DE2333377A1

DE2333377A1 - IMPACT-RESISTANT POLYSTYRENE WITH IMPROVED SCRATCH RESISTANCE

Info

Publication number: DE2333377A1
Application number: DE19732333377
Authority: DE
Inventors: Wolfram Dipl Chem Dr Dietsche; Helmut Dipl Chem Dr Jenne; Werner Dipl Chem Dr Schoene
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1973-06-30
Filing date: 1973-06-30
Publication date: 1975-01-23
Also published as: FR2235162A1; BE816985A; NL7408539A

Description

BASF Aktienges2ll3chaftBASF Aktiengesellschaft

Unser Zeichen: O.Z.29 963 Dd/MKOur reference: O.Z.29 963 Dd / MK

6700 Ludwigshafen, 29.6.19736700 Ludwigshafen, June 29th, 1973

Schlagfestes Polystyrol mit verbesserter KratzfestigkeitImpact-resistant polystyrene with improved scratch resistance

Die Erfindung betrifft schlagfestes Polystyrol, dem zur Verbesserung der Kratzfestigkeit Polyäthylen- bzw. Polyäthylenoxidwachse zugesetzt werden.The invention relates to impact-resistant polystyrene, the improvement Polyethylene or polyethylene oxide waxes are added to the scratch resistance.

Fertigteile aus schlagfestem Polystyrol zeigen eine homogene, glänzende Oberfläche. Für viele Anwendungszwecke läßt jedoch ihre Kratzfestigkeit zu wünschen übrig. Die Berührung mit harten und scharfen Gegenständen, aber auch schon das Darübergleiten eines Fingernagels kann zu sichtbaren Kratzern an der Oberfläche führen. Wenn Spritzgußartikel bei der Herstellung oder beim Transport mit ihren scharfen Kanten untereinander in Berührung kommen, so führt auch dies zu einem gegenseitigen Verkratzen.Finished parts made of impact-resistant polystyrene show a homogeneous, shiny surface. For many purposes, however, their Scratch resistance left a lot to be desired. The contact with hard and sharp objects, but also sliding over one Fingernails can scratch the surface. If injection molded articles are used during manufacture or during transport If their sharp edges come into contact with one another, this also leads to mutual scratching.

Aus der französischen Patentschrift 1 402 525 ist es bekannt, daß die Kratzfestigkeit vom schlagfestem Polystyrol durch den Zusatz von Polyäthylen mit einem Schmelzindex von 0,1 bis 50g pro 10 min verbessert werden kann. Dabei handelt es sich um verhältnismäßig hochmolekulares Polyäthylen. Die damit erzielbare Verbesserung der Kratzfestigkeit ist jedoch nicht ausreichend, außerdem beobachtet man in den meisten Fällen eine deutliche Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften.From French patent specification 1 402 525 it is known that the scratch resistance of impact-resistant polystyrene through the addition of polyethylene with a melt index of 0.1 to 50g per 10 min can be improved. It is a relatively high molecular weight polyethylene. The improvement that can be achieved with it however, the scratch resistance is inadequate, and in most cases a significant deterioration is observed the mechanical properties.

Es ist üblich, thermoplastischen Kunststoffen Paraffinöle oder Paraffinwachse als Schmiermittel zuzusetzen. Damit läßt sich zwar auch eine gewisse Verbesserung der Kratzfestigkeit erzielen, jedoch wird der Erweichungspunkt des Thermoplasten stark herabgesetzt. It is common to use paraffin oils or thermoplastics Add paraffin waxes as a lubricant. A certain improvement in scratch resistance can be achieved with this, however the softening point of the thermoplastic is greatly reduced.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, die Kratzfestigkeit von schlagfestem Polystyrol zu verbessern, ohne daß die mechanischen Eigenschaften und die Wärmestandfestigkeit beeinträchtigt werden.The invention was based on the object of the scratch resistance of To improve impact-resistant polystyrene without affecting the mechanical properties and heat resistance.

A09884/1230 - 2 -A09884 / 1230 - 2 -

- 2 - O.Z. 29- 2 - O.Z. 29

Diese Aufgabe wird gelöst, wenn man dem schlagfestem Polystyrol 0/1 bis 5i vorzugsweise 0,5 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mischung, eines wachsartigen Äthylen- oder A'thylenoxidpoly- ' meren mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 12000 zusetzt.This object is achieved if the impact-resistant polystyrene 0/1 to 5i, preferably 0.5 to 3 percent by weight, based on the mixture of a waxy ethylene or ethylene oxide poly added mers with a molecular weight between 2000 and 12000.

Das schlagfeste Polystyrol enthält 1 bis 20 Gewichtsprozent eines Polybutadienkautschuks. Es wird üblicherweise hergestellt durch Masse-, Lösungs- oder Suspensionspolymerisation von Styrol in Gegenwart des Kautschuks. Durch nachträgliches Einmischen von weiterem Kautschuk kann die Schlagfestigkeit weiter verbessert werden. Als Polybutadienkautschuk kann 1,4-Polybutadien verwendet werden, dessen Doppelbindungen zu 25 bis 95 % in cis-Konfiguration angeordnet sind. Auch Copolymerisate des Butadiens mit bis zu 50 Gewichtsprozent Isopren oder Styrol kommen in Frage, vorzugsweise Blockcopolymerisate aus 90 bis 50 Gewichtsprozent Butadien und 10 bis 50 Gewichtsprozent Styrol.The impact-resistant polystyrene contains 1 to 20 percent by weight of a polybutadiene rubber. It is usually made by bulk, solution or suspension polymerization of styrene in the presence of the rubber. The impact resistance can be further improved by subsequently mixing in more rubber. The polybutadiene rubber used can be 1,4-polybutadiene, the double bonds of which are 25 to 95 % in the cis configuration. Copolymers of butadiene with up to 50 percent by weight isoprene or styrene are also suitable, preferably block copolymers composed of 90 to 50 percent by weight butadiene and 10 to 50 percent by weight styrene.

Als wachsartiges Ä'thyleripolymeres wird vorzugsweise ein Hochdruckpolyäthylenwachs mit einem Molekulargewicht zwischen 2000 und 8000, insbesondere zwischen 4000 und 7000 verwendet. Der Schmelzindex eines solchen Wachses ist nach den üblichen Bestimmungsmethoden nicht meßbar; er liegt auf jeden Fall weit oberhalb von 50 g pro 10 Minuten.A high-pressure polyethylene wax is preferably used as the waxy ethylene polymer with a molecular weight between 2000 and 8000, in particular between 4000 and 7000 are used. The melt index such a wax is according to the usual methods of determination not measurable; it is in any case well above 50 g per 10 minutes.

Wachsartige Äthylenoxidpolymere sind ebenfalls bekannt. Sie werden vorzugsweise durch alkalische Polymerisation von A'thylenoxid hergestellt und haben ein Molekulargewicht zwischen 3000 und 12000, vorzugsweise zwischen 6000 und 10000. Auch Mischpolymerisate und Blockcopolymerisate mit bis zu 50 Gewichtsprozent Propylenoxid sind brauchbar, ebenso AnIagerungsprodukte von Ethylenoxid und gegebenenfalls Propylenoxid an Alkohole.Waxy ethylene oxide polymers are also known. you will be preferably produced by alkaline polymerization of ethylene oxide and have a molecular weight between 3000 and 12,000, preferably between 6,000 and 10,000. Also copolymers and block copolymers with up to 50 percent by weight propylene oxide can be used, as can addition products of ethylene oxide and optionally propylene oxide over alcohols.

Durch den Zusatz des Wachses soll der VICAT-Erweichungspunkt des schlagfesten Polystyrols (nach DIN 5j3 460) möglichst nicht herabgesetzt werden. In manchen Fällen ist eine Erniedrigung um bis zu 5 ⁰C noch tolerierbar. Aus diesem Grund sollen die Wachse selbst einen verhältnismäßig hohen Erweichungspunkt haben. Man verwendet daher bevorzugt solche Wachse, die erst oberhalb von 80 C, vorzugsweise oberhalb von 95°C zu erweichen beginnen.The VICAT softening point of the impact-resistant polystyrene (according to DIN 5j3 460) should not be reduced by adding the wax. In some cases a decrease of up to 5 ^° C. is still tolerable. For this reason, the waxes themselves should have a relatively high softening point. It is therefore preferred to use waxes which only begin to soften above 80.degree. C., preferably above 95.degree.

409884/1230409884/1230

- 3 - O.Ζ» 29 963- 3 - O.Ζ »29 963

Das Einarbeiten des Wachses in das schlagfeste Polystyrol geschieht auf übliche Weise, z.B. durch Zugabe zu einer Schmelze in Extrudern, Knetern oder Walzen oder durch Auftrommeln des pulverisierten Wachses auf Granulat.The wax is worked into the impact-resistant polystyrene in the usual way, e.g. by adding to a melt in extruders, kneaders or rollers or by rolling the powdered wax on granules.

Zusätzlich zu den Wachsen kann das schlagfeste Polystyrol noch übliche Zusatzstoffe, wie Füllstoffe, Pigmente, Gleitmittel, Stabilisatoren, Antistatika oder Flammschutzmittel, enthalten.In addition to the waxes, the impact-resistant polystyrene can also contain the usual additives such as fillers, pigments, lubricants, Contains stabilizers, antistatic agents or flame retardants.

Die in den Beispielen genannter. Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht. Die Prüfung auf Kratzfestigkeit wurde folgendermaßen vorgenommensThe ones mentioned in the examples. Get parts and percentages focus on the weight. The scratch resistance test was carried out as follows

Auf einer Schneckenspritzgußmaschine werden bei einer Kunststofftemperaturvon 240°C scharfkantige und glattflächige kästchenförmige Körper mit einem Gewicht von etwa JO g hergestellt. Nach dem Auswerfen aus der Spritzgußform fallen die Teile über eine Metallrutsche aus atwa 70 cm Höhe in einen Metall-Sammelbehälter. Wenn der etwa 500 Teile fassende Behälter voll ist, werden 100 Teile stichprobenartig herausgegriffen und die Zahl der verkratzten Teile visuell ermittelt.On a screw injection molding machine, at a plastic temperature of 240 ° C sharp-edged and smooth-faced box-shaped Body made with a weight of about JO g. To After being ejected from the injection mold, the parts fall over a metal chute from a height of about 70 cm into a metal collecting container. When the approximately 500-part container is full, 100 parts are picked out at random and the number of scratched ones Parts identified visually.

example 1

Schlagfestes Polystyrol mit einem Polybutadiengehalt von 6 % undImpact-resistant polystyrene with a polybutadiene content of 6 % and

ο einer VICAT-Erweichungstemperatur von 97 C wird auf einem Doppel-ο a VICAT softening temperature of 97 C is applied to a double

schneckenextruder bei 23O⁰C mit verschiedenen Zusätzen vermischt:Screw extruder mixed with various additives ^{at 23O 0 C:}

a) kein Zusatza) no addition

b) 2,5 % Paraffinölb) 2.5 % paraffin oil

c) 2 % Paraffinwachsc) 2 % paraffin wax

d) 2 % Polyäthylenwachs (Erweichungsbeginn 98⁰C)d) 2 % polyethylene wax (start of softening 98 ⁰ C)

e) 2 % Polyäthylenoxidwachs (Erweichungsbeginn 95°C)e) 2 % polyethylene oxide wax (start of softening 95 ° C)

f) 3 $ Biockcopolymerisat aus 80 Kthylenoxid und 20 Propylen-f) 3 $ block copolymer of 80 ethylene oxide and 20 propylene

oxid (Erweichungsbeginn 82⁰C)oxide (beginning of softening 82 ⁰ C)

g) 3 % Polyäthylen einer Dichte von 0,925g) 3 % polyethylene with a density of 0.925

409884/1230409884/1230

- 4 - O.ζ. 29 963- 4 - O.ζ. 29 963

In der Tabelle sind angegeben;In the table are given;

Das mittlere Molekulargewicht des Zusatzes, die Anzahl der Spritzgußteile (von insgesamt 100 Teilen), die eine einwandfreie unverkratzte Oberfläche haben sowie ihre VICAT-Temperatur in ⁰C-.The average molecular weight of the additive, the number of injection molded parts (out of a total of 100 parts) which have a perfect, unscratched surface and their VICAT temperature in ⁰ C-.

Tabel

Versuchattempt MG ιMG ι mbeschadmbeschad aa __ 1010 bb 250250 1515th CC. 1 5001,500 3535 dd 6 0006,000 9090 ee 9 0009,000 5050 ff 3 5003,500 6060 KK 20 00020,000 2020th

VICAT-ZahlVICAT number

97 90 92 97 97 94 9797 90 92 97 97 94 97

Während bei den Versuchen b bis f die mechanischen Eigenschaften des schlagfesten Polystyrols nicht wesentlich beeinflußt werden, wird bei dem Versuch g die Schlagzähigkeit um etwa 30 % herabgesetzt. While in tests b to f the mechanical properties of the impact-resistant polystyrene are not significantly influenced, in test g the impact strength is reduced by about 30%.

Example 2

Schlagfestes Polystyrol mit einem Polybutadiengehalt von 2 % und einer VICAT-Erweichungstemperatur von 8O⁰C in Form eines Granulats mit etwa 2 mm Durchmesser wird auf einem Trommelmischer mit 2,5 % eines Polyathylenwachses mit Molekulargewicht 6OOO vermischt,Impact-resistant polystyrene with a polybutadiene content of 2% and a VICAT softening temperature of 8O ⁰ C in the form of granules with a diameter of about 2 mm is mixed on a drum mixer with 2.5% of a polyethylene wax with a molecular weight of 600,

Das Material wurde auf einer Spritzgußmaschine bei 240°C verspritzt; 85 fo der Teile zeigen eine einwandfreie Oberfläche.The material was injected on an injection molding machine at 240 ° C; 85 fo the parts show a perfect surface.

409884/123 0409884/123 0

Claims

Claim

O.Z. 29 963O.Z. 29 963

Thermoplastic molding compositions with improved scratch resistance , containing a mixture of

A) 99 * 9 to 95 percent by weight of an impact-resistant polystyrene containing 1 to 20 percent by weight of a polybutadiene rubber , and

B) OjI to 5 percent by weight of a waxy ethylene or Ethylene oxide polymers with a molecular weight between 2000 and 12000.

BASF Aktiengesellschaft

409884/1230409884/1230