DD207107A3 - Schlagfeste polystyren-formmassen - Google Patents

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DD207107A3
DD207107A3 DD23210081A DD23210081A DD207107A3 DD 207107 A3 DD207107 A3 DD 207107A3 DD 23210081 A DD23210081 A DD 23210081A DD 23210081 A DD23210081 A DD 23210081A DD 207107 A3 DD207107 A3 DD 207107A3
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DD
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mass
styrene
sbr
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composition
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DD23210081A
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English (en)
Inventor
Klaus Thiele
Dirk Wulff
Jochen Gerecke
Ruth Wintzer
Hildegard Munkelt
Ruediger Henkel
Dieter Guettler
Tatjana Hofmann
Dagmar Loeffler
Dagmar Petzold
Gottfried Belger
Ricarda Just
Heinz Wiegelmann
Original Assignee
Buna Chem Werke Veb
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Abstract

Schlagfeste Polystyren-Formmassen werden durch einen Zusatz entsprechend 6 bis 12 Masse-% PB, bezogen auf die gesamte PS-Formmasse, eines Styren/SBR-Pfropfpolymeren der Bruttozusammensetzung 40 bis 60 Masse-% PS/60 bis 40 Masse-% PB hergestellt. Die Styren/SBR-Pfropfpolymeren werden durch Polymerisation von Styren in Gegenwart von Latices von Styren-Butadien-Emulsionscopolymeren (SBR) der Zusammensetzung 25 bis 30 Masse-% Styren/75 bis 70 Masse-% Butadien unter Verwendung einer Mischung oelloeslicher Initiatoren, bestehend aus einer Diazoverbindung, insbesondere 2,2'-Azo-bis-(isobutyronitril), und einem Diacylperoxid und/oder einem Dialkylperoxidcarbonat, erhalten. Die auf diese Weise schlagfest ausgeruesteten PS-Formmassen zeichnen sich besonders durch ein verbessertes Festigkeits-Steifigkeits-Haerte-Niveau sowie eine hohe Waermeformbestaendigkeit aus.

Description

2321OQ
Titel der Erfindung
Schlagfeste Polystyren-Formmassen
Anwendungsgebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft schlagfeste Polystyren (PS)-Form-
massen auf Basis von Styren/SBR—Pfropfpolymerisaten der
Bruttozusammensetzung kO - 60 Masse-% PS / 60 - ^O Masse-%
PB, die durch Polymerisation von Styren auf Latices von
Styren-Butadien-Kautschuken (SBR) der Zusammensetzung
25 - 30 Masse-% Styren /75-70 Masse-% Butadien erhalten
werden.
Charakteristik der bekannten Technischen Losungen
Da die Schlagfestigkeitserhöhung von PS durch den di-
2UWl 1933*08900
232100 I
rekten Zusatz von SBR, hergestellt nach der bekannten Emulsio^copolymerisation (B. Houwink, "Chemie und Technologie der Kunststoffe11, 3. Auflage, Bd. II, Leipzig 1956, Akademische Verlagsgesellschaft Geest St Portig K.-G., S. 159-179), auf Grund der geringen Verträglichkeit zwischen beiden Polymerkomponenten nur für wenige Anwendungsgebiete ausreicht, werden Verfahren und Technologien, die auf der Pfropfung von Styren bzw. von styrenhaltigen Monomermischlingen auf Butadienkautschuke (neben SBR Butadien-Acrylnitril-Kautschuke, NBR, und besonders Polybutadiene, PB) und nachfolgender Abmischung der erhaltenen Pfropfpolymerisationsprodukte mit Homo-PS basieren, angewandt.
Der Kautschuk wird dabei zumeist im monomeren Styren gelöst, und nachfolgend werden diese Lösungen auspolymerisiert, wobei Polymerprodukte erhalten werden, die aus einer Styrenhomopolymer-Matrix, in der ein dispergiertes Mikrogel gepfropfter, vernetzter Kautschukteilchen enthalten ist, besteht (SB) (B. W. Bender, J. Appl. Polym. Sei. 2 /1965/, 2887).
Die mittels Emulsionscopfropfpolymerisation unter Verwendung wasserlöslicher Initiatoren erhaltenen Styren-Kautschuk-Pfropfpolymerisationsprodukte benötigen im allgemeinen einen recht hohen Kautschukgesamtanteil (10 bis > 20 Masse-% PB) für eine ausreichende Erhöhung der Schlagfestigkeit (Jap. 12/177 /Ί963/, US-PS 3 226 453, DD-WP 85 180). Das trifft auch für die zum Zwecke einer Verträglichkeitsverbesserung bekannten ternärei Systeme aus PS, Styren-PB-Pfropfcopolymerisat und einem weiteren Kautschuk, wie z. B. SBR, zu (ÜS-PS 2 755 270, US-PS 3 098 839).
Als wesentlicher Nachteil infolge eines hohen Gesamtkautschukgehaltes sind ein starkes Absinken der mechanischen Festigkeiten sowie eine geringe Alterungsbeständigkeit zu verzeichnen (DE-AS 1 273 180). o
232100 1
Besonders bei Abmischungen aus Emulsionspfropfpolymeren, PS und einer weiteren zugesetzten Kautschukkomponente werden an die homogene Verteilung der Einzelkomponenten hohe Anforderungen gestellt.
Suspensions-, Masse- und kombinierte Masse-Suspensions-Polymerisationsverfahren besitzen gegenüber Emulsionspolymerisationstechnologien sowohl technische als auch wirtschaftliche Vorteile.
Das Monomere wird in Gegenwart des gelösten Kautschuks (PS oder SBE) und ölldslicher radikalbildender Initiatoren im ümsatzbereich bis ca. 40 %, innerhalb dessen auch die Phaseninversion auftritt (Bildung von Tröpfchen einer Kautschuklösung, in vielen Fällen bei 15-18 % Umsatz), in einer flüssigen "polymeren Ol-in-Ql" (POO) Emulsion - mit dem Pfropfpolymeren praktisch als Verträglichkeitsvermittler zwischen Kautschuk- und Glasphase - polymerisiert. Mit weiterer umsatζerhöhung (40 - 100 %) härtet die P00-Emulsion stufenweise zu einer festen Dispersion von Kautschukpartikeln in einer Homo-PS-Matrix aus, wobei die Struktur der POO-Emulsion erhalten bleibt und keine signifikanten morphologischen Änderungen auftreten (G. E. Molau und H. Keskkula, J. Polymer Sei. Part Δ-1 4, /196Oj, 1595-1607).
Die auf diese Weise erhaltenen schlagfesten Polymerisate (SB, auch ABS, MBS) besitzen außerdem eine gute Fließfähigkeit und Härte (US-PS 3 876 731).
Der Nachteil der bekannten Masse- und Suspensionspolymerisat ionsverfahren besteht darin, daß der als Pfropfsubstrat eingesetzte Kautschuk zuerst gelöst bzw. fein dispergiert werden muß und anschließend unter Berücksichtigung der Phasenseparation und -inversion, wodurch die hohe Empfindlichkeit gegenüber den technologischen und Reaktionsbedingungen bedingt ist, stufenweise Styren gepfropft wird.
32 100 1
Dabei nimmt mit steigendem Monomerumsatz die Bildung von Styrenhomopolymer isat zu.
Auch die Pfröpfling von Styren und styrenhaltigen Monomermischungen auf Butadienkautschuke unter Aufrechterhaltung einer Monomer (Styren)/Polymer (Kautschuk)-Gelphase ist bekannt (DD-WP 136 971). Wicht zufriedenstellend bei diesem Verfahren sind der recht hohe Reststyrengehalt nach der Polymerisation, der sich auch auf die mechanischen Eigenschaften der Pfropfprodukte nachteilig auswirkt, und das unzureichende Zähigkeit s-Steifigkeits-Festigkeits-ifiveau.
Ziel der Erfindung
Das Ziel der Erfindung besteht darin, PS durch Zusatz von Styren/SBE-Pfropfpolymereα, deren Herstellung auf den Einsatz von bekannten SBS-Latices beruht und keinen größeren technischen Aufwand benötigt, mit einer hohen Schlagfestigkeit xuid einem verbesserten Zähigkeits-Steifigkeits-Pestigkeits-Niveau sowie einer hohen Wärmeforni— beständigkeit auszurüsten.
Darlegung des Wesens der Erfindung
- Die technische Aufgabe
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, schlagfeste PS—Formmassen auf Basis von Styren/SBE-Pfropfpolymerisaten der Bruttozusammensetzung 40 - 60 Masse-% PS / 60 - 40 Masse-% PB, die durch Polymerisation von Styren auf latices von SBR der Zusammensetzung 25 - 30 Masse-% Styren / 75 - 70 Masse-% Butadien erhalten und Homo-PS zugemischt werden, herzustellen.
- MerkmaLe der Erfindung
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die in einer Menge entsprechend δ bis 12 Masse-% PB, bezogen
232100 1
auf die gesamte Polystyren-Formmasse, Homo-PS zugemischten Styren/SBR-Pfropfpolymerisationsprodukte in Gegenwart von 1 bis 5 Masse-% (bezogen auf den Peststoffgehalt des vorgelegten SBR) einer Mischung bekannter öllöslicher Initiatoren, bestehend aus einer Diazoverbindung und einem Diacylperoxid und/oder einem Dialkylperoxidicarbo— nat, hergestellt werden.
Den PS—Formmassen können darüber hinaus weitere Verarbeitungshilfsstoffe, wie Stabilisatoren, Gleitmittel, Pigmente, Füllstoffe, Treibmittel und andere, in den üblichen Konzentrationen hinzugesetzt werden.
Ausführungsbeispiel
Unter Verwendung eines SBR-Pfropfsubstrates, erhalten bei 323 K unter Verwendung eines Gemisches aus Alkylarylsulfonat und Fettsäure als Emulgator, KpSgOo als Initiator, der Zusammensetzung 27 Masse-% Styren/73 Masse-% Butadien in Form eines wäßrigen Latex (34 Masse—% Feststoff, 0,3 Masse-% 2,o-Di-tert-butyl-p-kresen als Antioxydans; nach TGL 25 689 Mooneyviskosität ML 1 + 4 = 50) werden die in Tabelle 1 angegebenen Styren/SBR-Pfropfpolymerisationsprodukte, die nach der Koagulation mittels MgCl^/Essigsäure-Zusatz und Abtrennung aus dem Fällbad bei 323 K getrocknet worden sind, hergestellt.
232 1 O
Tabelle 1
Herstellung und Zusammensetzung der Schlagzahmodifikatoren
^Pm
/X7
Initiatorsystem Zllasse-%7j bezogen auf SBR-Feststoff
MZ PS-Anteil im S/SBR-Pfropfpolym.^lasse^/
3ezeich-
1 % IPP 1 % AIBN
0,7 % IPP 1,4 % BPO 1,4% AIBN
333/ 0,7 % IPP 0,7 % BPO 0,7 S AIBN
0,25 41,6
0,50 51,4
0,38 47,1
0,44 49,3
0,50 51,4
0,35 46,2
0,58 53,8
0,70 57,1
S/SBR-1 S/SBR-2
S/SBR-3 S/SBR-4 S/SBR-5
S/SBR-6 S/SBR-7
S/SBR-8
Tp - Polymerisationstemperatur für Herstellung
der S/SBR-PÄ-opfpolymerprodukte MZ - Massezuwachs (Masseverhaitnis: aufpolymeri-
sierte Styrenmenge zu vorgelegter SBR-Menge) BPO ~ Dibenzoylperoxid IPP — Diisopropylperoxidicarbonat AIBN ~ 2,2-Azo-bis/isobutyronitril7
23210
Die au modifizierenden Polystyrene (PS-I und PS-II) besitzen nachfolgende Kennwerte:
Kennwert
Dirnen- TGL-PrUf- PS-I sion Vorschrift
PS-II
K-Wert nach Pikentscher
Schlagbiegefe— kJ/m2 stigkeit (SBF), 293 K
Kerbschlagbiege- kJ/m2· festigkeit
(KSBP), 293 K
14068
14068
Schmelzindex
g/10 min 25244
60 25
15
70
49
Zugfestigkeit (ZF; N/mm' 14070 40 52
Grenzbiegefestig- N/mm2 14067 84 105
keit (SBP)
Kugeldruckhärte N/mm2 20924 145 145
(KDH) bei 60 s
Wärmeformbestän— K 17274 365 375
digkeit nach
Vicat (WFB)
Unter Zusatz von 0,1 Masse-% 2,6-Di-tert.-butyl-p-Kresen und einer Sleitmittelkombination aus 0,3 Masse—% Zmkstearat/ 1,0 Masse-% Hartparaffin (2,0 Masse-% für PS-I-Formmassen, Einsatz fur Spritzgießen) werden die m Tabelle 2 angegebenen schlagfesten PS-Formmassen hergestellt, granuliert und ihre wichtigsten mechanischen Parameter sowie ihre Vicat-Wärmeformbeständigkeit bestimmt.
Tabelle 2
Bestimmung der wesentlichen Kennwerte der schlagfeaten PS-Forramassen
Nr. Formmasse PB-Anteil SBF ", KSBF, GBF ZF KDH, 60 s WFB ro
[Masse-%J 293 K 293 K [ W/mm 2J f N/mm 2J [N/ mm2] [Kj
[kJ/m2] [kJ/m2]
1 S/SBR-5,PS-II 8,7 83/16- 22,5 56,5 35,3 110,3 368
2 S/SBR-6,PS-II 8,7 75/13- 19,3 57,6 38,5 112,5 366 O
3 S/SBR-7,PS-II 7,3 86/16- 19,6 58,7 33,6 110,9 368
4 S/SBR-7,PS-II 10,9 90/16- 22,3 54,7 32,0 104,9 368
5 S/SBR-8,PS-II 7,3 76/13- 21,7 74,3 49,0 118,2 374
6 S/SBR-8,PS-II 8,7 78/13- 22,1 74,8 51,8 110,1 373
7 S/SBH-8,PS-II 10,9 95/18- 27,3 67,6 47,4 102,8 369
8 S/SBR-8.PS-I 8,7 87/15- 24,5 70,5 48,6 106,5 372
9 S/SBR-9,PS-I 8,7 72/12- 18,5 68,8 45,3 108,4 375
10 S/SBR-10,PS-I 10,9 94/18- 29,4 59,6 40,5 106,3 370
11 S/SBR-10,PS-II 7,3 78/12- 19,5 58,5 39,6 102,5 371
12 S/SBR-11,PS-II 8,7 81/15- 19,2 57,2 38,4 100,5 369
13 S/SBR-12,PS-I 10,9 76/13- 18,3 57,0 38,3 99,6 368
14 S/SBR-12,PS-II 7,3 63/10- 14,8 57,5 37,5 102,8 369
1) SBF: Angabe 83/16- bedeutet, daß von 20 Prüfkörpern 16 nicht gebrochen sind und sich aus den restlichen 4 ein Mittelwert von 83 kJ/m2 ergibt.

Claims (1)

  1. 232100 1
    Brf indungsanspruch
    Schlagfeste Polystyren-Formmassen auf Basis von Styren/ SBR-Pfropfpolymerisaten der Bruttoausanimensetzung 40 bis 60 Masse-% PS/60 bis 40 Masse-?» PB, die durch Polymerisation von Styren auf Latices von SBR der Zusammensetzung 25 bis 30 Masse-?. Styren/75 bis 70 Masse-?« Butadien erhalten werden, gekennzeichnet dadurch, daß die m einer Menge entsprechend 6 bis 12 Masse-% PB, bezogen auf die gesamte Polystyren-Pormraasse, Homo-PS zugemischten
    Styren/SBR-Pfropfpolymerisationsprodukte in Gegenwart
    von 1 bis 5 Masse-% (bezogen auf den Peststoffgehalt
    des vorgelegten S3R) einer Mischung bekannter öllöslicher Initiatoren, bestehend aus einer Diazoverbindung und einem Diacylperoxid und/oder einem Dialkylperoxidicarbonat, hergestellt werden.
DD23210081A 1981-07-27 1981-07-27 Schlagfeste polystyren-formmassen DD207107A3 (de)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1668059A4 (de) * 2003-09-29 2009-08-12 Fina Technology Schlagzähes polystyrol und herstellungsverfahren dafür

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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