,
S. 393-406 und in C. B. Bucknall, "Toughened Plastics", Appl. Science Publishers,
London 1977, beschrieben. Im allgemeinen sind die Polymerisate A.2 partiell ver
netzt und besitzen im allgemeinen Gelgehalte von über 20 Gew.-%, vorzugsweise
über 40 Gew.-%.
Bevorzugte kautschukartige Vinylpolymerisate A.2 sind Pfropfpolymerisate aus:
A.2.1 5 bis 95, vorzugsweise 30 bis 80, Gew.-Teilen, einer Mischung aus
A.2.1.1 50 bis 95 Gew.-Teilen Styrol, α-Methylstyrol, halogen- oder methyl kernsubstituierten Styrolen, (Meth)Acrylsäure-C1-C8-Alkylester oder Mischungen dieser Verbindungen und
A.2.1.2 5 bis 50 Gew.-Teilen Acrylnitril, Methacrylnitril, (Meth)Acrylsäure- C1-C8-Allcylester, Maleinsäuranhydrid, C1-C4-alkyl- bzw. phenyl-N-sub stituierten Maleinimiden oder Mischungen dieser Verbindungen auf
A.2.2 5 bis 95, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-Teile Kautschuk-Polymerisat mit einer Glasübergangstemperatur unter -10°C.
A.2.1 5 bis 95, vorzugsweise 30 bis 80, Gew.-Teilen, einer Mischung aus
A.2.1.1 50 bis 95 Gew.-Teilen Styrol, α-Methylstyrol, halogen- oder methyl kernsubstituierten Styrolen, (Meth)Acrylsäure-C1-C8-Alkylester oder Mischungen dieser Verbindungen und
A.2.1.2 5 bis 50 Gew.-Teilen Acrylnitril, Methacrylnitril, (Meth)Acrylsäure- C1-C8-Allcylester, Maleinsäuranhydrid, C1-C4-alkyl- bzw. phenyl-N-sub stituierten Maleinimiden oder Mischungen dieser Verbindungen auf
A.2.2 5 bis 95, vorzugsweise 20 bis 70 Gew.-Teile Kautschuk-Polymerisat mit einer Glasübergangstemperatur unter -10°C.
Bevorzugte Pfropfpolymerisate A.2 sind z. B. mit Styrol und/oder Acrylnitril und/oder
Alkylacrylaten oder -Methacrylaten gepfropfte Polybutadiene, Butadien/Styrol-Co
polymerisate und Acrylatkautschuke; d. h. Copolymerisate der in der
DE-A 16 94 173 (= US-A-3 564 077) beschriebenen Art; mit Acryl- oder Methacryl
säurealkylestern, Vinylacetat, Acrylnitril, Styrol und/oder Alkylstyrolen gepfropfte
Polybutadiene, Butadien/Styrol- oder Butadien/Acrylnitril-Copolymerisate, Polyiso
butene oder Polyisoprene, wie sie z. B. in der DE-A 23 48 377 (= US-A 3 919 353)
beschrieben sind.
Besonders bevorzugte Polymerisate A.2 sind ABS-Polymerisate, wie sie z. B. in der
DE-A 20 35 390 (= US-A-3 644 574) und in der DE-A 22 48 242
(= GB-A 1 409 275) beschrieben sind.
Erfindungsgemäß besonders bevorzugt sind Pfropfkautschuke mit Kautschukgehal
ten von mindestens 50 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 55 Gew.-%.
Besonders bevorzugte Pfropfpolymerisate A.2 sind erhältlich durch Pfropfpoly
merisation von
- 1. α. 10 bis 70, vorzugsweise 15 bis 50, insbesondere 20 bis 40 Gew.-%, bezogen auf Pfropfpolymerisat A.2, von Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern oder von 10 bis 70, vorzugsweise 15 bis 50, insbesondere 20 bis 40 Gew.-% eines Gemisches aus 10 bis 50, vorzugsweise 20 bis 35 Gew.-%; bezogen auf Gemisch, Acrylnitril, Acrylsäureester oder Methacrylsäureester und 50 bis 90, vorzugsweise 65 bis 80 Gew.-%, bezogen auf Gemisch, Styrol oder kernsub stituierte Styrole oder eine Mischung daraus (als Pfropfauflage A.2.1) auf
- 2. β. 30 bis 90, vorzugsweise 50 bis 85, insbesondere 60 bis 80 Gew.-%, bezogen auf Pfropfpolymerisat A.2, eines Butadien-Polymerisats mit mindestens 50 Gew.-%, bezogen auf β, Butadienresten (als Pfropfgrundlage A.2.2).
Im allgemeinen beträgt der Gelanteil der Pfropfgrundlage β mindestens 20 Gew.-%
(in Toluol gemessen), der Pfropfgrad G 0,15 bis 0,95. Der Pfropfgrad G kann auch
0,15 bis 0,55 betragen.
Acrylsäureester bzw. Methacrylsäureester α sind Ester der Acrylsäure oder Meth
acrylsäure und einwertiger Alkohole mit 1 bis 8 C-Atomen. Besonders bevorzugt
sind Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat, Propylmethacrylat, n-Butylacrylat,
t-Butylacrylat und t-Butylmethacrylat.
Das Butadienpolymerisat β kann neben Butadienresten bis zu 50 Gew.-%, bezogen
auf β, Reste anderer ethylenisch ungesättigter Monomerer, wie Styrol, Acrylnitril,
C1-C4-Alkylester oder Acryl- oder Methyacrylsäure (wie Methylacrylat, Ethyl
acrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat), Vinylester und/oder Vinylether ent
halten. Bevorzugt ist Polybutadien.
Bei der Pfropfpolymerisation werden die Pfropfmonomeren bekanntlich nicht voll
ständig auf die Pfropfgrundlage polymerisiert; erfindungsgemäß schließen Pfropf
polymerisate A.2 aber Produkte ein, die durch Polymerisation der Pfropfmonomere
in Gegenwart der Pfropfgrundlage gewonnen werden.
Weitere besonders bevorzugte Polymerisate A.2 sind Pfropfpolymerisate aus
- 1. τ. 20 bis 90 Gew.-%, bezogen auf A.2, Acrylatkautschuk mit einer Glasüber gangstemperatur unter -20°C als Pfropfgrundlage A.2.2 und
- 2. δ. 10 bis 80 Gew.-%, bezogen auf A.2, mindestens eines polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren, als Pfropfmonomere A.2.1.
Die Acrylatkautschuke der Polymerisate A.2 sind vorzugsweise Polymerisate aus
Acrylsäurealkylestern, gegebenenfalls mit bis zu 40 Gew.-%, bezogen auf τ, anderen
polymerisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren. Zu den bevorzugten poly
merisierbaren Acrylsäureestern gehören C1-C12-Alkylester, vorzugsweise C1-C8-Al
kylester, beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Butyl-, n-Octyl- und 2-Ethyl-hexylester;
Halogenalkylester, vorzugsweise Halogen-C1-C8-Alkylester, wie Chlorethylacrylat,
sowie Mischungen dieser Monomeren.
Zur Vernetzung können Monomere mit mehr als einer polymerisierbaren Doppelbin
dung copolymerisiert werden. Bevorzugte Beispiele für vernetzende Monomere sind
Ester ungesättigter Monocarbonsäuren mit 3 bis 8 C-Atomen und ungesättigter ein
wertiger Alkohole mit 3 bis 12 C-Atomen oder gesättigter Polyole mit 2 bis 4
OH-Gruppen und 2 bis 20 C-Atomen, wie z. B. Ethylenglykoldimethacrylat, Allylmeth
acrylat; mehrfach ungesättigte heterocyclische Verbindungen, wie z. B. Trivinyl- und
Triallylcyanurat; polyfunktionelle Vinylverbindungen, wie Di- und Trivinylbenzole;
aber auch Triallylphosphat und Diallylphthalat.
Bevorzugte vernetzende Monomere sind Allylmethacrylat, Ethylenglykoldimeth
acrylat, Diallylphthalat und heterocyclische Verbindungen, die mindestens 3 ethyle
nisch ungesättigte Gruppen aufweisen.
Besonders bevorzugte vernetzende Monomere sind die cyclischen Monomere Tri
allylcyanurat, Triallylisocyanurat, Trivinylcyanurat, Triacryloylhexahydro-s-triazin,
Triallylbenzole.
Die Menge der vernetzenden Monomeren beträgt vorzugsweise 0,02 bis 5, insbe
sondere 0,05 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Pfropfgrundlage τ.
Bei cyclischen vernetzenden Monomeren mit mindestens 3 ethylenisch ungesättigten
Gruppen ist es vorteilhaft, die Menge auf unter 1 Gew.-% der Pfropfgrundlage τ zu
beschränken.
Bevorzugte "andere" polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Monomere, die
neben den Acrylsäureestern gegebenenfalls zur Herstellung der Pfropfgrundlage
dienen können, sind z. B. Acrylnitril, Styrol, α-Methylstyrol, Acrylamide,
Vinyl-C1-C6-Alkylether, Methylmethacrylat, Butadien. Bevorzugte Acrylatkautschuke als
Pfropfgrundlage τ sind Emulsionspolymerisate, die einen Gelgehalt von mindestens
60 Gew.-% aufweisen.
Weitere geeignete Pfropfgrundlagen gemäß A.2.2 sind Silikonkautschuke mit pfropf
aktiven Stellen, wie sie in DE-A 37 04 657, DE-A 37 04 655, DE-A 36 31 540 und
DE-A 36 31 539 beschrieben werden.
Der Gelgehalt der Pfropfgrundlage A.2.2 wird bei 25°C in Dimethylformamid be
stimmt (M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und II,
Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart 1977).
Die Pfropfpolymerisate A.2 können nach bekannten Verfahren wie Masse-, Suspen
sions-, Emulsions- oder Masse-Suspensionsverfahren hergestellt werden.
Überraschend wurde gefunden, dass ohne die beschriebenen Nachteile bei der
Emulsions- und/oder Suspensionspolymerisation eine Absiebung der Grobanteile des
entstehenden Polymers mit einer geeigneten Form von Trommelsieben gelingt.
Gegenstand der Erfindung ist daher, wie bereits erwähnt, ein vorteilhaftes Verfahren
zur Herstellung von Homo- und/oder Copolymerisaten mittels Emulsions- und/oder
Suspensionspolymerisation, die weniger als 400 Partikel mit größer 200 mµ pro m2
Oberfläche enthalten, dadurch gekennzeichnet, dass zur Reinigung der Polymere ein
Trommelsieb mit einer mittleren Maschenweite von ≦ 200 µm verwendet wird.
Der zu reinigende wässrige Polymerstrom wird dabei in eine langsam oder taktweise
rotierende, mit geeignetem Siebgewebe bespannten Trommel geleitet. Eine Stand
differenz zwischen Innen- und Außenseite erzeugt eine hydrostatische Druckdiffe
renz, die als treibendes Gefälle für die Filtration dient. Zurückbleibende Grobanteile
(bestimmt durch Maschenweite des Siebes) werden durch die Drehbewegung der
Trommel vom Filtrationsort wegtransportiert und im oberen Teil der Trommel
mittels einer Besprühung auch unter Druck durch geeignete Spülmedien und
geeigneter Abschaber entfernt.
Eine Verstopfung der Sieblöcher ist nicht zu beobachten.
Trommelsiebe werden üblicherweise für die Wäsche und Klassierung von Kies oder
für Spezialsiebungen in Kläranlagen oder Recyclinganlagen verwendet.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren werden Homo- und/oder Copolymerisate er
halten, die weniger als 400 Partikel mit größer 200 mµ pro m2 Oberfläche enthalten.
Besonders bevorzugt sind Produkte mit weniger als 200 Partikel mit < 200 mµ pro m2
Oberfläche.
Die Siebung des Polymerstroms kann halbkontinuierlich oder vollkontinuierlich
erfolgen.
Erfindungsgemäß werden die Homo- und/oder Copolymerisate mittels Siebung über
ein Trommelsieb in der unten beschriebenen Weise erhalten.
Erfindungsgemäß wird die Siebung über Trommelsiebe (10), (Fig. 1) mit einer mitt
leren Maschenweite von ≦ 200 µm bevorzugt. Besonders bevorzugt sind Maschen
weiten von ≦ 150 µm. Höchst bevorzugt sind Maschenweiten von ≦ 100 µm.
Für die Siebe kommen alle bekannten Materialien in Betracht. Hierzu zählen bei
spielsweise Metalle oder Gewebe aller Art. Trommelsiebe sind bekannt. Als
Trommelsiebe können alle bekannten Trommelsiebe eingesetzt werden, die die er
forderlichen Maschenweiten aufweisen. Die mittels des erfindungsgemäßen Ver
fahrens hergestellten erfindungsgemäßen Homo- und/oder Copolymerisate zeichnen
sich durch eine signifikante Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften aus.
Insbesondere sind die Oberflächen, die Thermostabilität und die Kerbschlagzähigkeit
in einem nicht vorhersehbaren Maß verbessert.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist in Fig. 1 und 2 dargestellt und läuft wie folgt
ab:
Der zu filtrierende Polymerstrom wird in das Innere der Siebtrommel geleitet. Durch einen geringen Füllhöhenunterschied zwischen Trommelinnen- (2) und Trommel außenraum (3) wird eine hydrostatische Druckdifferenz erzeugt, die einen Durchtritt von Polymerstrom durch das Filtermedium bewirken. Im Polymerstrom enthaltene Feststoffe bleiben auf der Siebfläche (4) zurück und können von dort aus der Trommel ausgetragen werden.
Der zu filtrierende Polymerstrom wird in das Innere der Siebtrommel geleitet. Durch einen geringen Füllhöhenunterschied zwischen Trommelinnen- (2) und Trommel außenraum (3) wird eine hydrostatische Druckdifferenz erzeugt, die einen Durchtritt von Polymerstrom durch das Filtermedium bewirken. Im Polymerstrom enthaltene Feststoffe bleiben auf der Siebfläche (4) zurück und können von dort aus der Trommel ausgetragen werden.
Um eine Schädigung des Polymers oder eine Verstopfung durch Koagulation der
Siebfläche zu verhindern, darf der Füllhöhenunterschied nicht zu groß werden. Der
Grenzwert für den Füllstandsunterschied ist gegeben durch die für das jeweilige
Polymer maximal verträglichen Scherkräfte beim Durchtritt durch das Siebgewebe.
Der Füllhöhenunterschied wird über prozessleittechnische Messeinrichtung erfasst.
Überschreitet der Füllhöhenunterschied einen vorgegebenen Wert von ca. 10 cm,
wird die Trommel mittels eines Antriebes mit 1-60 Umin-1 gedreht. Auf der Sieb
fläche abgelagerte Feststoffe fallen während der Drehbewegung in eine im Trommel
inneren angebrachte mechanische Austragshilfe (Fig. 2, (5)), aus der sie in Abhängig
keit von der Konsistenz ausfließen oder mittels dieser mechanischen Austragshilfe
ausgetragen und entsorgt werden können.
Im Trommelinneren sind geeignet geformte Bleche (6) angebracht, die das Mit
nehmen der Feststoffe unterstützen.
Wird durch diese Drehbewegung der Sollwert der Füllhöhendifferenz nicht erreicht,
wird das Sieb mittels einer über der Trommel angebrachten Reihe von Wasserdüsen
(Fig. 2 (7)) gereinigt.
Die hydrostatische Druckdifferenz zwischen Roh- und Reinseite des Filters kann zu
spezifikationsschädlichen Leckströmen führen. Daher wird die auf dem gesamten
Umfang abdichtende Trommeldichtung mit zwei Abdichtungen (8) versehen,
zwischen denen sich ein Kontrollraum (9) befindet, in den Leckstrom fließt, um die
gereinigte Emulsion nicht zu verunreinigen (kontaminieren).
Die mittels der beschriebenen Siebung hergestellten erfindungsgemäßen Homo- und/oder
Copolymerisate zeichnen sich durch eine signifikante Verbesserung ihrer
mechanischen Eigenschaften aus. Insbesondere sind die Reißdehnung, Oberflächen
eigenschaften, der Strukturhomogenität und damit die Kerbschlagzähigkeit in einem
nicht vorhersehbaren Maß verbessert.
Erfindungsgemäß können die beschriebenen Homo- bzw. Copolymerisate teilweise
durch andere Thermoplaste ersetzt werden. Die anderen Thermoplaste sind vorzugs
weise ausgewählt aus mindestens einem Thermoplasten der Gruppe der Polycarbo
nate, Folyestercarbonate, Polyester und übliche (Co)Polymerisate gemäß der oben
beschriebenen Komponente A.1, jedoch ohne den erfindungsgemäßen Grobanteil
von Teilchen.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Homo- und/oder Copolymerisate und
deren Mischung mit anderen Thermoplasten weitere Zusatzstoffe ausgewählt aus
mindestens einem der Gruppe der Flammschutzmittel, Anti-Dripping-Mittel, feinst
teilige anorganische Verbindungen und Füll- und Verstärkungsstoffe sowie übliche
Additive (siehe hinten) enthalten.
Mischungen aus kautschukfreien (A.1) und kautschukhaltigen Vinylpolymerisaten
(A.2) enthalten vorzugsweise
- a) 0,5 bis 90 Gew.-Teile, vorzugsweise 10 bis 80 Gew.-Teile, insbesondere 20 bis 70 Gew.-Teile A.1 und
- b) 10 bis 99,5 Gew.-Teile, vorzugsweise 20 bis 90 Gew.-Teile, insbesondere 80 bis 30 Gew.-Teile A.2 (bezogen auf A.1 und A.2)
wobei mindestens eine Komponente A1. oder A.2 dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Polymerisate A.1 oder A.2 weniger als 400 Partikel pro m2
Oberfläche mit einem
Durchmesser größer 200 µm enthalten bzw. die oben angegebenen bevorzugten
Definitionen haben.
Weiterhin sind erfindungsgemäß Mischungen auch solche die A.1) bzw. A.2) bzw.
ein Gemisch aus A.1) und A.2) sowie andere Thermoplaste und gegebenenfalls
weitere Zusatzstoffe enthalten. Andere Thermoplasten sind vorzugsweise ausgewählt
aus der Gruppe der Polycarbonate, Polyestercarbonate, Polyalkylenterephthalate,
Polyamide oder Mischungen hieraus.
Die Zusammensetzungen enthalten vorzugsweise
- a) 10 bis 90 Gew.-Teile, insbesondere 20 bis 85 Gew.-Teile, ganz besondere bevorzugt 35 bis 80 Gew.-Teile Polycarbonat, Polyestercarbonat, Poly alkylenterephthalat oder Gemische hieraus oder Polyamid,
- b) 90 bis 10 Gew.-Teile, vorzugsweise 80 bis 15 Gew.-Teile, insbesondere 60 bis 20 Gew.-Teile A.1 oder A.2 oder Mischungen daraus,
wobei die Summe der Gewichtsteile aller Komponenten 100 ergibt,
mit der Maßgabe, dass mindestens eine Komponente A1. oder A.2 weniger als 400
Partikel pro m2
Oberfläche mit einem Durchmesser größer als 200 µm enthalten bzw.
die oben angegebenen bevorzugten Definitionen aufweisen.
Geeignete Polycarbonate und/oder Polyestercarbonate sind literaturbekannt oder
nach literaturbekannten Verfahren herstellbar (zur Herstellung aromatischer Polycar
bonate siehe beispielsweise Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", In
terscience Publishers, 1964 sowie die DE-A 14 95 626, DE-OS 22 32 877, DE-A 27 03 376,
DE-A 27 14 544, DE-A 30 00 610, DE-A 38 32 396; zur Herstellung
aromatischer Polyestercarbonate z. B. DE-A 30 77 934).
Geeignete Polyalkylenterephthalate und Polycarbonate sind beispielsweise in DE-A 44 36 776
(= US-A 5 658 974) beschrieben.
Die Herstellung aromatischer Polycarbonate erfolgt z. B. durch Umsetzung von
Diphenolen mit Kohlensäurehalogeniden, vorzugsweise Phosgen und/oder mit aroma
fischen Dicarbonsäuredihalogeniden, vorzugsweise Benzoldicarbonsäuredihalogeni
den, nach dem Phasengrenzflächenverfahren, gegebenenfalls unter Verwendung von
Kettenabbrechern, beispielsweise Monophenolen und gegebenenfalls unter Verwen
dung von trifunktionellen oder mehr als trifunktionellen Verzweigern, beispielsweise
Triphenolen oder Tetraphenolen.
Diphenole zur Herstellung der aromatischen Polycarbonate und/oder aromatischen
Polyestercarbonate sind vorzugsweise solche der Formel (I)
wobei
A eine Einfachbindung, C1-C5-Alkylen, C2-C5-Alkyliden, C5-C6-Cycloalkyli den, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6-C12-Arylen, an das weitere aromatische gegebenenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (II) oder (III)
A eine Einfachbindung, C1-C5-Alkylen, C2-C5-Alkyliden, C5-C6-Cycloalkyli den, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO2-, C6-C12-Arylen, an das weitere aromatische gegebenenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (II) oder (III)
B jeweils C1-C12-Alkyl, vorzugsweise Methyl, Halogen, vorzugsweise Chlor
und/oder Brom
x jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
p 1 oder 0 sind, und
R1 und R2 für jedes X1 individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Ethyl,
X1 Kohlenstoff und
m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einen Atom X1, R5 und R6 gleichzeitig Alkyl sind.
x jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
p 1 oder 0 sind, und
R1 und R2 für jedes X1 individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C1-C6-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Ethyl,
X1 Kohlenstoff und
m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einen Atom X1, R5 und R6 gleichzeitig Alkyl sind.
Bevorzugte Diphenole sind Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenole, Bis-(hy
droxyphenyl)-C1-C5-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-C5-C6-cycloalkane, Bis-(hy
droxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxylphenyl)-sulfoxide, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone,
Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone und α,α-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropyl-benzole sowie
deren kernbromierte und/oder kernchlorierte Derivate.
Besonders bevorzugte Diphenole sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bisphenol-A,
2,4-Bis(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3.3.5-trimethylcyclohexan, 4,4'-Dihydroxydiphenylsulfid,
4,4'-Dihydroxydiphenyl-sulfon sowie deren di- und tetrabromierten oder chlorierten
Derviate wie beispielsweise 2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-di
chlor-4-hydroxyphenyl)-propan oder 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-pro
pan.
Insbesondere bevorzugt ist 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol-A).
Es können die Diphenole einzeln oder als beliebige Mischungen eingesetzt werden.
Die Diphenole sind literaturbekannt oder nach literaturbekannten Verfahren erhält
lich.
Für die Herstellung der thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate sind geeig
nete Kettenabbrecher beispielsweise Phenol, p-Chlorphenol, p-tert.-Butylphenol oder
2,4,6-Tribromphenol, aber auch langkettige Alkylphenole, wie 4-(1,3-Tetramethyl
butyl)-phenol gemäß DE-OS 28 42 005 oder Monoalkylphenol bzw. Dialkylphenole
mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen in den Alkylsubstituenten, wie 3,5-di-tert.-Butyl
phenol, p-iso-Octylphenol, p-tert.-Octylphenol, p-Dodecylphenol und 2-(3,5-Dime
thylheptyl)-phenol und 4-(3,5-Dimethylheptyl)-phenol. Die Menge an einzuset
zenden Kettenabbrechern beträgt im allgemeinen zwischen 0,5 Mol-%, und
10 Mol%, bezogen auf die Molsumme der jeweils eingesetzten Diphenole.
Die thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate haben mittlere Gewichtsmittel
molekulargewichte (Mw, gemessen z. B. durch Ultrazentrifuge oder Streulichtmes
sung) von 10000 bis 200000, vorzugsweise 20000 bis 80000.
Die thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate können in bekannter Weise ver
zweigt sein, und zwar vorzugsweise durch den Einbau von 0,05 bis 2 Mol-%, bezo
gen auf die Summe der eingesetzten Diphenole, an dreifunktionellen oder mehr als
dreifunktionellen Verbindungen, beispielsweise solchen mit drei und mehr phenoli
schen Gruppen.
Geeignet sind sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate. Zur Herstel
lung erfindungsgemäßer Copolycarbonate können auch 1 bis 25 Gew.-%, vorzugs
weise 2,5 bis 25 Gew.-% (bezogen auf die Gesamtmenge an einzusetzenden Dipheno
len) Polydiorganosiloxane mit Hydroxy-aryloxy-Endgruppen eingesetzt werden.
Diese sind bekannt (s. beispielsweise US-A 3 419 634) bzw. nach literaturbekannten
Verfahren herstellbar. Die Herstellung Polydiorganosiloxan-haltiger Copolycar
bonate wird z. B. in DE-A 33 34 782 beschrieben.
Bevorzugte Polycarbonate sind neben den Bisphenol-A-Homopolycarbonaten die
Copolycarbonate von Bisphenol-A mit bis zu 15 Mol-%, bezogen auf die Molsum
men an Diphenolen, anderen als bevorzugt bzw. besonders bevorzugt genannten
Diphenole, insbesondere 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan.
Aromatische Dicarbonsäuredihalogenide zur Herstellung von aromatischen Poly
estercarbonate sind vorzugsweise die Disäuredichloride der Isophthalsäure, Tere
phthalsäure, Diphenylether-4,4'-dicarbonsäure und der Naphthalin-2,6-dicarbonsäure.
Besonders bevorzugt sind Gemische der Disäuredichloride der Isophthalsäure und
der Terephthalsäure im Verhältnis zwischen 1 : 20 und 20 : 1.
Bei der Herstellung von Polyestercarbonaten wird zusätzlich ein Kohlensäurehaloge
nid, vorzugsweise Phosgen als bifunktionelles Säurederivat mitverwendet.
Als Kettenabbrecher für die Herstellung der aromatischen Polyestercarbonate kom
men außer den bereits genannten Monophenolen noch deren Chlorkohlensäureester
sowie die Säurechloride von aromatischen Monocarbonsäuren, die gegebenenfalls
durch C1-C22-Alkylgruppen oder durch Halogenatome substituiert sein können, so
wie aliphatische C2-C22-Monocarbonsäurechloride in Betracht.
Die Menge an Kettenabbrechern beträgt jeweils 0,1 bis 10 Mol-%, bezogen im Falle
der phenolischen Kettenabbrecher auf Mole Diphenole und Falle von Monocarbon
säurechlorid-Kettenabbrecher auf Mole Dicarbonsäuredichloride.
Die aromatischen Polyestercarbonate können auch aromatische Hydroxycarbonsäu
ren eingebaut enthalten.
Die aromatischen Polyestercarbonate können sowohl linear als auch in bekannter
Weise verzweigt sein (s. dazu ebenfalls DE-A 29 40 024 und DE-A 30 07 934).
Als Verzweigungsmittel können beispielsweise 3- oder mehrfunktionelle Carbonsäu
rechloride, wie Trimesinsäuretrichlorid, Cyanursäuretrichlorid, 3,3'-,4,4'-Benzophe
non-tetracarbonsäuretetrachlorid, 1,4,5,8-Napthalintetracarbonsäuretetrachlorid oder
Pyromellithsäuretetrachlorid, in Mengen von 0,01 bis 1,0 Mol% (bezogen auf einge
setzte Dicarbonsäuredichloride) oder 3- oder mehrfunktionelle Phenole, wie Phloro
glucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten, 2,4,4-Dimethyl-2,4,6-tri-
(4-hydroxyphenyl)-heptan, 1,3,5-Tri-(4-hydroxyphenyl)-benzol, 1,1,1-Tri-(4-hy
droxyphenyl)-ethan, Tri-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, 2,2-Bis[4,4-bis(4-hy
droxyphenyl)-cyclohexyl]-propan, 2,4-Bis(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol,
Tetra-(4-hydroxyphenyl)-methan, 2,6-Bis(2-hydroxy-5-methyl-benzyl)-4-methyl
phenol, 2-(4-Hydroxyphenyl)-2-(2,4-dihydroxyphenyl)-propan, Tetra-(4-[4-hydroxy
phenyl-isopropyl]-phenoxy)-methan, 1,4-Bis[4,4'-dihydroxytri-phenyl)-methyl]-ben
zol, in Mengen von 0,01 bis 1,0 Mol-%, bezogen auf eingesetzte Diphenole, ver
wendet werden. Phenolische Verzweigungsmittel können mit den Diphenolen vorge
legt, Säurechlorid-Verzweigungsmittel können zusammen mit den Säuredichloriden
eingetragen werden.
In den thermoplastischen, aromatischen Polyestercarbonaten kann der Anteil an Car
bonatstruktureinheiten beliebig variieren. Vorzugsweise beträgt der Anteil an Carbo
natgruppen bis zu 100 Mol-%, insbesondere bis zu 80 Mol-%, besonders bevorzugt
bis zu 50 Mol-%, bezogen auf die Summe an Estergruppen und Carbonatgruppen.
Sowohl der Ester- als auch der Carbonatanteil der aromatischen Polyestercarbonate
kann in Form von Blöcken oder statistisch verteilt im Polykondensat vorliegen.
Die relative Lösungsviskosität (ηrel) der aromatischen Polycarbonate und Polyester
carbonate liegt im Bereich 1,18 bis 1,4, vorzugsweise 1,22 bis 1,3 (gemessen an
Lösungen von 0,5 g Polycarbonat oder Polyestercarbonat in 100 ml Methylenchlorid-Lösung
bei 25°C).
Die thermoplastischen, aromatischen Polycarbonate und Polyestercarbonate können
allein oder im beliebigen Gemisch untereinander eingesetzt werden.
Die Polycarbonate können auch teilweise durch Polyester ersetzt werden.
Bevorzugte Polyester sind Polyalkylenterephthalate. Diese sind Reaktionsprodukte
von aromatischen Dicarbonsäuren (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten, z. B. Di
methylestern oder Anhydriden) und aliphatischen, cycloaliphatischen oder arylali
phatischen Diolen und Mischungen solcher Reaktionsprodukte.
Bevorzugte Polyalkylenterephthalate lassen sich aus Terephthalsäuren (oder ihren
reaktionsfähigen Derivaten) und aliphatischen und cycloaliphafischen Diolen mit 2
bis 10 C-Atomen nach bekannten Methoden herstellen (Kunststoff-Handbuch), Band
VIII, S. 695 ff, Carl Hanser Verlag, München 1973).
Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten 80 bis 100, vorzugsweise 90 bis
100 Mol-%, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente, Terephthalsäurereste und 80
bis 100, vorzugsweise 90 bis 100 Mol%, bezogen auf die Diolkomponente, Ethylen
glykol und/oder Butandiol-1,4-Reste. Neben Terephthalsäureresten sind 0 bis
20 Mol% Reste anderer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder
aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie Reste von
Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbon
säure, Bernstein-, Adipin-, Sebacin-, Azelain- oder Cyclohexandiessigsäure. Neben
Ethylenglykol- und/oder Butandiol-1,4-Resten sind 0 bis 20 Mol-% anderer alipha
tischer Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloaliphatischer Diole mit 6 bis 12 C-Atomen
enthalten, z. B. Reste von Pentandiol-1,5, Hexandiol-1,6, Cyclohexandi
methanol-1,4, 3-Methylpentandiol-1,3 und -1,6, 2-Ethylhexandiol-1,3, 2,2-Diethyl
propandiol-1,3, Hexandiol-2,5, 1-4-Di-(β-hydroxyethoxyphenyl)-propan, 2,4-Di
hydroxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutan, 2,2-Bis-(3-β-hydroxyethoxyphenyl)-propan
und 2,2-Bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan (DE-A 24 07 647, 2 407 776,
2 715 932).
Die Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4-wertiger
Alkohole oder 3- oder 4-basiger Carbonsäuren, wie sie in DE-A 19 00 270
und US-A 3 692 744 beschrieben sind, verzweigt werden. Beispiele bevorzugter Ver
zweigungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellithsäure, Trimethylolethan und -propan
und Pentraerythrit. Es ist ratsam, nicht mehr als 1 Mol-% des Verzweigungsmittels,
bezogen auf die Säurekomponente, zu verwenden.
Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure
(oder deren reaktionsfähigen Derivaten, z. B. deren Dialkylestern) und Ethandiol
und/oder Butandiol-1,4 hergestellt worden sind sowie deren Mischungen.
Bevorzugte Polyalkylenterephthalate sind auch Copolyester, die aus mindestens zwei
der obengenannten Diole hergestellt sind; besonders bevorzugte Copolyester sind
Poly-(ethylenglykol/butandiol-1,4)-terephthalate. In den Copolyestern können die
verschiedenen Diolreste in Form von Blöcken oder statistisch verteilt vorliegen.
Die Polyalkylenterephthalate besitzen im allgemeinen eine Intrinsic-Viskosität von
0,4 bis 1,4 dl/g, vorzugsweise 0,5 bis 1,3 dl/g, insbesondere 0,6 bis 1, 2 dl/g, jeweils
gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1 : 1 Gew.-Tl.) bei 25°C.
Geeignete Polyamide sind bekannte Homopolyamide, Copolyamide und Mischungen
dieser Polyamide. Es können dies teilkristalline und/oder amorphe Polyamide sein.
Als teilkristalline Polyamide sind Polyamid-6, Polyamid-6,6, Mischungen und ent
sprechende Copolymerisate aus diesen Komponenten geeignet. Weiterhin kommen
teilkristalline Polyamide in Betracht, deren Säurekomponente ganz oder teilweise aus
Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure und/oder Korksäure und/oder Sebacinsäure
und/oder Azelainsäure und/oder Adipinsäure und/oder Cyclohexandicarbonsäure,
deren Diaminkomponente ganz oder teilweise aus m- und/oder p-Xylylen-diamin
und/oder Hexamethylendiamin und/oder 2,2,4-Trimethylhexamethylendiamin
und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin und/oder Isophorondiamin besteht und
deren Zusammensetzung prinzipiell bekannt ist.
Außerdem sind Polyamide zu nennen, die ganz oder teilweise aus Lactamen mit 7 bis
12 C-Atomen im Ring, gegebenenfalls unter Mitverwendung einer oder mehrerer der
obengenannten Ausgangskomponenten, hergestellt werden.
Besonders bevorzugte teilkristalline Polyamide sind Polyamid-6 und Polyamid-6,6
und ihre Mischungen. Als amorphe Polyamide können bekannte Produkte eingesetzt
werden. Sie werden erhalten durch Polykondensation von Diaminen wie Ethylen
diamin, Hexamethylendiamin, Decamethylendiamin, 2,2,4- und/oder 2,4,4-Tri
methylhexamethylendiamin, m- und/oder p-Xylylen-diamin, Bis-(4-aminocyclo
hexyl)-methan, Bis-(4-aminocyclohexyl)-propan, 3,3'-Dimethyl-4,4'-diamino-di
cyclohexyl-methan, 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin, 2,5- und/oder
2,6-Bis-(aminomethyl)-norbornan und/oder 1,4-Diaminomethylcyclohexan mit
Dicarbonsäuren wie Oxalsäure, Adipinsäure, Azelainsäure, Decandicarbonsäure,
Heptadecandicarbonsäure, 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethyladipinsäure, Isophthal
säure und Terephthalsäure.
Auch Copolymere, die durch Polykondensation mehrerer Monomerer erhalten
werden, sind geeignet, ferner Copolymere, die unter Zusatz von Aminocarbonsäuren
wie ε-Aminocapronsäure, ω-Aminoundecansäure oder ω-Aminolaurinsäure oder
ihren Lactamen, hergestellt werden.
Besonders geeignete amorphe Polyamide sind die Polyamide hergestellt aus
Isophthalsäure, Hexamethylendiamin und weiteren Diaminen wie 4,4-Diaminodicy
clohexylmethan, Isophorondiamin, 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylen
diamin, 2,5- und/oder 2,6-Bis-(aminomethyl)-norbornen; oder aus Isophthalsäure,
4,4'-Diaminodicyclohexylmethan und -Caprolactam; oder aus Isophthalsäure, 3,3'-Di
methyl-4,4'-diamino-dicyclohexylmethan und Laurinlactam; oder aus Terephthal
säure und dem Isomerengemisch aus 2,2,4- und/oder 2,4,4-Trimethylhexamethylen
diamin.
Anstelle des reinen 4,4'-Diaminodicyclohexylmethans können auch Gemische der
Stellungsisomeren Diamindicyclohexalmethane eingesetzt werden, die sich zu
sammensetzen aus
70 bis 99 mol-% des 4,4'-Diamino-Isomeren
1 bis 30 mol-% des 2,4'-Diamino-Isomeren
0 bis 2 mol-% des 2,2'-Diamino-Isomeren
gegebenenfalls entsprechend höher kondensierten Diaminen, die durch Hydrierung von Diaminodiphenylmethan technischer Qualität erhalten werden. Die Isophthal säure kann bis zu 30% durch Terephthalsäure ersetzt sein.
70 bis 99 mol-% des 4,4'-Diamino-Isomeren
1 bis 30 mol-% des 2,4'-Diamino-Isomeren
0 bis 2 mol-% des 2,2'-Diamino-Isomeren
gegebenenfalls entsprechend höher kondensierten Diaminen, die durch Hydrierung von Diaminodiphenylmethan technischer Qualität erhalten werden. Die Isophthal säure kann bis zu 30% durch Terephthalsäure ersetzt sein.
Die Polyamide weisen vorzugsweise eine relative Viskosität (gemessen an einer 1
gew.-%igen Lösung in m-Kresol bei 25°C) von 2,0 bis 5,0, besonders bevorzugt von
2,5 bis 4,0 auf.
Ferner können die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen Flammschutz
mittel enthalten. Dabei sind sowohl halogenhaltige als auch halogenfreie Verbindun
gen geeignet. Die Flammschutzmittel werden im allgemeinen in einer Menge von 0,1
bis 35, vorzugsweise 0,5 bis 30 Gew.-Teilen, bezogen auf die Summe der Kompo
nenten A-D, zugesetzt werden.
Geeignete Halogenverbindungen sind organische Chlor- und/oder Bromverbindun
gen, die bei der Herstellung und Verarbeitung der erfindungsgemäßen Formmassen
stabil sind, so dass keine korrosiven Gase freigesetzt werden und die Wirksamkeit
dadurch nicht beeinträchtigt wird.
Halogenhaltige Verbindungen sind beispielsweise
- 1. Chlorierte und bromierte Diphenyle, wie Octachlordiphenyl, Decachlordiphe nyl, Octabromdiphenyl, Decabromdiphenyl.
- 2. Chlorierte und bromierte Diphenylether, wie Octa- und Decachlordiphenyl ether und Octa- und Decabromdiphenylether.
- 3. Chloriertes und bromiertes Phthalsäureanhydrid und seine Derivate, wie Phthalimide und Bisprithalimide, z. B. Tetrachlor- und Tetrabromphthalsäure anhydrid, Tetrachlor- und Tetrabromphthalimid, N,N'-Ethylen-bis-tetrachlor- und N,N'-Ethylen-bis-tetrabromphthalimid, N-Methyltetrachlor- und N-Me thyltetrabromphthalimid.
- 4. Chlorierte und bromierte Bisphenole, wie 2,2-Bis-(3,5-di-chlor-4-hydroxy phenyl)-propan und 2,2-Bis-(3,5-di-brom-4-hydroxyphenyl)-propan.
- 5. 2,2-Bis-(3,5-di-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan-Oligocarbonat und 2,2-Bis-(3,5-di-brom-4-hy droxyphenyl)-propan-Oligocarbonat mit einem mittleren Polykondensationsgrad von 2 bis 20.
Bromverbindungen werden gegenüber den Chlorverbindungen bevorzugt und halo
genfreie Verbindungen gegenüber diesen.
Vorzugsweise als Flammschutzmittel geeignet sind alle üblicherweise hierfür ver
wendeten Phosphorverbindungen, insbesondere Phosphinoxide und Derivate von
Säuren des Phosphors und Salze von Säuren und Säurederivaten des Phosphors.
Bevorzugt werden Derivate (z. B. Ester) von Säuren des Phosphors und deren Salze,
wobei Säuren des Phosphors, Phosphorsäure, Phosphonsäure, Phosphinsäure, phos
phorige Säure, auch jeweils in dehydratisierter Form einschließt, Salze bevorzugt
Alkali-, Erdalkali- und Ammoniumsalze dieser Säuren sind und auch deren Derivate
(beispielsweise teilveresterter Säuren) eingeschlossen sind.
Als Phosphorverbindungen geeignet sind z. B. Metallverbindungen von Monoestern
der Phosphorsäure der Formel (IVa) und (IVb),
oder Metallverbindungen von Diestern der Phosphorsäure gemäß Formel (V)
worin
R3 und R4 unabhängig voneinander, gegebenenfalls halogeniertes C1-C24-Alkyl, jeweils gegebenenfalls durch Halogen und/oder C1-C10-Alkyl substituiertes C5-C6-Cycloallcyl, C6-C20-Aryl oder C7-C12-Aralkyl bedeuten, oder im Falle der Formel (V) R3 und R4 gemeinsam eine Alkyl-Kette bilden,
Me für ein Metall, ausgewählt aus der 1. und 3. Hauptgruppe und VIII, IB und IIB der Nebengruppe des Periodensystems steht,
und
n durch die Wertigkeit des Metallions bestimmt wird.
R3 und R4 unabhängig voneinander, gegebenenfalls halogeniertes C1-C24-Alkyl, jeweils gegebenenfalls durch Halogen und/oder C1-C10-Alkyl substituiertes C5-C6-Cycloallcyl, C6-C20-Aryl oder C7-C12-Aralkyl bedeuten, oder im Falle der Formel (V) R3 und R4 gemeinsam eine Alkyl-Kette bilden,
Me für ein Metall, ausgewählt aus der 1. und 3. Hauptgruppe und VIII, IB und IIB der Nebengruppe des Periodensystems steht,
und
n durch die Wertigkeit des Metallions bestimmt wird.
R3 und R4 stehen unabhängig voneinander vorzugsweise für gegebenenfalls haloge
niertes (vorzugsweise durch Chlor und/oder Brom) C1-C15-, insbesondere C1-C10-Alkyl,
jeweils gegebenenfalls durch Halogen (vorzugsweise Chlor und/oder Brom)
und/oder C1-C6-, insbesondere C1-C4-Alkyl, insbesondere Methyl, Ethyl, n-, iso-Propyl,
substituiertes Cyclopentyl, Cyclohexyl, Phenyl, Naphthyl, Phenyl-C1-C4-alkyl
(wie Benzyl).
Als Metalle Me sind Metalle aus der 2. und 3. Hauptgruppe und der II. Nebengruppe
bevorzugt.
Besonders bevorzugt steht Me für Mg, Ca, Ba, Bor, Al oder Zn.
Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Metallverbindungen der Phosphorsäureester
sind literaturbekannte Verfahren wie beispielsweise das Umesterungsverfahren aus
gehend von Triestern der Phosphorsäure oder das Säurehalogenid-Verfahren, aus
gehend von Phosphorylchlorid geeignet (EP-A-0 801 116; J. Org. Chem. 1978, Vol.
43, Nr. 1, S. 24-31).
Weiterhin sind als Flammschutzmittel Phosphorverbindungen der Formel (VI)
geeignet,
in der
R5, R6 und P7 unabhängig voneinander ein gegebenenfalls halogeniertes C1-C8-Alkyl oder ein gegebenenfalls halogeniertes und/oder alkyliertes C5- oder C6-Cycloalkyl oder ein gegebenenfalls halogeniertes und/oder alkyliertes und/oder aralkyliertes C6-C30-Aryl, und
"n" und "l" unabhängig voneinander 0 oder 1 sind.
R5, R6 und P7 unabhängig voneinander ein gegebenenfalls halogeniertes C1-C8-Alkyl oder ein gegebenenfalls halogeniertes und/oder alkyliertes C5- oder C6-Cycloalkyl oder ein gegebenenfalls halogeniertes und/oder alkyliertes und/oder aralkyliertes C6-C30-Aryl, und
"n" und "l" unabhängig voneinander 0 oder 1 sind.
Diese Phosphorverbindungen sind generell bekannt (siehe beispielsweise Ullmann,
Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 18, Seiten 301 ff, 1979). Die aralkylier
ten Phosphorverbindungen sind beispielsweise in der DE-OS 38 24 356 beschrieben.
Gegebenenfalls halogenierte C1-C8-Alkykeste gemäß (VI) können einfach oder
mehrfach halogeniert, linear oder verzweigt sein. Beispiele für Alkylreste sind Chlor
ethyl, 2-Chlorpropyl, 2,3-Dibrompropyl, Butyl, Methyl oder Octyl.
Gegebenenfalls halogenierte und/oder alkylierte C5- oder C6-Cycloalkyle gemäß (VI)
sind gegebenenfalls einfach bis mehrfach halogenierte und/oder alkylierte C5- oder
C6-Cycloalkyle, also z. B. Cyclopentyl, Cyclohexyl, 3,3,5-Trimethylcyclohexyl und
vollchloriertes Cyclohexyl.
Gegebenenfalls halogenierte und/oder alkylierte und/oder aralkylierte C6-C30-Arylreste
gemäß (VI) sind gegebenenfalls ein oder mehrkernig, einfach oder mehr
fach halogeniert und/oder alkyliert und/oder aralkyliert, z. B. Chlorphenyl, Brom
phenyl, Pentachlorphenyl, Pentabromphenyl, Phenyl, Kresyl, Isopropylphenyl,
benzylsubstituiertes Phenyl und Naphthyl.
Bevorzugt stehen R5, R6 und R7 unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, Butyl,
Octyl, Phenyl, Kresyl, Cumyl oder Naphthyl. Besonders bevorzugt stehen R5, R6
und R7 unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, Butyl, gegebenenfalls durch Methyl
und/oder Ethyl substituiertes Phenyl.
Erfindungsgemäß einsetzbare Phosphorverbindungen gemäß Formel (VI) sind z. B.
Tributylphosphat, Tris-(2-chlorethyl)phosphat, Tris-(2,3-dibrompropyl)phosphat,
Triphenylphosphat, Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Diphenyloctylphos
phat, Diphenyl-2-ethylkresylphosphat, Tri-(isopropylphenyl)phosphat, Tris-(p-ben
zylphenyl)phosphat, Triphenylphosphinoxid, Methanphosphonsäuredimethylester,
Methanphosphonsäuredipenthylester und Phenylphosphonsäurediethylester.
Geeignete Flammschutzmittel sind auch dimere und oligomere Phosphate, wie bei
spielsweise in der EP-A-0 363 608 beschrieben.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können als Flammschutzmittel Phosphorver
bindungen gemäß Formel (VII) enthalten,
In der Formel stehen R8, R9, R10 und R11, unabhängig voneinander für jeweils ge
gebenenfalls halogeniertes C1-C8-Alkyl, C5-C6-Cycloalkyl, C6-C20-Aryl oder
C7-C12-Aralkyl.
Bevorzugt stehen R8, R9, R10 und R11 unabhängig voneinander für C1-C4-Alkyl,
Phenyl, Naphthyl oder Phenyl-C1-C4-alkyl. Die aromatischen Gruppen R8, R9, R10
und R11 können ihrerseits mit Halogen- und/oder Alkylgruppen, vorzugsweise
Chlor, Brom und/oder C1-C4-Alkyl substituiert sein. Besonders bevorzugte Aryl-Reste
sind Kresyl, Phenyl, Xylenyl, Propylphenyl oder Butylphenyl sowie die ent
sprechenden bromierten und chlorierten Derivate davon.
X in der Formel (VII) bedeutet einen ein- oder mehrkernigen aromatischen Rest
mit 6 bis 30 C-Atomen. Dieser leitet sich vorzugsweise von Diphenolen der
Formel (I) ab. Besonders bevorzugt sind Diphenylphenol, Bisphenol A, Re
sorcin oder Hydrochinon oder deren chlorierte oder bromierte Derivaten.
n in der Formel (VII) kann, unabhängig voneinander, 0 oder 1 sein, vorzugs
weise ist n gleich 1.
N steht für Werte von 0 bis 30, vorzugsweise für einen durchschnittlichen Wert
von 0,3 bis 20, besonders bevorzugt 0,5 bis 10, insbesondere 0,5 bis 6.
Einsetzbar sind auch Mischungen aus 10 bis 90 Gew.-%, vorzugsweise 12 bis 40 Gew.-%,
wenigstens einer Monophosphorverbindung der Formel (VI) und
wenigstens einer oligomeren Phosphorverbindung beziehungsweise eines Gemisches
von oligomeren Phosphorverbindungen wie in EP-A-363 608 beschrieben sowie
Phosphorverbindungen gemäß Formel (VII) in Mengen von 10 bis 90 Gew.-%, vor
zugsweise 60 bis 88 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an Phosphorverbin
dungen, eingesetzt.
Monophosphorverbindungen der Formel (VI) sind insbesondere Tributylphosphat,
Tris-(2-chlorethyl)-phosphat, Tris-(2,3-dibromprobyl)-phosphat, Triphenylphosphat,
Trikresylphosphat, Diphenylkresylphosphat, Diphenyloctylphosphat, Diphenyl-2-et
hylkresylphosphat, Tri-(isopropylphenyl)-phosphat, halogensubstituierte Arylphos
phate, Methylphosphonsäuredimethylester, Methylphosphonsäurediphenylester, Phe
nylphosphonsäurediethylester, Triphenylphosphinoxid oder Trikresylphosphinoxid.
Die Mischungen aus monomeren und oligomeren Phosphorverbindungen der Formel
(VII) weisen durchschnittliche N-Werte von 0,3 bis 20, bevorzugt 0,5 bis 10, insbe
sondere von 0,5 bis 6 auf.
Die genannten Phosphorverbindungen sind bekannt (vgl. z. B. EP-A-363 608, EP-A-640 655)
oder lassen sich nach bekannten Methoden in analoger Weise herstellen
(z. B. Ullmanns Encyklopädie der technischen Chemie, Bd. 18, S. 301 ff. 1979; Hou
ben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 12/1, S. 43; Beilstein Bd. 6,
S. 177).
Zu den erfindungsgemäß einsetzbaren Phosphorverbindungen gehören auch lineare
Phosphazene gemäß Formel (VIII) und cyclische Phosphazene gemäß Formel (IX)
worin
R jeweils gleich oder verschieden ist und für Amino, jeweils gegebenenfalls halogeniertes, vorzugsweise mit Fluor halogeniertes C1- bis C6-Alkyl oder C1-C8-Alkoxy, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, und/oder Halogen, vorzugsweise Chlor, Brom, substituiertes C5- bis C6-Cycloalkyl, C6- bis C20-Aryl, vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl, C6- bis C20-Aryloxy, vorzugsweise Phenoxy, Naphthyloxy, oder C7-C12-Ar alkyl, vorzugsweise Phenyl-C1-C4-alkyl, steht,
k für 0 oder eine Zahl von 1 bis 15, vorzugsweise für eine Zahl von 1 bis 10 steht.
R jeweils gleich oder verschieden ist und für Amino, jeweils gegebenenfalls halogeniertes, vorzugsweise mit Fluor halogeniertes C1- bis C6-Alkyl oder C1-C8-Alkoxy, jeweils gegebenenfalls durch Alkyl, vorzugsweise C1-C4-Alkyl, und/oder Halogen, vorzugsweise Chlor, Brom, substituiertes C5- bis C6-Cycloalkyl, C6- bis C20-Aryl, vorzugsweise Phenyl oder Naphthyl, C6- bis C20-Aryloxy, vorzugsweise Phenoxy, Naphthyloxy, oder C7-C12-Ar alkyl, vorzugsweise Phenyl-C1-C4-alkyl, steht,
k für 0 oder eine Zahl von 1 bis 15, vorzugsweise für eine Zahl von 1 bis 10 steht.
Beispielhaft seien genannt:
Propoxyphosphazen, Phenoxyphosphazen, Methylphenoxyphosphazen, Aminophos phazen und Fluoralkylphosphazene.
Propoxyphosphazen, Phenoxyphosphazen, Methylphenoxyphosphazen, Aminophos phazen und Fluoralkylphosphazene.
Bevorzugt ist Phenoxyphosphazen.
Die Phosphazene können allein oder als Mischung eingesetzt werden. Der Rest R
kann immer gleich sein oder 2 oder mehr Reste in den Formeln (VIII) und (IX) kön
nen verschieden sein.
Die Phosphazene und deren Herstellung sind beispielsweise in EP-A-728 811, DE-A-19 61 668
und WO 97/40 092 beschrieben.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Formmassen vorzugsweise 0,05 bis 5, be
sonders bevorzugt 0,1 bis 1, insbesondere 0,1 bis 0,5 Gew.-Teile, bezogen auf die
Gesamtmasse, fluorierte Polyolefine enthalten. Geeignete fluorierte Polyolefine sind
hochmolekular und besitzen Glasübergangstemperaturen von über -30°C, in der Re
gel von über 100°C. Ihre Fluorgehalte betragen vorzugsweise 65 bis 76, insbesondere
70 bis 76 Gew.-%. Ihre mittlere Teilchendurchmesser d50 betragen im allgemeinen
0,05 bis 1.000, vorzugsweise 0,08 bis 20 µm. Im allgemeinen haben die fluorierten
Polyolefine E eine Dichte von 1,2 bis 2,3 g/cm3.
Bevorzugte fluorierte Polyolefine sind Polytetrafluorethylen, Polyvinylidenfluorid,
Tetrafluorethylen/Hexafluorpropylen- und Ethylen/Tetrafluorethylen-Copolymerisa
te.
Die fluorierten Polyolefine sind bekannt (vgl. "Vinyl and Related Polymers" von
Schildknecht, John Wiley & Sons, Inc., New York, 1962, Seite 484 bis 494; "Fluor
polymers" von Wall, Wiley-Interscience, John Wiley & Sons, Inc., New York,
Band 13, 1970, Seite 623 bis 654; "Modern Plastics Encyclopedia", 1970 bis 1971,
Band 47, Nr. 10A, Oktober 1970, Mc Graw-Hill, Inc., New York, Seite 134 und 774;
"Modern Plastics Encyclopedia", 1975 bis 1976, Oktober 1975, Band 52, Nr. 10A,
Mc Graw-Hill, Inc., New York, Seite 27, 28 und 472 und US-PS 3 671 487,
3 723 373 und 3 838 092).
Sie können nach bekannten Verfahren hergestellt werden, so beispielsweise durch
Polymerisation von Tetrafluorethylen in wässrigem Medium mit einem freie
Radikale bildenden Katalysator, beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Ammonium
peroxydisulfat bei Drücken von 7 bis 71 kg/cm2 und bei Temperaturen von 0 bis
200°C, vorzugsweise bei Temperaturen von 20 bis 100°C. (Nähere Einzelheiten
siehe z. B. US-A 2 393 967). Je nach Einsatzform kann die Dichte dieser Materialien
zwischen 1,2 und 2,3 g/cm3, die mittlere Teilchengröße zwischen 0,05 und 1000 µm
liegen.
Bevorzugte fluorierte Polyolefine sind Tetrafluorethylenpolymerisate. Sie haben
mittlere Teilchendurchmesser von 0,05 bis 20 µm, vorzugsweise 0,08 bis 10 µm, und
eine Dichte von 1,2 bis 1,9 g/cm3 und werden vorzugsweise in Form einer koagulier
ten Mischung von Emulsionen der Tetrafluorethylenpolymerisate E mit Emulsionen
der Pfropfpolymerisate C eingesetzt.
Geeignete, in Pulverform einsetzbare fluorierte Polyolefine sind Tetrafluorethylen
polymerisate mit mittleren Teilchendurchmessern von 100 bis 1.000 µm und Dichten
von 2,0 g/cm3 bis 2,3 g/cm3.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen können ferner feinstteilige
anorganische Verbindungen enthalten. Vorzugsweise enthalten die erfindungsge
mäßen Formmassen 0,1 bis 50 Gew.-Teile, vorzugsweise 0,1 bis 10 Gew.-Teile, be
zogen auf die Gesamtmenge. Diese können vorzugsweise aus Verbindungen eines
oder mehrerer Metalle der 1. bis 5. Hauptgruppe oder 1. bis 8. Nebengruppe des
Periodensystems, bevorzugt 2. bis 5. Hauptgruppe oder 4. bis 8. Nebengruppe, be
sonders bevorzugt 3. bis 5. Hauptgruppe oder 4. bis 8. Nebengruppe mit mindestens
einem Element ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus Sauerstoff, Schwefel, Bor,
Phosphor, Kohlenstoff, Stickstoff, Wasserstoff und Silicium bestehen.
Bevorzugte Verbindungen sind beispielsweise Oxide, Hydroxide, wasserhaltige
Oxide, Sulfate, Sulfite, Sulfide, Carbonate, Carbide, Nitrate, Nitrite, Nitride, Borate,
Silikate, Phosphate, Hydride, Phosphite oder Phosphonate.
Bevorzugte feinstteilige anorganischen Verbindungen sind beispielsweise TiN, TiO2,
SnO2, WC, ZnO, Al2O3, AlO(OH), ZrO2, Sb2O3, SiO2, Eisenoxide, Na2SO4, Si,
BaSO4, Vanadianoxide, Zinkborat, Silicate wie Al-Silikate, Mg-Silikate, ein, zwei,
dreidimensionale Silikate, Mischungen und dotierte Verbindungen sind ebenfalls
verwendbar. Desweiteren können diese nanoskaligen Partikel mit organischen Mole
külen oberflächenmodifiziert sein, um eine bessere Verträglichkeit mit den Polyme
ren zu erzielen. Auf diese Weise lassen sich hydrophobe oder hydrophile Oberflä
chen erzeugen.
Die durchschnittlichen Teilchendurchmesser sind kleiner gleich 200 nm, bevorzugt
kleiner gleich 150 nm, insbesondere 1 bis 100 nm.
Teilchengröße und Teilchendurchmesser bedeutet immer den mittleren Teilchen
durchmesser d50, ermittelt durch Ultrazentrifugenmessungen nach W. Scholtan et al.
Kolloid-Z. und Z. Polymere 250 (1972), S. 782 bis 796.
Die anorganischen Verbindungen können als Pulver, Pasten, Sole, Dispersionen oder
Suspensionen vorliegen. Durch Ausfällen können aus Dispersionen, Sole oder Sus
pensionen Pulver erhalten werden.
Die Pulver können nach üblichen Verfahren in die thermoplastischen Kunststoffe
eingearbeitet werden, beispielsweise durch direktes Kneten oder Extrudieren der Be
standteile der Formmasse und den feinstteiligen anorganischen Pulvern. Bevorzugte
Verfahren stellen die Herstellung eines Masterbatch, z. B. in Flammschutzadditiven,
anderen Additiven, Monomeren, Lösungsmitteln, die Cofällung von Dispersionen
der oben beschriebenen Komponenten der erfindungsgemäßen thermoplastischen
Formmassen mit Dispersionen, Suspensionen, Pasten oder Solen der feinstteiligen
anorganischen Materialien dar.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können ferner übliche Additive, wie Gleit- und
Entformungsmittel, Nukleiermittel, Antistatika, Stabilisatoren, Füll- und Verstär
kungsstoffe sowie Farbstoffe und Pigmente enthalten.
Die gefüllten bzw. verstärkten Formmassen können bis zu 60, vorzugsweise 10 bis
40 Gew.-%, bezogen auf die gefüllte bzw. verstärkte Formmasse, Füll- und/oder Ver
stärkungsstoffe enthalten. Bevorzugte Verstärkungsstoffe sind Glasfasern. Bevor
zugte Füllstoffe, die auch verstärkend wirken können, sind Glaskugeln, Glimmer,
Silikate, Quarz, Talkum, Titandioxid, Wollastonit.
Die erfindungsgemässen Formmaßen können hergestellt werden, indem man die
Bestandteile in bekannter Weise vermischt und bei erhöhten Temperaturen, vorzugs
weise bei 200 bis 350°C, in üblichen Vorrichtungen, wie Innenknetern, Extrudern
oder Doppelwellenschnecken, schmelzcompoundiert oder schmelzextrudiert. Die Be
standteile können nacheinander oder gleichzeitig gemischt werden. In speziellen
Fällen kann es günstig sein, aus den niedermolekularen Additiven und den Mag
nesium-Aluminium-Silikaten Vormischungen herzustellen.
Die erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen eignen sich aufgrund ihrer
sehr guten mechanischen Eigenschaften zur Herstellung von Formkörpern jeglicher
Art, insbesondere solchen mit erhöhten Anforderungen an Bruchbeständigkeit.
Die Formmassen der vorliegenden Erfindung können zur Herstellung von Formkör
pern jeder Art verwendet werden. Insbesondere können Formkörper durch Spritzguß
hergestellt werden. Beispiele für herstellbare Formkörper sind: Gehäuseteile jeder
Art, z. B. für Haushaltsgeräte wie Saftpressen, Kaffeemaschinen, Mixer, für Büro
maschinen wie Monitore, Drucker, Kopierer, oder Abdeckplatten für den Bausektor
und Teile für den Kfz-Sektor. Sie sind außerdem auf dem Gebiet der Elektrotechnik
einsetzbar, weil sie sehr gute elektrische Eigenschaften haben.
Weiterhin können die erfindungsgemäßen Formmassen beispielsweise zur Herstel
lung von folgenden Formkörpern bzw. Formteilen verwendet werden:
Innenausbauteile für Schienenfahrzeuge (FR), Radkappen, Gehäuse von Kleintrans formatoren enthaltenden Elektrogeräten, Gehäuse für Geräte zur Informationsver breitung und -Übermittlung, Gehäuse und Verkleidung für medizinische Zwecke, Massagegeräte und Gehäuse dafür, Spielfahrzeuge für Kinder, Flächige Wand elemente, Gehäuse für Sicherheitseinrichtungen, Heckspoiler, Wärmeisolierte Trans portbehältnisse, Vorrichtung zur Haltung oder Versorgung von Kleintieren, Form teile für Sanitär- und Badeausrüstungen, Abdeckgitter für Lüfteröffnungen, Formteile für Garten- und Gerätehäuser, Gehäuse für Gartengeräte.
Innenausbauteile für Schienenfahrzeuge (FR), Radkappen, Gehäuse von Kleintrans formatoren enthaltenden Elektrogeräten, Gehäuse für Geräte zur Informationsver breitung und -Übermittlung, Gehäuse und Verkleidung für medizinische Zwecke, Massagegeräte und Gehäuse dafür, Spielfahrzeuge für Kinder, Flächige Wand elemente, Gehäuse für Sicherheitseinrichtungen, Heckspoiler, Wärmeisolierte Trans portbehältnisse, Vorrichtung zur Haltung oder Versorgung von Kleintieren, Form teile für Sanitär- und Badeausrüstungen, Abdeckgitter für Lüfteröffnungen, Formteile für Garten- und Gerätehäuser, Gehäuse für Gartengeräte.
Eine weitere Form der Verarbeitung ist die Herstellung von Formkörpern durch Tief
ziehen aus vorher hergestellten Platten oder Folien.
Im folgenden wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Beispiele näher be
schrieben:
Pfropfpolymerisat von 40 Gew.-Teilen eines Copolymerisats aus Styrol und Acryl
nitril im Verhältnis von 73 : 27 auf 60 Gew.-Teile teilchenförmigen vernetzten Poly
butadienkautschuk (mittlerer Teilchendurchmesser d50 = 0,3 µm), hergestellt durch
Emulsionspolymerisation.
Ohne Trommelsiebung wird die Polymerlatex in der üblichen Weise (thermisch bzw.
mit Salzen bzw. mit Säuren) gefällt und das Fällgut abgetrennt und getrocknet.
Gemäß der unten beschriebenen Herstellung der Formmassen wird die Qualität von
A1 überprüft (die Rezeptur ist in Tabelle 1 beschrieben).
Die Oberfläche wies 1000 Partikel mit < 200 µm pro m2 auf.
Pfropfpolymerisat von 40 Gew.-Teilen eines Copolymerisats aus Styrol und Acryl
nitril im Verhältnis von 73 : 27 auf 60 Gew.-Teile teilchenförmigen vernetzten Poly
butadienkautschuk (mittlerer Teilchendurchmesser d50 = 0,35 µm), hergestellt durch
Emulsionspolymerisation.
Ohne Trommelsiebung wird die Polymerlatex in der üblichen Weise (thermisch bzw.
mit Salzen bzw. mit Säuren) gefällt und das Fällgut abgetrennt und getrocknet.
Gemäß der unten beschriebenen Herstellung der Formmassen wird die Qualität von
A2 überprüft (die Rezeptur ist in Tabelle 1 beschrieben).
Die Oberfläche wies 900 Partikel mit < 200 µm pro m2 auf.
Die Oberfläche wies 900 Partikel mit < 200 µm pro m2 auf.
Pfropfpolymerisat von 40 Gew.-Teilen eines Copolymerisats aus Styrol und Acryl
nitril im Verhältnis von 73 : 27 auf 60 Gew.-Teile teilchenförmigen vernetzten Poly
butadienkautschuk (mittlerer Teilchendurchmesser d50 = 0,3 µm), hergestellt durch
Emulsionspolymerisation.
Der Latex wird über ein Trommelsieb geleitet. Der Durchsatz beträgt 9000 kg/h.
Die Oberfläche der Siebtrommel beträgt 4 m2, die Maschenweite der
Siebe 50 µm.
Die gesiebte Polymerlatex wird in der üblichen Weise (thermisch, sauer oder mit
Salzen) gefällt, das Fällgut abgetrennt und getrocknet.
Gemäß der unten beschriebenen Herstellung der Formmassen wird die Qualität von
A3 überprüft (die Rezeptur ist in Tabelle 1 beschrieben).
Die Oberfläche wies 100 Partikel mit < 200 µm pro m2 auf.
Pfropfpolymerisat von 40 Gew.-Teilen eines Copolymerisats aus Styrol und Acryl
nitril im Verhältnis von 73 : 27 auf 60 Gew.-Teile teilchenförmigen vernetzten Poly
butadienkautschuk (mittlerer Teilchendurchmesser d50 = 0,35 µm), hergestellt durch
Emulsionspolymerisation.
Der Latex wird gemäß A3 über ein Trommelsieb geleitet. Der Durchsatz beträgt
15000 kg/h, die Oberfläche der Trommel 4 m2, die Maschenweite der Siebe 100 µm.
Die gesiebte Polymerlatex wird in der üblichen Weise (thermisch, sauer oder mit
Salzen) gefällt, das Fällgut abgetrennt und getrocknet.
Gemäß der unten beschriebenen Herstellung der Formmassen wird die Qualität von
A4 überprüft (die Rezeptur ist in Tabelle 1 beschrieben).
Die Oberfläche wies 150 Partikel mit < 200 µm pro m2 auf.
Die Oberfläche wies 150 Partikel mit < 200 µm pro m2 auf.
Lineares Polycarbonat auf der Basis Bisphenol A mit einer relativen Lösungsvis
kosität von 1,252 gemessen in CH2CI2 als Lösungsmittel bei 25°C und in einer
Konzentration von 0,5 g/100 ml.
Styrol/Acrylnitril-Copolymerisat mit einem Styrol/Acrylnitril-Verhältnis von 72 : 28
und einer Grenzviskosität von 0.55 dl/g (Messung in Dimethylformamid bei 20°C).
Das Mischen der Komponenten A-C erfolgt auf einem 3-l-Innenkneter.
Die Formmassen wurden auf einem Extruder verarbeitet, zu Bändchen mit 50 bis
70 mm Breite und 200 µm Dicke extrudiert und mit einem Folien-Qualitäts-Prüfgerät
FS-3 der Firma OCS GmbH, Witten, Deutschland auf Oberflächenhomogenität
geprüft. Die Formkörper werden auf einer Spritzgießmaschine Typ Arburg 270 E bei
260°C hergestellt.
Die Bestimmung der Kerbschlagzähigkeit Ak erfolgt nach Methode ISO 180/1A an
Stäben der Abmessung 80 × 10 × 4 mm bei Raumtemperatur.
Die Reißdehnung DR wird im Rahmen der Bestimmung des Zug-E-Moduls nach
Methode ISO 527 an F3 Schulterstäben bestimmt.
Claims (20)
1. Homo- und/oder Copolymerisate von einem oder mehreren ethylenisch unge
sättigten Monomeren, dadurch gekennzeichnet, dass sie weniger als 400
Partikel pro m2 Oberfläche mit einem Durchmesser größer 200 µm aufweisen.
2. Homo- und/oder Copolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie weniger als 200 Partikel pro m2 Oberfläche mit einem Durchmesser
< 200 µm enthalten.
3. Homo- und/oder Copolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie weniger als 500 Partikel pro m2 Oberfläche mit einem Durchmesser
von 100 bis 200 µm enthalten.
4. Homo- und/oder Copolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie weniger als 250 Partikel pro m2 Oberfläche mit einem Durchmesser
von 100 bis 200 µm enthalten.
5. Homo- und/oder Copolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie weniger als 5000 Partikel pro m2 Oberfläche mit einem Durchmesser
von 50 bis 100 µm enthalten.
6. Homo- und/oder Copolymerisate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
dass sie weniger als 2500 Partikel pro m2 Oberfläche mit einem Durchmesser
von 50 bis 100 µm enthalten.
7. Homo- und/oder Copolymerisate gemäß Anspruch 1 bis 6 von einem oder
mehreren ethylenisch ungesättigten Monomeren ausgewählt aus mindestens
einem aus der Gruppe der einfach oder mehrfach ungesättigten Olefine,
Vinylacetat, Styrol, α-Methylstyrol, kernsubstituierte Styrole, Vinylcyanide,
Maleinsäureanhydrid, N-substituierte-Maleinimide, Chloropren, C1-C8-Alkyl
acrylate und -Methacrylate.
8. Thermoplastische Formmassen, dadurch gekennzeichnet, dass sie Homo- und
Copolymerisate nach einem der Ansprüche 1 bis 7 enthalten.
9. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
dass sie Pfropfpolymerisate harzbildender Vinylpolymere auf einen Kautschuk
enthalten.
10. Thermoplastische Formmassen nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, dass sie thermoplastische Polycarbonate, Polyestercarbonate,
Polyester oder Mischungen hieraus oder Polyamid enthalten.
11. Thermoplastische Formmassen nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch
gekennzeichnet, dass sie Flammschutzmittel enthalten.
12. Thermoplastischen Formmassen nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, dass sie anorganische Verbindungen enthalten.
13. Thermoplastischen Formmassen nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch
gekennzeichnet, dass sie Polyolefine enthalten.
14. Verwendung der Homo- und/oder Copolymerisate nach einem der Ansprüche
1 bis 7 zur Herstellung von Formmassen oder Formkörpern.
15. Verwendung der Formmassen nach einem der Ansprüche 8 bis 13 zur Her
stellung von Formkörpern.
16. Formkörper erhältlich aus Homo- und/oder Copolymerisaten gemäß der An
sprüche 1 bis 7 oder aus Formmassen nach einem der Ansprüche 8 bis 13.
17. Verfahren zur Herstellung der Homo- und/oder Copolymerisate gemäß An
sprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Durchführung des Ver
fahrens zur Reinigung der Polymere ein Trommelsieb mit einer mittleren
Maschenweite von ≦ 200 µm verwendet wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Trommelsieb
eine mittlere Maschenweite von ≦ 150 µm hat.
19. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet,
dass die nicht mit Emulsion bedeckte Trommelfläche besprüht wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 und 18, dadurch gekennzeichnet,
dass sich zwischen den beiden den gesamten Umfang abdichtenden Trommel
dichtungen ein Kontrollraum befindet.
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