DE2435906B2 - Polymere Formmasse - Google Patents
Polymere FormmasseInfo
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L55/00—Compositions of homopolymers or copolymers, obtained by polymerisation reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, not provided for in groups C08L23/00 - C08L53/00
- C08L55/02—ABS [Acrylonitrile-Butadiene-Styrene] polymers
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Description
30
Die Erfindung betrifft eine polymere Formmasse mit verbesserter Spannungsrißbeständigkeit gegenüber
Umwelteinflüssen.
Als ABS-Polymere werden im allgemeinen Polymere bezeichnet, die von einem monovinylaromatischen
Monomeren, einer monomeren Vinyl- oder Vinyliden-Verbindung und einem kautschukartigen Material
abgeleitet sind, die in typischer Weise durch ein Polymeres aus Acrylnitril, einem Butadienkautschuk
und Styrol verkörpert werden. ABS-Zusammensetzungen wurden oft für spezielle Verwendungszwecke
eingesetzt, wie geformte Rohrformstücke bzw. Anschlußsf.cke, für Ausgüsse bzw. Kanalisationsrohre und
für Abfall- und BeUftungs- bzw. Entlüftungssysteme. Diese Rohrformstücke unterliegen recht strengen
Bedingungen der chemischen Beanspruchung auf Grund der Anwesenheit von Abfallprodukten, die gegenüber
ABS korrodierend wirken, wie Essigsaure, Salatöle und so
andere Flüssigkeiten. Diese korrodierenden Materialien können zum Versagen des Gefüges der ABS-Rohrformstücke bzw. -anschlußstücke durch Spannungsrißbildung
oder Kaarrißbildung bzw. Netzaderbildung führen.
Es ist daher erwünscht, für die speziellen Anwendungszwecke eine modifizierte ABS-Zusammensetzung
zu erhalten, die eine hohe Spannungsrißbeständigkeit
gegenüber Umwelteinflüssen aufweist, wenn sie diesen korrodierenden Flüssigkeiten ausgesetzt wird. Erfindungsgemäß wird eine neue polymere Zusammenset- μ
sung, d h. eine verbesserte ABS-Polymerzusammensetzung, geschaffen, die bei Belastung bzw. Beanspruchung
eine hohe Spannungsrißbestindigkeit gegenüber Umweltfaktoren aufweist und daher for zahlreiche spezielle
Anwendungen, wie geformte Rohrformstücke bzw. Anschlußstücke, geeignet ist
Die Erfindung betrifft daher eine polymere Formmasse mit verbesserter Spannungsrißbeständigkeit gegen
über Umwelteinflüssen bestehend aus A) 99,5 bis zu 50 Gew.% eines Pfropfpolymerisates vom ABS-Typ, das
hergestellt worden ist aus (1) einem vinylaromatischen Monomeren und (2) einem anderen Vinyl- oder
Vinylidenmonomeren als Pfropfreis und einem Kautschuk als Pfropfgrundlage und B) 0,5 bis weniger als 50
Gew.-% eines Vinylacetatpolymeren, wobei der Vinylacetatgehalt mindestens 50 Gew.-% ausmacht
Die GB-PS 11 32 912 erwähnt die Verwendung eines
Polymeren von Vinylacetat als Zusatz für ein »Styrolpolymerisat« von hoher Schlagfestigkeit Das einzige
Basispolymere, das in dieser GB-PS offenbart ist, ist in
Wirklichkeit nur ein »high impact«-PoIystyrol (d. h. ein
kautschukmodifiziertes Polystyrol und kein vollständig gepfropftes Polymeres vom »ABS-Typ«).
Die einzigen Vinylacetatpolymeren, die in der GB-PS
erwähnt sind, sind Copolymere, die überwiegend von Äthylen abgeleitet sind, wobei das Vinylacetat nur einen
kleineren Bestandteil darstellt (beschränkt auf weniger als 25 Gew.-%). In direktem Gegensatz hierzu sind die
Vinylacetatpolymeren, die nach der vorliegenden Erfindung verwendet werden, vollständig oder überwiegend von Vinylacetat abgeleitet
Die wesentlichen Verbesserungen in den »high impacte-Polystyrolen, wie sie in der GB-PS 11 32912
gelehrt werden, haben mit dem Glanz und der Formtrennung zu tun und nichts mit dem Spannungsrißverhalten, was die besondere Zone der Fortschrittlichkeit ist, worin die modifizierten ABS-Polymerisate nach
der vorliegenden Erfindung eine wirklich drastische Verbesserung zeigen.
Typisch für die monovinylaromatischen Verbindungen, die bei der Herstellung der erfindungsgemäßen
ABS-Polymeren verwendet werden können, sind diejenigen, bei denen die Vuiylgruppe direkt an das
Kohlenstoffatom des aromatischen Kerns gebunden ist Styrol ist eine der erfindungsgemäß bevorzugt verwendeten monovinylaromatischen Verbindungen. Beispiele
für andere Verbindungen, die verwendet werden können, sind die Alkyl- und/oder Halogenderivate von
Styrol einschließlich sowohl der Methylstyrole, Äthylstyrole, Isopropylstyrole, Butylstyrole — die mono- und
höhersubstituierten Alkylformen inbegriffen — der Chlor- und Dichlorstyrole als auch der Mono- und
Dibromstyrole und Alkylhalogenstyrole oder Mischungen dieser Verbindungen mit Styrol oder miteinander.
Die monomeren Vinyl- und Vinylidenverbindungen,
die verwendet werden können, umfassen Acrylnitril, Methacrylnitril, Methylacrylat, Methylmethacrylat,
Methacrylsäure, Acrylsäure, Vinylchlorid und Mischungen davon. Es ist erwünscht die monomere Vinyl- oder
Vinylidenverbindung mit einer oder mehreren der monovinylaromatischen Verbindungen zu kombinieren,
um ein Produkt mit verbesserten Eigenschaften zu erhalten.
Das Verhältnis von monovinylaromatischer Komponente,, wie Styrol, zu Vinyl- oder Vinylidenkomponente,
wie Acrylnitril, im ABS-Polymeren liegt im allgemeinen
bei etwa 60 bis 80 Gewichtsteilen Styrol zu 40 bis 20 Gewichtsteilen Acrylnitril und vorzugsweise im Bereich
van etwa 74 bis etwa 60 Gewichtsteilen Styrol zu etwa 26 bis 40 Gewichtsteilen Acrylnitril.
Die erfindungsgemSB verwendeten kautschukartigen
Materialien umfassen natürlichen Kautschuk oder synthetische Kautschuke, wie Kautschuke vom SBR-Typ, die Copolymere von Styrol und Butadien mit 60 bis
95 Gewichts-% Butadien und 40 bis 5% Styrol sind; lösungspolymerisierte SBR-Kautschuke vom linearen
Random- oder Block-Copolymertyp, wobei stereospezifische Katalysatoren verwendet werden und dii;
Butadienmenge 60 bis 95 Gewichts-% der monomeren Mischung und in einer bevorzugteren Ausführungsform
70 bis 95 Gewichts-% ausmachen kann; synthetische Kautschuke vom Nitrfltyp, die 55 bis 82 Gewichts-%
Butadien und 45 bis 18% Acrylnitril enthalten; kautschukartige Homopolymere aus Butadien und
Isopren; kautschukartige Copolymere aus Isobutylen zusammen mit Butadien oder Isopren; und kautschukar
tige Terpolymere ans Äthylen, Propylen und einer
kleineren Menge eines Dienmonomeren, wie Cyclopentadien. Das bevorzugte kautschukartige Material ist ein
lineares Polybutadien mit einem cis-(polymerisien: durch l,4-Addition)Gehalt von etwa 30 bis 98 Gewichts-%, vorzugsweise 35 bis 60 Gewichts-%. Vorzugsweise wird eine kleinere Menge des kautschukartigen Materials in dem porymerisierbaren Monomeren im
der Reaktionszone gelöst und in Masse polymerisiert, um das kautschukmodifizierte Polymere zu bilden.
Butadien oder isopren, das durch cis-l,4-Addition
polymerisiert wurde, Begt bei Umgebungstemperaturen
in einer kautschukartigen Form vor. Die cis-l,4-Form kann entweder durch Lhhhnnmetall oder Lithiumalkyle
oder durch ein Katalysatorsystem vom Segler-Typ, wie es Stand der Technik ist, hergestellt werden. Diese
Polymerisationsmethoden ergeben Iiueare Polymere im Gegensatz zu einem weitgehend nichtlinearen Polymeren, welches nach bekannten Emulsionspolymerisationsverfahrensweisen erhalten wird. Das bevorzugte
cis-Polybutadien, welches in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen verwendet werden kann, weist
eine Viskosität von 20 bis 6&auf, gemessen mit einem
Mooney-Viskosimeter bei 100"C (ML4) (ASTM-D-927-55T).
Die erfindungsgemäß verwendeten kautschukartigen Materialien weisen üblicherweise ein Molekulargewicht
von etwa 15 000 und darüber auf. Sie können in Mengen von etwa 2 bis 30 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Polymeren, eingearbeitet werden, und die kautschukartigen Komponenten werden vorzugsweise in Mengen von etwa 4 bis 15 Gewichts-%
verwendet Bei der Herstellung von ABS-Polymeren führen etwa 3 bis 10% der kautschukartigen Komponente zu einem ABS-Polymeren von mäßiger bis hoher
Schlagzähigkeit, während etwa 10 bis 15% Kautschuk Harze von sehr hoher Schlagzähigkeit ergeben.
Es wurde festgestellt, daß es vorteilhaft ist, eine kleine
Menge, bis zu etwa 5 Gewichts-%, und vorzugsweise von etwa 04 bis 3,0 Gewichts-%, eines Gleitmittels
einzuarbeiten. Kleine Mengen solcher Gleitmittel, wie
Polybutene, hydrierte Polybutene, Paraffinwachs oder
Mineralöl bzw. Erdöl, verbessern die Verarbeitungsund Zugdehnungs-Eigenschaften der Polymeren. Andere Gleitmittel, die verwendet werden können, umfassen
Ester oder Metallsalze gesättigter höherer Fettsäuren.
Geeignete Antioxydantien können ebenfalls in die Polymeren in Mengen von etwa 0,2 bis 2 Gewichts-%
des Gesamtpolymeren und vorzugsweise in Mengen von etwa 03 bis 1 Gewichts-% eingearbeitet werden.
Beispiele für solche Antioxydantien umfassen Trisnenylphenylphosphit und Materialien vom phenolischen Typ,
wie 2,6-Di-tert-butyl-4-methylphenol.
ABS-Zusammensetzungen können nach einer Vielzahl von Polymerisationstechniken hergestellt werden,
die z. B. Polymerisationsreaktionen in Masse, Lösung,
Suspension und Emulsion und ähnliches umfassen. Die verschiedenen Pqlymerisationstechniken, die verwendet werden können, werden durch die US-PS 36 60 534,
35 15 692 und 3448 175 veranschaulicht, deren diesbezüglich relevanter Teil durch die Bezugnahme darauf in
der vorliegenden Anmeldung enthalten ist
Die Vinylacetatpolymeren, die erfindungsgemäß zur
Verwendung geeignet sind, umfassen sowohl Homopolymere als auch Copolymere von Vinylacetat Vorzugsweise wird bomopolymeres Polyvinylacetat verwendet
Polyvinylacetat ist ein bekanntes und im Handel erhältliches Polymeres. Gewünschtenfalls können Copolymere von Vinylacetat mit.kleineren Mengen, d. h.
weniger als 50 Gewichts-%, eines Olefins, wie Äthylen,
Propylen und ähnliches, eines Vinylmonomeren, wie Vinylchlorid, Acrylnitril, Methacrylnitril, Alkylacrylate,
Aiirylmethacrylate, Acrylsäure, Methacrylsäure und
ähnliches, oder anderer copolymerisierbarer Monomeren oder Mischungen davon in geeigneter Weise
verwendet werden.
Die erfindungsgemäße verbesserte ABS-Zusammensetzung kann durch Mischen eines ABS-Harzes, wie es
vorstehend beschrieben wurde, mit einem Vinylacetatpolyraeren hergestellt werden, wobei die Konzentration
des Vinylacetatpolymeren in der erhaltenen Zusammensetzung im Bereich von etwa 0,5 bis weniger als 50
Gewichts-% des gesamten Polymeren liegt Vorzugsweise ist das Vinylacetatpolymere in der ABS-Zusammensetzung in Mengen, im Bereich von etwa 5 bis etwa
25 Gewichts-% vorhanden. Es wurde festgestellt, daß keine wesentliche Verbesserung der Spannungsrißbeständigkeit erzielt wird, wenn das Vinylacetatpolymere
in der ABS-Zusammensetzung in Mengen von weniger als etwa 0,5 Gewichts-% anwesend ist Es wurde ferner
festgestellt, daß, wenn das Vinylacetatpolymere in der ABS-Zusammensetzung in Mengen von 50 Gewichts-%
oder darüber anwesend ist, die erhaltene Zusammensetzung zu brüchig ist, um geformt zu werden. Die
erfindungsgemäßen polymeren Zusammensetzungen können durch Mischen des ABS-Polymeren mit dem
Vinylacetatpolymeren in den gewünschten Mengen durch Übliche Mischtechniken, wie Extrusion, Kalandrieren, Mischen mit Hilfe eines Banbury-Mischers und
Bildung eines Master-batch hergestellt werden.
Die folgenden Beispiele veranschaulichen die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen und die durch ihre
Verwendung erzielten Vorteile, ohne die Erfindung in irgendeiner Weise einzuschränken. Wenn nicht anders
angegeben, beziehen sich alle Teile und Prozentangaben auf das Gewicht
Es wurden verschiedene Mischungen polymerer Zusammensetzungen, die ein ABS-Polymeres und
Polyvinylacetat umfassen, hergestellt und mit denselben
ABS-Polymeren, die kein Polyvinylacetat enthalten (zum Vergleich), hinsichtlich der Beständigkeit gegenüber Spannungsrißbildung verglichen.
Ausgangsprodukte:
Die verwendeten ABS-Polymeren waren die folgenden:
Polymeres A, ein ABS-Polymeres, das Styrol und Acrylnitril in einem Gewichtsverhältnis von 72/28 und 9
Gewichtsteile Polybutadien umfaßte. Das Polymere wies einen Schmelzindex (2300C, 5 kg) von etwa 6 auf.
Polymeres B, das in der Zusammensetzung mit dem Polymeren A identisch war, jedoch einen Schmelzindex
(23O0C, 5 kg) von etwa 2ß aufwies.
Polymeres C, ein ABS-Polymeres, das Styrol und Acrylnitril in einem Gewichtsverhältnis von 75/25 und
11 Gewichtsteile Polybutadien umfaßte. Das Polymere
wies einen Schmelzindex (230° C, 5 kg) von etwa 0,6 auf.
Polymeres D, ein ABS-Polymeres, das eine Mischung
des Polymeren B mit dem Polymeren C in einem Gewichtsverhältnis von 65/35 und 1/4 Gewichts-% RuB
umfaßte.
Die ABS-Polymeren A, B und C sind im Handel
zugängliche ABS-Polymere, die nach den üblichen Methoden hergestellt wurden. Sie unterscheiden sich in
der Hauptsache durch das Molekulargewicht Die Unterschiede im Molekulargewicht ergeben sich durch
Regelung der Konzentration oder des Typs des Alkylmercaptans als Kettenübertragungsmittel während der Polymerisationsstufen bei der Herstellung des
Polymeren.
Das Grundverfahren zur Herstellung dieser Substanzen umfaßt eine Zweistufen-Polymerisation von Styrol
und Acrylnitril in Gegenwart eines Polybutadienkautschuks. Während der Polymerisation tritt eine beträchtliche Pfropfung von Styrol und Acrylnitril am
Kautschuk ein. Dieses Verfahren wird oft als »Suspension-in-Masse«-Technik bezeichnet in der einleitenden
Stufe wird eine Polymerisation in »Masse« durchgeführt, wobei sich der Kautschuk in Lösung in der
Monomerenmischung befindet Die zweite und Endstufe
umfaßt eine »Suspensionspolymerisation, die durchgeführt wird, nachdem das »Massen«-Präpolym^re in
einem wäßrigen Medium suspendiert wurde. Arbeitsweisen dieses Typs sind in der US-PS 35 15 692 und in
der GB-PS10 20176 offenbart
Die in den nachstehenden Beispielen ! bis 9 verwendeten Vinylacetatpolymeren waren entweder
ein kristallines Polyvinylacetat von hohem Molekulargewicht (durchschnittliches Molekulargewicht
ίο 1 500 000) oder eine wäßrige Emulsion von Polyvinylacetat von hohem Molekulargewicht mit einem
Feststoffgehalt von 55%.
Die Ergebnisse der veschiedenen Beispiele sind in der nachstehenden Tabelle I zusammengefaßt Der Ausdruck »ESCR, Sek.« bezieht sich auf den Umgebungs-Spannungsrißbeständigkeitswert bzw. den Wert der
Spannungsrißbeständigkeit gegenüber Umgebungsein
flössen, die Zeit in Sekunden ve zum Versagen eines
Ausiegerbaikens bzw. Kranträger; mit den Abmessungen 12,70 χ 1,27 χ 032 cm bei einer maximalen Faserbzw. Fiberbeanspruchung von 193ß4 kg/cm2, auf welchen Auslegerbalken Eisessig aufgetragen wurde.
Beispiel | 2 | 3 | Vergleich | 4 | 0 | 5 | 0 | Vergleich | |
1 | 63,3 | 61,7 | |||||||
Zusammensetzungen | 63,3 | 61,7 | 0 | 34,2 | 33,3 | 0 | |||
Polymeres A | 58^ | 0 | 0 | 65,0 | 0 | 0 | 65,0 | ||
Polymeres B | 0 | 34,2 | 33,3 | 35,0 | 2,5 | 5,0 | 35,0 | ||
Polymeres C | 31^ | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
Polymeres D | 0 | 24 | 5,0 | 0 | 0,2 | 0,2 | 0 | ||
2) | 10,0 | 0 | 0 | 0 | 0,5 | 04 | 0 | ||
3) | 0 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,8 | 0,8 | 0,2 | ||
ButylKirtes Hydroxytoluol | 0,2 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | 0,5 | ||||
Calciunistearat | 0,5 | 0 | 0 | 0,8 | 0,8 | ||||
7009 Ruß-Konz. | 0 | 72 | >600 | ||||||
Eigenschaften | |||||||||
ESCR Sek. | - | - | 33 | 504 | >600 | — | |||
Druckgeformte Proben, | - | ||||||||
1 Woche nach dem Formen | >600 | >600 | 67 | 78 | |||||
Spritzgeformte Proben, | >600') | 406 | >600 | ||||||
1 Woche nach dem | |||||||||
Kompoundieren | — | - | 56 | — | |||||
Spritzgeformte Proben, | - | 525 | >5C0 | ||||||
4 Wochen nach dem | |||||||||
Kompoundieren | - | - | 60 | — | |||||
Spritzgeformte Proben | - | 558 | >600 | ||||||
nach 1 Woche in Wasser | |||||||||
von 60°C | - | - | 51 | _ | |||||
Spritzgeformte Proben, | - | 0.9 | 1.6 | ||||||
nach 1 Woche in l%igem | |||||||||
Detergens bei 6TC | 2,1 | 2,8 | 1.2 | 1.4 | |||||
Schmelzindex, 2300C, 5 kg | 2,0 | ||||||||
1
Vergleich 4
Vergleich
GE/DE*),
0,30 cm · 0,453 kg
2,54 cm
Streckgrenze, kg/cm2
Zugfestigkeit beim Versagen,
kg/cm2
% Dehnung beim Versagen Rockwell »R«-Härte
Durchbiegungstemperatur, C
3,2/1,7 7,9/2,8 8,5/2,4 7,7/3,4 8,7/2,8 9,4/3,1 8,1/3,3
461,9 371,9
18,7
105,5
97,0
451,3 | 456,3 | 462,6 | 459 |
383,1 | 381 | 383,8 | 404,2 |
29,6 | 24,7 | 24,0 | 40,7 |
104,1 | 104,0 | 104,1 | 105,6 |
99,3 | 99,8 | 99,0 | 99,0 |
') Zeitspanne des Tests: 10 Minuten (600 Sekunden).
2) PVA von hohem Molekulargew, (durchschnitt!. Molekulargew. 1 500000).
■') Wäßrige PVA-Emulsion v. hohem Molekulargew., mit einem Feststoffgehalt v. 55%).
*) GE = Gate End. DE = Dead End.
Die »Gate End«-Teile der für den Schlagzähigkeitstest verwendeten Proben besitzen durchgehend höhere Izod-Werte
als die entsprechend tieferen oder »Dead End«-Segmente. Beide Werte wurden für alle Proben gemäß den Beispielen
getrennt gemessen und aufgezeichnet.
Tabelle 1 (Fortsetzung)
Zusammensetzungen Polymeres A
Polymeres B
Polymeres C
Polymeres D
Polymeres B
Polymeres C
Polymeres D
Butyliertes Hydroxytoiuoi Calciumstearat
7009 Ruß-Konz.
Eigenschaften
ESCR, Sek.
Druckgeformte Proben,
1 Woche nach dem Formen Spritzgeformte Proben,
1 Woche nach dem Kompoundieren Spritzgeformte Proben,
4 Wochen nach dem Kompoundieren Spritzgeformte Proben
nach 1 Woche in Wasser von 60 C
Spritzgeformte Proben, nach 1 Woche in l%igem Detergens
bei 60 C
Schmelzindex, 230 C, 5 kg
Beispiel | 0 | 7 | 0 | Vergleich | 8 | 0 | 9 | 0 |
6 | 61.7 | 61,7 | 0 | 0 | 0 | |||
33,3 | 33,3 | 0 | 0 | 0 | ||||
0 | 0 | 0 | 77.5 | 95.0 | ||||
5,0 | 0 | 100 | 2,5 | 5,0 | ||||
0 | 5,0*) | 0 | 0 | 0 | ||||
0,2 | 0,2 | 0 | Ü | 0 | ||||
0,5 | 0,5 | 0 | 0 | 0 | ||||
0,8 | 0,8 | 0 | 0 | 0 | ||||
0 | ||||||||
>600
>600
0,9
1,4
60
60
50
504
525
560+
UO
>600
>600 >600
1.6
ίο
Fortsetzung
Beispiel
6
Vergleich 8
8,5/3,0
Izod-Schlagzähigkeit, R.T., GE/DE**),
0,36 cm · 0,453 kg
0,36 cm · 0,453 kg
2,54 cm
Streckgrenze, kg/cm2
Zugfestigkeit beim Versagen, kg/cm2
% Dehnung beim Versagen
Rockwell »R«-Härte
Durchbiegungstemperatur, C
Zugfestigkeit beim Versagen, kg/cm2
% Dehnung beim Versagen
Rockwell »R«-Härte
Durchbiegungstemperatur, C
*) Auf Trockenbasis.
") GE = Gate Enci.
DE = Dead End.
DE = Dead End.
Das Zeichen »-« in der vorstehenden Tabelle zeigt an, daß die in Rede stehenden Werte nicht bestimmt
wurden.
Die erhaltenen Ergebnisse zeigen, daß Polyvinylacetat enthaltende Proben eine in überraschender Weise
erhöhte Umgebungs-Spannungsrißbeständigkeit im Vergleich zu Vergleichsproben, die das ABS-Polymere
allein enthalten, aufweisen. Die Ergebnisse zeigen auch, da.', die anderen wichtigen physikalischen Eigenschaften
8,0/3,0
7,7/3,4 8,7/3,0
9,4/3,1
449,2 | 440,8 | 451,3 | 456,3 | 462,6 |
378,9 | 373,3 | 383,1 | 381 | 383,8 |
30,3 | 27,5 | 30 | 25 | 24 |
105,9 | 103,5 | 104 | 104 | 104 |
98,0 | 08,0 | 99,3 | 99,8 | 99,0 |
von ABS nicht nachteilig durch die erfindungsgemäße Mischung beeinflußt werden.
Beispiele 10 bis 17
In den folgenden Beispielen wurden unter Verwendung der in den Beispielen 1 bis 9 definierten Polymeren
B und C zusammen mit verschiedenen Vinylacetat-Homopolymeren
und -Copolymeren ABS-Mischungen hergestellt.
Spannungsrißbeständigkeit von ABS/Vinylacetat-Polymermischungen
Beispiel | Vergl. | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | |
Vergl. | ||||||||||
Zusammensetzung, % | 65,3 | 62,0 | 62,0 | 62,0 | 62,0 | 62,0 | 62,0 | 62,0 | 62,0 | |
Polymeres B | 65,0 | 29,5 | 28,0 | 28,0 | 28,0 | 28,0 | 28,0 | 28,0 | 28,0 | 28,0 |
Polymeres C | 30,0 | 5,2 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 | 5,0 |
Kautschuk-Konz.2), Ballen | 5,0 | - | 5,0') | - | - | - | - | - | - | - |
J) | - | - | - | 5,0 | - | - | - | - | - | - |
4) | - | - | - | - | 5,0 | C f\ | - | - | - | — |
5) 6x |
- | |||||||||
5,0
5,0
5,0
10> | - | - | - | - | - | - | - | - | — | 5,0 | f. |
"), Tefle pro 100 Teile | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | ! |
Harz | |||||||||||
Calciumstearat, | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | - |
Teile pro 100 Teile Harz | H | ||||||||||
RuB, | 0,25 | - | - | - | 0,25 | - | - | - | - | - | I |
Teile pro 100 Teile Harz | I | ||||||||||
Eigenschaften | j | ||||||||||
ESCR, Sek. | 72 | 42 | >600*) | >600 | >600 | >600 | >600 | >600 | >600 | >514 | i |
Schmelzindex, 32°C, 5 kg | 1,4 | 1,2 | 1,1 | 0,9 | 1,4 | 1,1 | 1,3 | 1,4 | - | U | |
Izod-Schlagzähigkeit, | -/34» | 8,8/4,4 | 9,1/3,6 | 9,6/4,7 | -/3,4 | 9,5/6,0 | 9,1/5,2 | 8,6/4,2 | - | 9,1/3,6 | I |
R.T.. GE/DE | a |
H 12
ψ Fortsetzung
Streckgrenze, kg/cm2 | 366 | 376,1 | 387,4 | 369,1 | 376,1 | 376,1 | 367,6 | 358,5 | 355,7 |
Zugfestigkeit beim | 369,8 | 364,8 | 362 | 357,1 | 364,2 | 367,7 | 353,6 | 362,7 | 364,2 |
Versagen, kg/cm2 | |||||||||
% Dehnung beim | 50,7 | 44,2 | 41,4 | 39,8 | 48,9 | 48,1 | 42,0 | 47,8 | 49,3 |
Versagen | |||||||||
Rockwell »R«-Härte | 1OB | 105,9 | 105,9 | io;:,o | 106 | 101,8 | 100,6 | 101,0 | 100,6 |
') Polyvinylacetat, eingeführt als 25%iges Konzentrat des Polymeren B/3) (75/25).
2) Kautschuk-Konzentrat, ein Styrol-Acrylnitril-Polymerisat, aufgepfropft auf Polybutadien, enthaltend 70% Polybutadien.
3) Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 1 500000 und molarer Viscosität ;p 800.
4) Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 1 150000 und molarer Viscosität cp 400.
;) "Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 5ööööö und moiarer Viscosiiäi cp i00.
*) Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 500000 und molarer Viscosität cp 100.
7) Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 215000 und molarer Viscosität cp 40.
8) Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 115000 und molarer Viscosität cp 20.
*) Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 15000 und molarer Viscosität cp 7.
") Butyliertes Hydroxytoluol.
*) Maximale Zeitspanne des Tests - 10 Minuten (600 Sekunden) >600 zeigt an, daß nach 600Sekunden kein Versagen auftrat.
Aus der vorstehenden Tabelle III geht klar die dadurch verliehen wird, daß man sie erfindungsgemäß
überraschende Zunahme der Umgebungs-Spannungs- mit Vinylacetatpolymeren vermischt
rißbeständigkeit, die den ABS-Zusammensetzungen
Beispiele 18 bis 23
Die folgenden Beispiele veranschaulichen den Effekt Beispielen verwendeten Vinylacetat- und ABS-Polyme-
der Konzentration des Vinylacetatpolymeren auf die ren wurden in den Beispielen 1 bis 17 erläutert
Umgebungs-Spannungsrißbeständigkeit, die der erhal- -to Die erhaltenen Ergebnisse sind in der nachstehenden
tenen ABS-Mischung verliehen wird. Die in diesen Tabelle III aufgeführt
Einfluß der Variation der Vinylacetatpolymcr-Konzentration in ABS/Vinylacetat-Polymermischungen auf die
Spannungsrißbeständigkeit
Teile pro 100 | Beispiel | 0,2 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | Vergleich | 23 | |
Teile Harz | Vergleich | |||||||||
Zusammensetzung, % | Calciumstearat, | 80,0 | 90,0 | 80,0 | 50,0 | 50,0 | 85,0 | 82,0 | ||
Polymeres B | 100,0 | 0,25 | - | - | - | — | - | 15,0 | 13,0 | |
Kautschuk-Konz-, | - | |||||||||
Ballen | - | 10,0 | 20,0 | - | 50,0 | - | - | |||
*) | - | - | - | - | - | - | - | 5,0 | ||
- | - | - | - | 50,0 | - | - | - | |||
- | 20,0 | - | - | - | - | - | - | |||
- | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | 0,2 | |||
0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | 0,25 | ||||
Teile pro 100
Teile Harz
Teile Harz
13 | 0,05 | 18 | 24 35 | 906 | 21 | 14 | 22 | Vergleicr | 23 | |
Fortsetzung | 0,0 | - | - | - | 0,25 | 0,25 | ||||
Beispiel | ||||||||||
Vergleich | <100 | 5,0 | 19 | 20 | 25,0 | 50,0 | 0,0 | :5,0 | ||
Ruß, Teile pro 100 Teile Harz |
- | 2,3 | - | - | ||||||
Magnesiumoxyd, Teile pro 100 Teile Harz |
5,6/2,3 | >600**) | 0,05 | 0,05 | >600 | *) | 53 | >600 | ||
% PVAC in der Zusammensetzung |
508,3 | 10,0 | 20,0 | 0,8 | *) | 0,9 | 1,0 | |||
Eigenschaften | 404,9 | 6,4/1,8 | 0,9/0,8 | *) | 10,9/7,7 | 10,0/6,9 | ||||
ESCR, Sek. | 14,3 | 515,3 | >600 | >600 | 510,4 | *) | 357,1 | 362 | ||
MFR, 23Ö"C, 5 kg | 108.8 | 421,1 | 1,4 | o,y | ?) | 322,5 | 334,6 | |||
Izod-Scfr'agzahigkeit, R.T., GE/DE |
102,0 | 13,6 | 2,7/1,3 | 1,1/0,8 | 7,5 | *) | 38,6 | 37,2 | ||
Streckgrenze, kg/cm2 | 111,9 | 516 | 509,7 | 112,0 | *) | 95,8 | 97,8 | |||
Zugfestigkeit beim Versagen, kg/cm2 |
- | 388,8 | 366,3 | - | *) | — | — | |||
% Dehnung beim Versagen |
12,0 | 10,1 | ||||||||
Rockwell »R«-Härte | 108,1 | 108,0 | ||||||||
Durchbiegungstempe ratur, C |
103,3 | 101,8 | ||||||||
1J Zusammensetzung: Polymeres B/PVAC3): 50/50.
2) Zusammensetzung: Polymeres B/PVAC4): 75/25.
') Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 1 500000 und molarer Viscosität cp 800.
4) Polyvinylacetat mit durchschnittlichem Molekulargewicht 500000 und molarer Viscosität cp 100.
5) Butyliertes Hydroxytoluol.
Die molare Viskosität ist die Viskosität einer Lösung von 86 g Polymeres protg. Lösung. Die angegebenen Werte weisen
eine Streuung von ± 10% auf.
*) Zu brüchig, um geformt zu werden.
**) Maximale Zeitspanne des Tests - 10 Minuten (600 Sekunden) >
600 zeigt an, daß kein Versagen nach 600 Sekunden auftrat.
Die überraschende Zunahme der SpannungsriBbeständigkeit
wird ganz besonders innerhalb des bevorzugten Bereichs der Vinylacetatkonzentration von 5 bis
25 Gewichts-% beobachtet Bei 50% des Vinyiacetatpolymeren oder darüber wird die ABS-Zusammensetzung
zu brüchig, um geformt zu werden.
Obwohl einige besondere Materialien und Bedingungen in den vorstehenden Beispielen zur Herstellung und
Verwendung der erfindungsgemäßen ABS-Zusammensetzungen
zum Einsatz gelangten, dienen sie lediglich zur Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung.
Verschiedene andere ABS-Polymere, Vinylacetatpolymere
und -copolymere. Färbemittel, A.ntioxydantien, Stabilisatoren, Schlagfestigkeitsverbesserer, Füllstoffe
und andere Additive, die üblicherweise Harzzusammensetzungen zugegeben werden können, können untei
so ähnlicher Verbesserung der Spannungsrißbeständigkeit verwendet werden.
Für den Fachmann ergeben sich beim Lesen der vorliegenden Erfindung andere Modifikationen dieser
Erfindung, die jedoch im Rahmen dieser Erfindung liegen sollen.
Claims (4)
1. Polymere Formmasse mit verbesserter Spannungsrißbeständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen
bestehend aus A) 99,5 bis zu 50 Gew.-% eines Pfropfpolymerisates vom.ABS-Typ, das hergestellt
worden ist aus (1) einem vinylaromatischen Monomeren und (2) einem anderen Vinyl- oder Vinylidenmonomeren als Pfropfreis und einem Kautschuk als
Pfropfgrundlage, und B) 0,5 bis weniger als 50
Gew.-% eines Vinylacetatpolymeren, wobei der
Vinylacetatgehalt mindestens 50 Gew.-% ausmacht
2. Polymere Formmasse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kautschuk 2 bis 30 Gew.-%
des Pfropfpolymeren vom ABS-Typ ausmacht und das Gewichtsverhältnis der Monomeren von (1): (2)
von 60 :40 bis 80 :20 beträgt
3. Polymere Formmasse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an
Vinylacetatpolymeren 5 bis 25 Gew.-% beträgt
4. Verfahren zur Herstellung der Formmasse nach
Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man in an sich bekannter Weise in das ABS-Polymere
etwa 0,5 bis weniger als 50 Gew.-% eines Vinylacetatpolymeren (Komponeute B) einverleibt,
wobei das Vinylacetatpotymere aus mindestens 50 Gew.-% Vinylacetat besteht
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OGA | New person/name/address of the applicant | ||
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