DE2116558B2 - Schichtstoffe - Google Patents

Description

wobei η zwischen etwa 10³ und etwa IO⁴ liegt, enthält, und die Schicht. B ein — gegebenenfalls schlagfest modifiziertes — Styrolpolymerisat ist, das mehr als 40 Gewichtsprozent monomeres Styrol einpolymerisiert enthält. 2»

Die Erfindung betrifft Schichtstoffe aus Polypheny- 2> lenoxid als Schicht A und einem Styrolpolymerisat als Schicht B.

Polyphenylenoxid ist ein steifes, festes und gleichzeitig sehr zähes Material von beiger Naturfarbe. Nach ASTM D 635-63 ist Polyphenylenoxid selbstlöschend. ohne Tropfenbildung. Sein Elastizitäts-Modul bleibt bis etwa 190°C nahezu unverändert. Demnach wäre eine Djvjcrtemperaturbeständigkeit bis etwa 150⁰C nicht unerwartet. Es zeigt sich jedoch, daß Polyphenylenoxid sehr licht- und oxidationsempfindlich ist. Seine Dauer- r, temperaturbeständigkeit nach DIN 53 446 liegt daher unter 100⁰C (siehe E. Behr, Hochtemperaturbeständige Kunststoffe. Carl Hanser Verlag München 1969, S. 55/56).

Styrolpolymcrisate sind sehr steif und leicht mit sich selbst und meist auch untereinander verschweißbar. Schlagfest modifizierte Mischungen sind außerdem zäh. Ihre Dauergebrauchstemperatur liegt jedoch relativ niedrig bei 65 bis 85°C; lediglich Copolymerisate aus Styrol und <\-Mcthylstyrol haben eine Wärmestandfe- v< stigkcit bis zu etwa 11O°C.

Sowohl Styrolpolymerisatc als auch Polyphenylenoxid sind im Spritzguß und durch Extrusion gut verarbeitbar, wobei Polyphenylenoxid höhere Verarbeitungstemperaturen erfordert. Da sie außerdem mitein- ",< > ander verträglich sind, wurde bereits versucht. Massen durch Mischen von schlagfestcm Polystyrol und Poiyphcnylenoxid herzustellen, um so die guten Eigenschaften beider Stoffe zu kombinieren. Dabei stellte sich jedoch heraus, daß sich die mechanischen r> Eigenschaften der Ausgangsstoffe nur etwa additiv verhalten. Die Licht- und Oxidationsempfindlichkeit der Mischlingskomponente Polyphenylenoxid wird nicht verbessert. Die Mischungen haben nicht die leichte Schweißbarkeit der Styrolpolymcrisaic. mi

Es wurde nun gefunden, daß sich ein Verbundsystem aus Polyphenylenoxid und Styrolpolymerisaten herstellen läßt, bei dem die hervorragenden Eigenschaften der Ein/clkomponcnten in gewünschter Kombination erhallen bleiben, wenn man die Ausgangsstoffe in Form tr. von Schichtstoffen, je nach Anwendungszweck in entsprechend sinnvoller Reihenfolge angeordnet, zusammenfügt.

Gegenstand der Erfindung sind demzufolge Schichtstoffe aus mindestens einer Schicht A und einer Schicht B, wobei die Schicht A mehr als 20 Gewichtsprozent eines Polyphenylenoxides der allgemeinen Formel

CH,

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wobei π etwa zwischen 10³ und 10⁴ liegt, enthält, und die Schicht B ein — gegebenenfalls schlagfest modifiziertes — Styrolpolymerisat ist, das mehr als 40 Gewichtsprozent monomeres Styrol einpolymerisiert enthält.

Ein Zweischicht-Verbund aus einem Styo'.polymerisat und Polyphenylenoxid zeigt auf der Polyphenylenoxidseite beispielsweise hervorragende Kratzfestigkeit, auf der Styrolpolymerisatseite leichte Schweiß- und Siegeifähigkeit.

Ein Dreischicht-Verbund mit einem Styrolpolymerisat als Kern und Polyhpenylenoxid ist steif und bruchfest, über längere Zeit kochfest und sterilisierbar, gegenüber reinem Styrolpolymerisat ist die Brennbarkeit erheblich verringert.

Die Spannungsrißanfälligkeit ist geringer als die des reinen Styrolpolymerisales.

Ein Dreischicht-Verbund mit Polyphenylenoxid als Kern und Styrolpolymerisat als Außenschicht ist leicht schweiß- und siegelfähig und steif.

Hervorragend ist die Dauertemperaturbeständigkeit nach DIN 53 446. Sie ist höher als die der beiden Ausgangsstoffe, des reinen Phenylenoxids und des reinen Styrolpolymerisates, weil die Oxidationsempfindlichkeit und die Lichtempfindlichkeit des Polyphenylenoxides herabgesetzt wird und die Wärmeformbeständigkeit des Styrolpolymerisates durch Polyphenylenoxid angehoben wird.

Als Styrolpolymerisat ist Homopolystyrol verwendbar, sowie Copolymcrisat mit bis zu 60 Gew.-% an Comonomeren, beispielsweise Acrylnitril, Acrylestern. Methacrylestern. Maleinsäureanhydrid, Λ-Methylstylrol. Im Falle des Acrylnitrils liegt der Comonomcrengchalt vorzugsweise zwischen 5 und 25 Gew.-%, bei Acrylestern zwischen 5 und 30 Gew.-°/o, bei Maleinsäureanhydrid zwischen 5 und 40 Gcw.-% und bei ot-Mcthylstyrol bei 10 bii. 50 Gew.-%. Es können auch schlagfest modifizierte Styrolpolymcrisate vcrv/indct werden, die beispielsweise durch Polymerisation von Styrol, gegebcnspfalls zusammen mit Comonomeren, in Gegenwart eines elastifizi^rendcn Kautschuks oder durch Abmischen von Styrolhonio- oder -«!polymerisaten mit gegebenenfalls gepfropften Kautschuken hergestellt worden sind. Als Kautschuke kommen dabei vorzugsweise Butadicn-Ilomo- und -Copolymerisate, Blockcopolymcrisatc aus Butadien und Styrol sowie Acrylcsterpolymerisate in Frage. Sie sollen im Styrolpolymerisai in Mengen zwischen 3 und 30 Gcw.-% enthalten sein.

Polyphenylenoxid kann durch l.iiftoxidation von 2.6-Dimethylphenol hergestellt werden. Stall reinem Polyphenylenoxid kann für die crfindiingsgcniiiUcn Schichistoffe auch eine Mischung von Polyphenylenoxid mit bis zu 80, vorzugsweise bis zu 50 Gew.-% anderer, verträglicher Kunststoffe verwendet werden, beispielsweise von sehlagfestem Polystyrol.

Die thermoplastischen Kunststoffe, die in den einzelnen Schichten eingesetzt werden, können die

üblichen Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, Schmiermitiel, Pigmente oder Stabilisiatoren, enthalten. Die Schichtstoffe können außer Styrolpolymerisaten und Polyphenylenoxid noch andere Werkstoffsehichten oder Trägerschichten, wie z. B. Gewebe, Netze, Vliese, Metallschichten oder dergleichen, enthalten.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Schichtstoffe kann auf verschiedene Arten erfolgen:

Vorzugsweise werden sie durch !Coextrusion bei Massetemperaturen zwischen etwa 170 und 350"C hergestellt, wobei die einzelnen Komponenten in getrennten Düsen extrudiert werden. Als Düsen können Breitschlitzdüsen, von denen mindestens zwei parallel zueinander angeordnet sein müssen, oder Ringdüsen mit mindestens zwei konzentrisch zueinander gelegenen Düsenstreifen, verwendet werden. Die Vereinigung der schmelzfiüssigen Einzelschichten kann bereits innerhalb des Breitschlitz- bzw. Ringdüsenwerkzeuges oder kurz nach Austritt der Folien aus diesen vorgenommen werden. Entspre* öende Mehrfachdüsenkonstruktionen 2u sind bekannt.

Das Aneinanderpressen der im plastischen Zustand befindlichen Schichten kann auf übliche Weise, z. B. mit Hilfe von Walzen bei der Verwendung von Breitschlitzdüsen, oder mit Hilfe von Druckluft bei der Verwendung von Ringdüsen, erfolgen. Durch Änderung der Extruderdrehzahl kann die Dicke der einzelnen Schichten variiert werden.

Die Schichtdicke hängt im wesentlichen vom Anwendungsgebiet ab. Bei Folien bzw. Platten kommen jo im allgemeinen S-hichtdicken von 0,1 bis 20 mm in Frage.

Eine andere Möglichkeit zur Herstellung der Schichtstoffe besteht darin, ftrtige Werkstoffe aus Polyphenylenoxid, z. B. in Form von rolien, mit einer π Lösung oder Schmelze des Styrolpolymerisates zu beschichten oder zu besprühen. Bei der Verwendung einer Lösung muß das Lösungsmittel anschließend verdampft werden. Die Beschichtung mit einer Schmelze kann beispielsweise durch Schmelzextrusion unter Verwendung eines Extruders oder durch Spritzguß nach Einlegen einer Folie aus Polyphenylenoxid in ein Spritzgußwerkzeug und anschließendes Spritzgießen des Styrolpolymerisates, unter Verwendung eines Spritzgußwerkzeuges, erfolgen. Der Spritzguß kann auch in zwei oder mehreren Stufen vorgenommen werden, wobei jedesmal ein anderes Spritiigußwerkzeug verwendet werden kann, wenn sich die Schichten unterscheiden sollen.

Die Schichtstoffe lassen sich auch durch Kaschieren, d. h. durch Zusammenpressen der vorgeformten Einzelschichten in Folienform und kurzzeitiges Erwärmen auf Temperaturen von etwa 130 bis 280⁰C, herstellen.

Beispiel 1

Eine 0,7 mm dicke Folie aus einem schla^zähen Polystyrol, das 8 Gewichtsprozent Polybutadien enthält, wurde auf eine 03 mm dicke Folie aus Polyphenylenoxid gelegt, bei 250⁰C in einer Plattenpresse 4 Minuten lang aufgeheizt und anschließend bei einem Druck von 25 Kp/cm² 5 Minuten lang verpreßt. Die erhaltene Platte ist kochfest, die Einzelschichten lassen sich nicht trennen. Bei 200⁰C aus diesen Platten tiefgezogene Becher veränderten auch nach einer Lagerung von 1/2 Stunde bei Temperaturen von etwa 165°C ihre Form nich:.

Beispiel 2

Zwischen zwei 0,95 mm dicke Folien aus einem schlagzähen Polystyrol mit einem Polybutadiengehalt von 6 Gewichtsprozent wurde eine 0,1 mm dicke Folie einer Mischung aus 50 Gewichtsprozent Polyphenylenoxid und 50 Gewichtsprozent desselben schlagzähen Polystyrols gelegt. Bei 200°C aus diesen Platten, tiefgezogene Becher veränderten auch nach einer Lagerung von ■/> Stunde bei Temperaturen bis etwa 140⁰C ihre Form nicht.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Schichtstoff aus mindestens einer Schicht A und einer Schicht B, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht A mehr als 20 Gewichtsprozent eines Polyphenylenoxides der allgemeinen Formel

   CH,