DE1900756C3

DE1900756C3 - Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat und einem ABS-Pfropfpolymerisat

Info

Publication number: DE1900756C3
Application number: DE1900756A
Authority: DE
Inventors: Günther Dr. Peilstöcker
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1969-01-08
Filing date: 1969-01-08
Publication date: 1981-06-04
Also published as: BE744191A; DE1900756B2; FR2027953A1; FR2027953B1; JPS4812170B1; CA918333A; NL7000167A; GB1252241A; DE1900756A1; US3663471A; CH517806A; AT297329B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Formmassen aus Polycarbonaten zweiwertiger Phenole mit einem bestimmten Gehalt an bestimmten Polymerisationsprodukten.

Es ist bekannt, die Eigenschaften, insbesondere die Thermoplastizität, von Polycarbonaten aromatischer Dihydroxyverl indungen durch Zumischen von Polymerisationsprodukten, insbesondere von Pfropfpolymerisaten, die aus Polybutadien und einer Mischung •us Acrylnitril und einem aromatischen VinylkohlenwasserstofT hergestellt sind, zu ändern (vergleiche z. B. deutsche Auslegeschrift 1170141). Als geeignete Pfropfpolymerisate sind in dieser Auslegeschrift solche mit einem Gehalt von 30 bis 45 Gewichtsprozent Polybutadien, 15 bis 25 Gewichtsprozent Acrylnitril und 40 t>is 45 Gewichtsprozent Styrol genannt, die in Mengen »on 10 bis 70 Gewichtsteilen mit 90 bis 30 Gewichtsteiten Polycarbonat vermischt werden. Außer dem Schmelzindex ändern sich aber auch z. B. die Zugfestigkeit, die Dehnung und die Durchbiegetemperatur der Gemische mit zunehmendem Gehalt an Pfropfpolymerisat, was Rir viele Verwendungszwecke der Gemische, z. B. als Spritzgußmassen, keineswegs erwünscht ist.

Gegenstand der Erfindung sind nun thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonaten iweiwertiger Phenole mit einem Gehalt an Pfropfpolymerisaten, die aus Polybutadien und einer Mischung aus Acrylnitril und ein^m aromatischen Vinylkohlenwasserstoff hergestellt sind, und gegebenenfalls Pigmenten, die dadurch gekennzeichnet sind, daß der Gehalt der Pfropfpolymerisate an Polybutadien 50 bis 90 Gewichtsprozent, an Acrylnitril 5 bis 40 Gewichtsprotent und an aromatischem VinylkohlenwasserstofT5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, daß die Pfropfpolymerisate in einer Menge von 0,5 bis 9,5 Gewichtsteilen zu 19,5 bis 90.5 Gewichtsteilen Polycarbonat in den Formmas- »en bzw. Formkörpern enthalten sind und daß die Formkörper gegebenenfalls getempert sind.

Die so gekennzeichneten Formmassen und Formkörper haben eine kaum merklich veränderte Thermoplastizität, hingegen zum Teil deutlich verbesserte mechanische Eigenschaften, wie Zugspannung, Wärme-Formbeständigkeit und Marlensgrad, namentlich, wenn sie getempert wurden. Der wichtigste Vorteil besteht aber in einer erheblich verbesserten Kerbschlagzähigkeit im Vergleich zu reinem Polycarbonat, und zwar in folgender Weise:
Formkörper aus bekannten Polycarbonaten haben zwar eine bemerkenswert hohe Kerbschlagzähigkeit, jedoch nur bis zu einer begrenzten Wandstärke. Wird diese Wandstärke überschritten, so fallen die Kerbschlagzähigkeitswerte plötzlich sehr steil bis auf etwa •/5 ab. Der bei dünnen Wandstärken auftretende Jihe

ίο Bruch geht bei der kritischen Wandstärke oder Dicke schlagartig in einen Sprödbruch über. Diese kritische Dicke wird durch einen Gehalt an Pigmenten noch herabgesetzt, wie die folgende Tabelle 1 zeigt:

π Tabelle i

Kritische Dicke in Abhängigkeit vom Pigmentgehalt

Titandioxid-Gehalt (Gew.-%)

Kritische Dicke in mm

5,2

3,7 2,7

Außerdem setzt die längere Einwirkung höherer Temperaturen auf pigrointierte Polycarbonate die kritische Dicke noch weiter herab.

Genauere Angaben über diese Verhaltensweise sind in dem Buch von Christopher & Fox, »Polycarbonates«, Reinhold Plastics Application Series, Seiten 50 bis 51 zu finden.

Bei den oben gekennzeichneten, erfindungsgemäßen Formmassen bzw. Formkörpern tritt nun dieser plötzliche, steile Abfall der Kerbschlagzähigkeit beim Überschreiten einer bestimmten Dicke nicht auf, die Kerbschlagzahigkeitswerte fallen vielmehr mit zunehmender Dicke der Formkörper nur langsam und stetig ab (siehe die Zeichnung in Verbindung mit dem Beispiel 2).

Ist der Gehalt des dem Polycarbonat (A) zugemischten Pfropfpolymerisats (B) an Polybutadien (B-a) geringer als etwa 50 Gewichtsprozent, so bedarf es größerer Mengen als etwa 9,5 Gewichtsprozent eines solchen Pfropfpolymerisats, damit die kritische Dicke verschwindet und die Kerbschlagzähigkcit in Abhängigkeit von der Dicke des Formkörpers stetig abnimmt. Bei einem höheren Gehalt der Gemische an Pfropfpolymerisat treten aber die bereits erwähnten Verschlechterungen gewisser mechanischer Eigenschaften der Formkörper auf.

Hochmolekulare, thermoplastische Polycarbonate (A) zweiwertiger Phenole im Sinne der Erfindung sind die bekannten Polycarbonate, die aus zweiwertigen Phenolen, wie Resorcin, Hydrochinon, Dihydroxydiphenylen und insbesondere Bis-(hydroxyphenyl)-alkanen, halogenieren Bis-(hydroxyphenyl)-alkanen, wie 4,4'-Dihydroxy-3,5,3',5'-tetrachlordiphenylpropan oder

4,4'-Dihydroxy-3,5,3',5'-tetrabrom diphenyl-propan,
Bis-diydroxyphenyD-cycloalkanen, -sulfonen, -sulfoxiden, ethern und -sulfiden, gegebenenfalls im Gemisch mit Glvkolen, mit Kohlensäurederivaten, wie Diestern und Dihalogeniden, gegebenenfalls unter Mitverwendung untergeordneter Mengen von Dicarbonsäuren oder deren esterbildenden Derivaten, hergestellt sind und die ein mittleres Molekulargewicht von mindestens etwa 10 000, vorzugsweise zwischen etwa 25 000 und etwa 200 000 besitzen.

Unter aromatischen VinylkohlenwasserstolTen (B-c), qie zur Herstellung der Pfropfpolymerisate verwendet werden, sind Styrol und dessen Homologe, z. B. Methylstyrol, zu verstehen.

Die Herstellung der Pfraprpolymerisate kann in bekannter Weise, wie z. B. in der Auslegeschril't 11 70 141 beschrieben, erfolgen.

Außer Pigmenten können die Gemische gegebenenfalls auch Farbstoff«, Stabilisatoren, Gleit- und Entformungsmittel und Füllstoffe, z. B. Glasfasern, enthalten, in

Beispiel 1

Über einen Extruder werden hei 270 C in die Schmelze von 95 Gewichtsteilen Polycarbonat, aus Bis- ι % phenol A und Phosgen in üblicher Weise hergestellt, mit der relativen Viskosität 1,28, gemessen an einer 0,5%igen Lösung in Methylenchlorid bei 25 C, 1 Gewichtsteil Titandioxidpigment und 4 Gewichtsteile eines Pfropfpolymerisates aus einer Mischung aus 15 Gewichtsteilen Acrylnitril, 35 Gewichtsteilen Styrol und 50 Gewichtsteilen Polybutadienlatex eingearbeitet. Man erhält ein brillantweiß eingefärbtes Polycarbonat, dessen Eigenschaften aus der Tabelle 2 ersichtlich sind. Wird die Kerbschlagzähigkeit dieses Materials r> nach ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probendicke gemessen, so tritt kein Steilabtall auf. Noch bei

Tabelle 2

7,5 mm Dicke beträgt die Kerbschlagzähigkeit 98 cm kp/cnr (nach ϊ ζ od). Auch die Kerbschlagzühigkeit bei tiefen Temperaturen ist gut

Beispiel 2

Über einen Extruder werden bei 270 C in die Schmelze von 95 Gewichtsteilen Polycarbonat, aus Bisphenol A und Phosgen in üblicher Weise hergestellt, mit der relativen Viskosität 1,30 1 Gewichtsteil rotes Cadmiumsulfidselenid-Pigment und 4 Gewichtsteile eines Pfropfpolymerisates, wie im Beispiel 1 bschrieben, eingearbeitet Die Eigenschaften gehen aus der Tabelle 3 hervor.

Wird an dem eingefärbten Polycarbonat und an dem das Pfropfpolymerisat enthaltenden eingefärbten Polycarbonat die Kerbschlagzähigkeit nach I ζ ο d, ASTM D 256 in Abhängigkeit von der Probendicke gemessen, so erkennt man, daß die Kerbschlagzähigkeit beim eingefarbten Polycarbonat ohne Pfropfpolymerisat bei etwa 4,5 mm Dicke von etwa 80 cm kp/cm² auf etwa 20 cm kp/cnr steil abfällt (Kurve 1 der Zeichnung). Dagegen vermindert sich bei der eingefärbten Mischung aus dem Polycarbonat und dem Pfropfpolymerisat die Kerbschlagzähigkeit von etwa 100 cm kp/cm² bei etwa 3 mm Probendicke ganz allmählich auf etwa 50 cm kp/cm² bei etwa 8 mm Probendicke (Kurve 2 der Zeichnung).

Prüfvorschrift

Polycarbonat,
lOOV.ig

Gemisch aus
95 GT Polycarbonat
4 GT Pfropfpolynierisat
IGTTiO₂ Weißpigment

Gemisch aus
95 GT Polycarbonat 4GT Pfropfpolymerisat
IGTTiO₂ Weißpigment

400 Stunden bei
130 ( getempert

nicht gebrochen nicht gebrochen nicht gebrochen

56 58

99 149

131 150

585 763

6,5 6,7 *) Die Messung der Kerbschldgzähigkeit nach DIN 53453 erfolgt am Kleinstab 50X6X4mm.

Tabelle 3

Schlagzähigkeit (a„), cm kp/cm²	DIN 53453	nicl
Kerbschlagzähigkeit (a_k)),*	DIN 53453	59
cm kp/cm²
Martensgrad, ('	DIN 53458	108
Wärme-Formbeständigkeit	ASTM D 648	135
(ISO/R75), (,0,25mm
Zugspannung Streckgrenze	DIN 53455	618
(ίΐ_Λ·), kp/cm²
Dehnung Streckgrenze (ε_χ), %	DIN 53455	6.8

Prüfvorschrift	Gemisch aus	Gemisch aus
	99 GT Polycarbonat	95 GT Polycarbonat
	1 GT rotes Cad~iium-	4 GT Pfropfpolymerisat
	sulfidselenid-	I GT rotes Cadmium-
	Pigment	sulfidselenid-
		Pigment
DIN 53453	nicht gebrochen	nicht gebrochen
DIN 53453	25	50
DIN 53455	590	600
DIN 53455	780	770

Schlagzähigkeit (a„), cm kp/cm²
Kerbschlagzähigkeit (fl*)*), cm kp/cm²
Zugspannung Streckgrenze (n_s), kp/cm²
Bruchfestigkeit (rr_a), kp/cm

I (ΊΐΜ.-1/iiHi:

Bruchdehnung (r„). "A Miirlcnsgrad. ( Wiirme-I ormhcstündigkeit, ( , 0.25 mm VViJrnie-lormbcsliindigkcit. ( 0..1.1 mm

l'riil'viirschril'l

I)IN 53 455 I)IN 5.1458 ASTM I) MS

(iemisch	I l'ni	aus	(iemisih ;ius	i lOIvLiiihmiiil
¹I¹Xi	I ml·	\catlinnal	¹Ji (i	Γ ITrcipf'polymcrisiil
I (I	sull	.¹^ Ciulniiuni-	4(i	I roles (admiuni-
	lidsck-nid-	I (ι	suH'id sctcnid-
	l'iumenl		Ι'ίμηΐι'πΐ

105		100
KIK		KX)
1.15		I7>

' ι Die Mc

ASTM I) M8 der Kcrhschliip/iihi^kcil nach Din 5145.1 ιτΓιιΙμί am Klcinsiab 511 ■ (» ' 4 mm

Hierzu I Blatt Zeichnuimcn

1.10

Claims

Patentanspruch:

Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus (A) Polycarbonaten zweiwertiger Phenole und (B) Pfropfpolymerisaten, die aus (B-a) Polybutadien und einer Mischung aus (B-b) Acrylnitril und (B-c) einem aromatischen Vinylkohlenwasserstoff hergestellt sind, und gegebenenfalls (C) Pigmenten, d a durchgekennzeichnet, daß der Gehalt der Pfropfpolymerisate (B) an Polybutadien (B-a) 5ü bis 90 Gewichtsprozent, an Acrylnitrileinheiten (B-b) 5 bis 40 Gewichtsprozent und an aromatischen Vinylkohlenwasserstoffeinheiten (B-c) 5 bis 45 Gewichtsprozent beträgt, daß die Pfropfpolymerisate (Bi in einer Menge von 0,5 bis 9,5 Gewichtsteilen zu 99,5 bis 90,5 Gewichtsteilen Polycarbonat in den Formmassen bzw. Formkörpern enthalten sind und daß die Formkörper gegebenenfalls getempert sin<I.