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GEBIET DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft stabilisierte Polymerblends, die für Filme,
Folien oder spritzgegossene Gegenstände verwendet werden können. Die
Stabilisierung der Polymerblends umfasst eine phosphorhaltige Verbindung
und einen gehinderten Amin-Lichtstabilisator (HALS). Die stabilisierten
Polymerblends zeigen eine verbesserte hydrolytische Stabilität und Witterungsbeständigkeit.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Während des
Schmelzmischens können
Umesterungsreaktionen zwischen Polycarbonat und Polyestern stattfinden,
wobei diese die Verschlechterung von rheologischen und physikalischen
Eigenschaften und die Erzeugung von gasförmigen Nebenprodukten wie Kohlendioxid
zur Folge haben. Zusätzlich
kann das Schmelzmischen von Polycarbonat und Polyestern eine unannehmbare
Zunahme der Farbe zur Folge haben, trotz der Tatsache, dass die
Komponenten selbst anfänglich
farblos sind. Es ist allgemein akzeptiert, dass sowohl die Umesterung
als auch die Farberzeugung während
des Schmelzmischens durch metallische Katalysatorrückstände aus
den zur Herstellung von Polyestern verwendeten Polykondensationsverfahren
gefördert werden.
Diese Probleme werden in der Praxis durch einen Zusatz eines Stabilisators überwunden,
welcher in der Technik häufig
als Katalysator-Deaktivator oder Katalysator-Quencher bezeichnet
wird, der so wirkt, dass er die metallischen Katalysatorrückstände deaktiviert.
Die Verwendung von phosphorhaltigen Verbindungen zur Deaktivierung
von metallischen Katalysatorrückständen ist
in den
US-Patenten 4,532,290 und
4,401,804 offenbart. Beispiele
für phosphorhaltige
Verbindungen, die als Katalysator-Deaktivatoren geeignet sind, umfassen
Bis(2,4-di-t-butylphenyl)pentaerythritdiphosphit
(Ultranox 626, erhältlich
von GE Speciality Chemicals), Distearylpentaerythritdiphosphit (Weston
619, erhältlich
von GE Speciality Chemicals) und Bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritdiphosphit
(Doverphos 9228, erhältlich
von Dover Chemical Corporation). Es ist bekannt, dass phosphorhaltige
Verbindungen im Laufe der Zeit und bei der Extrusionsverarbeitung
unter Erzeugung saurer Spezies partiell hydrolysieren. Die Hydrolyse
ist eine Voraussetzung für
eine wirksame Katalysator-Deaktivierung (siehe zum Beispiel Polym.
Eng. Sci. 29 (18) 1226 (1989), Polym. Bull. 21 327 (1989) und J. Appl.
Polyur. Sci. 40 977 (1990)). Anorganische Phosphitester-Verbindungen, wie
Metallsalze von Phosphitester-Verbindungen, können ebenfalls als Katalysator-Quencher
verwendet werden; jedoch können
sie den Elends Trübung
oder einen Verlust an Klarheit verleihen. Die Stabilisierung von
Polycarbonat-Polyester-Elends unter Verwendung von phosphorhaltigen
Verbindungen ist in den
US-Patenten
3,953,539 ,
4,088,709 ,
4,532,290 ,
4,981,898 ,
5,441,997 ,
5,907,026 und
6,221,556 offenbart.
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Die
schädliche
Auswirkung von phosphorhaltigen Katalysator-Quenchern auf die hydrolytische
Stabilität
von Polycarbonat und Polycarbonat-Polyester-Elends ist in den
US-Patenten 4,456,717 ,
5,354,791 ,
5,744,526 ,
6,103,796 ,
4,393,158 und
6,107,375 offenbart. Eine verbesserte
hydrolytische Stabilität
von Polycarbonaten, die mit phosphorhaltigen Verbindungen und Siloxanen
stabilisiert sind, welche Oxetangruppen enthalten, ist im
US-Patent 4,456,717 offenbart.
Eine verbesserte hydrolytische Stabilität von Polycarbonaten, die mit
phosphorhaltigen Verbindungen und einem Oligomer oder Polymer stabilisiert
sind, das mindestens eine seitenständige cyclische Iminoethergruppe
pro Molekül
enthält,
ist im
US-Patent 6,107,375 offenbart. Eine
verbesserte hydrolytische Stabilität von Polycarbonaten, die mit
phosphorhaltigen Verbindungen und einer Epoxy-Verbindung stabilisiert sind, ist im
US-Patent 4,393,158 offenbart.
Eine verbesserte hydrolytische Stabilität von Polycarbonat-Polyester-Elends,
die mit phosphorhaltigen Verbindungen und einem Polyester mit Epoxy-Funktionalität stabilisiert
sind, ist im
US-Patent 5,354,791 offenbart.
Eine verbesserte hydrolytische Stabilität von Polycarbonaten, die mit
phosphorhaltigen Verbindungen und Hexamethylentetramin stabilisiert
sind, ist im
US-Patent 5,744,562 offenbart.
Speziell lehrt das
US-Patent
5,744,526 die Addition des Amins zur Stabilisierung des
Phosphits gegen Hydrolyse und demgemäß die Verbesserung der hydrolytischen
Stabilität
der Polycarbonat-Zusammensetzung. Ähnlich ist im
US-Patent 6,103,796 eine verbesserte
hydrolytische Stabilität von
gewissen phosphorhaltigen Verbindungen durch Addition eines gehinderten
Amin-Lichtstabilisators (HALS)
offenbart.
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Es
gibt in der Technik einen Bedarf an Verbindungen, die zur Deaktivierung
von Metallkatalysator-Rückständen in
Polycarbonat, Polyestern und Polyester/Polycarbonat-Elends nützlich sind,
ohne dass sie die hydrolytische Stabilität oder Witterungsbeständigkeit
der Polymer-Zusammensetzung beeinträchtigen.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Polymerblend, wie hierin beansprucht.
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Die
vorliegende Erfindung stellt Stabilisatorblends bereit, die zur
Deaktivierung von Metallkatalysator-Rückständen in Polycarbonaten, Polyestern
und Polycarbonat-Polyester-Elend-Zusammensetzungen nützlich sind,
ohne die hydrolytische Stabilität
oder Witterungsbeständigkeit
der Polymer-Zusammensetzung zu beeinträchtigen. Diese Erfindung stellt
spezieller unerwartete Verbesserungen der hydrolytischen Stabilität und Witterungsbeständigkeit
von Polycarbonat-Polyester-Blends
bereit, welche mit phosphorhaltigen Katalysator-Quenchern und gehinderten
Amin-Lichtstabilisatoren (HALS) stabilisiert sind, wie hierin beschrieben.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung demonstriert die Verwendung einer Kombination
von Additiven, welche die hydrolytische Stabilität und Witterungsbeständigkeit
von Polycarbonat-Polyester-Elends stabilisieren. Die vorliegende
Erfindung stellt ein Polymerblend bereit, welches umfasst:
- (A) einen oder mehrere Polyester und (D) mindestens
ein Polycarbonat nach Anspruch 1;
- (B) eine oder mehrere phosphorhaltige Verbindung(en) mit einer
Formel, die mit den folgenden Formeln in Einklang steht: worin
R1, R2 und R3 unabhängig
aus (C1-C22)-Alkyl,
substituiertem (C1-C22)-Alkyl,
(C3-C8)-Cycloalkyl,
substituiertem (C3-C8)-Cycloalkyl
und Heteroaryl ausgewählt
sind;
R' aus
Halogen und OR1 ausgewählt ist;
R'', R4, R5, R6 und R7 unabhängig
aus Wasserstoff, (C1-C22)-Alkyl,
substituiertem (C1-C22)-Alkyl,
(C3-C8)-Cycloalkyl,
substituiertem (C3-C8)-Cycloalkyl, Heteroaryl
und Aryl ausgewählt
sind;
jede Gruppe Q1, Q2 und
Q3 unabhängig
ein Rest A ist, wobei der Rest A die folgende Struktur aufweist:
- (C) einen oder mehrere gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren (HALS),
vorzugsweise mit einer Formel, die mit den folgenden Formeln in
Einklang steht: worin
R8 aus
Wasserstoff, -OR6, (C1-C22)-Alkyl, substituiertem (C1-C22)-Alkyl,
(C3-C8)-Cycloalkyl
und substituiertem (C3-C8)-Cycloalkyl
ausgewählt
ist;
R9 aus Wasserstoff, (C1-C22)-Alkyl, substituiertem
(C1-C22)-Alkyl,
(C3-C8)-Cycloalkyl,
substituiertem (C3-C8)-Cycloalkyl,
Heteroaryl, Aryl, -Y1-R4 und
einer Succinimido-Gruppe mit der Formel: ausgewählt ist;
R10 und
R11 unabhängig aus Wasserstoff, (C1-C22)-Alkyl, substituiertem
(C1-C22)-Alkyl,
(C3-C8)-Cycloalkyl und
substituiertem (C3-C8)-Cycloalkyl
ausgewählt
sind; R10 und R11 zusammen
eine zweiwertige Gruppe darstellen können, die mit dem Stickstoffatom,
an das sie gebunden sind, einen Ring bildet;
L1 eine
zweiwertige Verknüpfungsgruppe
ist, die aus (C2-C22)-Alkylen,
-(CH2CH2-Y1)1-3-CH2CH2-, (C3-C8)-Cycloalkylen, Arylen und -CO-L2-OC-
ausgewählt
ist;
L2 aus (C1-C22)-Alkylen, Arylen, -(CH2CH2-Y1)1-3-CH2CH2- und (C3-C8)-Cycloalkylen ausgewählt ist;
Y1 aus -OC(O)-, -NHC(O)-, -O-, -S- und -N(R4)- ausgewählt ist;
Y2 aus
-O- und -N(R4)- ausgewählt ist;
Z eine positive
ganze Zahl von bis zu 20, vorzugsweise bis zu 6 ist;
m1 aus
0 bis 10 ausgewählt
ist;
n1 eine positive ganze Zahl ist, die aus 2 bis 12 ausgewählt ist;
R12 und R13 unabhängig aus
Wasserstoff, (C1-C22)-Alkyl,
substituiertem (C1-C22)-Alkyl,
Heteroaryl, Aryl und einem Rest B ausgewählt sind; wobei der Rest B
aus den folgenden Strukturen ausgewählt ist: Strukturen
des Restes B, worin * die Position der Verknüpfung bezeichnet.
worin
mindestens eines von R12 und R13 der
Rest B ist;
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Es
wird bevorzugt, dass die Polymer-Zusammensetzungen) bis zu 0,5 Gewichtsprozent,
bevorzugt von etwa 0,15 bis 0,35 Gewichtsprozent, der phosphorhaltigen
Spezies und bis zu etwa 1,0 Gewichtsprozent, bevorzugt von etwa
0,1 Gewichtsprozent bis etwa 0,75 Gewichtsprozent, des HALS enthalten,
bezogen auf das Gesamtgewicht der Polymer-Zusammensetzung.
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Wann
immer eine Gruppe R, eine Gruppe L, eine Gruppe Y, eine Gruppe Z,
eine Gruppe m oder eine Gruppe n hierin definiert ist, bleibt die
Definition für
eine spezielle Gruppe in dieser ganzen Beschreibung dieselbe, unabhängig davon,
ob sie für
mehrere Formen oder Arten von Verbindungen verwendet wird, falls
nicht anders angegeben.
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Der
Ausdruck "Aryl" wird verwendet,
um einen aromatischen Rest, der 6, 10 oder 14 Kohlenstoffatome in
der konjugierten aromatischen Ringstruktur enthält, und diese Reste zu bezeichnen,
die mit einer oder mehreren Gruppen substituiert sind, die ausgewählt sind
aus (C1-C6)-Alkyl;
(C1-C6)-Alkoxy;
Phenyl und Phenyl, das mit (C1-C6)-Alkyl substituiert ist; (C1-C6)-Alkoxy; Halogen und dergleichen; (C3-C8)-Cycloalkyl; Halogen;
Hydroxy; Cyano; Trifluormethyl und dergleichen. Typische Arylgruppen
umfassen Phenyl, Naphthyl, Phenylnaphthyl, Anthryl (Anthracenyl)
und dergleichen. Der Ausdruck "Heteroaryl" wird verwendet,
um konjugierte cyclische Reste, die mindestens ein Heteroatom, das
aus Schwefel, Sauerstoff, Stickstoff oder einer Kombination derselben
ausgewählt
ist, in Kombination mit zwei bis etwa 10 Kohlenstoffatomen enthalten,
und diese Heteroaryl-Reste, die mit den oben erwähnten Gruppen als möglichen
Substituenten am Arylrest substituiert sind, zu beschreiben. Typische
Heteroaryl-Reste umfassen: 2- und 3-Furyl; 2- und 3-Thienyl; 2-
und 3-Pyrrolyl; 2-; 3- und 4-Pyridyl; Benzothiophen-2-yl; Benzothiazol-2-yl;
Benzoxazol-2-yl; Benzimidazol-2-yl; 1;3;4-Oxadiazol-2-yl; 1;3;4-Thiadiazol-2-yl;
1;2;4-Thiadiazol-5-yl; Isothiazol-5-yl; Imidazol-2-yl; Chinolyl
und dergleichen.
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Die
Ausdrücke "(C1-C6)-Alkoxy" und "(C2-C6)-Alkanoyloxy" werden verwendet, um die Gruppen -O-(C1-C6)-Alkyl bzw.
-OCO-(C1-C6)-Alkyl
darzustellen, worin "(C1-C6)-Alkyl" einen gesättigten
Kohlenwasserstoff bezeichnet, der 1-6 Kohlenstoffatome enthält Und gerade
oder verzweigtkettig sein kann und der weiter mit einer oder mehreren
Gruppen substituiert sein kann, die aus Halogen, Methoxy, Ethoxy,
Phenyl, Hydroxy, Acetyloxy und Propionyloxy ausgewählt sind.
Der Ausdruck "Halogen" wird verwendet,
um Fluor, Chlor, Brom und Iod darzustellen; jedoch sind Chlor und
Brom bevorzugt.
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Der
Ausdruck "(C2-C22)-Alkylen" wird verwendet,
um einen zweiwertigen Kohlenwasserstoffrest zu bezeichnen, der zwei
bis zweiundzwanzig Kohlenstoffe enthält und der gerade oder verzweigtkettig
sein kann und der mit einem oder mehreren Substituenten substituiert
sein kann, die aus Hydroxy, Halogen, (C1-C6)-Alkoxy,
(C2-C6)-Alkanoyloxy
und Aryl ausgewählt
sind. Der Ausdruck "(C3-C8)-Cycloalkylen" wird verwendet,
um zweiwertige cycloaliphatische Reste zu bezeichnen, die drei bis
acht Kohlenstoffatome enthalten, und diese sind gegebenenfalls mit
einer oder mehreren (C1-C6)-Alkylgruppen
substituiert. Der Ausdruck "Arylen" wird verwendet,
um 1,2-, 1,3- und 1,4-Phenylen-Reste und diese gegebenenfalls mit
(C1-C6)-Alkyl, (C1-C6)-Alkoxy und Halogen
substituiert zu bezeichnen.
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Der
Ausdruck "phosphorhaltige
Verbindung(en)" schließt, ohne
jedoch darauf beschränkt
zu sein, Verbindungen ein, die unter den folgenden Handelsnamen
vertrieben werden: Irgafos TNPP (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr.
26523-78-4), Irgafos168 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 31570-04-4),
Ultranox 626 (GE Specialty Chemicals, CAS Nr. 26741-53-7), Mark
PEP 36 (Asahi Denka Co., Ltd., CAS Nr. 80693-00-1), Mark HP-10 (Asahi
Denka Co., Ltd., CAS Nr. 140221-14-3), Irgafos P-EPQ (Ciba Specialty Chemicals,
CAS Nr. 38613-77-3), SandostabP-EPQ
(Clariant Corp., CAS Nr. 119345-01-6), Ethanox 398 (Albemarle Corp.,
CAS Nr. 118337-09-0), Weston 618 (GE Specialty Chemicals, CAS Nr.
3806-34-6), Irgafos
12 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 80410-33-9), Irgafos 38 (Ciba
Specialty Chemicals, CAS Nr. 145650-60-8), Ultranox 641 (GE Specialty
Chemicals, CAS Nr. 161717-32-4), Doverphos S-9228 (Dover Chemical
Corp. CAS Nr. 154862-43-8) und
dergleichen. Mehr bevorzugt werden Bis(2,4-di-t-butylphenyl)pentaerythritdiphosphit
(Ultranox 626, erhältlich
von GE Speciality Chemicals), Distearylpentaerythritdiphosphit (Weston
619, erhältlich
von GE Speciality Chemicals) und Bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritdiphosphit
(Doverphos 9228, erhältlich
von Dover Chemical Corporation). Am bevorzugtesten ist Distearylpentaerythritdiphosphit
(Weston 619, erhältlich
von GE Speciality Chemicals).
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Der
Ausdruck "HALS" umfasst, ohne jedoch
darauf beschränkt
zu sein: Cyasorb UV-3346 (Cytec Industries, CAS-Nr. 90751-07-8),
Cyasorb UV-3529 (Cytec Industries, CAS-Nr. 193098-40-7), Cyasorb
UV-3641 (Cytec Industries, CAS-Nr. 106917-30-0), Cyasorb UV-3581
(Cytec Industries, CAS-Nr. 79720-19-7), Cyasorb UV-3853 (Cytec Industries,
CAS-Nr. 167078-06-0), Cyasorb UV-3853S (Cytec Industries, CAS-Nr. 24860-22-8),
Tinuvin 622 (Ciba Specialty Chemicals, CAS-Nr. 65447-77-0), Tinuvin
770 (Ciba Specialty Chemicals, CAS-Nr. 52829-07-9), Tinuvin 144
(Ciba Specialty Chemicals, CAS-Nr. 63843-89-0), Tinuvin 123 (Ciba Specialty
Chemicals, CAS-Nr. 129757-67-1), Chimassorb 944 (Ciba Specialty
Chemicals, CAS-Nr. 71878-19-8), Chimassorb 119 (Ciba Specialty Chemicals,
CAS-Nr. 106990-43-6),
Chimassorb 2020 (Ciba Specialty Chemicals, CAS-Nr. 192268-64-7),
Lowilite 76 (Great Lakes Chemical Corp., CAS-Nr. 41556-26-7), Lowilite
62 (Great Lakes Chemical Corp., CAS-Nr. 65447-77-0), Lowilite 94
(Great Lakes Chemical Corp., CAS-Nr. 71878-19-8), Uvasil 299LM (Great
Lakes Chemical Corp., CAS-Nr. 182635-99-0), und Uvasil 299LM (Great Lakes
Chemical Corp., CAS-Nr. 182635-99-0), Dastib 1082 (Vocht a. s.,
CAS-Nr. 131290-28-3), Uvinul 4049H (BASF Corp., CAS-Nr. 109423-00-9),
Uvinul 4050H (BASF Corp., CAS-Nr. 124172-53-8), Uvinul 5050H (BASF
Corp., CAS-Nr. 199237-39-3), Mark LA 57 (Asahi Denka Co., Ltd.,
CAS-Nr. 64022-61-3), Mark LA 52 (Asahi Denka Co., Ltd., CAS-Nr.
91788-83-9), Mark LA 62 (Asahi Denka Co., Ltd., CAS-Nr. 107119-91-5),
Mark LA 67 (Asahi Denka Co., Ltd., CAS-Nr. 100631-43-4), Mark LA
63 (Asahi Denka Co., Ltd.,. CAS-Nr. 115055-30-6),
Mark LA 68 (Asahi Denka Co., Ltd., CAS-Nr. 100631-44-5), Hostavin
N 20 (Clariant Corp., CAS-Nr. 95078-42-5), Hostavin N 24 (Clariant
Corp., CAS-Nr. 85099-51-1, CAS-Nr. 85099-50-9), Hostavin N 30 (Clariant
Corp., CAS-Nr. 78276-66-1), Diacetam-5 (GTPZAB Gigiena Truda, USSR,
CAS-Nr. 76505-58-3), Uvasorb-HA 88 (3V Sigma, CAS-Nr. 136504-96-6),
Goodrite UV-3034 (BF Goodrich Chemical Co., CAS-Nr. 71029-16-8),
Goodrite UV-3150 (BF Goodrich Chemical Co., CAS-Nr. 96204-36-3),
Goodrite UV-3159 (BF Goodrich Chemical Co., CAS-Nr. 130277-45-1),
Sanduvor 3050 (Clariant Corp., CAS-Nr. 85099-51-0), Sanduvor PR-31 (Clariant Corp.,
CAS-Nr. 147783-69-5), UV Check AM806 (Ferro Corp., CAS-Nr. 154636-12-1),
Sumisorb TM-061 (Sumitomo Chemical Company, CAS-Nr. 84214-94-8), Sumisorb LS-060
(Sumitomo Chemical Company, CAS-Nr. 99473-08-2), Uvasil 299 LM (Great
Lakes Chemical Corp., CAS-Nr. 164648-93-5), Uvasil 299 HM (Great
Lakes Chemical Corp., CAS-Nr. 164648-93-5), Nylostab S-EED (Clariant
Corp., CAS-Nr. 42774-15-2). Zusätzliche
bevorzugte gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren
können
im Plastic and Additives Handbook 5th Edition
(Hanser Gardner Publications, Inc., Cincinnati, OH, USA, 2001) aufgeführt sein.
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Die
gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren mit den obigen Formeln (12),
(13), (14), (15), (16), (17), (18) und (19) stellen die bevorzugten
basischen Verbindungen dar. Chimassorb 944 (Ciba Speciality Chemicals, CAS-Nr.
71878-19-8), Cyasorb UV-3529 (Cytec Industrie, CAS-Nr. 193098-40-7),
Chimassorb 119 (Ciba Speciality Chemicals, CAS-Nr. 106990-43-6)
und Tinuvin 770 (Ciba Speciality Chemicals, CAS-Nr. 52829-07-9) und
alle Äquivalente
derselben sind spezielle Beispiele für die bevorzugten basischen
Verbindungen. Eine bevorzugtere Gruppe der basischen Stickstoffverbindungen
sind die gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren mit den obigen Formeln
(12), (13), (14), (15), (16), (17), (18) und (19), in denen der
Rest R8 Wasserstoff oder Alkyl ist. Die
bevorzugtesten sind HALS, die ein sp3 hybridisiertes
Stickstoffatom enthalten, das nicht innerhalb des substituierten
Piperidin-Rings enthalten ist. Diese HALS sind typisch kommerziell
erhältliche
polymere oder oligomere HALS mit hohem Molekulargewicht, worin das
Molekulargewicht größer als
etwa 1000 ist, wie Cyasorb UV-3529 (Cytec Industries, CAS Nr. 193098-40-7).
Der bevorzugteste HALS entspricht der oben angegebenen Formel (12),
in der R6 = R7 =
R8 = R9 = R10 = Methyl, (R3)(R4)N-zusammen Morpholino darstellen, L1 für C1- bis
C6-Alkylen steht und Z für
1 bis 6 steht.
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Der
chemische Name von Chimassorb 119® ist
1,3,5-Triazen-2,4,6-triamin, N,N'-1,2-Ethandiylbis[[[4,6-bis[butyl-1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)amino]-1,3,5-triazin-2-yl]amino]-3,1-propandiyl]]bis[N,N''-dibutyl-N,N''-bis(1,2,2,6,6-pentamethyl-4-piperidinyl)-.
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Der
Polyester der Komponente (A) umfasst lineare, thermoplastische,
kristalline oder amorphe Polyester, die durch herkömmliche
Polymerisationstechniken aus einem oder mehreren Diolen und einer
oder mehreren Dicarbonsäuren
oder einem Ester-bildenden Äquivalent
derselben, wie einem Dicarboxylatester, hergestellt sind. Die Polyester
sind gewöhnlich
von Formungs- oder Faser-Güte
und weisen eine innere Viskosität (I.
V.) von etwa 0,4 bis etwa 1,2 dl/g auf, gemessen bei 25°C in einem
60/40-Gewichtsverhältnis
von Phenol/Tetrachlorethan. Typische Polyester der Komponente (A)
umfassen:
- (1) Disäure-Reste, die mindestens 50
Molprozent Terephthalsäure-Reste,
1,4-Cyclohexandicarbonsäure-Reste
oder eine Mischung derselben umfassen; und
- (2) Diol-Reste, die mindestens 50 Molprozent Ethylenglycol-Reste,
Cyclohexandimethanol-Reste oder eine Mischung derselben umfassen;
wobei
die Gesamtheit der Disäure-Reste
gleich 100 Molprozent ist und die Gesamtheit der Diol-Reste ebenfalls
gleich 100 Molprozent ist. Die Polyester der Komponente (A) enthalten
typisch bis zu etwa 200 ppmw Metallverunreinigung, zum Beispiel
10 bis 200 ppmw Ti-, Co- und/oder Mn-Reste.
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Die
Diol-Reste der Polyester der Komponente (A) können von einem oder mehreren
der folgenden Diole abgeleitet sein: 2,6-Decahydronaphthalindimethanol,
Ethylenglycol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol,
2,2-Dimethyl-1,3-propandiol, 1,6-Hexandiol, 1,2-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandiol,
1,2-, 1,3- und 1,4-Cyclohexandimethanol, 2,2,4,4-Tetramethyl-1,3-cyclobutandiol, Bis[4-(2-hydroxyethoxy)phenyl]sulfon,
1,4:3,6-Dianhydrosorbit, 4,4'-Isopropylidendicyclohexanol,
Z-8-Bis(hydroxymethyl)tricyclo-[5.2.1.0]-decan, worin Z für 3, 4 oder
5 steht; und Diole, die ein oder mehrere Sauerstoffatome in der
Kette enthalten, z. B. Diethylenglycol, Triethylenglycol, Dipropylenglycol,
Tripropylenglycol und dergleichen. Im Allgemeinen enthalten diese
Diole 2 bis 18, bevorzugt 2 bis 8 Kohlenstoffatome. Cycloaliphatische
Diole können
in ihrer cis- oder trans-Konfiguration oder als Mischungen von beiden
Formen verwendet werden.
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Die
Disäure-Reste
der Polyester der Komponente (A) können von einer Vielfalt von
aliphatischen, alicyclischen und aromatischen Dicarbonsäuren abgeleitet
sein. Beispiele für
die Dicarbonsäuren,
aus denen die Disäure-Reste
erhalten werden können,
umfassen 2,6-Decahydronaphthalindicarbonsäure, Terephthalsäure, Isophthalsäure, 1,4-Cyclohexandicarbonsäure, 1,3-Cyclohexandicarbonsäure, Bernsteinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, 1,12-Dodecandisäure, 2,6-Naphthalindicarbonsäure und
dergleichen. Die Disäure-Reste
können
aus der Dicarbonsäure
oder den Ester-bildenden Derivaten derselben, wie Estern der Dicarbonsäure, z.
B. Dimethyldicarboxylatestern, Säurehalogeniden
und in einigen Fällen
Anhydriden, erhalten werden.
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Ein
oder mehrere Verzweigungsmittel können ebenfalls bei der Herstellung
der Polyester nützlich
sein, welche in Zusammenhang mit der Erfindung gebildet werden.
Obwohl nicht erforderlich, wird es bevorzugt, dass das fakultative
Verzweigungsmittel in der Polyester-Komponente (A) in einer Menge
von weniger als 5 Molprozent vorliegt, wobei die Gesamt-Molprozent
der Dicarbonsäure-Komponente gleich
100 Molprozent sind und die Gesamt-Molprozent der Diol-Komponente gleich
100 Molprozent sind. Das Verzweigungsmittel kann für eine Verzweigung
in dem Säureeinheiten-Teil
des Polyesters oder in dem Glycoleinheiten-Teil des Esters sorgen,
oder es kann ein Hybrid sein. Einige dieser Verzweigungsmittel sind
hierin bereits beschrieben worden. Jedoch sind polyfunktionelle
Säuren,
polyfunktionelle Glycole und Säure/Glycol-Hybride
erläuternd
für derartige
Verzweigungsmittel. Beispiele umfassen Tri- oder Tetracarbonsäuren, wie
Trimesinsäure,
Pyromellithsäure
und Niederalkylester derselben und dergleichen, und Tetrole, wie
Pentaerythrit. Auch Triole wie Trimethylpropan oder Dihydroxycarbonsäuren und
Hydroxydicarbonsäuren
und Derivate, wie Dimethylhydroxyterephthalat und dergleichen, sind
im Zusammenhang mit dieser Erfindung nützlich. Trimellithsäureanhydrid ist
ein bevorzugtes Verzweigungmittel. Die Verzweigungsmittel können entweder verwendet
werden, um den Polyester selbst zu verzweigen, oder um die Polyester/Polycarbonat-Mischung
der Erfindung zu verzweigen.
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Es
wird bevorzugt, dass die Polyester-Komponente (A) etwa 30 bis 100
Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol-Reste umfasst, wobei die Gesamt-Molprozentsätze der
Diol-Reste des Polyesters gleich 100 Molprozent sind. In dieser
Ausführungsform
wird es auch bevorzugt, dass die Polyester-Komponente (A) 0 bis etwa
70 Molprozent Ethylenglycol-Reste umfasst. Während die in dieser Ausführungsform
vorliegenden Disäure-Reste
von irgendeiner Disäure
abstammen können,
wird es bevorzugt, dass die Disäurereste
Terephthalsäure-,
Isophthalsäure-
und/oder 1,4-Cyclohexandicarbonsäure-Reste
umfassen. Wenn Terephthalsäure-Reste
vorhanden sind, umfasst die Polyester-Komponente (A) etwa 65 bis
100 Molprozent Terephthalsäure-Reste
und etwa 0 bis 35 Molprozent Isophthalsäure-Reste.
-
So
weist eine Gruppe von bevorzugten Polyestern eine innere Viskosität von etwa
0,4 bis 1,2, bevorzugt 0,4 bis 0,8 dl/g auf, gemessen bei 25°C in einem
60/40 Gewichtsverhältnis
von Phenol/Tetrachlorethan und umfasst:
- (1)
Disäure-Reste,
die etwa 80 bis 100 Molprozent Terephthalsäure-Reste und etwa 0 bis 20
Molprozent Isophthalsäure-Reste
umfassen; und
- (2) Diol-Reste, die etwa 40 bis 100 Molprozent, bevorzugt 55
bis 80 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol-Reste und 0 bis etwa
60 Molprozent, bevorzugt etwa 20 bis 45 Molprozent, Ethylenglycol-Reste
umfassen,
wobei die Gesamtheit der Disäure-Reste gleich 100 Molprozent
ist und die Gesamtheit der Diol-Reste ebenfalls gleich 100 Molprozent
ist.
-
Eine
weitere Gruppe von bevorzugten Polyestern weist eine innere Viskosität von etwa
0,4 bis 1,2, bevorzugt etwa 0,4 bis 0,8 dl/g auf, gemessen bei 25°C in einem
60/40-Gewichtsverhältnis
von Phenol/Tetrachlorethan, und umfasst:
- (1)
Disäure-Reste,
die etwa 65 bis 82 Molprozent, bevorzugt etwa 70 bis 80 Molprozent
Terephthalsäure-Reste
und etwa 35 bis 18 Molprozent, bevorzugt 30 bis 20 Molprozent Isophthalsäure-Reste
umfassen, und
- (2) Diol-Reste, die etwa 80 bis 100 Molprozent, bevorzugt 90
bis 100 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol-Reste und etwa 0 bis
etwa 20 Molprozent, bevorzugt 0 bis 10 Molprozent Ethylenglycol-Reste
umfassen;
wobei die Gesamtheit der Disäure-Reste gleich 100 Molprozent
ist und die Gesamtheit der Diol-Reste ebenfalls gleich 100 Molprozent
ist.
-
Noch
eine weitere Gruppe von bevorzugten Polyestern weist eine innere
Viskosität
von etwa 0,4 bis 1,2, bevorzugt etwa 0,4 bis 0,8 dl/g auf, gemessen
bei 25°C
in einem 60/40-Gewichtsverhältnis
von Phenol/Tetrachlorethan, und umfasst:
- (1)
Disäure-Reste,
die mindestens etwa 80 bis 100 Molprozent, bevorzugt 90 bis 100
Molprozent und am bevorzugtesten 100 Molprozent 1,4-Cyclohexandicarbonsäure-Reste
umfassen; und
- (2) Diol-Reste, die etwa 80 bis 100 Molprozent, bevorzugt 90
bis 100 Molprozent, am bevorzugtesten 100 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol-Reste und etwa 0
bis etwa 20 Molprozent, bevorzugt 0 bis 10 Molprozent, am bevorzugtesten
0 Ethylenglycol-Reste umfassen;
wobei die Gesamtheit der
Disäure-Reste
gleich 100 Molprozent ist und die Gesamtheit der Diol-Reste ebenfalls
gleich 100 Molprozent ist.
-
In
noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Polyester
eine innere Viskosität
von etwa 0,4 bis 1,2, bevorzugt etwa 0,4 bis 0,8 dl/g auf, gemessen
bei 25°C
in einem 60/40-Gewichtsverhältnis von
Phenol/Tetrachlorethan, und umfassen:
- (1) Disäure-Reste,
die mindestens etwa 80 bis 100 Molprozent, bevorzugt 80 bis 99,9
Molprozent, bevorzugter 90 bis 100 Molprozent Terephthalsäure-Reste und ungefähr 0 bis
20 Molprozent, bevorzugter 0 bis 10 Molprozent und noch bevorzugter
0,1 bis 10 Molprozent Isophthalsäure-Reste
umfassen; und
- (2) Diol-Reste, die etwa 25 bis 37 Molprozent, bevorzugt 28
bis 34 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol-Reste und etwa 75 bis
etwa 63 Molprozent, bevorzugt etwa 72 bis 66 Molprozent Ethylenglycol-Reste umfassen;
wobei
die Gesamtheit der Disäure-Reste
gleich 100 Molprozent ist und die Gesamtheit der Diol-Reste ebenfalls
gleich 100 Molprozent ist.
-
Noch
weiter weist ein weitere Gruppe von bevorzugten Polyestern eine
innere Viskosität
von etwa 0,4 bis 1,2, bevorzugt etwa 0,5 bis 1,0 dl/g auf, gemessen
bei 25°C
in einem 60/40-Gewichtsverhältnis
von Phenol/Tetrachlorethan, und umfasst:
- (1)
Disäure-Reste,
die Terephthalsäure-Reste
zu 0,01 bis 100 Molprozent, bevorzugt mindestens 40 Molprozent;
bevorzugter 80 bis 100 Molprozent und sogar noch bevorzugter 90
bis 100 Molprozent umfassen, und
- (2) Diol-Reste, die etwa 52 bis 75 Molprozent, bevorzugt 52
bis 65 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol-Reste und etwa 25 bis
48 Molprozent, bevorzugt 35 bis 48 Molprozent Ethylenglycol-Reste
umfassen;
wobei die Gesamtheit der Disäure-Reste gleich 100 Molprozent
ist und die Gesamtheit der Diol-Reste ebenfalls gleich 100 Molprozent
ist. Verzweigungsmittel sind in dieser Ausführungsform bevorzugt, bevorzugter
in einer Menge von 0,05 bis 1,0 Molprozent trifunktionellem Monomer.
-
Die
linearen Polyester können
gemäß in der
Technik wohlbekannten Polyester-bildenden
Verfahrensweisen und Bedingungen hergestellt werden. Zum Beispiel
kann eine Mischung von einer oder mehreren Dicarbonsäuren, bevorzugt
aromatischen Dicarbonsäuren
oder Ester-bildenden Derivaten derselben, und einem oder mehreren
Diolen in Anwesenheit eines Veresterungskatalysators und/oder Polyveresterungskatalysators bei
Temperaturen im Bereich von etwa 150 bis etwa 300°C und Drücken im
Bereich von atmosphärisch
bis etwa 0,2 Torr erwärmt
werden. Normalerweise wird die Dicarbonsäure oder ihr Derivat mit dem
bzw. den Diol(en) bei Atmosphärendruck
und bei einer Temperatur am unteren Ende des angegebenen Bereichs
verestert oder umgeestert. Die Polykondensation wird dann bewirkt,
indem die Temperatur erhöht
und der Druck erniedrigt wird, während überschüssiges Diol
aus der Mischung entfernt wird. Ein bevorzugter Temperaturbereich
für eine
Polyester-Kondensation beträgt
etwa 260 bis etwa 300°C.
-
Typische
Katalysatoren oder Katalysatorsysteme für die Polyester-Kondensation
sind in der Technik wohlbekannt. Zum Beispiel werden die Katalysatoren,
die in den
U.S. Patenten 4,025,492 ;
4,136,089 ;
4,176,224 ;
4,238,593 und
4,208,527 , hierin durch Bezugnahme
aufgenommen, offenbart sind, in dieser Hinsicht als geeignet angesehen.
Weiter gibt R. E. Wilfong, Journal of Polymer Science, 54: 385 (1961)
typische Katalysatoren an, die in Polyester-Kondensationsreaktionen
nützlich
sind. Die bevorzugtesten Katalysatoren sind Komplexe von Titan,
Mangan und Cobalt. Es versteht sich, dass die phosphorhaltigen Verbindungen
zusätzlich
zu Metallkatalysatoren zugesetzt werden können.
-
Der
Ausdruck "Polycarbonat" umfasst, wie hierin
verwendet, jene Polycarbonate, die Struktureinheiten oder -reste
der Formel

umfassen, in der Y ein zweiwertiger
aromatischer oder aliphatischer Rest ist, der von einer dihydroxyaromatischen
Verbindung oder einer dihydroxyaliphatischen Verbindung der Formel
HO-Y-OH abstammt. Typische dihydroxyaromatische Verbindungen sind
2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propan, auch als Bisphenol A bekannt; Bis(4-hydroxyphenyl)methan;
2,2-Bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)propan; 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)heptan; 2,2-(3,5,3',5'-Tetrachlor-4,4'-dihydroxyphenyl)propan;
2,2'-(3,5,3',5'-Tetrabrom-4,4'-dihydroxyphenol)propan; 3,3'-Dichlor-3,3'-dichlor-4,4'-dihydroxydiphenyl)methan; 2,2'-Dihydroxyphenylsulfon
und 2,2'-Dihydroxylphenylsulfid.
Am bevorzugtesten steht HO-Y-OH für 2,2-Bis(4-hydroxyphenyl)propyl, wobei in diesem
Fall das Polycarbonat ein "Bisphenol
A-polycarbonat" ist. Beispiele für dihydroxyaliphatische
Verbindungen umfassen 1,4-Cyclohexandimethanol,
1,2-Propandiol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 2,2- Dimethyl-1,3-propandiol, 1,6-Hexandiol,
2,6-Decahydronaphthalindimethanol, 1,2-Cyclohexandiol, 1,4-Cyclohexandiol,
1,2-Cyclohexandimethanol, 1,3-Cyclohexandimethanol, Isosorbid, 4,4'-Isopropylidendicyclohexanol,
2,2,4,4-Tetramethylcyclobutan-1,2-diol, Z,8-Bis(hydroxymethyl)tricyclo-[5.2.1.0]-decan,
worin Z für
3, 4 oder 5 steht; und Diole, die ein oder mehrere Sauerstoffatome
in der Kette enthalten, zum Beispiel Diethylenglycol, Triethylenglycol,
Dipropylenglycol, Tripropylenglycol und dergleichen. Im Allgemeinen
enthalten diese Diole 2 bis 18, bevorzugt 2 bis 8 Kohlenstoffatome.
Cycloaliphatische Diole können
in ihrer cis- oder
trans-Konfiguration oder als Mischungen von beiden Formen verwendet
werden. Verzweigte Polycarbonate sind ebenfalls in der vorliegenden
Erfindung nützlich.
-
Die
Polycarbonate, welche die Komponente (D) der oben beschriebenen
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfassen, können gemäß bekannten Verfahren durch
Umsetzung der dihydroxyaromatischen Verbindung mit einer Carbonat-Vorstufe
wie Phosgen, einem Halogenformiat oder einem Carbonatester, einem
Molekulargewichtsregulator, einem Säure-Akzeptor und einem Katalysator
hergestellt werden. Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten
sind in der Technik bekannt und sind zum Beispiel im
U.S. Patent 4,452,933 beschrieben.
-
Beispiele
für geeignete
Carbonat-Vorstufen umfassen Carbonylbromid, Carbonylchlorid und
deren Mischungen; Diphenylcarbonat; ein Di(halogenphenyl)carbonat,
zum Beispiel Di(trichlorphenyl)carbonat, Di(tribromphenyl)carbonat
und dergleichen; Di(alkylphenyl)carbonat, zum Beispiel Di(tolyl)carbonat;
Di(naphthyl)carbonat; Di(chlornaphthyl)carbonat oder deren Mischungen;
und Bis-halogenformiate
von zweiwertigen Phenolen.
-
Beispiele
für geeignete
Molekulargewichtsregulatoren umfassen Phenol, Cyclohexanol, Methanol,
alkylierte Phenole wie Octylphenol, para-Tertiärbutylphenol und dergleichen.
Der bevorzugte Molekulargewichtsregulator ist Phenol oder ein alkyliertes
Phenol.
-
Der
Säure-Akzeptor
kann entweder ein organischer oder ein anorganischer Säure-Akzeptor sein. Ein geeigneter
organischer Säure-Akzeptor
ist ein tertiäres
Amin und umfasst solche Materialien wie Pyridin, Triethylamin, Dimethylanilin,
Tributylamin und dergleichen. Der anorganische Säure-Akzeptor kann entweder
ein Hydroxid, ein Carbonat, ein Bicarbonat oder ein Phosphat eines
Alkali- oder Erdalkalimetalls sein.
-
Die
Katalysatoren, die verwendet werden, sind jene, die typisch die
Polymerisation des Monomers mit Phosgen unterstützen. Geeignete Katalysatoren
umfassen tertiäre
Amine, wie Triethylamin, Tripropylamin, N,N-Dimethylanilin, quartäre Ammoniumverbindungen,
wie zum Beispiel Tetraethylammoniumbromid, Cetyltriethylammoniumbromid,
Tetra-n-heptylammoniumiodid, Tetra-n-propylammoniumbromid, Tetramethylammoniumchlorid,
Tetramethylammoniumhydroxid, Tetra-n-butylammoniumiodid, Benzyltrimethylammoniumchlorid, und
quartäre
Phosphonium-Verbindungen, wie zum Beispiel n-Butyltriphenylphosphoniumbromid
und Methyltriphenylphosphoniumbromid.
-
Bei
dem Polycarbonat der Komponente (D) kann es sich auch um ein Copolyestercarbonat
handeln, wie jene, die in den
U.S.
Patenten 3,169,121 ;
3,207,814 ;
4,194,038 ;
4,156,069 ;
4,430,484 ;
4,465,820 und
4,981,898 beschrieben sind.
-
Copolyestercarbonate,
die in dieser Erfindung nützlich
sind, sind im Handel erhältlich.
Sie werden typisch durch die Umsetzung mindestens einer dihydroxyaromatischen
Verbindung mit einer Mischung von Phosgen und mindestens einem Dicarbonsäurechlorid,
insbesondere Isophthaloylchlorid, Terephthaloylchlorid oder beiden,
erhalten.
-
Das
Verhältnis
der Polyester-Komponente (A) zur Polycarbonat-Komponente (D) ist
kein kritisches Merkmal der vorliegenden Erfindung und kann durch
den einzelnen Ausführenden
dieser Erfindung bestimmt werden. Typisch liegt das Gewichtsverhältnis von
Polyester (A) zu Polycarbonat (D) im Bereich von etwa 99:1 bis etwa
1:99, bevorzugt etwa 75:25 bis etwa 25:75, und es beträgt am bevorzugtesten
etwa 75:25 bis etwa 50:50.
-
Die
Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung können auch eine oder mehrere
Verbindungen enthalten, die ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend
aus (DD) phenolischen Antioxidantien, (E) Wasser, (F) Farbstoffen
und Pigmenten, wie organischen Farbstoffen, anorganischen Farbstoffe
oder weißen
Pigmenten, wie TiO2, ZnO und Bariumoxid,
(G) anderen Additiven, wie Schlagzähmachern, Weichmachern, halogenierten
Flammverzögerungsmitteln,
Füllstoffen,
nicht-halogenierten
Flammverzögerungsmitteln,
Synergisten, Verarbeitungshilfsmitteln, Phosphit-Stabilisatoren,
Phosphonit-Stabilisatoren und anderen dem Fachmann bekannten Stabilisatoren;
und (I) ein recyceltes Polymer.
-
Eine
weitere Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist ein Polymer-Konzentrat, welches umfasst:
- (A) ein oder mehrere Polymere, die ausgewählt sind
aus der Gruppe bestehend aus Polycarbonaten und Polyestern;
- (B) eine oder mehrere phosphorhaltige Verbindungen; und/oder
- (C) einen oder mehrere gehinderte Amin-Lichtstabilisatoren.
-
Die
Polymere, phosphorhaltigen Verbindungen und die gehinderten Amin-Lichtstabilisatoren,
die für das
Konzentrat nützlich
sind, sind die gleichen, wie sie hierin für andere Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben werden. Die Phosphor-Verbindungen und
die HALS-Verbindungen können
getrennt in dem Konzentrat vorliegen, liegen aber bevorzugt beide
vor. Unabhängig
davon, ob die phosphorhaltigen Verbindungen und die HALS-Verbindungen
jeweils zusammen oder getrennt in dem Konzentrat vorliegen, kann
jedoch jede in dem Konzentrat in einer Menge von bis zu etwa 10
Gewichtsprozent, bevorzugt von 5 bis 10 Gewichtsprozent, bezogen
auf das Gesamtgewicht des Konzentrats, vorliegen.
-
Beim
Konzentrat weist der bevorzugte Polyester 100 Molprozent Terephthalsäure-Reste, 62 Molprozent
1,4-Cyclohexandimethanol-Reste und 28 Molprozent Ethylenglycol-Reste
auf, bezogen auf gesamte Molprozent von Disäure-Resten von 100 Molprozent
und gesamte Molprozent von Diol-Resten von 100 Molprozent. Das bevorzugte
Phosphit für
das Konzentrat der Erfindung ist Weston 619, wie weiter hierin beschrieben, und
der bevorzugte HALS für
das Konzentrat der Erfindung ist Cyasorb UV-3529, wie weiter hierin
beschrieben.
-
Der
Ausdruck "Ultraviolett(UV)-Licht-Absorptionsmittel" ist als eine Verbindung
oder eine Mischung von Verbindungen definiert, die Licht im Bereich
von 250–400
nm mit einer minimalen Extinktion zwischen 400 und 700 nm absorbieren
und welche die Witterungsbeständigkeit
der Polymerblends verbessern. Bevorzugte Beispiele sind Triazine,
Cyanoacrylate, Benzotriazole, Naphthaline, Benzophenone und Benzoxazin-4-one. Bevorzugter
sind im Handel erhältliche
UV-Absorptionsmittel,
wie: Cyasorb UV-9 (Cytec Industries, CAS Nr. 131-57-7), Cyasorb
UV-24 (Cytec Industries, CAS Nr. 131-53-3), Cyasorb UV-531 (Cytec
Industries, CAS Nr. 1843-05-6), Cyasorb UV-2337 (Cytec Industries,
CAS Nr. 25973-55-1), Cyasorb UV-5411 (Cytec Industries, CAS Nr.
3147-75-9), Cyasorb UV-5365 (Cytec Industries, CAS Nr. 2440-22-4),
CyasorbUV-1164 (Cytec Industries, CAS Nr. 2725-22-6), Cyasorb UV-3638
(Cytec Industries; CAS Nr. 18600-59-43; Tinuvin 213 (Ciba Specialty
Chemicals, CAS Nr. 104810-47-1), Tinuvin 234 (Ciba Specialty Chemicals,
CAS Nr. 70321-86-7), Tinuvin 320 (Ciba Specialty Chemicals, CAS
Nr. 3846-71-7), Tinuvin 326 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 3896-11-5),
Tinuvin 327 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 3864-99-1), Tinuvin
328 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 25973-55-1), Tinuvin 329
(Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 3147-75-9), Tinuvin 350 (Ciba Specialty
Chemicals, CAS Nr. 36437-37-3), Tinuvin 360 (Ciba Specialty Chemicals,
CAS Nr. 103597-45-1),
Tinuvin 571 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 23328-53-2) and Tinuvin
1577 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 147315-50-2). Zusätzliche
geeignete UV-Absorptionsmittel
sind in Plastic Additives Handbook 5th Edition (Hanser Gardner Publications,
Inc., Cincinnati, OH, USA, 2001) aufgeführt. Bevorzugter sind Benzotriazole, Triazine
und Benzoxazin-4-one, wie Cyasorb UV-1164 (Cytec Industries, CAS
Nr. 2725-22-6), Cyasorb UV-3638 (Cytec Industries, CAS Nr. 18600-59-4),
Tinuvin 1577 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 147315-50-2), Tinuvin
234 (Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 70321-86-7) und Tinuvin 328
(Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 25973-55-1). Am meisten bevorzugt
werden Cyasorb UV-1164 (Cytec Industries, CAS Nr. 2725-22-6), Cyasorb
UV-3638 (Cytec Industries, CAS Nr. 18600-59-4) und Tinuvin 1577
(Ciba Specialty Chemicals, CAS Nr. 147315-50-2. Es ist offensichtlich,
dass identische Moleküle,
die unter verschiedenen Handelsnamen verkauft werden, durch diese
Erfindung abgedeckt werden. Es ist offensichtlich, dass eine Kombination
von UV-Absorptionsmitteln verwendet werden kann.
-
Der
Ausdruck "halogenierte
Flammverzögerer" ist als Verbindungen
definiert, die eines oder mehrere der folgenden enthalten: Fluor,
Chlor, Brom und Iod, welche auf solche Weise wirken, dass sie die
Entflammbarkeit der Polymer-Zusammensetzung
verringern. Mehr bevorzugt sind Verbindungen, die Brom enthalten, wie
bromiertes Polycarbonat, bromiertes Polystyrol und dergleichen.
Die Zusammensetzungen, die von der vorliegenden Erfindung bereitgestellt
werden, sind zur Verbesserung der hydrolytischen Stabilität von sehr
dickem Folienmaterial, Deckschichten von extrudiertem Folienmaterial,
Deckschichten von extrudierten dünnen Folien,
wärmeformbaren
Folienmaterialprodukten, spritzgegossenen Produkten, dünnen Folien,
dicken Folien, Gegenständen,
die unter Verwendung dünner
Folien hergestellt sind, Gegenständen,
die unter Verwendung dicker Folien hergestellt sind, Gegenstände, die
unter Verwendung von sehr dickem Folienmaterial hergestellt sind,
mehrlagigen Folien, doppelwandiger Folie, dreiwandiger Folie und
dergleichen nützlich.
-
Die
Erfindung kann weiter durch die folgenden Beispiele von bevorzugten
Ausführungsformen
derselben erläutert
werden, obwohl es sich versteht, dass diese Beispiele lediglich
für die
Zwecke der Erläuterung eingeschlossen
sind und nicht den Bereich der Erfindung beschränken sollen, falls nicht speziell
anders angegeben. Falls nicht anders angegeben, sind alle Gewichtsprozentsätze auf
das Gesamtgewicht der Polymer-Zusammensetzung bezogen und sind alle
Molekulargewichte Gewichtsmittel der Molekulargewichte. Auch sind alle
Prozentsätze
auf Gewicht bezogen, falls nicht anders angegeben. Wann immer hierin
eine Gruppe R, eine Gruppe L, eine Gruppe Y, eine Gruppe Z, eine
Gruppe m oder eine Gruppe n definiert ist, bleibt die Definition für eine spezielle
Gruppe in dieser gesamten Beschreibung die gleiche, einschließlich der
Beispiele der Erfindung, unabhängig
davon, ob sie für
mehrere Formen oder Arten von Verbindungen verwendet wird, falls
nicht anders angegeben.
-
Beispiele
-
In
den Beispielen folgte man den folgenden Verfahren. Proben wurden
aus 20 Mil-Folie
ausgeschnitten und dann 70°C
und 100% relativer Feuchtigkeit (RF) ausgesetzt, indem man die Folien
im Dampfraum von verschlossenen Gläsern aufhängte, die eine geringe Wassermenge
enthielten, und in einen Umluftofen gab, der bei 70°C eingestellt
war, um die hydrolytische Stabilität zu bewerten. Kleine Proben
wurden anschließend periodisch
entnommen und die Molekulargewichtsverteilung der Polyester- und
Polycarbonat-Fraktion wurde unter Verwendung von Gelpermeationschromatographie
(GPC) bestimmt. Das GPC-Verfahren
für die
Polycarbonat-Fraktion bestand darin, zuerst die Elends in Tetrahydrofuran
einzutauchen, um selektiv das Polycarbonat zu extrahieren. Das GPC-System,
das zur Analyse der Polycarbonat-Fraktion verwendet wurde, bestand aus
einer Perkin-Elmer LC-250-Pumpe, einer automatischen Perkin-Elmer
LC-600 Probeentnahmeeinrichtung und einem Perkin-Elmer LC-235-Photodiodenarray-UV-Detektor,
der bei 265 nm arbeiteten. Die verwendeten Säulen waren eine Pigel 5 Mikrometer-Schutzsäule, eine
Mixed-C und einer Oligopore von Polymer Laborstories. Die Molekulargewichtsverteilung
wurde unter Verwendung von monodispersem Polystyrol-Standards für die Kalibrierung
und den Mark-Houwink-Konstanten für Polystyrol und Polycarbonat,
die in der Literatur erhältlich
sind, berechnet. Das für
die Polyester-Fraktion verwendete Lösungsmittel war 70/30 V/V Hexafluorisopropanol/Methylenchlorid-Mischung,
die auch ein gutes Lösungsmittel
für Polycarbonat
ist. Das verwendete GPC-System bestand aus einer Perkin-Elmer LC-250-Pumpe,
einer automatischen Perkin-Elmer ISS-200-Probenentnahmeeinrichtung
und einem Perkin-Elmer LC-95 UV/VIS-Detektor, der bei 285 nm arbeitete.
Der Absorptionskoeffizient von auf Terephthalat basierenden Copolyestern
bei 285 nm ist beträchtlich
größer als
der Koeffizient von Polycarbonat, so dass das Verfahren selektiv
den Polyester detektiert. Die Säulen waren
eine Pigel 5 Mikrometer-Schutzsäule
und eine Mixed-C
von Polymer Laborstories. Die Molekulargewichtsverteilung wurde
unter Verwendung von monodispersen Polystyrol-Standards für die Kalibrierung
und Mark-Houwink-Konstanten für
Polystyrol, die in diesem Lösungsmittel
gemessen wurden, berechnet. Universelle Kalibrierungskonstanten
für den
Polyester wurden gewählt,
um genaue Molekulargewichtswerte für eine Reihe von Polyesterproben
zu erhalten, welche durch Lichtstreuungsmessungen charakterisiert
wurden.
-
Proben
wurden unter Erzeugung von 2,5 auf 5,5 Inch-Proben aus Folie ausgeschnitten
und dann einem Xenonbogen-Westher-Ometer, verkauft von Atlas Devices,
Inc., unter Verwendung einer Bestrahlung von 0,35 W/m2 bei
340 nm, inneren und äußeren Borosilicat-Filtern,
55% relativer Feuchtigkeit, 63°C
Schwarzplatten-Temperatur und alle 2 Stunden 18 Minuten Wasserbesprühung einer
Bestrahlung ausgesetzt. Proben wurden periodisch entnommen, um Änderung
der Farbe, Trübung
und Schlagzähigkeit
abzuschätzen.
-
Die
Farbe der Polymerfolien wird auf herkömmliche Weise unter Verwendung
eines HunterLab UltraScan Colorimeter, hergestellt von Hunter Associates
Laborstory, Inc., Weston, Virginia, bestimmt. Das Instrument wird
unter Verwendung von HunterLab Universal Software (Version 3.8)
betrieben. Die Kalibrierung und der Betrieb des Instruments geschehen
gemäß dem HunterLab-Benutzerhandbuch
und werden in großem Maß durch
die Universal Software gelenkt. Um die Ergebnisse auf jedem anderen
Kolorimeter zu reproduzieren, betreibe man das Instrument gemäß seinen
Weisungen und verwende die folgende Testparameter: D65-Lichtquelle
(Tageslicht, 6500 K Farbtemperatur), Reflexionsmodus, Großflächenansicht,
spiegelnd eingeschlossen, CIE 10° Beobachter,
die Ausgaben sind CIE L*, a*, b*. Eine Erhöhung des positiven b* Werts
zeigt einen Gelbstich an, während
eine Verringerung des numerischen Werts von b* eine Verringerung
des Gelbstichs anzeigt. Die Farbmessung und die Durchführung werden
in größerer Einzelheit
in Anni Berger-Schunn in Practical Color Measurement, Wiley, NY,
Seiten 39-56 und 91-98 (1994) erörtert.
-
Die
Trübung
wurde in einem HunterLab UltraScan Colorimeter, hergestellt von
Hunter Associates Laboratory, unter Verwendung der folgenden Testparameter
bestimmt: D65-Lichtquelle, Durchlässigkeitsmodus, großflächige Ansicht
und CIE 10° Beobachter.
-
Die
Schlagzähigkeit
wurde bestimmt, indem man 0,5 Inch breite auf 2,5 Inch lange Stäbe schnitt
und sie gemäß dem ASTM
D 256-Verfahren für
den Izod-Test mit einem Hammer schlug, außer dass die Testprobe 90° zum normalen
Izod-Verfahren angeordnet
war, d. h. der Hammer trifft die 0,5 Inch breite Fläche des
Prüflings
anstelle der Kante. Im Fall von Proben, die einem Weather-Ometer
ausgesetzt wurden, wie oben beschrieben, wurde die Schlagzähigkeit
durchgeführt,
indem die ausgesetzte Oberfläche
von dem Hammer getroffen wurde.
-
Falls
nicht anders angegeben, sind alle Gewichtsprozente auf das Gesamtgewicht
der Polymer-Zusammensetzung bezogen und sind alle Molekulargewichte
Gewichtsmittel der Molekulargewichte. Auch sind alle Prozentsätze auf
Gewicht bezogen, falls nicht anders angegeben.
-
Beispiele 1–10
-
Diese
Beispiele erläutern
die schädliche
Auswirkung eines phosphorhaltigen Katalysator-Quenchers auf die
hydrolytische Stabilität
von Polycarbonat-Polyester- Blends
und die unerwartete Verbesserung der hydrolytischen Stabilität der Elends
durch die Zugabe eines (HALS). In den Bezugsbeispielen 1–6 umfasst
der Polyester A 74 Molprozent Terephthalsäure-Reste, 26 Molprozent Isophthalsäure-Reste und 100 Molprozent 1,4-Cyclohexandimethanol-Reste,
bezogen auf insgesamt 100 Molprozent Disäure-Reste und insgesamt 100 Molprozent
Diol-Reste, der
eine innere Viskosität
von etwa 0,74 dl/g aufweist und etwa 100 ppmw Titan-Metall enthält, und
Polycarbonat A ist ein Bisphenol A-Polycarbonat (Makrolon 2608,
bezogen von Bayer Corporation). In den Bezugsbeispielen 1–6 wurden
die Elends von Polyester A und Polycarbonat A (Gewichtsverhältnis 3:1)
zusammen mit Kombinationen eines phosphorhaltigen Stabilisators
(eines Phosphits) mit dem Handelsnamen Doverphos 9228 (von dem man
annimmt, dass er Bis(2,4-dicumylphenyl)pentaerythritdiphosphit ist, von
Dover Chemical Company) und von Chimassorb 944 (geliefert von Ciba
Speciality Chemicals) schmelzgemischt. Man nimmt an, dass Chimassorb
944 ein polymerer HALS ist, der eine Formel aufweist, die mit der Formel
(12) in Einklang steht, worin R
4 = R
5 = R
6 = R
7 = Methyl; R
8 =
Wasserstoff; L
1 Hexamethylen ist; R
10 = Wasserstoff; und R
11 eine
verzweigte Octylgruppe ist. Die Additive wurden unter Verwendung
eines 19 mm-Doppelschneckenextruders bei 250°C, 200 U/min mit einer Geschwindigkeit
von 5 lbs/h vorcompoundiert, um Konzentrate zu erzeugen, die 5%
Additive enthalten. Die Elends wurden als 20 Mil-Extrusionsgießfolien unter
Verwendung eines 1'' Killion-Einzelschneckenextruders
bei 275°C
und 70 U/min hergestellt. Die Folien wurden anschließend bei
70°C und
100% relativer Feuchtigkeit für
bis zu 3 Wochen konditioniert und das Molekulargewicht der Polyester
A- und Polycarbonat A-Komponente wurde durch GPC bestimmt, wie vorstehend beschrieben.
Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Die Elends, die den Phosphit-Stabilisator
enthalten, zeigen eine signifikant verbesserte Farbe (d. h. weniger
gelb, dargestellt wurde ein kleineres b*) im Vergleich zu Elends
ohne Stabilisator (Bezugsbeispiel 1) oder Elends mit dem HALS (Bezugsbeispiel
6). Beispiel 2 demonstriert die schädliche Auswirkung des Phosphit-Stabilisators
auf die hydrolytische Stabilität
des Elends, insbesondere die Polycarbonat A-Komponente. Die Elends, die sowohl den
Phosphit-Stabilisator als auch den HALS enthielten (Bezugsbeispiel
3, 4 und 5) zeigten eine signifikant verbesserte hydrolytische Stabilität im Vergleich
zu dem Elend, welches das Phosphit enthält (Bezugbeispiel 2). Diese
Beispiele demonstrieren, dass eine gute Farbe und eine verbesserte
hydrolytische Stabilität
von Polycarbonat-Polyester-Elends durch die Verwendung einer Kombination
eines Phosphit-Stabilisators und eines HALS verwirklicht werden. TABELLE 1
| Bezugsbeispiel Nr. | Doverphos 9228 (Gew.-%) | Chimassorb 944 (Gew.-%) | CIE-Farbe
b* | Zeit bei 70°C und 100% RF | Polyester
A | Polycarbonat
A |
| Mw | ΔMw (%) | Mw | ΔMw (%) |
| 1 | 0 | 0 | 6,27 | 0 | 21100 | - | 17217 | - |
| | | | | 1 | 21759 | 3,1 | 17451 | 1,4 |
| | | | | 2 | 21647 | 2,6 | 16248 | –5,6 |
| | | | | 3 | 21608 | 2,4 | 17728 | 3,0 |
| 2 | 0,25 | 0 | 0,08 | 0 | 21373 | - | 21636 | - |
| | | | | 1 | 21506 | 0,6 | 15950 | –26,3 |
| | | | | 2 | 20839 | –2,5 | 14251 | –34,1 |
| | | | | 3 | 20774 | –2,8 | 13466 | –37,8 |
| 3 | 0,25 | 0,25 | 0,2 | 0 | 22334 | - | 20013 | - |
| | | | | 1 | 22011 | –1,4 | 18106 | –9,5 |
| | | | | 2 | 21827 | –2,3 | 17817 | –11,0 |
| | | | | 3 | 21922 | –1,8 | 18301 | –8,5 |
| 4 | 0,25 | 0,50 | 0,48 | 0 | 21751 | - | 17401 | - |
| | | | | 1 | 22084 | 1,5 | 16907 | –2,8 |
| | | | | 2 | 21979 | 1,0 | 15655 | –10,0 |
| | | | | 3 | 21833 | 0,3 | 15466 | –11,1 |
| 5 | 0,50 | 0,25 | 0,33 | 0 | 22070 | - | 20728 | - |
| | | | | 1 | 22321 | 1,1 | 18125 | –12,5 |
| | | | | 2 | 21839 | –1,0 | 17580 | –15,2 |
| | | | | 3 | 21401 | –3,0 | 17248 | –16,8 |
| 6 | 0 | 0,25 | 4,44 | 0 | 21781 | - | 17100 | - |
| | | | | 1 | 21759 | –0,1 | 16134 | –5,6 |
| | | | | 2 | 21695 | –0,4 | 14623 | –14,5 |
| | | | | 3 | 21418 | –1,7 | 15542 | –9,1 |
-
In
den Beispielen 7–10
umfasst der Polyester B 100 Molprozent Terephthalsäure-Reste, 62 Molprozent
Cyclohexandimethanol- und 38 Molprozent Ethylenglycol-Reste mit einer inneren
Viskosität
von etwa 0,7 und Polycarbonat B ist ein Bisphenol A-Polycarbonat
(Handelsname Makrolon 1804, geliefert von Bayer Corporation, von
dem man annimmt, dass es etwa 0,25 Gew.-% einer ultraviolettlichtabsorbierenden
Verbindung und ein blaues Toner-Färbemittel enthält). In
den Beispielen 7–10
wurden Elends von Polyester B und Polycarbonat B zusammen mit Kombinationen
von Weston 619 (einem Phosphit-Stabilisator, General Electric Speciality
Chemicals, von dem man annimmt, dass er Distearylpentaerythritdiphosphit
ist) und Cyasorb UV-3529 (einem polymeren HALS, geliefert von Cytec
Industries Inc.) oder Cyasorb UV-3346 (einem polymeren HALS, der
von Cytec Industries, Inc. geliefert wird) schmelzgemischt.
-
Es
wird angenommen, dass Cyasorb UV-3529 ein polymerer HALS mit einer
Formel ist, die mit der Formel (12) in Einklang steht, worin R
4 = R
5 = R
6 = R
7 = R
8 = Methyl; L
1 Hexamethylen
ist; und (R
10)(R
11)N-zusammen
eine Morpholino-Gruppe
darstellen. Es wird angenommen, dass Cyasorb UV-3346 ein polymerer HALS
mit einer Formel ist, die mit Formel (12) in Einklang steht, worin
R
4 = R
5 = R
6 = R
7 = Methyl;
R
8 = Wasserstoff; L
1 Hexamethylen
ist; und (R
10)(R
11)N-zusammen eine Morpholino-Gruppe
darstellen. Die Additive wurden unter Verwendung eines 19 mm-APV-Doppelschneckenextruders
bei 250°C,
200 U/min, mit einer Geschwindigkeit von 5 lbs/h mit Polyester B
vorcompoundiert, um Konzentrate herzustellen, die 5% Additiv enthalten.
Die Elends wurden als 20 Mil-Extrusionsgießfolien
unter Verwendung eines 1'' Killion-Einzelschneckenextruders bei
275°C und
70 U/min hergestellt. Die Folien wurden anschließend bei 70°C und 100% relativer Feuchtigkeit
für bis
zu 6 Wochen konditioniert und das Molekulargewicht der Polyester
B- und Polycarbonat B-Komponente wurde durch GPC bestimmt, wie vorstehend
beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt. Die Ergebnisse
zeigen, dass Elends, welche den Phosphit-Stabilisator enthalten,
eine verbesserte Farbe zeigen (d. h. weniger gelb, wie durch ein
niedriges b* repräsentiert),
verglichen mit Elends ohne Stabilisator (Beispiel 7). Die Ergebnisse
zeigen auch, dass Elends, die den Phosphit-Stabilisator und einen
HALS enthalten, eine verbesserte hydrolytische Stabilität im Vergleich
zu Elends zeigen, welche das Phosphit enthalten (Beispiel 8). Diese
Beispiele demonstrieren, dass durch die Verwendung einer Kombination
eines Phosphit-Stabilisators und eines HALS eine gute Farbe und
eine verbesserte hydrolytische Stabilität von Polycarbonat-Polyester-Elends
verwirklicht werden. TABELLE 2
| Beispiel | Weston 619 (Gew.-%) | Cyasorb 3529 (Gew.-%) | Cyasorb 3346 (Gew.-%) | Farbe b* | Zeit bei 70°C und 100% RF | Polyester
B | Polycarbonat
B |
| Mw | ΔMw (%) | Mw | ΔMw (%) |
| 7 | 0 | 0 | 0 | 0,75 | 0 | 23377 | - | 22506 | - |
| | | | | | 2 | 23756 | 1,6 | 21995 | –2,3 |
| | | | | | 4 | 22884 | –2,1 | 19125 | –15,0 |
| | | | | | 6 | 22472 | –3,9 | 19138 | –15,0 |
| 8 | 0,25 | 0 | 0 | –0,16 | 0 | 22877 | - | 22621 | - |
| | | | | | 2 | 21064 | –7,9 | 14774 | –34,7 |
| | | | | | 4 | 19321 | –15,5 | 11515 | –49,1 |
| | | | | | 6 | 17755 | –22,4 | 9309 | –58,8 |
| 9 | 0,25 | 0,25 | 0 | –0,10 | 0 | 21448 | - | 21473 | - |
| | | | | | 2 | 20896 | –2,6 | 16363 | –23,8 |
| | | | | | 4 | 20837 | –2,8 | 12848 | –40,2 |
| | | | | | 6 | 19802 | –7,7 | 11526 | –46,3 |
| 10 | 0,25 | 0 | 0,25 | 0,16 | 0 | 21362 | - | 21811 | - |
| | | | | | 2 | 21265 | –0,4 | 20325 | –6,8 |
| | | | | | 4 | 21769 | 1,9 | 15645 | –28,3 |
| | | | | | 6 | 20227 | –5,3 | 14492 | –33,5 |
-
Beispiele 11–14
-
Diese
Beispiele erläutern,
dass die Verbesserung der hydrolytischen Stabilität durch
die Zugabe eines HALS unabhängig
von dem Verfahren ist, mit dem der HALS in das Elend eingeführt wird.
Elends von Polyester B und Polycarbonat B (Gewichtsverhältnis 70:30)
wurden zusammen mit Kombinationen von Weston 619 (General Electrics
Speciality Chemicals) und Cyasorb UV-3529 (Cytec Industries, Inc.)
schmelzgemischt. Die Additive wurden unter Verwendung eines 19 mm-APV-Doppelschneckenextruders
bei 250°C,
200 U/min mit einer Geschwindigkeit von 5 lbs/h vorcompoundiert,
um die folgenden Konzentrate zu erzeugen: Konzentrat A, bestehend
aus 95/5 Polyester B/Weston 619, Konzentrat B, bestehend aus 95/5
Polyester B/Cyasorb UV-3529 und Konzentrat C, bestehend aus 84/15/11
Polyester B/Weston 619/Cyasorb UV-3529. Die Elends wurden als 20
Mil-Extrusionsgießfolie unter
Verwendung eines 1'' Killion-Einzelschneckenextruders
bei 250°C und
70 U/min hergestellt. Die Folien wurden anschließend bei 70°C und 100% relativer Feuchtigkeit
für bis
zu 6 Wochen konditioniert und das Molekulargewicht der Polyester
B- und Polycarbonat B-Komponente wurde durch GPC bestimmt, wie vorstehend
beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 gezeigt. Die Elends,
welche den Phosphit-Stabilisator enthalten, zeigen eine verbesserte
Farbe (d. h. weniger gelb, wie durch ein niedrigeres b* repräsentiert),
verglichen mit Elends ohne Stabilisator (Beispiel 11). Die Elends,
welche den Phosphit-Stabilisator und den HALS enthalten, zeigen
eine verbesserte hydrolytische Stabilität im Vergleich zu Elends, die
das Phosphit enthalten (Beispiel 12), unabhängig davon, ob das Phosphit
und der HALS dem Elend über
getrennte Konzentrate (Beispiel 13) oder ein einziges Konzentrat
(Beispiel 14) zugeführt
werden. TABELLE 3
| Beispiel | Weston 619 (Gew.-%) | Cyasorb 3529 (Gew.-%) | Farbe B* | Zeit bei 70°C und 100% RH | Polyester
B | Polycarbonat
B |
| Mw | ΔMw (%) | Mw | ΔMw (%) |
| 11 | 0 | 0 | 0,87 | 0 | 26971 | - | 23292 | - |
| 2 | 27940 | 3,6 | 22421 | –3,7 |
| 4 | 26708 | 2,7 | 20769 | –10,8 |
| 6 | 28158 | 6,4 | 18652 | –19,9 |
| 12 | 0,15 durch Konzentrat A | 0 | –0,22 | 0 | 26495 | - | 21852 | - |
| 2 | 24118 | –8,9 | 16423 | –24,8 |
| 4 | 21929 | –14,1 | 10948 | –49,9 |
| 6 | 23437 | –9,8 | 9614 | –56,0 |
| 13 | 0,15 durch Konzentrat A | 0,33 durch Konzentrat B | –0,01 | 0 | 27238 | - | 20521 | - |
| 2 | 27281 | 0,2 | 17424 | –15,1 |
| 4 | 26001 | –1,0 | 14267 | –30,5 |
| 6 | 28498 | 6,6 | 12687 | –38,2 |
| 14 | 0,15 durch Konzentrat C | 0,33 durch Konzentrat C | –0,19 | 0 | 28128 | - | 21558 | - |
| 2 | 27864 | 0,9 | 18767 | –12,9 |
| 4 | 26851 | –1,0 | 14757 | –31,5 |
| 6 | 28680 | 3,9 | 13922 | –35,4 |
-
Beispiele 15–17
-
Diese
Beispiele erläutern,
dass die Zugabe des Phosphit-Katalysator-Quenchers und des HALS
zu Elends über
getrennte Konzentrate für
eine bessere Blendfarbe bevorzugt sein kann. Elends von Polyester
B und Polycarbonat B (Gewichtsverhältnis 70:30) wurden zusammen
mit Kombinationen von Weston 619 (General Electric Speciality Chemicals)
und Tinuvin 770 (einem HALS, der von Ciba Speciality Chemicals geliefert wird)
schmelzgemischt. Man nimmt an, dass Tinuvin 770 eine Formel aufweist,
die mit Formel (9) in Einklang steht, worin R
4 =
R
5 = R
6 = R
7 = Methyl; R
8 =
Wasserstoff; Y
2-L
1-Y
2 für
-OC(O)-(CH
2)
8-(O)CO-
steht. Die Additive wurden unter Verwendung eines 30 mm-WP-Doppelschneckenextruders
bei 250°C,
250 U/min mit einer Geschwindigkeit von 40 lbs/h mit Polyester B
vorcompoundiert, um die folgenden Konzentrate zu erzeugen: Konzentrat
D, bestehend aus 95/5 Polyester B/Weston 619, Konzentrat E, bestehend
aus 95/5 Polyester B/Tinuvin 770 und Konzentrat F, bestehend aus
91,7/5/3,3 Polyester B/Weston 619/Tinuvin 770. Die Elends wurden
unter Verwendung einer Toyo Ti-90G2-Spritzgussmaschine
bei 275°C
als 100 Mil dicke spritzgegossene Platten hergestellt. Die Farbe
der Platten mit verschiedenen Kombinationen des Weston 619 und des
Tinuvin 770 sind in Tabelle 4 angegeben. Die Beispiele zeigen die
verbesserte Farbe (d. h. niedriges b*) bei Elends mit zunehmender
Phosphit-Konzentration.
Die Beispiele zeigen, dass die Verwendung von getrennten Konzentraten
für das
Phosphit und den HALS für
eine bessere Farbe (d. h. weniger gelb, was durch ein niedrigeres
b* repräsentiert
wird) bevorzugt ist. Die gleiche Wirkung wird in den Beispielen
13 und 14 beobachtet, obwohl der gemessene Unterschied kleiner ist,
da die Folien viel dünner
sind. Diese Beispiele stehen mit der vorstehend zitierten Literatur
in Einklang, dass die Hydrolyse von phosphorhaltigen Katalysator-Quenchern
eine Voraussetzung für
eine wirksame Katalysator-Deaktivierung und demgemäß Verbesserung
der Blendfarbe während
des Schmelzmischens ist. Man nimmt an, dass das Vereinigen des HALS
und des Phosphits in demselben Konzentrat die Hydrolyse des Phosphits
verringert, was es für
die Deaktivierung des Katalysators und die Verbesserung der Blendfarbe
weniger wirksam macht. TABELLE 4
| Beispiel | Bezugs-Konzentrat | Weston
619 (Gew.-%) | Tinuvin
770 (Gew.-%) | CIE
Farbstoff b* |
| 15 | Weston
619 nur aus Konzentrat D | 0 | Keines | 4,32 ± 0,084 |
| 0,05 | 1,42 ± 0,084 |
| 0,15 | 0,70 ± 0,071 |
| 0,25 | 0,54 ± 0,055 |
| 16 | Weston 619 durch Konzentrat D und Tinuvin
770 durch Konzentrat E | 0 | 0 | 4,32 ± 0,084 |
| 0,05 | 0,033 | 1,50 ± 0,100 |
| 0,15 | 0,099 | 0,86 ± 0,055 |
| 0,25 | 0,165 | 0,84 ± 0,055 |
| 17 | Weston 619 und Tinuvin 770 durch Konzentrat
F | 0 | 0 | 4,32 ± 0,084 |
| 0,15 | 0,099 | 2,14 ± 0,055 |
| 0,25 | 0,165 | 1,82 ± 0,045 |
| 0,5 | 0,33 | 2,08 ± 0,110 |
-
Beispiele 18–19: Verbesserte Witterungsbeständigkeit
-
Diese
Beispiele erläutern
die synergistische Verbesserung der Witterungsbeständigkeit
der Polycarbonat-Polyester-Elends, die sowohl einen Phosphit-Katalysator-Quencher
als auch einen HALS enthalten. Elends von Polyester B und Polycarbonat
B (Blend-Gewichtsverhältnis
70:30) wurden zusammen mit Kombinationen von Weston 619 (einem Phosphit,
das von General Electric Speciality Chemicals geliefert wird), Cyasorb
UV-3529 (einem HALS, der von Cytec Industries, Inc. geliefert wird)
und einem Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel, Handelsname Tinuvin
1577 von Ciba Speciality Chemicals, schmelzgemischt. Die Additive
wurden unter Verwendung eines 30 mm-WP-Doppelschneckenextruders bei
250°C, 250
U/min mit einem Verhältnis von
40 lbs/h mit Polyester B vorcompoundiert, um Konzentrate zu erzeugen.
Die Elends wurden als Folienmaterial hergestellt, das aus einer
Kernschicht und zwei koextrudierten Überzugsschichten bestand. Die
Kernschicht des Folienmaterials war etwa 114 Mil dick und bestand
aus einem 3:1-Gewichtsverhältnis
von Polyester B:Polycarbonat B und 0,15% Weston 619. Die Kernschicht
wurde unter Verwendung eines 2,5 Inch-MPM-Extruders bei 240°C und 30
U/min extrudiert. Die Überzugsschichten
waren jeweils 3 Mil dick, coextrudiert auf jeder Oberfläche der
Kernschicht, und bestanden aus einem 70:30-Gewichtsverhältnis von
Polyester B:Polycarbonat B und den nachstehend beschriebenen Additiv-Konzentrationen.
Die Überzugsschichten
wurden unter Verwendung eines 1,25 Inch-Killion-Extruders bei 240°C und 30
U/min extrudiert. Die Folienproben wurden durch Einwirken eines
Westher-Ometers bezüglich
der Witterungsbeständigkeit
getestet, wie vorstehend beschrieben. Die Proben wurden periodisch
bezüglich Änderungen
der Farbe, der Trübung
und der Schlagzähigkeit
getestet, wie vorstehend beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle
5 gezeigt. Die Zusammensetzung, welche den HALS einschließt (Beispiel
19) zeigt eine signifikant bessere Beibehaltung der Farbe (d. h.
weniger Vergilbung, repräsentiert
durch eine geringere Zunahme von b*), Lichtdurchlässigkeit
(d. h. geringere Trübung)
und Schlagzähigkeit
im Vergleich zu der Zusammensetzung mit Phosphit und Ultraviolettlicht-Absorptionsmittel
(Beispiel 18), was eine verbesserte Witterungsbeständigkeit
demonstriert. TABELLE 5
| Beispiel | Additiv-Konzentrationen in Überzugsschicht
(Gew.-%) | UV-Bestrahlung (kJ/m2/nm) | Änderung von
b* | Änderung der
Trübung | Änderung der
Schlagzähigkeit (%) |
| 18 | 0,15% Weston 619 2,5% Tinuvin 1577 | 1000 | 1,08 | 2,7 | –93,2 |
| 2000 | 1,71 | 5,9 | –97,5 |
| 3000 | 1,55 | 9,1 | –99,0 |
| 19 | 0,15% Weston 619 0,5% Cyasorb 3529 2,5%
Tinuvin 1577 | 1000 | 0,88 | 0,9 | –1,7 |
| 2000 | 1,13 | 1,4 | –3,1 |
| 3000 | 1,24 | 2,0 | –3,9 |