DE19957899A1 - Mattierte thermoplastische Formmassen - Google Patents
Mattierte thermoplastische FormmassenInfo
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Abstract
Thermoplastische Formmassen, enthaltend als wesentliche Komponenten DOLLAR A A) 1 bis 99,9 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren DOLLAR A B) 0,01 bis 10 Gew.-% eines Cer-haltigen Weißpigmentes DOLLAR A C) 0,001 bis 10 Gew.-% eines Farbmittels verschieden von B) DOLLAR A sowie darüberhinaus DOLLAR A D) 0 bis 70 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe, wobei die Gewichtsprozente der Komponenten A) bis D) stets 100% ergeben.
Description
Die Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen enthaltend als
wesentliche Komponenten
- A) 1 bis 99,9 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren
- B) 0,01 bis 10 Gew.-% eines Cer-haltigen Weißpigmentes
- C) 0,001 bis 10 Gew.-% eines Farbmittels verschieden von B)
sowie darüberhinaus
- A) 0 bis 70 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe, wobei die Gewichts prozente der Komponenten A) bis D) stets 100% ergeben.
Weiterhin betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungs
gemäßen Formmassen zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art
und die hierbei erhältlichen Formkörper.
Thermoplasteneinfärbungen sind seit langem bekannt. Als Weiß
pigment für weiße oder aufhellende Einfärbungen oder in Mischung
mit anderen Farbmitteln ist aus dem Stand der Technik ins
besondere Titandioxid bekannt, welches u. a. als Bayertitan R-KB-6
oder R-KB-2 im Handel erhältlich ist (US 5730796, US 4741778 so
wie Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemstry, Vol. A 20, S.
287 VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1992 und Firmenschrift
von Bayer, Bayertitan R-KB-6, Bayer AG Geschäftsbereich Pigmente
und Keramik, Leverkusen, 1993).
Cerhaltige Verbindungen, wobei insbesondere die vierwertigen Ce
roxide Anwendung finden, sind als Coating (Überzug) Material auf
Titandioxid, als Katalysatorbestandteil oder als Basismaterial
für keramische Weißkörper aus dem Stand der Technik bekannt:
Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemstry, Vol. A 6,
S. 148-150, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1987 und
Titandioxid mit Ceroxid im Coating: US 5730796, US 4741778.
Zur Weißeinfärbung von Thermoplasten sind cerhaltige Verbindungen
schlechter geeignet als Titandioxid, da eine größere Menge z. B.
von CeO2 verwendet werden muß, um den gleichen Farbton wie für
TiO2 eingefärbte Massen zu erzielen. Da Cer-Verbindungen zusätz
lich teurer sind, verwendet der Fachmann auch aus ökonomischer
Sicht TiO2.
Darüberhinaus zeigen weiße Formkörper, welche mit Cerverbindungen
eingefärbt sind, eine wesentlich schlechtere Licht- und Wetter
echtheit (im Vergleich zu TiO2). Da für viele Anwendungen eine
gute Licht- und Wetterechtheit wesentlich ist, sind solche weißen
Formkörper mit Titandioxid eingefärbt.
Bei Kombinationen von Farbmitteln, insbesondere von organischen
Farbmitteln mit Titandioxid verändern sich durch spezifische
Wechselwirkungen zwischen Farbmittel und Titandioxid die Echt
heiten nachteilig. Insbesondere die Licht- und Wetterechtheit
derartig eingefärbter Thermoplaste sinkt auf geringe Werte ab,
insbesondere der Farbton und auch die Oberfläche verändern sich
in kurzer Zeit nachteilig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, thermoplastische
Formmassen zur Verfügung zu stellen, welche eine deutliche Ver
besserung der Licht- und Wetterechtheit aufweisen, d. h. insbeson
dere eine geringe Veränderung des Farbtons und eine gute Ober
fläche über einen möglichst langen Zeitraum.
Demgemäß wurden die eingangs definierten Formmassen gefunden. Be
vorzugte Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Als Komponente A) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 1
bis 99,9, vorzugsweise 20 bis 99 und insbesondere 30 bis
80 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren.
Grundsätzlich zeigt sich der vorteilhafte Effekt bei den
erfindungsgemäßen Formmassen bei Thermoplasten jeglicher Art.
Eine Aufzählung geeigneter Thermoplaste findet sich beispiels
weise im Kunststoff-Taschenbuch (Hrsg. Saechtling), Auflage 1989,
wo auch Bezugsquellen genannt sind. Verfahren zur Herstellung
solcher thermoplastischer Kunststoffe sind dem Fachmann an sich
bekannt. Nachstehend seien einige bevorzugte Kunststoffarten et
was näher erläutert.
Allgemein werden Polyester A) auf Basis von aromatischen
Dicarbonsäuren und einer aliphatischen oder aromatischen
Dihydroxyverbindung verwendet.
Eine erste Gruppe bevorzugter Polyester sind Polyalkylentereph
thalate zu nennen, welche insbesondere 2 bis 10 C-Atomen im
Alkoholteil aufweisen.
Derartige Polyalkylenterephthalate sind an sich bekannt und in
der Literatur beschrieben. Sie enthalten einen aromatischen Ring
in der Hauptkette, der von der aromatischen Dicarbonsäure stammt.
Der aromatische Ring kann auch substituiert sein, z. B. durch
Halogen wie Chlor und Brom oder durch C1-C4-Alkylgruppen wie
Methyl-, Ethyl-, i- bzw. n-Propyl- und n-, i- bzw. t-Butyl
gruppen.
Diese Polyalkylenterephthalate können durch Umsetzung von aroma
tischen Dicarbonsäuren, deren Estern oder anderen esterbildenden
Derivaten mit aliphatischen Dihydroxyverbindungen in an sich
bekannter Weise hergestellt werden.
Als bevorzugte Dicarbonsäuren sind 2,6-Naphthalindicarbonsäure,
Terephthalsäure und Isophthalsäure oder deren Mischungen zu
nennen. Bis zu 30 mol-%, vorzugsweise nicht mehr als 10 mol-% der
aromatischen Dicarbonsäuren können durch aliphatische oder cyclo
aliphatische Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, Azelainsäure,
Sebacinsäure, Dodecandisäuren und Cyclohexandicarbonsäuren
ersetzt werden.
Von den aliphatischen Dihydroxyverbindungen werden Diole mit 2
bis 6 Kohlenstoffatomen, insbesondere 1,2-Ethandiol, 1,3-Propan
diol, 1,4-Butandiol, 1,6-Hexandiol, 1,4-Hexandiol, 1,4-Cyclo
hexandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol und Neopentylglykol oder
deren Mischungen bevorzugt.
Als besonders bevorzugte Polyester (A) sind Polyalkylentereph
thalate, die sich von Alkandiolen mit 2 bis 6 C-Atomen ableiten,
zu nennen. Von diesen werden insbesondere Polyethylenterephtha
lat, Polypropylenterephthalat und Polybutylenterephthalat oder
deren Mischungen bevorzugt. Weiterhin bevorzugt sind PET und/oder
PBT, welche bis zu 1 Gew.-%, vorzugsweise bis zu 0,75 Gew.-%
1,6-Hexandiol und/oder 2-Methyl-1,5-Pentandiol als weitere Mono
mereinheiten enthalten.
Die Viskositätszahl der Polyester (A) liegt im allgemeinen im
Bereich von 50 bis 220, vorzugsweise von 80 bis 160 (gemessen in
einer 0,5 gew.-%igen Lösung in einem Phenol/o-Dichlorbenzol
gemisch (Gew.-Verh. 1 : 1 bei 25°C) gemäß ISO 1628.
Insbesondere bevorzugt sind Polyester, deren Carboxylendgruppen
gehalt bis zu 100 mval/kg, bevorzugt bis zu 50 mval/kg und
insbesondere bis zu 40 mval/kg Polyester beträgt. Derartige
Polyester können beispielsweise nach dem Verfahren der
DE-A 44 01 055 hergestellt werden. Der Carboxylendgruppengehalt
wird üblicherweise durch Titrationsverfahren (z. B. Potentio
metrie) bestimmt.
Insbesondere bevorzugte Formmassen enthalten als Komponente A)
eine Mischung aus Polyestern, welche verschieden von PBT sind,
wie beispielsweise Polyethylenterephthalat (PET) und/oder Poly
carbonat. Der Anteil z. B. des Polyethylenterephthalates und/oder
des Polycarbonates beträgt vorzugsweise in der Mischung bis zu
50, insbesondere 10 bis 30 Gew.-%, bezogen auf 100 Gew.-% A).
Weiterhin ist es vorteilhaft PET Rezyklate (auch scrap-PET
genannt) gegebenenfalls in Mischung mit Polyalkylenterephthalaten
wie PBT einzusetzen.
Unter Rezyklaten versteht man im allgemeinen:
- 1. sog. Post Industrial Rezyklat: hierbei handelt es sich um Produktionsabfälle bei der Polykondensation oder bei der Verarbeitung z. B. Angüsse bei der Spritzgußverarbeitung, Anfahrware bei der Spritzgußverarbeitung oder Extrusion oder Randabschnitte von extrudierten Platten oder Folien.
- 2. Post Consumer Rezyklat: hierbei handelt es sich um Kunst stoffartikel, die nach der Nutzung durch den Endverbraucher gesammelt und aufbereitet werden. Der mengenmäßig bei weitem dominierende Artikel sind blasgeformte PET Flaschen für Mineralwasser, Softdrinks und Säfte.
Beide Arten von Rezyklat können entweder als Mahlgut oder in Form
von Granulat vorliegen. Im letzteren Fall werden die Rohrezyklate
nach der Auftrennung und Reinigung in einem Extruder aufgeschmol
zen und granuliert. Hierdurch wird meist das Handling, die
Rieselfähigkeit und die Dosierbarkeit für weitere Verarbeitungs
schritte erleichtert.
Sowohl granulierte als auch als Mahlgut vorliegende Rezyklate
können zum Einsatz kommen, wobei die maximale Kantenlänge 6 mm,
vorzugsweise kleiner 5 mm betragen sollte.
Aufgrund der hydrolytischen Spaltung von Polyestern bei der
Verarbeitung (durch Feuchtigkeitsspuren) empfiehlt es sich, das
Rezyklat vorzutrocknen. Der Restfeuchtegehalt nach der Trocknung
beträgt vorzugsweise 0,01 bis 0,7, insbesondere 0,2 bis 0,6%.
Als weitere Gruppe sind voll aromatische Polyester zu nennen, die
sich von aromatischen Dicarbonsäuren und aromatischen Dihydroxy
verbindungen ableiten.
Als aromatische Dicarbonsäuren eignen sich die bereits bei den
Polyalkylenterephthalaten beschriebenen Verbindungen. Bevorzugt
werden Mischungen aus 5 bis 100 mol-% Isophthalsäure und 0 bis
95 mol-% Terephthalsäure, insbesondere Mischungen von etwa 80%
Terephthalsäure mit 20% Isophthalsäure bis etwa äquivalente
Mischungen dieser beiden Säuren verwendet.
Die aromatischen Dihydroxyverbindungen haben vorzugsweise die
allgemeine Formel
in der Z eine Alkylen- oder Cycloalkylengruppe mit bis zu 8 C-
Atomen, eine Arylengruppe mit bis zu 12 C-Atomen, eine Carbonyl
gruppe, eine Sulfonylgruppe, ein Sauerstoff- oder Schwefelatom
oder eine chemische Bindung darstellt und in der m den Wert 0 bis
2 hat. Die Verbindungen können an den Phenylengruppen auch
C1-C6-Alkyl- oder Alkoxygruppen und Fluor, Chlor oder Brom als
Substituenten tragen.
Als Stammkörper dieser Verbindungen seien beispielsweise
Dihydroxydiphenyl,
Di-(hydroxyphenyl)alkan,
Di-(hydroxyphenyl)cycloalkan,
Di-(hydroxyphenyl)sulfid,
Di-(hydroxyphenyl)ether,
Di-(hydroxyphenyl)keton,
Di-(hydroxyphenyl)sulfoxid,
α,α'-Di-(hydroxyphenyl)-dialkylbenzol,
Di-(hydroxyphenyl)sulfon,
Di-(hydroxybenzoyl)benzol
Resorcin und
Hydrochinon sowie deren kernalkylierte oder kernhalogenierte Derivate genannt.
Dihydroxydiphenyl,
Di-(hydroxyphenyl)alkan,
Di-(hydroxyphenyl)cycloalkan,
Di-(hydroxyphenyl)sulfid,
Di-(hydroxyphenyl)ether,
Di-(hydroxyphenyl)keton,
Di-(hydroxyphenyl)sulfoxid,
α,α'-Di-(hydroxyphenyl)-dialkylbenzol,
Di-(hydroxyphenyl)sulfon,
Di-(hydroxybenzoyl)benzol
Resorcin und
Hydrochinon sowie deren kernalkylierte oder kernhalogenierte Derivate genannt.
Von diesen werden
4,4'-Dihydroxydiphenyl,
2,4-Di-(4'-hydroxyphenyl)-2-methylbutan
α,α'-Di-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Di-(3'-methyl-4'-hydroxyphenyl)propan und
2,2-Di-(3'-chlor-4'-hydroxyphenyl)propan,
sowie insbesondere
2,2-Di-(4'-hydroxyphenyl)propan
2,2-Di(3',5-dichlordihydroxyphenyl)propan,
1,1-Di-(4'-hydroxyphenyl)cyclohexan,
3,4'-Dihydroxybenzophenon,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,2-Di(3',5'-dimethyl-4'-hydroxyphenyl)propan
oder deren Mischungen bevorzugt.
4,4'-Dihydroxydiphenyl,
2,4-Di-(4'-hydroxyphenyl)-2-methylbutan
α,α'-Di-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol,
2,2-Di-(3'-methyl-4'-hydroxyphenyl)propan und
2,2-Di-(3'-chlor-4'-hydroxyphenyl)propan,
sowie insbesondere
2,2-Di-(4'-hydroxyphenyl)propan
2,2-Di(3',5-dichlordihydroxyphenyl)propan,
1,1-Di-(4'-hydroxyphenyl)cyclohexan,
3,4'-Dihydroxybenzophenon,
4,4'-Dihydroxydiphenylsulfon und 2,2-Di(3',5'-dimethyl-4'-hydroxyphenyl)propan
oder deren Mischungen bevorzugt.
Selbstverständlich kann man auch Mischungen von Polyalkylen
terephthalaten und vollaromatischen Polyestern und/oder Polycar
bonaten einsetzen. Diese enthalten im allgemeinen 20 bis
98 Gew.-%, bevorzugt 80 bis 96 Gew.-% des Polyalkylenterephthala
tes und 2 bis 80 Gew.-%, bevorzugt 4 bis 50 Gew.-% des voll
aromatischen Polyesters und/oder des Polycarbonates.
Selbstverständlich können auch Polyesterblockcopolymere wie
Copolyetherester verwendet werden. Derartige Produkte sind an
sich bekannt und in der Literatur, z. B. in der US-A 3 651 014,
beschrieben. Auch im Handel sind entsprechende Produkte
erhältlich, z. B. Hytrel® (DuPont).
Weiterhin bevorzugt werden als Komponente A) halogenfreie Poly
carbonate eingesetzt. Geeignete halogenfreie Polycarbonate sind
beispielsweise solche auf Basis von Diphenolen der allgemeinen
Formel
worin Q eine Einfachbindung, eine C1- bis C8-Alkylen-, eine
C2- bis C3-Alkyliden-, eine C3- bis C6-Cycloalkylidengruppe, eine
C6- bis C12-Arylengruppe sowie -O-, -S- oder -SO2- bedeutet und m
eine ganze Zahl von 0 bis 2 ist.
Die Diphenole können an den Phenylenresten auch Substituenten ha
ben wie C1- bis C6-Alkyl oder C1- bis C6-Alkoxy.
Bevorzugte Diphenole der Formel sind beispielsweise Hydrochinon,
Resorcin, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4-hydroxy
phenyl)-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan,
1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan. Besonders bevorzugt sind
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und 1,1-Bis-(4-hydroxy
phenyl)-cyclohexan, sowie 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-tri
methylcyclohexan.
Sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate sind als Kompo
nente A geeignet, bevorzugt sind neben dem Bisphenol A-Homopoly
merisat die Copolycarbonate von Bisphenol A.
Die geeigneten Polycarbonate können in bekannter Weise verzweigt
sein, und zwar vorzugsweise durch den Einbau von 0,05 bis
2,0 mol-%, bezogen auf die Summe der eingesetzten Diphenole, an
mindestens trifunktionellen Verbindungen, beispielsweise solchen
mit drei oder mehr als drei phenolischen OH-Gruppen.
Als besonders geeignet haben sich Polycarbonate erwiesen, die
relative Viskositäten ηrel von 1,10 bis 1,50, insbesondere von
1,25 bis 1,40 aufweisen. Dies entspricht mittleren Molekularge
wichten Mw (Gewichtsmittelwert) von 10 000 bis 200 000, vorzugs
weise von 20 000 bis 80 000.
Die Diphenole der allgemeinen Formel sind an sich bekannt oder
nach bekannten Verfahren herstellbar.
Die Herstellung der Polycarbonate kann beispielsweise durch
Umsetzung der Diphenole mit Phosgen nach dem Phasengrenzflächen
verfahren oder mit Phosgen nach dem Verfahren in homogener Phase
(dem sogenannten Pyridinverfahren) erfolgen, wobei das jeweils
einzustellende Molekulargewicht in bekannter Weise durch eine
entsprechende Menge an bekannten Kettenabbrechern erzielt wird.
(Bezüglich polydiorganosiloxanhaltigen Polycarbonaten siehe
beispielsweise DE-OS 33 34 782).
Geeignete Kettenabbrecher sind beispielsweise Phenol, p-t-Butyl
phenol aber auch langkettige Alkylphenole wie 4-(1,3-Tetramethyl
butyl)-phenol, gemäß DE-OS 28 42 005 oder Monoalkylphenole oder
Dialkylphenole mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen in den Alkylsub
stituenten gemäß DE-A 35 06 472, wie p-Nonylphenyl, 3,5-di-t-Bu
tylphenol, p-t-Octylphenol, p-Dodecylphenol, 2-(3,5-dimethyl-hep
tyl)-phenol und 4-(3,5-Dimethylheptyl)-phenol.
Halogenfreie Polycarbonate im Sinne der vorliegenden Erfindung
bedeutet, daß die Polycarbonate aus halogenfreien Diphenolen,
halogenfreien Kettenabbrechern und gegebenenfalls halogenfreien
Verzweigern aufgebaut sind, wobei der Gehalt an untergeordneten
ppm-Mengen an verseifbarem Chlor, resultierend beispielsweise aus
der Herstellung der Polycarbonate mit Phosgen nach dem Phasen
grenzflächenverfahren, nicht als halogenhaltig im Sinne der
Erfindung anzusehen ist. Derartige Polycarbonate mit ppm-Gehalten
an verseifbarem Chlor sind halogenfreie Polycarbonate im Sinne
vorliegender Erfindung.
Als weitere geeignete Komponenten A) seien amorphe Polyestercar
bonate genannt, wobei Phosgen gegen aromatische Dicarbonsäureein
heiten wie Isophthalsäure und/oder Terephthalsäureeinheiten, bei
der Herstellung ersetzt wurde. Für nähere Einzelheiten sei an
dieser Stelle auf die EP-A 711 810 verwiesen.
Weitere geeignete Copolycarbonate mit Cycloalkylresten als Mono
mereinheiten sind in der EP-A 365 916 beschrieben.
Weiterhin kann Bisphenol A durch Bisphenol TMC ersetzt werden.
Derartige Polycarbonate sind unter dem Warenzeichen APEC HT® der
Firma Bayer erhältlich.
Das Molekulargewicht dieser an sich bekannten und im Handel
erhältlichen Polymeren liegt im allgemeinen im Bereich von 1.500
bis 2.000.000, vorzugsweise im Bereich von 70.000 bis 1.000.000.
Nur stellvertretend seien hier vinylaromatische Polymere aus
Styrol, Chlorstyrol, α-Methylstyrol und p-Methylstyrol genannt;
in untergeordneten Anteilen (vorzugsweise nicht mehr als 20, ins
besondere nicht mehr als 8 Gew.-%), können auch Comonomere wie
(Meth)acrylnitril oder (Meth)acrylsäureester am Aufbau beteiligt
sein. Besonders bevorzugte vinylaromatische Polymere sind Poly
styrol und schlagzäh modifiziertes Polystyrol. Es versteht sich,
daß auch Mischungen dieser Polymeren eingesetzt werden können.
Die Herstellung erfolgt vorzugsweise nach dem in der EP-A-302 485
beschriebenen Verfahren.
Bevorzugte ASA-Polymerisate sind aufgebaut aus einer Weich- oder
Kautschukphase aus einem Pfropfpolymerisat aus:
A1 50 bis 90 Gew.-% einer Pfropfgrundlage auf Basis von
A11 95 bis 99,9 Gew.-% eines C2-C10-Alkylacrylats und
A12 0,1 bis 5 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen, nicht konjugierten Doppelbindungen, und
A2 10 bis 50 Gew.-% einer Pfropfauflage aus
A21 20 bis 50 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I oder deren Mischungen, und
A22 10 bis 80 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acryl säureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen,
in Mischung mit einer Hartmatrix auf Basis eines SAN-Copolymeren A3) aus:
A31 50 bis 90, vorzugsweise 55 bis 90 und insbesondere 65 bis 85 Gew.-% Styrol und/oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I und
A32 10 bis 50, vorzugsweise 10 bis 45 und insbesondere 15 bis 35 Gew.-% Acrylnitril und/oder Methacrylnitril.
A1 50 bis 90 Gew.-% einer Pfropfgrundlage auf Basis von
A11 95 bis 99,9 Gew.-% eines C2-C10-Alkylacrylats und
A12 0,1 bis 5 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen, nicht konjugierten Doppelbindungen, und
A2 10 bis 50 Gew.-% einer Pfropfauflage aus
A21 20 bis 50 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I oder deren Mischungen, und
A22 10 bis 80 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acryl säureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen,
in Mischung mit einer Hartmatrix auf Basis eines SAN-Copolymeren A3) aus:
A31 50 bis 90, vorzugsweise 55 bis 90 und insbesondere 65 bis 85 Gew.-% Styrol und/oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel I und
A32 10 bis 50, vorzugsweise 10 bis 45 und insbesondere 15 bis 35 Gew.-% Acrylnitril und/oder Methacrylnitril.
Bei der Komponente A1) handelt es sich um ein Elastomeres, welches
eine Glasübergangstemperatur von unter -20, insbesondere unter
-30°C aufweist.
Für die Herstellung des Elastomeren werden als Hauptmonomere A11)
Ester der Acrylsäure mit 2 bis 10 C-Atomen, insbesondere 4 bis
8 C-Atomen eingesetzt. Als besonders bevorzugte Monomere seien
hier tert.-, iso- und n-Butylacrylat sowie 2-Ethylhexylacrylat
genannt, von denen die beiden letztgenannten besonders bevorzugt
werden.
Neben diesen Estern der Acrylsäure werden 0,1 bis 5, insbesondere
1 bis 4 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht A11 + A12 eines
polyfunktionellen Monomeren mit mindestens zwei olefinischen,
nicht konjugierten Doppelbindungen eingesetzt. Von diesen werden
difunktionelle Verbindungen, d. h. mit zwei nicht konjugierten
Doppelbindungen bevorzugt verwendet. Beispielsweise seien hier
Divinylbenzol, Diallylfumarat, Diallylphthalat, Triallylcyanurat,
Triallylisocyanurat, Tricyclodecenylacrylat und Dihydrodicyclo
pentadienylacrylat genannt, von denen die beiden letzten beson
ders bevorzugt werden.
Verfahren zur Herstellung der Pfropfgrundlage A1 sind an sich
bekannt und z. B. in der DE-B 12 60 135 beschrieben. Entsprechende
Produkte sind auch kommerziell im Handel erhältlich.
Als besonders vorteilhaft hat sich in einigen Fällen die Her
stellung durch Emulsionspolymerisation erwiesen.
Die genauen Polymerisationsbedingungen, insbesondere Art, Dosie
rung und Menge des Emulgators werden vorzugsweise so gewählt, daß
der Latex des Acrylsäureesters, der zumindest teilweise vernetzt
ist, eine mittlere Teilchengröße (Gewichtsmittel d50) im Bereich
von etwa 200 bis 700, insbesondere von 250 bis 600 nm aufweist.
Vorzugsweise hat der Latex eine enge Teilchengrößenverteilung,
d. h. der Quotient
ist vorzugsweise kleiner als 0,5, insbesondere kleiner als 0,35.
Der Anteil der Pfropfgrundlage A1 am Pfropfpolymerisat A1+A2
beträgt 50 bis 90, vorzugsweise 55 bis 85 und insbesondere 60 bis
80 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht von A1+A2.
Auf die Pfropfgrundlage A1 ist eine Pfropfhülle A2 aufgepfropft,
die durch Copolymerisation von
A21 20 bis 90, vorzugsweise 30 bis 90 und insbesondere 30 bis 80 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel
A21 20 bis 90, vorzugsweise 30 bis 90 und insbesondere 30 bis 80 Gew.-% Styrol oder substituierten Styrolen der allgemeinen Formel
wobei R Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen, Wasserstoffatome
oder Halogenatome und R1 Alkylreste mit 1 bis 8 C-Atomen oder
Halogenatome darstellen und n den Wert 0, 1, 2 oder 3 hat,
und
A22 10 bis 80, vorzugsweise 10 bis 70 und insbesondere 20 bis 70 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen erhältlich ist.
A22 10 bis 80, vorzugsweise 10 bis 70 und insbesondere 20 bis 70 Gew.-% Acrylnitril, Methacrylnitril, Acrylsäureestern oder Methacrylsäureestern oder deren Mischungen erhältlich ist.
Beispiele für substituierte Styrole sind α-Methylstyrol,
p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol und p-Chlor-α-Methylstyrol,
wovon Styrol und α-Methylstyrol bevorzugt werden.
Bevorzugte Acryl- bzw. Methacrylsäureester sind solche, deren
Homopolymere bzw. Copolymerisate mit den anderen Monomeren der
Komponente A22) Glasübergangstemperaturen von mehr als 20°C auf
weisen; prinzipiell können jedoch auch andere Acrylsäureester
eingesetzt werden, vorzugsweise in solchen Mengen, so daß sich
insgesamt für die Komponente A2 eine Glasübergangstemperatur Tg
oberhalb 20°C ergibt.
Besonders bevorzugt werden Ester der Acryl- oder Methacrylsäure
mit C1-C8-Alkoholen und Epoxygruppen enthaltende Ester wie
Glycidylacrylat bzw. Glycidylmethacrylat. Als ganz besonders
bevorzugte Beispiele seien Methylmethacrylat, t-Butylmethacrylat,
Glycidylmethacrylat und n-Butylacrylat genannt, wobei letzterer
aufgrund seiner Eigenschaft, Polymerisate mit sehr niedriger Tg zu
bilden, vorzugsweise in nicht zu hohem Anteil eingesetzt wird.
Die Pfropfhülle A2) kann in einem oder in mehreren, z. B. zwei oder
drei, Verfahrensschritten hergestellt werden, die Bruttozusammen
setzung bleibt davon unberührt.
Vorzugsweise wird die Pfropfhülle in Emulsion hergestellt, wie
dies z. B. in der DE-PS 12 60 135, DE-OS 32 27 555,
DE-OS 31 49 357 und DE-OS 34 14 118 beschrieben ist.
Je nach den gewählten Bedingungen entsteht bei der Pfropfmisch
polymerisation ein bestimmter Anteil an freien Copolymerisaten
von Styrol bzw. substituierten Styrolderivaten und (Meth)Acryl
nitril bzw. (Meth)Acrylsäureestern.
Das Pfropfmischpolymerisat A1 + A2 weist im allgemeinen eine
mittlere Teilchengröße von 100 bis 1.000 nm, im besonderen von
200 bis 700 nm, (d50-Gewichtsmittelwert) auf. Die Bedingungen bei
der Herstellung des Elastomeren D1) und bei der Pfropfung werden
daher vorzugsweise so gewählt, daß Teilchengrößen in diesem
Bereich resultieren. Maßnahmen hierzu sind bekannt und z. B. in
der DE-PS 12 60 135 und der DE-OS 28 26 925 sowie in Journal
of Applied Polymer Science, Vol. 9 (1965), S. 2929 bis 2938
beschrieben. Die Teilchenvergrößerung des Latex des Elastomeren
kann z. B. mittels Agglomeration bewerkstelligt werden.
Zum Pfropfpolymerisat (A1+A2) zählen im Rahmen dieser Erfindung
auch die bei der Pfropfmischpolymerisation zur Herstellung der
Komponente A2) entstehenden freien, nicht gepfropften Homo- und
Copolymerisate.
Nachstehend seien einige bevorzugte Pfropfpolymerisate angeführt:
1:
60 Gew.-% Pfropfgrundlage A1 aus
A11 98 Gew.-% n-Butylacrylat und
A12 2 Gew.-% Dihydrodicyclopentadienylacrylat und
40 Gew.-% Pfropfhülle A2 aus
A21 75 Gew.-% Styrol und
A22 25 Gew.-% Acrylnitril
2:
Pfropfgrundlage wie bei 1 mit 5 Gew.-% einer ersten Pfropf hülle aus Styrol und
35 Gew.-% einer zweiten Pfropfstufe aus
A21 75 Gew.-% Styrol und
A22 25 Gew.-% Acrylnitril
3:
Pfropfgrundlage wie bei 1 mit 13 Gew.-% einer ersten Pfropf stufe aus Styrol und 27 Gew.-% einer zweiten Pfropfstufe aus Styrol und Acrylnitril im Gewichtsverhältnis 3 : 1
1:
60 Gew.-% Pfropfgrundlage A1 aus
A11 98 Gew.-% n-Butylacrylat und
A12 2 Gew.-% Dihydrodicyclopentadienylacrylat und
40 Gew.-% Pfropfhülle A2 aus
A21 75 Gew.-% Styrol und
A22 25 Gew.-% Acrylnitril
2:
Pfropfgrundlage wie bei 1 mit 5 Gew.-% einer ersten Pfropf hülle aus Styrol und
35 Gew.-% einer zweiten Pfropfstufe aus
A21 75 Gew.-% Styrol und
A22 25 Gew.-% Acrylnitril
3:
Pfropfgrundlage wie bei 1 mit 13 Gew.-% einer ersten Pfropf stufe aus Styrol und 27 Gew.-% einer zweiten Pfropfstufe aus Styrol und Acrylnitril im Gewichtsverhältnis 3 : 1
Die als Komponente A3) enthaltenen Produkte können z. B. nach dem
in den DE-AS 10 01 001 und DE-AS 10 03 436 beschriebenen Ver
fahren hergestellt werden. Auch im Handel sind solche Copolymere
erhältlich. Vorzugsweise liegt der durch Lichtstreuung bestimmte
Gewichtsmittelwert des Molekulargewichts im Bereich von 50.000
bis 500.000, insbesondere von 100.000 bis 250.000.
Das Gewichtsverhältnis von (A1 + A2) : A3 liegt im Bereich von 1 : 2,5
bis 2,5 : 1, vorzugsweise von 1 : 2 bis 2 : 1 und insbesondere von
1 : 1,5 bis 1,5 : 1.
Geeignete SAN-Polymere als Komponente A) sind vorstehend (siehe
A31 und A32) beschrieben.
Die Viskositätszahl der SAN-Polymerisate, gemessen gemäß
DIN 53 727 als 0,5 gew.-%ige Lösung in Dimethylformamid bei 23°C
liegt im allgemeinen im Bereich von 40 bis 100, vorzugsweise
50 bis 80 ml/g.
ABS-Polymere als Polymer (A) in den erfindungsgemäßen mehr
phasigen Polymermischungen weisen den gleichen Aufbau wie vor
stehend für ASA-Polymere beschrieben auf. Anstelle des Acrylat
kautschukes A1) der Pfropfgrundlage beim ASA-Polymer werden
üblicherweise konjugierte Diene, eingesetzt, so daß sich für die
Pfropfgrundlage A4 vorzugsweise folgende Zusammensetzung ergibt:
A41 70 bis 100 Gew.-% eines konjugierten Diens und
A42 0 bis 30 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen nicht konjugierten Doppelbindungen
A41 70 bis 100 Gew.-% eines konjugierten Diens und
A42 0 bis 30 Gew.-% eines difunktionellen Monomeren mit zwei olefinischen nicht konjugierten Doppelbindungen
Pfropfauflage A2 und die Hartmatrix des SAN-Copolymeren A3)
bleiben in der Zusammensetzung unverändert. Derartige Produkte
sind im Handel erhältlich. Die Herstellverfahren sind dem
Fachmann bekannt, so daß sich weitere Angaben hierzu erübrigen.
Das Gewichtsverhältnis von (A4 + A2) : A3 liegt im Bereich von 3 : 1
bis 1 : 3, vorzugsweise von 2 : 1 bis 1 : 2.
Besonders bevorzugte Zusammensetzungen der erfindungsgemäßen
Formmassen enthalten als Komponente A) eine Mischung aus:
A1) 10 bis 90 Gew.-% eines Polybutylenterephthalates
A2) 0 bis 40 Gew.- % eines Polyethylenterephthalates
A3) 1 bis 40 Gew.-% eines ASA- oder ABS-Polymeren oder deren Mischungen
A1) 10 bis 90 Gew.-% eines Polybutylenterephthalates
A2) 0 bis 40 Gew.- % eines Polyethylenterephthalates
A3) 1 bis 40 Gew.-% eines ASA- oder ABS-Polymeren oder deren Mischungen
Derartige Produkte sind unter dem Warenzeichen Ultradur® S (ehe
mals Ultrablend® S) von der BASF Aktiengesellschaft erhältlich.
Weitere bevorzugte Zusammensetzungen der Komponente A) enthalten
A1) 10 bis 90 Gew.- % eines Polycarbonates
A2) 0 bis 40 Gew.-% eines Polyesters, vorzugsweise Polybutylenterephthalat,
A3) 1 bis 40 Gew.-% eines ASA- oder ABS-Polymeren oder deren Mischungen.
A1) 10 bis 90 Gew.- % eines Polycarbonates
A2) 0 bis 40 Gew.-% eines Polyesters, vorzugsweise Polybutylenterephthalat,
A3) 1 bis 40 Gew.-% eines ASA- oder ABS-Polymeren oder deren Mischungen.
Derartige Produkte sind unter dem Warenzeichen Terblend® der
BASF AG erhältlich.
Die Polyamide der erfindungsgemäßen Formmassen weisen im all
gemeinen eine Viskositätszahl von 90 bis 350, vorzugsweise 110
bis 240 ml/g auf bestimmt in einer 0,5 gew.-%-igen Lösung in
96 gew.%iger Schwefelsäure bei 25°C auf gemäß ISO 307.
Halbkristalline oder amorphe Harze mit einem Molekulargewicht
(Gewichtsmittelwert) von mindestens 5.000, wie sie z. B. in den
amerikanischen Patentschriften 2 071 250, 2 071 251, 2 130 523,
2 130 948, 2 241 322, 2 312 966, 2 512 606 und 3 393 210 be
schrieben werden, sind bevorzugt.
Beispiele hierfür sind Polyamide, die sich von Lactamen mit 7 bis
13 Ringgliedern ableiten, wie Polycaprolactam, Polycapryllactam
und Polylaurinlactam sowie Polyamide, die durch Umsetzung von
Dicarbonsäuren mit Diaminen erhalten werden.
Als Dicarbonsäuren sind Alkandicarbonsäuren mit 6 bis 12, insbe
sondere 6 bis 10 Kohlenstoffatomen und aromatische Dicarbonsäuren
einsetzbar. Hier seien nur Adipinsäure, Azelainsäure, Sebacin
säure, Dodecandisäure und Terephthal- und/oder Isophthalsäure als
Säuren genannt.
Als Diamine eignen sich besonders Alkandiamine mit 6 bis 12, ins
besondere 6 bis 8 Kohlenstoffatomen sowie m-Xylylendiamin,
Di-(4-aminophenyl)methan, Di-(4-aminocyclohexyl)-methan, 2,2-Di-
(4-aminophenyl)-propan oder 2,2-Di-(4-aminocyclohexyl)-propan.
Bevorzugte Polyamide sind Polyhexamethylenadipinsäureamid, Poly
hexamethylensebacinsäureamid und Polycaprolactam sowie Copoly
amide 6/66, insbesondere mit einem Anteil von 5 bis 95 Gew.-% an
Caprolactam-Einheiten.
Außerdem seien auch noch Polyamide erwähnt, die z. B. durch
Kondensation von 1,4-Diaminobutan mit Adipinsäure unter erhöhter
Temperatur erhältlich sind (Polyamid-4,6). Herstellungsverfahren
für Polyamide dieser Struktur sind z. B. in den EP-A 38 094,
EP-A 38 582 und EP-A 39 524 beschrieben.
Weiterhin sind Polyamide, die durch Copolymerisation zweier oder
mehrerer der vorgenannten Monomeren erhältlich sind, oder
Mischungen mehrerer Polyamide geeignet, wobei das Mischungs
verhältnis beliebig ist.
Weiterhin haben sich solche teilaromatischen Copolyamide wie
PA 6/6T und PA 66/6T als besonders vorteilhaft erwiesen, deren
Triamingehalt weniger als 0,5, vorzugsweise weniger als 0,3
Gew.-% beträgt (siehe EP-A 299 444).
Die Herstellung der bevorzugten teilaromatischen Copolyamide mit
niedrigem Triamingehalt kann nach den in den EP-A 129 195 und
129 196 beschriebenen Verfahren erfolgen.
Geeignete Polyphenylenether weisen im allgemeinen ein Molekular
gewicht (Gewichtsmittelwert) im Bereich von 10 000 bis 80 000,
vorzugsweise von 20 000 bis 60 000 und insbesondere von 40 000
bis 55 000 auf.
Die Molekulargewichtsverteilung wird im allgemeinen mittels Gel
permeationschromatographie (GPC) bestimmt. Hierzu werden PPE-
Proben in THF unter Druck bei 110°C gelöst. Bei Raumtemperatur
wird mit THF als Elutionsmittel 0,16 ml einer 0,25%igen Lösung
auf geeignete Trennsäulen injiziert. Die Detektion erfolgt all
gemein mit einem UV-Detektor. Die Trennsäulen werden zweckmäßig
mit PPE-Proben bekannter Molekulargewichtsverteilung geeicht.
Dies entspricht einer reduzierten spezifischen Viskosität ηred
von 0,2 bis 0,9 dl/g, vorzugsweise von 0,35 bis 0,8 und ins
besondere 0,45 bis 0,6, gemessen in einer 0,5 gew.%igen Lösung in
Chloroform bei 25°C.
Die unmodifizierten Polyphenylenether a1) sind an sich bekannt und
werden vorzugsweise durch oxidative Kupplung von in o-Position
disubstituierten Phenolen hergestellt.
Als Beispiele für Substituenten sind Halogenatome wie Chlor oder
Chrom und Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, die vorzugs
weise kein α-ständiges tertiäres Wasserstoffatom aufweisen, z. B.
Methyl-, Ethyl-, Propyl- oder Butylreste zu nennen. Die Alkyl
reste können wiederum durch Halogenatome wie Chlor oder Brom oder
durch eine Hydroxylgruppe substituiert sein. Weitere Beispiele
möglicher Substituenten sind Alkoxireste, vorzugsweise mit bis zu
4 Kohlenstoffatomen oder gegebenenfalls durch Halogenatome und/
oder Alkylgruppen substituierte Phenylreste. Ebenfalls geeignet
sind Copolymere verschiedener Phenole wie z. B. Copolymere von
2,6-Dimethylphenol und 2,3,6-Trimethylphenol. Selbstverständlich
können auch Gemische verschiedener Polyphenylenether eingesetzt
werden.
Die als Komponente a1) verwendeten Polyphenylenether können ge
gebenenfalls verfahrensbedingte Fehlstellen enthalten, die bei
spielsweise bei White et al., Macromolecules 23, 1318-1329 (1990)
beschrieben sind.
Vorzugsweise werden solche Polyphenylenether eingesetzt, die mit
vinylaromatischen Polymeren verträglich, d. h. ganz oder weitest
gehend in diesen Polymeren löslich sind (vgl. A. Noshay, Block
Copolymers, S. 8 bis 10, Academic Press, 1977 und O. Olabisi, Po
lymer-Polymer Miscibility, 1979, S. 117 bis 189).
Beispiele für Polyphenylenether sind Poly(2,6-dilauryl-1,4-pheny
len)ether, Poly(2,6-diphenyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-dimeth
oxi-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-Diethoxi-1,4-phenylen)ether,
Poly(2-methoxi-6-ethoxi-1,4-phenylen)ether, Poly(2-ethyl-6-stea
ryloxi-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-dichlor-1,4-phenylen)ether,
Poly(2-methyl-6-phenyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-diben
zyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-ethoxi-1,4-phenylen)ether,
Poly(2-chlor-1,4-phenylen)ether, Poly(2,5-dibrom-1,4-pheny
len)ether. Bevorzugt werden Polyphenylenether eingesetzt, bei
denen die Substituenten Alkylreste mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen
sind, wie Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2,6-di
ethyl-1,4-phenylen)ether, Poly(2-methyl-6-ethyl-1,4-pheny
len)ether, Poly(2-methyl-6-propyl-1,4-phenylen)ether,
Poly(2,6-dipropyl-1,4-phenylen)ether und Poly(2-ethyl-6-pro
pyl-1,4-phenylen)ether.
Weiterhin sind Pfropfcopolymere aus Polyphenylenether und vinyl
aromatischen Polymeren wie Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol
und Chlorstyrol geeignet.
Funktionalisierte oder modifizierte Polyphenylenether sind an
sich bekannt, z. B. aus WO-A 86/02086, WO-A 87/00540,
EP-A-222 246, EP-A-223 116 und EP-A-254 048 und werden bevorzugt
für Mischungen mit PA oder Polyester eingesetzt.
Üblicherweise wird ein unmodifizierter Polyphenylenether a1) durch
Einbau mindestens einer Carbonyl-, Carbonsäure-, Säureanhydrid-,
Säureamid-, Säureimid-, Carbonsäureester-, Carboxylat-, Amino-,
Hydroxyl-, Epoxi-, Oxazolin-, Urethan-, Harnstoff-, Lactam- oder
Halogenbenzylgruppe modifiziert, so daß eine hinreichende Ver
träglichkeit z. B. mit dem Polyamid gewährleistet ist.
Die Modifizierung wird im allgemeinen durch Umsetzung eines
unmodifizierten Polyphenylenethers a1) mit einem Modifizier
mittel, das mindestens eine der oben genannten Gruppen und minde
stens eine C-C-Doppel- oder C-C-Dreifachbindung enthält, in
Lösung (WO-A 86/2086), in wäßriger Dispersion, in einem Gas
phasenverfahren (EP-A-25 200) oder in der Schmelze gegebenenfalls
in Gegenwart von geeigneten vinylaromatischen Polymeren oder
Schlagzähmodifiern durchgeführt, wobei wahlweise Radikalstarter
zugegen sein können.
Geeignete Modifiziermittel (a3) sind beispielsweise Maleinsäure,
Methylmaleinsäure, Itaconsäure, Tetrahydrophthalsäure, deren
Anhydride und Imide, Fumarsäure, die Mono- und Diester dieser
Säuren, z. B. von C1- und C2- bis C8-Alkanolen (a31), die Mono-
oder Diamide dieser Säuren wie N-Phenylmaleinimid (Monomere a32),
Maleinhydrazid. Weiterhin seien beispielsweise N-Vinylpyrrolidon
und (Meth)acryloylcaprolactam (a33) genannt.
Bevorzugt wird in den erfindungsgemäßen Formmassen als Kompo
nente A) ein modifizierter Polyphenylenether eingesetzt, der
durch Umsetzen von
a1) 70 bis 99,95, bevorzugt 76,5 bis 99,94 Gew.-% eines unmodifi zierten Polyphenylenethers,
a2) 0 bis 25, bevorzugt 0 bis 20 Gew.-% eines vinylaromatischen Polymeren,
a3) 0,05 bis 5, bevorzugt 0,05 bis 2,5 Gew.-% mindestens einer Verbindung aus der Gruppe gebildet aus
a31) einer α,β-ungesättigten Dicarbonylverbindung,
a32) eines Amid-Gruppen enthaltenden Monomeren mit einer poly merisierbaren Doppelbindung und
a33) eines Lactam-Gruppen enthaltenden Monomeren mit einer polymerisierbaren Doppelbindung,
a4) 0 bis 5, bevorzugt 0,01 bis 0,09 Gew.-% eines Radikal starters,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe von a1) bis a4) be ziehen, im Verlaufe von 0,5 bis 15 Minuten bei 240 bis 375°C in geeigneten Misch- und Knetaggregaten wie Zweischneckenextrudern erhältlich ist.
a1) 70 bis 99,95, bevorzugt 76,5 bis 99,94 Gew.-% eines unmodifi zierten Polyphenylenethers,
a2) 0 bis 25, bevorzugt 0 bis 20 Gew.-% eines vinylaromatischen Polymeren,
a3) 0,05 bis 5, bevorzugt 0,05 bis 2,5 Gew.-% mindestens einer Verbindung aus der Gruppe gebildet aus
a31) einer α,β-ungesättigten Dicarbonylverbindung,
a32) eines Amid-Gruppen enthaltenden Monomeren mit einer poly merisierbaren Doppelbindung und
a33) eines Lactam-Gruppen enthaltenden Monomeren mit einer polymerisierbaren Doppelbindung,
a4) 0 bis 5, bevorzugt 0,01 bis 0,09 Gew.-% eines Radikal starters,
wobei sich die Gewichtsprozente auf die Summe von a1) bis a4) be ziehen, im Verlaufe von 0,5 bis 15 Minuten bei 240 bis 375°C in geeigneten Misch- und Knetaggregaten wie Zweischneckenextrudern erhältlich ist.
Das vinylaromatische Polymer a2) soll vorzugsweise mit dem einge
setzten Polyphenylenether verträglich sein, wie vorstehend unter
2, beschrieben.
Beispiele für bevorzugte, mit Polyphenylenethern verträgliche
vinylaromatische Polymere sind der bereits erwähnten Monografie
von Olabisi, S. 224 bis 230 und 245 zu entnehmen.
Als Radikalstarter a4) seien genannt:
Di-(2,4-dichlorbenzoyl)peroxid, tert.-Butylperoxid, Di-(3,5,5-trimethylhexanol)peroxid, Dilauroylperoxid, Didecanoylperoxid, Dipropionylperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.- Butylperoxy-2-ethylhexoat, tert.-Butylperoxydiethylacetat, tert.- Butylperoxyisobutyrat, 1,1-Di-tert.-butylperoxy-3,3,5-trimethyl cyclohexan, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, tert.-Butylpe roxy-3,3,5-trimethylhexoat, tert.-Butylperacetat, tert.-Butylper benzoat, 4,4-Di-tert.-butylperoxyvaleriansäure-butylester, 2,2-Di-tert.-butylperoxybutan, Dicumylperoxid, tert.-Butylcumyl peroxid, 1,3-Di-(tert.-butylperoxyisopropyl)benzol und Di-tert.- butylperoxid. Genannt seien ebenfalls organische Hydroperoxide wie Di-isopropylbenzolmonohydroperoxid, Cumolhydroperoxid, tert.- Butylhydroperoxid, p-Methylhydroperoxid und Pinanhyroperoxid sowie hochverzweigte Alkane der allgemeinen Struktur
Di-(2,4-dichlorbenzoyl)peroxid, tert.-Butylperoxid, Di-(3,5,5-trimethylhexanol)peroxid, Dilauroylperoxid, Didecanoylperoxid, Dipropionylperoxid, Dibenzoylperoxid, tert.- Butylperoxy-2-ethylhexoat, tert.-Butylperoxydiethylacetat, tert.- Butylperoxyisobutyrat, 1,1-Di-tert.-butylperoxy-3,3,5-trimethyl cyclohexan, tert.-Butylperoxyisopropylcarbonat, tert.-Butylpe roxy-3,3,5-trimethylhexoat, tert.-Butylperacetat, tert.-Butylper benzoat, 4,4-Di-tert.-butylperoxyvaleriansäure-butylester, 2,2-Di-tert.-butylperoxybutan, Dicumylperoxid, tert.-Butylcumyl peroxid, 1,3-Di-(tert.-butylperoxyisopropyl)benzol und Di-tert.- butylperoxid. Genannt seien ebenfalls organische Hydroperoxide wie Di-isopropylbenzolmonohydroperoxid, Cumolhydroperoxid, tert.- Butylhydroperoxid, p-Methylhydroperoxid und Pinanhyroperoxid sowie hochverzweigte Alkane der allgemeinen Struktur
wobei R1 bis R6 Alkylgruppen mit 1 bis 8 C-Atomen, Alkoxygruppen
mit 1 bis 8 C-Atomen, Arylgruppen wie Phenyl, Naphthyl oder 5-
oder 6-gliedrige Heterocyclen mit einem π-Elektronensystem und
Stickstoff, Sauerstoff oder Schwefel als Heteroatomen darstellen.
Die Substituenten R1 bis R6 können ihrerseits funktionelle Gruppen
als Substituenten enthalten, wie Carboxyl-, Carboxylderivat-,
Hydroxyl-, Amino-, Thiol- oder Epoxidgruppen. Beispiele sind
2,3-Dimethyl-2,3-diphenylbutan, 3,4-Dimethyl-3,4-diphenylhexan
und 2,2,3,3-Tetraphenylbutan.
Besonders bevorzugte Polyphenylenether A) in den erfindungs
gemäßen Formmassen werden durch Modifizierung mit Maleinsäure,
Maleinsäureanhydrid und Fumarsäure erhalten. Derartige Poly
phenylenether weisen vorzugsweise eine Säurezahl von 1,8 bis 3,2,
insbesondere von 2,0 bis 3,0 auf.
Die Säurezahl ist ein Maß für den Modifizierungsgrad des Poly
phenylenethers und wird im allgemeinen durch Titration mit Basen
unter Inertgasbedingungen bestimmt.
Die Säurezahl entspricht allgemein der Menge an Base in mg,
welche zur Neutralisation von 1 g eines derart säuremodifizierten
Polyphenylenethers B) benötigt wird (nach DIN 53 402).
Als weitere geeignete Thermoplaste seien thermoplastische Poly
urethane (TPU) genannt, wie sie beispielsweise in der
EP-A 115 846 und EP-A 115 847 sowie EP-A 117 664 beschrieben
sind.
Als weitere geeignete Polymere seien Polyolefine wie Polyethylen-
und/oder Polypropylenhomo- oder copolymerisate genannt, sowie
Polyketone, Polyarylenether (sog. HT-Thermoplaste), insbesondere
Polyethersulfone, Polyvinylchloride, Poly(meth)acrylate sowie
Mischungen (Blends) aus allen vorstehend aufgeführten Thermopla
sten genannt.
Als Komponente B) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen 0,01
bis 10, vorzugsweise 0,1 bis 5 und insbesondere 0,5 bis 3 Gew.-%
eines Cerhaltigen Weißpigmentes. Derartige (Misch)-Pigmente ent
halten überwiegend Cer in der Oxidationsstufe + IV, insbesondere
als Ceroxide der allgemeinen Formeln CeO2 oder CeO2.n H2O mit
n = 1 bis 10. Verfahren zur Herstellung sind dem Fachmann be
kannt, z. B. aus F.A. Cotton, G. Wilkinson Anorganische Chemie 3.
Aufl., S. 1138, Verlag Chemie GmbH / 1974.
Als Komponente C) enthalten die erfindungsgemäßen Formmassen
0,001 bis 10, vorzugsweise 0,01 bis 5 und insbesondere 0,1 bis
1 Gew.-% eines Farbmittels, verschieden von B), vorzugsweise
eines organischen Farbmittels.
Unter einem Farbmittel versteht man im allgemeinen alle farbge
benden Stoffe nach DIN 55 944, welche in anorganische und organi
sche Farbmittel sowie natürliche und synthetische einteilbar sind
(s. Römpp Chemie Lexikon, 1981, 8. Auflage, S. 1237).
Die Farbmittel werden im allgemeinen gemäß dem Colour Index
(C.I.) klassifiziert, wobei zusätzlich zu systematischen und Tri
vialnamen eine eindeutige Zuordnung ermöglichende C.I. Bezeich
nung hinzugefügt wird.
Weiterhin unterscheidet man bei den Farbmitteln die sogenannten
löslichen Farbmittel, welche die Klasse der Farbstoffe bilden.
Pigmente gehören sowohl zu den organischen als auch zu den anor
ganischen Farbmitteln und unterscheiden sich von Farbstoffen in
sofern, daß Pigmente in Lösungs- und/oder Bindemitteln unlöslich
sind. Diese werden im allgemeinen gemäß dem Colour Index (C.I.)
klassifiziert, wobei zusätzlich zu systematischen oder Trivialna
men eine eindeutige Zuordnung ermöglichende C.I. Bezeichnung hin
zugefügt wird.
Geeignete anorganische Pigmente und deren Herstellweisen können
G. Buxbaum; Industrial inorganic pigments, 1. Aufl., S. 85-107; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993
G. Buxbaum; Industrial inorganic pigments, 1. Aufl., S. 114-117; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993
G. Buxbaum; Industrial inorganic pigments, 1. Aufl., S. 124-131; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993
entnommen werden.
G. Buxbaum; Industrial inorganic pigments, 1. Aufl., S. 85-107; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993
G. Buxbaum; Industrial inorganic pigments, 1. Aufl., S. 114-117; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993
G. Buxbaum; Industrial inorganic pigments, 1. Aufl., S. 124-131; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1993
entnommen werden.
Als bevorzugte anorganische Pigmente seien Kupferphthalocyanin
pigmente genannt, welche eine grüne oder blaue Farbe aufweisen.
Die grüne Farbe wird im allgemeinen durch Substitution von Was
serstoff durch Chloratome am macrocyclischen Tetraamin erzielt.
Weitere geeignete anorganische Pigmente sind Manganviolettpig
mente (Pyrophosphate aus Ammonium und Mangan (III) der Formel
MnNH4P2O7, welche durch Variation der stöchiometrischen Zusammen
setzung blauere oder rötere Töne ergeben), Ultramarin-Pigmente
(Natrium-, Aluminiumsilikate), Blau und Grünpigmente auf der Ba
sis von z. B. Chromoxiden oder Kobaltoxiden mit Spinellstruktur.
Derartige Pigmente sind unter den Handelsnamen Heliogen®-blau,
Heliogen®-grün, Sicopal®-grün, Sicopal®-blau (eingetragene Waren
zeichen der BASF AG) sowie als Ultramarin-, Chromoxid- oder Man
ganviolett-Pigmente im Handel erhältlich.
Bevorzugte anorganische Pigmente sind gemäß C.I. Teil 1 Pigment
Blue 28, Pigment Blue 29, Pigment Blue 36, Pigment Brown 24, Pig
ment Brown 29, Pigment Brown 31, Pigment Green 50, Pigment Red
101, Pigment Yellow 42, Pigment Yellow 53, Pigment Yellow 164,
Pigment Yellow 184, Pigment Violet 15.
Die Pigmente weisen im allgemeinen einen mittleren Teilchendurch
messer von 0,3 bis 8 µm bevorzugt von 0,7 bis 7 µm auf.
Geeignete organische Pigmente und deren Herstellweise können ins
besondere
- a) W. Herbst + K. Hunger; Industrielle organische Pigmente; 2. Aufl.; S. 4-11; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1995
- b) W. Herbst + K. Hunger; Industrielle organische Pigmente; 2. Aufl.; S. 462; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1995
- c) W. Herbst + K. Hunger; Industrielle organische Pigmente; 2. Aufl.; S. 482-485; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1995
- d) W. Herbst + K. Hunger; Industrielle organische Pigment; 2. Aufl.; S. 503; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1995
- e) W. Herbst + K. Hunger; Industrielle organische Pigmente; 2. Aufl.; S. 567-569; VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1995
entnommen werden.
Für die erfindungsgemäß eingefärbten Formmassen eignen sich ins
besondere Azopigmente wie Monoazopigmente, Disazopigmente, β-Naph
tol-Pigmente, Naphthol-AS-Pigmente, verlackte Azopigmente, Benzi
midazolan-Pigmente, Disazokondensations-Pigmente, Azometallkom
plexe und Isoindolinon- und Isonidolin-Pigmente. Als geeignete
polycyclische Pigmenteseien Phthalocyaninpigmente, Thioindigo-
Pigmente und insbesondere bevorzugt Chinacridon-Pigmente und
Perylen- sowie Perinon-Pigmente genannt.
Bevorzugte Chinacridon Pigmente (Dioxotetrahydrochinolino-acri
dine), welche sich von Verbindungen der allgemeinen Formel I bis
III ableiten, sind schwach gelb gefärbt.
während Chinacridone der allgemeinen Formel IV eine blaustichtige
Farbe aufweisen.
Erfindungsgemäße bevorzugte Perylen-Pigmente leiten sich von
Perylen-3,4,9,10-tetracarbonsäure (V) und die Gruppe der Peri
nonpigmente von der Naphthalin-1,4,5,8-tetracarbonsäure (VI)
als Grundkörper ab:
Weitere geeignete polycyclische organische Pigmente sind Anthra
chinon-Pigmente wie Anthrapyrimidin-Pigmente, Flavathronpigmente,
Pyranthron-Pigmente, Anthanthron-Pigmente und Dioxazin-Pigmente,
Triarylcarbonium-Pigmente sowie Diketopyrrolo-pyrrol-Pigmente,
wobei Anthrachione (Ammioanthrachinone, Hyroxyanthrachine) und
Chinophthalone (Grundkörper siehe allgemeine Formeln VIIa und
VIIb) besonders bevorzugt sind
Weitere bevorzugte Komponenten C) sind erfindungsgemäß organische
Farbstoffe. Farbstoffe sind in der Regel in synthetische und na
türlich einteilbar, wobei letztere als Anthocyane, Alizarin, Be
talaine, Blauholz, Chlorophyll, Cochenille, Curcuma, Hämoglobin,
Indigo, Kermes, Henna, Krapp, Lackunis, Orlean, Orcein, Antiker,
Purpur, Saflor usw. dem Fachmann bekannt sind, wobei Alizarin und
Indigo bevorzugt sind.
Als geeignete synthetische organische Farbstoffe kommen ins
besondere folgende Farbstoffe in Betracht, welche gleiche oder
ähnliche Grundkörper wie bei vorstehenden organischen Pigmenten
aufweisen. Für nähere Einzelheiten sei hier auf
- a) Ullmann's Encyclopadia of Industrial Chemstry, Vol. A 9, S. 74-76, VCH Verlagsgesellschaft mbH, Weinheim, 1987
- b) E.N. Abrahart; Dyes and their Intermediates, S. 13-17; Edward Arnold Ltd., London, 1977 und
- c) Römpp's Lexikon Chemie; 10. Aufl.; S. 1282-1283; Georg Thieme Verlag, 1997
verwiesen.
Der Unterschied zwischen organischen Pigmenten und organischen
Farbstoffen trotz gleicher Grundkörper besteht im allgemeinen in
der Löslich- bzw. Nichtlöslichkeit, da z. B. je nach Herstellung
Kupplungskomponente bzw. Anion) organische Pigmente oder Farb
stoffe entstehen.
Als geeignete Klassen (orientiert am Grundkörper der farbgesetz
ten Struktureinheit) seien Nitroso-, Nitro-, Monoazo-, Disazo,
Trisazo-, Stilben-, Diphenylmethan-, Triarylmethan-, Xanthen-,
Acridine-, Chinolin-, Thiazol-, Indamin-, Azin-, Oxazine-,
Thiazin-, Lactone-, Phthalocyanin-Farbstoffe genannt, wobei
Methinfarbstoffe (VIII), Anthrachinon (IX) und Perinonfarbstoffe
(VI) besonders bevorzugt sind.
Selbstverständlich können die erfindungsgemäßen Formmassen auch
Mischungen der Komponenten C) enthalten, je nach den einzu
stellenden gewünschten Farbtönen.
Als Komponente D) können die erfindungsgemäßen Formmassen 0 bis
70, insbesondere bis zu 50 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe enthal
ten.
Als Komponente D) können die erfindungsgemäßen Formmassen 0 bis
5, vorzugsweise 0,05 bis 3 und insbesondere 0,1 bis 2 Gew.-% min
destens eines Esters oder Amids gesättigter oder ungesättigter
aliphatischer Carbonsäuren mit 10 bis 40, bevorzugt 16 bis 22 C-
Atomen mit aliphatischen gesättigten Alkoholen oder Aminen mit 2
bis 40, vorzugsweise 2 bis 6 C-Atomen enthalten.
Die Carbonsäuren können 1- oder 2-wertig sein. Als Beispiele sei
en Pelargonsäure, Palmitinsäure, Laurinsäure, Margarinsäure, Do
decandisäure, Behensäure und besonders bevorzugt Stearinsäure,
Caprinsäure sowie Montansäure (Mischung von Fettsäuren mit 30 bis
40 C-Atomen) genannt.
Die aliphatischen Alkohole können 1- bis 4-wertig sein. Beispiele
für Alkohole sind n-Butanol, n-Octanol, Stearylalkohol, Ethylen
glykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Pentaerythrit, wobei
Glycerin und Pentaerythrit bevorzugt sind.
Die aliphatischen Amine können 1- bis 3-wertig sein. Beispiele
hierfür sind Stearylamin, Ethylendiamin, Propylendiamin, Hexame
thylendiamin, Di(6-Aminohexyl)amin, wobei Ethylendiamin und Hexa
methylendiamin besonders bevorzugt sind. Bevorzugte Ester oder
Amide sind entsprechend Glycerindistearat, Glycerintristearat,
Ethylendiamindistearat, Glycerinmonopalmitat, Glycerintrilaurat,
Glycerinmonobehenat und Pentaerythrittetrastearat.
Es können auch Mischungen verschiedener Ester oder Amide oder
Ester mit Amiden in Kombination eingesetzt werden, wobei das Mi
schungsverhältnis beliebig ist.
Übliche Zusatzstoffe D) sind beispielsweise in Mengen bis zu 40,
vorzugsweise bis zu 30 Gew.-% kautschukelastische Polymerisate
(oft auch als Schlagzähmodifier, Elastomere oder Kautschuke be
zeichnet), welche verschieden von Komponente A) sind.
Ganz allgemein handelt es sich dabei um Copolymerisate die bevor
zugt aus mindestens zwei der folgenden Monomeren aufgebaut sind:
Ethylen, Propylen, Butadien, Isobuten, Isopren, Chloropren,
Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril und Acryl- bzw. Methacrylsäure
ester mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkomponente.
Derartige Polymere werden z. B. in Houben-Weyl, Methoden der orga
nischen Chemie, Bd. 14/1 (Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart, 1961).
Seiten 392 bis 406 und in der Monographie von C.B. Bucknall,
"Toughened Plastics" (Applied Science Publishers, London, 1977)
beschrieben.
Im folgenden werden einige bevorzugte Arten solcher Elastomerer
vorgestellt.
Bevorzugte Arten von solchen Elastomeren sind die sog. Ethylen-
Propylen (EPM) bzw. Ethylen-Propylen-Dien-(EPDM)-Kautschuke.
EPM-Kautschuke haben im allgemeinen praktisch keine Doppelbindun
gen mehr, während EPDM-Kautschuke 1 bis 20 Doppelbindungen/100 C-
Atome aufweisen können.
Als Dien-Monomere für EPDM-Kautschuke seien beispielsweise konju
gierte Diene wie Isopren und Butadien, nicht-konjugierte Diene
mit 5 bis 25 C-Atomen wie Penta-1,4-dien, Hexa-1,4-dien, He
xa-1,5-dien, 2,5-Dimethylhexa-1,5-dien und Octa-1,4-dien, cycli
sche Diene wie Cyclopentadien, Cyclohexadiene, Cyclooctadiene und
Dicyclopentadien sowie Alkenylnorbornene wie 5-Ethyliden-2-nor
bornen, 5-Butyliden-2-norbornen, 2-Methallyl-5-norbornen, 2-Iso
propenyl-5-norbornen und Tricyclodiene wie 3-Methyl-tri
cyclo(5.2.1.0.2.6)-3,8-decadien oder deren Mischungen genannt.
Bevorzugt werden Hexa-1,5-dien, 5-Ethylidennorbornen und Dicyclo
pentadien. Der Diengehalt der EPDM-Kautschuke beträgt vorzugswei
se 0,5 bis 50, insbesondere 1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Ge
samtgewicht des Kautschuks.
EPM- bzw. EPDM-Kautschuke können vorzugsweise auch mit reaktiven
Carbonsäuren oder deren Derivaten gepfropft sein. Hier seien z. B.
Acrylsäure, Methacrylsäure und deren Derivate, z. B. Glyci
dyl(meth)acrylat, sowie Maleinsäureanhydrid genannt.
Eine weitere Gruppe bevorzugter Kautschuke sind Copolymere des
Ethylens mit Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder den
Estern dieser Säuren. Zusätzlich können die Kautschuke noch Di
carbonsäuren wie Maleinsäure und Fumarsäure oder Derivate dieser
Säuren, z. B. Ester und Anhydride, und/oder Epoxy-Gruppen enthal
tende Monomere enthalten. Diese Dicarbonsäurederivate bzw. Epoxy
gruppen enthaltende Monomere werden vorzugsweise durch Zugabe von
Dicarbonsäure- bzw. Epoxygruppen enthaltenden Monomeren der all
gemeinen Formeln I oder II oder III oder IV zum Monomerengemisch
in den Kautschuk eingebaut
wobei R1 bis R9 Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen
darstellen und m eine ganze Zahl von 0 bis 20, g eine ganze Zahl
von 0 bis 10 und p eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist.
Vorzugsweise bedeuten die Reste R1 bis R9 Wasserstoff, wobei m für
0 oder 1 und g für 1 steht. Die entsprechenden Verbindungen sind
Maleinsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid, Allylglycidylether
und Vinylglycidylether.
Bevorzugte Verbindungen der Formeln I, II und IV sind Maleinsäu
re, Maleinsäureanhydrid und Epoxygruppen enthaltende Ester der
Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, wie Glycidylacrylat, Glyci
dylmethacrylat und die Ester mit tertiären Alkoholen, wie t-Bu
tylacrylat. Letztere weisen zwar keine freien Carboxylgruppen
auf, kommen in ihrem Verhalten aber den freien Säuren nahe und
werden deshalb als Monomere mit latenten Carboxylgruppen bezeich
net.
Vorteilhaft bestehen die Copolymeren aus 50 bis 98 Gew.-% Ethy
len, 0,1 bis 20 Gew.-% Epoxygruppen enthaltenden Monomeren und/
oder Methacrylsäure und/oder Säureanhydridgruppen enthaltenden
Monomeren sowie der restlichen Menge an (Meth)acrylsäureestern.
Besonders bevorzugt sind Copolymerisate aus
50 bis 98, insbesondere 55 bis 95 Gew.-% Ethylen,
0,1 bis 40, insbesondere 0,3 bis 20 Gew.-% Glycidylacrylat und/o der Glycidylmethacrylat, (Meth)acrylsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, und
1 bis 45, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat.
50 bis 98, insbesondere 55 bis 95 Gew.-% Ethylen,
0,1 bis 40, insbesondere 0,3 bis 20 Gew.-% Glycidylacrylat und/o der Glycidylmethacrylat, (Meth)acrylsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, und
1 bis 45, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat.
Weitere bevorzugte Ester der Acryl- und/oder Methacrylsäure sind
die Methyl-, Ethyl-, Propyl- und i- bzw. t-Butylester.
Daneben können auch Vinylester und Vinylether als Comonomere ein
gesetzt werden.
Die vorstehend beschriebenen Ethylencopolymeren können nach an
sich bekannten Verfahren hergestellt werden, vorzugsweise durch
statistische Copolymerisation unter hohem Druck und erhöhter Tem
peratur. Entsprechende Verfahren sind allgemein bekannt.
Bevorzugte Elastomere sind auch Emulsionspolymerisate, deren Her
stellung z. B. bei Blackley in der Monographie "Emulsion Polymeri
zation" beschrieben wird. Die verwendbaren Emulgatoren und Kata
lystoren sind an sich bekannt.
Grundsätzlich können homogen aufgebaute Elastomere oder aber sol
che mit einem Schalenaufbau eingesetzt werden. Der schalenartige
Aufbau wird durch die Zugabereihenfolge der einzelnen Monomeren
bestimmt; auch die Morphologie der Polymeren wird von dieser Zug
abereihenfolge beeinflußt.
Nur stellvertretend seien hier als Monomere für die Herstellung
des Kautschukteils der Elastomeren Acrylate wie z. B. n-Butylacry
lat und 2-Ethylhexylacrylat, entsprechende Methacrylate, Butadien
und Isopren sowie deren Mischungen genannt. Diese Monomeren kön
nen mit weiteren Monomeren wie z. B. Styrol, Acrylnitril, Vinyle
thern und weiteren Acrvlaten oder Methacrylaten wie Methylmetha
crylat, Methylacrylat, Ethylacrylat und Propylacrylat copolymeri
siert werden.
Die Weich- oder Kautschukphase (mit einer Glasübergangstemperatur
von unter 0°C) der Elastomeren kann den Kern, die äußere Hülle
oder eine mittlere Schale (bei Elastomeren mit mehr als zweischa
ligem Aufbau) darstellen; bei mehrschaligen Elastomeren können
auch mehrere Schalen aus einer Kautschukphase bestehen.
Sind neben der Kautschukphase noch eine oder mehrere Hartkompo
nenten (mit Glasübergangstemperaturen von mehr als 20°C) am Aufbau
des Elastomeren beteiligt, so werden diese im allgemeinen durch
Polymerisation von Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, α-Me
thylstyrol, p-Methylstyrol, Acrylsäureestern und Methacrylsäuree
stern wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Methylmethacrylat als
Hauptmonomeren hergestellt. Daneben können auch hier geringere
Anteile an weiteren Comonomeren eingesetzt werden.
In einigen Fällen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt,
Emulsionspolymerisate einzusetzen, die an der Oberfläche reaktive
Gruppen aufweisen. Derartige Gruppen sind z. B. Epoxy-, Carboxyl-,
latente Carboxyl-, Amino- oder Amidgruppen sowie funktionelle
Gruppen, die durch Mitverwendung von Monomeren der allgemeinen
Formel
eingeführt werden können,
wobei die Substituenten folgende Bedeutung haben können:
R10 Wasserstoff oder eine C1- bis C4-Alkylgruppe,
R11 Wasserstoff, eine C1- bis C8-Alkylgruppe oder eine Arylgruppe, insbesondere Phenyl,
R12 Wasserstoff, eine C1- bis C10-Alkyl-, eine C6- bis C12-Aryl gruppe oder -OR13
R13 eine C1- bis C8-Alkyl- oder C6- bis C12-Arylgruppe, die gege benenfalls mit O- oder N-haltigen Gruppen substituiert sein können,
X eine chemische Bindung, eine C1- bis C10-Alkylen- oder C6- C12-Arylengruppe oder
wobei die Substituenten folgende Bedeutung haben können:
R10 Wasserstoff oder eine C1- bis C4-Alkylgruppe,
R11 Wasserstoff, eine C1- bis C8-Alkylgruppe oder eine Arylgruppe, insbesondere Phenyl,
R12 Wasserstoff, eine C1- bis C10-Alkyl-, eine C6- bis C12-Aryl gruppe oder -OR13
R13 eine C1- bis C8-Alkyl- oder C6- bis C12-Arylgruppe, die gege benenfalls mit O- oder N-haltigen Gruppen substituiert sein können,
X eine chemische Bindung, eine C1- bis C10-Alkylen- oder C6- C12-Arylengruppe oder
Y O-Z oder NH-Z und
Z eine C1- bis C10-Alkylen- oder C6- bis C12-Arylengruppe.
Z eine C1- bis C10-Alkylen- oder C6- bis C12-Arylengruppe.
Auch die in der EP-A 208 187 beschriebenen Pfropfmonomeren sind
zur Einführung reaktiver Gruppen an der Oberfläche geeignet.
Als weitere Beispiele seien noch Acrylamid, Methacrylamid und
substituierte Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure wie (N-t-
Butylamino)-ethylmethacrylat, (N,N-Dimethylamino)ethylacrylat,
(N,N-Dimethylamino)-methylacrylat und (N,N-Diethylamino)ethyla
crylat genannt.
Weiterhin können die Teilchen der Kautschukphase auch vernetzt
sein. Als Vernetzer wirkende Monomere sind beispielsweise Bu
ta-1,3-dien, Divinylbenzol, Diallylphthalat und Dihydrodicyclo
pentadienylacrylat sowie die in der EP-A 50 265 beschriebenen
Verbindungen.
Ferner können auch sogenannten pfropfvernetzende Monomere (graft
linking monomers) verwendet werden, d. h. Monomere mit zwei oder
mehr polymerisierbaren Doppelbindungen, die bei der Polymerisati
on mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten reagieren. Vorzugswei
se werden solche Verbindungen verwendet, in denen mindestens eine
reaktive Gruppe mit etwa gleicher Geschwindigkeit wie die übrigen
Monomeren polymerisiert, während die andere reaktive Gruppe (oder
reaktive Gruppen) z. B. deutlich langsamer polymerisiert
(polymerisieren). Die unterschiedlichen Polymerisationsgeschwin
digkeiten bringen einen bestimmten Anteil an ungesättigten Dop
pelbindungen im Kautschuk mit sich. Wird anschließend auf einen
solchen Kautschuk eine weitere Phase aufgepfropft, so reagieren
die im Kautschuk vorhandenen Doppelbindungen zumindest teilweise
mit den Pfropfmonomeren unter Ausbildung von chemischen Bindun
gen, d. h. die aufgepfropfte Phase ist zumindest teilweise über
chemische Bindungen mit der Pfropfgrundlage verknüpft.
Beispiele für solche pfropfvernetzende Monomere sind Allylgruppen
enthaltende Monomere, insbesondere Allylester von ethylenisch un
gesättigten Carbonsäuren wie Allylacrylat, Allylmethacrylat,
Diallylmaleat, Diallylfumarat, Diallylitaconat oder die entspre
chenden Monoallylverbindungen dieser Dicarbonsäuren. Daneben gibt
es eine Vielzahl weiterer geeigneter pfropfvernetzender Monome
rer; für nähere Einzelreiten sei hier beispielsweise auf die US-
PS 4 148 846 verwiesen.
Im allgemeinen beträgt der Anteil dieser vernetzenden Monomeren
an dem schlagzäh modifizierenden Polymer bis zu 5 Gew.-%, vor
zugsweise nicht mehr als 3 Gew.-%, bezogen auf das schlagzäh mo
difizierende Polymere.
Nachfolgend seien einige bevorzugte Emulsionspolymerisate aufge
führt. Zunächst sind hier Pfropfpolymerisate mit einem Kern und
mindestens einer äußeren Schale zu nennen, die folgenden Aufbau
haben:
Anstelle von Pfropfpolymerisaten mit einem mehrschaligen Aufbau
können auch homogene, d. h. einschalige Elastomere aus Bu
ta-1,3-dien, Isopren und n-Butylacrylat oder deren Copolymeren
eingesetzt werden. Auch diese Produkte können durch Mitverwendung
von vernetzenden Monomeren oder Monomeren mit reaktiven Gruppen
hergestellt werden.
Beispiele für bevorzugte Emulsionspolymerisate sind n-Butylacry
lat/(Meth)acrylsäure-Copolymere, n-Butylacrylat/Glycidylacrylat-
oder n-Butylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymere, Pfropfpolyme
risate mit einem inneren Kern aus n-Butylacrylat oder auf Buta
dienbasis und einer äußeren Hülle aus den vorstehend genannten
Copolymeren und Copolymere von Ethylen mit Comonomeren, die reak
tive Gruppen liefern.
Die beschriebenen Elastomere können auch nach anderen üblichen
Verfahren, z. B. durch Suspensionspolymerisation, hergestellt wer
den.
Siliconkautschuke, wie in der DE-A 37 25 576, der EP-A 235 690,
der DE-A 38 00 603 und der EP-A 319 290 beschrieben, sind eben
falls bevorzugt.
Selbstverständlich können auch Mischungen der vorstehend aufge
führten Kautschuktypen eingesetzt werden.
Als faser- oder teilchenförmige Füllstoffe seien Kohlen
stoffasern, Glasfasern, Glaskugeln, amorphe Kieselsäure, Asbest,
Calciumsilicat, Calciummetasilicat, Magnesiumcarbonat, Kaolin,
Kreide, gepulverter Quarz, Glimmer, Bariumsulfat und Feldspat ge
nannt, die in Mengen bis zu 50 Gew.-%, insbesondere 1 bis 40%,
insbesondere 20 bis 35 Gew.-% eingesetzt werden.
Als bevorzugte faserförmige Füllstoffe seien Kohlenstoffasern,
Aramid-Fasern und Kaliumtitanat-Fasern genannt, wobei Glasfasern
als E-Glas besonders bevorzugt sind. Diese können als Rovings
oder Schnittglas in den handelsüblichen Formen eingesetzt werden.
Die faserförmigen Füllstoffe können zur besseren Verträglichkeit
mit dem Thermoplasten mit einer Silanverbindung oberflächlich
vorbehandelt sein.
Geeignete Silanverbindungen sind solche der allgemeinen Formel
(X (CH2)n)k-Si(O-CmH2m+1)4-k
in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
n eine ganze Zahl von 2 bis 10, bevorzugt 3 bis 4
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2
k eine ganze Zahl von 1 bis 3, bevorzugt 1
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2
k eine ganze Zahl von 1 bis 3, bevorzugt 1
Bevorzugte Silanverbindungen sind Aminopropyltrimethoxysilan,
Aminobutyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Aminobutyl
triethoxysilan sowie die entsprechenden Silane, welche als
Substituent X eine Glycidylgruppe enthalten.
Die Silanverbindungen werden im allgemeinen in Mengen von 0,05
bis 5, vorzugsweise 0,5 bis 1,5 und insbesondere 0,8 bis 1 Gew.-%
(bezogen auf D) zur Oberflächenbeschichtung eingesetzt.
Geeignet sind auch nadelförmige mineralische Füllstoffe.
Unter nadelförmigen mineralischen Füllstoffen wird im Sinne der
Erfindung ein mineralischer Füllstoff mit stark ausgeprägtem
nadelförmigen Charakter verstanden. Als Beispiel sei nadelförmi
ger Wollastonit genannt. Vorzugsweise weist das Mineral ein
L/D-(Länge Durchmesser)-Verhältnis von 8 : 1 bis 35 : 1, bevor
zugt von 8 : 1 bis 11 : 1 auf. Der mineralische Füllstoff kann
gegebenenfalls mit den vorstehend genannten Silanverbindungen
vorbehandelt sein; die Vorbehandlung ist jedoch nicht unbedingt
erforderlich.
Als weitere Füllstoffe seien Kaolin, calciniertes Kaolin,
Wollastonit, Talkum und Kreide genannt.
Als Komponente D) können die erfindungsgemäßen thermoplastischen
Formmassen übliche Verarbeitungshilfsmittel wie Stabilisatoren,
Oxidationsverzögerer, Mittel gegen Wärmezersetzung und Zersetzung
durch ultraviolettes Licht, Gleit- und Entformungsmittel, Flamm
schutzmittel, Keimbildungsmittel, Weichmacher usw. enthalten.
Als Beispiele für Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren
sind sterisch gehinderte Phenole und/oder Phosphite, Hydrochi
none, aromatische sekundäre Amine wie Diphenylamine, verschiedene
substituierte Vertreter dieser Gruppen und deren Mischungen in
Konzentrationen bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der
thermoplastischen Formmassen genannt.
Als UV-Stabilisatoren, die im allgemeinen in Mengen bis zu
2 Gew.-%, bezogen auf die Formmasse, verwendet werden, seien ver
schiedene substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und
Benzophenone genannt.
Es können anorganische Pigmente, wie Titandioxid, Ultramarinblau,
Eisenoxid und Ruß, weiterhin organische Pigmente, wie Phthalo
cyanine, Chinacridone, Perylene sowie Farbstoffe, wie Nigrosin
und Anthrachinone als Farbmittel zugesetzt werden.
Als Keimbildungsmittel können Natriumphenylphosphinat, Aluminium
oxid, Siliziumdioxid sowie bevorzugt Talkum eingesetzt werden.
Weitere Gleit- und Entformungsmittel, welche üblicherweise in
Mengen bis zu 1 Gew.-% eingesetzt werden, sind bevorzugt lang
kettige Fettsäuren (z. B. Stearinsäure oder Behensäure), deren
Salze (z. B. Ca- oder Zn-Stearat) oder Montanwachse (Mischungen
aus geradkettigen, gesättigten Carbonsäuren mit Kettenlängen von
28 bis 32 C-Atomen) sowie niedermolekulare Polyethylen- bzw. Po
lypropylenwachse.
Als Beispiele für Weichmacher seien Phthalsäuredioctylester,
Phthalsäuredibenzylester, Phthalsäurebutylbenzylester, Kohlen
wasserstofföle, N-(n-Butyl)benzolsulfonamid genannt.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können noch 0 bis 2 Gew.-%
fluorhaltige Ethylenpolymerisate enthalten. Hierbei handelt es
sich um Polymerisate des Ethylens mit einem Fluorgehalt von 55
bis 76 Gew.-%, vorzugsweise 70 bis 76 Gew.-%.
Beispiele hierfür sind Polytetrafluorethylen (PTFE), Tetrafluore
thylen-hexafluorpropylen-Copolymere oder Tetrafluorethylen-Copo
lymerisate mit kleineren Anteilen (in der Regel bis zu 50 Gew.-%)
copolymerisierbarer ethylenisch ungesättigter Monomerer. Diese
werden z. B. von Schildknecht in "Vinyl and Related Polymers",
Wiley-Verlag, 1952, Seite 484 bis 494 und von Wall in "Fluorpoly
mers" (Wiley Interscience, 1972) beschrieben.
Diese fluorhaltigen Ethylenpolymerisate liegen homogen verteilt
in den Formmassen vor und weisen bevorzugt eine Teilchengröße d50
(Zahlenmittelwert) im Bereich von 0,05 bis 10 µm, insbesondere
von 0,1 bis 5 µm auf. Diese geringen Teilchengrößen lassen sich
besonders bevorzugt durch Verwendung von wäßrigen Dispersionen
von fluorhaltigen Ethylenpolymerisaten und deren Einarbeitung in
eine Polyesterschmelze erzielen.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können nach an sich bekannten
Verfahren hergestellt werden, in dem man die Ausgangskomponenten
in üblichen Mischvorrichtungen wie Schneckenextrudern, Brabender-
Mühlen oder Banbury-Mühlen mischt und anschließend extrudiert.
Nach der Extrusion kann das Extrudat abgekühlt und zerkleinert
werden. Es können auch einzelne Komponenten vorgemischt werden
und dann die restlichen. Ausgangsstoffe einzeln und/oder ebenfalls
gemischt hinzugegeben werden. Die Mischtemperaturen liegen in der
Regel bei 230 bis 290°C.
Die erfindungsgemäßen Formmassen zeichnen sich durch eine deutli
che Verbesserung der Licht- und Wetterechtheit aus, wobei insbe
sondere der Farbton und auch die Oberfläche über lange Zeit kon
stant bleiben.
Sie eignen sich zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art,
insbesondere für Teile, die einer Licht- und Wettereinwirkung
ausgesetzt sind, wie Karosserieaußenteile, Nutzfahrzeuggehäuse,
Gehäuse von Haushaltsgeräten, Elektrogeräte, Kunststoffteile im
Sport- und Freizeitbereich, besonders bevorzugt für großflächige
Karosserieaußenteile.
Komponente A/1: Blend aus Polybutylenterephthalat mit einer
Viskositätszahl (VZ) von 130 ml/g, VZ gemessen
in 0,5%iger Lösung aus Phenol/o-Dichlorbenzol
(1 : 1 Mischung) bei 25°C gemäß ISO 1628 und bezo
gen auf 100 Gew.-% 30 Gew.-% eines Polycarbonat
auf Bisphenol A-Basis mit einer VZ von 51 ml/g
gemessen in Phenol/Dichlormethan (1 : 1).
Komponente A/2: HDPE mit einem MVR (190°C/2.16 kg) von 6.5 g/min (Lupolen® 5031L von Elenac)
Komponente B/1: Hochreines Ceroxid mit einer Teilchengrößenver teilung von 0.5-1.0 µm (Polishing Opaline von Rhone Poulenc).
Komponente B/1V: gecoatetes Titandioxid vom Rutiltyp (Kronos 2220 von Kronos).
Komponente C/1: Macrolexorange R, D.O. 47, Methinfarbstoff von Bayer AG
Komponente C/2: Thermoplastgelb 104, S.Y. 93, Pyrazolonfarb stoff von BASF AG
Komponente C/3: Paliogenrot® K 3911 HD, P.R. 178, Perylenpig ment von BASF AG
Komponente C/4: Irgazin® DPP Rot BOC, P.R. 254, DPP-Pigment von Ciba Colors
Komponente A/2: HDPE mit einem MVR (190°C/2.16 kg) von 6.5 g/min (Lupolen® 5031L von Elenac)
Komponente B/1: Hochreines Ceroxid mit einer Teilchengrößenver teilung von 0.5-1.0 µm (Polishing Opaline von Rhone Poulenc).
Komponente B/1V: gecoatetes Titandioxid vom Rutiltyp (Kronos 2220 von Kronos).
Komponente C/1: Macrolexorange R, D.O. 47, Methinfarbstoff von Bayer AG
Komponente C/2: Thermoplastgelb 104, S.Y. 93, Pyrazolonfarb stoff von BASF AG
Komponente C/3: Paliogenrot® K 3911 HD, P.R. 178, Perylenpig ment von BASF AG
Komponente C/4: Irgazin® DPP Rot BOC, P.R. 254, DPP-Pigment von Ciba Colors
Die Komponenten A) bis D) wurden auf einem Zweischneckenextruder
bei 250 bis 260°C abgemischt und in ein Wasserbad extrudiert. Nach
Granulierung und Trocknung wurden auf einer Spritzgußmaschine
plättchenförmige Prüfkörper von 60 mm × 40 mm × 2 mm gespritzt
und teilweise vor Bewitterung mit einem Klarlack versehen. Es
wurde bei Verwendung von Ceroxid bzw. Titandioxid auf den glei
chen Farbton eingestellt.
Farbmessungen gemäß DIN 5033:
ΔE ≘ Gesamtfarbabstand gemäß DIN 6174
ΔL ≘ Abweichung in Hell-Dunkel Richtung
Δa ≘ Rot-Grün-Abweichung
Δb ≘ Blau-Gelb-Abweichung
ΔE ≘ Gesamtfarbabstand gemäß DIN 6174
ΔL ≘ Abweichung in Hell-Dunkel Richtung
Δa ≘ Rot-Grün-Abweichung
Δb ≘ Blau-Gelb-Abweichung
Das Vorzeichen +/- definiert die Abweichung gegenüber dem Stan
dard bzw. Bezugspunkt; in diesem Fall wurde als Bezugspunkt die
unbewitterte Probe (O-Probe) herangezogen.
ΔL
+ heller
- dunkler
Δa
+ roter
- grüner
Δb
+ gelber
- blauer
+ heller
- dunkler
Δa
+ roter
- grüner
Δb
+ gelber
- blauer
Der Gesamtfarbabstand ΔE berechnet sich wie folgt:
Meßgerät: Minolta CM 3600d
Meßgeometrie: d/8° (diffus)
Meßbedingungen: incl. Glanz
Lichtart: D 65 (Tageslicht)
Meßgeometrie: d/8° (diffus)
Meßbedingungen: incl. Glanz
Lichtart: D 65 (Tageslicht)
Die Bewitterung erfolgte gemäß DIN 53387-1AX (entspricht
ISO 4892-2) mit Verfahren 1, Benassungsverfahren X und A sowie
Schwarzstandard-Temperatur 63 bis 67°C.
Die Zusammensetzung der Formmasse und die Ergebnisse der
Messungen sind der Tabelle zu entnehmen.
Claims (9)
1. Thermoplastische Formmassen enthaltend als wesentliche Kompo
nenten
- A) 1 bis 99,9 Gew.-% eines thermoplastischen Polymeren
- B) 0,01 bis 10 Gew.-% eines Cer-haltigen Weißpigmentes
- C) 0,001 bis 10 Gew.-% eines Farbmittels verschieden von B)
- A) 0 bis 70 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe, wobei die Gewichtsprozente der Komponenten A) bis D) stets 100% ergeben.
2. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, enthaltend CeO2
oder CeO2.n H2O oder deren Mischungen als Komponente B).
3. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 oder 2, in
denen die Komponente A) aus Polyolefinen, PVC, vinylaroma
tischen Polymeren, Polyestern, Polyamiden, Polyphenylen
ethern, Polyarylenethern, Polyamiden, Polycarbonaten oder
deren Mischungen aufgebaut ist.
4. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 3, ent
haltend als Komponente A) einen Blend aus einem Polyalkylen
terephthalat in Mischung mit bis zu 80 Gew.-% eines Poly
carbonates.
5. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 4 wel
che ein organisches Farbmittel als Komponente C) enthalten.
6. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 5 in
denen das organische Farbmittel aus organischen Pigmenten aus
der Klasse der Perylene, Chinacridone, Chinophthalone oder
deren Mischungen ausgebaut ist.
7. Thermoplastische Formmassen nach den Ansprüchen 1 bis 6, in
denen das organische Farbmittel aus Methin-, Perinon-,
Anthrachinonfarbstoffen oder deren Mischungen aufgebaut ist.
8. Verwendung der thermoplastischen Formmassen gemäß den Ansprü
chen 1 bis 7 zur Herstellung von Fasern, Folien und Form
körpern.
9. Formkörper erhältlich aus den thermoplastischen Formmassen
gemäß den Ansprüchen 1 bis 7.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19957899A DE19957899A1 (de) | 1999-12-01 | 1999-12-01 | Mattierte thermoplastische Formmassen |
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