DE1669630C3 - Verfahren zur Herstellung von Propfpolymeren - Google Patents
Verfahren zur Herstellung von PropfpolymerenInfo
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- DE1669630C3 DE1669630C3 DE1968A0058264 DEA0058264A DE1669630C3 DE 1669630 C3 DE1669630 C3 DE 1669630C3 DE 1968A0058264 DE1968A0058264 DE 1968A0058264 DE A0058264 A DEA0058264 A DE A0058264A DE 1669630 C3 DE1669630 C3 DE 1669630C3
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Description
Die Herstellung thermoplastischer Formmassen mil ausgezeichneter Schlagzähigkeit. chemischer
Beständigkeit oder Transparenz ist bekannt. Beispiels weise wurden Formmassen aus Mischungen von
Styrol-Acrylnitril-Copolymcrcn und vernetzten! Butadienstyrolkaulschuk
hergestellt (US-PS 30 73 798). Ferner wurden Formmassen durch Vermischen eines
harten Harzes aus Methylmethacrylal mit gepfropftem Polybutadien- oder Butadien-Styrolkautschuk hergestellt
(US-PS 32 61887). Andere Massen wurden aus
Polystyrol und einem schwach vernetzten! C'opolynieren
aus Äthylen und Vinylacetat hergestellt (US-PS 32 18 373).
Alle obigen Formmassen weisen gute Schlagzähigkeit und gute mechanische Eigenschaften auf. Einige sind
nicht transparent, die meisten finden jedoch auf Gebieten Verwendung, wo Festigkeit und Zähigkeit die
wichtigsten Voraussetzungen sind. Alle derartigen schlagzähen Polymeren sind jedoch hinsichtlich einer
kritischen Eigenschaft mangelhaft, nämlich bezüglich ihrer Witterungsbesiandigkeit. Die bekannten Formmassen
sind demnach zwar für viele Anwendungszwckkd atisgezeichncl geeignet, sie widerstehen jedoch nicht
(Jen Weitereinflüssen, z. B. Ullravioleltlicht. Noch
schwerwiegender ist die Tatsache, daß diese Formmassen auch nicht durch Einführung von Additiven
witterungsbeständig gemacht werden können.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung von Pfropfpolymerisaten,
das zu einer neuen Klasse schlagzäher Formmassen führt, die an sich nur wenig witterungsbeständiger sind
als die bekannten Formmassen, durch Zusatz verschiedener Additive aber unerwarteterweise witterungsbeständig
gemacht werden können. Gleichzeitig sollen diese Pfropfpolymerisate transparent, klar und zäh sein
und sich auf allen Anwendungsgebieten der bekannten Formmassen einsetzen lassen. Diese Aufgabe w:rd nun
durch das in den Ansprüchen näher bezeichnete
ίο Verfahren erfindungsgemäß gelöst.
Die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Pfropfpolymerisate finden als Formmassen zur
Herstellung von Industrie- und Haushaltsgütern Verwendung. Sie können beispielsweise durch Vakuum-
H pressen und Formblasen zu Behältern für Nahrungsmittel,
Arzneimittel und Chemikalien, zu Türen für Duschen oder Automobilzubehör verarbeitet werden.
Die Zeichnung zeigt eine graphische Darstellung der Änderung der Verformungstemperatur ("C) unter einer
Belastung von 18.6 kg/cm- und der Izod-Kerbschlag-Zähigkeit
in mkg/2.5 cm eines erfindungsgemäß hergestellten Pfropfpolymerisats mit zunehmendem Älhylencopolymergehalt.
Dieses Pfropfpolymerisat enthält ein Äthylen/Vinylacetat (75/25)-Copolymeres und ein Methylmethacrylat/Äthylacrylat
(97/3)-Copolymeres mit Äthylencopolymerkonzentration von 2G bis 35%. Wie
aus der Zeichnung zu ersehen ist. nehmen die Werte für die Izod Kerbschlagzähigkeit bei einem Äthylencopolymergehalt
zwischen 20 und 25% rasch zu, bleiben bei
jo einem Äth>lencopp„'ymergehalt zwischen 25 und 30%
verhältnismäßig konstant und nehmen dann unerwarteterweise
bei einem Äthylencopolymergehalt zwischen 30 und 35% wiederum rasch zu. Es wird angenommen, daß dieser zweite plötzliche Anstieg
js durch eine Veränderung in der kontinuierlichen Phase
des schlagzähen Pfropfpolymerisate bedingt ist. In den
meisten schlagzähen Polymersystemen besteht die kontinuierliche Phase aus dem harten harzartigen
Polymeren, und das Äthylencopoi/niers bildet die
disperse Phase Das gleiche gilt auch bei den erfindungsgemäß erhältlichen Pfropfpolymerisaten für
einen Äthylencopolymergehalt von 20 bis 25%. Bei einem Äthylcncopolytrergehalt von 25 bis 30% scheint
jedoch ein Phasenübergang aufzutreten, und bei 30 bis
35% wird das hart«. Harz zu dispersen Phasen und das
Äthylencopolymer zur kontinuierlichen Phase, fs wird
angenommen, daß dieses Ergebnis nur bei den erfindungsgemäß hcrgcstclllen schlagzähen Pfropfpoly
merisaten auftritt und hier der Cirund für deren
ausgezeichnete Eigenschaften ist.
Zur Durchführung des crfindungsgcmäßen Verfah
rens dispergiert man zunächst das Äthylencopolymer in
der Monomcrenmisehung in einem geeigneten Lösungsmittel,
wie Toluol. Benzol oder Xylol, worauf man die
',-. Monomeren in Gegenwart eines Katalysators polymerisiert.
Das erhaltene Produkt wird dann von fluchtigen Stoffen, wie Lösungsmittel und nichuimgesetzten
Monomeren, befreit und gewonnen Auf diese Weise gelangt man zu einem Pfropfpolymcnsat. bei dem die
Monomeren, .juf das Athy!cncopo!)!!!ijr aufgepfropft
und unter Bildung einer harten harzartigen Komponente «!polymerisiert sind.
Die Pfropfpolymerisation wird bei Temperaturen von etwa 10 bis 1500C durchgeführt. Man kann beliebige
bekannte freie Radikale erzeugende Katalysatoren verwenden) welche die Polymerisation beispielsweise
von monomeren! Methylmethacrylat einleiten. Zu geeigneten· Katalysatoren gehören beispielsweise übli-
ehe Organoperoxide, Persulfate, Azobisisobuttersäurenitril,
Alkylhydroperoxide, symmetrische Diacylperoxide, Fettölsäureperoxide, unsymmetrische und gemischte
Diacylperoxide, Terpenoxide, und Salze anorganischer Persäuren. Im allgemeinen kann der ι
Katalysator in Mengen von etwa 0,05 bis 5,0 Gewichtsteilen, bezogen auf die Monomermenge.
eingesetzt werden.
Die Befreiung von flüchtigen Stoffen kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren durchgeführt iu
werden, beispielsweise durch Erwärmen auf 110 bis 26O0C unter Vakuum bei einem Druck von 5 bis
20 mm Hg.
Die hierin verwendeten Äthylencopolymeren sind allgemein bekannt- Das Äthylencopolymer kann ver- π
netzt oder unvernetzt sein. Wird ein vernetztes Äthylencopolymer verwendet, dann läßt sich das durch
Behandlung des entsprechenden Copolymers mit einem Peroxidkatalysator, durch Erwärmen oder durch
Bestrahlung mit Infrarotlicht vor den* Pfropfpolymerisationsverfahren
bilden. Die erfmdungsgemaß geeigneten Äthylencopolymeren bestehen aus eiwa 5o bis 95%
Äthylen und etwa 5 bis 50% Vinylacetat. Äthylacrylat. Acrylsäure. Methacrylsäure, Methylacrylat oder
Stejrylmethacrylat. Gemische aus zwei oder mehr r>
Comonomeren können ebenfalls verwendet werden. Die Äthylencopolymeren können einen Schmelzindex,
bestimmt nach ASTM-D 1238-57 T (g/10min bei 3,1 kg/cm- und 1900C), von etwa 0.1 bis 400.
vorzugsweise von 1.0 bis 350, haben. jo
Das gepfropfte Äthylencopolymer soll in den erfindungsgemäß gebildeten Pfropfpolymerisaten in
Mengen von etwa 5 bis 75 Gew.-%, vorzugsweise von etwa 10 bis 50Gew. %. bezogen auf das Gesamtgewicht
des fertigen Pfropfpolymerisats, enthalten sein. 1 -,
Das harzartige Methylmethacrylatpolymer der erfindungsgemäß erhältlichen Pfropfpolymerisate kann aus
etwa 50 bis 100% Methylmethacrylat und entsprechend etwa 0 bis 50% Vinylacetat oder Äthylacrylat bestehen.
Mischungen aus Vinylacetat und Äthylacrylat können 4>i
ebenfalls in den angegebenen Konzentrationen verwen det werden. Das Methylmethacrylatcopolymere. d.h.
das Copolymere, das Vinylacetat und/oder Äthylacrylat enthält, kann ferner, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Polymeren, bis zu 20 Gew. % eines weiteren 4-,
copolymensierbaren Monomeren enthalten. Solche weitere Monomere sind beispielsweise die Allyl-,
Methallyl. Crotyl. I-Chlorallyl-, 2-Chlorallyl-, Vinyl .
Mclhylvinyl-. IPhenylallyl- oder Butenylesler gesättig
ter oder ungesättigter atiphatischer oder aromatischer. -,»
einbasischer oder mehrbasischer Carbonsäuren, wie Essigsäure. Propionsäure. Butlersäure, Valeriansäure.
Capronsäurc. Crotonsäure, Malonsäure. Bernsteinsäure.
Glutarsäure. Adipinsäure. Pimelinsäure. Korksäure. Azelainsäure. Maleinsäure. Fumarsäure. Citraconsäure. -,-,
Mesaconsjiire, llaconsätire. Benzoesäure. Phenylessig
säure. Phihalsäure. Tcrephihalsäure oder Benzoyl
phihalsäure, die Ester gesättigter einweniger Alkohole, wie Methyl-, Äthyl . Propyl-. Isopmpyl . BuIyI-. s.Bulyl
oder Amylcster aihylenisch ungesättigter aüphaiiseher t,u
einbasischer oder mehrbasischer Säuren der oben bereits genannten An, Acrylsäure, Methacrylsäure,
cyclische Vinylverbindungen, darunter aromatische Monovinylkohlenwasserstoffc, wie Styrol, o-, in-, und
p-Chlorstyrol, -Brornstyrol. -Fluorstyrol, -Mclhylslyrol, μ
•Älliylstyrol, -Cyanstyrol, die verschiedenen polysubslifuicrlcn
Styrole, beispielsweise die verschiedenen Di-. Tri- und Tctrachlorstyrolc, -broinslyrolc, -fluorstyrole.
-methylstyrole, -athylstyrole oder -cyanstyrole, Vinylnaphthalir,,
Divinylbenzol, Trivinylbenzol, Allylbenzc!,
Diallylbenzol, die verschiedenen Allylcyanslyrole, die
verschiedenen a-substituierten Styrole und λ- sowie ringsubstituierten Styrole, wie a-Methylstyrol oder
ft-Methyl-p-methylstyrol, ungesättigte Äther, wie Äthylvinyläther
oder Diallyläther, ungesättigte Amide, wie Acrylamid, N-substituierte Acrylamide, wie N-Methylolacrylamid,
N-Allylacrylamid, N-Methylacrylamid
oder N-Phenylacrylamid, ungesättigte Ketone, wie Methylvinylketon, oder Methylallylketon, Äthylen oder
Ester ungesättigter mehrwertiger Alkohole, wie Butendiol,
mit gesättigten oder ungesättigten, aliphatischen oder aromatischen, einbasischen oder mehrbasischen
Säuren. Weitere Beispiele mit Methylmethacrylat, Vinylacetat und/oder Äthylacrylat copolymerisierbarer
Monomere sind die Vinylhalogenide, insbesondere Vinylchlorid, Vinylbromid oder Vinyljodid, und die
verschieder.cn Vinyüdenverbindungen, wie Vinylidenbromid.
Vinylidenfluorid oder Vinyli· ,-ljodid.
Zu weiteren Comonomeren, die erfind' ngsgemäß mn Methylmethacrylat. Vinylacetat und/oder Äthylacrylat
«!polymerisiert werden können gehören beispielsweise
Verbindungen, wie Acrylnitril, und andere Verbindungen wie die verschiedenen substituierten Acrylnitrile.
beispielsweise Methacrylnitril, Äthacrylniml oder Phenylacrylnitril. die verschiedenen N-substituierien
Acrylamide und Alkacrylamide, beispielsweise
N-Dialkylacrylamide und ■ methacrylamide, wie N-Dimethyl·.
-Diäthyl-, Dipropyl-, Dibutylacrylamid und -methacrylamid, sowie andere Acrylate und Methacr>late,
wie Methylacrylat. n-Hcxylai-ylai. 1 Butylmethacrylat
oder Stearylmethacrylat.
Das harte harzartige Polymethvlmethacrylat soll in den erfindungsgemäß erhältlichen fertigen Pfropfpolv
merisaten in Mengen von etwa 25 bis 95 Gew-%. vorzugsweise 50 bis etwa 90 Gew.-%. bezogen auf das
Gesamtgewicht des Pfropfpolymerisats, emhalter ,ein.
Das Verhältnis von Äthylencopolymerer zu Monomer bei der Pfropfpolymerisationsreaktion beträgt
1 : .9 bis 3.0: 1.
Die Transparenz der erfindungsgemäß erhältlichen Pfropfpolymerisate wird erzielt, indem man die
BrechungsinHices der beiden Polymerphasen, d. h. der
harten Methylmethacrylatpolymerphase und der kautschukartigen Äthylencopolymerphase aufeinander ab
stimmt. Dies läßt sich leicht erreichen, da die
Brechungsindices der im einzelnen Fall verwendeten Copolymeren leicht beslimmt werden können. Transparen/
kann er/ielt werden, indem man den bekannten
Brechungsindex des Äthylencopolymeren mit dem Brechungsindex des Mrthylmethacrylatpolymeren bis
auf e'w;i 0.005 Brechungsindexeinheiten abstimmt. Der
Brechungsindex des Äthylenpolymeren wird durch die gepfropfien Monomeren nicht wesentlich boe-nflußt.
Die erfindungsgemäß erhältlichen Pfropfpolymerisate lassen sich, ν ic oben erwähnt, überraschenderweise
witterungsbeständig machen, wozu man ihnen beliebige bekannte Dltravioleiilichtabsorber zusetzen kann.
Durch Zusatz, dieser Additive bleiben die ausgezeighne
ten Eigenschaften dieser Pfropfpolymerisate nämlich Schlagzähigkeit und dergleichen, verhältnismäßig kon-•
slant, während sie ohne einen derartigen Zusatz unter der Einwirkung von Ultraviolettlicht allmählich verschwinden.
Ein hierzu geeigneter Ultravioletllichlabsorber ist beispielsweise 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)benztriazol.
Der Ultravioletllichtsiabilisator soll in
Mengen von etwa 0,05 bis 5,0 Gcw.-%, vorzugsweise
von etwa 0,5 bis 3,0 Gew.-% bezogen auf das Gesamtgewicht des Pfropfpolymerisats, verwendet
werden.
Es hat sich ferner gezeigt, daß der Zusatz beliebiger
bekannter Antioxidantien zu den erfindungsgemäß erhältlichen Pfropfpolymerisaten deren Verarbeilbarkeit
unter Wärme und Druck ohne wesentliche Schädigung ihrer Eigenschaften verbessert. Für diesen
Zweck können übliche Antioxidantien verwendet werden. Die Antioxidantien können in den gleichen
Mengen wie die oben beschriebenen Ultravioleltlichtstabilisatoren verwendet werden.
Die Erfindung wird an Hand der folgenden Beispiele weiter erläutert. Teile und Prozentsätze sind auf das
Gewicht bezogen,sofern nicht anderes angegeben ist. is
D C I 5 μ I C I I
100 Teile eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren (72/28) mit einem Schmelzindex von 20, werden mit 0,05
Teilen Dicumylperoxyd auf einen Kaulschukwalzensluhl
5 Minuten bei 1000C vermischt und in einem Ofen
eine Stunde bei 150°C gehärtet. Das erhaltene Produkt ist ein schwach vernetztes kautschukarliges Copolymeres.
100 Teile des schwach vernetzten Copolymeren werden dann in 900 Teilen einer 55,5 :44,5 Toluol/Methylmethacrylat-Mischung
in einem geeigneten Reaktionsgefäß dispergiert und, bezogen auf das Gewicht des Methylmethacrylats, mit 0,3% 2,5-Di-
methyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)-n-hexan versetzt Die Temperatur wird auf Rückflußtemperatur erhöht, d. h.
auf etwa 100 bis 110°C, und das Rühren wird 18 bis 20
Stunden fortgesetzt. Die erhaltene Masse wird auf einem Kautschukwalzenstuhl von flüchtigen Stoffen
befreit, granuliert und formgepreßt. Die Eigenschaften des so gebildeten Pfropfpolymerisats sind in Tabelle I
angegeben.
BeisDiel 2
Nach der Arbeitsweise von Beispiel 1 wird ein zweites
Pfropfpolymerisat unter Verwendung eines Äthylencopolymeren mit niedrigerem Molekulargewicht (wie es
durch den Schmelzindex angezeigt wird) hergestellt Die Ergebnisse dieses Versuchs sind ebenfalls in Tabelle I
aufgeführt
Beispiel
Izod-Kerbschlagzähigkeit
mkg/2,5 cm
mkg/2,5 cm
Schmelzindex des Äthylencopolymeren
0,14
0,066
0,066
20
350
350
Beispiele 3 bis Π
Es wurden verschiedene weitere Pfropfpolymerisate unter Zusatz verschiedener Mengen Vinylacetat als
Comonomeres zu dem Methylmethacrylat hergestellt Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II
angegeben. Es wurde wiederum die Arbeitsweise von Beispiel 1 angewandt
Äthylen-
Vinylacetat-
Konzentralioin
Methylmethacrylat/Vinylacetat-Konzentration
Izod-fCerbschlag-Zähigkeit
mkg/2,5 cm
72/28
72/28
72/28
72/28
72/28
60/40*)
60/40*)
60/40*)
60/40*)
93/7
91/9
89/11
88/12
85/15
99/1
95/5
90/10
85/15
0,166 0,159 0,335 0,168 0,221 0,152 0,050 0,100 0,080
♦) = Schmelzindex = 50
Tabelle II (Fortsetzung)
Beispiel Zugbeanspruchung
bei Bruch
Streckgrenze
kg/cm2
Zugmodul Elongation Elon6a»°n
kg/cm2
bei der Streckgrenze
3 337 1,90 · IO4 8,7 8,7
4 309 1,76 · IO4 5,3 7,3
5 253 1,48 ■ IO4 6,0 6,0
6 267 1,62 · IO4 5,8 7,1
7 295 1,76 · IO4 5,8 8,8
Q _ — — —
Bei Zusatz von 0,1 Gew.-% 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)benztriazol
als Ultraviolettlichtabsorber und 0,1 Gew.-% einer butylierten und styrolisierten Mischung
aus m- und p-Cresol als Antioxidans zu einem Pfropfpolymerisat, das dem von Beispiel 3 entspricht,
wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Pfropfpolymerisat von Beispiel 3 ohne Additive
Pfropfpolymerisat von Beispiel 3
mit Additiven
Izod-Kerbschlag | 1,93 | 2,35 |
zähigkeit | ||
mkg/2,5 cm | ||
Rockwellhärte | 100 R | 106 R |
Lichtdurchlässig | 71,2% | 69,5% |
keit bei 3,2 mm | ||
Stärke |
65 farblos
farblos
Daraus ist zu ersehen, daß durch die Einführung des Ultraviolettlicht-Stabilisators und des Antioxidans die
Härte und Kerbschlagzähigkeit des Pfropfpolymcfisais
verbessert wird.
Wenn diese beiden Proben 1000 Stunden in einem
Wenn diese beiden Proben 1000 Stunden in einem
Fluoreszenzbewitterungsgeräl geprüft werden, werden folgende Ergebnisse erhalten:
Pfropfpolymerisat von Beispiel 3 ohne Additive
ursprüngl. nach
1000 Stunden Pfropfpolymefisat von
Beispiel 3 mit Additiven
Beispiel 3 mit Additiven
ursprüngl.
nach
1000 Stunden
lzod-Kerbschlagzähigkeit
m kg/2,5 cm
m kg/2,5 cm
Gelbfärbungsindex
(ASTM D-1925-63T, Verfahren C)
Glanz (Reflexion)
vgl. Tab. Ill 0,276*)
9,5
20 C 19
60' C
57 13,6
20 C
14
14
vgl. Tab. III
9,1
9,1
60 C
51
51
20 C
10
10
60 C
59
59
2,35*)
11,8
11,8
20 C
9
60 C
58
58
*) Wenn unter den gleichen Prüfbedingungen ein im Handel erhältlicher Butadienkautschuk geprüft
wird, der friil einem Methylmethacrylatcopolymeren oder einem Acrylnitrilbutadienstyrolcopolymeren
modifiziert ist, betfägt ohne Additive die Izod-Kerbschlagzähigkeit bei 0 Stunden und
100 Stunden 2,62 und 0,96 mkg/2,5 cm bzw. 5,52 und 0,55 mkg/2,5 cm. Durch Zusatz der gleichen
Additive wie oben zu diesen handelsüblichen schlagzähen Copolymeren wird deren Witterungsbeständigkeil
nicht erhöht. Diese Ergebnisse zeigen, daß die erfindungsgemäß erhaltenen Pfropfpolymerisate
durch Zusatz von Stabilisatoren selbst bei erhöhten Temperaturen witterungsbeständig
gemacht werden können.
Eine 170 g Flasche, die aus dem Pfropfpolymerisat von Beispiel 3 mit Additiven formgeblasen wurde, zeigte
bei 23°C nur einen Gewichtsverlust von 3,2% pro Jahr,
wenn sie mit deionisiertem Wasser gefüllt wurde.
Beispiele 12- 15
Nach der Arbeitsweise von Beispiel I (mit der Ausnahme, daß keine Kaulschukvernetzung durchgeführt
wurde) wurde ein kautschukartiges Äthylen/Vinylacetat-copolymeres
(75/25) durch Interpolymerisate mit Methylmethacrylat und Äthylacrylat zu einem
Pfropfpolymerisat pfropfpolymerisiert, weiche diese Monomeren in einem Verhältnis von 97/3 enthielt. Die
Mengen an Äthylencopolymer und harzartigen Methylmethacrylatcopolymer
wurden in jedem Beispiel abgeändert. Die Ergebnisse sind nachstehend angegeben. Die Menge an 2,5-Dimethyl-2,5-di-(tert.-butylperoxy)-nhexan
betrug 0,75%. Bei der Herstellung wurden 50% Toluol und 0,01% N-Dodecylmercaplan, jeweils auf das
Monomergewicht bezogen, zugesetzt.
Tabelle V | Methylmeth- acrylat/Äthyl- acrylat 97/3 |
Izod-Kerbschlag- zähigkeil mkg/2,5 cm |
Zugfestigkeit kg/cm2 |
Zugmodul kg/cm2 |
Elongation bei Bruch % |
Verformungs temperatur in C |
Äthylen- Vinylacetat 75/25 |
80% 75 70 65 |
0,207 0,386 0,442 0,580 |
281 225 169 |
1,34 X 104 0,84 X 104 0,56 X 104 |
11 17 43 |
80 68 64 45 |
20% 25 30 35 |
||||||
Die Werte fur die Verformungstemperaturen und die Izod-Kerbschlagzähigkeiten dieser Pfropfpolymerisate
wurden in einem Diagramm aufgetragen, das in der Zeichnung dargestellt ist. Elektronenmikroskopische
Untersuchungen zeigen, daß eine Phaseninversion bei einem Gehalt zwischen 20 und 35% Äthylen/Vinylacetat-Copolymer
in der Mischung erfolgt Bei 20% kautschukartigem Äthylencopolymer oder darunter besteht die kontinuierliche Phase aus dem harzartigen
Methylmethacrylatcopolymer, während bei 25% Äthylencopolymere
und darüber die kontinuierliche Phase aus dem Äthylen/Vinylacetat-Copolymer besteht Diese
Phaseninversion zeigt sich an den physikalischen Eigenschaften der Mischungen, wie der Izod-KerbschlagzähigkeiL
Die Zeichnung zeigt ein deutliches Obergangsgebiet zwischen etwa 25 und 30% Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren.
Die Werte für die Verformungslemperatur zeigen ebenfalls diesen Effekt
Beispiel 16
Die Arbeitsweise von Beispiel 1 wird wiederholt mit der Ausnahme, daß eine Beschickung aus nichtvernetztem
kautschukartigem 75/25 Äthylen/Vinylacetat-Copolymer und einem 97/3 Methylmethacrylat/Äthylacrylat-Copolymer
in einer 50 :50 Mischung mit Toluol und einem Verhältnis von Äthylencopolymer
zu Methylmethacrylatcopolymer von 20 :80 angewandt wird. Ferner werden 0.75% 2,5-Dimethyi-2J5-di(tert.-butyiperoxy)n-hexan
und 0,01 % N-Dodecylmercaptan, jeweils auf das Monomergewicht
bezogen, zi.gesetzt Man iäßt die Umsetzung 20 Stunden bei 103 bis 110°C ablaufen. Die lzod-Kerbschlagzähig-
keit des erhaltenen Pfropfpolymerisats beträgt 0,124 mkg/2,5 cm.
Aus dem Pfropfpolyinerisai von Beispiel 16 wurde
eine Reihe von Barren geformt, die verschiedene
10
Antioxidantien 'ind Ultraviolettlichtstabilisatoren als
Zusätze enthielten. Die Barren wurden 1000 Stunden in
einem Fluoresznnzbewitterungsgeräl geprüft. Es wurden folgende Ergebnisse erhalten:
Ultravioletllichtstabilisatorkonzen-(fation
Anlioxidanskonzentration
Izod-Kerbschlagzähigkeit mkg/2,5 cm
OStdn. 500Stdn. IQOO Stdn.
OStdn. 500Stdn. IQOO Stdn.
leiner
p-Methoxybenzyliden- 4\ methyl malonat 0,2%
l-Hydroxy-4-methoxyfcenzophenori-0,4 %
J-(2'-Hydfoxy-5'-rnethylphenyl)benztriazol,
1,0% leiner
leiner leiner
leiner i,(2'-Hydroxy-5'-methoxyphehyl)-lenztriazol
- 1,0% l-Hydroxy-4-methoxyfcenzophenon
- 0,4%
keines | 1,38 | 1,38 | 0,69 |
keines | 2,07 | 1,79 | 1,79 |
keines | 2,07 | 1,79 | 1,79 |
keines | 2,07 | 1,79 | 1,79 |
20-24% butylierte Kresole; 23,5-28,5% styrolisierte Kresole und 42-48% butylatierte, styrolisierte Kresole-0,2% |
1,79 | 1,52 | 1,24 |
2,5-Di(tert.-butyl)-4-methylphenoH 0,4% |
1,93 | 1,52 | 1,38 |
2,2'-Metfiylenbis-(4-äthyl-6-tert.- butyl)-phenol-l,0% |
2,07 | 0,83 | 0,69 |
Tris(nonylphenylJ-phosphat - 0,5% | 1,93 | 1,66 | 1,52 |
gleiche Kresolmischung wie oben — 0,2% |
1,79 | 1,66 | 1,52 |
2,5-Di(terL-butyl)-4-methyIphenol - 0,4% |
1,79 | 1,66 | 1,52 |
Beispiel 17 (lyl)benztriazol in verschiedenen Längen zu Folien mit
Die Arbeitsweise von Beispiel 16 wurde mit der einer Stärke von 0,38 bis 0,89 mm formgepreßt. Die
Ausnahme wiederholt, daß ein Verhältnis von Äthylen- Folien wurden 1000 Stunden in einer Ultraviolettlichteopolymer
zu Methylmethacrylatcopolymer von 65/35 40 kammer gehalten. Die Ergebnisse sind nachstehend
•ngewandt wurde. Das erhaltene Pfropfcopotynierisat aufgeführt,
wurde unier Zusatz vof'i 2-(2'-r!jui"OÄy-5'-rnctMy!p!ic
wurde unier Zusatz vof'i 2-(2'-r!jui"OÄy-5'-rnctMy!p!ic
V. Additiv
UV-Belichtung
Zugfestigkeit
bei Bruch
bei Bruch
kg/cm2
Zugmodul
kg/cm2
kg/cm2
Elongation bei Bruch
©,5% | 0 Stdn. | 169 | 1,48 X 103 | 94 |
0,5% | 500 Stdn. | 183 | 1,76 X 10' | 109 |
0,5% | 1000 Stdn. | 176 | 1,69 X 10' | 116 |
1,0% | 0 Stdn. | 197 | 1,69 X 10-' | 114 |
1,0% | 500 Stdn. | 176 | 1,55 X 10·' | 104 |
1,0% | 1000 Stdn. | 176 | 1,41 X 10' | 98 |
kein Additiv-Äthylen/Vinylacetat- Copolymer (75/25) allein |
0 | 246 | 0,24 X 10' | 1020 |
kein Additiv-Äthylen/Vinylacetat- Copolymer (75/25) allein |
500 | 27,4 | 1,55 X 10·' | 192 |
Pfropfpolymerisate mit Eigenschaften, die denen der ei aus der folgenden Reihe von Reaktionsteilnchmern
in den vorhergehenden Beispielen besibriebenen hergestellt:
Pfropfpolymerisate vergleichbar waren, wurden mit und (1) Aus (a) einem vernetzten Copolymeren aus
ohne Zusatz von UV-Stabilatoren und Antioxidantien Äthylen und Stearylmethacrylai (95/5) und (b)
Ii
Mcthylmethacrylat, Vinylacetat und Acrylsäure (90/5/5), wobei die Menge von (a) 75%, und die
Menge von (b) 25% des gesamten Pfropfpolymerisats betrug; Verhältnis von Älhylencopolymcrzu
Monomer 3/1.
(II) Aus (a) einem vernetzten Copolymeren aus Äthylen und Methylacrylat (50/50), und (b)
Methylmethacrylat, Äthylacrylat und Vinylacetat (50/40/10), wobei die Menge von (a) 5% und die
Menge von (b) 95% des gesamten Pfropfpolyincrisüls
betrug; Verhältnis von Äthylencopolymer zu Monomer 0,053/1.
(III) Aus (a) einem vernetzten Copolymeren aus
Älhjlep und Acrylsäure (90/10) und (b) Melhylmelhacrylai,
Vinylacetat und Acrylnitril (85/10/5), wobei die Menge von (a) 25% und die Menge von
(b) 75% des gesamten Pfropfpolymerisats betrug; Verhältnis von Älhylencopolymer zu Monomer
ö,i j/i.
(IV) Aus fa) einem vernetzten Copolymeren aus
Äthylen und Methacrylsäure (85/15) und (b) Methylmethacrylat, Äthylacrylat und Stearylmelhacrylat
(90/8/2), wobei die Menge von (a) 35% und die Menge von (b) 65% des gesamten Pfropfpolymerisate betrug; Verhältnis von Äthylencopolymcrzu
Monomer 0,54/1.
Beispiel 18
Die Arbeitsweise von Beispiel I wurde mit der Ausnahme wiederholt, daß eine Beschickung aus
nichlvernetztem kautschukartigem 75/25 Äthylen/Vinylacetat-Copolymer
in 50/50 Mischung mit Toluol und einem Verhältnis von Äthylencopolymer zu Methylmethacrylatcopolymer von 20/80 angewandt
wurde. Es wurden 1,5% 2,5-Di-methyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)n-hexan, bezogen auf das Monomergewicht,
zugesetzt. Die Umsetzung wurde 20 Stunden bei 103 bis 11O0C durchgeführt. Die Izod-Kcrbschlagzähigkeit des
erhaltenen Pfropfpolymerisats beträgt 0.373 mkg/ 2,5 cm.
Beispiel 19
Die Arbeitsweise von Beispiel 18 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß 0,75% 2,5-Dimelhyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)n-hexan
und 0,01% fi-Dodecylmercaptan verwendet werden. Die Izod-Kerbschlagzähigkeit des erhaltenen Pfropfpolymerisats
beträgt 0,207 mkg/2,5 cm.
Gegen die Erwartung wurde außerdem gefunden, daß erfindungsgemäß durch Gießen einer unvollständig
polymerisierten Methylmethacrylatmonomerlösung des Äthylencopolymers zwischen Glasplatten die neuen
Pfropfpolymerisate als Folien hergestellt werden können. Diese unvollständig polymerisierte Lösung
wird wie oben für die Interpolymerisation beschrieben hergestellt mit der Ausnahme, daß dem Monomer als
solchem kein zusätzliches Lösungsmittel zugesetzt wird. Man gibt einen Katalysator zu dem Monomer
Methylmethacrylat und dem Äthylencopolymer und setzt die erhaltene Lösung unter den oben angegebenen
Bedingungen um, bis die Viskosität auf einen solchen Wert ansteigt, daß die Lösung noch fließt aber viskoser
r> als die ursprüngliche Lösung ist, d. h. evnc gewisse
Polymerisation stattgefunden hat.
Diese vorpolymerisierte Lösung wird dann in bekannter Weise zwischen Glasplatten, (d.h. in eine
Gießzelle) gegossen. Die Zelle wird dann wie in den folgenden Beispielen beschrieben, einer Härtung unterworfen.
Es ist erforderlich, das noch nicht umgesetzte Monomere vollständig bis zu einem Umwandlungsgrad
von etwa 100% zu polymerisieren, und dies während feiner längeren Zeitdauer als im allgemeinen für die
'Durchführung der oben beschriebenen Interpolymerisation als solcher erforderlich ist. Diese verlängerte
Reaktionszeit ist erforderlich, um die Bildung von Blasen oder Hohlräumen in den Gießlingen zu
verhindern.
Die folgenden Beispiele erläutern das Gießverfahren.
In ein geeignetes Reaktionsgefäß wird eine Mischung aus 100 Teilen eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren
(75/25), 388 Teilen Methylmethacrylat, 12 Teilen Äthylacrylat und 0.8 Teilen 2,5-Dimethyl-2,5-di(lert.-butylperoxy)-n-hexan
gegeben. Das Gefäß wird 3 Stunden auf 1000C erwärmt. Das erhaltene copolymerisierte
Gemisch ist etwas viskos. Das Gemisch wird in eine
so 30 χ 30 χ 0.64 cm Gießzelle aus Glas gegossen. Die Zelle
wird in einen Ofen gestellt und 24 Stunden auf 900C. 16
Stunden auf 100°C und 4 Stunden auf 140°C erwärmt. Dann wird der Gießling aus der Zelle herausgenommen.
Er ist eine transparente, zähe, harte, blasenfreie Folie.
die nicht reißt, bricht oder in anderer Weise verformt wird, wenn sie heftigen Schlagen mit einem 0,45 kg
Zimmermannshammer ausgesetzt wird.
Beisoie! 21
Die Arbeitsweise von Beispiel 20 wird mit der Ausnahme wiederholt, daß 60 Teile eines Äthylen/Vinylacetat-C^p^'u'npren
(7S/?^). Ί77 Te'le Mpfhvlmpthacrylat,
53 Teile Äthylacrylat und 2,70 Teile 2."-Dimethyl-2,5-di(tert.-butylperoxy)n-hexan
verwendet werden und daß folgender Härtungscyclus bei dem Gießver-. fahren angewandt wird:
20 Stunden bei 80°C. 8 Stunden bei 90°C, 16 Stunden
bei 1000C und 4 Stunden bei 141°C. Der Gießling ist in seinen Eigenschaften den von Beispiel 20 äquivalent.
aber noch transparenter.
Gleichartige Gießlinge werden durch Verwendung von anderen Methylmethacrylatcopolymeren und Äthylencopolymeren,
wie sie in den Beispielen 1, 12, 16 und
17 beschrieben sind, erhalten. Ferner wurde jeder
-,5 Gießling durch Zusatz der oben in den Beispielen
angegebenen Ullraviolettlichtabsorber und Antioxidantien zu den prepolymerisierten Mischungen witterungsbeständiggemacht.
Hierzu 1 Blatt Zeichnuneen
Claims (4)
1. Verfahren zur Herstellung von Pfropfpolymerisaten
durch Pfropfpolymerisation von polymerisierbaren Mehrfachbindungen enthaltenden Monomeren,
dadurch gekennzeichnet, daß man
(A) 25 bis 95 Gew.-% einer Mischung aus
(a) wenigstens 50 Gew.-°/o Methylmetrmcrylat,
(b) bis zu 50 Gew.-% Äthylacrylat und/oder
Vinylacetat und
(c) bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von (a), (b) und (c) eines
weiteren, mit (a) copolymerisierbaren Monomeren in Gegenwart von
(B) 5 bis 75 Gew.-% eines Äthylencopolymeren, das,
bezogen auf sein Gewicht, insgesamt bis zu 50 Gew.-% wenigstens eines der Comonomeren
Vinylacr'at, Äthylacrylat, Acrylsäure, Methacrylsäuseoder
Stearylmethacrylat enthält,
in Gegenwart eines freie Radikale erzeugenden Katalysators bei einer Temperatur von 10 bis 1500C
in Gegenwart eines Lösungsmittels pfropfpolymerisiert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als (B) ein Copolymeres aus
Äthylen und Vinylacetat und als (A) ein Gemisch aus Methylmethacrylat und Äthylacrylat verwendet.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß .lan außerdem (C) einen Ultraviolettlichtstabilisator
mitverwendet.
4. Verfahren nach Ansoruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß man ein vernetzten Älhylencopolymer verwendet.
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