DE2144273A1 - Verfahren zur herstellung eines pfropfpolymerisates und verwendung desselben in formmassen auf polyvinylchloridbasis - Google Patents
Verfahren zur herstellung eines pfropfpolymerisates und verwendung desselben in formmassen auf polyvinylchloridbasisInfo
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Description
" Verfahren zur Herstellung eines Pfropfpolymerisates und
Vervendung desselben in Formmassen auf Polyvinylchlorid-Basis "
Die Erfindung betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung eines Pfropfpolymerisates und dessen Verwendung in Formmassen
auf Polyvinylchlorid-Basis. Polyvinylchlorid wird in grossem Umfang in Formmassen eingesetzt, insbesondere, weil die daraus
hergestellten Formlinge eine ausserordentlich hohe Lichtdurchlässigkeit aufweisen und eine hohe Korrosionsbeständigkeit zeigen,
während doch die Herstellungskosten niedrig sind. Ein Nachteil besteht jedoch darin, dass derartige Formlinge keine ausreichende
Schlagfestigkeit haben. Man hat daher bereits versucht, die Schlagfestigkeit solcher Polyvinylchloridharze zu
verbessern, indem man den Formmassen Mischpolymerisate aus Styrol und Butadien oder Pfropfpolymerisate auf der Basis solcher
Styrol-."Butadien-Mischpolymerisate zusetzte, wobei Methylmethacrylat
und Styrol auf diese Mischpolymerisate aufgepfropft wurden. Auf diese Weise liess sich die Lichtdurchlässigkeit und
309f
die Schlagfestigkeit der aus solchen Formmassen hergestellten
Formlinge verbessern. Dabei hat sich jedoch gezeigt, dass die ■ Wirksamkeit der den Formmassen zugesetzten Pfropfpolymerisate
wesentlich davon abhängt, in welcher Weise die aufzupfropfenden
monomeren Verbindungen zusammengesetzt sind und wie das Pfropfverfahren
selbst durchgeführt wird. Es sind daher bereits die verschiedensten Verfahren zum Aufpfropfen von insbesondere
Methylmethacrylat und Styrol beschrieben worden. Beispielsweise
v/ird auf die japanischen Patentschriften entsprechend den Anmeldungen '34/8136; 39/190^5, 42/10735, 42/19248 und 42/20847
verwiesen.
Die hiermit erzielten Verbesserungen haben jedoch noch nicht vollständig befriedigen können, und zwar aus den folgenden Gründen
:
Um eine hohe Lichtdurciilässigkeit zu erreichen, soll das in den.
Polyvinylchloridformmassen enthaltene. Pfropfpolymerisat einen
Brechungsindex haben, der möglichst nahe demjenigen des Polyvinylchloridharzes liegt . Ausserdem sollen die Teilchen
des Pfropfpolymerisates einen möglichst kleinen Durchmesser
aufweisen, verglichen mit den Wellenlängen des sichtbaren Lichtes. Aber auch wenn-die vorstehend genannten Bedingungen befriedigt
sind, so v/ird dadurch allein die Lichtdurchlässigkeit der aus einer solchen Formmasse hergestellten Formlinge noch ·
nicht automatisch gewährleistet, insbesondere, wenn diese mittels des Blasverfahrens durch Extrudieren oder Spritzpressen
hergestellt v/erden. Vielmehr hat sich gezeigt, dass gerade die Oberfläche solcher Formlinge sehr dicht mit den betreffenden
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monomeren Verbindungen gepfropft sein muss, um zu vermeiden, dass wolkige oder trübe Formlinge gebildet v/erden. Dies trifft insbesondere
dann zu, wenn der Verformungsprozess bei hohen Temperaturen durchgeführt wird. Beispielsweise ergibt sich daraus in der
Praxis ein besonders ernsthaftes Problem, wenn Flaschen im Blasverfahren aus einer Formmasse hergestellt werden sollen, welche
ausser dem Polyvinylchloridharz noch ein Pfropfpolymerisat enthalten. Dieses trübe Aussehen der Formlinge rührt von der rauhen'
Oberfläche derselben her, da die Rauhigkeiten des an sich lichtdurchlässigen Materials eine Lichtstreuung an der Oberfläche bewirken.
Daher können Pfropfpolymerisate mit rauher Oberfläche nur für Verformungsverfahren verwendet werden, die sich bei niedrigen
Temperaturen durchführen lassen, aber beispielsweise nicht für das Blasverfahren. Andererseits kann aber eine gute
Schlagfestigkeit in derartigen Formmassen auf Polyvinylchlorid-Basis
nur dann erhalten v/erden, wenn das betreffende Pfropfpolymerisat gut mit dem Polyvinylchlorid verträglich und mischbar
ist und wenn die Teilchen des Pfropfpolymerisates, die in
der Polyvinylchlorid-Matrix dispergiert sind, eine ausreichende Mindestgrösse aufweisen.
Aus den vorstehenden Darlegungen ergibt sich, dass eine ausreichende
Schlagfestigkeit und eine ausreichende Lichtdurchlässigkeit bei derartigen Formmassen auf Polyvinylchloridbasis miteinander
nicht verträgliche Eigenschaften darstellen, da sie ganz unterschiedliche Bedingungen erfordern. Denn einmal sollen
die Teilchen des Pfropfpolymerisates im Vergleich zu den V/ellenlangen
des sichtbaren Lichtes möglichst klein sein und anderer-
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BAD
seits sollen sie eine ausreichende Grosse für die Sicherstellung
der Schlagfestigkeit aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, die vorstehend erwähnten Nachteile und Schwierigkeiten zu beheben und ein'.Pfropf polymerisat zur
Verfügung zu stellen, welches sich gut in Formmassen auf Polyvinylchloridbasis einarbeiten lässt und den daraus hergestellten
Formungen sowohl eine hohe Lichtdurchlässigice it als auch eine
!ausreichende Schlagfestigkeit verleiht.
Diese Aufgabe wird durch ein spezielles Verfahren zur Herstellung des Pfropfpolymerisates gelöst.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines Pfropfpolymerisates
aus monomerem Methylmethacrylat und Styrol sowie gegebenenfalls Acrylnitril und aus einem Styrol-Butadien-Mischpolymerisat
ist dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung eines Endproduktes aus 30 bis 60 Gewichtsprozent Styrol-Butadien-
Mischpolymerisat mit einem Styrolgehalt unter 50 Gewichtsprozent
und aus 40 bis 70 Gewichtsprozent Monomerkomponenten, welche zu
30 bis 70 Gewichtsprozent aus Methylmethacrylat, zu 70 bis 30 Gewichtsprozent aus Styrol und gegebenenfalls bis zu 20 Gewichtsprozent
aus Acrylnitril bestehen, einen Latex des Mischpolymerisats, dessen Teilchen zu mindestens 80 Gewichtsprozent
einen Durchmesser unter 0,15/U aufweisen, mit 15 bis 85 Gewichtsprozent
des aufzupfropfenden Methylmethacrylats und gegebenenfalls
mindestens einem Teil des aufzupfropfenden AcrylnitrilB
eine halbe bis 7 Stunden lang bei einer Temperatur von 60 bis 950G unter Rühren vorbehandelt, anschliessend im Verlauf
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_ 5 —
von mindestens 2 Stunden den restlichen Anteil des Methylmethacrylats,
das Styrol und gegebenenfalls weiteres Acrylnitril sowie einen Polymerisationsinitiator zugibt und das gebildete
Pfropfpolymerisat in an sich bekannter Weise koaguliert, abtrennt
und reinigt.
Der wesentliche Schritt des erfindungsgemässen Verfahrens besteht
also in einer Vorbehandlung des Styrol-Butadien-Mischpolymerisates
in Form eines Latex mit möglichst kleinen Teilchen in der Wärme mit einem Anteil des aufzupfropfenden Methylmethacrylats.
Erst im Anschluss an diese Vorbehandlungsstufe wird dann die eigentliche Pfropfpolymerisation durchgeführt.
Auf diese Weise wird als Endprodukt ein Pfropfpolymerisat erhalten,
welches ausgezeichnete Eigenschaften aufweist und bei Verwendung in einer Polj^vinylchlorid-Pormmasse den daraus hergestellten
Pormlingen eine erhöhte Lichtdurchlässigkeit und eine ausgezeichnete Schlagfestigkeit verleiht. Vorzugsweise enthalten
derartige Formmassen 5 bis 30 Gewichtsprozent des erfindungsgemäss
hergestellten Pfropfpolymerisates und 95 bis 70 Gewichtsprozent Polyvinylchlorid.
Die erfindungsgemässe Vorbehandlungsstufe hat offensichtlich die
Wirkung, dass bei dem anschliessenden Aufpfropfverfahren die
Pfropfstellen auf dem Mischpolymerisat sehr dicht liegen, so
dass dann bei der Herstellung der Formlinge aus entsprechenden Formmassen auch die Oberfläche derselben sehr dicht gepfropft
ist.
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Die Vorteile bei einer Verwendung der erfindungsgemäss hergestellten
Pfropfpolymerisate werden insbesondere bei Verformungsverfahren
deutlich, die bei hohen Temperaturen durchgeführt Werden, wie bei dem vorstehend erwähnten Blasverfahren.
Bs wird angenommen, dass das monomere Methylmethacrylat. gegebenenfalls
zusammen mit monomerem Acrylnitril, welche in Yiasser nur wenig löslich sind, die Art der im Latex'vorliegenden Emulsion
beeinflussen und insbesondere zu einer gewissen Instabilität Anlass geben, so dass sich die Latexteilchen agglomerieren.
Wenn dann die Pfropfpolymerisation in einem solchen agglomerierten Latex durchgeführt wird, so erfolgt ein Aufpropfen derart,
dass die Pfropfstellen sehr dicht beinander liegen. Auf diese
Weise werden bei der anschliessenden Verarbeitung in Formmassen Formlinge mit einer ausserordentlich glatten Oberfläche erhalten,
selbst wenn die eigentliche Verformung bei Temperaturen von beispielsweise 1.70 bis 20O0G durchgeführt wird.
Um festzustellen, in welchem Ausmass ein mittels des Blasverfahrens
hergestellter Formling eine glatte oder rauhe Oberfläche aufweist, wurden Messungen unter Verwendung eines Strömungsmessers mittels solcher.ein Pfropfpolymerisat enthaltenden Formmassen
durchgeführt, wobei die Verformungstemperatur, ausgehend von 1700C, mit einer Geschwindigkeit von 5°C p**o Minute erhöht
wurde und die Formmasse unter einem Druck von 30 bis 40 kg/crn
extrudiert wurde. Die Messung der Oberflächenrauhigkeit erfolgte jeweils in Abatäuden von 5 Minuten. Auf diese V/eise lässt sich
diejenige Temperatur feststellen, bei der die Oberfläche des so
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hergestellten Formlinge rauh wird. Je höher diese Temperatur des Bauhwerdens liegt, bei desto höheren Temperaturen kann auch eine
Formmasse auf Polyvinylchloridbasis verformt werden, ohne dass die Gefahr besteht, Formlinge von trübem Aussehen und nicht ausreichender
Schlagfestigkeit zu erhalten. Mittels des erfindungßgemässen Verfahrens hergestellte Pfropfpolymerisate weisen in
den meisten Fällen eine Temperatur des Rauhwerdens von mindestens 1900C und in vielen Fällen von 220 bis 24O0C auf. Infolgedessen
lassen sich Formmassen, welche solche Pfropfpolymerisate erthalten, auch bei hohen Temperaturen verformen, und man erhält
trotzdem Formlinge mit ausgezeichneten Eigenschaften bezüglich der Lichtdurchlässigkeit und der Schlagfestigkeit.
Im Gegensatz hierzu wird bei den bekannten Aufpfropfverfahren, welche beispielsweise in den japanischen Patentanmeldungen
34/8136, 39/19035 und 42/10735 beschrieben werden, die Pfropfpolymerisation
derart durchgeführt, dass der Latex des Mischpolymerisates
in Anwesenheit des Polymerisationsinitiators mit
dem aufzupfropfenden monomeren Methylmethacrylat, Styrol und
gegebenenfalls Acrylnitril gemischt wird, wodurch dann ohne eine Vorbehandlung sofort der AufpfropfVorgang in Gang kommt. Auf
diese Weise werden jedoch nur Pfropfpolymerisate erhalten, die eine Temperatur des Rauhwerdens von weniger als 1750C aufweisen.
Selbst wenn man dabei die Verfahrensbedingungen so sorgfältig auswählt, dass Endprodukte mit einer Temperatur des BauhwerdenB
von 200°C gebildet werden, so zeigen doch Formmassen auf Polyvinylchloridbasis, denen man solche Pfropfpolymerisate zu-Bätzt,
keine ausreichende Schlagfestigkeit.
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Nächstehend werden die einzelnen, im Rahmen des erfindungsgemässen
Verfahrens angewendeten Massnahmen näher erläutert, und es wird auf ihre Bedeutung für die Herstellung eines Pfropfpolymerisates
mit glatter Oberfläche näher eingegangen werden.
(1) Das als Ausgangsmaterial für die Pfropfpolymerisation eingesetzte Styrol-Butadien-Mischpolymerisat soll einen Styrolgehalt
unter 50 Gewichtsprozent aufweisen. Diese zulässige Obergrenze für den Styrolgehalt ist insofern von Bedeutung, als sonst
das Pfropfpolymerisat keine ausreichende Elastizität aufweist und dadurch die Schlagfestigkeit der Formlinge aus Formmassen,
v/elche Polyvinylchlorid zusammen mit dem Pfropfpolymerisat enthalten,
nicht in ausreichender Weise verbessert wird. Vorzugsweise werden bei dem Verfahren der Erfindung Styrol-Butadien-Mischpolymerisate
mit einem Styrolgehalt von 10 bis 45 Gewichtsprozent eingesetzt.
.(2) Der Latex soll so aufgebaut sein, dass mindestens 80 Gewichtsprozent der Mischpolymerisatteilchen einen Durchmesser
von weniger als 0,15/u aufweisen. Wenn diese Bedingung nicht
eingehalten wird, weisen die Formlinge aus den betreffenden Formmassen eine unzureichende Lichtdurchlässigkeit auf.
(3) Das bei der Pfropfpolymerisation erhaltene Endprodukt
soll derart zusammengesetzt sein, dass es zu 30 bis 60 Gewichtsprozent
aus dem Styrol-Butadien-Mischpolymerisat und zu 40 bis 70 Gewichtsprozent aus den aufgepfropften Monomerkomponenten
besteht. Falls der Anteil an dem Mischpolymerisat in dem Endprodukt unterhalb 30 Gewichtsprozent liegt, wird die Schlag-
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festigkeit der aus den.Pfropfpolymerisaten hergestellten Formlinge
nicht ausreichend verbessert. Falls dagegen der Anteil an dem Styrol-Butadien-Mischpolymerisat im Endprodukt mehr als
60 Gewichtsprozent beträgt, ist die Menge der Pfropfstellen zu
klein und die Mischbarkeit mit dem Polyvinylchloridharz verschlechtert sich, wodurch dann die aus -einer solchen Formmasse
hergestellten Formlinge eine unzureichende Schlagfestigkeit, eine zu geringe Lichtdurchlässigkeit und eine zu geringe Wetterbeständigkeit
aufweisen«
(4) Auch die Zusammensetzung des aufzupfropfenden Monomerengemisches
ist im Rahmen der Erfindung von grosser Bedeutung. Wenn die Menge an Methylmethac'rylat in dem Monomerengejnisch
unterhalb 30 Gewichtsprozent liegt, so erhält man ein Pfropfpolymerisat, dessen Brechungsindex sich{ zu weitgehend von dem
Brechungsindex des Polyvinylchloridharzes unterscheidet. Die aus einer solchen Formmasse hergestellten Formlinge weisen dann eine
schlechte Lichtdurchlässigkeit auf. Die gleichen Schwierigkeiten treten auf, wenn der Gehalt des Methylmethacrylats im Monomerengemisch
70 Gewichtsprozent übersteigt, wobei dann zusätzlich auch noch die Schlagfestigkeit ausserordentlich ungünstig beeinflusst
wird. Das Monomerengemisch kann bis zu 20 Gewichtsprozent Acrylnitril
enthalten. Auch diese Grenze ist von Bedeutung, weil durch einen zu hohen aufgepfropften Acrylnitrilgehalt Formlinge
erhalten werden, insbesondere mittels des Blasprozesses, welche eine deutliche Verfärbung zeigen und deren Wetterbeständigkeit
zu gering ist. Demgemäss müssen die Anteile der einzelnen Monomerkomponenten
in dem aufzupfropfenden Monomergemisch sorgfältig
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- 10 ausgewählt werden.
(5) Die Vorbehandlung des Mischpolymerisat-Latex soll mit
einer solchen Menge des aufzupfropfenden monomeren Methylmethacrylats
durchgeführt werden, welche 15 bis 85 Gewichtsprozent
dieses Anteils entspricht. Palis auch Acrylnitril aufgepfropft .werden soll, so kann während der Vorbehandlung auch ein Anteil
oder sogar die Gesamtmenge des monomeren Acrylnitrils anwesend sein.
Die vorstehend genannte Ohergrenze von 85 Gewichtsprozent des
aufzupfropfenden Methylmethaerylats ist von Bedeutung in "bezug auf die Schlagfestigkeit und Lichtdurchlässigkeit der unter Verwendung
solcher Pfropfpolymerisate hergestellten Formlinge. Es dürfen aber auch nicht weniger als 15 Prozent Methylmethacrylat
für die Vorbehandlung eingesetzt werden, weil sonst Formlinge mit unzureichender Schlagfestigkeit erhalten werden und ausserdem die
Temperatur des Rauhwerdens zu niedrig liegt, wodurch dann mittels des Blasverfahrens hergestellte Formlinge wiederum keine
ausreichende Lichtdurchlässigkeit haben.
Vorzugsweise wird, die Vorbehandlung des Latex mit 25 bis 65 Gewichtsprozent
des aufzupfropfenden monomeren Methylmethaerylats durchgeführt. Durch Mitverwendung von monomerem Acrylnitril
während der Vorbehandlung lässt sich die Schlagfestigkeit der Formlinge noch weiter verbessern.
(6) Die Vorbehandlung des Latex mit dem monomeren Methylmethacrylat
und gegebenenfalls Acrylnitril soll mindestens 1/2 Stunde
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lang und höchstens 7 Stunden lang durchgeführt werden. Behandlungszeiten
von weniger als 1/2 Stunde ergeben nicht die gewünschte Wirkung bezüglich der Temperatur des Rauhwerdens und
damit bezüglich der Lichtdurchlässigkeit der Formlinge. Andererseits werden aber auch nur verschlechterte Ergebnisse erhalten,
wenn man die Vorbehandlungsdauer auf über 7 Stunden ausdehnt, da dann die Lichtdurchlässigkeit trotz einer hohen Temperatur des
Rauhwerdens wieder abnimmt, so dass Formlinge von trübem Aussehen erhalten werden, obwohl die Schlagfestigkeit an sich ausreichend
hoch ist.
(7) Die Vorbehandlung des Mischpolymerisat-Latex mit dem
monomeren Methylmethacrylat und gegebenenfalls monomeren Acrylnitril
soll bei einer Temperatur von mindestens 600C durchgeführt
werden. Bei niedrigeren Temperaturen werden Pfropfpolymerisate erhalten, deren Temperatur des Rauhwerdens zu niedrig liegt, so
dass sich mittels bei hohen Temperaturen durchgeführten Verformungsverfahren, wie des Blasverfahrens, keine ausreichend lichtdurchlässigen Formlinge mehr herstellen lassen. Andererseits
darf die Vorbehandlungstemperatur aber auch nicht über 950C liegen,
weil sonst eine zu starke Koagulation der latexteilchen und damit eine Verfärbung des Pfropfpolymerisats auftritt und ausserdem
Hochdruckvorrichtungen für die Durchführung dieser Vorbehandlung benötigt würden, da eine Temperatur oberhalb 950C zu nahe
an der Siedetemperatur des Wassers liegt, welches üblicherweise als Reaktionsmedium für die Pfropfpolymerisation dient. Aus verfahrenstechnischen
Gründen werden daher Vorbehandlungstemperaturen im Bereich von 70 bis 850C bevorzugt.
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(8) Die eigentliche Pfropfpolymerisation wird derart durchgeführt,
dass im Anschluss an die Vorbehandlung die restlichen Anteile des monomeren Methylmethacrylats, des Acrylnitrils und
das gesamte monomere Styrol zu dem Latex zugesetzt werden und zwar im Verlauf von mindestens 2 Stunden, wobei ausserdem in dieser
Verfahrensstufe ein Polymerisationsinitiator mitverwendet
wird. Diese Monomeren können entweder allein oder als Gemisch zugesetzt v/erden. Die Zugabe muss jedoch so erfolgen, dass der
Zusatz erst nach mindestens 2 Stunden beendet ist, denn wenn diese Zeit nicht eingehalten wird, dann wird eine unvollständige
Aufpfropfung erzielt, so dass die Oberfläche des Endproduktes keine ausreichend dichten Pfropfstellen aufweist und demgemäss
die Temperatur des Eauhwerdens zu niedrig liegt. Ausserdem haben unter Verwendung solcher Formmassen hergestellte Formlinge keine
ausreichende Schlagfestigkeit, und die Lichtdurchlässigkeit wird· beeinträchtigt Λ insbesondere, wenn die Formlinge mittels des
Blasverfahrens hergestellt v/erden.
Der für diese Verfahrensstufe benötigte Polymerisationsinitiator
kann entweder insgesamt zu Beginn der Pfropfpolymerisation zugesetzt werden, oder er kann auch ebenso wie die restlichen Monomeren
erst im Verlauf der Polymerisation zugesetzt werden, oder · man kann dieee "beiden möglichen Arbeitsweisen auch kombinieren.
Ausserdem können für Emulsionspolynierisationen übliche Massnahmen
angewendet werden, z.B. Zusatz von Alkali und/oder eines Elektron, sowie eines ReglerB für das Molekulargewicht.
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(9) Die Formmassen auf Polyvinylchloridbasis, in denen die
erfindungsgemäBS hergestellten Pfropfpolymerisate mitverwendet werden, enthalten 5 TdIb 30 Gewichtsteile dieser Pfropfpolymeri-
70 bis
sate und/95 Gewichtsteile Polyvinylchloridharz. Falls der Anteil
an dem Pfropfpolymerisat in solchen Formmassen weniger als 5 Gewichtsprozent beträgt, weisen die daraus hergestellten
Formlinge Iceine ausreichende Schlagfestigkeit auf. Andererseits
wird die Schlagfestigkeit der Formlinge aber auch dann beeinträchtigt,
wenn der Anteil an dem Pfropfpolymerisat mehr als
30 Gewichtsprozent in der Formmasse beträgt und ausserdem wird durch einen· so hohen Anteil an Pfropfpolymerisat auch die Lichtdurchlässigkeit
und die Wetterbeständigkeit beeinträchtigt.
Bei dem Polyvinylchloridharz in den betreffenden Formmassen kann es sich um Homopolymers des Vlnylehlorids oder um Mischpolymerisate
handeln, welche Vinylehlorideinheiten als Hauptbestandteil
enthalten. Ausserdem können derartige Formmassen Stabilisatorenj Schmiermittel und UV-Licht absorbierende Verbindungen
enthalten.
Die Erfindung wird durch die nachstehenden Beispiele näher erläutert.
Beispiel 1
Bin ReaktionekeBsel wird mit 200 Gewiohteteilen eines Latex be
sohickt, der 22,5 Gewichtsprosent eines festen Mischpolymeri
sates enthältι das zu 76,5 fewichtsprasent aus Butadien und su
23f5 Gewichtsprosent aus Styrol besteht. 92 Gewichtsprozent
308812/0·!« BAD
Latexteilchen weisen einen Durchmesser von weniger als 0,15/u
auf. Ausserdem werden in den Reaktionskessel 2 Gewichtsteile einer Harzseife und 7,5 Gewichtsteile monomeres Methylmethacrylat
eingetragen. Man rührt den Kesselinhalt 3 Stunden lang unter
einer Stickstoffatmosphäre bei 800G. Anschliessend setzt man
0,15 GewichtBteile iOrmaldehydsulfoxylatr-Natriumsalz (nachstehend
als SPS abgekürzt) hinzu, und im Verlauf von 5 Stunden w-erden ausserdem in kleinen Anteilen kontinuierlich insgesamt
22,5 Gewichtsteile Methylmethacrylat, 25 Gewichtsteile Styrol
und 0,4 Gewichtsteile TKisopropylbenzol-hydroperoxid (nachstehend abgekürzt als DIPBH) eingetragen, wobei die Temperatur
des Polymerisationsgemisches auf 800C gehalten wird. Nach Beendigung
der Aufpropfreaktion werden noch 3 Teile Di-tert.-butylp-eresol
(nachstehend abgekürzt als BHT) in Form einer Emulsion zugesetzt. Nach Entleeren des Reaktionskessels wird der Latex
durch Zusatz von Fchwefelsäure koaguliert, das Koagulat wird mit
Wasser gewaschen, entwässert und getrocknet. Man erhält so das Pfropfpolymerisat A in Form eines Pulvers.
Zu Vergleichszwecken wird ein weiteres Pfropfpolymerisat B
nach einem bisher üblichen Verfahren hergestellt ι 200 Gewichts-*
teile des vorstehend angegebenen Latex werden mit 2 Gewichtsteilen Harzseife vermischt und diese Mischung wird auf 8O°C erhitzt.
Dann setzt man im Verlauf von 5 Stunden kontinuierlich
0t15 Gewichts teil β SFS, ana chi less end 30 Gewichtsteile Methylmetbacrylat,
25 Gewiehtsteile Styrol und 0,4 GewichtBteile DIPBH
hinzu. Nach Beendigung der Reaktion setzt man noch 3 Gewichte-
ttll« BHT al» Emulsion hinzu und arbeitet dann das Reaktions-
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gemisch in der vorstehend beschriebenen Weise auf. Man erhält so das Pfropfpolymerisat B gleichfalls in Pulverform. Die Eigenschäften
dieser beiden Pfropfpolymerisate werden bezüglich ihres Verhaltens in Formmassen auf Polyvinylchloridbasis geprüft.
Die dabei erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden Tabelle angegeben.
Eine Mischung aus 200 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 verwendeten
Latex, 2,0 GewicLuSteilen Harzseife und 15 Gewichtsteilen
Methylmethacrylat wird 3 Stunden lang unter Rühren bei 80°C in einem Reaktionskessel vorbehandelt. Anschliessend setzt man
0,15 Gewichtsteile SFS sowie im Verlauf von 5 Stunden kontinuierlich
insgesamt 15 Gewichtsteile Methylmethacrylat, 25 Gewichtsteile Styrol und 0,4 Gewichtsteile DIPBH hinzu. Das Reaktionsprodukt wird nach Beendigung der Polymerisationsreaktion
gemäss der Arbeitsweise von Beispiel 1 aufgearbeitet, und man erhält so das Pfropfpolymerisat C.
Eine Mischung aus 200 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 beschriebenen
latex, 2,0 Gewichtsteilen Harzseife und 20 Gewichtsteilen Methylmethacrylat wird 3 Stunden lang bei 800C unter Rühren in
einem Reaktionskessel vorbehandelt. Anschliessend setzt man 0,15 Gewichtsteile SFS, dann im Verlauf von weiteren 4 Stunden
kontinuierlich insgesamt 10 Gewichtsteile Methylmethacrylat, 25 Gewichtsteile Styrol und 0,4 Gewichtsteile DIPBH hinzu. Nach
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Beendigung der Pfropfpolymerisation wird die Reaktionsmischung gemäss der Arbeitsweise von Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält
so das Pfropfpolymerisat D.
Eine Mischung aus 200 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 beschriebenen
Latex, 2,0 Gewichtsteilen Harzseife und 15 Gewichtsteilen Methylmethacrylat wird 5 Stunden lang bei 800C unter Rühren in
einem Reaktionskessel vorbehandelt ο Anschliessend setzt man 0,15 Gewichtsteile SPS sowie im Verlauf von weiteren 5 Stunden
insgesamt 15 Gewichtsteile Methylmethacrylat, 25 Gewichtsteile
Styrol und 0,4 Gewichtsteile DIPBH hinzu. Nach Beendigung der Pfropfpolymerisation wird das Reaktionsgemisch gemäss der Arbeitsweise
von Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält so das Pfropfpolymerisat E.
Eine Mischung aus 200 Gewichtsteilen des in Beispiel 1 beschriebenen
latex, 2,0 Gewichtsteilen Harzseife und 15 Gewichtsteilen Methylmethacrylat wird 1 1/2 Stunden lang bei 800C unter Rühren
in einem Reaktionskessel vorbehandelt. Dann setzt man 0,15 Gewichtsteile SPS sowie im Verlauf von weiteren 5 Stunden insgesamt
15 Gewichtsteile Methylmethacrylat, 25 Gewichtsteile Styrol und 0,4 Gewichtsteile DIPBH hinzu. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion
wird das .Reaktionsgemisch gemäes der Arbeitsweise von Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält so das Pfropfpolymerisat
P.
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Z144273
- 17 Beispiele
200 Gewichtsteile des in Beispiel 1 beschriebenen Latex, 2,0 Gewichtsteile Harzseife, 15 Gewichtsteile Methylmethacrylat
und 2 Gewichtsteile Acrylnitril werden 3 Stunden lang bei 80°C unter Rühren in einem Reaktionskessel vorbehandelt. Anschliessend
setzt man 0,15 Gewichtsteile SFS, sowie im Verlauf von weiteren 5 Stunden insgesamt 15 Gewichtsteile Methylmethacrylat,
25 Gewichtsteile Styrol und 0,4 Gewichtsteile DIPBH hinzu. Nach Beendigung der Polymerisationsreaktion wird das Reaktionsgemisch
gemäss der Arbeitsweise von Beispiel 1 aufgearbeitet. Man erhält so das Pfropfpolymerisat G.
Gemäss der Arbeitsweise von Beispiel 2, wobei jedoch die Vorbehandlung
3 Stunden lang bei einer Temperatur von 700C durchgeführt
wird, erhält man das Pfropfpolymerisat H. Zu Vergleichszwecken wird gemäss der Arbeitsweise von Beispiel 2 auch noch
ein Pfropfpolymerisat I hergestellt, wobei jedoch die Vorbehandlung
3 Stunden lang bei einer Temperatur von nur 500C durchgeführt
wird.
Die insgesamt in den Ausführungsbeispielen hergestellten Pfropfpolymerisate
werden bezüglich ihrer Eigenschaften bei der Verwen dung in Formmassen auf Polyvinylchloridbasis geprüft. Hierfür
werden jeweils 15 Gewichtsteile-des betreffenden Pfropfpolymers
innig mit 100 Gewichteteilen Polyvinylchloridharz mit einem Polymeriiatiouefrad von 700 sowie mit 3 Gewichtateilen eines
Ipoxy-Stabilieatore, 2 Gewichteteilen caloiumhaltiger, zinlchal-. .... '..:..- -,:.3Qtt-t2/.···! _-. .;..;. :. ,\
tiger und magnesiumhaltxger organischer Stabilisatoren und
1 Gewichtsteil eines Phosphorsäureester-Stabilisators vermischt .
Die bei diesen Versuchen erhaltenen Ergebnisse sind nachstehend in der Tabelle zusammengefasst :
Pfropf polymeri sat |
Temperatur des Rauh werdens 1) 0C |
Schlagzähig keit nach Izod, 2) 2 kg-cm/cm |
Gesamtlicht durchlässig ice it, 3) |
Trübung 4) |
ASTM- Methode |
D256-56. | D1003-61 | D1003-61 | |
A | 195 | 39,5 | 66,8 | 5,1 |
B*>. | <175 | 24,0 | 61,2 | 4,9 |
C | 225 | 71,4 | 63,7 | 5,6 |
D | 230 | 42,3 | 60,8 | 6,0 |
B | 230 | 72,5 | 60,5 | 6,0 |
F | 200 | 56,0 | 63,6 | ■5,6 |
G | 220 | 82,2 | 61,0 | 5,2 |
H | 205 | 52,0 | 62,0 | 5,0 |
I*} | <175 | |||
Poly vinyl- * Chlorid * |
3,0 | 65,50 | 3,5 . | |
*} Zum Vergleich |
309812/0998
Fussnoten :
,1,(1) Für die Bestimmung der Temperatur des Rauhwerdens wird die * betreffende Formmasse unter einem Druck von 30 bis 40 kg/cm,
beginnend mit einer Temperatur von 17O0C und mit einer Temperatursteigerung
von 30C je Minute ausgepresst und dann
wird die Oberfläche des so gebildeten Formlings laufend mittels eines Strömungsmessers geprüft. Auf diese Weise
kann festgestellt werden, wann bzw. bei welcher Temperatur auf der Oberfläche Rauhigkeiten auftreten.
(2) Die Messung erfolgt an einer Probefolie, welche hergestellt
worden ist, indem man zunächst die Formmasse 8 Minuten lang bei einer Walzentemperatur von 1700C knetet und sie anschliessend
25 Minuten lang bei einer Pressentemperatur von 1700C verformt.
(3) Die Messung erfolgt an einer Folienprobe, welche hergestellt worden ist, indem man die Formmasse zunächst 8 Minuten lang
bei einer Walzentemperatur von 1700C knetet und sie dann
15 Minuten lang bei einer Pressentemperatur von 1700C verformt.
Für die Messung selbst wird ein Trübungsmesser verwendet.
(4) " Die Probe wird in gleicher Weise^wie unter (3) beschrieben
ist.hergestellt.
Aus den in der Tabelle zusammengestellten Messergebnissen ergibt sich eindeutig, dass die erfindungsgemäss hergestellten Pfropfpolymerisate
den Formmassen bzw. den daraus hergestellten Form-
309812/0998
lingen eine höhere Temperatur des Rauhwerdens verleihen. Demgemäss werden Formlinge mit ausgezeichneter glatter Oberfläche
erhalten, die eine sehr hohe Lichtdurchlässigkeit aufweisen. Die Formmassen können daher auch bei hohen Temperaturen von etwa
20O0C, beispielsweise mittels eines'Blasverfahrens, verformt
werden.· Selbstverständlich können aber auch die entsprechenden Verformungen bei Temperaturen unterhalb 1700C erfolgen, ohne
dass dadurch die Qualität' der Formlinge beeinträchtigt wird. Biese Tatsache ist insofern von Bedeutung, als Formmassen, welche
die erfindungsgemä^s hergestellten Pfropfpolymerisate enthalten,
in einem weiten Bereich bezüglich der Arbeitsbedingungen verformt werden können, so dass die unterschiedlichsten Verformungsverfahren
immer zu Formungen mit ausgezeichneten Eigenschaften
bezüglich der Schlagfestigkeit und der Lichtdurchlässigkeit führen«
Die Ergebnisse der vorstehenden Tabelle bestätigen auch, dass die Schlagfestigkeit der Formlinge durch die Mitverwendung der
erfindungsgemäss hergestellten Pfropfpolymerisate sehr günstig
beeinflusst wird. Dies ergibt sich insbesondere aus einem Vergleich der Werte für das Pfropfpolymerisat B mit den Werten für
die anderen erfindungsgemässen Pfropfpolymerisate A bis H-
309812/0998
Claims (3)
- 2H4273PatentansprücheVerfahren zur Herstellung eines Pfropfpolymerisates aus monomerem Methylmethacrylat und Styrol sowie gegebenenfalls Acrylnitril und aus einem Styrol-Butadien-Mischpolymerisat, dadurch gekennzeichnet, dass man zur Herstellung eines Endproduktes aus 30 bis 60 Gewichtsprozent Styrol-Butadien-Mischpolymerisat mit einem Styrolgehalt unter, 50 Gewichtsprozent un^ z.v& 40 bis 70 Gewichtsprozent Monomerkomponenten, welche zu 30 bis 70 Gewichtsprozent aus Methylmethacrylat,. zu 70 bis 30 Gewichtsprozent aus Styrol und gegebenenfalls bis zu 20 Gewichtsprozent aus Acrylnitril bestehen, einen Latex c|es Mischpolymerisates, dessen Teilchen zu mindestens 80 Gewichtsprozent einen Durchmesser unter 0,15/U aufweisen, mit 15 bis 85 Gewichtsprozent «des aufzupfropfenden Methylmethacrylats und gegebenenfalls mindestens einem Teil des aufzupfropfenden Acrylnitrils eine halbe bis 7 Stunden lang bei einer Temperatur von 60 bis 950C unter Rühmen vorbehandelt, anschliessend im Verlauf von mindestens 2 Stunden den restlichen Anteil des Methylmethacrylats, das Styrol und gegebenenfalls weiteres Acrylnitril sowie einen Polymerisations initiator „^zugibt und das gebildete Pfropfpolymerisat in an sich bekannter Weise koaguliert, abtrennt und reinigt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Styrol-Butadien-Mischpolymerisat mit einem Styrolgehalt von309812/099010 bis 45 Gewichtsprozent als Ausgangsmaterial verwendet wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Latex des Mischpolymerisats mit 25 "bis 65 Gewichtsprozent des aufzupfropfenden monomeren Methylmethacrylats vorbehandelt wird.4ο Verfahren nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, dass die Vorbehand
durchgeführt wird.dass die Vorbehandlung bei einer Temperatur von 70 bis 85°Gο Verwendung der gemäss Verfahren nach Anspruch 1 bis 4 hergestellten Pfropfpolymerisate in Formmassen auf Polyvinylchloridbasis .6ο Ausführungsform nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, dass die Pfropfpolymerisate in einer Menge von 5 bis 30 Gewichtsprozent verwendet werden.309812/0998
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C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
8320 | Willingness to grant licences declared (paragraph 23) | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |