DE1218722B - Thermoplastische Formmasse - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. Cl.:

C08f

Deutsche KL: 39 b-22/06

Nummer: 1218 722

Aktenzeichen: L 36983 IV c/39 b

Anmeldetag: 7. September I960

Apslegetag: 8. Juni 1966

Reine Vinylpolymerisate habep den Nachteil, daß sie schwer verarbeitbar sind und daJ3 die daraus hergestellten Fprmgebilde, insbespnciere in der Kälte, große Schlagempfipdjichkeit aufweisen.

Es ist bekannt, daß durch die Zugabe von kleineren Weichmacheranteilen die Verarbeitbarkeit erleichtert, dabei jedoch die Plastizität erhöht wird, was für viele Anwendungszwecke unerwünscht ist, die Schlagfestigkeit bei tiefer Temperatur jedoch kaum verbessert wird. ίο

Ferner ist bekannt, daß die Beimischung anderer Thermoplaste, z. B. von Polyolefinen, Pplydioieflnen, Styrolpolymerisaten, manche Eigenschaft der Vinylpplymerjsate verbessert, dadurch' jedoch noch keine befriedigende Schlagfestigkeit erreich! wird-

Es Wurde nun gefunden, daß die 'Beigabe von Mischpolymerisaten von Styrol oder Acrylderivaten zu Polymerisatgemischen aus Vinylpolymerisaten die Aufnahme von Polyolefinen im Vinylpolymerisat wesentlich verbessert und so dem Fertigprodukt erhöhte Schlagfestigkejtseigenscljaften verleiht.

Gegenstand der Erfindung ist eine thermoplastische Formmasse, bestehend aus

A. 96,9 bis 68 Gewichtsprozent Vinylpolymerisat,

B. 0,1 bis 15 Gewichtsprozent Polyisobutylen und

C. 3 bis 17 Gewichtsprozent Mischpolymerisaten

von Styrol oder Acrylderivaten.

Vinylpolymerisate im Sinne der Erfindung sind Homo- oder Copolymere des Vinylchlorids, Vinylacetats und Vinylidenchlorids oder Mischungen dieser Polymerisate. Sie umfassen ferner Produkte aller Polymerisatipnsarten, z. B. Emulsions-, Suspensions-, Blockpolymerisation und aller technisch anwendbaren Polymerisationsgrade sowie Molekülgrößenverteilungen an reinen oder vorstabilisierten Produkten.

Polyisobutylen im Sinne der Erfindung sind Homopolymere oder Copolymere von Isobutylen und deren Gemische. Sie bewirken keine wesentliche Erniedrigung des Erweichungspunktes und der Härte, aber eine gute Verarbeitbarkeit der Massen. In Mischungen mit Vinylpolymerisaten führen sie ζμ einer gewissen Erhöhung der Schlagfestigkeit. Wegen ihrer mäßigen Verträglichkeit mit den genannten Vinylpolymerisaten ist jedoch ihre Wirkung beschränkt; sie wird durch den Zusatz der Mischpolymerisate von Styrol oder Acrylderivaten auffallenderweise beträchtlich erhöht, ohne daß sich die übrigen Eigenschaften des Materials verschlechtern.

Als Mischpolymerisate yon Styrol oder Acrylderivaten im Sinne der Erfindung kommen z. B. in Betracht: Butadien - Acrylnitril - Mischpolymerisate, Thermoplastische Formmasse

Anmelder:

Lonza A. {Gr., Basel (Schweiz)

Vertreter:

Dr. G. W. Lotterhos

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

Frankfurt/M., Annastr. 19

Als Erfinder benannt:

Dr. pfail. Max Schuler, Basel (Schweiz)

Beanspruchte Priorität:

Schweiz vom 29.'. September 1959 (78 820)

Styrol - Bw^djen - Acrylnitril - Mischpolymerisate, Methacrylsäureinethy.les|er - Butadien - Styrol - Mischr polymerisate, Styrol - Isobutylen - Mischpolymerisate.

Diese Mischpolymerisate bewirken auf Grund ihrer lösungsvermittelnden Eigenschaften eine Homogenisierung der Vinylpolymerisate mit dem Polyisobutylen, ohne eine wesentliche Erniedrigung der Erweichungstemperatur, aber unter beachtlicher Erhöhung von Schlagfestigkeit und überdies des Fließvermögens.

Den thermoplastischen Formmassen nach der Ei> findung können Stabilisierungsmittel, Gleitmittel, Füllstoffe, Pigmente und/oder Farbstoffe beigegeben werden, wie sje der Fachmann üblicherweise verwendet.

Die Komponenten der neuen thermoplastischen Formmassen können in Forrn von Dispersionen, Lösungen und/oder als feste Stoffe b,zw. teilweise als Dispersionen und/oder Lösungen und pulverförmige Stoffe vermengt werden.

Eine weitere Verbesserung der Schlagfestigkeit kann ferner noch durch zusätzliche Einverleibung von an sich bekannten, geeigneten Füllstoffen, wie z. B. Mineralwolle, Glasfasern, hochaktiven Rußartep, Kaolin, Textilstaub, Asbest sowie porösen Füllmitteln, wie Bimssteinpulver und Diatomeenerde, erreicht werden.

Außerdem können durch Zugabe von üblichen Weichmachern, wie Diester (Dioctylphthalat, Dioctylsebazat, Dioctyladipat), Polyester- und Epoxyweichmacher und/oder sekundären Weichmacher, wie

609 578/59Q

3 4

chlorierte Paraffine, chlorierte Diphenyle und Erdöl- satoren und 1,1 Gewichtsteilen Gleitmittel entsprechend

destillationsprodukte, weiche thermoplastische Form- Beispiel 1 wird während 5 Minuten bei 180⁰C zu einer

massen hergestellt werden, welche auch bei tiefen Walzfolie von 0,5 mm verarbeitet. Prüflinge dieser

Temperaturen eine gute Schlagfestigkeit besitzen. Folie werden dem Kugelschlagfestigkeitstest (130 g Die neuen thermoplastischen Formmassen zeigen 5 .Kugel/150 cm Fallhöhe) bei +20, +10, 0 und -2O⁰C

folgende Merkmale: ausgesetzt. Die Kugelschlagfestigkeit ist auch hier bei

1. Erhöhte Schlagfestigkeit, ^aUen Prüftemperaturen 0 %.

2. erhöhtes Fließvermögen (weitestgehende Aus- Beispiel 6

schaltung von inneren Spannungen im Erzeugnis). _ -,. , ..„ -^ · · , - · j -,«,-< ■ , *.

⁶ * ^{s 6} ' ίο Der Mischung gemäß Beispiel 5 wird 1,0 Gewichts-Ferner zeichnen sich die thermoplastischen Form- teil Polyisobutylen zugesetzt. Die Kugelschlagfestigmassen durch verbesserte Homogenität, besseres keit beträgt in diesem Fall bei +2O⁰C = 30%, bei Gelatiniervermögen und damit verbesserte Verarbeit- +10⁰C == 20%, bei 0⁰C = 10% und bei —20⁰C barkeit aus. = 0 %.

Die folgenden Beispiele zeigen deutlich die um ein 15 Beispiel 7
Vielfaches erhöhte Kugelschlagfestigkeit von aus

Vinylpolymerisaten, Polyisobutylen und den Misch- Der Mischung gemäß Beispiel 5 werden 5,0 Gepolymerisaten bestehenden thermoplastischen Form- wichtsteile Styrol - Butadien - Acrylnitril - Mischpolymassen (Beispiele 4, 8, 12, 16) gegenüber Mischungen merisat zugesetzt. Die Kugelschlagfestigkeit beträgt aus Vinylpolymerisaten und Polyisobutylen (Bei- ao in diesem Fall bei+20⁰C = 20%, bei+10⁰C = 5%, spiele 2, 6,10,14), Mischungen aus Vinylpolymerisaten bei 0°C = 0 % und bei —20° C = O %.
und den Mischpolymerisaten (C) (Beispiele 3, 7, 11,

15) sowie reinen Vinylpolymerisaten (Beispiele 1, 5, 9, Beispiele
13).

Beispiell ²⁵ ^^er Mischung gemäß Beispiel 5 werden gleichzeitig

1,0 Gewichtsteil Polyisobutylen und 5,0 Gewichtsteile

Eine Mischung von 95,4 Gewichtsteilen Suspensions- eines Styrol-Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisates

polyvinylchlorid mit einem K-Wert von 60 und zugesetzt. Die Kugelschlagfestigkeit beträgt nun bei

3,5 Gewichtsteilen eines Stabilisatorgemisches, das aus +20° C = 90 %, bei +10⁰C = 40 %, bei 0°C = 30 %

2 Teilen eines Epoxystabilisatorweichmachers, ITeil 30 und bei—20° C = 30%.

eines Zinnstabilisators und 0,5 Teilen a-Phenylindol Die Verarbeitung zu einer Walzfolie erfolgt bei den

besteht, sowie 1,1 Gewichtsteilen eines Gleitmittel- Beispielen 2 bis 8 wie im Beispiel 1 angegeben,
gemisches, das aus 0,1 Teil Paraffmöl, 0,6 Teilen eines

Gemisches von Cetyl- und Laurylalkohol, 0,4Teilen Beispiel 9
eines Wachses (NN'-Äthylen-bisstearamid) besteht, 35

wird während 5 Minuten bei 180°Czu einer Walzfolie Eine Mischung aus 76,8 Gewichtsteilen Polyvinyl-

von 0,5 mm verarbeitet. Prüflinge dieser Folie werden chlorid (K = 70), 3 Gewichtsteilen Bleistabilisator,

der Kugelschlagfestigkeitsuntersuchung (130 g 1 Gewichtsteil Gleitmittel und 3,2 Gewichtsteilen Füll-

Kugel/150 cm Fallhöhe) bei+20,+10, 0 und-2O⁰C stoff (Titandioxyd) wird auf dem Mischwalzwerk

unterworfen. Die Kugelschlagfestigkeit ist bei allen 40 während 8 Minuten bei 170⁰C zu einer 0,5 mm

Prüftemperaturen 0%. dicken Walzfolie verarbeitet. Diese Folie wird wie im

. . Beispiel 1 angegeben der Kugelschlagfestigkeitsunter-

Beispiel 2 suchung unterworfen. Die Kugelschlagfestigkeit be-

Der Mischung gemäß Beispiell wird zusätzlich trägt bei +20⁰C = 40%, bei 0⁰C = 10%, bei

1,0 Gewichtsteil Polyisobutylen eines Molekularge- 45 -30°C = 0%, bei-4O⁰C = 0%.

wichtes von 15 000 zugesetzt. Die Kugelschlagfestig- . .

keit beträgt in diesem Fall bei +20° C = 20 %, bei B e 1 s ρ 1 e 1 10

+10'⁰C = 10%, bei 0⁰C = 20% und bei -2O⁰C Der Mischung gemäß Beispiel 9 werden 4 Gewichts-

= 10%. teile Polyisobutylen eines Molekulargewichtes von B e i s η i e 1 3 ⁵° 100 ^^0 beigemischt. Die Kugelschlagfestigkeit ist

^p bei +20⁰C = 100%, bei 0⁰C = 100%, bei -3O⁰C

Der Mischung gemäß Beispiell werden 5,0 Ge- =95%, bei -4O⁰C = 85%.

wichtsteile Styrol-Butadien-Acryhiitril-Mischpolyme- . -I₁-.

risat zugesetzt. Die Kugelschlagfestigkeit beträgt in B e 1 s ρ 1 e 1 11
diesem Fall bei +2O⁰C = 20%, bei +1O⁰C = 0%, 55 Der Mischung gemäß Beispiel 9 werden 10 Ge-

bei 0⁰C = 0% und bei — 20⁰C = 0%. wichtsteile eines Methacrylatcopolymerisates, beste-

- . . ₁ . hend aus 80% Mathacrylat, 10% Styrol und 10%

υ e 1 s ρ 1 e 1 4 Butadien, zugesetzt. Die Ergebnisse der Kugelschlag-

Der Mischung gemäß Beispiel 1 werden gleichzeitig festigkeitsuntersuchung sind bei +20⁰C = 100%, 1,0 Gewichtsteil Polyisobutylen und 5,0 Gewichtsteile 60 bei O⁰C = 90%, bei -3O⁰C = 75%, bei —40⁰C

eines Styrol-Butadien-Acrylnitril-Mischpolymerisates =60%.

zugesetzt. Die Kugelschlagfestigkeit beträgt nun bei _R ■ · 1 _υ

+20⁰C = 90%, bei +10⁰C = 70%, bei 0°C = 60% ß e 1 s ρ 1 e 1 iz

und bei — 20°C = 40%. Der Mischung von Beispiel 9 werden gleichzeitig Beispiel 5 ^6s ^ Gewichtsteile Polyisobutylen vom Molekulargewicht

100 000, 10 Gewichtsteile eines Methacrylatcopoly-

Eine Mischung von 92,4 Gewichtsteilen Suspen- merisates, bestehend aus 80% Methacrylate 10%

sionspolyvinylchlorid mit 6,5 Gewichtsteilen Stabili- Styrol und 10% Butadien, zugegeben. Die Kugel-

schlagfestigkeitswerte sind bei +20⁰C = 100%, bei O⁰C = 100%, bei -30⁰C = 100%, bei -4O⁰C = 100%.

Beispiel 13

Eine Mischung, bestehend aus 76,8 Gewichtsteilen Polyvinylchlorid (K = 70), 2,7 Gewichtsteilen Zinn- und Epoxystabilisator, 0,8 Gewichtsteilen Gleitmittel wie im Beispiel 1 sowie 4,6 Gewichtsteilen Füllstoff und Farbpigment (Titandioxyd), wird in 8 Minuten bei 17O⁰C auf dem Mischwalzwerk zu einer 0,5-mm-Walzfolie verarbeitet. Die Kugelschlagfestigkeitswerte sind bei +20⁰C = 7%, bei O⁰C = 0%, bei -3O⁰C = 0%, bei -4O⁰C = 0%.

Beispiel 14

Der Mischung gemäß Beispiel 13 werden 10 Gewichtsteile Polyisobutylen eines Molekulargewichtes von 100 000 zugegeben. Die Kugelschlagfestigkeit beträgt bei +2O⁰C = 100%, bei 0⁰C = 100%, bei ao -30°C = 90%, bei -40⁰C = 35%.

Beis piel 15

Der Mischung gemäß Beispiel 13 werden 11 Gewichtsteile Methacrylatcopolymerisat (wie im Beispiel 12) zugesetzt. Die Kugelschlagfestigkeitswerte sind bei +20⁰C =100%, bei 0°C = 80%, bei -30°C = 67%, bei -4O⁰C = 50%.

Beispiel 16

Der Mischung gemäß Beispiel 13 werden gleichzeitig 10 Gewichtsteile Polyisobutylen mit einem Molekulargewicht von 100 000 und 11 Gewichtsteile Methacrylatcopolymerisat (wie im Beispiel 12) zugegeben. Die Kugelschlagfestigkeitswerte sind bei +2O⁰C = 100%, bei O⁰C = 100%, bei -30°C = 100%, bei -40° C = 100%.

Die Verarbeitung zu einer Walzfolie erfolgt bei den Beispielen 10 bis 16 wie im Beispiel 9 angegeben.

Die Ergebnisse der Beispiele, welche in den nachfolgenden Tabellen zusammengefaßt sind, zeigen eindeutig die erreichte beträchtliche Erhöhung der Kugelschlagfestigkeit durch die Kombination von Vinylpolymerisat mit Polyisobutylen und Mischpolymerisaten von Styrol oder Acrylderivaten.

Tabelle I

	Kugelschlagfestigkeit	C verarbeiteten	O0C	—20° C	Durchschnittlich Prozent	0	0
	(130 g Kugel/150 cm Fallhöhe)	Walzfolien von 0,5 mm Dicke bei			20	10
	An 5 Min./180°	+200C I +1O0C			0	0
Beispiel				60	40
	0			0	0
	20		10	0
1	20		0	0
2	90		30	30
3	0
4	30	0
5	20	10
6	90	0
7	70
8	0
	20
	5
	40

Tabelle II

	Kugelschlagfestigkeit	C verarbeiteten	-30° C	40	10	0	-40° C
		Wabfolien von 0,5 mm Dicke bei	Durchschnittlich Prozent	100	100	95
	(130 g Kugel/150 cm Fallhöhe)	+200C I O0C	100	90	75	0
Beispiel	An8Mm./170°	100	100	100	85
	7	0	0	60
	100	100	90	100
9	100	80	67	0
10	100	100	100	85
11	50
12	100
13
14
15
16

Eine weitere Versuchsreihe zeigt einen Vergleich zwischen der schlagfesten Masse nach der Erfindung mit im Handel befindlichen schlagfesten Vergleichsmassen anerkannter Qualität sowie mit einer Handelsware üblicher Sorte.

Das Vergleichserzeugnis der Tabelle III hat die Zusammensetzung der Masse von Beispiel 12.

Tabelle III

Masse

Beispiel 12

Polyvinylchlorid, schlagfest

Erstes
Handelsprodukt

Zweites Handelsprodukt

Hart-Poly-

vinylchlorid

handelsüblicher

Ware

Farbe

Kalandrierbarkeit

Reißfestigkeit

kg/cm² bei 20⁰C Mittel aus Längs- und Querrichtung

Reißdehnung
% bei 20°C Mittel aus Längs- und Querrichtung...

Kugelschlagfestigkeit, %
Mittel aus je 20 Einzelmessungen bei

+2o°c.:

O⁰C

-4O⁰C

-43⁰C

weißhellcreme

ausgezeichnet 502
24,5

dunkelblaugrün
gut

541
11,5

100
98,5
60

gelb sehr gut

442 23

100

100

maschinegrau

ziemlich gut

584 9

10 0 0

Claims (1)

1. Fortsetzung von Tabelle III

   Masse

   Beispiel

   Polyvinylchlorid, schlagfest

   Erstes
   Handelsprodukt

   Zweites
   Handelsprodukt

   Hart-Poily-

   vinylcHorid

   handelsüblicher

   Ware

   KerbscbJagfestigkeit* cm kg/ern^a· Mittel aus je 20, Einzelmessungen bei

   +20°C

   O⁰C

   -20⁰G

   -40⁰C ,

   Erweichungstemperatur, ° G mm Abbiegung

   24 15,85

   iii

   10,7 78,5

   14,9

   %6

   10,25

   37.

   14
   7,7
   6.5

   80

   7,85 7,55 6,35 6

   76,6

   Patentansoruch- ?ⁿ- ?-^^tra-^cllt Bezogene Druckschriften:

   Patentanspruch. Deutsche Patentschrift Nr, 827 552;, '

   Thermoplastische Formmasse, bestehend aus deutsche Äusjegeschrlf^en Nr. 10^7785, 1045089,

   A. 68 bis 96,9 Gewichtsprozent Vinylpolymeri- ao 1051493; '

   sat, französische Patentschriften Nr. 985327, 1098971,

   B. 0,1 bis 15 Gewichtsprozent Polyisobutylen 1143 244;

   und " britische Patentschriften Nr. 721635, 728 695,

   C. 5 bis 17 Gewichtsprozent Mischjo^me- 836,3,28, 78.5172;

   ri'sation'von Styrol oder Acryl- 25 XJSA.rP§teptschrift Nr. 2 719139; derivaten. " ' austialische Pa|entschrift Nr. 2ΪΪ527.

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