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DE2839356A1 - Zusammensetzung aus einem polycarbonatharz und einem selektiv hydrierten blockcopolymeren einer vinylaromatischen verbindung und einem olefinischen elastomeren - Google Patents

Zusammensetzung aus einem polycarbonatharz und einem selektiv hydrierten blockcopolymeren einer vinylaromatischen verbindung und einem olefinischen elastomeren

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DE2839356A1
DE2839356A1 DE19782839356 DE2839356A DE2839356A1 DE 2839356 A1 DE2839356 A1 DE 2839356A1 DE 19782839356 DE19782839356 DE 19782839356 DE 2839356 A DE2839356 A DE 2839356A DE 2839356 A1 DE2839356 A1 DE 2839356A1
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DE19782839356
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Petrus Cornelius Aloys Abeelen
Jan Bussink
Johannes Wilhelmus Jacob Munck
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General Electric Co
Original Assignee
General Electric Co
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Publication date
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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
    • C08L69/00—Compositions of polycarbonates; Compositions of derivatives of polycarbonates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C08L69/005—Polyester-carbonates

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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Description

Zusammensetzung aus einem Polycarbonatharz und einem selektiv hydrierten Blockcopolymeren einer vinylaromatischen Verbindung und einem olefinischen Elastomeren
Die Erfindung betrifft neue Harz-Zusammensetzungen und insbesondere Polymer-Zusammensetzungen, die ein aromatisches Polycarbonatharz und ein selektiv hydriertes elastomeres Blockcopolymer einer vinylaromatischen Verbindung und eines olefinischen Elastomeren allein oder in weiterer Kombination mit Zusatzstoffen, wie verstärkenden Mitteln, Schäumungsmitteln, Pigmenten und flammhemmenden Mitteln enthalten.
Aromatische Carbonatpolymere sind allgemein bekannte im Handel erhältliche Materialien, die auf dem Kunststoffgebiet eine Vielzahl von Anwendungsmöglichkeiten besitzen. Solche Carbonatpolymere können durch Reaktion eines zweiwertigen Phenols, wie beispielsweise 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, mit einem Carbonatvorläufer, wie Phosgen, in Anwesenheit eines säurebindenden Mittels hergestellt werden. In diesem Zusammenhang wird Bezug genommen auf "Encyclopedia of Polymer Science and Technology"
§09812/0938
Bd. 10, Seiten 710 bis 764, erschienen bei Interscience,New YorJc, 1969. Der Offenbarungsgehalt dieser Veröffentlichung wird durch diese Bezugnahme in vollem Umfange in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Allgemein gesprochen liefern die aromatischen Polycarbonatharzeine hohe Beständigkeit gegenüber Mineralsäuren und sie sind physiologisch ungefährlich und farbbeständig. Weiterhin haben Gegenstände, die aus solchen Polymeren ausgeformt worden sind/ eine hohe Zugfestigkeit und eine hohe Schlagfestigkeit, ausgenommen in dicken Teilen, eine hohe Wärmebeständigkeit und eine Dimensionsstabilität, welche die meisten anderen thermoplastischen !Materialien weit überragt. In gewissen Anwendungen ist die Verwendung der aromatischen Polycarbonatharze jedoch beschränkt, weil I) dieselben eine hohe Schmelzviskosität besitzen, die das Ausformen von komplizierten, großen und insbesondere geschäumten Teilen schwierig macht;
II) dieselben Sprödigkeit aufweisen unter scharfen Schlagbedingungen in dicken Teilen und unabhängig von der Dicke dann, wenn geringe Menge an Verstärkungsmittel, beispielsweise Glas oder Pigmente, beispielsweise Titandioxid, für übliche Zwecke zugegeben werden; und
III) dieselben unter äußerer Beanspruchung schwerwiegende Haarriß- und Sprungbildung aufweisen.
Die Bezeichnung Haarriß- und Sprungbildung unter äußerer Beanspruchung bezieht sich auf eine spezielle Art von Fehler, der durch die Anwesenheit von organischen Lösungsmitteln, beispielsweise Aceton, Heptan und Kohlenstofftetrachlorid beschleunigt wird, wenn solche Lösungsmittel in Kontakt mit den beanspruchten Teilen, die aus den aromatischen Polycarbonatharzen hergestellt worden sind, stehen. Ein solcher Kontakt kann beispielsweise auftreten, wenn die Lösungsmittel verwendet werden, um die aus den Polycarbonaten hergestellten beanspruchten Teile zu säubern oder zu entfetten oder wenn solche Teile in Automobilen verwendet werden, insbesondere unter der Haube.
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Die relativ hohen Schmelzviskositäten und Erweichungspunkte der aromatischen Polycarbonate machen dieselben für das Schmelzverfahren schwierig zu handhaben und es wurden bereits verschiedene Vorschläge zur Verbesserung des Schmelzflusses gemacht, wobei dieselben jedoch Nachtei\e aufwiesen. So können beispielsweise Weichmacher zugegeben werden, wobei indessen andere Eigenschaften verloren gehen, die Teile werden spröde und verlieren einen wesentlichen Betrag ihrer Wärmeverformungsbeständigkeit. Da andererseits in dem US-Patent 3 431 224 bereits vorgeschlagen worden ist, daß geringe Mengen Polyäthylen zugegeben werden können, obgleich dasselbe die Beständigkeit gegenüber Haarriß- und Sprungbildung durch äußere Einflüsse beträchtlich vergrößert, so sind doch geringe Mengen Polyäthylen nicht zu wirksam, um den Schmelzfluß zu steigern ,und eine Vergrößerung des Zusatzes in wirksame Bereiche führt zu dem Ergebnis, daß die ausgeformten Gegenstände delaminieren.
Es wurde numehr gefunden, daß die Zugabe einer geringen Menge eines hydrierten Blockcopolymeren zu aromatischen Polycarbonaten einen Abfall der Schmelzviskosität bewirkt, daß die Wärmeverformungstemperatur jedoch im wesentlichen unbeeinflußt bleibt.
von Praktisch gesehen wird die Schmelzflußlänge/unter Standardbeüingungen ausgeformten Teilen durch 2, 5, 10 und 20% zugegebenes Blockcopolymer wesentlich vergrößert und große geschäumte Teile, die mit unmodifiziertem Polycarbonat besonders schwieria herzustellen sind, werden leicht hergestellt. Die Ergebnisse sind überraschend, weil aromatische Polycarbonate selbst hohe Viskositäten besitzen, die.von der Scherrate nicht sehr abhängig sind; Blockcopolymere besitzen ebenfalls hohe Schmelzviskosität, sie sind jedoch sehr von der Scherrate abhängig, während nach dem Zusammenmischen der beiden eine ganz wesentliche Verminderung der Schmelzviskosität erhalten wird unter den Wert der einzelnen Komponenten. Wie bereits erwähnt wurde, sind hydrierte Blockcopolymere von der Art, wie sie definiert werden, einmalig geeignet für diese Anwendung, weil 5% eines hydrierten Blockcopolymeren den Schmelzfluß bis zu 45% verbessert, während 4% PoIy-
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— ο —
äthylen den Schmelzfluß des aromatischen Polycarbonates bei 3000C auf 13% nur verbessert, so daß wesentlich geringere Mengen des hydrierten Blockcopolymeren Verwendung finden können.
Der zweite größere Vorteil in der Zugabe hydrierter Blockcopolymere zu Polycarbonaten liegt in der Verbesserung der Schlagbeständigkeit bei dickwandigen ausgeformten Gegenständen. Normalerweise sind dickwandige Werkstücke, die aus aromatischen Polycarbonaten gebildet sind, spröde, selbst wenn dieselben aus einem Harz hergestellt sind, welches bei dünnen Wänden völlig zufriedenstellend ist. Zum Beispiel fällt die Izod-Kerbschlagfestigkeit einer 0,32 cm (1/8") dicken Probe von 76 kg/cm (16ft. lbs./in.) bei ü)ßer Verdopplung der Probendicke auf 0,64 cm (1/4 in.) auf 14 kg/cm (2,5 ft.lbs.).Polyolefine, wie sie in dem obengenannten US-Patent 3 431 224 beschrieben sind, verbessern die Situation etwas, ihre Verwendung ist jedoch aufgrund der Neigung zur Delaminierung auf 3% begrenzt und in jedem Falle kann die Kerbschlagfestigkeit nur auf etwa 33 kg/cm bei 0,64cm (1/4 in.) Proben durch das Polyäthylen gesteigert werden.überra-schenderweise wurde nunmehr gefunden, daß nur 3 Gew.-% eines hydrierten Blockcopolymerei in der Lage sind, die Schlagfestigkeit einer 0,64 cm (1/4 in.) dicken Probe von 14 kg/cm auf etwa 59,9 kg/cm (11 ft. lbs./in.) zu steigern, was dem Wert für ein dünnwandiges unmodifiziertes Polycarbonat nahe kommt.
Der dritte große Vorteil bei der Zugabe der hydrierten Blockcopolymere zu den Polycarbonaten besteht darin, ihre Beständigkeit gegenüber Umwelteinflüssen zu verbessern. Die ausgeformten Teile können daher einer größeren Dehnung unterworfen werden, bevor die Bruchbildung beginnt, ohne daß andere ihrer wünschenswerten Eigenschaften in merklicher Weise beeinträchtigt werden. Obgleich das US-Patent 3 431 224 offenbart, daß Polyolefine und andere Harze für diesen Zweck brauchbar sind, und die deutsche Patentveröffentlichung 2 329 585 die Zugabe von gummiartigen, willkürlichen Polymeren und Copolymerei offenbart, um gewisse Eigenschaften der aromatischen Polycarbonate zu ver-
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bessern, so wurde doch hinsichtlich der hydrierten Blockcopolymeren gefunden, daß dieselben ausgezeichnet und einmalig geeignet sind, um die Zeit bis zur Bruchbelastung der Teile unter Dehnung, beispielsweise durch Eintauchen in aggresive Lösungsmittel, wie Gasolin und Kohlenstofftetrachlorid, meßbar zu verlängern. Alle diese in der vorliegenden Anmeldung besprochenen Veröffentlichungen und Patente werden durch diese Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen.
Die neuen Zusammensetzungen können ebenfalls verstärkt werden, beispielsweise mit fasrigem Glas,und durch Verwendung eines halogenierten aromatischen Polycarbonats in seiner Gesamtheit oder als Teil des Bestandteils (a) und/oder durch Verwendung flammhemmender Zusätze flammhemmend ausgebildet werden, oder sie können pigmentiert werden und/oder nach bekannten Verfahren ausgeformt werden, um so ihr Anwendungsgebiet bei den in der Schmelze verarbeiteten Produkten auszuweiten.
Im Vergleich zu den bekannten Zusammensetzungen haben die erfindungsgemäßen Produkte ebenfalls hohe Steifigkeit und Festigkeit, ausgezeichnetes Oberflächenaussehen und ausgezeichnete Beständigkeit gegenüber Verfärbung durch Wärme.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden hochschlagfeste, thermoplastische Zusammensetzungen geschaffen die in inniger Mischung enthalten:
(a) ein aromatisches Polycarbonatharz mit
(b) einem selektiv hydrierten linearen, regelmäßigen oder radialen Teleblockcopolymeren aus einer polymerisierten vinylaromatischen Verbindung (A) und (A) und einem
η j γι
olefinischen Elastomeren (B) vom A -B-A -, A -(b-A-B) A~, An-(BA)nBr (A)4B,- B (A) ζ oder B/~(AB)nB_74-JTyp, worin η eine ganze Zahl von 1 bis 10 darstellt.
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Bevorzugte Zusammensetzungen sind solche r in denen der Bestand-V'.-il (a) 99,5 bis 50 Gew.-Teile und der Bestandteil (b) 0,5 bis 50 Gew.-Teile des Gesamtgewichtes der Komponenten (a) und (b) urifaßt. In besonders bevorzugten Zusammensetzungen umfaßt der Bestandteil (a) 99,5 bis 90 Gew.-Teile und der Bestandteil (b) 0,5 bis 10 Gew.-Teile des Gesamtgewichtes der Bestandteile (a) und (b) .
In bevorzugten Zusammensetzungen ist der aromatische Polycarbonatbostandteii (a) ein aromatisches Polycarbonat aus einem zweiwertigem Pheno] und einem Carbonat-Vorläufer, wie Phos-gen, einem Ualogonformiat oder einem Carbonatester. Allgemein gesprochen können solche Carbonatpolymere durch die folgenden wiederkehrenden Struktureinheiten der Formel
O
4-0-A-O-C
charakterisiert werden, worinÄ einen zweiwertigen aromatischen
des.
Rest/ xn der Polymerbildungsreaktion verwendeten zweiwertigen Phenols darstellt. Vorzugsweise haben die Carbonatpolymeren eine grundmolare Viskosität (gemessen in p-Dioxan in dl/g bei 300C) im Bereich von etwa 0,35 bis etwa 0,75. Die zweiwertigen Phenole, die für die Schaffung solcher aromatischer Carboantpolymeren benutzt werden können, sind einkernige und vielkernige aromatische Verbindungen, welche als funktioneile Gruppen zwei Hydroxylreste enthalten, von denen jeder direkt an ein Kohlenstoffatom eines aromatischen Kernes gebunden ist. Beispiele solcher zweiwertiger Phenole sind: 2,2—Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan, (Bisphenol-A), Resorcinol, Bis-(4-hydroxy-5-nitrophenyl)-methan, 2,2'-Dihydroxy-diphenyl, 2,6-Dihydroxynaphthalin, Bis-(4-hydroxyphenylsulfon),5'-Chlor-2,4'-dihydroxydiphenylsulfon, 4,4'-Dihydroxydiphenyläther und 4,4'-Dihydroxy-2,5-diäthoxydiphenyläther.
Ein Vielzahl weiterer zweiwertiger Phenole, die zur Schaffung solcher Carbonatpolymeren verwendet werden können, sind in dem US-Patent 2 999 835 offenbart. Es ist selbstverständlich be-
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kannt, zwei oder mehr unterschiedliche zweiwertige Phenole oder ein zweiwertiges Phenol in Kombination mit einem Glykol, einem hydroxyendendem Polyester oder einer zweibasischen Säure in dem Falle, in dem ein Carbonatcopolymer statt einen Homopolymer für die Verwendung als Komponente (a) in der erfindungsgemäBon Zusammensetzung gewünscht wird, zu verwenden, beispielsweise Bisphenol -A und Tetrabrombisphenol-A mit flammhenunendoii Eicronschaften.
Was die Komponente (b) betrifft, so werden die hydrierten BLockcopolymere nach bekannten Verfahren hergestellt und sie sind im Handel erhältlich. Vor der Hydrierung umfassen die Emiblocke dieser Copolymeren Homopolymere oder Copolymere, die vorzugsweise von alkenylaromatischen Kohlenwasserstoffen und insbesondere vinylaromatischen Kohlenwasserstoffen hergestellt worden sind, worin der aromatische Anteil entweder monocyclisch oder polycyclisch ist. Typische Monomeren umfassen Styrol, OC-Methylstyrol, Vinyltoluol, Vinylxylol, Äthylvinylxylol und Vinylnaphthalin, insbesondere Styrol,oder Mischungen derselben. Die Endblöcke (A) und(A ) können gleich oder unterschiedlich sein. Der Zentralblock (B) kann von beispielsweise Butadien, Isopren, 1,3-Pentadien und 2,3-Dimethylbutadien abgeleitet sein und er kann eine lineare, regelmäßige oder teleradialo Struktur besitzen.
Die selektiv hydrierten linearen Blockcopolymeren sind in dem US-Patent 3 333 024 beschrieben.
Das Verhältnis der Copolymeren und die durchschnittlichen Mole kulargewichte können innerhalb weiter Grenzen variieren, obgleich das Molekulargewicht des Zentralblockes größer sein sollte als dasselbe der vereinigten Endblöcke. Es wird bevorzugt, Endblöcke A mit durchschnittlichen Molekulargewichten
ist
von 2000 bis 100 000 zu bilden und der Zentralblock B/ beispielsweise ein hydrierter Polybutadienblock mit einem durchschnittlichen Molekulargewicht von 25.000 bis 1,000.000. Es wird noch
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mehr bevorzugt, wenn die Endblöcke durchschnittliche Molekulargewichte von 8000 bis 60 000 aufweisen, während die hydrierten Polybutadienpolymerblöcke ein durchschnittliches Molekulargewicht zv/ischen 50 000 und 300 000 besitzen. Die Endblöcke umfassen vorzugsweise 2 bis 60 Gew.-% oder mehr, vorzugsweise 15 bis 40 Gew.-% des gesamten Blockpolymeren. Die bevorzugten Copolymere sind solche, die aus einem Copolymeren mit einem hydrierten/gesättigten Polybutadien-Zentralblock gebildet sind, worin 5 bis 55 % oder mehr, vorzugsweise 30 bis 50 % der Butadlenkohlenstoffatome Vinylseitenketten sind.
Die hydrierten Copolymere besitzen eine durchschnittliche Ungesättigtheit von weniger als 20 % des ursprünglichen Wertes. Es wird bevorzugt, die Ungesättigtheit des Zentralblocks B auf 10% oder weniger, vorzugsweise auf 5% seines ursprünglichen Wertes zu vermindern.
Die Blockcopolymeren werden nach den dem Fachmann bekannten Techniken hergestellt. Die Hydrierung kann unter Verwendung einer Vielzahl von Hydrierungskatalysatoren, wie Nickel oder Kieselgur, Raney-Nickel, Kupferchromat, Molybdänsulfid und fein verteilten Platin oder anderen Edelmetallen auf der Oberflächenzone eines Trägers durchgeführt werden.
Die Hydrierung kann bei einer beliebigen gewünschten Temperatur oder einem belie-bigen gewünschten Druck von Atmosphären-Druck bis 21 kg/cm* (300 psig) betragen, wobei der übliche Bereich zwischen 7 kg/cm2 und 70 kg/cm2 bei Temperaturen von 24°C bis 315°C (75°F bis 6000F) betragen und die Reaktionszeiten zwischen 0,1 und 24 Stunden, vorzugsweise 0,2 bis 8 Stunden betragen.
Die Hydrierten Blockcopolymere, wie Kraton G-6500, Kraton G-6521, Kraton G--1650 und DratonG-1652 der Firma Shell Chemical Company, Polymer Division haben sich bei der vorliegenden Er-
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findung als brauchbar erwiesen. Kraton G-1650 wird bevorzugt. Ebenfalls brauchbar sind die sogenannten hydrierten Solprene von Phillips, insbesondere das Produkt mit der Bezeichnung Solprene-512.
Die radialen Teleblock-Cop'-ilymere, von denen die Solrirene typische Beispiele darstellen, können dadurch charakterisiert werden, daß sie wenigstens 3 Polymerzweige aufweisen, wobei jeder Zweig des radialen Blockpolymeren endständige nicht elastomere
w,eise ι Segmente enthält, beispiels-y(A) und (A ) , wie sie vorstehend definiert sind. Die Zweige der radialen Blockpolymere enthalten ein endständiges nicht elastomeres Segment, welches an ein elastomeres Polymersegment gebunden ist, beispielsweise (B), wie es vorstehend definiert ist. Dieselben sind in den US-Patenten 3 753 936 und 3 281 383 beschrieben und sie sind selektiv hydriert durch an sich bekannte Verfahren, Die Bezeichnung "selektive Hydrierung" wird hierin verwendet, um Polymere- ins Auge zu fassen, in denen die elastomeren Blöcke (B) hydriert sind, nicht jedoch die nicht elastomeren Blöckf hydriert, d.h. aromatisch gelassen sind.
nicht jedoch die nicht elastomeren Blöcke (A) und (A ), die un-
Wie vorstehend bereits erwähnt, können andere Zusätze in den Zusammensetzungen vorhanden sein, wie Pigmente, beispielsweise Titandioxid, flammhemmende Mittel und Verschäumungsmittel, beispielsweise 5-Phenyltetrazol, in Mengen, die von etwa 0,1 bis 100 Gew.-Teilen der gesamten harzartigen Zusammensetzungen (a) und (b) in der Zusammensetzung enthalten sind.
Unter den bevorzugten Merkmalen der voliegenden Erfindung sind verstärkte Zusammensetzungen enthalten, welche verstärkende Mengen von Verstärkungsmitteln, wie Pulvern, Whiskern, Fasern oder Plättchen von Metallen, beispielsweise, Aluminium, Bronze, Eisen oder Nickel und Nichtmetallen, beispielsweise Kohlenstoff äden, nadeiförmiges Calciumsilikat, Asbest, SiO„, Titanatwhiskers und Glasflocken enthalten. Solche Verstärkungsmittel
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sind in Mengen von beispielsweise 2 bis 60 Gew.-%, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-% vorhanden. Als Verstärkungsmittel wird faseriges Glas besonders bevorzugt.
Das Verfahren zur Herstellung der Polymerzusammensetzung ist nicht kritisch. Allgemein ist jede bekannte Mischtechnik geeignet. Das bevorzugte Verfahren umfaßt das Mischen der Polymeren und der Zusatzstoffe, wie der Verstärkungsmittel in Pulver-, Granulat- und fadenförmiger Form - wie es jeweils der Fall ist das Extrudieren der Mischung und das Zerkleinern zu Pellets, die für das Ausformen nach herkömmlich verwendeten Verfahren geeignet sind, um so normalerweise feste, thermoplastische Zusammensetzungen zu ergeben.
Die Vorteile die durch Schaffung von Zusammensetzungen aus einem aromatischen Polycarbonat-Harz und einem selektiv hydrierten, eiastomeren vinylaromatischen olefinischen A-B-A Blockcopolymer erhalten werden, werden durch die nachfolgenden Beispiele im Einzelnen veranschaulicht, die indessen lediglich zur Erläuterung der Erfindung, keineswegs jedoch zur Begrenzung der Erfindung angeführt werden.
Die nachfolgenden Formulierungen wurden nach einer allgemeinen Verfahrenstechnik hergestellt, die das mechanische Mischen der Komponenten und das anschließende 4-stündige Vortrocknen bei 1250C und anschließend das Extrudieren in einem Doppelschnecken-Extruder von Werner und Pfleiderer (WP) bei 3000C umfaßt. Nach dem Extrudieren wurden die Materialien 4 Stunden bei 1250C getrocknet, bevor sie in einer hin- und hergehenden Schneckenspritzgußmaschine bei 260 bis 3200C (Zylindertemperatur) und 20 bis 115°C (Formtemperatur} zu Teststücken ausgeformt wurden. Um schäumbare Zusammensetzungen herzustellen,wurde/pelletisierte Extrudat mit 5-Phenyltetrazol, und zwar 0,25 Teilen pro 100 Teile von (a) und (b)/gemischt. Die unter Schäumen erfolgende Ausformung wird in einer Siemag-Einheit mit einem Weichmacher/Sammler durchgeführt. Alle Bedingungen sind standardmäßig für Polycarbonate.
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Alle Polycarbonat-Bestandteile enthielten eine geringe Menge, beispielsweise 0,1 % einer Stabilisatorkombination, d.h. herkömmliches Phosphit/gehindertes Phenol. Die physikalischen Tests wurden nach den folgenden Verfahren durchgeführt: Tzod-Kerbschlagfestigkeit anhand von 0,64 cm und 0,32 cm dicken Proben; "falling dart11 Schlegfestigkeitstests mit 0,32 cm dicken scheibenförmigen Proben; Zugfestigkeit und Modul, Biegefestigkeit und Modul, Hitzeverformungstemperatur; scheinbare Schmelzviskosität bei 1500 Sek." und 3000G und im Fall von Schäumen Gardner-Schlagfestigkeit und Charpy-Schlagfestigkeit. Die hergestellten Zusammensetzungen und die physikalischen Eigenschaften der ausgeformten Stücke waren wie folgt:
Beispiel 1
Es wurde eine Zusammen-setzung hergestellt, ausgeformt und getestet,
Beispiel 1 1A*
Zusmamensetzung (Gew.-Teile)
(a) Poly-(2,2-diphenylpropan)-
carbonata 97 100
(b) hydriertes Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymer 3
Eigenschaften
grundmolare Viskositätszahl dl/g 0,62 0,56
Izod-Kerbschlagfestigkeit (0,32 cm) kg/cm
(0,64 cm) kg/cm
"Falling dart" Schlagfestigkeit kg/m
Zugfestigkeit kgf/cm2 Zugmodul kgf/cm2
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71 76
60 14
;· 20 /20
580 630
23.600 24.300
Fortsetzung der Tabelle
T?eisDiel 1 1Λ*
Biegefestigkeit kgf/cn2 :?Aegemodul kgf/cm2
III tzeverf οrm.ungstempera tür bei 18,5 kg/cm2,
Schmelzviskosität (Poise)
910 23 950
22. 700 .900
139 3 140
2. 900 .900
* Kontrollversuch
a General Electric Company, Lexan 160 (ungefähres Molekulargewicht) b Shell Chemical Company, Kraton G-1650
Au.s Vorstehendem ist ersichtlich, daß die Schmelzviskosität ganz beträchtlich herabgesetzt wird und die Schlagfestigkeit des dicken Teiles wesentlich verbessert wird, ohne daß ein Verlust von anderen Eigenschaften in der Zusammensetzung nach Beispiel 1 auftritt.
Beispiel 2
Es wurde eine Zusammensetzung mit einem aromatischen Polycarbonat mit einem höheren Molekulargewicht hergestellt:
Beispiel 2 2A*
Zusammensetzung (Gew.-Teile)
(a) Poly-(2,2-diphenylpropan)-
carbonata 95 100
(b) hydriertes StyroI-Butadien-Styrol-Blockcopolymer 5
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- IS -
Fortsetzung der Tabelle
Beispiel 2 27v*
Eigenschaften
grundmolare Viskositätszahl dl/g 0,59 0,59
Izod-Kerbschlagfestigkext
(0,32 cm) kg/cm
(0,64 cm) kg/cm		 71
60		 7 6
14
"Palling Dart"-Schlagfestigkeit
kg/m		 >20 > 20
Zugfestigkeit kgf/cm* 560 630
Zugmodul kgf/cm2 22.500 24.3 00
Biegefestigkeit kgf/cm2 900 950
Biegemodul kgf/cm* 22.000 23.900
Kitzeverformungstemperatür
bei 18,5 kg/cm2 , 0C		 138 14 0
Schmelzviskosität (Poises) 2.200 r>.000
* Kontrollversuch
a General Electric Company Lexan 100 (ungefähres Moleku i aiyewicbt) b Shell Chemical Company, Kraton 0-1650
Aus Vorstehendem ergibt sich wiederum eine merkliche; Reduktion der Schmelζviskosität und ein Anstieg der Schlagfestigkeit der dickeren Teile.
909812/093S
BAD ORIGINAL
Reispiel 3
Es wurde eine mit Glas verstärkte Zusammensetzung hergestellt und getestet:
Beispiel 3 3A*
Zusammensetzung (Gew.-Teile)
(a) PcIy-(2,2-diphenylpropan)-
carbonatd 90 9 5
(b) hydriertes Styrol-Butadien-
Styrol-Copolymer y 5 -
(c) fasriges GlasverStärkungsmittel 5 5
Eigenschaften
grundmolare Viskositätszahl dl/g 0,57 0,57
Izod-Kerbschlagfestigkeit (Q,32 cm) kg/cm
(0,64 cm) kg/cm
"Falling dart"-Schlagfestigkeit kg/m
Zugfestigkeit kgf/cm2 Zugmodul kgf/cm2 Biegefestigkeit kgf/cm2 Biegemodul kgf/cm2
Hitzeverformungstemperatur bei 18,5 kg cm2, 0C
Schmelzviskosität (Poises)
37 29 14
22 14
V 20 27 19
610 635
28.000 4 .000
940 990
25.000 .000
140 140
2.000 .800
* Kontrol!versuch a General Electric Co., Lexan b Shell Chemical Co., Kraton G-1650
Es werden nicht nur die Fließeigenschaften merklich verbessert, sondern auch der schwerwiegende Versprödungseffekt des Glases sowohl bei dicken als auch bei dünnen Wänden wird umgekehrt.
009812/0938
Beispiel 4
Es wurde eine pigmentierte Zusammensetzung hergestellt und getestet:
Beispiel 4 4Λ*
Zusammensetzung (Gew.-Teile)
(a) Poly-(2,2-diphenylpropan)-
carbonat 95 98
(b) hydriertes Styrol-Butadien.
Styrol-Blockcopolymer 3
(c) Pigment, Titandioxid 2 2
Eigenschaften
grundmolare Viskosität dl/g 0,57 0,57
Izod-Kerbschlagfestigkeit (0,32 cm) kg/cm)
(0,64 cm) kg/cm
"Falling dart"-Schlagfestigkeit kg/cm
Zugfestigkeit kgf/cm2 Zugmodul kgf/cm2
Hitzeverfοrmungstemperatür bei 18,5 kg/cm2, 0G
Schmelzviskosität (Poises)
73 24 14
19 14
■-20 4 /20
615 635
23 .800 .500
138 140
2 .900 .500
* Kontrollversuch a General Electric Co. Lexan b Shell Chemical Co., Kraton G-1650
Die Efteßeigenschaften und die Schlagfestigkeit sind verbessert, ohne daß ein Verlust bei den anderen wichtigen Eigenschaften eingetreten ist.
909812/0938
Beispiel· 5
Ea wurde eine verstärkte, flammhemmende, geschäumte Zusammensetzung hergestellt, ausgeformt und getestet:
J>tiispie.l 5 5A*
(Gew. -Teile)
{·;) Poly-(2 , 2-dipheny!.propan) -
carbonatn 90 95
(L) hydriertes Styrol-Butadien-
Styrol-Blockcopolymer 5
(c) Glasfaser-Verstärkungsmittel· 5 5
(<?.) Natriumsalz der Trichlorbenzol-
sulfons.'.'ure, flamnihemmendes Mittel 0,8 0,8
(e) 5-PhenyItetrazol-Schäumungsmittel· 0,25 0,25 Eigenschaften
grundmolare Viskositätszahl dl/g Zugfestigkeit kgf/cm2 Zugmodul kgf/cm2 Biegefestigkeit kgf/cm2 Biegemodul kgf/cm2
Hitzeverformungstemperatür 18,5 kg/cm2, 0C
Schmelzviskosität (Poise)
Gardner-Schlagfestigkeit in.ibs.
Charpy-Schl·agfestigkeit kgfcm/cm2 kein Bruch
0 .59 17, 0 ,59
316 320
14. 700 20. .000
570 610
17. 900 4. .000
126 126
3. 000 .000
200 105
kein Bruch kein Bruch
* Kontrollversuch a General Electric Co., Lexan b Shell Chemical Co. Kraton G-1650
Wegen der verbesserten Verarbeitbarkeit lassen sich große Teile, beispielsweise von 3 bis 4 kg Gewicht mit einer optimalen Dichte von 0,7 bis 0,9 g/cm3 aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung Ausschäumen und sie haben Oberflächen mit überragendem Glanz.
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Typische Eigenschaften für Baustoffschäume sind lange Quollzeiten und hohe Temperaturen, die für die Fließerforderni sat.« notwendig sind. Dies führt entsprechend zu schwerwiegenden technischen Problemen, die durch einen Polymerzusaniinenbrueh verursacht, werden, wenn die chemischen Blähmittel vorhanden sind. D. us Beispiel der vorliegenden Erfindung behebt diese Schwierinko? ten in jeder Hinsicht.
Beispiele 6 bis 9
Es wurde eine Reihe von Zusammensetzungen hergestellt und ausgeformt und die durch äußere Beanspruchung auftretenden Sprünge unter einer Biegebelastung von 0,25 % Dehnung nach dem Eintauchen in Kohlenstofftetrachlorid nach an sich bekannten Verfahren bestimmt.
Beispiel 6A*
(a) Poly-(2,2-diphenylpropancarbonat ϊ a 100
(b) Poly- (2,2-diphenylpropancarbonat)
95
100
9 5
(c) hydriertes Styrol-
Butadien-Styrol-
Blockcopolymer0 -		 _ 2 5 _ 2 4
Eigenschaften
Beginn der Rißbildung
nach		 31
Sek.		 45
Sek.		 2
Min.		 45
Sek.		 Min. > 12
Min
katastrophale Rißbildung nach
1 na > w
Min. Min. Min.
50 >12 >12 Sek. Min» Min.
* Kontrol!versuch
a General Electric Co., Lexan 121
b General Electric co. r Lexan 101
c Shell Chemical Co., Kraton G-1650
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iAD OWQIMAL
Die Zusammensetzungen gemäß der vorliegenden Erfindung zeigen eine wesentliche Verbesserung der Rißbeständigkeit untor Belastung.
In einem anderen Test wurden aus jeder der Zusammensetzungen 6 und 6A Zugspannungsstäbe gemäß DIN-Norm ausgeformt und unter konstanter Deformation von 2,8% 24 Stunden gelassen. Probe 6Λ zeigte viele Risse, während bei Beispiel 1 keine RißbiT.dung auftrat, wodurch die überragende Beständigkeit inbezug auf die Relaxationsbeanspruchung in Luftumgebung hervorgeht.
Beispiel 10
Eine Zusammensetzung gemäß Beispiel 1 (97 Teile Poly-(2, 2-diphenylpropan)-carbonat und 3 % hydriertes (Styrol-Butadien-Stycol-Blockcopolymer) wurde zu 0,32 cm dicken Scheiben ausgeformt und dem "Falling Dart"-Schlagfestigkeitstest unterworfen. Die Scheiben wurden dann dem Test auf Rißbeständigkeit unter äußerer Beanspruchung unterworfen, wobei die folgenden Resultate erzielt wurden:
eingetaucht in
Kohlenstofftetrachlorid Benzin (Super-Petrol)
Effekt
kein Bruch, nur geringe Haarrisse nach langen Eintauchzeiten
kein Bruch, Im wesentlichen keine Haarrisse, selbst nach sehr langen Eintauchzeiten
Beispiel 11
Eine flammhemmende, geschäumte, glasverstärkte Zusammensetzung nach Beispiel 5 wurde zu Teststäben ausgeformt, in Benzin (Super-Petrol) eingetaucht und die maximale Biegefestigkeit als Funktion der Zeit bis zu 50 Min. bestimmt und mit derjenigen von Stäben verglichen, die aus geschäumten Polycarbonat-Kontrollproben hergestellt worden waren. Anfänglich hatten beide Stäbe eine maxi-
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male Biegefestigkeit von 560 kgf/cm2. Der Kontrollstab fiel innerhalb von 2 Min. auf 100 kgf/cm2 ab und stabiliserte sich auf diesem Wert. Die Zusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung fiel während 20 Min. langsam auf 250 kgf/cm2 ab und unterschritt diesen Wert bis nach 50-minütiger Eintauchzeit nicht.
Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß die Zugabe der Blockcopolymeren zu den aromatischen Polycarbonaten die Dehnbarkeit fördert, anstatt bei dickwandigen Körpern die Versprödungsdeformation zu erhöhen.
Die gleiche vorteilhafte Verbesserung der Dehnungsdeformation wird mit pigmentierten und mit Glasverstärkungsmitteln versehenen Zusammensetzungen erreicht, die für ihre Versprödung aromatischer Polycarbonate notorisch bekannt sind.
Es wurden auch flammheinmende Modifikationen hergestellt, die nicht spröde sind und im geschäumten Zustand überlegene Eigenschaften aufweisen.
Die Bruchbeständxgkeit unter äußerer Beanspruchung wurde sowohl für Feststoffe als auch für Schäume drastisch verbessert.
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Claims (10)

Patentansprüche
1) Thermoplastische Zusammensetzung,
dadurch gekennzeichnet, daß sie in inniger Mischung enthält:
(a) ein aromatisches Polycarbonatharz mit
(b) einem selektiv hydrierten linearem, aufeinanderfolgenden oder radialen Teleblock-Copolymer einer polymerisierten vinylaromatischen Verbindung (A) und (A) und einem ölefinischen Elastomeren (B) vom A -B-A-; A (B-A-B) -A-;
η η η η η
_ Bf (A)4B-; B(A) j; oder B/TAB)nB_74~Typ, worin η eine
ganze Zahl von 1 bis 10 darstellt.
2) Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (a) 99,5 bis 50 Gew.-Teile und der Bestandteil
(b) 0,5 bis 50 Gew.-Teile des Gesamtgewichtes der Bestandteile
(a) und (b) umfaßt.
3) Zusammensetzung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Bestandteil (a) 99,5 bis 90 Gew.-Teile und der Bestandteil
(b) 0,5 bis 10 Gew.-Teile des Gesamtgewichtes von (a) und (b) umfaßt.
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4) Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das aromatische Polycarbonat ein Polycarbonat des Bisphenols-A ist.
5) Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, da-
dem ι
durch gekennzeichnet, daß bei/Bestandteil (b) (A) und (A) ausgewählt ist aus Styrol, d. -Methylstyrol, Vinyltoluol, Vinylxylol und Vinylnaphthalin und (B) ausgewählt ist aus polymerisiertem Butadien, Isopren, 1,3-Pentadien oder 2,3-Dimethylbutadien.
6) Zusammensetzung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Bestandteil (b) (A) und (A ) Styrolblöcke sind.
7) Zusammensetzung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bestandteil (b) die Endblöcke (A) und (A) jeweils Molekulargewichte von 2000 bis 100 000 aufweisen und der Zentralblock (B) ein Molekulargewicht von 25 000 bis 1 000 besitzt.
8) Verstärkte Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin einen verstärkten Füllstoff enthält.
9) Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein flammhemmendes Mittel aufweist.
10) Zusammensetzung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie weiterhin ein Schäumungsmittel aufweist.
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