DE1260777B

DE1260777B - Thermoplastische Massen zur Herstellung schlagfester Formkoerper

Info

Publication number: DE1260777B
Application number: DE1959I0015857
Authority: DE
Inventors: Kenneth Barry Jarrett; Arthur Alan Williams
Original assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Current assignee: Imperial Chemical Industries Ltd
Priority date: 1958-01-03
Filing date: 1959-01-02
Publication date: 1968-02-08
Also published as: FR1212643A; GB844315A; ES246301A1; BE574340A; NL103380C; GB850947A; NL234732A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

C08f

Int. Cl.:

Deutsche Kl.: 39 b Ϊ 22/06·

Nummer: 1260 777

Aktenzeichen: 115857IV c/39 b

Anmeldetag: 2. Januar 1959

Auslegetag: 8. Februar 1968

Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung starrer thermoplastischer Preß- bzw. Formmassen, die Preß- bzw. Formkörper mit guter Schlagfestigkeit ergeben.

Polyvinylchlorid ist ein hartes, zähes thermoplastisches Material, das wegen seiner vorteilhaften Eigenschaften weite Verwendung findet. Bei einigen Verwendungszwecken ist eine Verbesserung seiner Schlagfestigkeit erwünscht; diese Verbesserung kann man erzielen, indem man in das Polyvinylchlorid ein kautschukartiges Mischpolymerisat von Butadien-1,3 einarbeitet. Jedoch wird durch Einarbeitung des Kautschuks der Erweichungspunkt herabgesetzt. Bei einigen Verwendungszwecken kann dies zwar hingenommen werden. Es gibt jedoch zahlreiche Anwendungsgebiete, wo es zweckmäßig ist, die Schlagfestigkeit von Polyvinylchlorid zu verbessern, ohne daß dadurch sein Erweichungspunkt herabgesetzt wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine thermoplastische Formmasse zur Herstellung schlagfester Formkörper mit hohem Erweichungspunkt zu schaffen. So wird gemäß der Erfindung eine thermoplastische Masse zur Herstellung von schlagfesten Formkörpern vorgeschlagen, bestehend aus

a) 50 bis 80 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid,

b) 10 bis 30 Gewichtsprozent Polymethacrylat und

c) 3 bis 25 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats, das aus 30 bis 80 °/₀ Butadien und 70 bis 20 °/₀ Methylmethacrylat hergestellt worden ist.

Die erfindungsgemäßen Massen ergeben nicht nur Form- bzw. Preßkörper mit hoher Schlagfestigkeit und hohem Erweichungspunkt, sondern sie besitzen auch gute Verarbeitungseigenschaften. Sie sind besonders zur Herstellung von Folien bzw. Platten durch Kalandern und Pressen und zur Verwendung in Auspreßvorrichtungen geeignet.

Die polymeren Bestandteile der erfindungsgemäßen Massen sind an sich gut bekannt und können nach bekannten Verfahren, z. B. einem Emulsions-Polymerisationsverfahren, das zur Bildung einer beständigen wäßrigen Emulsion des polymeren Materials führt, oder einem Granular-Polymerisationsverfahren, hergestellt werden.

Obwohl vorzugsweise ein Homopolymerisat von Vinylchlorid angewandt wird, können auch Mischpolymerisate von Vinylchlorid mit bis zu 5 Gewichtsprozent seines eigenen Gewichts an anderem mischpolymerisierbarem Material, z. B. Vinylacetat und Vinylidenchlorid, angewandt werden. Das Vinylchloridpolymerisat kann gegebenenfalls eine erhebliche Thermoplastische Massen zur Herstellung
schlagfester Formkörper

Anmelder:

Imperial Chemical Industries Limited, London

Vertreter:

Dr.-Ing. H. Fincke, Dipl.-Ing. H. Bohr
und Dipl.-Ing. S. Staeger, Patentanwälte,
8000 München 5, Müllerstr. 31

Als Erfinder benannt:

Kenneth Barry Jarrett, Welwyn;

Arthur Alan Williams,

Welwyn Garden City, Hertfordshire

(Großbritannien)

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 3. Januar 1958,

vom 17. Dezember 1958 (303)

Menge an kristallinem Polymerisat enthalten; derartige Polymerisate werden beispielsweise durch Polymerisation von Vinylchlorid in Gegenwart von Triäthylbor und Sauerstoff als Polymerisationskatalysator erhalten.
Die vorliegenden Massen werden hergestellt, indem man die verschiedenen Bestandteile in geeigneter Weise innig mischt. Zum Beispiel kann man die Bestandteile in fester Form auf einem Walzenmischer oder in einem Banbury-Mischer mischen. Ferner können sie hergestellt werden, indem man die polymeren Bestandteile in Form von wäßrigen Dispersionen miteinander mischt und anschließend das Gemisch ausflockt oder nach einem Sprühverfahren trocknet, um die feste Masse zu erhalten. Andererseits kann man die Masse erzeugen, indem man einen oder zwei der polymeren Bestandteile in Form eines trockenen Pulvers in einer wäßrigen Dispersion des anderen polymeren Bestandteils bzw. der anderen polymeren Bestandteile dispergiert und anschließend das Gemisch entweder nach dem Ausflocken und Filtrieren oder direkt nach einem Sprühverfahren trocknet. Die Schlagfestigkeit der erfindungsgemäßen Massen kann häufig verbessert werden, wenn man sie

809 507/681

bei hoher Temperatur, z. B. 140 bis 19O⁰C, verknetet und anschließend das Verkneten bei einer niedrigeren Temperatur von z. B. etwa 80° C fortsetzt.

Die Eigenschaften der erfindungsgemäßen Massen können modifiziert werden, indem man die Mengenanteile der polymeren Bestandteile ändert. Wenn der Mengenanteil an Kautschuk gleichbleibend gehalten wird, besteht die Wirkung einer Erhöhung des Mengenanteils an dem Polyvinylchlorid darin, daß die Schlagfestigkeit verbessert wird, während, wenn der Mengenanteil an dem polymeren Methylmethacrylat erhöht wird, der Erweichungspunkt heraufgesetzt wird. Wenn der Mengenanteil an kautschukartigem polymerem Material erhöht wird, wird im allgemeinen die Schlagfestigkeit verbessert und der Erweichungspunkt herabgesetzt. Die Wirkung ändert sich jedoch entsprechend der Art und Menge des angewandten kautschukartigen Mischpolymerisats.

Die erfindungsgemäßen Massen können darüber hinaus andere Bestandteile, z. B. Pigmente, Füllstoffe und Stabilisatoren, enthalten. Sie können für jeden Zweck Verwendung finden, wo ein Material gefordert wird, das leicht unter Bildung starrer Körper formbar ist, die gute Schlagfestigkeit und einen hohen Erweichungspunkt besitzen, z. B. zur Erzeugung von Folien, Stangen oder ausgepreßten Rohren. Sie können in Form von Körnchen oder Folien angewandt werden; Körnchen sind für Spritzguß-, Strangpreß- und Formpreßverfahren geeignet und können erhalten werden, indem man die Masse, z. B. durch Auspressen, in die Form von Stangen, Bändern oder dünnen Folien überführt und anschließend diese Stangen, Bänder oder dünnen Folien zu Körnchen zerschneidet. Aus den vorliegenden Massen können durch Auspressen oder Walzen und ein anschließendes Preßpolieren Folien bzw. Platten jeder gewünschten Stärke erzeugt werden. Formstücke können erhalten werden, indem man die flachen Folien erhitzt und gegen ein Formteil preßt bzw. zieht.

Die Erfindung wird in den folgenden Beispielen, in denen Teile Gewichtsteile bedeuten, näher erläutert.

Beispiele 1 bis 4

Polyvinylchlorid, Polymethylmethacrylat und ein Mischpolymerisat von Butadien-1,3 und Methylmethacrylat, das 62 Gewichtsprozent Methylmethacrylat enthielt, wurden auf einem Zweiwalzenstuhl in den nachfolgend angegebenen Mengen vermischt. Das Polyvinylchlorid war ein körniges Polymerisat, das durch Polymerisation in wäßriger Dispersion bei 50° C hergestellt worden war und den K-Wert 65 besaß. Das Polymethylmethacrylat wurde durch Polymerisation in wäßriger Dispersion unter Verwendung von Polymethacrylsäure als Dispergiermittel hergestellt; der Vio-Erweichungspunkt des Polymerisats nach V i c a t betrug 101,5° C, das Molekulargewicht lag im Bereich von 60 000 bis 80 000. Das Mischpolymerisat von Butadien und Methylmethacrylat wurde durch Polymerisation in wäßriger Emulsion bei 50 bis 60° C hergestellt und das Verfahren abgebrochen, wenn 99 °/₀ der ursprünglich vorhandenen Monomeren in Polymerisat übergeführt worden waren.

Die Walzen des Mischers wurden auf 160° C gehalten und die Bestandteile 20 Minuten gemahlen. Nach Ablauf dieser Zeit wurde die Masse in Form einer Folie abgezogen und in einer Presse bei 180°C unter Bildung einer gleichmäßig dicken Folie bzw. Platte gepreßt. Die Eigenschaften von Folien verschiedener Zusammensetzung sind in der folgenden Tabelle aufgeführt. Zu Vergleichszwecken sind auch Ergebnisse angegeben, die bei Verwendung von Polyvinylchlorid allein und Polyvinylchlorid mit Polymethylmethacrylat und Polyvinylchlorid mit dem kautschukartigen Mischpolymerisat erhalten wurden.

Beispiel	Zusami Polyvinyl chlorid	nensetzung der Platte Polymethyl methacrylat	bzw. Folie Kautschukartiges Mischpolymerisat	Schlagfestigkeit nach Hounsf ield	Vio-Erweichungspunkt nach V i c a t
	Teile	Teüe	TeUe	m-kg	⁰C
1	73	10	17	0,086	82
2	70	10	20	0,057	80
3	69	14	17	0,046	83
4	65	15	20	0,033	86
	100			0,0041	79
—	77,5	22,5	—	0,0028	88,0
—	80,0	•—	20	0,091	76

Die vorstehenden Ergebnisse zeigen, daß, wenn man sowohl Polymethylmethacrylat als auch das kautschukartige Butadien-Methylmethacrylat-Mischpolymerisat dem Polyvinylchlorid zusetzt, die Schlagfestigkeit und auch der Erweichungspunkt erhöht werden.

Die Schlagfestigkeit wurde nach Hounsfield unter Verwendung von 0,32 · 0,635 · 5,08 cm großen Probestücken mit einer V-förmigen 0,32 cm tiefen Kerbe, die in die Mitte einer der beiden 5,08 cm langen Seiten geschnitten war, bestimmt. Das Probestück wurde auf jedes seiner Enden gelagert, wobei seine Hauptachse im rechten Winkel zum Weg eines kleinen Pendels in solcher Stellung angeordnet war, daß das Pendel im tiefsten Punkt seines Weges auf die Probe auf der der Kerbe gegenüberliegenden Kante in einem Punkt direkt hinter der Kerbe aufschlug. Bei dieser Untersuchung wurden die Enden der Proben nicht festgeklammert, sondern ruhten auf zwei waagerechten Flächen, wobei die gekerbte Kante des Probestücks an starren senkrechten Stoppern anlag, die eine Bewegung des Probestücks in der Bewegungsrichtung des Pendels verhinderten. Die Energie des Pendels beim Schlag betrug 0,138 m · kg. Die nach dem Brechen des Probestückes verbleibende Energie des Pendels wurde in m-kg gemessen und von der Schlagenergie abgezogen, um so ein Maß für die Kerbzähigkeit des Probestückes zu erhalten. Die angegebenen Werte sind Durchschnittswerte, die an Hand von zehn Proben erhalten wurden.

Beispiel5

Wie in den vorstehenden Beispielen wurde eine Masse unter Verwendung von 70 Teilen Polyvinylchlorid, 22,5 Teilen Polymethylmethacrylat und 7,5

Teilen eines kautschukartigen Mischpolymerisats von Butadien und Methylmethacrylat hergestellt, das 25 Gewichtsprozent Methylmethacrylat enthielt.

Diese Masse besaß, wie gefunden wurde, eine Schlagfestigkeit nach Houns field von 0,032 m · kg und einen ^„-Erweichungspunkt nach V i c a t von 87°C.

Beispiel 6

IO

Unter Verwendung der gleichen polymeren Bestandteile wie im Beispiel 5, wobei jedoch 77,5 Teile Polyvinylchlorid, 15 Teile Polymethylmethacrylat und 7,5 Teile kautschukartiges Butadien-Methylmethacrylat-Mischpolymerisat (75:25) eingesetzt wurden, wurde eine Masse hergestellt.

Diese Masse besaß eine Schlagfestigkeit nach Hounsfield von 0,055 m · kg, und der ¹J₁₀-Etweichungspunkt nach Vicat betrug 84°C.

Claims

Patentanspruch:

Thermoplastische Masse zur Herstellung von schlagfesten Formkörpern, bestehend aus

a) 50 bis 80 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid,

b) 10 bis 30 Gewichtsprozent Polymethylmethacrylat und

c) 3 bis 25 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats, das aus 30 bis 80°/₀ Butadien und 70 bis 20°/₀ Methylmethacrylat hergestellt worden ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Französische Patentschrift Nr. 1132 895;
belgische Patentschrift Nr. 558 041.