DE4314040A1 - Thermoplastische Formmassen aus Polyalkylenterephthalat, thermoplastischem Polyurethan und kautschukelastischem Polymerisat - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen auf der Basis von Polyalkylenterephthalat, thermoplastischem Polyurethan und kautschukelastischem Polymerisat sowie aus diesen thermoplastischen Formmassen herstellbare und verwendbare schlagzähe, sehr leichtfließende und temperaturbeständige Einstellungen für die Kabelummantelung bzw. für Formkörper, die ein entsprechendes Anforderungsprofil aufweisen.

Wie beispielsweise aus der Literatur bekannt ist, lassen sich Kunststoffe, wie Polyvinylchlorid, Polyamid, Polycarbonat, Polyalkylenterephthalat etc. mischen.

Ebenso ist bekannt, daß sich Kunststoffe, wie z. B. Poly(ester)carbonate, thermoplastische Polyurethane und Pfropfpolymere durch Compoundierung zu Blends verarbeiten lassen (DE-OS 38 12 051).

Ferner sind Mischungen aus Polycarbonat und 0,25 bis 50% eines Polyurethans sowie 0,01 bis 2,0% eines Pfropfpolymeren (Alkylencyanid und Vinylaromaten auf Polybutadien) gemäß DE-OS 23 04 214 bzw. US-Patent 3 813 358 bekannt. Die Abmischungen haben verbesserte Oberflächeneigenschaften.

US-PS 4 169 479 beschreibt thermoplastische Polyurethanelastomermischungen aus 40 bis 100% eines thermoplastischen Polyurethans, 0 bis 60% eines thermo­ plastischen Polymeren (Polycarbonat) und 0,5 bis 10% eines Acrylpolymeren. Die Produkte zeichnen sich durch eine gute Homogenität der Mischung und die Formteile durch einen verbesserten Glanz aus. Als Acrylpolymere sind keine Pfropfpolymeren subsummiert.

Aus dem US-Patent 4 350 799 bzw. dem EP-A 0074 594 sind Mischungen von thermoplastischen Polyurethanen, thermoplastischen Polyphosphonaten und thermoplastischen Polycarbonaten bekannt, welche eine verbesserte Flammwidrigkeit besitzen.

Aus der EP-OS 0 104 695 sind Mischungen aus einem oder mehreren Pfropf­ polymerisaten, einem oder mehreren Copolymerisaten, einem oder mehreren Polycar­ bonaten und einem oder mehreren Polyurethanen, bekannt. Derartigen Mischungen werden eine gute Benzinbeständigkeit, gute Verarbeitungseigenschaften und ein gutes Fließverhalten zugeschrieben. Als Polyurethane kommen elastische Polyurethane in Betracht. Als Kautschukgrundlage für die Herstellung der Pfropfpolymerisate sind Polybutadien, Butadien-Styrol, Butadien-Acrylnitril oder Butadien-Acrylat-Kaut­ schuke besonders erwähnt. Die Propfmonomeren sind Mischungen von 20 bis 40 Gew-% Acrylverbindungen mit 80 bis 60 Gew.-% Vinylaromaten und gege­ benenfalls 0 bis 20 Gew.-% andere ungesättigte Verbindungen geeignet. Als Acryl­ verbindungen sind u. a. Alkylacrylate und Alkylmethacrylate oder deren Mischungen geeignet.

Aus der EP-A 0 125 739 sind Abmischungen von 50 bis 95 Gew.-Teilen an Polycarbonaten oder Polyestern, 2,5 bis 15 Gew.-Teilen an thermoplastischen Poly­ urethanen und 2,5 bis 35 Gew.-Teilen von Ethylen-Propylen-Dienkautschuken, die mit ethylenisch ungesättigten Verbindungen behandelt worden sind, welche Carboxyl-Gruppen enthalten oder bilden können.

Die DE-OS 35 21 407 beschreibt thermoplastische Formmassen mit verbesserten Fließnahtfestigkeit. Die Formmassen enthalten thermoplastische Polycarbonate, zwei verschiedene Pfropfpolymerisate und ein Copolymerisat und gegebenenfalls Addi­ tive wie Stabilisatoren, Pigmente, Fließmittel, Entformungsmittel, Flammschutzmittel und/oder Antistatika. Als Pfropfmonomere sind Methylmethacrylat erwähnt, als zu pfropfende Kautschuke eignet sich beispielsweise Polybutadien. Als Fließhilfsmittel wird ein thermoplastisches Polyurethan eingesetzt, und zwar in Mengen von 2 Gew.- Teilen pro 100 Gew.-Teilen der Formmasse aus Polycarbonat, Pfropfpolymerisaten und Copolymerisat.

Aus der DE-OS 35 21 408 sind Formmassen aus Polycarbonaten (A), Pfropf­ polymerisaten (B) und gegebenenfalls Copolymerisaten (C) bekannt, die 0,5 bis 10 Gew-Teile, bezogen auf 100 Gew.-Teile der Formmasse aus (A) + (B) und gegebenenfalls (C), eines hellen Polyurethans enthalten; die resultierenden Produkte zeigen eine verbesserte Fließfähigkeit bei guter Thermostabilität.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine thermoplastische Formmasse auf Basis Polyalkylenterephthalat mit handelsüblichen und damit wirtschaftlichen Additiven in einer zähelastischen Form bereitzustellen, um beispielsweise Kabelummantelungen bzw. aus dieser thermoplastischen Formmasse herstellbare thermoplastische Formkörper für entsprechende Anforderungsprofile herstellen zu können.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind thermoplastische Formmassen aus
A: 10 bis 96 Gew.-Teilen, vorzugsweise 20 bis 90, insbesondere 30 bis 70 Gew.-Teilen Polyalkylenterephthalat,
B: 2 bis 45 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 40, insbesondere 8 bis 30 Gew.-Teilen thermoplastischem Polyurethan
und
C: 2 bis 45 Gew.-Teilen, vorzugsweise 5 bis 40, insbesondere 8 bis 30 Gew.-Teilen kautschukelastischem Polymerisat mit einer Glas­ übergangstemperatur (Tg) von unter 0°C,
wobei die Summe aus A+B+C 100 ergibt.

Die erfindungsgemäßen Mischungen zeichnen sich durch gute Fließfähigkeit, Zähig­ keit, Elastizität und Temperaturbeständigkeit sowie Chemikalienbeständigkeit aus. Die erfindungsgemäßen Formmassen zeichnen sich weiter durch eine nicht zu erwartende gute Verträglichkeit der Mischungspartner Polyalkylenterephthalat mit thermoplastischem Polyurethan und kautschukelastischem Polymerisat aus.

Die thermoplastischen Formmassen haben als Extrusionsmaterial eine besondere Bedeutung z. B. als Isoliermaterial für die Kabelindustrie.

Weiterhin lassen sich aus den Formmassen im Spritzgießverfahren hergestellte Formkörper, insbesondere für Bauteile aus dem Elektrosektor einsetzen, z. B. als Stoßkante für Staubsaugergehäuse.

Komponente A

Polyalkylenenterephthalate im Sinne der Erfindung sind Reaktionsprodukte aus aromatischen Dicarbonsäuren oder ihren reaktionsfähigen Derivaten (z. B. Dimethyl­ estern oder Anhydriden) und aliphatischen, cycloaliphatischen oder araliphatischen Diolen und Mischungen dieser Reaktionsprodukte.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate lassen sich aus Terephthalsäure (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 10 C-Atomen nach bekannten Methoden herstellen (Kunststoff Handbuch, Bd. VIII, S. 695 ff; Carl-Hanser-Verlag, München 1973).

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80, vorzugsweise 90 Mol- %, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente, Terephthalsäurereste und mindestens 80, vorzugsweise mindestens 90 Mol-%, bezogen auf die Diolkomponente, Ethy­ lenglykol- und/oder Butandiol-1,4-reste.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 Mol-% Reste anderer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4′-Diphenyldicar­ bonsäure, Bernstein-, Adipin-, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylen- bzw. Butandiol-1,4- glykolresten bis zu 20 Mol-% anderer aliphatischer Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloaliphatischer Diole mit 6 bis 21 C-Atomen enthalten, z. B. Reste von Propandiol-1,3,2-Ethylpropandiol-1,3 Neopentylglykol, Pentan-diol-1,5, Hexandiol- 1,6, Cyclohexan-dimethanol-1,4,3-Methylpentandiol-2,4-2-Methylpentandiol--2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3 und -1,6,2-Ethylhexandiol-1,3,2,2-Diethylpropandiol- 1,3, Hexandiol-2,5,1,4-Di-(β-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)­ propan, 2,4-Dihydroxy- 1,1,3,3-tetramethyl-cyclobutan, 2,2-Bis-(3-β-hydroxyethoxy­ phenyl)-propan und 2,2-Bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan (DE-OS 24 07 674, 2 407 776, 2 715 932).

Die Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4- wertiger Alkohole oder 3- oder 4-basischer Carbonsäure, wie sie z. B. in der DE-OS 19 00 270 und der US-PS 3 692 744 beschrieben sind, verzweigt werden. Beispiele für bevorzugte Verzweigungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellitsäure, Trimethylol­ ethan und -propan und Pentaerythrit.

Es ist ratsam, nicht mehr als 1 Mol-% des Verzweigungsmittels, bezogen auf die Säurekomponente, zu verwenden.

Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z. B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykol und/oder Butandiol-1,4 hergestellt worden sind (Polyethylen- und Polybutylen­ terephthalat), und Mischungen dieser Polyalkylenterephthalate.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate sind auch Copolyester, die aus mindestens zwei der obengenannten Säurekomponenten und/oder aus mindestens zwei der oben­ genannten Alkoholkomponenten hergestellt worden sind, besonders bevorzugte Copolyester sind Poly-(ethylenglykol/butandiol-1,4)-terephthalate.

Die als Komponente A, vorzugsweise verwendeten Polyalkylenterephtalate besitzen im allgemeinen eine Schmelzviskosität von ca. 300 bis 1000 Pas, vorzugsweise 350 bis 900 Pas, gemessen nach Göttfert.

Ein Teil der Polyalkylenterephthalat-Komponente kann durch aromatisches Poly­ carbonat ersetzt werden. Auch die erfindungsgemäße Zugabe von wiederaufge­ arbeiteten Bestandteilen der thermoplastischen Formmassen ist möglich, ohne daß die genannten Eigenschaften sich nachteilig verändern.

Komponente B

Thermoplastische Polyurethane gemäß Komponente B vorliegender Erfindung sind Reaktionsprodukte aus Diisocyanaten, ganz oder überwiegend aliphatischen Oligo- und/oder Polyestern und/oder -ethern, sowie einem oder mehreren Ketten­ verlängerern. Diese thermoplastischen Polyurethane sind im wesentlichen linear und besitzen thermoplastische Verarbeitungscharakteristiken.

Die thermoplastischen Polyurethane sind entweder bekannt oder können nach bekannten Verfahren (siehe beispielsweise US-PS 3 214 411, J.H. Saunders und K.C. Frisch, "Polyurethanes, Chemistry and Technology", Vol. II, Seiten 299 bis 451, Interscience Publishers, New York, 1964 und Mobay Chemical Coporation, "A Processing Handbook for Texin Urethane Elastoplastic Materials", Pittsburgh, PA) hergestellt werden.

Ausgangsmaterialien zur Herstellung von Oligoester und Polyester sind beispiels­ weise Adipinsäure, Bernsteinsäure, Subecinsäure, Sebacinsäure, Oxalsäure, Methyl­ adipinsäure, Glutarsäure, Pimelinsäure, Azelainsäure, Phthalsäure, Terephthalsäure und Isophthalsäure.

Adipinsäure ist hierbei bevorzugt.

Als Glykole zur Herstellung der Oligoester und Polyester kommen beispielsweise Ethylenglykol, 1,2- und 1,3-Propylenglykol, 1,2-, 1,3-, 1,4-, 2,3-, 2,4-Butandiol, Hexandiol, Bishydroxymethylcyclohexan, Diethylenglykol und 2,2-Dimethyl-propy­ lenglykol in Betracht. Darüberhinaus können gemeinsam mit den Glykolen kleine Mengen, bis zu 1 Mol-%, tri- oder höher funktionelle Alkohole, z. B. Trimethy­ lolpropan, Glycerin, Hexantriol usw. eingesetzt werden.

Die resultierenden Hydroxyl-oligo- oder -polyester haben ein Molekulargewicht von wenigstens 600, eine Hydroxylzahl von ca. 25 bis 190, vorzugsweise ca. 40 bis 150, eine Säurezahl von ca. 0,5 bis 2 und einen Wassergehalt von ca. 0,01 bis 0,2%.

Oligoester bzw. Polyester sind auch oligomere oder polymere Lactone, wie bei­ spielsweise Oligo-caprolacton oder Poly-caprolacton, und aliphatische Polycarbonate, wie beispielsweise Poly-butandiol-(1,4)-carbonat oder Polyhexandiol-(1,6)-carbonat.

Ein besonders geeigneter Oligorest, der als Ausgangsmaterial für die thermo­ plastischen Polyurethane verwendet werden kann, wird aus Adipinsäure und einem Glykol hergestellt, das wenigstens eine primäre Hydroxylgruppe besitzt. Die Kondensation wird beendet, wenn eine Säurezahl von 10, vorzugsweise ca. 0,5 bis 2 erreicht ist. Das während der Reaktion entstehende Wasser wird damit gleichzeitig oder hinterher abgetrennt, so daß der Wassergehalt am Ende im Bereich von unge­ fähr 0,01 bis 0,05%, vorzugsweise 0,01 bis 0,02 liegt.

Oligo- bzw. Polyether zur Herstellung der thermoplastischen Polyurethane gemäß Komponente B sind beispielsweise solche auf Basis von Tetramethylenglykol, Propylenglykol und Ethylenglykol.

Polyacetale sind ebenfalls als Polyether zu verstehen und einsetzbar.

Die Oligoether bzw. Polyether sollen mittlere Molekulargewicht Mn (Zahlenmittel, ermittelt über die OH-Zahl der Produkte) von 600 bis 2000, vorzugsweise von 1000 bis 2000 haben.

Als organisches Diisocyanat wird zur Herstellung der Polyurethane gemäß Komponente B vorzugsweise 4,4-Diphenylmethan-diisocyanat verwendet. Es sollte weniger als 5% 2,4-Diphenylmethan-diisocyanat und weniger als 2% des Dimeren von Diphenylmethan-diisocyanat enthalten. Es ist weiterhin wünschenswert, daß die Acidität, gerechnet als HCl im Bereich von 0,005 bis 0,2% liegt. Die Acidität, gerechnet als HCl, wird durch Extraktion des Chlorids aus dem Isocyanat in heißer, wäßriger Methanol-Lösung oder durch Freisetzung des Chlorids bei Hydrolyse mit Wasser und Titration des Extraktes mit Standard-Silbernitrat-Lösung bestimmt, um die darin vorhandene Chlorid-Ionen-Konzentration zu erhalten.

Es können auch andere Diisocyanate zur Herstellung der thermoplastischen Poly­ urethane gemäß Komponente B verwendet werden, beispielsweise die Diisocyanate des Ethylens, Ethylidens, Propylens, Butylens, Cyclopentylens-1,3, Cyclohexylens- 1,4, Cyclohexylens-1,2 des 2,4-Tolylens, des 2,6-Tolylens, des p-Phenylens, des n- Phenylens, des Xylens, des 1,4-Naphthylens, des 1,5-Naphthylens, des 4,4′- Diphenylens, des 2,2-Diphenylpropan-4,4-diisocyanat, das Azobenzol-4,4′-diiso­ cyanat, des Diphenylsulfon-4,4-diisocyanat, das Dichlorhexanmethylen-diisocyanat, das Pentamethylen-diisocyanat, das Hexamethylen-diisocyanat, das 1-Chlorbenzol- 2,4-diisocyanat, das Furfuryl-diisocyanat, das Dicyclohexylmethan-diisocyanat, das Isophorondiisocyanat, das Diphenylmethan-diisocyanat und Bis(-isocyanatophenyl)­ ether von Ethylenglykol, Butandiol etc.

Als Kettenverlängerer können organische difunktionelle Verbindungen verwendet werden, die aktiven, mit Isocyanaten reaktiven, Wasserstoff enthalten, z. B. Diole, Hydroxycarbonsäuren, Dicarbonsäuren, Diamine und Alkanolamine und Wasser. Als solche sind beispielsweise Ethylen-, Propylen-, Butylenglykol, 1,4-Butandiol, Butan­ diol, Butindiol, Xylylenglykol, Amylenglykol, 1,4-Phenylen-β-bis-hydroxy-ethylether, 1,3-Phenylen-bis-β-hydroxyethylether, Bis-(hydroxymethyl-cyclohexan), Hexandiol, Adipinsäure, ω-Hydroxycapronsäure, Thiodiglykol, Ethylendiamin-, Propylen, Butylen-, Hexamethylen-, Cydohexylen-, Phenylen-, Toluylen-, Xylylendiamin, Diaminodicyclohexylmethan, Isophorondiamin, 3,3′-Dichlorbenzidin, 3,3′-Dinitro­ benzidin, Ethanolamin, Aminopropylalkohol, 2,2-Dimethyl-propanolamin, 3-Amino­ cyclohexylalkohol und p-Aminobenzylalkohol zu nennen. Das Molverhältnis Oligo- bzw. Polyester zu bifunktionellem Kettenverlängerer bewegt sich im Bereich 1 : 1 bis 1 : 50, vorzugsweise 1 : 2 bis 1 : 30.

Außer difunktionellen Kettenverlängerern können auch in untergeordneten Mengen bis zu etwa 5 Mol-%, bezogen auf Mole eingesetzten bifunktionellen Kettenver­ längerer, trifunktionelle oder mehr als trifunktionelle Kettenverlängerer eingesetzt werden.

Derartige trifunktionelle oder mehr als trifunktionelle Kettenverlängerer sind beispielsweise Glycerin, Trimethylolpropan, Hexantriol, Pentraerythrit und Trietha­ nolamin.

Monofunktionelle Komponenten, beispielsweise Butanol, können auch zur Her­ stellung der thermoplastischen Polyurethane gemäß Komponente B eingesetzt werden.

Die als Bausteine für die thermoplastischen Polyurethane genannten Diisocyanate, Oligoester, Polyester, Polyether, Kettenverlängerer und monofunktionellen Kom­ ponenten sind entweder literaturbekannt oder nach literaturbekannten Verfahren erhältlich.

Die bekannte Herstellung der Polyurethan-Komponente B kann beispielsweise, wie folgt, durchgeführt werden:

So können beispielsweise die Oligo- bzw. Polyester, die organischen Diisocyanate und die Kettenverlängerer für sich vorzugsweise auf eine Temperatur von ca. 50 bis 220°C erhitzt und dann vermischt werden. Vorzugsweise werden die Oligo- bzw. Polyester zunächst einzeln erhitzt, dann mit den Kettenverlängerern gemischt und die erhaltene Mischung mit dem vorerhitzten Isocyanat vermischt.

Das Mischen der Ausgangskomponenten zur Herstellung der Polyurethane kann mit irgendeinem mechanischen Rührer erfolgen, der intensive Mischung innerhalb kurzer Zeit erlaubt. Falls die Viskosität der Mischung während des Rührens vorzeitig zu schnell steigen sollte, kann entweder die Temperatur gesenkt oder eine kleine Menge (0,001 bis 0,05 Gew.-%, bezogen auf Ester) Zitronensäure oder ähnliches zugegeben werden, um die Geschwindigkeit der Reaktion zu verkleinern. Zur Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit können geeignete Katalysatoren, wie z. B. tertiäre Amine, die in dem US-Patent 2 729 618 genannt werden, zur Anwendung kommen.

Komponente C

Die kautschukelastischen Polymerisate C umfassen Copolymerisate - insbesondere Pfropfcopolymerisate - mit kautschukelastischen Eigenschaften, die im wesentlichen aus mindestens 2 der folgenden Monomeren erhältlich sind:

Chloropren, Isopren, Isobuten, Butadien, Styrol, Acrylnitril, Ethylen, Propylen, Vinylacetat und (Meth)Acrylsäureester mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkom­ ponente; also Polymerisate wie sie z. B. in "Methoden der organischen Chemie" (Houben-Weyl), Bd. 14/1, Georg-Thieme-Verlag, Stuttgart 1961, S. 393-406 und in C.B. Buckuall, "Toughened Plastics", Appl. Science Publishers, London 1977, beschrieben sind. Die Polymerisate C besitzen einen Gelgehalt von über 20, vorzugsweise über 40 Gew.-%. Die Glasübergangstemperatur (Tg) liegt unter 0°C, vorzugsweise unter -20°C.

Bevorzugte Polymerisate C sind selektiv hydrierte Blockcopolymerisate eines vinylaromatischen Monomeren (X) und eines konjugierten Diens (Y) von X-Y-Typ. Diese Blockcopolymerisate können nach bekannten Verfahren hergestellt werden.

Im allgemeinen kann für die Herstellung der geeigneten X-Y-Blockcopolymerisate aus Styrol, α-Methylstyrol, Vinyltoluol usw. und aus konjugierten Dienen, wie Butadien, Isopren usw., die für die Herstellung von Styrol-Dien-Blockcopoly­ merisaten verwendete Technologie benutzt werden, die in "Encyelopedia of Polymer Science and Technology", Bd. 15, Interscience, N.Y. (1971) auf den Seiten 508 ff beschrieben ist. Die selektive Hydrierung kann auf an sich bekannten Wegen durchgeführt werden und bedeutet, daß die ethylenischen Doppelbindungen im wesentlichen vollständig hydriert werden, wobei die aromatischen Doppelbindungen im wesentlichen unbeeinflußt bleiben.

Derartige selektiv hydrierte Blockcopolymerisate werden z. B. in der DE-OS 30 00 282 beschrieben.

Bevorzugte Polymerisate C sind z. B. mit Styrol und/oder Acrylnitril und/oder (Meth)Acrylsäurealkylestern gepfropfte Polybutadiene, Butadien/Styrol-Copoly­ merisate oder Poly(meth)acrylsäureester, z. B. Copolymerisate aus Styrol oder Alkylstyrol und konjugierten Dienen (schlagfestes Polystyrol), d. h. Copolymerisate der in der DE-OS 16 94 173 (= US-PS 3 564 077) beschriebenen Art, mit Acryl- oder Methacrylsäureestern, Vinylacetat, Acrylnitril, Styrol und/oder Alkylstyrolen gepfropfte Polybutadiene, Butadien/Styrol- oder Butadien/Acrylnitril-Copolymerisate, Polyisobutene oder Polyisoprene, wie sie z. B. in der DE-OS 23 48 377 (= US-PS 3 919 353) bzw. in der DE-A 31 05 364 und DE-A 30 19 233 beschrieben sind.

Besonders bevorzugte Polymerisate C sind z. B. ABS-Polymerisate (sowohl Misch- als auch Pfropftypen), wie sie z. B. in der DE-OS 20 35 390 (= US-PS 3 644 574) oder in der DE-OS 22 48 242 (= GB-PS 1 409 275) beschrieben sind.

Bevorzugt sind Pfropfcopolymerisate von

• C.1 10 bis 95 Gew.-Teilen Monomeren auf
• C.2 5 bis 90 Gew.-Teilen kautschukelastische Grundlagen.

Monomere C.1 sind vorzugsweise Gemische aus der Gruppe

• C.1.1 50 bis 99, vorzugsweise 60 bis 95 Gew.-Teilen Vinyl­ aromaten und(oder kernsubstituierten Vinylaromaten (beispielsweise Styrol, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, p-Chlorstyrol), und/oder Methacrylsäure-(C₁-C₄-Alkyl­ ester (beispielsweise Methylmethacrylat, Ethylmeth­ acrylat) oder Gemische daraus und der Gruppe
• C.1.2 1 bis 50, vorzugsweise 5 bis 40 Gew.-Teilen Vinyl­ cyanide (ungesättigte Nitrile wie beispielsweise Acryl­ nitril und Methacrylnitril), (Meth)Acrylsäure(C₁-C₈)- Alkylester (beispielsweise Methylmethacrylat, n- Butylacrylat, t-Butylacrylat), ungesättigte Carbonsäuren (wie Maleinsäure), Derivate (wie Anhydride und Imide) ungesättigter Carbonsäuren (beispielsweise Maleinsäureanhydrid und N-Phenyl-Maleinimid) oder Gemische daraus.

Besonders bevorzugte Monomere C.1.1 sind Styrol, α-Methylstyrol und Methylmethacrylat, besonders bevorzugte Monomere C.1.2 sind Acrylnitril, Maleinsäureanhydrid und Methylmethacrylat.

Insbesondere sind C.1.1 Styrol und C.1.2 Acrylnitril bevorzugt.

Bevorzugte Kautschuke C.2 sind Dienkautschuke (z. B. auf Basis Butadien, Isopren etc.) oder Gemische von Dienkautschuken oder Copolymerisate von Dienkautschuken oder deren Gemischen mit weiteren copolymerisierbaren Monomeren (z. B. gemäß (C.1.1 und C.1.2), mit der Maßgabe, daß die Glasübergangstemperatur der Komponente C.2 unterhalb 0°C liegt.

Besonders bevorzugt wird reiner Polybutadienkautschuk.

Darüberhinaus sind besonders bevorzugte Polymerisate C Pfropfpolymerisate, die durch Pfropfreaktion von

• I. 10 bis 40, vorzugsweise 10 bis 35 Gew.-% bezogen auf Pfropfprodukt, mindestens eines (Meth)Acrylsäureesters und/oder eines Gemisches aus
• 10 bis 40, vorzugsweise 20 bis 35 Gew.-% bezogen auf Gemisch, Acrylnitril und
• 60 bis 90, vorzugsweise 65 bis 80 Gew.-% bezogen auf Gemisch, Styrol auf
• II. 60 bis 90, vorzugsweise 65 bis 90 Gew.-% bezogen auf Pfropfprodukt, eines Butadien-Polymerisats mit mindestens 70 Gew.-% bezogen auf II., Butadienresten als Pfropfgrundlage erhältlich sind,

wobei vorzugsweise der Gelanteil der Pfropfgrundlage II 70% (in Toluol gemessen), der Pfropfgrad G 0,15 bis 0,55 und der mittlere Teilchendurchmesser d₅₀ des Pfropfpolymerisats C 0,2 bis 0,6 µm, vorzugsweise 0,3 bis 0,5 µm betragen (vgl. z. B. EP 0 131 202).

(Meth)Acrylsäureester I sind Ester der Acrylsäure bzw. Methacrylsäure und einwertiger Alkohole mit 1 bis 8 C-Atomen.

Die Pfropfgrundlage Ii kann neben Butadienresten bis zu 30 Gew.-% bezogen auf II, Reste anderer ethylenisch ungesättigter Monomer, wie z. B. Styrol, Acrylnitril, Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit 1 bis 4 C-Atomen in der Alkoholkomponente (wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat, Ethylmethacrylat) enthalten. Die bevorzugte Pfropfgrundlage II besteht aus reinem Polybutadien.

Da bei der Pfropfreaktion die Pfropfmonomeren I bekanntlich nicht vollständig auf die Pfropfgrundlage II aufpfropfen, werden erfindungsgemäß unter Pfropfpolymeri­ saten auch solche Produkte verstanden, die neben den eigentlichen Pfropfpoly­ merisaten auch Homo- und Copolymerisate der eingesetzten Pfropfmonomeren I ent­ halten.

Der Pfropfgrad G bezeichnet das Gew.-Verhältnis von aufgepfropften Pfropf­ monomeren zu Pfropfgrundlage und ist dimensionslos.

Die mittlere Teilchengröße d₅₀ ist der Durchmesser, oberhalb und unterhalb dessen jeweils 50 Gew.-% der Teilchen liegen. Er kann bestimmt werden mittels Ultrazen­ trifugen-Messungen (W. Scholtan, H. Lange, Kolloid, Z. und Z. Polymere 250 (1972), 782-796) oder mittels Elektronenmikroskopie und anschließende Teilchen­ auszählung (C. Kämpf, H. Schuster, Angew. Makromolekulare Chemie 14, (1970), 111-129) oder mittels Lichtstreuungsmessungen.

Besonders bevorzugte Polymerisate C sind z. B. auch Pfropfpolymerisate aus

• a) 25 bis 98 Gew.-% bezogen auf C, Acrylatkautschuk mit einer Glasübergangstemperatur unter -20°C als Pfropfgrundlage und
• b) 2 bis 75 Gew.-% bezogen auf C mindestens eines polymisierbaren, ethylenisch ungesättigten Monomeren, dessen bzw. deren in Abwesenheit von (a) entstandenen Homo- bzw. Copolymerisate eine Glasüber­ gangstemperatur von 25°C hätten, als Pfropfmonomere.

Die Acrylatkautschuke (a) der Polymerisate C sind vorzugsweise Polymerisate aus Acrylsäurealkylestern, gegebenenfalls mit bis zu 40 Gew.-% anderer polymerisier­ barer, ethylenisch ungesättigter Monomerer. Sofern die als Pfropfgrundlage (a) eingesetzten Acrylatkautschuke - wie nachfolgend beschrieben - ihrerseits bereits Pfropfprodukte mit einem Dienkautschukkern sind, wird zur Berechnung dieser Prozentangabe der Dienkautschukkern nicht mitgezählt. Zu den bevorzugten polymerisierbaren Acrylsäureestern gehören C₁-C₈-Alkylester, beispielsweise Methyl-, Ethyl-, Butyl-, Octyl- und 2-Ethylhexylester; Halogenalkylester, vorzugsweise Halogen-C₁-C₈-Alkylester, wie Chlorethylacrylat und aromatische Ester wie Benzylacrylat und Phenethylacrylat. Sie können einzeln oder in Mischung eingesetzt werden.

Die Acrylatkautschuke (a) können unvernetzt oder vernetzt, vorzugsweise partiell vernetzt sein.

Zur Vernetzung können Monomere mit mehr als einer polymerisierbaren Doppel­ bindung copolymerisiert werden. Bevorzugte Beispiele für vernetzende Monomere sind Ester ungesättigter Monocarbonsäuren mit 3 bis 8 C-Atomen und gesättigter einwertiger Alkohole mit 3 bis 12 C-Atomen oder gesättigter Polyole mit 2 bis 4 OH-Gruppen und 2 bis 20 C-Atomen, wie z. B. Ethylenglykoldimetharylat, Allylmethacrylat, mehrfach ungesättigte heterocyclische Verbindungen, wie z. B. Trivinyl- und Triallylcyanurat und -isocyanat, Tris-acryloyl-s-triazine, insbesondere Triallylcyanurat; polyfunktionelle Vinylverbindungen wie Di- und Trivinylbenzole; aber auch Triallylphosphat und Diallylphthalat.

Bevorzugt vernetzende Monomere sind Allylmethacrylat, Ethylenglykoldimethacrylat, Diallylphthalat und heterocyclische Verbindungen, die mindestens 3 ethylenisch ungesättigte Gruppen aufweisen.

Besonders bevorzugte vernetzende Monomere sind die cyclischen Monomere Triallylcyanurat, Triallylisocyanurat, Trivinylcyanurat, Triacryloylhexahydro-s-triazin, Triallylbenzole.

Die Menge der vernetzenden Monomeren beträgt vorzugsweise 0,02 bis 5, insbesondere 0,05 bis 2 Gew.-% bezogen auf Pfropfgrundlage (a).

Bei cyclischen vernetzenden Monomeren mit mindestens 3 ethylenisch ungesättigten Gruppen ist es vorteilhaft, die Menge auf < 1 Gew.-% der Pfropfgrundlage (a) zu beschränken.

Bevorzugte "andere" polymerisierbare, ethylenisch ungesättigte Monomere, die neben den Acrylsäureestern gegebenenfalls zur Herstellung der Pfropfgrundlage (a) dienen können, sind z. B. Acrylnitril, Styrol, α-Methylstyrol, Acrylamide, Vinyl-C₁-C₆- alkylether. Bevorzugte Acrylkautschuke als Pfropfgrundlage (a) sind Emulsions­ polymerisate, die einen Gelgehalt von 60 Gew.-% aufweisen.

Der Gelgehalt der Pfropfgrundlage (a) wird bei 25°C in Dimethylformamid bestimmt (M. Hoffmann, H. Krömer, R. Kuhn, Polymeranalytik I und II, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1977).

Acrylatkautschuke als Pfropfgrundlage (a) können auch Produkte sein, die einen vernetzten Dienkautschuk aus einem oder mehreren konjugierten Dienen, wie Polybutadien, oder ein Copolymerisat eines konjugierten Diens mit einer methylenisch ungesättigten Monomer, wie Styrol und/oder Acrylnitril, als Kern enthalten.

Der Anteil des Polydiens-Kerns in der Pfropfgrundlage (a) kann 0,1 bis 80, bevorzugt 10 bis 50 Gew.-% bezogen auf (a) betragen. Schale und Kern können unabhängig voneinander unvernetzt, teilvernetzt oder hochvernetzt sein.

Ganz besonders bevorzugt sind die zuvor erwähnten Pfropfpolymerisate aus Polybutadien als Pfropfgrundlage und (Meth)Acrylsäureester und Acrylnitril als Pfropfgrundlage, wobei die Pfropfgrundlage aus 65 bis 90 Gew.-Teilen vernetztem Polybutadien mit einem Gelgehalt von über 70% (in Toluol) und die Pfropf­ grundlage aus einem 5 : 1 bis 20 : 1 Gemisch aus Methylmethacrylat und n-Butylacrylat bestehen (z. B. DE 31 05 364, DE 30 19 233).

Die Formmassen können Nukleierungsmittel wie Mikrotalk enthalten. Weiterhin können die Formmassen übliche Zusatzstoffe wie Gleit- und Entformungsmittel, Verarbeitungsstabilisatoren, Füll- und Verstärkungsstoffe sowie Farbstoffe und Pigmente enthalten.

Die Nukleierungsmittel und üblichen Zusatzstoffe außer Füll- und Verstärkungsstoffe können in Mengen von ca. 0,1 bis 3 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew.-Teile thermoplastische Formmasse, aus A+B+C zugegeben werden.

Füll- und Verstärkungsstoffe können in Mengen von 1 bis 10 Gew.-Teilen, bezogen auf 100 Gew-Teile A+B+C zugegeben werden.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen kann in den üblichen Mischaggregaten wie Walzen, Knetern, Ein- oder Mehrwellenextrudern durch Vermischen der Einzelkomponenten erhalten werden.

Beispiele

Die in den Beispielen angegebenen Komponenten werden gemischt und in einer Spritzgußmaschine bei üblichen PBT-Verarbeitungsbedingungen (Massetemperatur ca. 260°C) zu Prüfkörpern verarbeitet.

Beispiel

60,0 Gew.-% Polybutylenterephthalat (PBT), Schmelzviskosität 850 +/- 50 Pa_*s (Göttfert)
20,0 Gew.-% thermoplastisches Polyurethan: Desmopan® 385, Bayer AG (Reaktionsprodukt eines Adipinsäure-Butandiol- Polyesters mit 4,4′-Diphenylmethandiisocyanat, Butan­ diol-1,4 als Kettenverlängerer)
20,0 Gew.-% Pfropfpolymerisat von 25 Gew-Teilen Styrol/Acrylnitril im Verhältnis 72 : 28 auf 75 Gew.-Teile Polybutadien (mittlerer Teilchendurchmesser 0,4 µm), hergestellt durch Emulsionspolymerisation.

Die erfindungsgemäße Formmasse zeigt ein ausgezeichnetes Dehnungsverhalten, gute Kerbschlagzähigkeit und Shore-Härte.

Claims (10)

1. Thermoplastische Formmassen aus

• A) 10 bis 60 Gew.-Teilen Polyalkylenterephthalat,
• B) 2 bis 45 Gew.-Teilen thermoplastischem Polyurethan und
• C) 2 bis 45 Gew.-Teilen kautschukelastischem Polymerisat mit einer Glasübergangstemperatur (Tg) von unter -20°C,

wobei die Summe aus A+B+C 100 ergibt.

2. Formmasse gemäß Anspruch 1 aus

• A) 20 bis 90 Gew.-Teilen Polyalkylenterephthalat,
• B) 5 bis 40 Gew.-Teilen thermoplastischem Polyurethan,
• C) 5 bis 40 Gew.-Teilen kautschukelastischem Pfropfpolymerisat mit einer Glasübergangstemperatur von unter 0°C.

3. Formmasse gemäß Anspruch 1, worin Komponente

• A) Polybutylenterephthalat oder Polyethylenterephthalat oder Mischungen daraus sind,
• B) Komponente B Reaktionsprodukte aus Diisocyanaten und Oligo- und/oder Polyester und/oder Polyethern sind.

4. Formmasse gemäß Anspruch 1, worin Komponente C Copolymerisate oder Pfropfcopolymerisate sind, die aus mindestens 2 der folgenden Monomeren erhältlich sind: Chloropren, Isopren, Isobuten, Butadien, Styrol, Acrylnitril, Ethylen, Propylen, Vinylacetat und (Meth)Acrylsäureester mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkompo­ nente.

5. Formmasse gemäß Anspruch 1, worin Komponente C) mit Styrol und/oder Acrylnitril und/oder (Meth)Acrylsäurealkylestern gepfropfte Polybutadiene, Butadien/Styrol-Copolymerisate oder Poly(meth)acryl­ säureester ist.

6. Formmasse gemäß Anspruch 1, welche zusätzlich übliche Additive wie Gleit- und Entformungsmittel, Verarbeitungsstabilisatoren, Füll- und Ver­ stärkungsstoffe, Farbstoffe und Pigmente enthält.

7. Verwendung der Formmassen gemäß Anspruch 1, zur Herstellung von Formkörpern.

8. Formkörper, hergestellt aus Formmassen gemäß Anspruch 1.

9. Isoliermaterial, hergestellt aus Formmassen gemäß Anspruch 1.