DE102007027156A1 - Transparent, thermoplastically processable, elastomeric polymer composition with UV stability and good adhesion properties - Google Patents
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist eine transparente, thermoplastische, elastomere und UV-stabile Polymerzusammensetzung, die im Zweikomponentenspritzguss auf technischen Thermoplasten haftet, insbesondere auf solchen mit polaren Gruppen. Diese Zusammensetzung umfasst drei Komponenten: (a) ein elastomeres Block-Copolymer mit mindestens zwei Endblöcken A aus polymerisierten Monoalkenyl-Aromaten und mindestens einem Mittelblock B aus polymerisierten und anschließend hydrierten konjugierten Dienen und polymerisierten Monoalkenyl-Aromaten, (b) ein endblock-kompatibles Harz und (c) ein mittelblock-kompatibles Öl.The invention relates to a transparent, thermoplastic, elastomeric and UV-stable polymer composition adhering to engineering thermoplastics in two-component injection molding, in particular those having polar groups. This composition comprises three components: (a) an elastomeric block copolymer having at least two endblocks A of polymerized monoalkenyl aromatics and at least one midblock B of polymerized and then hydrogenated conjugated dienes and polymerized monoalkenyl aromatics, (b) an endblock compatible resin and (c) a midblock-compatible oil.
Description
Gegenstand der ErfindungSubject of the invention
Die Erfindung betrifft eine transparente, thermoplastisch verarbeitbare, elastomere Polymerzusammensetzung mit UV-Stabilität und guten Haftungseigenschaften auf technischen Thermoplasten, sowie die Verwendung dieser Zusammensetzung zur Herstellung von Verbundteilen.The The invention relates to a transparent, thermoplastically processable, elastomeric polymer composition with UV stability and Good adhesion properties on engineering thermoplastics, as well the use of this composition for the production of composite parts.
Stand der TechnikState of the art
Es sind verschiedene Typen von Polymerzusammensetzungen bekannt, die thermoplastische Elastomere (TPE) auf Grundlage von Alkenylaromat-Block-Copolymeren enthalten.It Various types of polymer compositions are known which thermoplastic elastomers (TPE) based on alkenyl aromatic block copolymers contain.
Üblich
sind dabei Styrol-Block-Copolymere (TPE-S), insbesondere Triblock-Copolymere
des Typs ABA, bestehend aus zwei Styrol-Endblöcken A und
einem Mittelblock B, der beispielsweise aus einem polymerisierten
Dien (Polydien) wie 1,3-Butadien (Styrol-Butadien-Styrol, SBS) oder
Isopren (Styrol-Isopren-Styrol, SIS) bestehen kann. Die Herstellung
solcher Triblock-Copolymere ist beispielsweise in
Die Endblöcke A verschiedener ABA-Polymerketten bilden unterhalb ihrer Glastemperatur amorphe Domänen; da die Endblöcke A durch die Mittelblöcke B verbunden sind, entsteht auf diese Weise eine Netzstruktur aus harten Polystyrol-Domänen und einer weichen B-Matrix, was den elastomeren Charakter bedingt. Beim Erhitzen über ihre Glastemperatur werden die A-Domänen reversibel erweicht, und das Polymer wird thermoplastisch verarbeitbar. Da die Brechungsindices der Polystyrolblöcke und des Mittelblocks für sich genommen im Allgemeinen unterschiedlich sind, werden die optischen Eigenschaften wie Transparenz und Lichtstreuung wesentlich von der Größe der Polystyroldomänen bestimmt, wobei diese wesentlich durch die Länge der Blöcke bestimmt wird.The Endblocks A of various ABA polymer chains form below their glass transition temperature amorphous domains; because the endblocks A are connected by the middle blocks B, arises on this way a network structure of hard polystyrene domains and a soft B matrix, which causes the elastomeric character. At the Heating above its glass transition temperature becomes the A domains reversibly softens, and the polymer becomes thermoplastically processable. As the refractive indices of the polystyrene blocks and the middle block are generally different in themselves, become the optical properties such as transparency and light scattering essentially the size of the polystyrene domains These are determined by the length of the blocks is determined.
Die
Polydien-Mittelblöcke können auch selektiv hydriert
werden, wodurch Polymere mit gesättigtem Mittelblock entstehen.
Solche Polymere sind zum Beispiel in
Die
Mittelblöcke können neben Polydien, das gegebenenfalls
auch hydriert sein kann, auch polymerisiertes Styrol enthalten;
die Verteilung von Styrol und Dien in den Mittelblöcken
kann dabei beispielsweise zufällig („random")
sein oder einem Gradienten folgen („tapered"). In
Polymerzusammensetzungen, die thermoplastische Elastomere des Typs Alkenylaromat-Block-Copolymer enthalten und im Zweikomponentenspritzguss auf technischen Thermoplasten, insbesondere auf solchen mit polaren Gruppen wie zum Beispiel PC, ABS, PC/ABS-Mischungen, PBT, PETG, Zylar oder PMMA, haften, sind ebenfalls bekannt. Für die Haftung auf Thermoplasten mit polaren Gruppen wird dabei im Allgemeinen auch eine weitere, Haftung vermittelnde Komponente benötigt.Polymer compositions the thermoplastic elastomers of the alkenyl aromatic block copolymer type in two-component injection molding on engineering thermoplastics, especially those with polar groups such as PC, ABS, PC / ABS compounds, PBT, PETG, Zylar or PMMA, are also known. For adhesion to thermoplastics with In general, polar groups will also have another liability mediating component needed.
So
kennt man beispielsweise aus der
Ebenso sind auf Styrol-Butadien-Styrol-Block-Copolymer (SBS)basierende Zusammensetzungen auf dem Markt, die als Haftung vermittelnde Komponente ein endblock-kompatibles Harz enthalten. Solche Materialien sind zwar transparent, aber nur wenig UV-stabil; sie vergilben unter UV-Einstrahlung schnell.Also based on styrene-butadiene-styrene block copolymer (SBS) based compositions the market which contain an endblock compatible resin as the adhesion promoting component. Although such materials are transparent, they are little UV stable; they turn yellow quickly under UV radiation.
Zusammensetzungen mit hydrierten Styrol-Block-Copolymeren wie z. B. SEBS (Styrol-Ethylen/Butylen-Styrol) in Verbindung mit einem endblock-kompatiblen Harz zeigen hingegen unzureichende Haftung auf technischen Thermoplasten mit polaren Gruppen.compositions with hydrogenated styrene block copolymers such. B. SEBS (styrene-ethylene / butylene-styrene) however, in conjunction with an endblock-compatible resin insufficient adhesion to engineering thermoplastics with polar Groups.
Der
Einsatz von hydrierten Styrol-Block-Copolymeren mit Styrol im Mittelblock
für die Herstellung elastomerer Produkte ist in
Ebenso
ist in den obigen Druckschriften offenbart, dass diese Polymere
verbesserte Haftung zu polaren Polymeren aufweisen, und in Verbindung
mit Ölen oder haftungsvermittelnden Harzen eingesetzt werden können.
Solche Harze können mittelblock-kompatible Harze oder endblock-kompatible
Harze sein. Einige der in
Aufgabetask
Die durch die Erfindung zu lösende Aufgabe besteht in der Bereitstellung einer thermoplastisch verarbeitbaren, elastomeren Zusammensetzung, die transparent ist, gute UV-Stabilität aufweist, sehr gute mechanische Eigenschaften wie beispielsweise eine hohe Zugfestigkeit besitzt, sowie auf technischen Thermoplasten, insbesondere auf polaren Thermoplasten wie z. B. PC, ABS, PC/ABS-Mischungen, PBT, PETG, Zylar oder PMMA gut haftet.The to be solved by the invention task is to provide a thermoplastically processable, elastomeric composition, which is transparent, has good UV stability, very good mechanical properties such as high tensile strength and on engineering thermoplastics, in particular on polar thermoplastics such as PC, ABS, PC / ABS compounds, PBT, PETG, Zylar or PMMA good adhesion.
Erfindunginvention
Die obige Aufgabe wird durch Zusammensetzungen gelöst, die folgende Bestandteile umfassen:
- (a) 100 Gewichtsanteile eines oder mehrerer thermoplastischer, elastomerer Block-Copolymere mit mindestens zwei Endblöcken A aus polymerisierten Monoalkenyl-Aromaten und mindestens einem Mittelblock B aus polymerisierten und anschließend hydrierten konjugierten Dienen und Monoalkenyl-Aromaten, wobei – der Zahlenmittelwert des Molekulargewichts von Komponente (a) zwischen 80000 und 240000 liegt, – der Zahlenmittelwert des Molekulargewichts der einzelnen Endblöcke zwischen 10000 und 36000 liegt, – der Anteil an Monoalkenyl-Aromat, in Bezug auf das Gewicht der Komponente (a), 35–80% ist, – der Anteil an Monoalkenyl-Aromat in den Endblöcken, in Bezug auf das Gewicht der Komponente (a), 20–40% ist, und – der Anteil an Monoalkenyl-Aromat in den Mittelblöcken, in Bezug auf das Gewicht der Mittelblöcke, 15–75% ist,
- (b) 25 bis 100 Gewichtsanteile eines oder mehrerer endblock-kompatibler Harze, und
- (c) 40 bis 150 Gewichtsanteile eines oder mehrerer mittelblock-kompatibler Öle.
- (a) 100 parts by weight of one or more thermoplastic elastomeric block copolymers having at least two end blocks A of polymerized monoalkenyl aromatics and at least one middle block B of polymerized and subsequently hydrogenated conjugated dienes and monoalkenyl aromatics, wherein - the number average molecular weight of component ( a) is between 80,000 and 240,000, - the number average molecular weight of the individual end blocks is between 10,000 and 36,000, - the proportion of monoalkenyl aromatic, with respect to the weight of component (a), is 35-80%, - the proportion monoalkenyl aromatic in the terminal blocks, in terms of the weight of component (a), is 20-40%, and - the proportion of monoalkenyl aromatic in the middle blocks, relative to the weight of the middle blocks, is 15-75% .
- (b) 25 to 100 parts by weight of one or more endblock compatible resins, and
- (c) 40 to 150 parts by weight of one or more midblock compatible oils.
Solche Zusammensetzungen haften, beispielsweise im Zweikomponentenspritzguss, gut auf technischen Thermoplasten und insbesondere auf Thermoplasten mit polaren Gruppen. Außerdem zeichnen sie sich durch hohe Transparenz und UV- Stabilität aus. Typisch sind Transmissionswerte oberhalb von 85% und Haze-Werte unterhalb von 50%, bevorzugt unterhalb von 20%, nach ASTM D 1003, Methode A, und mindestens 500 Stunden bis unter UV-Einstrahlung nach DIN EN ISO 4892-2 erste Vergilbungserscheinungen auftreten.Such Adhere to compositions, for example in two-component injection molding, good on engineering thermoplastics and especially on thermoplastics with polar groups. In addition, they are characterized by high Transparency and UV stability. Typical are transmission values above 85% and haze values below 50%, preferably below of 20%, according to ASTM D 1003, method A, and at least 500 hours up to UV radiation according to DIN EN ISO 4892-2 first signs of yellowing occur.
Die Zusammensetzung ist z. B. für die Herstellung von medizinischen Geräten, Rasierergriffen, Schaltern, Bedienelementen an Geräten, Mobiltelefonen, Zahnbürstengriffen oder Spielzeug geeignet und kann, je nach Wahl der Mengenverhältnisse der Bestandteile, in Härten zwischen 20 und 90 Shore A hergestellt werden. Je nach Härte liegen die Zugfestigkeitswerte typischerweise zwischen 8 und 20 MPa.The Composition is z. B. for the manufacture of medical Devices, razor handles, switches, controls Devices, mobile phones, toothbrush handles or Toy suitable and can, depending on the choice of proportions of the components, in hardnesses between 20 and 90 Shore A. getting produced. Depending on the hardness, the tensile strength values are typically between 8 and 20 MPa.
Komponente (a)Component (a)
Die Komponente besteht aus einem oder mehreren thermoplastischen, elastomeren Block-Copolymeren mit mindestens zwei Endblöcken A aus polymerisierten Monoalkenyl-Aromaten und mindestens einem Mittelblock B aus polymerisierten und anschließend hydrierten konjugierten Dienen und polymerisierten Monoalkenyl-Aromaten.The Component consists of one or more thermoplastic, elastomeric Block copolymers with at least two end blocks A out polymerized monoalkenyl aromatic and at least one middle block B from polymerized and then hydrogenated conjugated Serve and polymerized monoalkenyl aromatics.
Beim Dien handelt es sich beispielsweise um 1,3-Butadien oder um substituierte 1,3-Butadiene wie Isopren, Piperylen, 2,3-Dimethyl-1,3-butadien, 1-Phenyl-1,3-butadien, oder auch um eine Mischung verschiedener Diene; bevorzugt wird Butadien. Der Monoalkenyl-Aromat kann beispielsweise Styrol, alpha-Methylstyrol, para-Methylstyrol, Vinylnaphtalin, para-Butylstyrol, oder auch eine Mischung verschiedener Monoalkenyl-Aromaten sein; bevorzugt wird Styrol. Der Anteil der hydrierten Dien-Einheiten ist vorzugsweise 90% oder größer; weiterhin können auch bis zu 10% der Monoalkenyl-Aromaten hydriert oder teilhydriert sein.At the Dien is, for example, 1,3-butadiene or substituted 1,3-butadienes such as isoprene, piperylene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 1-phenyl-1,3-butadiene, or even a mixture of different serve; preferred is butadiene. For example, the monoalkenyl aromatic can Styrene, alpha-methylstyrene, para-methylstyrene, vinylnaphthalene, para-butylstyrene, or a mixture of different monoalkenyl aromatics; Styrene is preferred. The proportion of hydrogenated diene units is preferably 90% or greater; can continue also hydrogenated or partially hydrogenated up to 10% of the monoalkenyl aromatics be.
Die
Mittelblöcke B enthalten bevorzugt polymerisierte konjugierte
Diene und polymerisierte Monoalkenyl-Aromaten in kontrollierter
Verteilung, wie in
Um hohe Transparenz zu erreichen und um hinsichtlich Herstellung und Verarbeitung günstige Werte für Erweichungstemperaturbereich und Viskosität zu erzielen, wird ein zahlengemitteltes Molekulargewicht zwischen 80000 und 240000, vorzugsweise zwischen 100000 und 180000, noch stärker bevorzugt zwischen 110000 und 160000, und am stärksten bevorzugt zwischen 120000 und 140000 gewählt. Von diesem Gewicht macht das Gewicht der Endblöcke 20–40%, vorzugsweise 25–35%, aus. Weiterhin sind im Hinblick auf gute Haftung ein gewisses Mindestgewicht der Endblöcke nötig, und ein gewisses Höchstgewicht, um hohe Transparenz sowie gute Verarbeitbarkeit sicherzustellen. Daher liegt das Gewicht eines einzelnen Endblocks im Zahlenmittel zwischen 10000 und 36000, vorzugsweise zwischen 15000 und 28000, und insbesondere zwischen 18000 und 22000.Around to achieve high transparency and in terms of production and Processing favorable values for softening temperature range and viscosity is a number average Molecular weight between 80,000 and 240,000, preferably between 100,000 and 180,000, more preferably between 1,100,000 and 160,000, and most preferably between 120,000 and 140000 chosen. That weight makes the weight the end blocks 20-40%, preferably 25-35%, out. Furthermore, in terms of good adhesion, a certain minimum weight the end blocks needed, and a certain maximum weight, to ensure high transparency and good processability. Therefore, the weight of a single end block is the number average between 10,000 and 36,000, preferably between 15,000 and 28,000, and especially between 18,000 and 22,000.
Die Molekulargewichte der Polymere können gemessen werden mittels Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) gegen Polystyrol-Standards mit Chlorbenzol als Laufmittel.The Molecular weights of the polymers can be measured by means of Gel permeation chromatography (GPC) against polystyrene standards with chlorobenzene as the eluent.
Der Gesamt-Anteil an Monoalkenyl-Aromat, bezogen auf das Gewicht der Komponente (a), ist 35–80%, vorzugsweise 40–70%, und insbesondere bevorzugt 44–60%. Niedrigere Anteile an Monoalkenyl-Aromat führen zu nicht mehr ausreichender Haftung auf polaren Thermoplasten, höhere Anteile verringern die Elastizität.Of the Total amount of monoalkenyl aromatic, based on the weight of the Component (a) is 35-80%, preferably 40-70%, and more preferably 44-60%. Lower levels of monoalkenyl aromatic lead to no longer sufficient liability on polar Thermoplastics, higher proportions reduce the elasticity.
Für hohe Transparenz und gute Haftung auf polaren Thermoplasten sollte der Anteil an Monoalkenyl-Aromat in den B-Blöcken, bezogen auf das Gewicht der B-Blöcke, mindestens 15% sein; um ausreichende Elastizität und Verarbeitbarkeit zu gewährleisten, sollten jedoch 75% nicht überschritten werden. Bevorzugt wird ein Anteil von 18–55%, und insbesondere bevorzugt sind 20–45%.For high transparency and good adhesion to polar thermoplastics should the proportion of monoalkenyl aromatic in the B blocks, based on the weight of B-blocks, at least 15%; for sufficient elasticity and processability, however, should be 75% not be exceeded. Preference is given to a share of 18-55%, and especially preferred are 20-45%.
Geeignete Polymere sind zum Beispiel von der Firma Kraton unter der Bezeichnung „Kraton A" erhältlich.suitable Polymers are for example from the company Kraton under the name "Kraton A "available.
Komponente (b)Component (b)
Als haftungsvermittelnde Komponente dient ein endblockkompatibles Harz oder eine Mischung aus solchen.When Adhesion promoting component is an endblock compatible resin or a mixture of such.
Geeignet sind beispielsweise aromatische Harze, wie zum Beispiel Homo- und Co-polymere von Vinyltoluol, Styrol, Alpha-Methlystyrol, Cumaron oder Inden. Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht liegt, im Hinblick auf die Härte der Zusammensetzung, vorzugsweise zwischen 1000 und 40000. Beispiele sind Cumaron-Inden-Harze, Polyinden-Harze, Poly(methylinden)-Harze, Polystyrol-Harze, Vinyltoluol-Alphamethylstyrol-Harze und Alphamethylstyrol-Harze. Solche Harze werden unter den Namen „HERCURES", „ENDEX", „KRISTALEX", „NEVCHEM", „PICCOTEX" und „PICCOLASTIC" angeboten. Insbesondere werden ENDEX 155 und KRISTALEX F115 (Eastman) mit Erweichungstemperaturen von etwa 155 beziehungsweise 115°C bevorzugt.Suitable examples are aromatic resins, such as homo- and co-polymers of vinyl toluene, styrene, alpha-methlystyrene, coumarone or indene. The weight average molecular weight is preferably between 1000 and 40,000, in terms of the hardness of the composition. Examples are coumarone-indene resins, polyindene resins, poly (methylindene) resins, polystyrene resins, vinyltoluene-alpha-methylstyrene resins, and alpha-methylstyrene resins. resins. Such resins are offered under the names "HERCURES", "ENDEX", "KRISTALEX", "NEVCHEM", "PICCOTEX" and "PICCOLASTIC". In particular, ENDEX 155 and KRISTALEX F115 (Eastman) with softening temperatures of about 155 and 115 ° C, respectively prefers.
Es werden 25 bis 100 Gewichtsanteile der Harz-Komponente eingesetzt, bevorzugt sind 30 bis 80 Gewichtsanteile, und insbesondere bevorzugt 40 bis 60 Gewichtsanteile. Hohe Harz-Anteile erhöhen die Härte der Zusammensetzung sowie deren Haftung auf polaren Thermoplasten. Bei Harzanteilen von weniger als 25 Gewichtsanteilen wird die Haftung unzureichend.It be used 25 to 100 parts by weight of the resin component, preferred are 30 to 80 parts by weight, and especially preferred 40 to 60 parts by weight. High resin levels increase the Hardness of the composition and its adhesion to polar Thermoplastics. For resin contents of less than 25 parts by weight the liability is insufficient.
Komponente (c)Component (c)
Als mittelblock-kompatible öle können beispielsweise pflanzliche öle oder Mineralöle verwendet werden. Bevorzugt werden paraffinische und/oder naphtenische Weißöle. Im Hinblick auf die Verwendung der Zusammensetzungen für die Herstellung von Verbundteilen, die spezielle toxikologische Spezifikationen erfüllen müssen, wie beispielsweise von Griffen, insbesondere Zahnbürstengriffen oder von Behältern für Lebensmittel, sind medizinische Weißöle besonders bevorzugt. Solche öle werden zum Beispiel von der Firma Shell unter der Bezeichnung ONDINA angeboten.When For example, medium-block compatible oils can vegetable oils or mineral oils are used. Preference is given to paraffinic and / or naphthenic white oils. With regard to the use of the compositions for the production of composite parts, the special toxicological Specifications, such as handles, in particular toothbrush handles or containers for food, are medicinal white oils particularly preferred. Such oils are, for example, from offered by Shell under the name ONDINA.
Das Öl ist zu 40–150 Gewichtsanteilen enthalten, bevorzugt sind 60–120 Gewichtsanteile. Je größer der Ölanteil ist, desto weicher wird die Zusammensetzung. Bei mehr als 150 Anteilen verringert sich die Haftung.The oil is contained at 40-150 parts by weight are preferred 60-120 parts by weight. The larger the oil content is, the softer the composition becomes. For more than 150 shares the liability decreases.
Weitere BestandteileOther ingredients
Weitere Bestandteile können hinzugefügt werden, solange sie die Eigenschaften der Zusammensetzung nicht nachteilig verändern. Beispiele hierfür sind weitere thermoplastische, elastomere Monoalkenyl-Aromat-Block-Copolymere wie zum Beispiel SBS, SIS oder SEES, sowie Pigmente, Farbstoffe, Wachse, zusätzliche Weichmacher, Stabilisatoren und/oder Verarbeitungs-Hilfsmittel.Further Ingredients can be added as long as they do not adversely affect the properties of the composition. Examples of these are other thermoplastic, elastomeric Monoalkenyl aromatic block copolymers such as SBS, SIS or SEES, as well as pigments, dyes, waxes, additional plasticizers, Stabilizers and / or processing aids.
Insbesondere kann die Zusammensetzung zusätzlich zum Öl einen polymeren Weichmacher enthalten, typisch sind hierbei zwischen 10 und 60 Gewichtsanteile.Especially The composition may have one in addition to the oil contain polymeric plasticizer, typically between 10 and 60 parts by weight.
Geeignete polymere Weichmacher sind mittelblock-kompatible, weiche Polymere, wie beispielsweise hydrierte Polydiene oder Copolymere aus Dien- und Monoalkenyl-Aromat-Monomeren, bevorzugt aus 1,3-Butadien und Styrol, oder auch mittelblockkompatible Harze, wie zum Beispiel aliphatische, cycloaliphatische oder auch hydrierte aromatische Kohlenwasserstoffharze mit bevorzugten zahlengemittelten Molekulargewichten zwischen 200 und 1500.suitable polymeric plasticizers are midblock-compatible, soft polymers, such as hydrogenated polydienes or copolymers of diene and monoalkenyl aromatic monomers, preferably from 1,3-butadiene and Styrene, or even middle block compatible resins, such as aliphatic, cycloaliphatic or hydrogenated aromatic Hydrocarbon resins having preferred number average molecular weights between 200 and 1500.
Geeignete mittelblock-kompatible Harze sind beispielsweise unter den Bezeichnungen ESCOREZ, REGALITE oder REGALREZ im Handel.suitable For example, mid-block compatible resins are under the designations ESCOREZ, REGALITE or REGALREZ on sale.
Herstellung der PolymerzusammensetzungenPreparation of polymer compositions
Die erfindungsgemäßen Polymerzusammensetzungen lassen sich auf übliche Weise herstellen und verarbeiten.The Let polymer compositions of the invention to produce and process in the usual way.
Die Herstellung eines Granulats der Zusammensetzung kann beispielsweise durch Extrusion der Schmelze erfolgen; bevorzugt ist dabei der Einsatz eines Doppelschneckenextruders. Typisch sind dabei Drehzahlen zwischen 250 und 450 min–1 und Temperaturen zwischen 160 und 240°C.The preparation of a granulate of the composition can be carried out, for example, by extrusion of the melt; preferred is the use of a twin-screw extruder. While typical speeds between 250 and 450 min -1 and temperatures of between 160 and 240 ° C.
Das Granulat der Zusammensetzung kann dann beispielsweise mittels Spritzgussverfahren weiterverarbeitet werden, wobei typischerweise Temperaturen zwischen 190 und 250°C zum Einsatz kommen.The Granules of the composition can then be, for example, by injection molding be further processed, typically temperatures between 190 and 250 ° C are used.
Insbesondere eignet sich die Zusammensetzung für Zweikomponentenspritzgussverfahren zur Herstellung von Verbundteilen mit technischen Thermpolasten.Especially the composition is suitable for two-component injection molding for the production of composite parts with technical thermopolasts.
Beispiele 1–4Examples 1-4
Beispiele 1–4 demonstrieren eine Ausführungsform der Erfindung. Die Gewichtsanteile der einzelnen Komponenten sind in Tabelle 1 angegeben.Examples 1-4 demonstrate an embodiment of the invention. The weight fractions of the individual components are shown in Table 1 specified.
In Beispiel 1 wird als Komponente (a) eine Mischung der Polymere „Kraton RP 6935" und „Kraton RP 6936" im Verhältnis 30/70 eingesetzt.In Example 1, as component (a), a mixture of the polymers "Kraton RP 6935" and "Kraton RP 6936 "at a ratio of 30/70.
Die Molekulargewichts- und Styrolgehalts-Mittelwerte dieser Mischung sind ebenfalls in Tabelle 1 angegeben.The Molecular weight and styrene content averages of this mixture are also given in Table 1.
Kraton RP 6935 ist ein hydriertes Styrol-Butadien-Triblock-Copolymer mit kontrollierter Styrol-Verteilung im Mittelblock und besitzt ein zahlengemitteltes Molekulargewicht (Mn) von etwa 210000. Der Styrolanteil beträgt 58%, der Endblock-Styrolgehalt beträgt 30%. Aus diesen Werten resultieren ein zahlengemitteltes Molekulargewicht der einzelnen Endblöcke von jeweils etwa 32000, und ein Mittelblock-Styrolgehalt, bezogen auf das zahlengemittelte Molekulargewicht des Mittelblocks, von 40%. Die gewichtsgemittelten Molekulargewichte (Mw) sind 240000 (gesamt) beziehungsweise 36000 (Endblock).Kraton RP 6935 is a hydrogenated styrene-butadiene triblock copolymer with controlled styrene distribution in the middle block and has a Number average molecular weight (Mn) of about 210000. The styrene content is 58%, the end block styrene content is 30%. From these Values result in a number average molecular weight of the individual Each about 32,000 endblocks, and a midblock styrene content, based on the number-average molecular weight of the middle block, of 40%. The weight-average molecular weights (Mw) are 240000 (total) or 36000 (endblock).
Kraton RP 6936, ebenfalls ein hydriertes Styrol-Butadien-Triblock-Copolymer mit kontrollierter Styrol-Verteilung im Mittelblock, besitzt ein zahlengemitteltes Molekulargewicht von etwa 120000, mit einem Styrolanteil von 39% und einem Endblock-Styrolgehalt von 30%. Aus diesen Werten resultieren ein zahlengemitteltes Molekulargewicht der einzelnen Endblöcke von jeweils etwa 18000, und ein Mittelblock- Styrolgehalt, bezogen auf das Molekulargewicht des Mittelblocks, von 13%. Die gewichtsgemittelten Molekulargewichte sind 140000 (gesamt) beziehungsweise 21000 (Endblock).Kraton RP 6936, also a hydrogenated styrene-butadiene triblock copolymer with controlled styrene distribution in the middle block, owns one number average molecular weight of about 120,000, with a styrene content of 39% and an end block styrene content of 30%. From these values result in a number average molecular weight of the individual Each about 18,000 endblocks and a midblock styrene content, based on the molecular weight of the middle block, of 13%. The Weight-average molecular weights are 140000 (total) respectively 21000 (endblock).
Die Zusammensetzungen in den Beispielen 2–4 enthalten als Komponente (a) das hydrierte Styrol-Butadien-Triblock-Copolymer Kraton EDF 8257, das eine kontrollierte Styrol-Verteilung im Mittelblock aufweist, und dessen Molekulargewicht im Zahlenmittel 120000 beträgt; das Molekulargewicht der einzelnen Endblöcke beträgt 18000. Die entsprechenden gewichtsgemittelten Werte sind 130000 beziehungsweise 19500. Der gesamte Styrolgehalt liegt bei 58%, der Mittelblock-Styrolgehalt, bezogen auf das Gewicht des Mittelblocks, bei 40%.The Compositions in Examples 2-4 included as a component (a) the hydrogenated styrene-butadiene triblock copolymer Kraton EDF 8257, which has a controlled styrene distribution in the middle block, and whose number average molecular weight is 120000; the molecular weight of the individual end blocks is 18000. The corresponding weighted values are 130000 or 19500. The total styrene content is 58%, the Midblock styrene content, based on the weight of the middle block, at 40%.
Die Molekulargewichtsbestimmung der Polymere erfolgte mittels Gel-Permeations-Chromatographie (GPC) aus Lösungen mit einer Konzentration von 1 g/L mit Chlorbenzol als Laufmittel bei einer Flussrate von 0,55 mL/min.The Molecular weight determination of the polymers was carried out by means of gel permeation chromatography (GPC) from solutions with a concentration of 1 g / L with chlorobenzene as eluant at a flow rate of 0.55 mL / min.
Die Kalibrierung erfolgte mit Polystyrol-Standards der Firma PSS. Als Trennsäulen kamen drei SDV Linear XL 20 μ mit den Abmessungen 8 mm × 300 mm der Firma PSS zum Einsatz, die Detektion erfolgte mit einem Brechungsindex-Detektor der Firma Knauer.The Calibration was carried out using polystyrene standards from PSS. When Separation columns came with three SDV Linear XL 20 μ the dimensions 8 mm × 300 mm of PSS are used, the detection was carried out with a refractive index detector of the company Knauer.
„ENDEX
155" (Eastman) ist ein endblock-kompatibles, aromatisches Kohlenwasserstoff-Harz
mit einem Erweichungspunkt von 155°C und einem gewichtsgemittelten
Molekulargewicht von etwa 9000;
Kristalex F115 (Eastman) ist
ein endblock-kompatibles Harz auf alpha-Methylstyrolbasis, mit einem
gewichtsgemittelten Molekulargewicht von etwa 2000 und einem Erweichungspunkt
von etwa 115°C; die Zusammensetzungen sind weicher als
mit Endex 155."ENDEX 155" (Eastman) is an endblock-compatible aromatic hydrocarbon resin having a softening point of 155 ° C and a weight average molecular weight of about 9,000;
Kristalex F115 (Eastman) is an alpha-methylstyrene-based endblock-compatible resin having a weight average molecular weight of about 2,000 and a softening point of about 115 ° C; the compositions are softer than with Endex 155.
„ONDINA 941” (Shell) ist ein medizinisches Weißöl."ONDINA 941 "(shell) is a medicinal white oil.
Aus den Komponenten wurden mit Hilfe eines gleichlaufenden Doppelschneckenextruders des Typs Berstorff ZE25 die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen hergestellt. Dabei wurden Drehzahlen zwischen 250 und 450 min–1 und Temperaturen zwischen 160 und 240°C verwendet; der Durchsatz betrug 8–15 kg/h. Die dabei anfallenden, transparenten Granulate wurden dann mittels Spritzgussverfahren bei 190–250°C weiterverarbeitet, um Prüfkörper für die Messung der Eigenschaften herzustellen.The components according to the invention were produced from the components using a co-rotating Berstorff ZE25 twin-screw extruder. In this case, rotational speeds between 250 and 450 min -1 and temperatures between 160 and 240 ° C were used; the throughput was 8-15 kg / h. The resulting, transparent granules were then further processed by injection molding at 190-250 ° C to produce test specimens for the measurement of properties.
Die Prüfkörper für die Messung der mechanischen und optischen Eigenschaften sowie der UV-Resistenz wurden mit einer Demag-Spritzgussmaschine hergestellt und mindestens 16 Stunden gelagert, bevor sie den Tests unterworfen wurden.The Test specimen for the measurement of mechanical and optical properties, as well as the UV resistance were combined with a Demag injection molding machine produced and stored for at least 16 hours, before they were subjected to the tests.
Die Härte nach DIN 53505/ISO868 wurde mit üblichen Härte-Prüfgeräten bestimmt. Zugfestigkeiten(ZFS) und Bruchdehnungen (BD) nach DIN 53504/ISO 37 sowie Weiterreißwiderstände (WRW) nach DIN/ISO 34-1, Methode B (b) wurden mit einer Zwick Zugprüfmaschine Z010 gemessen.The Hardness according to DIN 53505 / ISO868 was with usual Hardness testers determined. Tensile strengths (ZFS) and elongation at break (BD) according to DIN 53504 / ISO 37 and tear resistance (WRW) according to DIN / ISO 34-1, method B (b) were tested with a Zwick tensile testing machine Z010 measured.
Lichtdurchlässigkeit („Transmission") und Großwinkelstreuung („Haze") eines 2 mm dicken Prüfkörpers der Zusammensetzungen wurden nach ASTM D 1003, Methode A, bestimmt. Dazu wurde ein Prüfgerät „haze-guard plus" der Firma BYK verwendet. Die UV-Stabilität wurde mit einem „Suntester” der Firma Atlas nach DIN EN ISO 4892-2 getestet.Light transmission ("Transmission") and large-angle scattering ("haze") a 2 mm thick test piece of the compositions were determined according to ASTM D 1003, method A. For this purpose, a testing device "haze-guard plus "used by the company BYK. The UV stability was with a "Suntester" of the company Atlas according to DIN EN ISO 4892-2 tested.
Die
Haftung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen
auf technischen Thermoplasten wurde nach Renault-Norm D41 1916 ermittelt.
Dazu wurde auf einer Ferromatik MILLACRON-2K-Spritzgußmaschine ein
2 mm dickes Verbundteil mit einem technischen Thermoplasten, z.
B. PC, ABS, PC/ABS, PBT, PETG oder PMMA, als Hartkomponente hergestellt.
Der Abschälwiderstand wurde dann mit einer Zwick Zugprüfmaschine Z010
gemessen. Hierfür wurde die Hartkomponente in einen beweglichen
Schlitten eingespannt und die aus der erfindungsgemäßen
Zusammensetzung bestehende elastomere Komponente mit einer Klammer
fixiert. Die Messung erfolgte bei einer Zuggeschwindigkeit von 100
mm/min senkrecht zur Haftfläche. Tabelle 1
Beispiele 5–8Examples 5-8
Die Zusammensetzungen aus den Beispielen 5–8 (Tabelle 2) wurden in der gleichen Weise wie in den Beispielen 1–4 beschrieben hergestellt und den Tests unterworfen.The Compositions from Examples 5-8 (Table 2) were in the same manner as described in Examples 1-4 produced and subjected to the tests.
Beispiele 5 und 6 enthalten einen polymeren Weichmacher, der als TSM (Taylored Softening Modifier) bezeichnet wird. Es handelt sich dabei um ein hydriertes Copolymer von Styrol und Butadien mit einem Molekulargewicht im Zahlenmittel unterhalb von 80000 und einem Gewichtsverhältnis Styrol/Butadien von 40/60.Examples 5 and 6 contain a polymeric plasticizer called TSM (Taylored Softening Modifier). It is a hydrogenated copolymer of styrene and butadiene with a mole number average molecular weight below 80,000 and a weight ratio of styrene / butadiene of 40/60.
„ESCOREZ
5320" ist ein mittelblock-kompatibles Harz, das in den Beispielen
7 und 8 ebenfalls als polymerer Weichmacher fungiert. Es handelt
sich dabei um ein cycloaliphatisches Kohlenwasserstoff-Harz mit einem
zahlengemitteltem Molekulargewicht von etwa 350 und einer Erweichungstemperatur
von etwa 125°C. Tabelle 2
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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