-
Zusammensetzung aus einem aromatischen Polycarbonat und einem
-
Siloxy-Oxyalkylen-Blockcopolymeren Die Erfindung betrifft eine plastifizierte
stabilisierte Polycarbonat-Zusammensetzung, die in Mischung ein aromatisches Carbonatpolymer
und eine geringe Menge eines Oxyalkylen-Siloxan-Blockcopolymeren enthält.
-
Polycarbonate sind sehr schwierig aus Schmelzen zu verarbeiten, weil
die Schmelzen derselben außerordentlich hohe Viskositäten besitzen. Gewisse Verbindungen,
die in herkömmlicher Weise verwendet werden, um die Verarbeitbarkeit der Polymeren
zu verbessern, erzeugen bei Polycarbonaten eine Versprödung, wenn sie mit denselben
vermischt werden und die Harze erhöhten Temperaturen, wie sie beim Ausformen auftreten,
unterworfen werden.
-
Es wurde nunmehr überraschenderweise gefunden, daß durch Zumischung
einer geringen Menge eines Siloxan-Oxyalkylen-Blockcopolymeren zu einem aromatischen
Carbonatpolymer die erhaltene Polycarbonat-Zusammensetzung eine verringerte Schmelzviskosität
besitzt und nach dem Ausformen nicht spröde wird und so ihre charakteristische hohe
Schlagfestigkeit beibehält.
-
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden plastifizierte Polycarbonat-Zusammensetzungen
geschaffen, die in Mischung enthalten: (a) ein aromatisches Carbonatpolymer und
(b) eine geringe Menge eines Siloxy-Oxyalkylen-Blockcopolymeren.
-
Ein bevorzugter Siloxy-Oxyalkylen-Blockcopolymerbestandteil (b) weist
die folgende Formel I auf: (R) (Sio3) 1 y /TCnH2nO) zR27a -3 -73x-a 1 x -worin R
ein Kohlenwasserstoffrest mit der Wertigkeit x ist, R1 und R² einwertige Kohlenwasserstoffreste
sind, R³ ein Alkylrest oder R3Si-Rest ist, x eine ganze Zahl mit einem Wert von
wenigstens 1 ist, y eine ganze Zahl mit einem Wert von wenigstens 3 ist, n eine
ganze Zahl mit einem Wert von 2 bis 4 ist, a eine ganze Zahl mit einem Wert von
wenigstens 1 ist und nicht größer als 3x ist und z eine ganze Zahl mit einem Wert
von wenigstens 5 ist, sowie Mischungen derselben.
-
Ein bevorzugter Bestandteil(b)weist die folgende Formel auf:
worin p+q+r = y sind und die vorstehend gegebene Definition besitzen und y einen
Mindestwert von 3 aufweist und R, R1, R2 und z die gleiche Bedeutung wie in Formel
I aufweisen.
-
Ein besonders bevorzugter Bestandteil (b) besitzt die Formel
worin R3 ein C1-C6-Alkyl ist, 1 5 bis 50 ist, m 10 bis 30 ist und
n 0 bis 35 ist.
-
Die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung verwendet
Menge des Bestandteils (b) kann von 0,3 bis 5,0 Teilen, vorzugsweise 0,4 bis etwa
1,0 Teilen pro 100 Teile des aromatischen Carbonatpolymeren (a) variieren.
-
Die Siloxan-Oxyalkylen-Blockcopolymerbestandteile (b) werden nach
Verfahren hergestellt, die in dem US-Patent 2 834 748 beschrieben sind. Der Offenbarungsgehalt
dieses US-Patentes wird durch diese Bezugnahme in vollem Umfange in die vorliegende
Anmeldung aufgenommen.
-
Die aromatischen Poycarbonate (a), die bei der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können, sind Homopolymere und Copolymere sowie Mischungen derselben,
welche eine grundmolare Vsikositätszahl (I.V.) von 0,40 bis 1,0 dl/g, gemessen in
Methylenchlorid bei 250C aufweisen und die durch Reaktion eines zweiwertigen Phenols
mit einem Carbonatvorläufer hergestellt werden. Typische Beispiele für einige dieser
zweiwertigen Phenole, die bei der praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung
verwendet werden können, sind: Bisphenol-A, (2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan),
Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(4-hydroxy-3-methylphenyl)-propan, 4,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-heptan,
2,2-(3,5,-3',5'-Tetrachlor-4,4'-dihydroxydiphenyl)-propan, 2,2-(3,5,3'5'-Tetrabrom-4
44 -dihydroxydiphenyl) -propan (Tetrabrombisphenoi-A), (3,3' -Dichlor-4,4'-dihydroxyphenyl)
-methan. Andere zweiwertige Phenole vom Bisphenoltyp stehen ebenfalls zur Verfügung
und sie sind in den US-Patent 2 999 835, 3 028 365 und 3 334 154 offenbart.
-
Es ist selbstverständlich auch möglich, zwei oder mehrere unterschiedliche
zweiwertige Phenole oder ein Copolymer aus einem zweiwertigen Phenol mit einem Glykol
oder mit einem mit einer Hydroxy- oder säuregruppe endendem Polyester oder it einer
zweibasischen Säure zu verwenden. Beispiele der Copolymeren mit zweibasischen Säuren
sind in dem-US-Patent 3 169 121 offenbart Ebenso
können bei der
praktischen Durchführung der vorliegenden Erfindung Mischungen aus beliebigen der
obengenannten Materialien verwendet werden, um dem aromatische nCarbonatpolymerbestandteil
zu liefern.
-
Bevorzugte aromatische Polycarbonatbestandteile (a) leiten sich vom
Bisphenol-A ab sowie von einer Mischung aus Bisphenol-A und Tetrabrombisphenol-A.
-
Die vorliegenden Zusammensetzungen können weiterhin einen Organophosphit-
oder Organophosphonit-Costabilisator der Formeln:
enthalten, worin R4, R5 und R6 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff,
C1 1-20 -Alkyl7 Cg-20 ArylT C4~20-Cycloalkyl-, C1~20-Aralkyl- und C120-Alkylaryl-Resten,
worin wenigstens 1 R-Rest von Wasserstoff verschieden ist.
-
Typische Beispiele für die Phosphite, die bei der praktischen Durchführung
der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, sind: Diphenyldodecylphosphi
t, Diphenylpentaerytritolphosphit, Triphenylphosphit, Di-(t-butylphenyl)-octylphosphit,
Tris- (nonylphenyl) -phosphit und Dipropylphenylpllosphit.
-
Die Phosphonite umfassen Phenyldiphenylphos-phonite und DiphenyL-pentaerythritolphosphonit.
Die bevorzugtenrhosphite sind Triorganophosphiter z.B. Tris- (p-nonylphenyl) -phosphit,
Tridecylphosphit und Diphenyldecylphosphit.
-
Die Menge er Phosphite oder Phosphonite kann innerhalb weiter Grenzen
variieren. Vorzugsweise liegt die Menge im Bereich von 0,005 bis 1,0 Gew.-Teile,
mehr bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 0,25 Gew.-Teilen pro 100 Teile des Bestandteils
(a).
-
Die vorliegenden Zusammensetzungen können weiter co-stabilisierende
Epoxyverbindungen enthalten, die ausgewählt sind aus den folgenden: I. Derivate
von Epoxyäthan, die durch die folgende Formel wiedergegeben werden:
worin R7, R8, R9 und R10 unabhängig voneinander ausgewählt sind aus Wasserstoff,
Alkylresten mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, Arylresten mit 6 bis 24 Kohlenstoffatomen,
-CH OR11 ,H OCOR11 -CH2OCOR X, -'COOCH2X, -CH2OR12OCH2X, worin R Alkyl mit 1 bis
24 Kohlenstoffatomen oder Aryl mit 6 bis 24 Kohlenstoff-R12 atomen darstellt und
worin R12 Alkylen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen und X ein Oxiranring ist.
-
II. Derivaten von Epoxycyclohexan, die durch die folgende Formel wiedergegeben
werden:
worin R13 bis R20 jeweils unabhängig voneinander ausgewählt sind aus der Gruppe
bestehend aus Wasserstoff, Alkyl mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen, -COOR21 1, -OCOR21,
-COOR22X, -OCOR22-COOX, worin R21 Alkyl mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen darstellt
und R22 Alkylen mit 1 bis 24 Kohlenstoffatomen ist und X einen Oxiranring darstellt.
-
Die Menge der verwendeten Epoxyverbindung kann von 0,01 bis 0,5 Gew.-%,
vorzugsweise 0,03 bis 0,3 Gew.-%, bezogen auf die Zusammensetzung, variieren.
-
Typische Epoxyverbindungen sind: 3, 4-Epoxycyclohexylmethyl-3 4 epoxycyclohexancarboxylat,
2,3-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat, 4- (3, 4-Epoxy-4-methylcyclohexyl)
-butyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat, 3,4-Epoxycyclohexyläthylenoxid, Tetrabrombisphenol-A-diglycidiläther,
Diglycidilester er Phthalsäure, epoxidiertes Sojabohnenöl, epoxidiertes Leinsamenöl,
Bisepoxycyclohexyladipat, Butadiendiepoxid, Tetraphenyläthylenepoxid, Octylepoxytallat
und epoxidiertes Polybutadien, 3,4-Dimethyl-1,2-epoxycyclohexan, 3-Methyl-5-tert.-butyl-1,2-epoxycyclohexan
und Octadecyl-2,2-dimethyl-3,4-epoxycyclohexancarboxylat.
Die bevorzugte
Epoxyverbindung ist 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3,4-epoxycyclohexan-carboxylat.
-
Es wurde bereits erwähnt, daß pigmentierte Polycarbonate besonders
schwierig zu stabilisieren sind. Unter den für diesen Zweck verwendbaren Pigmenten
sind Titandioxid, Zinksulfid, basisches Bleicarbonat, Kaliumtitanat und gefärbte
Pigmente, beispielsweise Ultramarinblau und Chromoxid. Die Pigmente werden herkömmlicherweise
in Mengen von etwa 0,001 bis 10 Gew.-t verwendet. Die vorliegende Erfindung ist
besonders brauchbar, um pigmentierte Polycarbonat-Zusammensetzungen zu schützen,
in denen das Pigment Titandioxid ist. Titandioxid wird allgemein in Mengen von etwa
1 bis 3 Gew.-Teilen pro 100 Gew.-Teile des aromatischen Carbonatharzes verwendet.
-
Die Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können nach herkömmlichen
Verfahren hergestellt werden.
-
Es ist offensichtlich, daß weitere Materialien zusammen mit den aromatischen
Carbonatpolymeren der vorliegenden Erfindung verwendet werden können, wobei solche
Materialien, wie antistatische Mittel, Formentrennmittel, Pigmente, thermische Stabilisatoren,
UV-Lichtstabilisatoren, verstärkende Füllstoffe, wie Glas und andere inerte Füllstoffe
und Schäummittel umfaßt werden.
-
In den nach-folgenden Beispielen beziehen sich alle Teile und Prozentsätze
auf das Gewicht, sofern nicht ausdrücklich etwas anderes angegeben ist. In jedem
der Beispiele enthielten die Polycarbonat-Zusmamensetzungen 0,1 6ew.-a einer Mischung
aus einem Teil Diphenyloctylphosphit und 2 Teilen 3,4-Epoxycyclohexylmethyl-3v4-epoxycyclohexan-carboxylat
zugemischt.
-
Beispiel 1 Ein Carbonathomopolymer des 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propans
wurde durch Reaktion von im wesentlicher. äquimolaren Mengen Bisphenol-A und Phosgen
in einem organischen Medium mit Triäthylamin, Natriumhydroxid und Phenol unter Standardbedingungen
hergestellt. Die Zusammensetzung wurde dann einem Extruder zuetwa geführt, wobei
der Extruder bei einer Temperatur von/2880C betrieben wurde und die extrudierten
Stränge zu Pellets zerkleinert wurden.
-
Die Pellets wurden dann in ein Plastometer gegeben und die Fließrate
des Polymeren wurde gemäß ASTM D-1238-70, Bedingung 0,gemessen. Die Schmelzflußrate
betrug 17,16g/10 Min.
-
Weiterhin wurden die Pellets im Spritzgußverfahren bei etwa 3150C
zu Testprobestücken mit den Abmessungen 12,5 cm x 12,5 mm x 3,2mm (5" x 1/2" x 1/8")
ausgeformt. Die ungekerbte Izod-Schlagfestigkeit dieser Probestücke wurde dann gemäß
dem Izod-Test ASTM D-256 bemessen. Die Schlagfestigkeit betrug 13,6 ft.lbs./in.
-
Das Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 0,2 Gew.-% eines
Alkoxy(polyalkylenoxid)-Siloxanzusatzstoffes mit der durchschnittlicheii Formel
zugegeben wurden. Die Schmelzflußrate dieser Zusammensetzung betrug 16,98 g/1C Min
während die Schlagfestigkeit 11,8 ft.-lbs. /in. betrug
Das Verfahren
wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 0,4 Gew.-% des Alkoxy- (polyalkylenoxid)
-Siloxanzusatzstoffes zugegeben wurden. Die Schmelzflußrate dieser erfindungsgemäßen
Zusammensetzung betrug 21,67 g/10 Min., während die Schlagfestigkeit 13,6 ft.lbs./in.
betrug.
-
Beispiel 2 Nach dem in Beispiel 1 beschriebnen Verfahren wurde eine
zweite Polycarbonat -Zusammensetzung hergestellt. Die Schmelzflußrate betrug 5,08
g/10 Min., die Schlagfestigkeit 17, 86 ft.lbs./in.
-
und die Schmelzviskosität 6390 Poises.
-
Das Verfahren wurde wiederholt mit der Ausnahme, daß 0,4 Gew.-% des
Alkoxy-(polyalky-lenoxid)-Siloxans nach Beispiel 1 zugegeben wurden. Die erhaltene
Schmelzflußrate der erfindllngsgemäßen Zusammensetzung betrug 9,98 g/10 Min., die
Schlagfestigkeit 16,3 ft.lbs./in. und die Schmelzviskosität 3290 Poises.
-
Aus den vorstehenden Daten ist ersichtlich, daß dann, wenn das Alkoxy-
(polyalkylenoxid) -Siloxan zu dem aromatischen Polycarbonat zugegeben worden ist,
die erhaltene Polycarbonat-Zusammensetzung eine verringerte Schmelzviskosität besitzt,
was aus der höheren Schmelzflußrate resultiert, während die Schlagfestigkeit beibehalten
wird, was auf keine Versprödung hindeutet.
-
Diese tigenschaften wurden bei höheren Temperaturen erhalten, wo der
thermische Abbau einen wesentlichen Faktor darstellt.