NL8801865A - Polymeermengsel met aromatisch polycarbonaat en vormlosmiddel. - Google Patents

Description

General Electric Company te Schenectady, New York, Verenigde Staten van Amerika,

Aanvraagster noemt als uitvinders: K. MELCHING, J. GOSENS en C. PRATT.

Polymeermengsel met aromatisch polycarbonaat en vorm-losmiddel.

De uitvinding heeft betrekking op een polymeermengsel met een aromatisch polycarbonaat en een carbonzure ester van een alcohol als vormlosmiddel.

Dergelijke polymeermengsels zijn uit talrijke octrooi-publikaties bekend. Hiervoor kan bijvoorbeeld worden verwezen naar US-A-4,131,575; US-A-3,784,595; US-A-3, 836,499 en GB-1,567,517. US-A-4,131,575 beschrijft de mogelijkheid partiele ester als vormlosmiddel voor polycarbonaten toe te passen.

De uitvinding berust op de ontdekking dat de toepassing van de hierboven genoemde esters als vormlosmiddel kan leiden tot een verslechtering van de mechanische eigenschappen van het aromatische polycarbonaat; dit geldt in het bijzonder voor de zogenaamde ductile-brittle overgangstemperatuur. De ductile-brittle overgangstemperatuur is de temperatuur waarbij het breukgedrag bijvoorbeeld bij een slagsterkte proef overgaat van een taai in een bros breukgedrag.

De uitvinding voorziet in de mogelijkheid polymeermeng-sels te verkrijgen die een carbonzure ester als vormlosmiddel bevatten zonder dat de hierboven genoemde verslechting van mechanische eigenschappen optreedt.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding heeft het kenmerk, dat de ester een zo laag mogelijk gehalte van vrije OH-groepen en een zo laag mogelijk zuurgetal bezit.

De ester kan worden toegepast in dezelfde hoeveelheden als aangegeven in de hierboven genoemde literatuur.

Bij voorkeur bevat het polymeermengsel volgens de uitvinding een ester met een zuurgetal van minder dan 0.50 en met een gehalte van vrije OH-groepen van minder dan 0.10 per molecuul.

Het voorkomen van een verlaging van de ductile-brittle overgangstemperatuur is vooral van belang voor poly-meermengsels die een aromatisch polycarbonaat met een betrekkelijk laag molecuulgewicht bevatten bijvoorbeeld een gewichtsmolecuulgewicht zoals bepaald door meting van oplosviscositeit (solution viscosity) van 10.000 tot 20.000. Dergelijke polycarbonaten worden in verband met de gunstige vloeieigenschappen van hun smelt algemeen toegepast bij het spuitgieten van optisch uitleesbare informatiedragers zoals compact discs. Deze polycarbonaten bezitten echter het nadeel dat ze een betrekkelijk hoge ductile-brittle (D/B) overgangstemperatuur bezitten. Een verdere verhoging als gevolg van het toevoegen van een vormlosmiddel is in dergelijke gevallen bijzonder ongewenst .

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan tevens een of meer stabilisatoren bevatten.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat bij voorkeur een ester afgeleid van een verzadigd vetzuur en een meerwaardige alcohol als vormlosmiddel. Een voorbeeld van een dergelijke ester is pentaerythritol-tetrastearaat. Deze laatstgenoemde ester wordt bij voorkeur toegepast in de vorm van een ester met een zuurgetal van minder dan 0.30 en een gehalte van vrije OH-groepen van minder dan 0.10 per molecuul.

De uitvinding heeft tevens betrekking op voorwerpen gevormd uit het polymeermengsel volgens de uitvinding.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat in elk geval een of meer van ieder van de volgende bestanddelen: A. aromatisch polycarbonaat en B. carbonzure ester van een alcohol.

Het polymeermengsel kan bovendien een of meer van de volgende bestanddelen bevatten: C. gebruikelijke toeslagstoffen voor aromatische polycarbonaten.

A. Aromatisch polycarbonaat

Aromatische polycarbonaten zijn op zich bekende materialen. Ze worden over het algemeen bereid door een dihydrische fenolverbinding met een carbonaat precursor zoals fosgeen, een halogeenformiaat of een carbonaat ester te laten reageren.

Aromatische polycarbonaten zijn polymeren, die eenheden bevatten met formule

waarin A een tweewaardige aromatische radicaal voorstelt, die is afgeleid van het dihydrische fenol, dat bij de bereiding van het polymeer is toegepast.

Als dihydrische fenolen kunnen bij de bereiding van de aromatische polycarbonaten mononucleaire of poly-nucleaire aromatische verbindingen worden toegepast, die twee hydroxy radicalen bevatten, die ieder direkt aan een koolstofatoom van een aromatische nucleus zijn verbonden.

Ook geschikt zijn de op zich bekende vertakte (branched) polycarbonaten zoals bijvoorbeeld beschreven in US-A-4,001,184.

Geschikte aromatische polycarbonaten zijn ook de zogenaamde polyestercarbonaten, die worden verkregen door de polymerisatiereactie uit te voeren in aanwezigheid van een ester precursor zoals een difunctioneel carbon-zuur zoals bijvoorbeeld tereftaalzuur of een ester vormend derivaat daarvan. Deze polyestercarbonaten bezitten in de polymere keten ester- en carbonaatver-bindingen. Polyestercarbonaten zijn bijvoorbeeld beschreven in US-A-3,169,121.

Het aromatisch polycarbonaat kan voorzien zijn van bepaalde eindstandige groepen zoals groepen afgeleid van monohydrische fenolen of hun halogeenformiaat derivaten. Door inbouw van dergelijke groepen kan het molecuulgewicht van het aromatisch polycarbonaat en de molecuulgewichtsverdeling worden geregeld.

Het aromatisch polycarbonaat in het polymeermengsel volgens de uitvinding bezit een gewichtsgemiddeld molecuul gewicht van 8,000 tot 25,000; bij voorkeur van 10,000 tot 20,000. Hiermee wordt het gewichtsgemiddeld molecuulgewicht bedoeld zoals verkregen door meting van oplosviscositeit.

B. Carbonzure ester van een alcohol.

Het polymeermengsel volgens de uitvinding bevat als vormlosmiddel een carbonzure ester van een alcohol met een zo laag mogelijk gehalte van vrije OH-groepen, bij voorkeur van minder dan 0.10 per molecuul en met een zo laag mogelijk zuurgetal, bij voorkeur van minder dan 0.50. Het gehalte van vrije OH-groepen wordt daarbij als volgt bepaald:

De ester wordt opgelost in koolstofdisulfide en vervolgens wordt de absorptie gemeten bij een golflengte van 2845 MM (IR). Deze absorptie wordt vergeleken met esters met een bekende omzettingsgraad en is maatgevend voor het gehalte aan vrije OH-groepen. Deze wordt uitgedrukt in vrije OH-groepen per estermolecuul.

Het zuurgetal kan als volgt worden bepaald:

De ester wordt opgelost in chloroform. Deze oplossing wordt getitreerd met een o.iN KOH oplossing in methanol met fenolrood als indicator. Het zuurgetal wordt opgegeven als verbruik mgKOH om 1 gram ester te neutraliseren.

Carbonzure esters die in het polymeermengsel volgens de uitvinding kunnen worden toegepast zijn in de handel verkrijgbaar, bijvoorbeeld van de firma Henkel GmbH.

In het polymeermengsel volgens de uitvinding worden bij voorkeur carbonzure esters, afgeleid van meerwaardige alcoholen zoals pentaerythritol en van alifa-tische carbonzuren zoals stearinezuur, toegepast.

C. Gebruikelijke toeslagstoffen

Het polymeermengsel volgens de uitvinding kan alle voor polymeermengsels die een aromatisch polycarbonaat bevatten, gebruikelijke toeslagstoffen bevatten.

Genoemd kunnen worden stabilisatoren, kleurstoffen en pigmenten, vulstoffen, verschillende vezels zoals glasvezels, middelen voor het verbeteren van de slag-sterkte, middelen voor het verbeteren van de vlamver-tragende eigenschappen. Het polymeermengsel kan ook verdere polymere bestanddelen, zoals polyalkyleenfta-laten, ABS, ASA bevatten. De keuze van eventueel toe te passen toeslagstoffen wordt uiteraard der zaak bepaald door de beoogde toepassing van het polymeermengsel. Bij toepassing van het polymeermengsel volgens de uitvinding voor het vervaardigen van optisch uitlees- bare informatiedragers bevat het polymeermengsel behalve het aromatisch polycarbonaat en het vormlosmiddel gewoonlijk alleen stabilisatoren als verdere toeslagstof.

De uitvinding wordt toegelicht aan de hand van de volgende voorbeelden.

Voorbeelden I en II en vergelijkende voorbeelden A, B en C.

Er werden verschillende polymeermengsels bereid onder toepassing van de volgende bestanddelen: PC : een aromatisch polycarbonaat afgeleid van bisphenol A en fosgeen met een gewichts-gemiddeld molecuulgewicht van 18.000.

PETS-l : een in de handel verkrijgbare ester nl.

pentaerythritoltetrastearaat met een zuur-getal van 1.76 en een gehalte van vrije OH-groepen van 0.21.

PETS-2 : een in de handel verkrijgbaar pentaerythritoltetrastearaat met een zuurgetal van 0.21 en een gehalte van vrije OH-groepen van 0.07.

Stab. : een mengsel van gebruikelijke fosforhoudende stabilisatoren.

De genoemde bestanddelen werden in een extrusie machine gecompoundeerd en tot pellets verwerkt. Uit de verkregen pellets werden genormeerde plaatjes en staafjes gespuitgiet voor het bepalen van de volgende eigenschappen: de ductile/brittle overgangstemperatuur (D/ B temp.) bij de kerfslagproef volgens Izod: ASTM D256 de yellowness index volgens ASTM D1925; de "haze" volgens ASTM D1003 en de lichttransmissie volgens ASTM D1003.

De toegepaste gewichtshoeveelheden van de bovengenoemde bestanddelen en de gevonden resultaten zijn weergegeven in de hierna volgende tabel.

TABEL·

Voorbeeld A B C I II

Samenstelling (gew. delen) PC 100 99.65 99,57 99.65 99.57 PETS-1 - 0.35 0.35 PETS-2 - - 0.35 0.35

Stab. - - 0.08 - 0.08

Eigenschappen “D/B temp. (eC) 40-50 above 50 above 50 40-50 40-45 0Yellowness index 2.5 2.0 1.6 1.8 1.6 “Haze (%) 1.1 0.8 1.4 0.7 1.7 “Transmissie (%) 90.9 91.0 91.4 91.3 91.2

Uit de resultaten in de hierboven weergegeven tabel kan men zien dat de D/B temperatuur voor het toegepaste zuivere polycarbonaat (vergelijkend voorbeeld A) toeneemt door toevoeging van een kleine hoeveelheid van het in de handel verkrijgbare vormlosmiddel PETS-1 (vergelijkend voorbeel B). Een zelfde ongunstige verhoging van de D/B temperatuur treedt op bij verdere toevoeging van een stabilisator (vergelijkend voorbeeld C). Bij toepassing van een ester met een laag gehalte van vrije OH-groepen en een laag zuurgetal (voorbeelden I en II) treedt geen verslechtering (= verhoging) van de D/B temperatuur op.

Bij toepassing van het vormlosmiddel volgens de uitvinding treedt een belangrijk bijkomend voordeel op: ook zonder toevoeging van stabilisatoren treedt een verdere verbetering van de yellowness index, de "haze" en de transmissie op (zie voorbeeld I in vergelijking met de voorbeelden B en A).

Claims (6)

1. Polymeermengsel met een aromatisch polycarbonaat en een carbonzure ester van een alcohol als vormlosmiddel, met het kenmerk/ dat de ester een zo laag mogelijk gehalte van vrije OH-groepen en een zo laag mogelijk zuurgetal bezit.

2. Polymeermengsel volgens conclusie 1/ met het kenmerk, dat de ester een zuurgetal van minder dan 0.50 en een gehalte vrije van OH-groepen van minder dan 0.10 bezit.

3. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aromatisch polycarbonaat een gewichts-gemiddeld molecuulgewicht van 10.000 tot 20.000 bezit.

4. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polymeermengsel een of meer stabilisatoren bevat.

5. Polymeermengsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het polymeermengsel pentaerythritoltetra-stearaat met een zuurgetal van minder dan 0.30 en een gehalte van vrije OH-groepen van minder dan 0.10 als vormlosmiddel bevat.

6. Voorwerpen gevormd uit het polymeermengsel volgens de uitvinding.