DE1175432B - Polystyrolformmassen mit verbesserter Schlag-festigkeit - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Internat. Kl.: C08f

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

Deutsche KL: 39 b-22/06

T19257IV c/39 b
11. November 1960
6. August 1964

Um eine höhere Elastizität und Schlagfestigkeit des Polystyrols zu erzielen, werden bisher kautschukelastische Stoffe zugesetzt. So wird z. B. Polystyrol mit Natur- oder Synthesekautschuk zusammengewalzt. Die Ergebnisse sind unbefriedigend. Die Schlagfestigkeit wird kaum verbessert, die Verträglichkeit der Komponenten ist gering. Auch andere Versuche mit Polystyrol oder seinen Copolymeren gingen von der Überlegung aus, daß man eine elastische Komponente verwenden müsse, um das Mischprodukt widerstandsfähig gegen Schläge und Stöße zu machen. In der deutschen Patentschrift 883 645 wird die Verwendung eines »elastischen Polymeren«, in der deutschen Auslegeschrift 1 053 779 die einer »elastischen Komponente« (Sp. 8, Z. 33), in der USA.-Patentschrift 2 835 646 die eines »kautschukelastischen Polymeren« beschrieben. Die deutsche Auslegeschrift 1 059 179 beschreibt das Zusammenpolymerisieren von Naturkautschuk mit Styrol. Die britische Patentschrift 745 901 beschreibt das Zusammenwalzen von Polystyrol mit Naturkautschuk. Die USA.-Patentschrift 2 652 384 berichtet ebenfalls nur von normalkautschukartigen Polymeren.

Alle bisher bekannten Verfahren haben eines gemeinsam, daß sie, um überhaupt verarbeitbare Produkte zu erzielen, eine erhebliche Vorbehandlung des kautschukartigen Anteils erfordern, entweder durch Mastizieren auf der heißen (150 bis 18O⁰C) Walze für 60 bis 90 Minuten oder durch andere Hitzebehandlung nach Zusatz von vernetzenden Stoffen (Terpolymere) (deutsche Auslegeschrift 1053 779) oder durch Zusatz von Verbindungen zum Latex und Erhitzen. Wenn eine solche nachträgliche Behandlung bei den mit Kautschuken plastizierten Polystyrolen nicht angewandt wird, sind sie schwer oder gar nicht verarbeitbar. In der Wärme verformte Gegenstände schrumpfen, bekommen eine zerrissene, rauhe Oberfläche. Beim Strangpressen verkrümmen sich die austretenden Stränge.

Erfindungsgegenstand sind Polystyrolformmassen, die 95 bis 55 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats aus Styrol und Acrylnitril und 5 bis 45 Gewichtsprozent eines Mischpolymerisats aus Butadien und Acrylestern enthalten und dadurch gekennzeichnet sind, daß das Butadien-Mischpolymerisat durch Umsetzen der Monmoren zu über 90 Gewichtsprozent erhalten worden ist.

Bisher war zur Herstellung kautschukartiger Polymeren ein frühzeitiges Unterbrechen der Polymerisation, z. B. bei 55% oder bei 70 bis 80°/₀ Umsatz nötig. Für die erfindungsgemäßen Massen hat sich gerade ein hoher Umsatz, der bisher in der Technik Polystyrolformmassen mit verbesserter Schlagfestigkeit

Anmelder:

Dr. Ernst Teupel, Arizzano, Novara (Italien)

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos

und Dr.-Ing. H. W. Lotterhos,

Patentanwälte, Frankfurt/M., Annastr. 19

sorgsam vermieden werden mußte, als günstig erwiesen. Erst bei Umsätzen über 90% verändern sich die Eigenschaften des Butadien-Mischpolymerisats in der Form, daß die elastischen Eigenschaften fast ganz verschwinden und das Produkt mehr einem thermoplastischen Kunststoff ähnelt. So bildet es auf der Walze schon bei zwei bis drei Durchgängen ein glattes,

as nicht schrumpfendes Fell. Die Rückprallelastizität ist äußerst gering, die elastische Dehnung beträgt etwa 10⁰/o> darüber beginnt das Material zu fließen. Die Butadien-Mischpolymerisate in üblicher Weise vulkanisiert sind hart, ohne Rückprallelastizität, haben geringe Reißfestigkeit und geringe Reißdehnung (30 bis 50% gegen 500 bis 600 % bei den mit niedrigem Umsatz ausgefahrenen Polymerisaten). Für die Gummiindustrie sind solche Produkte unbrauchbar und werden daher kommerziell nicht hergestellt.

Die Menge des Zusatzpolymerisats hängt von dem Grad der Schlagfestigkeit ab, den man erreichen will; sie beträgt 5 bis 45%. Mit etwa 35% Butadien-Polymerisat erreicht die Kerbschlagzähigkeit Werte von 80 bis 100 kg cm/cm². Man erhält so ein praktisch nicht zerbrechliches Material, während die im Handel befindlichen Produkte ähnlicher Art und Zusammensetzung mit normal kautschuk-elastischen Stoffen 40 kg cm/cm² nicht überschreiten.
Das Vermischen der beiden Komponenten erfolgt nach den üblichen Methoden, wobei auch Füllstoffe, Farbstoffe oder Stabilisatoren, eingearbeitet werden können. Man kann auch die Produkte in Emulsionsform herstellen und in Form von Latex miteinander vermischen und die Mischung nach bekannten Methoden trocknen. Das Polystyrol oder Styrol-Nitril-Polymerisat kann in Suspensions- oder Blockpolymerisation hergestellt werden.

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Claims (1)

1. 3 4

   Die Herstellung von Gemischen der beiden Kompo- Das durch Pressen oder durch Spritzguß in geeignete

   nenten kann auch derart erfolgen, daß man eines der Form gebrachte Produkt zeigt folgende physikalischen

   Copolymerisate in den Monomeren des anderen löst Werte:

   und dieses Gemisch polymerisiert. Weiterhin kann Kerbschlagzähigkeit 62 kg cm/cm*

   man erst einen der beiden Teile in Emulsion polymen- 5 Formbeständigkeit ASTM D648 91⁰C

   aeren diese der Emulsion der Monomeren des an- _{Härte Rockwdl R} 97 bis 99

   deren Teils zusetzen und weiter polymerisieren. Zugfestigkeit 390 kg/cm*

   Ferner kann man auch einem Monomerengemisch Reißdehnune 25°/

   oder den beiden Monomerengemischen einen der aus

   der Synthese-Kautschuk-Herstellung bekannten Reg- io Dieses Polystyrol ist hervorragend geeignet für ler, z. B. Dodecylmerkaptan, zusetzen und dadurch Spritzguß, Strangpreßverfahren und für Verformung das Molekulargewicht in bestimmten Grenzen fest- unter Vakuum. Die hergestellten Gegenstände zeichlegen und die Verarbeitbarkeit der Endprodukte nen sich durch eine für praktische Zwecke vollkommen regeln. ausreichende Schlagfestigkeit und durch hochglän-

   15 zende Oberflächen aus.

   Beispiel 1 Beispiel 2

   Ein Gemisch von 70 Gewichtsteilen Butadien und Zu 35 Gewichtsteilen eines gemäß Beispiel 1 her-

   30 Gewichtsteilen Acrylnitril wird in Emulsion nach gestellten Polymerisats von Butadien-Acrylnitril wer-

   bekannten Methoden polymerisiert. Die Reaktion 20 den auf dem Kalander 65 Gewichtsteilen eines Styrol-

   wird aber bis zum Aufbrauch der Monomeren fort- Acrylnitril-Polymerisats 70:30 zugemischt. Die äuße-

   gesetzt. Der Aufbrauch der Monomeren ist am Auf- ren Kennzeichnen des Produktes sind die gleichen wie

   treten von starkem Unterdruck im Reaktionskessel die im Beispiel 1 beschriebenen. Die physikalischen

   kenntlich. Das Polymerisat wird nach bekannten Werte sind:

   Methoden aus der Emulsion gefällt und getrocknet. ₃₅ Kerbschlagzähigkeit 95 kg cm/cm»

   ?o J!f ^eu^e ?^arte _A ^Mo?ⁿ-^ey.,^VOn *Γ,· ^- ^S Formbeständigkeit 95°C

   28,5% gebundenes Acrylnitril, ist unlöslich m Chlor- Härte Rockwell R 86

   benzol. Durch 5 Minuten dauerndes Kalandrieren auf Zugfestigkeit 420 ke/cm⁸

   der kalten Walze wird es nur bis zu 19°/₀ löslich. Reißdehnung 31 °/

   3 kg dieses Polymerisats werden auf einem Kalander 30

   bei 150° C zu einem zusammenhängenden Fell aus-

   gezogen, das bereits nach zwei Passagen entstanden Patentanspruch:
   ist. Nun werden innerhalb 5 Minuten 7 kg eines Polystyrolformmassen, die 95 bis 55 Gewichts-Copolymerisats von Styrol und Acrylnitril (Verhältnis prozent eines Mischpolymerisats aus Styrol und der Monomeren 70:30) nach und nach dem ersten 35 Acrylnitril und 5 bis 45 Gewichtsprozent eines Polymerisat, gegebenenfalls unter gleichzeitiger Zu- Mischpolymerisats aus Butadien und Acrylestern gäbe von Zusatzstoffen, z. B. Farbstoffen, zugemischt. enthalten, dadurch gekennzeichnet, Nach Beendigung der Zugabe des Styrol-Copolyme- daß das Butadien-Mischpolymerisat durch Umrisats bildet sich nach wenigen weiteren Passagen ein setzen der Monomeren zu über 90 Gewichtspro-Fett von glatter, glänzender Oberfläche, das auch in 40 zent erhalten worden ist.

   weichem Zustand bei 15O⁰C keine Tendenz zur Zu-

   sammenziehung oder Schrumpfung der Oberfläche In Betracht gezogene Druckschriften:

   zeigt. Das Fell wird nach Abkühlung gebrochen und Deutsche Patentschriften Nr. 840 152, I 053 779;

   mit Hilfe einer Schneckenpresse granuliert. USA.-Patentschrift Nr. 2 652 384.

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