WO2025132585A1 - Process for producing a composite component having a carrier comprising polycarbonate and an additive, the carrier having a specific oh content - Google Patents
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- WO2025132585A1 WO2025132585A1 PCT/EP2024/087102 EP2024087102W WO2025132585A1 WO 2025132585 A1 WO2025132585 A1 WO 2025132585A1 EP 2024087102 W EP2024087102 W EP 2024087102W WO 2025132585 A1 WO2025132585 A1 WO 2025132585A1
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Definitions
- the present invention relates to a process for producing composite components with improved bond strength, comprising a carrier comprising polycarbonate and at least one additive, and at least one polyurethane layer in direct contact with this carrier.
- the invention also relates to composite components with improved bond strength and to the use of a composition with a defined OH content, comprising polycarbonate and an additive, as a carrier material in the production of composite parts with improved bond strength.
- the composite components obtained using both the RIM and IMC processes possess the mechanical properties of the substrate material, whose weathering stability and scratch resistance are improved by the polyurethane layer. It is clear here that the overall performance and stability of the composite component are also determined by the adhesion of the polyurethane layer to the substrate. Common composite components that use polycarbonate as the substrate often experience a loss of adhesion after exposure to stress such as climate change testing or storage. This also reduces the overall performance of the composite component.
- a further advantage of the RIM and IMC processes is that they enable special designs that cannot be achieved using other methods. This is primarily due to the fact that the coating on the composite components can be made relatively thick while also reacting quickly.
- DE 196 50 854 C1 discloses such an IMC process for producing a multi-layer plastic part, in which a plastic injection-molded part is coated with at least one layer of a two-component thermosetting resin, preferably polyurethane. In this process, the plastic part and the two-component thermosetting resin layer are injection-molded sequentially in the same mold in synchronized cycles.
- DE 196 50 854 C1 provides no information on the influence of the nature of the substrate material and the process parameters on the adhesion between the substrate material and the bonded layer of the composite component.
- the adhesion between the substrate and the coating layer is not the main focus.
- EP28990008A1 describes that a special surface structuring of the carrier can improve adhesion to the polyurethane layer. It is also known that the use of primers or a special activation of the carrier material can lead to improved adhesion.
- WO2011/015286 A1 relates to the provision of an improved bond between the carrier material and the polyurethane layer, with the proviso that no surface modification (in particular, priming or surface activation) of the carrier is required. It was found that the use of a foamed carrier material has a positive effect on the adhesion to the polyurethane layer.
- WO2011/070044 A4 investigates the influence of the rubber content of a composition containing polycarbonate and a rubber-modified vinyl (co)polymer as the carrier material on the bond adhesion. In these documents, the improvement in bond strength is achieved either through additional steps such as applying a primer, surface activation, surface structuring, or foaming the substrate material, or through the addition of additives to the substrate material composition.
- the present invention was based on the object of overcoming at least one disadvantage of the prior art.
- the present invention was based on the object of providing a composite component with an improved bond between the carrier material, comprising polycarbonate, and the at least one polyurethane layer in direct contact with the carrier material.
- An improved bond should also be characterized, in particular, by better adhesion resistance. This preferably means that the deterioration in adhesion after hydrolysis storage should be as minimal as possible.
- no additional steps such as surface modification, for example, by primer or surface activation, should be necessary.
- the use of additional additives for the purpose of improving/increasing bond adhesion in the carrier material should preferably be avoided.
- the polyurethane raw material mixture used to produce the composite component should be highly reactive (i.e., preferably have a mold life of less than 150 s, preferably 100 s). Furthermore, the polyurethane raw material mixture used should preferably have a pot life of no more than 30 seconds, preferably no more than 10 seconds.
- the composite component should most preferably be manufactured using a RIM or IMC process, in particular an IMC process.
- At least one, preferably all, of the above-mentioned objects have been achieved by the present invention.
- a composition containing polycarbonate and at least one additive with a defined OH number leads to an improved bond between the carrier material and the at least one polyurethane layer in direct contact with the carrier material.
- the resulting bond adheres force-fittingly. This can be verified in particular by testing using the POSI test (according to DIN EN ISO 4624:2016-08, Using method B (8.4.2) if necessary, specifying the most defective defect pattern). In deviation from the DIN standard, 8 measurements are preferably carried out per component and a total of 3 components are measured. The median of these measurements gives the adhesion value.
- the initial adhesion of the composite component according to the invention is preferably at least 5 MPa, measured using the above-mentioned POSI test.
- the adhesion of the composite component according to the invention after the hydrolysis test i.e. after 72 h storage at 90 ⁇ 2 °C and 95 ⁇ 3% relative humidity in a climatic chamber (formation of water droplets on the component must be avoided by suitable positioning in the climatic chamber)
- An improved adhesion resistance was also observed. This means in particular that the adhesion of the composite component according to the invention remains high after the hydrolysis test (i.e.
- the bond adhesion between the carrier, comprising polycarbonate and at least one additive, and the polyurethane coating in the composite components according to the invention can also be measured on strip samples taken from the component with a width of 20 mm in a roller peel test according to DIN 53357:1982-10 at a test speed of 100 mm/min.
- an improved adhesion resistance would be observed.
- the composite shows an improvement, particularly compared to a comparable system, although the composition has an OH number that is below the OH number according to the invention.
- the OH number of the carrier composition be kept as low as possible, since an excessively high OH content can negatively influence the thermal stability of the carrier.
- the polycarbonate contained in the carrier is prone to losses of mechanical properties and/or yellowing under heating.
- the lower limit or the range of OH groups of the carrier defined according to the invention on the one hand, effectively improves the composite adhesion, but on the other hand, is still low enough that the resulting composite component has good thermal stability.
- a method for producing a composite component comprising a) a carrier made of a thermoplastic composition and b) at least one polyurethane layer in direct contact with the carrier, comprising the steps
- thermoplastic composition (Z) (i) injecting a melt of a thermoplastic composition (Z) into a tool cavity and subsequent cooling to form the carrier, wherein the thermoplastic composition (Z)
- B) contains 40 wt.% to more than 5 wt.% of at least one polymer additive, and the OH content of the carrier is at least 230 ppm,
- the polyurethane raw material mixture polymerises in contact with the surface of the carrier to form a compact polyurethane layer or a polyurethane foam layer,
- step (i) is divided into two alternative substeps (ia) or (ib). All statements refer either to step (i) without division and/or to step (i) with division into steps (ia) and (ib).
- thermoplastic composition having the OH content according to the invention is generally referred to as a "thermoplastic composition” and/or “thermoplastic composition (Z)". There is no difference here.
- process steps (i) to (iv) follow one another directly.
- process steps (i), (ii) and/or (iii), preferably (ii) and (iii) can be repeated multiple times (but do not have to be).
- the thermoplastic composition used in the second and optionally also each subsequent process step (i) differs from the thermoplastic composition (Z) of the first process step (i).
- the carrier material resulting from step (i) and which is in direct contact with the polyurethane raw material mixture in process step (iii) is the thermoplastic composition (Z) according to the invention, which has the defined OH content.
- the direct sequence of process steps (i) to (iv) prevents the temperature of the workpiece from cooling to room temperature during the process. This reduces production times and increases the energy efficiency of the overall process.
- Process steps (ii) and (iii) can be repeated at least once, varying the polyurethane system, whereby one or more polyurethane layers are applied to only one or both sides of the carrier, resulting in a composite component comprising a thermoplastic carrier and at least two identical or different PU components, optionally with more than two layers. If process steps (ii) and (iii) are repeated, it will be apparent to the person skilled in the art that at least the second polyurethane layer is then no longer in direct contact with the carrier.
- a gap is created.
- the term "gap" is understandable to those skilled in the art. It preferably refers to a cavity that is sealed against the environment so that no material can escape.
- either the injection molding tool can be opened and one half of the injection molding tool cavity can be replaced with a new half with larger hollow dimensions, or the component can be transferred from the first tool cavity into a second cavity of the same or a second tool that has larger hollow dimensions, or the first cavity can be opened by a gap.
- Process step (ii) thus comprises enlarging the cavity of the tool and thereby creating a gap, or introducing the carrier into a second cavity of the tool that has larger hollow dimensions than the first cavity, thereby creating a gap.
- process step (ii) comprises introducing the carrier into a second cavity of the tool, which is larger than the first cavity in terms of its hollow shape dimensions, thereby creating a gap.
- the transfer of the substrate in process step (ii) can be carried out using known methods, such as those used in multi-color injection molding. Typical methods include transfer using a turntable, indexing plate, sliding cavity, or index plate, or similar methods in which the substrate remains on a core. If the substrate remains on the core for transfer, this has the advantage that its position is precisely defined even after transfer.
- methods for transferring a substrate are known from the prior art in which the substrate is removed from one cavity and placed into another cavity, e.g., with the aid of a handling system. Transferring with removal of the substrate offers greater design freedom during coating, e.g., when generating a fold or masked areas. Structured paint surfaces can also be produced, which also offers greater design freedom.
- carrier includes both a classic substrate and a multi-layer structure.
- the method according to the invention is preferably characterized in that the carrier has a wall thickness of 0.5 mm to 10 mm, preferably 1 mm to 9 mm, at least at one point. particularly preferably 1.5 mm to 6.5 mm and most preferably 2 mm to 5 mm.
- the polyurethane layer can be, for example, a PU varnish, a PU foam, or a compact PU skin. According to the invention, all of these embodiments are subsumed under the term "polyurethane layer.”
- the polyurethane layers produced using this process can, for example, have thicknesses of 1 ⁇ m to 20 cm, preferably 5 ⁇ m to 15 cm, particularly preferably 10 ⁇ m to 10 cm.
- the process according to the invention is preferably characterized in that the polyurethane layer has a layer thickness of 1 - 1500 ⁇ m, preferably greater than 1.5 mm - 10 mm, particularly preferably greater than 1 cm - 20 cm, and likewise preferably 500 ⁇ m to 1 mm.
- the polyurethane layer can also be foamed.
- the reactive polyurethane raw material mixture preferably has an index of > 90 to ⁇ 140, preferably > 100 to ⁇ 120, and particularly preferably from 105 to 115.
- the surface of the injection molding tool in contact with the thermoplastic composition is heated in process step (iii) to a temperature in the range from 50 to 140 °C, preferably 60 to 100 °C and particularly preferably 65 to 95 °C, preferably 60 to 85 °C, and particularly preferably 60 to 80 °C.
- the surface of the injection molding tool in contact with the thermoplastic composition is particularly preferably heated in process step (iii) to a temperature in the range from 50 to 150 °C, preferably 60 to 140 °C and particularly preferably 70 to 130 °C, preferably 80 to 120 °C, and particularly preferably 90 to 100 °C.
- the carrier material comprises a polycarbonate based on bisphenol A as component A).
- the surface of the injection mold in contact with the reactive polyurethane mixture in process step (iii) is preferably heated to a temperature in the range of 50 to 160°C, preferably 70 to 120°C, more preferably 80 to 110°C, and particularly preferably 90°C. to 100 °C.
- the temperature of the polyurethane-side mold cavity is preferably at least 10 °C, preferably at least 15 °C, and particularly preferably at least 20 °C higher than the temperature of the carrier-side (thermoplastic-side) mold cavity.
- process step (iii) takes place under elevated pressure.
- the pressure in process step (iii) is in the range from 10 to 150 bar, preferably 10 to 90 bar (10,000 to 90,000 hPa).
- the reactive polyurethane raw material mixture is introduced using high-pressure or low-pressure machines. Before demolding the workpiece in steps (ii) and (iv), the workpiece is cooled until dimensional stability is achieved.
- the alkyl group preferably includes methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, neopentyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3, 3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl,
- alkylene or “alkylene group” preferably refers, unless otherwise stated, to a bridging alkane structure from which two hydrogen atoms have been removed from different carbon atoms.
- the two hydrogen atoms removed from the two carbon atoms can be removed from any carbon atoms in the alkane structure. This means that the two carbon atoms can be adjacent, but do not necessarily have to be adjacent.
- An alkylene group can be linear or branched. It is saturated. If the alkylene group contains only one carbon atom, it is a methylene group (-CH2-), which is connected to the rest of the molecule by two single bonds.
- Preferred polyester carbonates are represented by formula (w)
- a of each repeating unit independently represents an aliphatic or aromatic divalent group, e.g. an aromatic divalent group having 6 to 30 carbon atoms, which may contain one or more aromatic rings, may be substituted and may contain aliphatic or cycloaliphatic radicals or alkylaryls or heteroatoms as bridging structures, such as a structure of the formula (wi) in the R 6 and R 7 independently of one another represent H, Ci- to Cis-alkyl, Ci- to Cis-alkoxy,
- Halogen such as CI or Br or each optionally substituted aryl or aralkyl, preferably H or Ci- to C-alkyl, particularly preferably H or Ci- to Cs-alkyl and very particularly preferably H or methyl, and
- X represents a single bond, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, C1- to C12-alkylene, C2- to C5-alkylidene or C5- to C12-cycloalkylidene, which may be substituted by C1- to C12-alkyl, preferably methyl or ethyl, and also C1- to C12-arylene, which may optionally be condensed with further aromatic rings containing heteroatoms, or - based on A - an aliphatic divalent group which may be cyclic, linear or branched and has 2 to 30 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom and may comprise more than one cycle, such as, for example, structure (wii) or - based on A - a linear alkylene group having 2 to 22 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom, or a branched alkylene group having 4 to 20 carbon
- D in each repeating unit independently represents A or an aromatic or cycloaliphatic divalent group, preferably an optionally substituted phenylene or an optionally substituted cyclohexylene; y in each repeating unit independently represents an aliphatic divalent group, which may be cyclic, linear or branched and has 2 to 30 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom and more than one cycle, or an aromatic divalent group, preferably a linear aliphatic divalent group having 2 to 30 carbon atoms, a branched aliphatic divalent group having 2 to 30 carbon atoms, a cycloaliphatic divalent group having 6 to 30 carbon atoms, which more than one cycle or an aromatic divalent group having 6 to 30 carbon atoms, particularly preferably an optionally substituted cyclohexylene, an aliphatic linear group having 2 to 18 carbon atoms or an optionally substituted phenylene and 0 ⁇ x ⁇ 1.
- polyester carbonates are those based on the combination of the following diols and diacids: bisphenol A and sebacic acid; bisphenol A and isophthalic acid, terephthalic acid and/or phthalic acid and optionally resorcinol; isosorbide and cyclohexanedicarboxylic acid and optionally further diols or diacids.
- dihydroxyaryl compounds are 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propane (bisphenol A), 2,2-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propane, l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexane, l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane and dimethyl-bisphenol A as well as the dihydroxyaryl compounds of the formulas (I), (II) and (III).
- polycarbonates for the preparation of which a dihydroxyaryl compound of the following formula (Ia) was used: in the
- R 5 represents hydrogen or CI - to C4-alkyl, CI - to C4-alkoxy, preferably hydrogen or methyl or methoxy, particularly preferably hydrogen,
- R 6 , R 7 , R 8 and R 9 independently of one another represent C6- to C12-aryl or CI- to C4-alkyl, preferably phenyl or methyl, in particular methyl,
- Y represents a single bond, SO2-, -S-, -CO-, -O-, CI- to C6-alkylene, C2- to C5-alkylidene, C6- to C12-arylene, which may optionally be condensed with further aromatic rings containing heteroatoms, or a C5- to C6-cycloalkylidene radical which may be mono- or polysubstituted by CI- to C4-alkyl, preferably a single bond, -O-, isopropylidene or a C5- to C6-cycloalkylidene radical which may be mono- or polysubstituted by CI to C4-alkyl,
- V represents oxygen, C2- to C6-alkylene or C3- to C6-alkylidene, preferably oxygen or C3-alkylene
- Z represents C1-C6-alkylene, preferably C2-alkylene
- o represents an average number of repeating units of 10 to 500, preferably 10 to 100
- m represents an average number of repeating units of 1 to 10, preferably 1 to 6, particularly preferably 1.5 to 5.
- Dihydroxyaryl compounds can also be used in which two or more siloxane blocks of the general formula (Ia) are linked via terephthalic acid and/or isophthalic acid to form ester groups.
- Copolycarbonates with monomer units of the general formula (Ia), in particular with bisphenol A, and in particular the preparation of these copolycarbonates are described, for example, in WO 2015/052106 A2.
- Dihydroxyaryl compounds can also be used in which two or more siloxane blocks of the general formula (Ia) are linked via terephthalic acid and/or isophthalic acid to form ester groups.
- the polycarbonates are produced in a known manner from diphenols, carbonic acid derivatives, optionally chain terminators and optionally branching agents, whereby to produce the polyester carbonates, some of the carbonic acid derivatives are replaced by aromatic dicarboxylic acids or derivatives of dicarboxylic acids, depending on the carbonate structural units to be replaced in the aromatic polycarbonates by aromatic dicarboxylic acid ester structural units.
- the monofunctional chain terminators required to regulate the molecular weight such as phenols or alkylphenols, in particular phenol, p-tert. butylphenol, iso-octylphenol, Cumylphenol, their chlorocarbonic acid esters or acid chlorides of monocarboxylic acids or mixtures of these chain terminators are either fed to the reaction with the bisphenolate(s) or added at any time during the synthesis as long as phosgene or chlorocarbonic acid end groups are still present in the reaction mixture, or in the case of acid chlorides and chlorocarbonic acid esters as chain terminators, as long as sufficient phenolic end groups of the forming polymer are available.
- phenols or alkylphenols in particular phenol, p-tert. butylphenol, iso-octylphenol, Cumylphenol, their chlorocarbonic acid esters or acid chlorides of monocarboxylic acids or mixtures of these chain terminators are either fed to the reaction with the bisphenolate(s) or
- the chain terminator(s) are preferably added after phosgenation at a time or place when no more phosgene is present but the catalyst has not yet been added, or they are added before the catalyst, together with the catalyst, or in parallel.
- Any branching agents or branching agent mixtures to be used are added to the synthesis in the same way, but usually before the chain terminators. Trisphenols, quarterphenols, or acid chlorides of tri- or tetracarboxylic acids, or mixtures of polyphenols or acid chlorides, are commonly used.
- Some of the compounds with three or more phenolic hydroxyl groups that can be used as branching agents include phloroglucinol, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-2-heptene, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptane, 1,3,5-tris-(4-hydroxyphenyl)-benzene, 1,1,1-tri-(4-hydroxyphenyl)-ethane, tris-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethane, 2,2-bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propane, 2,4-bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol, and tetra-(4-hydroxyphenyl)-methane.
- Some of the other trifunctional compounds are 2,4-dihydroxybenzoic acid, trimesic acid, cyanuric chloride, and 3,3-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindole.
- Preferred branching agents are 3,3-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindole and 1,1,1-tri(4-hydroxyphenyl)ethane.
- the amount of branching agents to be used, if desired, is 0.05 mol% to 2 mol%, again based on the moles of diphenols used. All of these measures for producing the polycarbonates are familiar to the person skilled in the art.
- Preferred methods of producing the polycarbonates to be used according to the invention, including the polyestercarbonates, are the known interfacial process and the known melt transesterification process (cf., for example, WO 2004/063249 A1, WO 2001/05866 A1, WO 2000/105867, US 5,340,905 A, US 5,097,002 A, US-A 5,717,057 A).
- the polycarbonate is preferably produced via the
- the acid derivatives used are preferably phosgene and optionally dicarboxylic acid dichlorides; in the latter case, preferably diphenyl carbonate and optionally dicarboxylic acid diesters.
- Catalysts, solvents, workup, reaction conditions, etc., for polycarbonate or polyester carbonate production are sufficiently described and known in both cases.
- re i) of the aromatic polycarbonates is preferably in the range from 1.18 to 1.4, particularly preferably in the range from 1.20 to 1.32, and most preferably in the range from 1.22 to 1.29 (measured on solutions of 0.5 g of polycarbonate in 100 ml of methylene chloride solution at 25 °C).
- the weight-average molecular weight Mw of the aromatic polycarbonates and polyestercarbonates is preferably in the range from 15,000 to 35,000, more preferably in the range from 20,000 to 33,000, and particularly preferably 23,000 to 30,000, determined by [the formula: 1].
- the values for Mw are determined by gel permeation chromatography, calibrated against bisphenol A polycarbonate standards using dichloromethane as the eluent, calibration with linear polycarbonates (from bisphenol A and phosgene) of known molar mass distribution from PSS Polymer Standards Service GmbH, Germany; calibration according to method 2301-0257502-09D (2009 Edition) from Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen.
- the eluent is dichloromethane.
- the support has a defined OH content.
- the OH groups can also originate at least partially from the polycarbonate of component A). Preferably, at least some of the OH groups originate from the polycarbonate of component A).
- the person skilled in the art is generally aware of how to adjust/influence the OH content, in particular the aromatic, such as the phenolic OH content of a polycarbonate.
- the person skilled in the art can adjust the concentration of phenolic OH desired according to the invention, for example, by adjusting the concentration of the chain terminator or by using special chain terminators, which may also contain phenolic OH groups, or by subsequently reacting the end groups with compounds containing phenolic OH groups.
- the melt transesterification process is used to produce the polycarbonate, the person skilled in the art knows that the catalyst used or the ratio of diaryl carbonate to the bisphenol used can influence the phenolic OH content.
- the existing polycarbonate can be modified at the end groups in such a way that phenolic OH groups are specifically introduced or reacted.
- the process according to the invention is characterized in that the polycarbonate of component A) comprises one, particularly preferably several of the following structures (4) to (7): in which the phenyl rings can independently of one another be mono- or disubstituted by C1 to C5 alkyl, halogen, preferably C1 to C4 alkyl, particularly preferably by methyl, and X represents a single bond, a linear or branched C1 to C5 alkylene group, a C2 to C10 alkylidene group, or a C5 to C10 cycloalkylidene group, preferably a single bond or C1 to C4 alkylene, and particularly preferably isopropylidene, and the "-" represents the bonding of the structures (4) to (7) into the aromatic polycarbonate. It is particularly preferred that the amount of structural units (4) to (7) in total is 10 ppm to 1000 ppm, preferably 50 to 950 ppm, particularly preferably 80 ppm to 850 ppm
- the degradation products can have the structures (4a) to (7a).
- the structures (4a) to (7a) are given as examples for the use of a polycarbonate comprising bisphenol A. (This can be done, for example, as follows: The polycarbonate sample is saponified using sodium methylate under reflux. The corresponding solution is acidified and evaporated to dryness. The drying residue is Acetonitrile and the phenolic compounds of formula (4a) to (7a) were determined by HPLC with UV detection):
- the amount of the compound of formula (4a) released is preferably 10 to 800 ppm, preferably 20 to 75,000 ppm, particularly preferably 25 to 700 ppm and especially preferably 30 to 500 ppm.
- the amount of the compound of formula (5a) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 100 ppm, particularly preferably 0 to 80 ppm and especially preferably 0 to 50 ppm.
- the amount of the compound of formula (6a) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 800 ppm, more preferably 10 to 700 ppm and particularly preferably 20 to 600 ppm and very particularly preferably 30 to 350 ppm.
- the amount of the compound of formula (7a) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 300 ppm, preferably 5 to 250 ppm and particularly preferably 10 to 200 ppm.
- the composition may contain polymer additives as component B.
- polymer additives are particularly suitable as polymer additives.
- Preferred polymer additives according to component B are flame retardants, flame retardant synergists, smoke-inhibiting additives, anti-drip agents, internal and external lubricants and mold release agents, flow aids, antistatic agents, conductivity additives, nucleating agents, stabilizers, antibacterial additives, scratch resistance additives, IR absorbers, optical brighteners, fluorescent additives, fillers and reinforcing agents, dyes and pigments and Br ⁇ nsted acid compounds.
- polymer additives such as flame retardants (for example phosphorus compounds such as phosphoric or phosphonic acid esters, phosphonate amines and phosphazenes or halogen compounds), flame retardant synergists (for example nanoscale metal oxides), smoke-inhibiting additives (for example boric acid or borates), anti-drip agents (for example compounds from the substance classes of fluorinated polyolefins, silicones and aramid fibers), internal and external lubricants and mold release agents (for example pentaerythritol tetrastearate, stearyl stearate, montan wax or polyethylene wax), flow aids (for example low molecular weight vinyl (co)polymers), antistatic agents (for example block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, other polyethers or polyhydroxyethers, polyether amides, polyester amides or sulfonic acid salts), conductivity additives (for example conductive carbon black or carbon nano
- component B) comprises at least one filler and/or reinforcing material.
- component B comprises at least one filler and/or reinforcing material.
- the at least one filler and/or reinforcing material is selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum silicates, barium oxide, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, diaspore, dolomite, glass beads, graphite, expanded graphite, Kaolin, chalk, magnesium aluminate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, montmorillonite, quartz powder, silicates, silicon dioxide, talc, titanium dioxide, vermiculite, wollastonite, zeolites, zirconium oxide, glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers, liquid crystal polymer fibers, polyphenylene sulfide fibers, polyether ketone fibers, polyetheretherketone fibers, polyetherimide fibers and any mixtures thereof.
- Preferred fillers are inorganic fillers such as aluminum hydroxide (gibbsite), aluminum oxide, aluminum silicates such as mica or clay layers, barium oxide, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, diaspore, dolomite, glass beads, graphite, expanded graphite, kaolin, chalk, magnesium aluminate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, montmorillonite, especially in an organophilic form modified by ion exchange, quartz powder, silicates, silicon dioxide (unfired), talc, titanium dioxide, vermiculite, wollastonite, zeolites, and/or zirconium oxide.
- the fillers can be particulate, flaky, or fibrous. Mixtures of various inorganic materials can also be used.
- talc is used as component B).
- Preferred amounts of talc used are between greater than 5% by weight and 40% by weight, based on the thermoplastics used. Further preferred amounts of talc are between 5.5% by weight and 35% by weight, particularly preferably between 6% by weight and 30% by weight, based on the thermoplastics used. Very particular preference is given to using 10% by weight to 25% by weight of talc, based on the thermoplastics used in the compositions.
- fibers can be used as component B).
- fibers suitable for use in the invention are glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers, liquid crystal polymer fibers, polyphenylene sulfide fibers, polyether ketone fibers, polyetheretherketone fibers, polyetherimide fibers, and mixtures thereof.
- the use of glass fibers or carbon fibers has proven particularly practical.
- glass fibers are used. Preferred amounts of glass fibers are between greater than 5 wt.% and 40 wt.% glass fibers based on the thermoplastics used. Further preferred is an amount of glass fibers of 5.5 wt.% to 35 wt.%, particularly preferably 6 wt.% to 30 wt.% based on the thermoplastics used. 10 wt.% is most preferred. to 25 wt.%, likewise preferably 15 wt.% to 25 wt.% glass fibers based on the thermoplastics used in the compositions.
- thermoplastic composition preferably comprises 60 wt.% to less than 95 wt.% of component A) and 40 wt.% 0 wt.% to more than 5 wt.% of component B), with the exception of 95 wt.% of component A) and 5 wt.% of component B).
- the thermoplastic composition (Z) comprises 60 wt.% to 94 wt.% of component A) and 40 wt.% to 6 wt.% of component B), very preferably 70 wt.% to 90 wt.% of component A) and 30 wt.% to 10 wt.% of component B), likewise preferably 75 wt.% to 87 wt.% of component A) and 25 wt.% to 13 wt.% of component B).
- the thermoplastic composition preferably consists essentially of components A) and B). Most preferably, the thermoplastic composition consists of components A) and B).
- component B) comprises at least one thermal stabilizer in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials.
- thermal stabilizers are phosphorus-based stabilizers selected from the group of phosphates, phosphites, phosphonites, phosphines, and mixtures thereof.
- Examples are trisisooctyl phosphate, triphenyl phosphite, diphenyl alkyl phosphite, phenyldialkyl phosphite, tris(nonylphenyl) phosphite, trilauryl phosphite, trioctadecyl phosphite, distearylpentaerythritol diphosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite (Irgafos 168), Diisodecylpentaerythritol diphosphite, bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,4-di-cumylphenyl)pentaerythritol diphosphite (Doverphos S-9228), bis(2,6-di
- Irganox B900 a 4:1 mixture of Irgafos 168 and Irganox 1076
- Doverphos S-9228 with Irganox B900 or Irganox 1076 Particular preference is given to using triphenylphosphine (TPP), trisisooctylphosphate, Irgafos 168, or tris(nonylphenyl)phosphite, or mixtures thereof.
- TPP triphenylphosphine
- the thermal stabilizers are preferably used in amounts of up to 1.0 wt. %, more preferably 0.003 wt. % to 1.0 wt. %, even more preferably 0.005 wt.
- TPP is used in amounts of 0 to 0.1 wt. %, particularly preferably 0.05 to 0.08 wt. % and very particularly preferably 0.01 to 0.05 wt. %.
- stabilizers from the group of phosphites are used in amounts of 0.01 to 0.1 wt. %, particularly preferably 0.015 to 0.09 wt. % and particularly preferably 0.02 to 0.08 wt. %.
- component B) comprises a filler and/or reinforcing material and additionally another additive
- thermoplastic composition if component B) comprises more than one additive This can be done either via the total amount of B), as stated above, or by adding the individual preferred amounts of the different additives, all of which can be component B).
- phenolic antioxidants such as alkylated monophenols, alkylated thioalkylphenols, hydroquinones, and alkylated hydroquinones can preferably be used as component B) in addition to the fillers and/or reinforcing agents described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing agents.
- Irganox 1010 penentaerythritol 3-(4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)propionate; CAS: 6683-19-8)
- Irganox 1076 octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate.
- Irganox 1010 penentaerythritol 3-(4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)propionate
- Irganox 1076 octadecyl 3-(3,5-di-tert-but
- Particularly suitable ultraviolet absorbers as component B), in particular in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials, are hydroxybenzotriazoles, such as 2-(3',5'-bis-(l,l-dimethylbenzyl)-2'-hydroxyphenyl)-benzotriazole (Tinuvin® 234, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(2'-Hydroxy-5'-(tert.-octyl)-phenyl)-benzotriazole (Tinuvin® 329, BASF SE, Ludwigshafen), Bis-(3-(2H-benzotriazolyl)-2-hydroxy-5-tert.-octyl)methane (Tinuvin® 360, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(4,6-Diphenyl-l,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyloxy)-phenol (Tinuvin®
- the composition preferably contains ultraviolet absorbers in an amount of up to 0.8 wt.%, preferably 0.05 wt.% to 0.5 wt.%, more preferably 0.08 wt.% to 0.4 wt.%, most preferably 0.1 wt.% to 0.35 wt.%, based on the total composition.
- Component B) may preferably contain a mold release agent in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials.
- a mold release agent in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials.
- Pentaerythritol tetrastearate (PETS) or glycerol monostearate (GMS) are particularly suitable as mold release agents.
- the composition preferably contains up to 0.8 wt. %, preferably 0.05 wt. % to 0.5 wt. %, more preferably 0.08 wt. % to 0.4 wt. %, most preferably 0.1 wt. % to 0.35 wt. %, based on the total composition.
- thermoplastic composition as component B) further comprises, in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials, at least one hydroxyl component (I) comprising at least three carbon atoms and at least three hydroxyl groups, wherein at least one of these at least three hydroxyl groups is esterified with an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched Ci-C32 carboxylic acid or benzoic acid and at least one of these at least three hydroxyl groups as free hydroxyl group is present.
- hydroxyl component (I) comprising at least three carbon atoms and at least three hydroxyl groups, wherein at least one of these at least three hydroxyl groups is esterified with an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched Ci-C32 carboxylic acid or benzoic acid and at least one of these at least three hydroxyl groups as free hydroxyl group is present.
- the additional use of special hydroxyl components in the carrier material leads to an even further improvement in the improved composite adhesion.
- the special hydroxyl component accumulates predominantly on the surface of the carrier.
- the bulk properties of the carrier are hardly affected by the use of the additional additive.
- the composite shows a further improvement, particularly compared to a comparable system, whereby the polycarbonate of component A) does not have an additive with at least one hydroxyl group, preferably no special hydroxyl component (I).
- the special hydroxyl component (I) can act as an adhesion promoter due to its chemical nature.
- the hydrophobic hydrocarbon groups lead to a firm anchoring in and on the carrier material (long-chain hydrocarbons in particular can interlock with the carrier material in a manner known to those skilled in the art, thus forming a resilient bond even without the formation of a covalent bond).
- the mobility and thus the tendency for surface enrichment towards the carrier can be influenced, for example, by the cooling process. The warmer the melt, the more mobile the molecules are.
- the temperature of the melt can be influenced, for example, by increasing the overall melt temperature during the process or the mold temperature.
- this surface enrichment leads to a depletion of the specific hydroxyl component in the bulk of the carrier material.
- the hydroxyl component has hardly any influence on the bulk properties of the carrier.
- the amount of hydroxyl component can be kept low, since it is effectively used only where it is needed. This further reduces costs.
- the hydroxy I component (I) is represented by the structural formula (I)
- each R4 is independently an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl,
- the hydroxyl component (I) is represented by the structural formula (Ia) or (Ib) wherein each R4 independently represents hydrogen, an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, under the conditions that at least one R4 is hydrogen and at least one R4 is an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, each Y independently represents hydrogen, an alkyl or aryl radical and
- Z represents hydrogen, an alkyl radical or OR4,
- each R4 independently represents hydrogen, an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, under the conditions that at least one R4 is hydrogen and at least one R4 is an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, each Y independently represents hydrogen, an alkyl or aryl radical,
- Z represents hydrogen or an alkyl radical and x represents a number between 3 and 12, preferably 3 to 8, particularly preferably 3 to 7, most particularly preferably 3 to 5.
- x in structural formula (I) or (Ib) is 3 to 5.
- each R 4 in structural formula (I), (Ia) or (Ib) independently of one another represents methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, see. -Butyl, tert-Butyl, n-pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, neo-pentyl, 1-ethylpropyl, cyclohexyl, cyclopentyl, n-hexyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl
- each R4 in structural formula (I), (Ia), or (Ib) independently represents n-nonyl, n-decyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, or n-octadecyl.
- each Y in structural formula (I), (Ia) or (Ib) independently represents hydrogen, methyl, ethyl, propyl, butyl or phenyl.
- Component B) is particularly preferred to be glycerol monostearate.
- the thermoplastic composition preferably comprises 0.0001 to 5 wt.%, more preferably 0.001 to 1 wt.%, most preferably 0.01 to 0.8 wt.%, and most preferably 0.02 to 0.06 wt.% of the hydroxyl component (I). These amounts provide the additional advantage of further improving bond strength, but at the same time, the amount is so small that the bulk properties of the carrier are barely altered.
- component B) preferably comprises, in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials, at least one stabilizer, preferably from the group of phosphites and/or phosphates, particularly preferably one of the above-mentioned compounds, at least one mold release agent, at least one UV absorber, at least one phenolic antioxidant and optionally colorants (organic) and/or pigments (organic and inorganic).
- stabilizer preferably from the group of phosphites and/or phosphates, particularly preferably one of the above-mentioned compounds, at least one mold release agent, at least one UV absorber, at least one phenolic antioxidant and optionally colorants (organic) and/or pigments (organic and inorganic).
- component B) preferably comprises, in addition to the above-mentioned amounts of fillers and/or reinforcing materials, TPP in amounts of 0 to 0.1 wt.%, particularly preferably 0.05 to 0.08 wt.% and very particularly preferably 0.01 to 0.05 wt.%, at least one stabilizer from the group of phosphites and/or phosphates in amounts of 0.01 to 0.1 wt.%, particularly preferably 0.015 to 0.09 wt.% and particularly preferably 0.02 to 0.08 wt.%, at least one ultraviolet absorber in an amount of up to
- 0.8 wt.% preferably 0.05 wt.% to 0.5 wt.%, more preferably 0.08 wt.% to 0.4 wt.%, most preferably 0.1 wt.% to 0.35 wt.%, at least one mold release agent up to 0.8 wt.%, preferably 0.05 wt.% to 0.5 wt.%, more preferably 0.08 wt.% to 0.4 wt.%, most preferably 0.1 wt.% to 0.35 wt.% Unless otherwise stated, all wt% values refer to the total composition.
- the carrier has an OH content of at least 230 ppm.
- the carrier or film has an OH content of 230 ppm to 4000 ppm, very particularly preferably of 300 ppm to 3500 ppm, equally preferably of 500 ppm to 3000 ppm, particularly preferably of 350 ppm to 2500 ppm, further preferably of 400 ppm to 2000 ppm, further preferably of 450 ppm to 1500 ppm, and very particularly preferably of 500 ppm to 1000 ppm.
- the OH content of the carrier is preferably at least partially an aromatic OH content. This means that the OH group is directly bonded to an aromatic group.
- the OH content of the carrier is at least partially a phenolic OH content.
- the OH content of the carrier is a phenolic OH content.
- the OH content of the carrier is at least partially an aliphatic OH content. This means that the OH group is directly bonded to an aliphatic group.
- the OH content of the carrier is an aliphatic OH content. It is also possible for the OH content of the carrier to be an aromatic, preferably phenolic and/or aliphatic OH content.
- OH content is generated by aliphatic groups, it is preferred that these are end groups of at least one polycarbonate.
- each Z independently represents an ether bond, a carbonyl group, an ester group or a single bond
- each RA independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms
- each RB independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms or a halogen
- m represents a number from 1 to 3
- o represents a number from 0 to 3, with the proviso that the sum of m and o can never be greater than 5
- the * represents the bond of formula (X) to the main chain of the polycarbonate.
- each Z independently represents an ether bond or a single bond
- each R A independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, very particularly preferably 1 to 4 carbon atoms
- each R B independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, very particularly preferably 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, very particularly preferably 1 to 4 carbon atoms
- m represents a number from 1 to 3
- o represents a number from 0 to 3, preferably 0 to 2, with the proviso that the sum of m and o can never be greater than 5.
- each Z represents a single bond
- each RA independently represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, preferably an ethylene group
- each R B independently represents a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methoxy group
- m represents a number from 1 to 3, preferably 1
- o represents a number from 0 to 3, preferably 0.
- Such polycarbonates with aliphatic end groups can be obtained as described, for example, in EP4026871 Al, EP3981822 Al, JP2008-101191A or JP2008-095046A.
- OH content is generated by aromatic, preferably phenolic, groups, it is preferred that these be end groups of at least one polycarbonate.
- aromatic, preferably phenolic, groups it is preferred that these be end groups of at least one polycarbonate.
- the skilled person is familiar with methods for maintaining and controlling the aromatic OH group content (see also the polycarbonate production processes above).
- the skilled person can adjust the OH content if necessary by using special mixtures of polycarbonates.
- thermoplastic compositions This is particularly a volume analysis method. 1 H NMR spectroscopy or infrared techniques are particularly suitable for this purpose. The choice of method also depends on component B), since bands or signals may overlap within one method. It may also be necessary to first remove component B) from the thermoplastic composition in order to carry out the corresponding determination. It may also be possible that component B) (for example, if it is a filler or reinforcing material) is insoluble in the solvent required for the analysis and can therefore be easily separated. Such separation can also be carried out specifically before the analysis.
- the person skilled in the art knows how to determine the phenolic OH content of aromatic polycarbonates. This can be done using IR spectroscopy, for example, as described in Horbach, A.; Veiel, U.; Wunderlich, H., Makromolekulare Chemie 1965, Volume 88, pp. 215-231. This is preferred. This method can also be modified by dissolving the sample in dichloromethane as a solvent, scanning it in an infrared spectrometer, and determining the band height at a wavenumber of 3583 cm' 1 . Calibration can be carried out here with a bisphenol A of known composition. The phenolic OH content can also be determined by 1H NMR spectroscopy.
- the content of OH end groups can be determined by 1H NMR spectroscopy with dichloromethane as solvent at room temperature, evaluating the ratio of the integrals of the signals at 6.68 ppm (two aromatic protons ortho to phenolic OH groups) and at 1.68 ppm (six methyl protons of the bisphenol A unit). If a (co)polycarbonate based on a different bisphenol / with other comonomers other than bisphenol A is used, the skilled person is able to determine the phenolic OH content.
- a polymethane foam or a compact polyurethane layer is preferably used as a coating.
- polyurethanes used according to the invention are obtained by reacting polyisocyanates with H-active polyfunctional compounds, preferably polyols.
- polyurethane also includes polyurethaneureas, in which compounds with N-H functionality, optionally in admixture with polyols, are used as H-active polyfunctional compounds.
- Suitable polyisocyanates are the aromatic, araliphatic, aliphatic, or cycloaliphatic polyisocyanates known to those skilled in the art with an NCO functionality of preferably > 2, which may also have iminooxadiazinedione, isocyanurate, uretdione, urethane, allophanate, biuret, urea, oxadiazinetrione, oxazolidinone, acylurea, and/or carbodiimide structures. These can be used individually or in any desired mixtures with one another.
- polyisocyanates are based on di- or triisocyanates known per se to those skilled in the art with aliphatically, cycloaliphatically, araliphatically and/or aromatically bound isocyanate groups, it being irrelevant whether these were prepared using phosgene or by phosgene-free processes.
- di- or triisocyanates examples include 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane (HDI), 2-methyl-1,5-diisocyanatopentane, 1,5-diisocyanato-2,2-dimethylpentane, 2,2,4- or 2,4,4-trimethyl-1,6-diisocyanatohexane, 1,10-diisocyanatodecane, 1,3- and 1,4-diisocyanatocyclohexane, 1,3- and l,4-bis-(isocyanatomethyl)-cyclohexane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane (Desmodur W, Cove
- the polyisocyanates preferably have an average NCO functionality of 2.0 to 5.0, preferably of 2.2 to 4.5, particularly preferably of 2.2 to 2.7 and a content of isocyanate groups of 5.0 to 37.0 wt.%, preferably of 14.0 to 34.0 wt.%.
- polyisocyanates or polyisocyanate mixtures of the type mentioned above with exclusively aliphatically and/or cycloaliphatically bound isocyanate groups are used.
- polyisocyanates of the type mentioned above are most preferably based on hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, the isomeric bis-(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methanes and mixtures thereof.
- modified polyisocyanates the prepolymers known from polyurethane chemistry with terminal isocyanate groups in the molecular weight range 400 to 15,000, preferably 600 to 12,000, are of particular interest. These compounds are prepared in a conventional manner by reacting excess amounts of simple polyisocyanates of the type exemplified with organic compounds having at least two groups reactive towards isocyanate groups, in particular organic polyhydroxyl compounds.
- Suitable polyhydroxyl compounds of this type are both simple polyhydric alcohols in the molecular weight range 82 to 599, preferably 62 to 200, such as ethylene glycol, trimethylolpropane, 1,2-propanediol or 1,4-butanediol or 2,3-butanediol, but in particular higher molecular weight polyether polyols and/or polyester polyols from the polyurethane chemistry, having molecular weights of 600 to 12,000, preferably 800 to 4,000, which have at least two, generally 2 to 8, but preferably 2 to 6, primary and/or secondary hydroxyl groups.
- NCO prepolymers which have been obtained, for example, from low molecular weight polyisocyanates of the type exemplified and less preferred compounds having groups reactive toward isocyanate groups, such as polythioether polyols, hydroxyl-containing polyacetals, polyhydroxypolycarbonates, hydroxyl-containing polyesteramides, or hydroxyl-containing copolymers of olefinically unsaturated compounds.
- Suitable compounds for producing NCO prepolymers containing isocyanate-reactive groups, particularly hydroxyl groups, are, for example, the compounds disclosed in US Pat. No. 4,218,543. In producing the NCO prepolymers, these compounds containing isocyanate-reactive groups are reacted with simple polyisocyanates of the type exemplified above, while maintaining an NCO excess.
- the NCO prepolymers generally have an NCO content of 10 to 26, preferably 15 to 26, wt.%.
- NCO prepolymers or "prepolymers with terminal isocyanate groups” are understood to mean both the reaction products as such and the mixtures with excess amounts of unreacted starting polyisocyanates, which are often also referred to as “semiprepolymers.”
- Suitable aliphatic diols with an OH number of >500 mg KOH/g include the chain extenders commonly used in polyurethane chemistry, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,3-propanediol. Diols such as 2-1,4-butanediol, 1,3-butenediol, 2,3-butanediol, and/or 2-methyl1,3-propanediol are preferred. Of course, it is also possible to use the aliphatic diols in mixtures with one another.
- Suitable H-active components are polyols with an average OH number of 5 to 600 mg KOH/g and an average functionality of 2 to 6. Polyols with an average OH number of 10 to 50 mg KOH/g are preferred.
- Polyols suitable according to the invention are, for example, polyhydroxypolyethers, which are obtained by alkoxylation of suitable starter molecules such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-dihydroxybutane, 1,6-dihydroxyhexane, dimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, sorbitol or sucrose. are accessible.
- Ammonia or amines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, 2,4-diaminotoluene, aniline, or amino alcohols or phenols such as bisphenol A can also act as initiators.
- the alkoxylation is carried out using propylene oxide and/or ethylene oxide in any order or as a mixture.
- At least one further crosslinker and/or chain extender may additionally be present, selected from the group comprising amines and amino alcohols, for example ethanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine, ethylenediamine, triethanolamine, isophrondiamine, N,N'-dimethyl(diethyl)ethylenediamine, 2-amino-2-methyl (or ethyl)-1-propanol, 2-amino-1-butanol, 3-amino-1,2-propanediol, 2-amino-2-methyl(ethyl)-1,3-propanediol, and alcohols, for example ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-dihydroxybutane, 1,6-dihydroxyhexane, dimethylolpropane, glycerol and pentaerythritol, as well as sorbitol and sucrose, or mixtures of these compounds.
- amines and amino alcohols for example ethanolamine
- polyester polyols such as those obtainable by reacting low-molecular-weight alcohols with polybasic carboxylic acids such as adipic acid, phthalic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, or the anhydrides of these acids in a conventional manner, provided the viscosity of the H-active component is not excessive.
- a preferred polyol containing ester groups is castor oil.
- preparations containing castor oil such as those obtained by dissolving resins, e.g., aldehyde-ketone resins, as well as modifications of castor oil and polyols based on other natural oils, are also suitable.
- polyhydroxypolyethers in which high molecular weight polyadducts, polycondensates, or polymers are present in finely dispersed, dissolved, or grafted form.
- modified polyhydroxy compounds are obtained in a conventional manner, for example, by allowing polyaddition reactions (e.g., reactions between polyisocyanates and amino-functional compounds) or polycondensation reactions (e.g., between formaldehyde and phenols and/or amines) to proceed in situ in the hydroxyl-containing compounds.
- polyaddition reactions e.g., reactions between polyisocyanates and amino-functional compounds
- polycondensation reactions e.g., between formaldehyde and phenols and/or amines
- Polyhydroxyl compounds modified by vinyl polymers such as those obtained by polymerization of styrene and acrylonitrile in the presence of polyethers or Polycarbonate polyols obtained are suitable for the production of polyurethanes.
- polyether polyols modified according to DE-A 2 442 101, DE-A 2 844 922, and DE-A 2 646 141 by graft polymerization with vinylphosphonic acid esters and, optionally, (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, or OH-functional (meth)acrylic acid esters plastics with particularly high flame resistance are obtained.
- H-active compounds Representatives of the compounds mentioned to be used as H-active compounds are described, for example, in High Polymers, Vol. XVI, "Polyurethanes Chemistry and Technology", Saunders-Frisch (ed.) Interscience Publishers, New York, London, Vol. 1, pp. 32-42, 44, 54 and Vol. II, 1984, pp. 5-6 and pp. 198-199.
- the polyurethane layer (b) can be foamed or solid, e.g. as a varnish or coating.
- auxiliaries and additives such as release agents, blowing agents, fillers, catalysts and flame retardants can be used in their production.
- auxiliary agents and additives may be used: a) Water and/or volatile inorganic or organic substances as propellants
- Suitable organic blowing agents are acetone, ethyl acetate, halogen-substituted alkanes such as methylene chloride, chloroform, ethylidene chloride, vinylidene chloride, monofluorotrichloromethane, chlorodifluoromethane, dichlorodifluoromethane, as well as butane, hexane, heptane or diethyl ether, and inorganic blowing agents are air, CO2 or N2O .
- a blowing effect can also be achieved by adding at temperatures above room temperature with the release of gases, for example, of nitrogen, decomposing compounds, e.g. azo compounds such as azodicarbonamide or azoisobutyronitrile.
- the catalysts are, for example, tertiary amines (such as triethylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine and higher homologues, l,4-diazabicyclo-(2,2,2)octane, N-methyl-N'-dimethylaminoethylpiperazine, bis-(dimethylaminoalkyl)piperazines, N,N-dimethylbenzyl amine, N,N-
- Dimethylimidazole 2-methylimidazole
- monocyclic and bicyclic amides bis-(dialkylamino)alkyl ethers
- Mannich bases from secondary amines such as dimethylamine
- aldehydes preferably formaldehyde or ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or cyclohexanone
- phenols such as phenol, nonylphenol or bisphenol
- tertiary amines containing hydrogen atoms active towards isocyanate groups e.g. triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N,N-dimethylethanolamine
- alkylene oxides such as propylene oxide and/or ethylene oxide, secondary tertiary amines
- Silaamines with carbon-silicon bonds (2,2,4-trimethyl-2-silamorpholine and 1,3-diethylaminomethyltetramethyldisiloxane), nitrogen-containing bases (such as tetraalkylammonium hydroxides),
- Alkali hydroxides such as sodium hydroxide, alkali phenolates such as sodium phenolate), alkali alcoholates (such as sodium methylate), and/or hexahydrotriazines.
- suitable organic tin compounds are preferably tin(II) salts of carboxylic acids such as tin(II) acetate, tin(II) octoate, tin(II) ethylhexoate, and tin(II) laurate, as well as tin(IV) compounds, e.g., dibutyltin oxide, dibutyltin dichloride, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate, or dioctyltin diacetate.
- Organic bismuth catalysts are described, for example, in patent application WO 2004/000905.
- the catalysts are generally used in an amount of approximately 0.001 to 10 wt.%, based on the total amount of compounds containing at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms.
- Surface-active additives such as emulsifiers and foam stabilizers.
- Suitable emulsifiers include, for example, the sodium salts of castor oil sulfonates or salts of fatty acids with amines such as diethylamine oleate or diethanolamine stearate.
- Alkali or ammonium salts of sulfonic acids such as dodecylbenzenesulfonic acid or dinaphthylmethanedisulfonic acid, or of fatty acids such as ricinoleic acid, or of polymeric fatty acids can also be used as surface-active additives.
- Polyethersiloxanes are particularly suitable as foam stabilizers. These compounds are generally structured in such a way that a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide is bonded to a polydimethylsiloxane residue. Of particular interest are polysiloxane-polyoxyalkylene copolymers, often branched via allophanate groups. d) Reaction retarders
- Acidic substances such as hydrochloric acid or organic acid halides
- reaction retarders can be used as reaction retarders.
- PU additives include, for example, cell regulators of a known type (such as paraffins or fatty alcohols) or dimethylpolysiloxanes as well as pigments or dyes and flame retardants of a known type (e.g. tris-chloroethyl phosphate, tricresyl phosphate or ammonium phosphate and polyphosphate), as well as stabilizers against aging and weathering influences, plasticizers and fungistatic and bacteriostatic substances as well as fillers (such as barium sulfate, diatomaceous earth, carbon black or whiting).
- cell regulators of a known type such as paraffins or fatty alcohols
- dimethylpolysiloxanes as well as pigments or dyes and flame retardants of a known type (e.g. tris-chloroethyl phosphate, tricresyl phosphate or ammonium phosphate and polyphosphate), as well as stabilizers against aging and weathering influences
- surface-active additives and foam stabilizers as well as cell regulators, reaction retarders, stabilizers, flame-retardant substances, plasticizers, dyes and fillers, as well as fungistatic and bacteriostatic substances, which may optionally be used according to the invention, are known to the person skilled in the art and are described in the literature.
- a low-solvent reactive polyurethane raw material mixture with a solvent content of at most 10 wt. %, preferably at most 2 wt. %, particularly preferably at most 1 wt. %, based on the paint content is used. It is also preferred that a solvent-free reactive polyurethane raw material mixture is used. The presence of a solvent can cause blistering. Likewise, the VOC (Volatile Organic Compounds) content is increased in production. In particular for use in the IMC process and/or RIM process, it is advantageous to use low-solvent to solvent-free polyurethane raw material mixtures, since in these processes the solvent cannot evaporate during the short reaction time and the tool is closed.
- a composite component comprising a) a carrier made of a thermoplastic composition containing
- the OH content of the composite component refers to the carrier. It is possible that the OH content decreases due to reaction with the reactive polyurethane raw material mixture, at least on the surface of the carrier. However, this is probably limited to the immediate surface and therefore not detectable by conventional volume analysis. This is due in particular to the fact that the reaction essentially only takes place at the interface and the polyurethane raw material mixture hardly penetrates the carrier material.
- the OH content of the carrier is determined by volume analysis on the composite component. For this purpose, the polyurethane layer is first removed. Subsequently, the volume analysis of the carrier is carried out. This preferably means the preparation and analysis of a representative volume of the carrier (not just the surface facing the polyurethane layer).
- the methods described above can be used for this purpose, preferably ' H NMR or IR spectroscopy. Since the coating process usually does not lead to any significant change in the OH content in the volume of the carrier or film, the OH content in the carrier or film corresponds to the OH content in the uncoated carrier or film to a first approximation. It is particularly preferred if the composite component according to the invention is produced in a 2-component reactive injection molding process with a reactive polyurethane raw material mixture containing
- the reactive polyurethane raw material mixture has a characteristic number of > 90 to ⁇ 140.
- the composite component according to the invention is an interior or exterior component of a rail, aircraft or motor vehicle.
- thermoplastic composition in a further aspect of the present invention, a use of a thermoplastic composition is provided, wherein the thermoplastic composition
- B) contains 40 wt.% to more than 5 wt.% of at least one polymer additive, wherein the OH content of the thermoplastic composition is at least 230 ppm, as a carrier material in the production of the composite component according to the invention.
- these are preferably the components A), B) described above and the polyurethane layer described above in all preferred forms and combinations of preferred forms.
- Compound 1 94 wt.% polycarbonate based on BP A with a melt volume flow rate MVR of 12 cm 3 /(10 min) (according to ISO 1133:2012-03, at a test temperature of 300 °C and 1.2 kg load) and 6 wt.% glass fiber CS7942 (Lanxess Deutschland GmbH; E-glass (DIN 1259) with a diameter of approximately 14 pm and an average length of 4.5 mm); OH content of 610 ppm
- Compound 2 94 wt.% polycarbonate based on BP A with a melt volume flow rate MVR of 12 cm 3 /(10 min) (according to ISO 1133:2012-03, at a test temperature of 300°C and 1.2 kg load) and 6 wt.% glass fiber CS7942 (Lanxess Deutschland GmbH; E-glass (DIN 1259) with a diameter of approximately 14 pm and an average length of 4.5 mm); OH content of 100 ppm
- Adhesion was determined using the "POSI” test according to DIN EN ISO 4624:2016-08. Method B (8.4.2) was used, specifying the most severe defect pattern. Deviating from the standard, the median of three samples, each with eight measurements, was calculated. The most common defect pattern was determined and listed in the table. In Table 1, A: Cohesive failure of the substrate, A/B: Adhesion failure of the substrate and coating, B: Cohesive failure of the coating, and Y: Cohesive failure of the adhesive.
- Hydrolysis storage The composite components were stored for 72 h at (90 ⁇ 2) °C and (95 ⁇ 3) % relative humidity in a climate chamber. The formation of water droplets on the The component was prevented by appropriate positioning in the climatic chamber. Subsequently, the components were subjected to another adhesion test using the "POSI” test (see above). A percentage decrease in adhesion of the result obtained by the "POSI” test was calculated in relation to the value before and after hydrolysis storage.
- the OH content of the compound used was determined in the same way.
- Compounds 1 and 2 were mixed on a ZSK25 twin-screw extruder from Coperion, Werner & Pfleiderer (Stuttgart, Germany) at a melt temperature of 280 °C and under a vacuum of 50–100 mbar (absolute). The speed was 225 rpm and the throughput was 15 kg/h.
- Partially surface-coated molded parts with a projected area of 286.4 cm2 were manufactured on an injection molding machine in a two-cavity injection mold (one substrate-side cavity and one polyurethane-side coating cavity linked to a RIM system).
- the composite component was a plate-shaped component made of thermoplastic material (carrier), the surface of which was partially coated with a polyurethane skin.
- the coated area of the component was 225.5 cm2 . Of this area, 150 cm2 served as the test area for adhesion tests. Eight measurements were performed on the test area.
- the wall thickness of the test area was approximately 3.2 mm for the injection-molded component and 0.5 mm for the polyurethane layer.
- Three composite components were used for the initial adhesion measurement and three composite components for the adhesion measurement after hydrolysis storage.
- the carrier was produced.
- thermoplastic granules of the compositions described above were mixed in a The material was melted in the injection molding cylinder and injected into the first mold cavity of the closed mold at a temperature of 290 °C. This mold cavity was then heated to a temperature of 100 °C.
- the mold was opened in the second process step.
- the manufactured carrier component was held on the ejector side of the injection mold.
- the sliding table on the nozzle side of the injection mold was moved to position two.
- the mold was closed again in the third process step, and the carrier formed a cavity with the mold for the polyurethane coating.
- the two reactive components of the polyurethane coating system were conveyed from the RIM system into a high-pressure countercurrent mixing head and mixed there before injection.
- the PU-side cavity was heated to 100 °C.
- the mold was opened again in the fifth process step, and the coated part was demolded.
- the molded parts were then subjected to the adhesion test (initial adhesion).
- the molded parts were also subjected to the hydrolysis storage described above, and the adhesion was measured again (adhesion after hydrolysis). The same defect pattern was observed in all measurements. The percentage loss of adhesion was calculated from these values.
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Abstract
Description
VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES VERBUNDBAUTEILS MIT EINEM TRÄGER UMFASSEND POLYCARBONAT UND EIN ADDITIV, WOBEI DER TRÄGER EINEN SPEZIFISCHEN OH-GEHALT AUFWEIST Method for producing a composite component with a carrier comprising polycarbonate and an additive, the carrier having a specific OH content
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Verbundbauteilen mit verbesserter Verbundhaftung, wobei diese einen Träger, umfassend Polycarbonat und mindestens ein Additiv, und mindestens eine im direkten Kontakt zu diesem Träger stehende Polyurethanschicht umfassen. Ebenso betrifft die Erfindung Verbundbauteile mit verbesserter Verbundhaftung sowie die Verwendung einer Zusammensetzung mit definiertem OH-Gehalt, umfassend Polycarbonat und ein Additiv, als Trägermaterial bei der Herstellung von Verbundteilen mit verbesserter Verbundhaftung. The present invention relates to a process for producing composite components with improved bond strength, comprising a carrier comprising polycarbonate and at least one additive, and at least one polyurethane layer in direct contact with this carrier. The invention also relates to composite components with improved bond strength and to the use of a composition with a defined OH content, comprising polycarbonate and an additive, as a carrier material in the production of composite parts with improved bond strength.
Verbundbauteile, umfassend einen Träger aus einem thermoplastischen Kunststoff und mindestens eine im direkten Kontakt zu diesem Träger stehende Polyurethanschicht, sind im Stand der Technik bekannt. Massive beschichtete Formteile zum Beispiel können nach Verfahren wie dem RIM-Verfahren (Reaction-Injection-Molding) hergestellt werden. Besonders vorteilhaft zur Herstellung von Verbundbauteilen mit Beschichtungen mit hoher Schichtdicke ist das sogenannte In-Mould-Coating (IMC) oder auch Direct-Coating (DC). Hier werden die Beschichtungskomponenten auf den entsprechenden Träger in einem Formwerkzeug aufgetragen und in der Werkzeugkavität ausgehärtet. Neben den oben genannten Anforderungen sind die großen Vorteile der IMC -Technik die schnellen Verarbeitungszeiten, ein geringer bis niedriger Verlust an Rohstoffen sowie die Herstellung eines beschichteten Spritzgussformteils (Verbundbauteils) inklusive Beschichtung in einem Arbeitsgang. Sowohl die mittels RIM-Verfahren als auch mittels IMC -Verfahren erhaltenen Verbundbauteile verfügen dabei über die mechanischen Eigenschaften des Trägermaterials, dessen Witterungsstabilität und Kratzfestigkeit jedoch durch die Polyurethanschicht verbessert wird. Hier ist es offensichtlich, dass die Gesamtperformance und Gesamtstabilität des Verbundbauteils auch durch die Haftung der Polyurethanschicht auf dem Träger bestimmt wird. Bei gängigen Verbundbauteilen, welche Polycarbonat als Trägermaterial umfassen, kommt es nach Belastungen wie dem Klimawechseltest oder Lagerungen häufig zu einem Haftungsverlust. Dadurch nimmt auch die Gesamtperformance des Verbundbauteils ab. Ein weiterer Vorteil der RIM- bzw. IMC-Verfahren ist es, dass über diese Verfahren spezielle Designs zugänglich werden, welche über andere Verfahren nicht erhalten werden können. Dies liegt insbesondere daran, dass die Beschichtung der Verbundbauteile relativ dick ausgestaltet werden kann und dabei gleichzeitig schnell abreagiert. DE 196 50 854 Cl offenbart ein solches IMC -Verfahren zur Herstellung eines Mehrschicht- Kunststoffteils bei dem ein Kunststoff-Spritzgussteil mit mindestens einer Schicht aus einem 2-Komponenten-Duromer, vorzugsweise Polyurethan, beschichtet wird. Bei diesem Verfahren werden das Kunststoffteil und die Schicht aus 2-Komponenten-Duromer nacheinander zyklussynchron im selben Werkzeug gespritzt. Über den Einfluss der Natur des Trägermaterials und der Verfahrensparameter auf die Haftung zwischen Trägermaterial und mit diesem in Verbindung stehender Schicht des Verbundbauteils werden in der DE 196 50 854 CI keine Hinweise gegeben. Composite components comprising a substrate made of a thermoplastic material and at least one polyurethane layer in direct contact with this substrate are known in the art. Solid coated molded parts, for example, can be produced using processes such as the RIM (Reaction Injection Molding) process. Particularly advantageous for the production of composite components with thick coatings is the so-called in-mold coating (IMC) or direct coating (DC). Here, the coating components are applied to the corresponding substrate in a mold and cured in the mold cavity. In addition to the requirements mentioned above, the major advantages of the IMC technology are the fast processing times, low to minimal waste of raw materials, and the production of a coated injection-molded part (composite component) including the coating in a single operation. The composite components obtained using both the RIM and IMC processes possess the mechanical properties of the substrate material, whose weathering stability and scratch resistance are improved by the polyurethane layer. It is clear here that the overall performance and stability of the composite component are also determined by the adhesion of the polyurethane layer to the substrate. Common composite components that use polycarbonate as the substrate often experience a loss of adhesion after exposure to stress such as climate change testing or storage. This also reduces the overall performance of the composite component. A further advantage of the RIM and IMC processes is that they enable special designs that cannot be achieved using other methods. This is primarily due to the fact that the coating on the composite components can be made relatively thick while also reacting quickly. DE 196 50 854 C1 discloses such an IMC process for producing a multi-layer plastic part, in which a plastic injection-molded part is coated with at least one layer of a two-component thermosetting resin, preferably polyurethane. In this process, the plastic part and the two-component thermosetting resin layer are injection-molded sequentially in the same mold in synchronized cycles. DE 196 50 854 C1 provides no information on the influence of the nature of the substrate material and the process parameters on the adhesion between the substrate material and the bonded layer of the composite component.
WO 2006/072366 Al beschreibt ein Verfahren zum Formen und Beschichten eines Substrats in einem Formwerkzeug mit wenigstens zwei Kavitäten. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Formen eines Substrats in einer ersten Kavität des Formwerkzeugs, b) das Einbringen des im vorangegangenen Schritt hergestellten Substrats in eine zweite Kavität des Formwerkzeugs und c) Beschichten des Substrats in der zweiten Kavität mit einem Lack, wobei das Beschichten unter erhöhtem Druck erfolgt. WO 2006/072366 A1 describes a method for molding and coating a substrate in a mold having at least two cavities. The method comprises the steps: a) molding a substrate in a first cavity of the mold, b) introducing the substrate produced in the previous step into a second cavity of the mold, and c) coating the substrate in the second cavity with a lacquer, wherein the coating takes place under increased pressure.
Auch in diesem Dokument steht die Haftung zwischen dem Trägermaterial und der Lackschicht nicht im Vordergrund. In this document, too, the adhesion between the substrate and the coating layer is not the main focus.
In EP28990008A1 wird beschrieben, dass durch eine spezielle Oberflächenstrukturierung des Trägers die Haftung zur Polyurethanschicht verbessert werden kann. Ebenso ist es bekannt, dass die Verwendung von Primern oder eine spezielle Aktivierung des Trägermaterials zu einer verbesserten Haftung führen kann. EP28990008A1 describes that a special surface structuring of the carrier can improve adhesion to the polyurethane layer. It is also known that the use of primers or a special activation of the carrier material can lead to improved adhesion.
Die WO2011/015286 Al betrifft die Bereitstellung eines verbesserten Verbunds zwischen dem Trägermaterial und der Polyurethanschicht mit der Maßgabe, dass keine Modifizierung der Oberfläche (insbesondere Primern oder eine Oberflächenaktivierung) des Trägers benötigt wird. Dabei wurde gefunden, dass die Verwendung eines geschäumten Trägermaterials sich positiv auf die Haftung zur Polyurethanschicht auswirkt. In der WO2011/070044 A4 wird der Einfluss des Kautschukgehalts einer Zusammensetzung enthaltend Polycarbonat und ein kautschukmodifiziertes Vinyl(co)polymerisat als Trägermaterial auf die Verbundhaftung untersucht. Die Verbesserung der Verbundhaftung wird in diesen Dokumenten entweder durch zusätzliche Schritte wie Aufbringen eines Primers, Oberflächenaktivierung, Oberflächenstrukturierung oder Schäumen des Trägermaterials oder durch das Hinzufügen von Additiven in die Zusammensetzung des Trägermaterials erzielt. Dies bedeutet, dass entweder ein zusätzlicher Schritt bei der Herstellung eines Verbundteils notwendig ist, welcher mit entsprechenden Kosten und Aufwand verbunden ist. Oder aber es wird eine speziell additivierte Zusammensetzung des Trägermaterials benötigt, welches Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften sowie optischen Eigenschaften des resultierenden Verbundbauteils nimmt und ebenfalls mit zusätzlichen Kosten für das Additiv verbunden ist. WO2011/015286 A1 relates to the provision of an improved bond between the carrier material and the polyurethane layer, with the proviso that no surface modification (in particular, priming or surface activation) of the carrier is required. It was found that the use of a foamed carrier material has a positive effect on the adhesion to the polyurethane layer. WO2011/070044 A4 investigates the influence of the rubber content of a composition containing polycarbonate and a rubber-modified vinyl (co)polymer as the carrier material on the bond adhesion. In these documents, the improvement in bond strength is achieved either through additional steps such as applying a primer, surface activation, surface structuring, or foaming the substrate material, or through the addition of additives to the substrate material composition. This means that either an additional step in the production of a composite part is necessary, which is associated with corresponding costs and effort. Or a specially additive-containing composition of the substrate material is required, which influences the mechanical and optical properties of the resulting composite component and also involves additional costs for the additive.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, mindestens einen Nachteil des Stands der Technik zu überwinden. Insbesondere lag der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verbundbauteil mit einem verbesserten Verbund zwischen dem Trägermaterial, umfassend Polycarbonat, und der mindestens einen mit dem Trägermaterial unmittelbar in Kontakt stehenden Polyurethanschicht bereitzustellen. Ein verbesserter Verbund sollte sich dabei insbesondere auch in einer besseren Haftungsbeständigkeit kennzeichnen. Dies bedeutet bevorzugt, dass die Haftungsverschlechterung nach einer Hydrolyselagerung möglichst gering sein sollte. Dabei sollten bevorzugt keine zusätzlichen Schritte wie eine Modifizierung der Oberfläche beispielsweise durch Primer oder Oberflächenaktivierung notwendig sein. Ebenso sollte bevorzugt der Einsatz von zusätzlichen Additiven zum Zwecke der Verbesserung/Erhöhung der Verbundhaftung im Trägermaterial vermieden werden. Insbesondere sollte das Polyurethanrohstoffgemisch, welches zur Herstellung des Verbundbauteils verwendet wird, hochreaktiv sein (d. h. bevorzugt eine Formstandzeit von weniger als 150 s, bevorzugt 100 s aufweisen). Das verwendete Polyurethanrohstoffgemisch sollte des Weiteren bevorzugt Topfzeiten von höchstens 30 s, bevorzugt höchstens 10 s aufweisen. Ganz besonders bevorzugt sollte das Verbundbauteil über ein RIM- oder IMC-Verfahren, insbesondere ein IMC-Verfahren hergestellt werden. Based on this prior art, the present invention was based on the object of overcoming at least one disadvantage of the prior art. In particular, the present invention was based on the object of providing a composite component with an improved bond between the carrier material, comprising polycarbonate, and the at least one polyurethane layer in direct contact with the carrier material. An improved bond should also be characterized, in particular, by better adhesion resistance. This preferably means that the deterioration in adhesion after hydrolysis storage should be as minimal as possible. Preferably, no additional steps such as surface modification, for example, by primer or surface activation, should be necessary. Likewise, the use of additional additives for the purpose of improving/increasing bond adhesion in the carrier material should preferably be avoided. In particular, the polyurethane raw material mixture used to produce the composite component should be highly reactive (i.e., preferably have a mold life of less than 150 s, preferably 100 s). Furthermore, the polyurethane raw material mixture used should preferably have a pot life of no more than 30 seconds, preferably no more than 10 seconds. The composite component should most preferably be manufactured using a RIM or IMC process, in particular an IMC process.
Mindestens eine, bevorzugt alle der oben genannten Aufgaben wurden durch die vorliegende Erfindung gelöst. Überraschend wurde gefunden, dass, die Verwendung einer Zusammensetzung, enthalten Poly carbonat und mindestens ein Additiv, mit einer definierten OH-Zahl als Trägermaterial zu einem verbesserten Verbund zwischen dem Trägermaterial und der mindestens einen mit dem Trägermaterial unmittelbar in Kontakt stehenden Polyurethanschicht führt. Der resultierende Verbund haftet kraftschlüssig. Dies kann insbesondere durch die Prüfung mittels POSI Test (gemäß DIN EN ISO 4624:2016-08, Verwendung des Verfahrens B (8.4.2) ggf. unter Angabe des schadhaftesten Fehlerbildes) beurteilt werden. In Abweichung zur DIN-Norm werden dabei bevorzugt 8 Messungen pro Bauteil durchgeführt und dabei insgesamt 3 Bauteile vermessen. Der Median dieser Messungen ergibt den Haftungswert. Dabei beträgt die initiale Haftung des erfindungsgemäßen Verbundbauteils bevorzugt mindestens 5 MPa gemessen mittels oben genanntem POSI Test. Ebenso beträgt die Haftung des erfindungsgemäßen Verbundbauteils nach Hydrolysetest (d. h. nach 72 h Lagerung bei 90 ± 2 °C und 95 ± 3 % relative Luftfeuchtigkeit im Klimaschrank (Bildung von Wassertropfen auf dem Bauteil ist durch geeignete Positionierung im Klimaschrank zu vermeiden)) bevorzugt mindestens 2 MPa gemessen mittels oben genanntem POSI Test. Ebenso konnte eine verbesserte Haftungsbeständigkeit beobachtet werden. Dies bedeutet insbesondere, dass die Haftung des erfindungsgemäßen Verbundbauteils nach Hydrolysetest (d. h. nach 72 h Lagerung bei 90 ± 2 °C und 95 ± 3 % relative Luftfeuchtigkeit im Klimaschrank (Bildung von Wassertropfen auf dem Bauteil ist durch geeignete Positionierung im Klimaschrank zu vermeiden)) weiterhin hoch, d. h. bevorzugt über 2 MPa gemessen mittels POSI Test ist. Die Verbund-Haftung zwischen dem Träger, umfassend Polycarbonat und mindestens ein Additiv, und der Polyurethan-Beschichtung in den erfmdungsgemäßen Verbundbauteilen kann ebenso an aus dem Bauteil entnommenen Streifenproben mit einer Breite von 20 mm in einem Rollenschälversuch gemäß DIN 53357:1982-10 mit einer Prüfgeschwindigkeit von 100 mm/min gemessen werden. Auch hier wäre eine verbesserte Haftungsbeständigkeit zu beobachten. At least one, preferably all, of the above-mentioned objects have been achieved by the present invention. Surprisingly, it has been found that the use of a composition containing polycarbonate and at least one additive with a defined OH number as a carrier material leads to an improved bond between the carrier material and the at least one polyurethane layer in direct contact with the carrier material. The resulting bond adheres force-fittingly. This can be verified in particular by testing using the POSI test (according to DIN EN ISO 4624:2016-08, Using method B (8.4.2) if necessary, specifying the most defective defect pattern). In deviation from the DIN standard, 8 measurements are preferably carried out per component and a total of 3 components are measured. The median of these measurements gives the adhesion value. The initial adhesion of the composite component according to the invention is preferably at least 5 MPa, measured using the above-mentioned POSI test. Likewise, the adhesion of the composite component according to the invention after the hydrolysis test (i.e. after 72 h storage at 90 ± 2 °C and 95 ± 3% relative humidity in a climatic chamber (formation of water droplets on the component must be avoided by suitable positioning in the climatic chamber)) is preferably at least 2 MPa, measured using the above-mentioned POSI test. An improved adhesion resistance was also observed. This means in particular that the adhesion of the composite component according to the invention remains high after the hydrolysis test (i.e. after 72 h of storage at 90 ± 2 °C and 95 ± 3% relative humidity in a climatic chamber (formation of water droplets on the component must be avoided by suitable positioning in the climatic chamber)), i.e. preferably above 2 MPa as measured by the POSI test. The bond adhesion between the carrier, comprising polycarbonate and at least one additive, and the polyurethane coating in the composite components according to the invention can also be measured on strip samples taken from the component with a width of 20 mm in a roller peel test according to DIN 53357:1982-10 at a test speed of 100 mm/min. Here, too, an improved adhesion resistance would be observed.
Der Verbund zeigt eine Verbesserung insbesondere gegenüber einem vergleichbaren System, wobei jedoch die Zusammensetzung eine OH-Zahl aufweist, die unterhalb der erfindungsgemäßen OH-Zahl liegt. Gleichzeitig ist es bevorzugt, dass die OH-Zahl der Zusammensetzung des Trägers so gering wie möglich gehalten werden sollte, da ein zu hoher OH-Gehalt die Thermostabilität des Trägers negativ beeinflussen kann. Insbesondere das im Täger enthaltene Poly carbonat neigt zu Verlusten von mechanischen Eigenschaften und /oder Vergilbung unter Erwärmung. Erfmdungsgemäß wurde gefunden, dass die erfindungsgemäß gefundene Untergrenze oder der als bevorzugt definierte Bereich an OH-Gruppen des Trägers zum einen die Verbundhaftung effektiv verbessert,, zum anderen aber noch gering genug ist, dass das resultierende Verbundbauteil eine gute Thermostabilität aufweist. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass insbesondere die OH-Gruppen, welche an der Oberfläche des gebildeten Trägers vorhanden sind, für eine Reaktion mit den Komponenten des Polyurethanrohstoffgemisches zur Verfügung stehen. Dadurch kommt es zur Ausbildung von Bindungen, bevorzugt kovalenten Bindungen, zwischen der Oberfläche des Trägers und der sich bildenden Polyurethanschicht. Dies führt zu einem guten Verbund im resultierenden Verbundbauteil. Insbesondere in RIM- und/oder IMC-Verfahren ist dieser Effekt besonders ausgeprägt, da dort Polyurethanrohstoffgemische eingesetzt werden, welche in der Regel einen hohen Isocyanatanteil aufweisen. Dadurch kann die beschriebene Reaktion besonders effektiv ablaufen. Durch die Ausbildung von kovalenten Bindung ist auch die Haftungsbeständigkeit besonders gut. The composite shows an improvement, particularly compared to a comparable system, although the composition has an OH number that is below the OH number according to the invention. At the same time, it is preferred that the OH number of the carrier composition be kept as low as possible, since an excessively high OH content can negatively influence the thermal stability of the carrier. In particular, the polycarbonate contained in the carrier is prone to losses of mechanical properties and/or yellowing under heating. According to the invention, it has been found that the lower limit or the range of OH groups of the carrier defined according to the invention, on the one hand, effectively improves the composite adhesion, but on the other hand, is still low enough that the resulting composite component has good thermal stability. Without wishing to be bound to any theory, it is assumed that, in particular, the OH groups present on the surface of the formed carrier are available for a reaction with the components of the polyurethane raw material mixture. This results in to form bonds, preferably covalent bonds, between the surface of the substrate and the developing polyurethane layer. This leads to a strong bond in the resulting composite component. This effect is particularly pronounced in RIM and/or IMC processes, since polyurethane raw material mixtures are used there, which generally have a high isocyanate content. This allows the described reaction to proceed particularly effectively. The formation of covalent bonds also results in particularly good adhesion.
Erfmdungsgemäß wird daher in einem Aspekt ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils bereitgestellt, umfassend a) einen Träger aus einer thermoplastischen Zusammensetzung und b) mindestens eine in direktem Kontakt zum Träger stehende Polyurethanschicht, umfassend die Schritte According to the invention, therefore, in one aspect, a method for producing a composite component is provided, comprising a) a carrier made of a thermoplastic composition and b) at least one polyurethane layer in direct contact with the carrier, comprising the steps
(i) Einspritzen einer Schmelze einer thermoplastischen Zusammensetzung (Z) in eine Werkzeugkavität und nachfolgende Abkühlung, um den Träger zu bilden, wobei die thermoplastische Zusammensetzung (Z) (i) injecting a melt of a thermoplastic composition (Z) into a tool cavity and subsequent cooling to form the carrier, wherein the thermoplastic composition (Z)
A) 60 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-% eines Polycarbonats und A) 60 wt% to less than 95 wt% of a polycarbonate and
B) 40 Gew.-% bis mehr als 5 Gew.-% mindestens eines Polymeradditivs enthält, und der OH-Gehalt des Trägers mindestens 230 ppm beträgt, B) contains 40 wt.% to more than 5 wt.% of at least one polymer additive, and the OH content of the carrier is at least 230 ppm,
(ii) Vergrößern der Kavität des Werkzeugs und dadurch Erzeugung eines Spaltraums oder Einbringen des Trägers in eine zweite Kavität des Werkzeugs, welche hinsichtlich ihrer Hohlformmaße größer ist als die erste Kavität, wodurch ein Spaltraum erzeugt wird,(ii) Enlarging the cavity of the tool and thereby creating a gap or introducing the carrier into a second cavity of the tool which is larger in terms of its hollow shape dimensions than the first cavity, thereby creating a gap,
(iii) Einspritzen eines reaktiven Polyurethanrohstoffgemischs enthaltend (iii) Injecting a reactive polyurethane raw material mixture containing
- mindestens eine Polyisocyanat-Komponente, - at least one polyisocyanate component,
- mindestens eine polyfunktionelle H-aktive Verbindung, und - at least one polyfunctional H-active compound, and
- optional mindestens ein Polymethan-Additiv und/oder Prozesshilfsstoff in den Spaltraum zwischen dem Träger und der Werkzeugoberfläche, wobei das Polyurethanrohstoffgemisch im Kontakt mit der Oberfläche des Trägers zu einer kompakten Polyurethanschicht oder zu einer Polyurethanschaumschicht auspolymerisiert, - optionally at least one polymethane additive and/or process aid into the gap between the carrier and the tool surface, whereby the polyurethane raw material mixture polymerises in contact with the surface of the carrier to form a compact polyurethane layer or a polyurethane foam layer,
(iv) Entformen des Verbundbauteils aus der Werkzeugkavität. (iv) Demoulding the composite component from the mould cavity.
Hierbei ist für den Fachmann ersichtlich, dass Schritt (i) in zwei alternative Teilschritte (ia) oder (ib) aufgeteilt sind. Sämtliche Ausführungen beziehen sich entweder auf den Schritt (i) ohne auf Aufteilung und/oder aber auf Schritt (i) mit Aufteilung in Schritt (ia) und (ib). Ebenso ist für den Fachmann ersichtlich, dass die thermoplastische Zusammensetzung, welche den erfindungsgemäßen Anteil an OH-Gehalt aufweist, grundsätzlich als „thermoplastische Zusammensetzung“ und/oder auch „thermoplastische Zusammensetzung (Z)“ bezeichnet wird. Hier besteht kein Unterschied. It is apparent to those skilled in the art that step (i) is divided into two alternative substeps (ia) or (ib). All statements refer either to step (i) without division and/or to step (i) with division into steps (ia) and (ib). Likewise, it is apparent to those skilled in the art that the thermoplastic composition having the OH content according to the invention is generally referred to as a "thermoplastic composition" and/or "thermoplastic composition (Z)". There is no difference here.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass die Verfahrensschritte (i) bis (iv) unmittelbar aufeinander folgen. In diesem Fall können jedoch die Verfahrensschritte (i), (ii) und/oder (iii), bevorzugt (ii) und (iii) mehrfach durchlaufen werden (müssen aber nicht). Wenn Verfahrensschritt (i) mehrfach durchgeführt wird, so ist es bevorzugt, dass die verwendete thermoplastische Zusammensetzung sich im zweiten und ggf. auch jedem weiteren Verfahrensschritt (i) von der thermoplastischen Zusammensetzung (Z) des ersten Verfahrensschritts (i) unterscheidet. Dabei ist es jedoch erforderlich, dass das Trägermaterial, welches aus Schritt (i) resultiert und welches in Verfahrensschritt (iii) in unmittelbarem Kontakt zum Polyurethanrohstoffgemisch steht, die erfindungsgemäße thermoplastische Zusammensetzung (Z) ist, welche den definierten OH-Gehalt aufweist. Durch die unmittelbare Abfolge der Verfahrensschritte (i) bis (iv) wird verhindert, dass die Temperatur des Werkstücks während des Prozesses auf Raumtemperatur abkühlt. Hierdurch wird eine Reduktion der Herstellungszeiten und eine höhere Energieeffizienz des Gesamtverfahrens erreicht. According to the invention, it is preferred that process steps (i) to (iv) follow one another directly. In this case, however, process steps (i), (ii) and/or (iii), preferably (ii) and (iii), can be repeated multiple times (but do not have to be). If process step (i) is repeated multiple times, it is preferred that the thermoplastic composition used in the second and optionally also each subsequent process step (i) differs from the thermoplastic composition (Z) of the first process step (i). However, it is necessary that the carrier material resulting from step (i) and which is in direct contact with the polyurethane raw material mixture in process step (iii) is the thermoplastic composition (Z) according to the invention, which has the defined OH content. The direct sequence of process steps (i) to (iv) prevents the temperature of the workpiece from cooling to room temperature during the process. This reduces production times and increases the energy efficiency of the overall process.
Die Verfahrensschritte (ii) und (iii) können unter Variation des Polyurethansystems mindestens einmal wiederholt werden, wobei nur auf einer oder beiden Seiten des Trägers ein oder mehrere Polyurethanschichten aufgebracht werden, so dass ein Verbundbauteil aus thermoplastischem Träger und mindestens zwei gleichen oder unterschiedlichen PU- Komponenten mit gegebenenfalls auch mehr als zweischichtigem Aufbau resultiert. Werden die Verfahrensschritte (ii) und (iii) wiederholt, so ist es für den Fachmann ersichtlich, dass zumindest die zweite Polyurethanschicht dann nicht mehr in unmittelbarem Kontakt zum Träger steht. Process steps (ii) and (iii) can be repeated at least once, varying the polyurethane system, whereby one or more polyurethane layers are applied to only one or both sides of the carrier, resulting in a composite component comprising a thermoplastic carrier and at least two identical or different PU components, optionally with more than two layers. If process steps (ii) and (iii) are repeated, it will be apparent to the person skilled in the art that at least the second polyurethane layer is then no longer in direct contact with the carrier.
In Verfahrensschritt (ii) wird ein Spaltraum erzeugt. Dem Fachmann ist der Begriff „Spaltraum“ verständlich. Bevorzugt bezeichnet er einen Hohlraum, der gegen die Umgebung abgedichtet ist, so dass kein Material entweichen kann. Zur Erzeugung des Spaltraums in Verfahrensschritt (ii) kann entweder das Spritzgusswerkzeug geöffnet und nachfolgend eine Hälfte der Spritzgusswerkzeugkavität durch eine neue Hälfte mit größeren Hohlformmaßen ausgetauscht, oder das Bauteil von der ersten Werkzeugkavität in eine zweite, hinsichtlich seiner Hohlformmaße größeren Kavität desselben oder eines zweiten Werkzeugs umgesetzt, oder die erste Kavität um ein Spaltmaß geöffnet werden. Verfahrensschritt (ii) umfasst somit die Vergrößern der Kavität des Werkzeugs und dadurch Erzeugung eines Spaltraums oder Einbringen des Trägers in eine zweite Kavität des Werkzeugs, welche hinsichtlich ihrer Hohlformmaße größer ist als die erste Kavität, wodurch ein Spaltraum erzeugt wird. Bevorzugt umfasst Verfahrensschritt (ii) das Einbringen des Trägers in eine zweite Kavität des Werkzeugs, welche hinsichtlich ihrer Hohlformmaße größer ist als die erste Kavität, wodurch ein Spaltraum erzeugt wird. In process step (ii), a gap is created. The term "gap" is understandable to those skilled in the art. It preferably refers to a cavity that is sealed against the environment so that no material can escape. To create the gap in process step (ii), either the injection molding tool can be opened and one half of the injection molding tool cavity can be replaced with a new half with larger hollow dimensions, or the component can be transferred from the first tool cavity into a second cavity of the same or a second tool that has larger hollow dimensions, or the first cavity can be opened by a gap. Process step (ii) thus comprises enlarging the cavity of the tool and thereby creating a gap, or introducing the carrier into a second cavity of the tool that has larger hollow dimensions than the first cavity, thereby creating a gap. Preferably, process step (ii) comprises introducing the carrier into a second cavity of the tool, which is larger than the first cavity in terms of its hollow shape dimensions, thereby creating a gap.
Das Umsetzen des Substrats im Verfahrensschritt (ii) kann nach bekannten Verfahren, wie sie beispielsweise beim Mehrfarbenspritzgießen angewendet werden, erfolgen. Typische Verfahren sind einerseits das Umsetzen mit Drehteller, Wendeplatte, Schiebekavität oder Indexplatte oder vergleichbare Verfahren, bei denen das Substrat auf einem Kem verbleibt. Verbleibt das Substrat zum Umsetzen auf dem Kem, hat dies den Vorteil, dass die Lage auch nach dem Umsetzen passgenau definiert ist. Andererseits sind aus dem Stand der Technik Verfahren zum Umsetzen eines Substrats bekannt, bei denen das Substrat, z.B. mit Hilfe eines Handhabungssystems, aus einer Kavität entnommen und in eine andere Kavität eingelegt wird. Das Umsetzen mit Entnahme des Substrats bietet größeren Gestaltungsspielraum bei der Beschichtung, z.B. bei der Generierung eines Umbugs oder maskierter Bereiche. Ebenso können auch strukturierte Lackoberflächen erzeugt werden, was ebenso einen größeren Gestaltungsspielraum mit sich bringt. The transfer of the substrate in process step (ii) can be carried out using known methods, such as those used in multi-color injection molding. Typical methods include transfer using a turntable, indexing plate, sliding cavity, or index plate, or similar methods in which the substrate remains on a core. If the substrate remains on the core for transfer, this has the advantage that its position is precisely defined even after transfer. On the other hand, methods for transferring a substrate are known from the prior art in which the substrate is removed from one cavity and placed into another cavity, e.g., with the aid of a handling system. Transferring with removal of the substrate offers greater design freedom during coating, e.g., when generating a fold or masked areas. Structured paint surfaces can also be produced, which also offers greater design freedom.
Erfindungsgemäß ist es ersichtlich, dass unter den Begriff „Träger“ sowohl ein klassisches Substrat als auch ein Mehrschichtaufbau fallen. According to the invention, it is clear that the term “carrier” includes both a classic substrate and a multi-layer structure.
Bevorzugt ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass der Träger zumindest an einer Stelle eine Wanddicke von 0,5 mm bis 10 mm, bevorzugt 1 mm bis 9 mm, besonders bevorzugt 1,5 mm bis 6,5 mm und ganz besonders bevorzugt 2 mm bis 5 mm aufweist. The method according to the invention is preferably characterized in that the carrier has a wall thickness of 0.5 mm to 10 mm, preferably 1 mm to 9 mm, at least at one point. particularly preferably 1.5 mm to 6.5 mm and most preferably 2 mm to 5 mm.
Die Polyurethanschicht kann beispielsweise ein PU-Lack, einPU-Schaum oder eine kompakte PU-Haut darstellen. All diese Ausführungen werden erfindungsgemäß unter den Begriff „Polyurethanschicht“ subsumiert. Die mit diesem Verfahren hergestellten Polyurethanschichten können beispielsweise Dicken von 1 pm bis zu 20 cm, bevorzugt 5 pm bis 15 cm, besonders bevorzugt 10 pm bis 10 cm aufweisen. Dabei ist das erfmdungsgemäße Verfahren bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass die Polyurethanschicht eine Schichtdicke von 1 - 1500 pm, bevorzugt größer 1,5 mm - 10 mm, besonders bevorzugt größer 1 cm - 20 cm, ebenso bevorzugt , 500 pm bis 1 mm aufweist. In all diesen Ausgestaltungen kann die Polyurethanschicht auch geschäumt sein. The polyurethane layer can be, for example, a PU varnish, a PU foam, or a compact PU skin. According to the invention, all of these embodiments are subsumed under the term "polyurethane layer." The polyurethane layers produced using this process can, for example, have thicknesses of 1 μm to 20 cm, preferably 5 μm to 15 cm, particularly preferably 10 μm to 10 cm. The process according to the invention is preferably characterized in that the polyurethane layer has a layer thickness of 1 - 1500 μm, preferably greater than 1.5 mm - 10 mm, particularly preferably greater than 1 cm - 20 cm, and likewise preferably 500 μm to 1 mm. In all of these embodiments, the polyurethane layer can also be foamed.
Das reaktive Polyurethanrohstoffgemisch hat bevorzugt eine Kennzahl von > 90 bis < 140, vorzugsweise > 100 bis < 120, und besonders bevorzugt von 105 bis 115. Die Kennzahl ist definiert als prozentuales Verhältnis der tatsächlich eingesetzten Isocyanat-Menge zur berechneten stöchiometrischen Menge bei kompletter Polyol-Umsetzung (d. h. für die Umsetzung der OH-Äquivalente berechnete Menge an Isocyanat-Gruppen), d.h. Kennzahl = ((Funktionalität der Isocyanate * Stoffmenge der gesamten Isocyanate) / (Funktionalität der Alkohole * Stoffmenge der gesamten Hydroxygruppen)) *100. The reactive polyurethane raw material mixture preferably has an index of > 90 to < 140, preferably > 100 to < 120, and particularly preferably from 105 to 115. The index is defined as the percentage ratio of the amount of isocyanate actually used to the calculated stoichiometric amount for complete polyol conversion (i.e. the amount of isocyanate groups calculated for the conversion of the OH equivalents), i.e. index = ((functionality of the isocyanates * amount of total isocyanates) / (functionality of the alcohols * amount of total hydroxyl groups)) * 100.
Bevorzugt wird die mit der thermoplastischen Zusammensetzung in Kontakt stehende Oberfläche des Spritzgusswerkzeuges im Verfahrensschritt (iii) auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 140 °C, bevorzugt 60 bis 100 °C und besonders bevorzugt 65 bis 95 °C, bevorzugt 60 bis 85 °C, und besonders bevorzugt 60 bis 80 °C temperiert. Alternativ wird besonders bevorzugt die mit der thermoplastischen Zusammensetzung in Kontakt stehende Oberfläche des Spritzgusswerkzeuges im Verfahrensschritt (iii) auf eine Temperatur im Bereich von 50 bis 150 °C, bevorzugt 60 bis 140 °C und besonders bevorzugt 70 bis 130 °C, bevorzugt 80 bis 120 °C, und besonders bevorzugt 90 bis HO °C temperiert. Diese Werte gelten insbesondere, wenn das Trägermaterial als Komponente A) ein Polycarbonat auf Basis von Bisphenol A umfasst. Sollte ein anderes (Co)Polycarbonat verwendet werden, ist der Fachmann in der Lage auf Basis der Glasübergangstemperatur dieses anderen (Co)Polycarbonats entsprechend bevorzugte Temperaturen anzupassen. Ebenso bevorzugt wird die mit dem reaktiven Polyurethangemisch in Kontakt stehende Oberfläche des Spritzgusswerkzeuges im Verfahrensschritt (iii) auf eine Temperatur im Bereich 50 bis 160°C, bevorzugt 70 bis 120°C, weiter bevorzugt 80 bis 110°C, und besonders bevorzugt 90 bis 100 °C temperiert. Weiterhin bevorzugt ist im Verfahrensschritt (iii) die Temperatur der polyurethanseitigen Werkzeugkavität mindestens 10 °C, bevorzugt mindestens 15 °C, besonders bevorzugt mindestens 20 °C höher als die Temperatur der trägerseitigen (thermoplastseitigen) Werkzeugkavität. Es ist aber auch möglich, Verfahrensschritt (iii) ohne Temperaturdelta zwischen der polyurethanseitigen und der trägerseitigen Werkzeugkavität durchzuführen. Preferably, the surface of the injection molding tool in contact with the thermoplastic composition is heated in process step (iii) to a temperature in the range from 50 to 140 °C, preferably 60 to 100 °C and particularly preferably 65 to 95 °C, preferably 60 to 85 °C, and particularly preferably 60 to 80 °C. Alternatively, the surface of the injection molding tool in contact with the thermoplastic composition is particularly preferably heated in process step (iii) to a temperature in the range from 50 to 150 °C, preferably 60 to 140 °C and particularly preferably 70 to 130 °C, preferably 80 to 120 °C, and particularly preferably 90 to 100 °C. These values apply in particular when the carrier material comprises a polycarbonate based on bisphenol A as component A). Should a different (co)polycarbonate be used, the person skilled in the art will be able to adjust preferred temperatures based on the glass transition temperature of this other (co)polycarbonate. Likewise, the surface of the injection mold in contact with the reactive polyurethane mixture in process step (iii) is preferably heated to a temperature in the range of 50 to 160°C, preferably 70 to 120°C, more preferably 80 to 110°C, and particularly preferably 90°C. to 100 °C. Furthermore, in process step (iii), the temperature of the polyurethane-side mold cavity is preferably at least 10 °C, preferably at least 15 °C, and particularly preferably at least 20 °C higher than the temperature of the carrier-side (thermoplastic-side) mold cavity. However, it is also possible to carry out process step (iii) without a temperature delta between the polyurethane-side and the carrier-side mold cavities.
Ebenso ist es bevorzugt, wenn Auspolymerisation in Verfahrensschritt (iii) unter erhöhtem Druck stattfindet. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn der Druck in Verfahrensschritt (iii) im Bereich von 10 bis 150 bar, bevorzugt 10 bis 90 bar (10.000 bis 90 000 hPa) liegt. Ebenso ist es bevorzugt, dass in Verfahrensschritt (iii) das reaktive Polyurethanrohstoffgemisch mit Hockdruck- oder Niederdruckmaschinen eingebracht wird. Vor dem Entformen des Werkstücks in den Schritten (ii) und (iv) wird das Werkstück bis zur Formstabilität abgekühlt.It is also preferred if polymerization in process step (iii) takes place under elevated pressure. In particular, it is preferred if the pressure in process step (iii) is in the range from 10 to 150 bar, preferably 10 to 90 bar (10,000 to 90,000 hPa). It is also preferred that in process step (iii), the reactive polyurethane raw material mixture is introduced using high-pressure or low-pressure machines. Before demolding the workpiece in steps (ii) and (iv), the workpiece is cooled until dimensional stability is achieved.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verbundbauteile eignen sich bevorzugt für die Verwendung als Innen- oder Außenbauteil eines Schienen-, Luftfahrt- oder Kraftfahrzeuges. The composite components produced according to the invention are preferably suitable for use as interior or exterior components of a rail, aircraft or motor vehicle.
Komponente A Component A
Erfindungsgemäß geeignete Polycarbonate gemäß Komponente A sind bevorzugt aromatisch. Solche aromatischen Polycarbonate sind literaturbekannt oder nach literaturbekannten Verfahren herstellbar (zur Herstellung aromatischer Polycarbonate siehe beispielsweise Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964 sowie die DE-AS 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE-A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610, DE-A 3 832 396; zur Herstellung aromatischer Polyestercarbonate, z. B. DE-A 3 077 934). Polycarbonate der Komponente A) im Sinne der vorliegenden Erfindung sind sowohl Homopolycarbonate als auch Copolycarbonate und/oder Polyestercarbonate; die Polycarbonate können in bekannter Weise linear oder verzweigt sein. Erfindungsgemäß können auch Mischungen von Polycarbonaten verwendet werden. Polycarbonates according to component A that are suitable according to the invention are preferably aromatic. Such aromatic polycarbonates are known from the literature or can be prepared by processes known from the literature (for the preparation of aromatic polycarbonates, see, for example, Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Interscience Publishers, 1964, and DE-AS 1 495 626, DE-A 2 232 877, DE-A 2 703 376, DE-A 2 714 544, DE-A 3 000 610, DE-A 3 832 396; for the preparation of aromatic polyestercarbonates, see, for example, DE-A 3 077 934). Polycarbonates of component A) within the meaning of the present invention are both homopolycarbonates and copolycarbonates and/or polyestercarbonates; the polycarbonates can be linear or branched in a known manner. According to the invention, mixtures of polycarbonates can also be used.
Ein Polycarbonat bzw. ein Material „auf Basis von“ Polycarbonat gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein thermoplastisches Material, welches bevorzugt mindestens 50 Gew.-%, besonders bevorzugt mindestens 60 Gew.-% und besonders bevorzugt mindestens 70 Gew.-% Polycarbonat umfasst. Ein Teil, bis zu 80 Mol-%, vorzugsweise von 20 Mol-% bis zu 50 Mol-%, der Carbonat- Gruppen in den erfindungsgemäß eingesetzten Polycarbonaten können durch aromatische Dicarbonsäureester-Gruppen ersetzt sein. Derartige Polycarbonate, die sowohl Säurereste der Kohlensäure als auch Säurereste von aromatischen Dicarbonsäuren in die Molekülkette eingebaut enthalten, werden als aromatische Polyestercarbonate bezeichnet. Sie werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter dem Oberbegriff der Polycarbonate subsumiert. A polycarbonate or a material “based on” polycarbonate according to the present invention is a thermoplastic material which preferably comprises at least 50% by weight, more preferably at least 60% by weight and most preferably at least 70% by weight of polycarbonate. A portion, up to 80 mol%, preferably from 20 mol% to 50 mol%, of the carbonate groups in the polycarbonates used according to the invention can be replaced by aromatic dicarboxylic acid ester groups. Such polycarbonates, which contain both carbonic acid residues and acid residues of aromatic dicarboxylic acids incorporated into the molecular chain, are referred to as aromatic polyester carbonates. For the purposes of the present invention, they are subsumed under the generic term "polycarbonates."
Der Ersatz der Carbonatgruppen durch die aromatischen Dicarbonsäureestergruppen verläuft im Wesentlichen stöchiometrisch und auch quantitativ und das Molverhältnis der Reaktionspartner spiegelt sich daher auch im fertigen Polyestercarbonat wieder. Die aromatischen Dicarbonsäureestergruppen können sowohl statistisch als auch blockweise eingebaut werden. Polyestercarbonate sind unter dem Begriff "Polycarbonate" im Sinne der vorliegenden Erfindung umfasst. The replacement of the carbonate groups by the aromatic dicarboxylic acid ester groups proceeds essentially stoichiometrically and quantitatively, and the molar ratio of the reactants is therefore also reflected in the finished polyester carbonate. The aromatic dicarboxylic acid ester groups can be incorporated both randomly and blockwise. Polyester carbonates are encompassed by the term "polycarbonates" within the meaning of the present invention.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff “Alkyl” bzw. „Alkylgruppe“ bevorzugt und soweit nicht anders angegeben auf eine Alkanstruktur, von der ein Wasserstoffatom entfernt wurde. Die Alkylgruppe gemäß der vorliegenden Erfindung kann linear oder verzweigt sein. Sie ist gesättigt und umfasst daher nur Einfachbindungen zwischen den benachbarten Kohlenstoffatomen. Bevorzugt umfasst die Alkylgruppe Methyl, Ethyl, n- Propyl, Isopropyl, n-Butyl, sec-Butyl, tert-Butyl, n-Pentyl, 1 -Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3- Methylbutyl, Neopentyl, 1 -Ethylpropyl, n-Hexyl, 1,1 -Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1 -Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1- Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3 -Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3- Dimethylbutyl, 3, 3 -Dimethylbutyl, 1 -Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, 1,2,2- Trimethylpropyl, 1 -Ethyl- 1 -methylpropyl, l-Ethyl-2 -methylpropyl, l-Ethyl-2 -methylpropyl und dergleichen. Die Auswahl dieser Strukturen kann begrenzt sein, wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Kohlenstoffatome anders definiert wird. In the context of the present invention, the term "alkyl" or "alkyl group" preferably refers, unless otherwise stated, to an alkane structure from which a hydrogen atom has been removed. The alkyl group according to the present invention can be linear or branched. It is saturated and therefore comprises only single bonds between the adjacent carbon atoms. The alkyl group preferably includes methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, sec-butyl, tert-butyl, n-pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, neopentyl, 1-ethylpropyl, n-hexyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1-Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1-Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3-Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3-Dimethylbutyl, 3, 3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, 1,2,2-Trimethylpropyl, 1-Ethyl-1-methylpropyl, l-Ethyl-2-methylpropyl, l-Ethyl-2-methylpropyl, and the like. The selection of these structures may be limited if the number of carbon atoms is defined differently within the scope of the present invention.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff “Alkylen” bzw. “Alkylengruppe” bevorzugt und soweit nicht anders angegeben auf eine verbrückende Alkanstruktur, von der zwei Wasserstoffatome von unterschiedlichen Kohlenstoffatomen entfernt wurden. In diesem Kontext können die zwei Wasserstoffatome, die von den zwei Kohlenstoffatomen entfernt wurden, von beliebigen Kohlenstoffatomen in der Alkanstruktur entfernt werden. Dies bedeutet, dass die beiden Kohlenstoffatome benachbart sein können, aber nicht zwingend benachbart sein müssen. Eine Alkylengruppe kann linear oder verzweigt sein. Sie ist gesättigt. Wenn die Alkylengruppe nur ein Kohlenstoffatom umfasst, handelt es sich um eine Methylengruppe (-CH2-), welche mit dem Rest des Moleküls über zwei Einfachbindungen verbunden ist. Bevorzugt umfasst die Alkylengruppe Methylen, Ethylen, n-Propylen, iso-Propylen, n-Butylen, sec-Butylen, tert-Butylen, n-Pentylen, 1 -Methylbutylen, 2-Methylbutylen, 3-Methylbutylen, Neopentylen, 1-Ethylpropylen, n-Hexylen, 1,1- Dimethylpropylen, 1,2-Dimethylpropylen, 1,2-Dimethylpropylen, 1-Methylpentylen, 2- Methylpentylen, 3-Methylpentylen, 4-Methylpentylen, 1,1 -Dimethylbutylen, 1,2- Dimethylbutylen, 1,3 -Dimethylbutylen, 2,2-Dimethylbutylen, 2,3 -Dimethylbutylen, 3,3- Dimethylbutylen, 1-Ethylbutylen, 2-Ethylbutylen, 1,1,2-Trimethylpropylen, 1,2,2- Trimethylpropylen, 1 -Ethyl- 1-methylpropy len, l-Ethyl-2-methylpropylen, l-Ethyl-2- methylpropylen und dergleichen. Die Auswahl dieser Strukturen kann begrenzt sein, wenn im Rahmen der vorliegenden Erfindung die Anzahl der Kohlenstoffatome anders definiert wird.In the context of the present invention, the term “alkylene” or “alkylene group” preferably refers, unless otherwise stated, to a bridging alkane structure from which two hydrogen atoms have been removed from different carbon atoms. In this context, the two hydrogen atoms removed from the two carbon atoms can be removed from any carbon atoms in the alkane structure. This means that the two carbon atoms can be adjacent, but do not necessarily have to be adjacent. An alkylene group can be linear or branched. It is saturated. If the alkylene group contains only one carbon atom, it is a methylene group (-CH2-), which is connected to the rest of the molecule by two single bonds. The alkylene group preferably comprises methylene, ethylene, n-propylene, isopropylene, n-butylene, sec-butylene, tert-butylene, n-pentylene, 1-methylbutylene, 2-methylbutylene, 3-methylbutylene, neopentylene, 1-ethylpropylene, n-hexylene, 1,1-dimethylpropylene, 1,2-dimethylpropylene, 1,2-dimethylpropylene, 1-methylpentylene, 2-methylpentylene, 3-methylpentylene, 4-methylpentylene, 1,1-dimethylbutylene, 1,2-dimethylbutylene, 1,3-dimethylbutylene, 2,2-dimethylbutylene, 2,3-dimethylbutylene, 3,3-dimethylbutylene, 1-ethylbutylene, 2-ethylbutylene, 1,1,2-trimethylpropylene, 1,2,2-trimethylpropylene, 1-ethyl-1-methylpropylene, l-ethyl-2-methylpropylene, l-ethyl-2-methylpropylene, and the like. The selection of these structures may be limited if the number of carbon atoms is defined differently within the scope of the present invention.
Im Kontext der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Begriff “Alkyliden” bzw. “Alkylidengruppe” bevorzugt und soweit nicht anders angegeben auf eine verbrückende Alkanstruktur, bei der zwei Wasserstoffatome von demselben Kohlenstoffatom entfernt wurden. Bevorzugt umfasst die Alkylidengruppe iso-Propyliden, n-Propyliden, iso- Heptyliden und dergleichen. In the context of the present invention, the term "alkylidene" or "alkylidene group" preferably refers, unless otherwise stated, to a bridging alkane structure in which two hydrogen atoms have been removed from the same carbon atom. The alkylidene group preferably includes isopropylidene, n-propylidene, isoheptylidene, and the like.
Bevorzugte Polyestercarbonate werden durch Formel (w) dargestellt Preferred polyester carbonates are represented by formula (w)
(w), in der (f), in the
A jeder Wiederholungseinheit unabhängig voneinander für eine aliphatische oder aromatische divalente Gruppe steht, z.B. eine aromatische divalente Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, die einen oder mehrere aromatische Ringe enthalten kann, substituiert sein kann und aliphatische oder cycloaliphatische Reste oder Alkylaryle oder Heteroatome als verbrückende Strukturen enthalten kann, wie eine Struktur der Formel (wi) in der R6 und R7 unabhängig voneinander für H, Ci- bis Cis-Alkyl-, Ci- bis Cis-Alkoxy,A of each repeating unit independently represents an aliphatic or aromatic divalent group, e.g. an aromatic divalent group having 6 to 30 carbon atoms, which may contain one or more aromatic rings, may be substituted and may contain aliphatic or cycloaliphatic radicals or alkylaryls or heteroatoms as bridging structures, such as a structure of the formula (wi) in the R 6 and R 7 independently of one another represent H, Ci- to Cis-alkyl, Ci- to Cis-alkoxy,
Halogen wie CI oder Br oder für jeweils gegebenenfalls substituiertes Aryloder Aralkyl, bevorzugt für H oder Ci- bis C -Alkyl, besonders bevorzugt für H oder Ci- bis Cs- Alkyl und ganz besonders bevorzugt für H oder Methyl stehen, und Halogen such as CI or Br or each optionally substituted aryl or aralkyl, preferably H or Ci- to C-alkyl, particularly preferably H or Ci- to Cs-alkyl and very particularly preferably H or methyl, and
X für eine Einfachbindung, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, Ci- bis Ce-Alkylen, C2- bis C5- Alkyliden oder C5- bis Ce-Cycloalkyliden, welches mit Ci - bis Ce-Alkyl, vorzugsweise Methyl oder Ethyl, substituiert sein kann, ferner für Ce- bis Ci2-Arylen, welches gegebenenfalls mit weiteren Heteroatome enthaltenden aromatischen Ringen kondensiert sein kann, steht oder - bezogen auf A - eine aliphatische divalente Gruppe, die cyclisch, linear oder verzweigt sein kann und 2 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist, die durch mindestens ein Heteroatom unterbrochen sein kann und mehr als einen Zyklus umfassen kann, wie z. B. Struktur (wii) oder - bezogen auf A - eine lineare Alkylengruppe mit 2 bis 22 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 2 bis 4 Kohlenstoffatomen, die durch mindestens ein Heteroatom unterbrochen sein kann, oder eine verzweigte Alkylengruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 5 bis 15 Kohlenstoffatomen, die durch mindestens ein Heteroatom oder eine Cycloalkylengruppe mit 4 bis 20 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 5 bis 15 Kohlenstoffatomen, unterbrochen sein kann, die durch mindestens ein Heteroatom unterbrochen sein kann und die mehr als einen Zyklus enthalten kann, X represents a single bond, -SO2-, -CO-, -O-, -S-, C1- to C12-alkylene, C2- to C5-alkylidene or C5- to C12-cycloalkylidene, which may be substituted by C1- to C12-alkyl, preferably methyl or ethyl, and also C1- to C12-arylene, which may optionally be condensed with further aromatic rings containing heteroatoms, or - based on A - an aliphatic divalent group which may be cyclic, linear or branched and has 2 to 30 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom and may comprise more than one cycle, such as, for example, structure (wii) or - based on A - a linear alkylene group having 2 to 22 carbon atoms, preferably 2 to 4 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom, or a branched alkylene group having 4 to 20 carbon atoms, preferably 5 to 15 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom or a cycloalkylene group having 4 to 20 carbon atoms, preferably 5 to 15 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom and which may contain more than one cycle,
D in jeder Wiederholungseinheit unabhängig voneinander für A oder eine aromatische oder cycloaliphatische zweiwertige Gruppe, vorzugsweise ein gegebenenfalls substituiertes Phenylen oder ein gegebenenfalls substituiertes Cyclohexylen steht; y in jeder Wiederholungseinheit unabhängig voneinander für eine aliphatische divalente Gruppe, die cyclisch, linear oder verzweigt sein kann und 2 bis 30 Kohlenstoffatome aufweist, die durch mindestens ein Heteroatom unterbrochen sein kann und mehr als einen Zyklus oder eine aromatische divalente Gruppe, vorzugsweise eine lineare aliphatische divalente Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine verzweigte aliphatische divalente Gruppe mit 2 bis 30 Kohlenstoffatomen, eine cycloaliphatische divalente Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen, die mehr als einen Zyklus oder eine aromatische divalente Gruppe mit 6 bis 30 Kohlenstoffatomen aufweisen kann, besonders bevorzugt für ein gegebenenfalls substituiertes Cyclohexylen, eine aliphatische lineare Gruppe mit 2 bis 18 Kohlenstoffatomen oder ein gegebenenfalls substituiertes Phenylen und 0 < x < 1. D in each repeating unit independently represents A or an aromatic or cycloaliphatic divalent group, preferably an optionally substituted phenylene or an optionally substituted cyclohexylene; y in each repeating unit independently represents an aliphatic divalent group, which may be cyclic, linear or branched and has 2 to 30 carbon atoms, which may be interrupted by at least one heteroatom and more than one cycle, or an aromatic divalent group, preferably a linear aliphatic divalent group having 2 to 30 carbon atoms, a branched aliphatic divalent group having 2 to 30 carbon atoms, a cycloaliphatic divalent group having 6 to 30 carbon atoms, which more than one cycle or an aromatic divalent group having 6 to 30 carbon atoms, particularly preferably an optionally substituted cyclohexylene, an aliphatic linear group having 2 to 18 carbon atoms or an optionally substituted phenylene and 0 < x < 1.
Besonders bevorzugte Polyestercarbonate sind solche auf Basis der Kombination der folgenden Diole und Disäuren: Bisphenol A und Sebacinsäure; Bisphenol A und Isophthalsäure, Terephthalsäure und/oder Phthalsäure und gegebenenfalls Resorcin; Isosorbid- und Cyclohexandicarbonsäure und gegebenenfalls weitere Diole oder Disäuren.Particularly preferred polyester carbonates are those based on the combination of the following diols and diacids: bisphenol A and sebacic acid; bisphenol A and isophthalic acid, terephthalic acid and/or phthalic acid and optionally resorcinol; isosorbide and cyclohexanedicarboxylic acid and optionally further diols or diacids.
Für die Herstellung der Polycarbonate geeignete Dihydroxyarylverbindungen sind beispielsweise Hydrochinon, Resorcin, Dihydroxydiphenyle, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide, a-a'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole, Phtalimidine abgeleitet von Isatin- oder Phenolphthaleinderivaten sowie deren kemalkylierte, kemarylierte und kemhalogenierte Verbindungen oder 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren. Dihydroxyaryl compounds suitable for the production of polycarbonates are, for example, hydroquinone, resorcinol, dihydroxydiphenyls, bis-(hydroxyphenyl)-alkanes, bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkanes, bis-(hydroxyphenyl)-sulfides, bis-(hydroxyphenyl)-ethers, bis-(hydroxyphenyl)-ketones, bis-(hydroxyphenyl)-sulfones, bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxides, a-a'-bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzenes, phthalimidines derived from isatin or phenolphthalein derivatives as well as their core-alkylated, core-arylated and core-halogenated compounds or 9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene.
Bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen sind 4,4'-Dihydroxydiphenyl, 2,2-Bis-(4- hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 1,1-Bis- (4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol, 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, Dimethyl-Bisphenol A, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl- 4-hydroxyphenyl)-propan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 2,4-Bis-(3,5- dimethy l-4-hydroxyphenyl)-2-methy Ibutan, 1 , 1 -Bis-(3 ,5 -dimethy 1-4-hy droxyphenyl)-p- diisopropylbenzol, 9,9-Bis(4-hydroxyphenyl)fluoren und l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5- trimethylcyclohexan, sowie die Bisphenole (I) bis (III) in denen R‘ jeweils für Ci-C4-Alkyl, Aralkyl oder Aryl, bevorzugt für Methyl oder Phenyl, ganz besonders bevorzugt für Methyl, steht. Besonders bevorzugte Dihydroxyarylverbindungen sind 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (Bisphenol A), 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)- cyclohexan, l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und Dimethyl-Bisphenol A sowie die Dihydroxyarylverbindungen der Formeln (I), (II) und (III). Preferred dihydroxyaryl compounds are 4,4'-dihydroxydiphenyl, 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propane (bisphenol A), 2,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutane, 1,1-bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzene, 2,2-bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propane, Dimethyl bisphenol A, bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methane, 2,2-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propane, bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfone, 2,4-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methy ibutane, 1, 1 -bis-(3 ,5-dimethy1-4-hydroxyphenyl)-p- diisopropylbenzene, 9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene and l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane, as well as the bisphenols (I) to (III) in which R' is each Ci-C4-alkyl, aralkyl or aryl, preferably methyl or phenyl, most preferably methyl. Particularly preferred dihydroxyaryl compounds are 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propane (bisphenol A), 2,2-bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propane, l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexane, l,l-bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexane and dimethyl-bisphenol A as well as the dihydroxyaryl compounds of the formulas (I), (II) and (III).
Diese und weitere geeignete Dihydroxyarylverbindungen sind z.B. in US-A 3 028 635, US-AThese and other suitable dihydroxyaryl compounds are described, for example, in US-A 3 028 635, US-A
2 999 825, US-A 3 148 172, US-A 2 991 273, US-A 3 271 367, US-A 4 982 014 und US-A 2 999 846, in DE-A 1 570 703, DE-A 2 063 050, DE-A 2 036 052, DE-A 2 211 956 und DE-A2,999,825, US-A 3,148,172, US-A 2,991,273, US-A 3,271,367, US-A 4,982,014 and US-A 2,999,846, in DE-A 1,570,703, DE-A 2,063,050, DE-A 2 036 052, DE-A 2 211 956 and DE-A
3 832 396, in FR-A 1 561 518, in der Monographie H. Schnell, “Chemistry and Physics of Polycarbonates”, Interscience Publishers, New York 1964"beschrieben. 3 832 396, in FR-A 1 561 518, in the monograph H. Schnell, “Chemistry and Physics of Polycarbonates”, Interscience Publishers, New York 1964".
Ebenso bevorzugt sind Polycarbonate, für deren Herstellung eine Dihydroxyarylverbindung der folgenden Formel (la) verwendet wurde: in der Also preferred are polycarbonates for the preparation of which a dihydroxyaryl compound of the following formula (Ia) was used: in the
R5 für Wasserstoff oder CI - bis C4-Alkyl, CI - bis C4-Alkoxy, vorzugsweise für Wasserstoff oder Methyl oder Methoxy, besonders bevorzugt für Wasserstoff steht, R 5 represents hydrogen or CI - to C4-alkyl, CI - to C4-alkoxy, preferably hydrogen or methyl or methoxy, particularly preferably hydrogen,
R6, R7, R8 und R9 unabhängig voneinander für C6- bis C12-Aryl oder CI- bis C4-Alkyl, vorzugsweise Phenyl oder Methyl, insbesondere für Methyl stehen, R 6 , R 7 , R 8 and R 9 independently of one another represent C6- to C12-aryl or CI- to C4-alkyl, preferably phenyl or methyl, in particular methyl,
Y für eine Einfachbindung, SO2-, -S-, -CO-, -O-, CI - bis C6-Alkylen, C2- bis C5-Alkyliden, C6- bis C12-Arylen, die gegebenenfalls mit weiteren aromatischen Ringen mit Heteroatomen kondensiert werden kann, oder für einen C5- bis C6-Cycloalkylidenrest, der ein- oder mehrfach mit CI- bis C4-Alkyl substituiert sein kann, steht, vorzugsweise für eine Einfachbindung, -O-, Isopropyliden oder für einen C5- bis C6-Cycloalkylidenrest, der ein- oder mehrfach mit CI bis C4-Alkyl substituiert sein kann, Y represents a single bond, SO2-, -S-, -CO-, -O-, CI- to C6-alkylene, C2- to C5-alkylidene, C6- to C12-arylene, which may optionally be condensed with further aromatic rings containing heteroatoms, or a C5- to C6-cycloalkylidene radical which may be mono- or polysubstituted by CI- to C4-alkyl, preferably a single bond, -O-, isopropylidene or a C5- to C6-cycloalkylidene radical which may be mono- or polysubstituted by CI to C4-alkyl,
V für Sauerstoff, C2- bis C6-Alkylen oder C3- bis C6-Alkyliden, vorzugsweise für Sauerstoff oder C3 -Alkylen steht, p, q und r unabhängig voneinander jeweils für 0 oder 1 stehen, wobei, wenn q = 0 ist, W eine Einfachbindung ist, wenn q = 1 und r = 0 ist, W für -O-, C2- bis C6- Alkylen oder C3- bis C6-Alkyliden steht, vorzugsweise für -O- oder C3-Alkylen, wenn q = 1 und r = 1 ist, W und V unabhängig voneinander für C2- bis C6-Alkylen oder C3- bis C6-Alkyliden stehen, vorzugsweise für C3 -Alkylen, V represents oxygen, C2- to C6-alkylene or C3- to C6-alkylidene, preferably oxygen or C3-alkylene, p, q and r independently of one another each represent 0 or 1, where, when q = 0, W is a single bond, when q = 1 and r = 0, W is -O-, C2- to C6-alkylene or C3- to C6-alkylidene, preferably -O- or C3-alkylene, when q = 1 and r = 1, W and V independently of one another are C2- to C6-alkylene or C3- to C6-alkylidene, preferably C3-alkylene,
Z für CI - bis C6-Alkylen steht, vorzugsweise C2-Alkylen, o für eine mittlere Anzahl von Wiederholungseinheiten von 10 bis 500 steht, vorzugsweise 10 bis 100 und m für eine mittlere Anzahl von Wiederholungseinheiten von 1 bis 10 steht, vorzugsweise 1 bis 6, besonders bevorzugt 1,5 bis 5. Z represents C1-C6-alkylene, preferably C2-alkylene, o represents an average number of repeating units of 10 to 500, preferably 10 to 100, and m represents an average number of repeating units of 1 to 10, preferably 1 to 6, particularly preferably 1.5 to 5.
Es können auch Dihydroxyarylverbindungen eingesetzt werden, bei denen zwei oder mehrere Siloxanblöcke der allgemeinen Formel (la) über Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure unter Bildung von Estergruppen verknüpft sind. Dihydroxyaryl compounds can also be used in which two or more siloxane blocks of the general formula (Ia) are linked via terephthalic acid and/or isophthalic acid to form ester groups.
Copolycarbonate mit Monomereinheiten der allgemeinen Formel (la), insbesondere mit Bisphenol A, und insbesondere die Herstellung dieser Copolycarbonate sind beispielsweise in WO 2015/052106 A2 beschrieben. Copolycarbonates with monomer units of the general formula (Ia), in particular with bisphenol A, and in particular the preparation of these copolycarbonates are described, for example, in WO 2015/052106 A2.
Es können auch Dihydroxyarylverbindungen eingesetzt werden, bei denen zwei oder mehrere Siloxanblöcke der allgemeinen Formel (la) über Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure unter Bildung von Estergruppen verknüpft sind. Dihydroxyaryl compounds can also be used in which two or more siloxane blocks of the general formula (Ia) are linked via terephthalic acid and/or isophthalic acid to form ester groups.
Die Herstellung der Polycarbonate erfolgt in bekannter Weise aus Diphenolen, Kohlensäurederivaten, gegebenenfalls Kettenabbrechern und gegebenenfalls Verzweigern, wobei zur Herstellung der Polyestercarbonate ein Teil der Kohlensäurederivate durch aromatische Dicarbonsäuren oder Derivate der Dicarbonsäuren ersetzt wird, und zwar je nach Maßgabe der in den aromatischen Polycarbonaten zu ersetzenden Carbonatstruktureinheiten durch aromatische Dicarbonsäureesterstruktureinheiten. The polycarbonates are produced in a known manner from diphenols, carbonic acid derivatives, optionally chain terminators and optionally branching agents, whereby to produce the polyester carbonates, some of the carbonic acid derivatives are replaced by aromatic dicarboxylic acids or derivatives of dicarboxylic acids, depending on the carbonate structural units to be replaced in the aromatic polycarbonates by aromatic dicarboxylic acid ester structural units.
Im Falle der Homopolycarbonate wird nur ein Diphenol eingesetzt, im Falle von Copolycarbonaten werden zwei oder mehr Diphenole eingesetzt. Die verwendeten Diphenole, wie auch alle anderen der Synthese zugesetzten Chemikalien und Hilfsstoffe, können mit den aus ihrer eigenen Synthese, Handhabung und Lagerung stammenden Verunreinigungen kontaminiert sein. Es ist jedoch wünschenswert, mit möglichst reinen Rohstoffen zu arbeiten. In the case of homopolycarbonates, only one diphenol is used; in the case of copolycarbonates, two or more diphenols are used. The diphenols used, as well as all other chemicals and auxiliaries added to the synthesis, may be contaminated with impurities arising from their own synthesis, handling, and storage. However, it is desirable to work with the purest raw materials possible.
Die zur Regelung des Molekulargewichtes benötigten monofunktionellen Kettenabbrecher, wie Phenole oder Alkylphenole, insbesondere Phenol, p-tert. Butylphenol, iso-Octylphenol, Cumylphenol, deren Chlorkohlensäureester oder Säurechloride von Monocarbonsäuren bzw. Gemische aus diesen Kettenabbrechern, werden entweder mit dem Bisphenolat bzw. den Bisphenolaten der Reaktion zugeführt oder aber zu jedem beliebigen Zeitpunkt der Synthese zugesetzt, solange im Reaktionsgemisch noch Phosgen oder Chlorkohlensäureendgruppen vorhanden sind, bzw. im Falle der Säurechloride und Chlorkohlensäureester als Kettenabbrecher, solange genügend phenolische Endgruppen des sich bildenden Polymers zur Verfügung stehen. Vorzugsweise werden der oder die Kettenabbrecher jedoch nach der Phosgenierung an einem Ort oder zu einem Zeitpunkt zugegeben, wenn kein Phosgen mehr vorliegt, aber der Katalysator noch nicht dosiert wurde, bzw. sie werden vor dem Katalysator, mit dem Katalysator zusammen oder parallel zudosiert. In der gleichen Weise werden eventuell zu verwendende Verzweiger oder Verzweigermischungen der Synthese zugesetzt, üblicherweise jedoch vor den Kettenabbrechern. Üblicherweise werden Trisphenole, Quarterphenole oder Säurechloride von Tri- oder Tetracarbonsäuren verwendet oder auch Gemische der Polyphenole oder der Säurechloride. Einige der als Verzweiger verwendbaren Verbindungen mit drei oder mehr als drei phenolischen Hydroxylgruppen sind beispielsweise Phloroglucin, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-hepten-2, 4,6-Dimethyl-2,4,6-tri-(4- hydroxyphenylj-heptan, l,3,5-Tris-(4-hydroxyphenyl)-benzol, l,l,l-Tri-(4-hydroxyphenyl)- ethan, Tris-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethan, 2,2-Bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)- cyclohexyl] -propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol, Tetra-(4-hydroxyphenyl)- methan. The monofunctional chain terminators required to regulate the molecular weight, such as phenols or alkylphenols, in particular phenol, p-tert. butylphenol, iso-octylphenol, Cumylphenol, their chlorocarbonic acid esters or acid chlorides of monocarboxylic acids or mixtures of these chain terminators are either fed to the reaction with the bisphenolate(s) or added at any time during the synthesis as long as phosgene or chlorocarbonic acid end groups are still present in the reaction mixture, or in the case of acid chlorides and chlorocarbonic acid esters as chain terminators, as long as sufficient phenolic end groups of the forming polymer are available. However, the chain terminator(s) are preferably added after phosgenation at a time or place when no more phosgene is present but the catalyst has not yet been added, or they are added before the catalyst, together with the catalyst, or in parallel. Any branching agents or branching agent mixtures to be used are added to the synthesis in the same way, but usually before the chain terminators. Trisphenols, quarterphenols, or acid chlorides of tri- or tetracarboxylic acids, or mixtures of polyphenols or acid chlorides, are commonly used. Some of the compounds with three or more phenolic hydroxyl groups that can be used as branching agents include phloroglucinol, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-2-heptene, 4,6-dimethyl-2,4,6-tri-(4-hydroxyphenyl)-heptane, 1,3,5-tris-(4-hydroxyphenyl)-benzene, 1,1,1-tri-(4-hydroxyphenyl)-ethane, tris-(4-hydroxyphenyl)-phenylmethane, 2,2-bis-[4,4-bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexyl]-propane, 2,4-bis-(4-hydroxyphenyl-isopropyl)-phenol, and tetra-(4-hydroxyphenyl)-methane.
Einige der sonstigen trifunktionellen Verbindungen sind 2,4-Dihydroxybenzoesäure, Trimesinsäure, Cyanurchlorid und 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3- dihydroindol. Bevorzugte Verzweiger sind 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3- dihydroindol und l,l,l-Tri-(4-hydroxyphenyl)-ethan. Die Menge der gegebenenfalls einzusetzenden Verzweiger beträgt 0,05 Mol-% bis 2 Mol-%, bezogen wiederum auf Mole an jeweils eingesetzten Diphenolen. Alle diese Maßnahmen zur Herstellung der Polycarbonate sind dem Fachmann geläufig. Bevorzugte Herstellungsweisen der erfindungsgemäß zu verwendenden Polycarbonate, einschließlich der Polyestercarbonate, sind das bekannte Grenzflächenverfahren und das bekannte Schmelzeumesterungsverfahren (vgl. z. B. WO 2004/063249 Al, WO 2001/05866 Al, WO 2000/105867, US 5,340,905 A, US 5,097,002 A, US-A 5,717,057 A). Bevorzugt wird das Polycarbonat über dasSome of the other trifunctional compounds are 2,4-dihydroxybenzoic acid, trimesic acid, cyanuric chloride, and 3,3-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindole. Preferred branching agents are 3,3-bis(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindole and 1,1,1-tri(4-hydroxyphenyl)ethane. The amount of branching agents to be used, if desired, is 0.05 mol% to 2 mol%, again based on the moles of diphenols used. All of these measures for producing the polycarbonates are familiar to the person skilled in the art. Preferred methods of producing the polycarbonates to be used according to the invention, including the polyestercarbonates, are the known interfacial process and the known melt transesterification process (cf., for example, WO 2004/063249 A1, WO 2001/05866 A1, WO 2000/105867, US 5,340,905 A, US 5,097,002 A, US-A 5,717,057 A). The polycarbonate is preferably produced via the
Schmelzeumesterungsverfahren hergestellt. Im ersten Fall dienen als Säurederivate vorzugsweise Phosgen und gegebenenfalls Dicarbonsäuredichloride, im letzteren Fall vorzugsweise Diphenylcarbonat und gegebenenfalls Dicarbonsäurediester. Katalysatoren, Lösungsmittel, Aufarbeitung, Reaktionsbedingungen etc. für die Polycarbonatherstellung bzw. Polyestercarbonatherstellung sind in beiden Fällen hinreichend beschrieben und bekannt.Die relative Lösungsviskosität (r|rei) der aromatischen Polycarbonate liegt bevorzugt im Bereich 1,18 bis 1,4, besonders bevorzugt im Bereich 1,20 bis 1,32, ganz besonders bevorzugt im Bereich von 1,22 bis 1,29 (gemessen an Lösungen von 0,5 g Poly carbonat in 100 ml Methylenchlorid-Lösung bei 25 °C). Das gewichtsgemittelte Molekulargewicht Mw der aromatischen Polycarbonate und Polyestercarbonate liegt bevorzugt im Bereich von 15.000 bis 35.000, weiter bevorzugt im Bereich von 20.000 bis 33.000, besonders bevorzugt 23.000 bis 30.000, bestimmt durch. Die Werte für Mw werden dabei durch Gelpermeationschromatographie bestimmt, kalibriert gegen Bisphenol-A- Poly carbonatstandards unter Verwendung von Dichlormethan als Elutionsmittel, Kalibrierung mit linearen Polycarbonaten (aus Bisphenol-A und Phosgen) bekannter Molmassenverteilung der Firma PSS Polymer Standards Service GmbH, Deutschland; Eichung nach dem Verfahren 2301-0257502-09D (2009 Edition) der Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen. Das Elutionsmittel ist Dichlormethan. Säulenkombination von vernetzten Styrol- Divinylbenzolharzen. Durchmesser der Analysesäulen: 7.5 mm; Länge: 300 mm. Partikelgrößen des Säulenmaterials: 3 pm bis 20 pm. Konzentration der Lösungen: 0,2 Gew.- %. Durchflussmenge: 1,0 ml/min. Temperatur der Lösungen: 30°C Detektion mit einem Brechungsindexdetektor (RI). produced using a melt transesterification process. In the first case, the acid derivatives used are preferably phosgene and optionally dicarboxylic acid dichlorides; in the latter case, preferably diphenyl carbonate and optionally dicarboxylic acid diesters. Catalysts, solvents, workup, reaction conditions, etc., for polycarbonate or polyester carbonate production are sufficiently described and known in both cases. The relative solution viscosity (r| re i) of the aromatic polycarbonates is preferably in the range from 1.18 to 1.4, particularly preferably in the range from 1.20 to 1.32, and most preferably in the range from 1.22 to 1.29 (measured on solutions of 0.5 g of polycarbonate in 100 ml of methylene chloride solution at 25 °C). The weight-average molecular weight Mw of the aromatic polycarbonates and polyestercarbonates is preferably in the range from 15,000 to 35,000, more preferably in the range from 20,000 to 33,000, and particularly preferably 23,000 to 30,000, determined by [the formula: 1]. The values for Mw are determined by gel permeation chromatography, calibrated against bisphenol A polycarbonate standards using dichloromethane as the eluent, calibration with linear polycarbonates (from bisphenol A and phosgene) of known molar mass distribution from PSS Polymer Standards Service GmbH, Germany; calibration according to method 2301-0257502-09D (2009 Edition) from Currenta GmbH & Co. OHG, Leverkusen. The eluent is dichloromethane. Column combination of crosslinked styrene-divinylbenzene resins. Diameter of the analytical columns: 7.5 mm; Length: 300 mm. Particle size of the column material: 3 pm to 20 pm. Solution concentration: 0.2 wt.%. Flow rate: 1.0 ml/min. Solution temperature: 30°C. Detection with a refractive index detector (RI).
Erfmdungsgemäß weist der Träger einen definierten OH-Gehalt auf. Die OH-Gruppen können zumindest teilweise auch vom Polycarbonat der Komponente A) stammen. Bevorzugt stammt zumindest ein Teil der OH-Gruppen vom Polycarbonat der Komponente A). According to the invention, the support has a defined OH content. The OH groups can also originate at least partially from the polycarbonate of component A). Preferably, at least some of the OH groups originate from the polycarbonate of component A).
Dem Fachmann ist grundsätzlich bekannt, wie er den OH-Gehalt, insbesondere den aromatischen, wie beispielsweise den phenolischen OH-Gehalt eines Polycarbonats einstellen/beeinflussen kann. Wird das Phasengrenzflächenverfahren verwendet, kann der Fachmann beispielsweise durch die Konzentration des Kettenabbrechers oder die Verwendung spezieller Kettenabbrecher, welche ggf. auch phenolische OH-Gruppen enthalten, oder aber einer anschließenden Reaktion der Endgruppen mit Verbindungen, welche phenolische OHGruppen enthalten, die erfindungsgemäß gewünschte Konzentration an phenolischem OH einstellen. Wird das Schmelzeumesterungsverfahren zur Herstellung des Polycarbonats verwendet, so weiß der Fachmann, dass der verwendete Katalysator oder das Verhältnis von Diarylcarbonat zu dem verwendeten Bisphenol Einfluss auf den phenolischen OH-Gehalt nehmen kann. Auch hier ist es möglich, dass in einem nachgelagerten Schritt, das vorhandene Polycarbonat an den Endgruppen so modifiziert werden kann, dass gezielt phenolische OHGruppen eingeführt werden oder abreagiert werden. The person skilled in the art is generally aware of how to adjust/influence the OH content, in particular the aromatic, such as the phenolic OH content of a polycarbonate. If the interfacial process is used, the person skilled in the art can adjust the concentration of phenolic OH desired according to the invention, for example, by adjusting the concentration of the chain terminator or by using special chain terminators, which may also contain phenolic OH groups, or by subsequently reacting the end groups with compounds containing phenolic OH groups. If the melt transesterification process is used to produce the polycarbonate, the person skilled in the art knows that the catalyst used or the ratio of diaryl carbonate to the bisphenol used can influence the phenolic OH content. Here, too, it is possible that, in a subsequent step, the existing polycarbonate can be modified at the end groups in such a way that phenolic OH groups are specifically introduced or reacted.
Insbesondere ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Polycarbonat der Komponente A) eine, besonders bevorzugt mehrere der folgenden Strukturen (4) bis (7) umfasst: in denen die Phenylringe unabhängig voneinander ein- oder zweifach mit Ci bis Cs Alkyl, Halogen, bevorzugt Ci bis C4 Alkyl, besonders bevorzugt mit Methyl substituiert sein können und X für eine Einfachbindung, eine lineare oder verzweigte Ci bis Ce Alkylen-Gruppe, eine C2 bis C10 Alkylidengruppe, oder eine C5 bis C10 Cycloalkylidengruppe, bevorzugt für eine Einfachbindung oder Ci bis C4 Alkylen und insbesondere bevorzugt für Isopropyliden stehen und die „ - „ für die Anbindung der Strukturen (4) bis (7) ins aromatische Poly carbonat stehen. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass die Menge der Struktureinheiten (4) bis (7) in Summe 10 ppm bis 1000 ppm, bevorzugt 50 bis 950 ppm, besonders bevorzugt 80 ppm bis 850 ppm beträgt. In particular, the process according to the invention is characterized in that the polycarbonate of component A) comprises one, particularly preferably several of the following structures (4) to (7): in which the phenyl rings can independently of one another be mono- or disubstituted by C1 to C5 alkyl, halogen, preferably C1 to C4 alkyl, particularly preferably by methyl, and X represents a single bond, a linear or branched C1 to C5 alkylene group, a C2 to C10 alkylidene group, or a C5 to C10 cycloalkylidene group, preferably a single bond or C1 to C4 alkylene, and particularly preferably isopropylidene, and the "-" represents the bonding of the structures (4) to (7) into the aromatic polycarbonate. It is particularly preferred that the amount of structural units (4) to (7) in total is 10 ppm to 1000 ppm, preferably 50 to 950 ppm, particularly preferably 80 ppm to 850 ppm.
Um die Menge Struktureinheiten (4) bis (7) zu bestimmen, wird das jeweilige Polycarbonat einer Totalverseifung unterzogen und die Menge der Abbauprodukte mit quantitativer HPLC bestimmt wird. Die Abbauprodukte können dabei die Strukturen (4a) bis (7a) aufweisen. Die Strukturen (4a) bis (7a) sind dabei beispielhaft für die Verwendung eines Polycarbonats, umfassend Bisphenol A, angegeben. (Dies kann z.B. wie folgt geschehen: Die Polycarbonatprobe wird mittels Natriummethylat unter Rückfluss verseift. Die entsprechende Lösung wird angesäuert und zur Trockne eingeengt. Der Trocknungsrückstand wird in Acetonitril gelöst und die phenolischen Verbindungen der Formel (4a) bis (7a) mittels HPLC mit UV-Detektion bestimmt): In order to determine the amount of structural units (4) to (7), the respective polycarbonate is subjected to total saponification and the amount of degradation products is determined by quantitative HPLC. The degradation products can have the structures (4a) to (7a). The structures (4a) to (7a) are given as examples for the use of a polycarbonate comprising bisphenol A. (This can be done, for example, as follows: The polycarbonate sample is saponified using sodium methylate under reflux. The corresponding solution is acidified and evaporated to dryness. The drying residue is Acetonitrile and the phenolic compounds of formula (4a) to (7a) were determined by HPLC with UV detection):
Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (4a) 10 bis 800 ppm, bevorzugt 20 bis 75000 ppm, besonders bevorzugt 25 bis 700 ppm und insbesondere bevorzugt 30 bis 500 ppm. The amount of the compound of formula (4a) released is preferably 10 to 800 ppm, preferably 20 to 75,000 ppm, particularly preferably 25 to 700 ppm and especially preferably 30 to 500 ppm.
Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (5a) 0 (d.h. unterhalb der Nachweisgrenze von 10 ppm) bis 100 ppm besonders bevorzugt 0 bis 80 ppm und insbesondere bevorzugt 0 bis 50 ppm. The amount of the compound of formula (5a) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 100 ppm, particularly preferably 0 to 80 ppm and especially preferably 0 to 50 ppm.
Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (6a) 0 (d.h. unterhalb der Nachweisgrenze von 10 ppm) bis 800 ppm weiter bevorzugt 10 bis 700 ppm und besonders bevorzugt 20 bis 600 ppm sowie ganz besonders bevorzugt 30 bis 350 ppm.The amount of the compound of formula (6a) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 800 ppm, more preferably 10 to 700 ppm and particularly preferably 20 to 600 ppm and very particularly preferably 30 to 350 ppm.
Bevorzugt beträgt die Menge der dabei freigesetzten Verbindung der Formel (7a) 0 (d.h. unterhalb der Nachweisgrenze von 10 ppm) bis 300 ppm bevorzugt 5 bis 250 ppm und insbesondere bevorzugt 10 bis 200 ppm. The amount of the compound of formula (7a) released is preferably 0 (i.e. below the detection limit of 10 ppm) to 300 ppm, preferably 5 to 250 ppm and particularly preferably 10 to 200 ppm.
Komponente B Component B
Die Zusammensetzung kann als Komponente B Polymeradditive enthalten. Als Polymeradditive kommen insbesondere handelsübliche Polymeradditive in Betracht. Bevorzugte Polymeradditive gemäß Komponente B sind Flammschutzmittel, Flammschutzsynergiste, rauchhemmenden Additive, Antidrippingmittel, interne und externe Gleit- und Entformungsmittel, Fließfähigkeitshilfsmittel, Antistatika, Leitfähigkeitsadditive, Nukleirmittel, Stabilisatoren, antibakteriell wirkende Additive, kratzfestigkeitsverbessemde Additive, IR-Absorbentien, optische Aufheller, fluoreszierende Additive, Füll- und Verstärkungsstoffe, Farbstoffe und Pigmente und Brönsted-saure Verbindungen. Insbesondere bevorzugt sind Polymeradditive wie Flammschutzmittel (beispielsweise Phosphorverbindungen wie Phosphor- oder Phosphonsäureester, Phosphonatamine und Phosphazene oder Halogenverbindungen), Flammschutzsynergisten (beispielsweise nanoskalige Metalloxide), rauchhemmende Additive (beispielsweise Borsäure oder Borate), Antidrippingmittel (beispielsweise Verbindungen der Substanzklassen der fluorierten Polyolefine, der Silikone sowie Aramidfasern), interne und externe Gleit- und Entformungsmittel (beispielsweise Pentaerythrittetrastearat, Stearylstearat, Montanwachs oder Polyethylenwax), Fließfähigkeitshilfsmittel (beispielsweise niedermolekulare Vinyl(co)polymerisate), Antistatika (beispielsweise Blockcopolymere aus Ethylenoxid und Propylenoxid, andere Polyether oder Polyhydroxyether, Polyetheramide, Polyesteramide oder Sulfonsäuresalze), Leitfähigkeitsadditive (beispielsweise Leitruß oder Carbon Nanotubes), Nukleirmittel, Stabilisatoren (beispielsweise UV/Licht-Stabilisatoren, Thermostabilisatoren, Antioxidantien, Umesterungsinhibitoren, Hydrolyseschutzmittel), antibakteriell wirkende Additive (beispielsweise Silber oder Silbersalze), kratzfestigkeitsverbessemde Additive (beispielsweise Silikonöle oder harte Füllstoffe wie Keramik(hohl)kugeln), IR-Absorbentien, optische Aufheller, fluoreszierende Additive, Füll- und Verstärkungsstoffe (beispielsweise Talk, ggf. gemahlene Glas- oder Karbonfasern, Glas- oder Keramik(hohl)kugeln, Glimmer, Kaolin, CaCOs, und Glasschuppen) sowie Farbstoffe und Pigmente (beispielsweise Ruß, Titandioxid oder Eisenoxid), Schlagzähigkeitsmodifikatoren, und Brönsted-saure Verbindungen als Basenfänger, oder aber Mischungen mehrerer der genannten Additive in Frage. The composition may contain polymer additives as component B. Commercially available polymer additives are particularly suitable as polymer additives. Preferred polymer additives according to component B are flame retardants, flame retardant synergists, smoke-inhibiting additives, anti-drip agents, internal and external lubricants and mold release agents, flow aids, antistatic agents, conductivity additives, nucleating agents, stabilizers, antibacterial additives, scratch resistance additives, IR absorbers, optical brighteners, fluorescent additives, fillers and reinforcing agents, dyes and pigments and Brønsted acid compounds. Particularly preferred are polymer additives such as flame retardants (for example phosphorus compounds such as phosphoric or phosphonic acid esters, phosphonate amines and phosphazenes or halogen compounds), flame retardant synergists (for example nanoscale metal oxides), smoke-inhibiting additives (for example boric acid or borates), anti-drip agents (for example compounds from the substance classes of fluorinated polyolefins, silicones and aramid fibers), internal and external lubricants and mold release agents (for example pentaerythritol tetrastearate, stearyl stearate, montan wax or polyethylene wax), flow aids (for example low molecular weight vinyl (co)polymers), antistatic agents (for example block copolymers of ethylene oxide and propylene oxide, other polyethers or polyhydroxyethers, polyether amides, polyester amides or sulfonic acid salts), conductivity additives (for example conductive carbon black or carbon nanotubes), nucleating agents, stabilizers (for example UV/light stabilizers, thermal stabilizers, Antioxidants, transesterification inhibitors, hydrolysis protection agents), antibacterial additives (for example silver or silver salts), scratch resistance improving additives (for example silicone oils or hard fillers such as ceramic (hollow) spheres), IR absorbents, optical brighteners, fluorescent additives, fillers and reinforcing materials (for example talc, possibly ground glass or carbon fibers, glass or ceramic (hollow) spheres, mica, kaolin, CaCO3, and glass flakes) as well as dyes and pigments (for example carbon black, titanium dioxide or iron oxide), impact modifiers, and Brönsted acid compounds as base scavengers, or mixtures of several of the additives mentioned.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass Komponente B) mindestens einen Füll- und/oder Verstärkungsstoff umfasst. Dies ist insbesondere so zu verstehen, dass noch weitere Additive, insbesondere die oben genannten, umfasst sein können, aber zumindest mindestens ein Füll- und/oder Verstärkungsstoff. Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass der mindestens eine Füll- und/oder Verstärkungsstoff ausgewählt wird aus der Gruppe, bestehend aus Aluminiumhydroxid, Aluminiumoxid, Aluminiumsilikate, Bariumoxid, Bariumsulfat, Boehmit, Calciumcarbonat, Diaspor, Dolomit, Glasperlen, Graphit, expandiertes Graphit, Kaolin, Kreide, Magnesiumaluminat, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Montmorillonit, Quarzpulver, Silikate, Siliciumdioxid, Talk, Titandioxid, Vermiculit, Wollastonit, Zeolithe, Zirkonoxid, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Basaltfasem, Aramidfasem, Liquid-crystal- Polymer-Fasem, Polyphenylensulfid-Fasem, Polyetherketon-Fasern, Polyetheretherketon- Fasern, Polyetherimid-Fasem und beliebigen Mischungen davon. According to the invention, it is preferred that component B) comprises at least one filler and/or reinforcing material. This is to be understood in particular to mean that further additives, in particular those mentioned above, can be included, but at least at least one filler and/or reinforcing material. It is particularly preferred that the at least one filler and/or reinforcing material is selected from the group consisting of aluminum hydroxide, aluminum oxide, aluminum silicates, barium oxide, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, diaspore, dolomite, glass beads, graphite, expanded graphite, Kaolin, chalk, magnesium aluminate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, montmorillonite, quartz powder, silicates, silicon dioxide, talc, titanium dioxide, vermiculite, wollastonite, zeolites, zirconium oxide, glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers, liquid crystal polymer fibers, polyphenylene sulfide fibers, polyether ketone fibers, polyetheretherketone fibers, polyetherimide fibers and any mixtures thereof.
Bevorzugt werden anorganische Füllstoffe wie Aluminiumhydroxid (Gibbsit), Aluminiumoxid, Aluminiumsilikate wie z.B. Glimmer oder Tonschichten, Bariumoxid, Bariumsulfat, Boehmit, Calciumcarbonat, Diaspor, Dolomit, Glasperlen, Graphit, expandiertes Graphit, Kaolin, Kreide, Magnesiumaluminat, Magnesiumhydroxid, Magnesiumoxid, Montmorillonit, insbesondere auch in einer durch lonenaustausch modifizierten, organophilen Form, Quarzpulver, Silikate, Siliciumdioxid (nicht gebrannt), Talk, Titandioxid, Vermiculit, Wollastonit, Zeolithe, und / oder Zirkonoxid verwendet. Des Weiteren können die Füllstoffe z.B. partikel-, schuppenförmigen oder faserförmigen Charakter haben. Es können auch Mischungen verschiedener anorganischer Materialien zum Einsatz kommen. Preferred fillers are inorganic fillers such as aluminum hydroxide (gibbsite), aluminum oxide, aluminum silicates such as mica or clay layers, barium oxide, barium sulfate, boehmite, calcium carbonate, diaspore, dolomite, glass beads, graphite, expanded graphite, kaolin, chalk, magnesium aluminate, magnesium hydroxide, magnesium oxide, montmorillonite, especially in an organophilic form modified by ion exchange, quartz powder, silicates, silicon dioxide (unfired), talc, titanium dioxide, vermiculite, wollastonite, zeolites, and/or zirconium oxide. Furthermore, the fillers can be particulate, flaky, or fibrous. Mixtures of various inorganic materials can also be used.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird Talk als Komponente B) verwendet. Bevorzugte Einsatzmengen von Talk liegen zwischen größer 5 Gew.-% und 40 Gew.-% Talk bezogen auf die eingesetzten Thermoplasten. Weiter bevorzugt ist eine Einsatzmenge von Talk von 5,5 Gew.-% bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 6 Gew.-% bis 30 Gew.-% bezogen auf die eingesetzten Thermoplasten. Ganz besonders bevorzugt werden 10 Gew.-% bis 25 Gew.-% Talk bezogen auf die eingesetzten Thermoplasten in den Zusammensetzungen verwendet.In a preferred embodiment, talc is used as component B). Preferred amounts of talc used are between greater than 5% by weight and 40% by weight, based on the thermoplastics used. Further preferred amounts of talc are between 5.5% by weight and 35% by weight, particularly preferably between 6% by weight and 30% by weight, based on the thermoplastics used. Very particular preference is given to using 10% by weight to 25% by weight of talc, based on the thermoplastics used in the compositions.
Des Weiteren können Fasern als Komponente B) eingesetzt werden. Beispiele für erfmdungsgemäß geeignete Fasern sind Glasfasern, Kohlenstofffasern, Basaltfasern, Aramidfasem, Liquid-crystal-Polymer-Fasem, Polyphenylensulfid-Fasem, Polyetherketon- Fasem, Polyetheretherketon-Fasern, Polyetherimid-Fasern und deren Mischungen. Als besonders praxisgerecht hat sich der Einsatz von Glasfasern oder Kohlenstofffasem erwiesen.Furthermore, fibers can be used as component B). Examples of fibers suitable for use in the invention are glass fibers, carbon fibers, basalt fibers, aramid fibers, liquid crystal polymer fibers, polyphenylene sulfide fibers, polyether ketone fibers, polyetheretherketone fibers, polyetherimide fibers, and mixtures thereof. The use of glass fibers or carbon fibers has proven particularly practical.
In einer bevorzugten Ausfühmngsform werden Glasfasern verwendet. Bevorzugte Einsatzmengen von Glasfasems liegen zwischen größer 5 Gew.-% und 40 Gew.-% Glasfasern bezogen auf die eingesetzten Thermoplasten. Weiter bevorzugt ist eine Einsatzmenge von Glasfasern von 5,5 Gew.-% bis 35 Gew.-%, besonders bevorzugt 6 Gew.-% bis 30 Gew.-% bezogen auf die eingesetzten Thermoplasten. Ganz besonders bevorzugt werden 10 Gew.-% bis 25 Gew.-%, ebenso bevorzugt 15 Gew.-% bis 25 Gew.-% Glasfasern bezogen auf die eingesetzten Thermoplasten in den Zusammensetzungen verwendet. In a preferred embodiment, glass fibers are used. Preferred amounts of glass fibers are between greater than 5 wt.% and 40 wt.% glass fibers based on the thermoplastics used. Further preferred is an amount of glass fibers of 5.5 wt.% to 35 wt.%, particularly preferably 6 wt.% to 30 wt.% based on the thermoplastics used. 10 wt.% is most preferred. to 25 wt.%, likewise preferably 15 wt.% to 25 wt.% glass fibers based on the thermoplastics used in the compositions.
Soweit nicht anders angegeben, sind die in Bezug auf die thermoplastische Zusammensetzung angegebenen Gewichtsprozente so zu verstehen, dass sie sich auf das Gesamtgewicht der thermoplastischen Zusammensetzung beziehen. Bevorzugt umfasst die thermoplastische Zusammensetzung 60 Gew.% bis weniger als 95 Gew.-% der Komponente A) und 40 Gew.- % 0 Gew.-% bis mehr als 5 Gew.-% der Komponente B), wobei 95 Gew.-% der Komponente A) und 5 Gew.-% der Komponente B) ausgenommen sind. Besonders bevorzugt umfasst die thermoplastische Zusammensetzung (Z) 60 Gew.-% bis 94 Gew.-% der Komponente A) und 40 Gew.-% bis 6 Gew.-% der Komponente B), ganz besonders bevorzugt 70 Gew.-% bis 90 Gew.-% der Komponente A) und 30 Gew.-% bis 10 Gew.-% der Komponente B), ebenso bevorzugt 75 Gew.-% bis 87 Gew.-% der Komponente A) und 25 Gew.-% bis 13 Gew.-% der Komponente B),. Bevorzugt besteht die thermoplastische Zusammensetzung im Wesentlichen aus den Komponenten A) und B). Ganz besonders bevorzugt besteht die thermoplastische Zusammensetzung aus den Komponenten A) und B). Unless otherwise stated, the weight percentages stated with respect to the thermoplastic composition are to be understood as relating to the total weight of the thermoplastic composition. The thermoplastic composition preferably comprises 60 wt.% to less than 95 wt.% of component A) and 40 wt.% 0 wt.% to more than 5 wt.% of component B), with the exception of 95 wt.% of component A) and 5 wt.% of component B). More preferably, the thermoplastic composition (Z) comprises 60 wt.% to 94 wt.% of component A) and 40 wt.% to 6 wt.% of component B), very preferably 70 wt.% to 90 wt.% of component A) and 30 wt.% to 10 wt.% of component B), likewise preferably 75 wt.% to 87 wt.% of component A) and 25 wt.% to 13 wt.% of component B). The thermoplastic composition preferably consists essentially of components A) and B). Most preferably, the thermoplastic composition consists of components A) and B).
Des Weiteren ist es bevorzugt, dass Komponente B) zusätzlich zu den oben beschriebenen Füll- und/oder Verstärkungsstoffen bzw. zusätzlich zu den entsprechend bevorzugten Füll- und/oder Verstärkungsstoffen zumindest einen Thermostabilisator umfasst. Als Thermostabilisatoren sind insbesondere Phosphor-basierte Stabilisatoren, ausgewählt aus der Gruppe der Phosphate, Phosphite, Phosphonite, Phosphine und deren Mischungen, geeignet. Beispiele sind Trisisooctylphosphat, Triphenylphosphit, Diphenylalkylphosphit, Phenyldialkylphosphit, Tris(nonylphenyl)phosphit, Trilaurylphosphit, Trioctadecylphosphit, Distearylpentaerythritoldiphosphit, Tris(2,4-di-tert-butylphenyl)phosphit (Irgafos 168), Diisodecylpentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4-di-cumylphenyl)pentaerythritoldiphosphit (Doverphos S-9228), Bis(2,6-di-tert-butyl- 4-methylphenyl)penta-erythritol-diphosphit, Diisodecyloxypentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)-pentaerythritoldiphosphit, Bis(2,4,6-tris(tert- butylphenyl)pentaerythritoldiphosphit, Tristearylsorbitoltriphosphit, Tetrakis(2,4-di-tert- butylphenyl)-4,4'-biphenylendiphosphonit, 6-Isooctyloxy-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12H- dibenz[d,g]-l,3,2-dioxaphosphocin, Bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)methylphosphit, Bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)ethylphosphit, 6-Fluoro-2,4,8, 1 O-tetra-tert-butyl- 12- methyl-dibenz[d,g]-l,3,2-dioxaphosphocin, 2,2',2"-Nitrilo-[triethyltris(3,3',5,5'-tetra-tert- butyl-l,l'-biphenyl-2,2'-diyl)phosphit], 2-Ethylhexyl(3,3',5,5'-tetra-tert-butyl-l,l'-biphenyl- 2,2'-diyl)phosphit, 5-Butyl-5-ethyl-2-(2,4,6-tri-tert-butylphenoxy)-l,3,2-dioxaphosphiran, Bis(2,6-di-ter-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol-diphosphit, Triphenylphosphin (TPP), Trialkylphenylphosphin, Bisdiphenylphosphino-ethan oder ein Trinaphthylphosphin. Sie werden allein oder im Gemisch, z. B. Irganox B900 (Gemisch aus Irgafos 168 und Irganox 1076 im Verhältnis 4:1) oder Doverphos S-9228 mit Irganox B900 bzw. Irganox 1076, eingesetzt. Insbesondere bevorzugt werden Triphenylphosphin (TPP), Trisisooctylphsophat, Irgafos 168 oder Tris(nonylphenyl)phosphit oder deren Mischungen eingesetzt. Die Thermostabilisatoren werden bevorzugt in Mengen bis zu 1,0 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,003 Gew.-% bis 1,0 Gew.-%, noch weiter bevorzugt 0,005 Gew.-% bis 0,5 Gew.- %, besonders bevorzugt 0,01 Gew.-% bis 0,2 Gew.-%, eingesetzt. Insbesondere ist es bevorzugt, wenn TPP in Mengen von 0 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,08 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0,01 bis 0,05 Gew.-% eingesetzt wird. Ebenso ist es bevorzugt, wenn Stabilisatoren aus der Gruppe der Phosphite in Mengen von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,015 bis 0,09 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,02 bis 0,08 Gew.-% eingesetzt werden. Der Fachmann ist grundsätzlich in der Lage, die Mengen der Gesamtheit der Komponente B) (z. B. wenn Komponente B) einen Füll- und/oder Verstärkungsstoff aufweist und zusätzlich ein weiteres Additiv) auf die thermoplastische Zusammensetzung zu beziehen, wenn Komponente B) mehr als ein Additiv umfasst. Dies kann entweder über die Gesamtmenge an B) erfolgen, wie oben angegeben oder aber durch die Addition der einzelnen bevorzugten Mengen der unterschiedlichen Additive, welche alle Komponente B) sein können. Furthermore, it is preferred that component B) comprises at least one thermal stabilizer in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials. Particularly suitable thermal stabilizers are phosphorus-based stabilizers selected from the group of phosphates, phosphites, phosphonites, phosphines, and mixtures thereof. Examples are trisisooctyl phosphate, triphenyl phosphite, diphenyl alkyl phosphite, phenyldialkyl phosphite, tris(nonylphenyl) phosphite, trilauryl phosphite, trioctadecyl phosphite, distearylpentaerythritol diphosphite, tris(2,4-di-tert-butylphenyl) phosphite (Irgafos 168), Diisodecylpentaerythritol diphosphite, bis(2,4-di-tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, bis(2,4-di-cumylphenyl)pentaerythritol diphosphite (Doverphos S-9228), bis(2,6-di-tert-butyl-4-methylphenyl)penta-erythritol diphosphite, diisodecyloxypentaerythritol diphosphite, Bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)-pentaerythritol diphosphite, bis(2,4,6-tris(tert-butylphenyl)pentaerythritol diphosphite, tristearyl sorbitol triphosphite, tetrakis(2,4-di-tert-butylphenyl)-4,4'-biphenylene diphosphonite, 6-Isooctyloxy-2,4,8,10-tetra-tert-butyl-12H-dibenz[d,g]-l,3,2-dioxaphosphocin, bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)methyl phosphite, bis(2,4-di-tert-butyl-6-methylphenyl)ethyl phosphite, 6-fluoro-2,4,8, 1 O-tetra-tert-butyl-12- methyl-dibenz[d,g]-l,3,2-dioxaphosphocin, 2,2',2"-nitrilo-[triethyltris(3,3',5,5'-tetra-tert-butyl-l,l'-biphenyl-2,2'-diyl)phosphite], 2-Ethylhexyl(3,3',5,5'-tetra-tert-butyl-l,l'-biphenyl-2,2'-diyl)phosphite, 5-butyl-5-ethyl-2-(2,4,6-tri-tert-butylphenoxy)-l,3,2-dioxaphosphiran, Bis(2,6-di-ter-butyl-4-methylphenyl)pentaerythritol diphosphite, triphenylphosphine (TPP), trialkylphenylphosphine, bisdiphenylphosphinoethane, or trinaphthylphosphine. They are used alone or in a mixture, e.g., Irganox B900 (a 4:1 mixture of Irgafos 168 and Irganox 1076) or Doverphos S-9228 with Irganox B900 or Irganox 1076. Particular preference is given to using triphenylphosphine (TPP), trisisooctylphosphate, Irgafos 168, or tris(nonylphenyl)phosphite, or mixtures thereof. The thermal stabilizers are preferably used in amounts of up to 1.0 wt. %, more preferably 0.003 wt. % to 1.0 wt. %, even more preferably 0.005 wt. % to 0.5 wt. %, particularly preferably 0.01 wt. % to 0.2 wt. %. In particular, it is preferred if TPP is used in amounts of 0 to 0.1 wt. %, particularly preferably 0.05 to 0.08 wt. % and very particularly preferably 0.01 to 0.05 wt. %. It is likewise preferred if stabilizers from the group of phosphites are used in amounts of 0.01 to 0.1 wt. %, particularly preferably 0.015 to 0.09 wt. % and particularly preferably 0.02 to 0.08 wt. %. The skilled person is generally able to relate the amounts of the entirety of component B) (e.g., if component B) comprises a filler and/or reinforcing material and additionally another additive) to the thermoplastic composition if component B) comprises more than one additive. This can be done either via the total amount of B), as stated above, or by adding the individual preferred amounts of the different additives, all of which can be component B).
Ferner bevorzugt können phenolische Antioxidantien wie alkylierte Monophenole, alkylierte Thioalkylphenole, Hydrochinone und alkylierte Hydrochinone als Komponente B) zusätzlich zu den oben beschriebenen Füll- und/oder Verstärkungsstoffen bzw. zusätzlich zu den entsprechend bevorzugten Füll- und/oder Verstärkungsstoffen eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Irganox 1010 (Pentaerythrit-3-(4-hydroxy-3,5-di-tert- butylphenyl)propionat; CAS: 6683-19-8) und Irganox 1076 (Octadecyl-3-(3,5-di-tert-butyl-4- hydroxyphenyl)-propionat) eingesetzt. Diese werden bevorzugt in Mengen von 0,001 - 0,5 Gew-%, besonders bevorzugt 0,0025 bis 0,1 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0,005 bis 0,04 Gew.-% eingesetzt. Furthermore, phenolic antioxidants such as alkylated monophenols, alkylated thioalkylphenols, hydroquinones, and alkylated hydroquinones can preferably be used as component B) in addition to the fillers and/or reinforcing agents described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing agents. Particular preference is given to using Irganox 1010 (pentaerythritol 3-(4-hydroxy-3,5-di-tert-butylphenyl)propionate; CAS: 6683-19-8) and Irganox 1076 (octadecyl 3-(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyphenyl)propionate). These are preferably used in amounts of 0.001 to 0.5 wt.%, particularly preferably 0.0025 to 0.1 wt.%, and most preferably 0.005 to 0.04 wt.%.
Als Komponente B) insbesondere zusätzlich zu den oben beschriebenen Füll- und/oder Verstärkungsstoffen bzw. zusätzlich zu den entsprechend bevorzugten Füll- und/oder Verstärkungsstoffen besonders geeignete Ultraviolett-Absorber sind Hydroxy -Benzotriazole, wie 2-(3',5'-Bis-(l,l-dimethylbenzyl)-2'-hydroxy-phenyl)-benzotriazol (Tinuvin® 234, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(2'-Hydroxy-5'-(tert.-octyl)-phenyl)-benzotriazol (Tinuvin® 329, BASF SE, Ludwigshafen), Bis-(3-(2H-benztriazolyl)-2-hydroxy-5-tert.-octyl)methan (Tinuvin® 360, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(4,6-Diphenyl-l,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyloxy)-phenol (Tinuvin® 1577, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(5chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-6-(l,l- dimethylethyl)-4-methyl-phenol (Tinuvin® 326, BASF SE, Ludwigshafen), sowie Benzophenone wie 2,4-Dihydroxybenzophenon (Chimasorb® 22 , BASF SE, Ludwigshafen) und 2-Hydroxy-4-(octyloxy)-benzophenon (Chimassorb® 81, BASF SE, Ludwigshafen), 2,2- Bis[[(2-cyano-l-oxo-3,3-diphenyl-2-propenyl)oxy]-methyl]-l,3-propandiylester (9CI) (Uvinul 3030, BASF SE, Ludwigshafen), 2-[2-Hydroxy-4-(2-ethylhexyl)oxy]phenyl-4,6- di(4-phenyl)phenyl-l,3,5-triazine (Tinuvin® 1600, BASF SE, Ludwigshafen), Tetraethyl-2,2'- (l,4-phenylen-dimethyliden)-bismalonat (Hostavin B-Cap, Clariant AG) oder N-(2- Ethoxyphenyl)-N'-(2-ethylphenyl)-ethandiamid (Tinuvin® 312, CAS-Nr. 23949-66-8, BASF SE, Ludwigshafen). Particularly suitable ultraviolet absorbers as component B), in particular in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials, are hydroxybenzotriazoles, such as 2-(3',5'-bis-(l,l-dimethylbenzyl)-2'-hydroxyphenyl)-benzotriazole (Tinuvin® 234, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(2'-Hydroxy-5'-(tert.-octyl)-phenyl)-benzotriazole (Tinuvin® 329, BASF SE, Ludwigshafen), Bis-(3-(2H-benzotriazolyl)-2-hydroxy-5-tert.-octyl)methane (Tinuvin® 360, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(4,6-Diphenyl-l,3,5-triazin-2-yl)-5-(hexyloxy)-phenol (Tinuvin® 1577, BASF SE, Ludwigshafen), 2-(5chloro-2H-benzotriazol-2-yl)-6-(l,l-dimethylethyl)-4-methyl-phenol (Tinuvin® 326, BASF SE, Ludwigshafen), as well as benzophenones such as 2,4-Dihydroxybenzophenone (Chimasorb® 22, BASF SE, Ludwigshafen) and 2-Hydroxy-4-(octyloxy)-benzophenone (Chimassorb® 81, BASF SE, Ludwigshafen), 2,2-bis[[(2-cyano-l-oxo-3,3-diphenyl-2-propenyl)oxy]-methyl]-l,3-propanediyl ester (9CI) (Uvinul 3030, BASF SE, Ludwigshafen), 2-[2-Hydroxy-4-(2-ethylhexyl)oxy]phenyl-4,6-di(4-phenyl)phenyl-l,3,5-triazine (Tinuvin® 1600, BASF SE, Ludwigshafen), tetraethyl-2,2'-(l,4-phenylene-dimethylidene)bismalonate (Hostavin B-Cap, Clariant AG) or N-(2- Ethoxyphenyl)-N'-(2-ethylphenyl)-ethanediamide (Tinuvin® 312, CAS no. 23949-66-8, BASF SE, Ludwigshafen).
Sofern UV-Absorber enthalten sind, enthält die Zusammensetzung bevorzugt Ultraviolett- Absorber in einer Menge bis 0,8 Gew.-%, bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,08 Gew.-%bis 0,4 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0, 1 Gew.-% bis 0,35 Gew.- %, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung. If UV absorbers are included, the composition preferably contains ultraviolet absorbers in an amount of up to 0.8 wt.%, preferably 0.05 wt.% to 0.5 wt.%, more preferably 0.08 wt.% to 0.4 wt.%, most preferably 0.1 wt.% to 0.35 wt.%, based on the total composition.
Bevorzugt kann Komponente B) zusätzlich zu den oben beschriebenen Füll- und/oder Verstärkungsstoffen bzw. zusätzlich zu den entsprechend bevorzugten Füll- und/oder Verstärkungsstoffen ein Entformungsmittel enthalten. Als Entformungsmittel kommen insbesondere Pentaerythritoltetrastearat (PETS) bzw. Glycerinmonostearat (GMS) in Frage. Sofern Entformungsmittel enthalten sind, enthält die Zusammensetzung bevorzugt bis zu 0,8 Gew.-%, bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,08 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 0,35 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtzusammensetzung. Component B) may preferably contain a mold release agent in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials. Pentaerythritol tetrastearate (PETS) or glycerol monostearate (GMS) are particularly suitable as mold release agents. If mold release agents are present, the composition preferably contains up to 0.8 wt. %, preferably 0.05 wt. % to 0.5 wt. %, more preferably 0.08 wt. % to 0.4 wt. %, most preferably 0.1 wt. % to 0.35 wt. %, based on the total composition.
Es hat sich insbesondere als vorteilhaft herausgestellt, wenn die thermoplastische Zusammensetzung als Komponente B) des Weiteren zusätzlich zu den oben beschriebenen Füll- und/oder Verstärkungsstoffen bzw. zusätzlich zu den entsprechend bevorzugten Füll- und/oder Verstärkungsstoffen zumindest mindestens eine Hydroxylkomponente (I), umfassend mindestens drei Kohlenstoffatome und mindestens drei Hydroxylgruppen, wobei mindestens eine dieser mindestens drei Hydroxylgruppen jeweils mit einer aliphatischen gesättigten oder ungesättigten, linearen, cyclischen oder verzweigten Ci-C32-Carbonsäure oder Benzoesäure verestert ist und mindestens eine dieser mindestens drei Hydroxylgruppen als freie Hydroxylgruppe vorliegt, umfasst. Selbstverständlich können in diesem Fall noch andere Komponenten B) vorliegen. It has proven particularly advantageous if the thermoplastic composition as component B) further comprises, in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials, at least one hydroxyl component (I) comprising at least three carbon atoms and at least three hydroxyl groups, wherein at least one of these at least three hydroxyl groups is esterified with an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched Ci-C32 carboxylic acid or benzoic acid and at least one of these at least three hydroxyl groups as free hydroxyl group is present. Of course, other components B) may also be present in this case.
Überraschend wurde gefunden, dass, die zusätzliche Verwendung spezieller Hydroxylkomponenten im Trägermaterial dazu führt, dass die verbesserte Verbundhaftung noch weiter verbessert wird. Die spezielle Hydroxylkomponente reichert sich dabei jedoch überwiegend an der Oberfläche des Trägers an. Dadurch werden die Bulkeigenschaften des Trägers kaum von der Verwendung des zusätzlichen Additivs beeinflusst. Der Verbund zeigt eine weitere Verbesserung insbesondere gegenüber einem vergleichbaren System, wobei jedoch das Polycarbonat der Komponente A) kein Additiv mit mindestens einer Hydroxylgruppe, bevorzugt keine spezielle Hydroxylkomponente (I) aufweist.. Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass die spezielle Hydroxylkomponente (I) auf Grund ihrer chemischen Natur als Haftvermittler agieren kann. Die hydrophilen OHGruppen sowie gegebenenfalls, falls vorhanden auch die hydrophoben Kohlenwasserstoffketten (insbesondere, wenn sie langkettig sind) führen dazu, dass sich diese während der Bildung des Trägers und/oder nach der Bildung des Trägers an der Oberfläche des Trägers anreichem. Gleichzeitig führen die hydrophoben Kohlenwasserstoffgruppen zu einer festen Verankerung in und an dem Trägermaterial (insbesondere langkettige Kohlenwasserstoffe können sich auf für den Fachmann bekannte Weise mit dem Trägermaterial verhaken und somit auch ohne Ausbildung einer kovalenten Bindung eine belastbare Verbindung bilden). Hierbei kann auf die Beweglichkeit und somit die Tendenz der Oberflächenanreicherung zum Beispiel durch den Abkühlungsprozess zum Träger hin Einfluss genommen werden. Je wärmer die Schmelze noch ist, desto beweglicher sind die Moleküle. Auf die Temperatur der Schmelze kann beispielsweise durch Erhöhung der Gesamtschmelzetemperatur im Verfahren oder die Werkzeugtemperatur Einfluss genommen werden. Gleichzeitig führt diese Oberflächenanreicherung dazu, dass die spezielle Hydroxylkomponente im Bulk des Trägermaterials abgereichert wird. Dies bewirkt, dass die Hydroxylkomponente kaum Einfluss auf die Bulkeigenschaften des Trägers nimmt. Zum anderen führt dies aber auch dazu, dass die Menge der Hydroxylkomponente gering gehalten werden kann, da sie effektiv nur dort genutzt wird, wo sie auch benötigt wird. Dies reduziert zusätzlich die Kosten. Surprisingly, it was found that the additional use of special hydroxyl components in the carrier material leads to an even further improvement in the improved composite adhesion. However, the special hydroxyl component accumulates predominantly on the surface of the carrier. As a result, the bulk properties of the carrier are hardly affected by the use of the additional additive. The composite shows a further improvement, particularly compared to a comparable system, whereby the polycarbonate of component A) does not have an additive with at least one hydroxyl group, preferably no special hydroxyl component (I). Without wishing to be bound by any theory, it is assumed that the special hydroxyl component (I) can act as an adhesion promoter due to its chemical nature. The hydrophilic OH groups and, if present, also the hydrophobic hydrocarbon chains (particularly if they are long-chain) lead to these accumulating on the surface of the carrier during and/or after the formation of the carrier. At the same time, the hydrophobic hydrocarbon groups lead to a firm anchoring in and on the carrier material (long-chain hydrocarbons in particular can interlock with the carrier material in a manner known to those skilled in the art, thus forming a resilient bond even without the formation of a covalent bond). The mobility and thus the tendency for surface enrichment towards the carrier can be influenced, for example, by the cooling process. The warmer the melt, the more mobile the molecules are. The temperature of the melt can be influenced, for example, by increasing the overall melt temperature during the process or the mold temperature. At the same time, this surface enrichment leads to a depletion of the specific hydroxyl component in the bulk of the carrier material. This means that the hydroxyl component has hardly any influence on the bulk properties of the carrier. On the other hand, it also means that the amount of hydroxyl component can be kept low, since it is effectively used only where it is needed. This further reduces costs.
Ohne an eine Theorie gebunden sein zu wollen, wird angenommen, dass insbesondere die weiteren zusätzlichen OH-Gruppen, welche an der Oberfläche des gebildeten Trägers vorhanden sind, für eine Reaktion mit den Komponenten des Polyurethanrohstoffgemisches zur Verfügung stehen. Die Kombination von kovalenten Bindungen zwischen Polycarbonat und Polyurethan und den fest im Trägermaterial verankerten, aber dennoch flexibleren Bindungen, zwischen der abreagierten Hydroxylverbindung und dem Polyurethan führen insgesamt zu einem guten Verbund. Without wishing to be bound by theory, it is assumed that, in particular, the additional OH groups present on the surface of the formed support are available for reaction with the components of the polyurethane raw material mixture. The combination of covalent bonds between polycarbonate and polyurethane and the bonds firmly anchored in the carrier material, but still more flexible, between the reacted hydroxyl compound and the polyurethane lead overall to a good bond.
Bevorzugt wird die Hydroxy Ikomponente (I) dargestellt durch die Strukturformel (I)Preferably, the hydroxy I component (I) is represented by the structural formula (I)
(R4-C(=O)O)O-(R5)X-(OH)P (I), worin jedes R4 unabhängig voneinander ein aliphatischer gesättigter oder ungesättigter, linearer, cyclischer oder verzweigter C1-C31 -Alkylrest oder Phenyl ist, (R4-C(=O)O)O-( R5 )X-(OH) P (I), wherein each R4 is independently an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl,
R5 eine lineare, cyclische oder verzweigte Alkylengruppe mit x Kohlenstoffatomen ist, wobei x 3 bis 12, bevorzugt 3 bis 8, besonders bevorzugt 3 bis 7, ganz besonders bevorzugt 3 bis 5 ist und jedes dieser in R5 enthaltenen Kohlenstoffatome jeweils die Substituenten (R4- C(=O)O)o-, -(OH)p und/oder Wasserstoff oder einen Alkylrest aufweisen kann und o eine Zahl von 1 bis 12 ist und p eine Zahl von 1 bis 12 ist, unter der Voraussetzung, dass o + p 2 bis 12 ist und das Maximum von o + p bestimmt wird durch die maximale Anzahl x der Kohlenstoffatomen in R5. R 5 is a linear, cyclic or branched alkylene group having x carbon atoms, where x is 3 to 12, preferably 3 to 8, particularly preferably 3 to 7, very particularly preferably 3 to 5, and each of these carbon atoms contained in R 5 can each have the substituents (R 4 - C(=O)O) o -, -(OH)p and/or hydrogen or an alkyl radical and o is a number from 1 to 12 and p is a number from 1 to 12, with the proviso that o + p is 2 to 12 and the maximum of o + p is determined by the maximum number x of carbon atoms in R5.
Dabei ist dem Fachmann ersichtlich, dass nur so viele Substituenten in der Formel (I) vorliegen, wie auch Valenzen des Kohlenstoffs zur Verfügung stehen. Weist eine verzweigte R5-Alkylengruppe beispielsweise mindestens ein tertiäres Kohlenstoff auf, so hat dieses tertiäre Kohlenstoffatom somit höchstens noch eine Valenz für einen der Substituenten R4- C(=O)O)o-, -(OH)P und/oder Wasserstoff zur Verfügung. Ebenso kann eine verzweigte R5- Alkylengruppe ein quartäres Kohlenstoffatom aufweisen, welches keine Valenz für einen weiteren Substituenten aufweist. It is obvious to the person skilled in the art that only as many substituents are present in formula (I) as there are valences of the carbon atom available. If, for example, a branched R5 alkylene group has at least one tertiary carbon atom, this tertiary carbon atom thus has at most one valence available for one of the substituents R4 -C(=O)O) o- , -(OH) P and/or hydrogen. Likewise, a branched R5 alkylene group can have a quaternary carbon atom that has no valence for any other substituent.
Ebenso ist es bevorzugt, dass die Hydroxylkomponente (I) dargestellt wird durch die Strukturformel (la) oder (Ib) worin jedes R4 unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen aliphatischen gesättigten oder ungesättigten, linearen, cyclischen oder verzweigten C1-C31 -Alkylrest oder Phenyl steht, unter der Bedingungen, dass mindestens ein R4 Wasserstoff ist und mindestens ein R4 ein aliphatischer gesättigter oder ungesättigter, linearer, cyclischer oder verzweigter C1 -C31- Alkylrest oder Phenyl ist, jedes Y unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Arylrest steht undIt is also preferred that the hydroxyl component (I) is represented by the structural formula (Ia) or (Ib) wherein each R4 independently represents hydrogen, an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, under the conditions that at least one R4 is hydrogen and at least one R4 is an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, each Y independently represents hydrogen, an alkyl or aryl radical and
Z für Wasserstoff, einen Alkylrest oder OR4 steht, Z represents hydrogen, an alkyl radical or OR4,
(Ib), worin jedes R4 unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen aliphatischen gesättigten oder ungesättigten, linearen, cyclischen oder verzweigten C1-C31 -Alkylrest oder Phenyl steht, unter der Bedingungen, dass mindestens ein R4 Wasserstoff ist und mindestens ein R4 ein aliphatischer gesättigter oder ungesättigter, linearer, cyclischer oder verzweigter C1 -C31- Alkylrest oder Phenyl ist, jedes Y unabhängig voneinander für Wasserstoff, einen Alkyl- oder Arylrest steht, (Ib), wherein each R4 independently represents hydrogen, an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, under the conditions that at least one R4 is hydrogen and at least one R4 is an aliphatic saturated or unsaturated, linear, cyclic or branched C1-C31 alkyl radical or phenyl, each Y independently represents hydrogen, an alkyl or aryl radical,
Z für Wasserstoff oder einen Alkylrest steht und x für eine Zahl zwischen 3 bis 12, bevorzugt 3 bis 8, besonders bevorzugt 3 bis 7, ganz besonders bevorzugt 3 bis 5 steht. Z represents hydrogen or an alkyl radical and x represents a number between 3 and 12, preferably 3 to 8, particularly preferably 3 to 7, most particularly preferably 3 to 5.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass x in Strukturformel (I) oder (Ib) für 3 bis 5 steht. In particular, it is preferred that x in structural formula (I) or (Ib) is 3 to 5.
Dabei ist es insbesondere bevorzugt, dass jedes R4 in Strukturformel (I), (la) oder (Ib) unabhängig voneinander für Methyl, Ethyl, n-Propyl, iso-Propyl, n-Butyl, see. -Butyl, tert.- Butyl, n-Pentyl, 1 -Methylbutyl, 2-Methylbutyl, 3-Methylbutyl, neo-Pentyl, 1 -Ethylpropyl, Cyclohexyl, Cyclopentyl, n-Hexyl, 1,1 -Dimethylpropyl, 1,2-Dimethylpropyl, 1,2- Dimethylpropyl, 1 -Methylpentyl, 2-Methylpentyl, 3-Methylpentyl, 4-Methylpentyl, 1,1- Dimethylbutyl, 1,2-Dimethylbutyl, 1,3 -Dimethylbutyl, 2,2-Dimethylbutyl, 2,3- Dimethylbutyl, 3,3-Dimethylbutyl, 1-Ethylbutyl, 2-Ethylbutyl, 1,1,2-Trimethylpropyl, 1,2,2- Trimethylpropyl, 1 -Ethyl- 1 -methylpropyl, l-Ethyl-2-methylpropyl, l-Ethyl-2-methylpropyl, n-Heptyl, n-Octyl, Pinakyl, Adamantyl, die isomeren Menthyle, n-Nonyl, n-Decyl, n-Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl oder n-Octadecyl steht. Besonders bevorzugt, steht jedes R4 in Strukturformel (I), (la) oder (Ib) unabhängig voneinander für n-Nonyl, n-Decyl, n- Dodecyl, n-Tridecyl, n-Tetradecyl, n-Hexadecyl oder n-Octadecyl. It is particularly preferred that each R 4 in structural formula (I), (Ia) or (Ib) independently of one another represents methyl, ethyl, n-propyl, iso-propyl, n-butyl, see. -Butyl, tert-Butyl, n-pentyl, 1-methylbutyl, 2-methylbutyl, 3-methylbutyl, neo-pentyl, 1-ethylpropyl, cyclohexyl, cyclopentyl, n-hexyl, 1,1-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1,2-dimethylpropyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 3-methylpentyl, 4-methylpentyl, 1,1-dimethylbutyl, 1,2-dimethylbutyl, 1,3-dimethylbutyl, 2,2-dimethylbutyl, 2,3-dimethylbutyl, 3,3-dimethylbutyl, 1-ethylbutyl, 2-ethylbutyl, 1,1,2-trimethylpropyl, 1,2,2-trimethylpropyl, 1-ethyl-1-methylpropyl, l-ethyl-2-methylpropyl, l-Ethyl-2-methylpropyl, n-heptyl, n-octyl, pinakyl, adamantyl, the isomeric menthyls, n-nonyl, n-decyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, or n-octadecyl. Particularly preferably, each R4 in structural formula (I), (Ia), or (Ib) independently represents n-nonyl, n-decyl, n-dodecyl, n-tridecyl, n-tetradecyl, n-hexadecyl, or n-octadecyl.
Ebenso bevorzugt, insbesondere bevorzugt in Kombination mit den oben beschriebenen Bedeutungen für R4, ist, dass jedes Y in Strukturformel (I), (la) oder (Ib) unabhängig voneinander für Wasserstoff, Methyl, Ethyl, Propyl, Butyl oder Phenyl steht. Besonders bevorzugt ist Komponente B) Glycerinmonostearat. Likewise preferred, particularly preferred in combination with the above-described meanings for R4, is that each Y in structural formula (I), (Ia) or (Ib) independently represents hydrogen, methyl, ethyl, propyl, butyl or phenyl. Component B) is particularly preferred to be glycerol monostearate.
Die thermoplastische Zusammensetzung umfasst bevorzugt 0,0001 bis 5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,001 bis 1 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,01 bis 0,8 Gew.-% und am bevorzugsten 0,02 bis 0,06 Gew.-% der Hydroxylkomponente (I). Diese Mengen bringen einen zusätzlichen Vorteil, dass eine noch weiter verbesserte Verbundhaftung eintritt, aber gleichzeitig die Menge so gering ist, dass die Bulk-Eigenschaften des Trägers kaum verändert werden. The thermoplastic composition preferably comprises 0.0001 to 5 wt.%, more preferably 0.001 to 1 wt.%, most preferably 0.01 to 0.8 wt.%, and most preferably 0.02 to 0.06 wt.% of the hydroxyl component (I). These amounts provide the additional advantage of further improving bond strength, but at the same time, the amount is so small that the bulk properties of the carrier are barely altered.
Besonders bevorzugt umfasst die Komponente B) bevorzugt zusätzlich zu den oben beschriebenen Füll- und/oder Verstärkungsstoffen bzw. zusätzlich zu den entsprechend bevorzugten Füll- und/oder Verstärkungsstoffen mindestens einen Stabilisator, bevorzugt aus der Gruppe der Phosphite und/oder Phosphate, besonders bevorzugt eine der oben genannten Verbindungen, mindestens ein Entformungsmittel, mindestens einen UV-Absorber, mindestens ein phenolisches Antioxidans und gegebenenfalls Farbmittel (organisch) und/oder Pigmente (organische und anorganische). Particularly preferably, component B) preferably comprises, in addition to the fillers and/or reinforcing materials described above or in addition to the correspondingly preferred fillers and/or reinforcing materials, at least one stabilizer, preferably from the group of phosphites and/or phosphates, particularly preferably one of the above-mentioned compounds, at least one mold release agent, at least one UV absorber, at least one phenolic antioxidant and optionally colorants (organic) and/or pigments (organic and inorganic).
Ganz besonders bevorzugt umfasst die Komponente B), bevorzugt zu den oben genannten Mengen an Füll- und/oder Verstärkungsstoffen, TPP in Mengen von 0 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,05 bis 0,08 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt 0,01 bis 0,05 Gew.- %, mindestens einen Stabilisator aus der Gruppe der Phosphite und/oder Phosphate in Mengen von 0,01 bis 0,1 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,015 bis 0,09 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,02 bis 0,08 Gew.-%, mindestens einen Ultraviolett-Absorber in einer Menge bisVery particularly preferably, component B) preferably comprises, in addition to the above-mentioned amounts of fillers and/or reinforcing materials, TPP in amounts of 0 to 0.1 wt.%, particularly preferably 0.05 to 0.08 wt.% and very particularly preferably 0.01 to 0.05 wt.%, at least one stabilizer from the group of phosphites and/or phosphates in amounts of 0.01 to 0.1 wt.%, particularly preferably 0.015 to 0.09 wt.% and particularly preferably 0.02 to 0.08 wt.%, at least one ultraviolet absorber in an amount of up to
0,8 Gew.-%, bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,08 Gew.-% bis 0,4 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt 0,1 Gew.-% bis 0,35 Gew.-%, mindestens ein Entformungsmittel bis zu 0,8 Gew.-%, bevorzugt 0,05 Gew.-% bis 0,5 Gew.-%, weiter bevorzugt 0,08 Gew.-%bis 0,4 Gew.-%, ganz besonders bevorzugt O,! Gew.-% bis 0,35 Gew.- Alle Gew.-% Werte beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf die gesamte Zusammensetzung. 0.8 wt.%, preferably 0.05 wt.% to 0.5 wt.%, more preferably 0.08 wt.% to 0.4 wt.%, most preferably 0.1 wt.% to 0.35 wt.%, at least one mold release agent up to 0.8 wt.%, preferably 0.05 wt.% to 0.5 wt.%, more preferably 0.08 wt.% to 0.4 wt.%, most preferably 0.1 wt.% to 0.35 wt.% Unless otherwise stated, all wt% values refer to the total composition.
Erfindungsgemäß weist der Träger einen OH-Gehalt von mindestens 230 ppm auf. Besonders bevorzugt weist der Träger oder die Folie einen OH-Gehalt von 230 ppm bis 4000 ppm, ganz besonders bevorzugt von 300 ppm bis 3500 ppm, ebenso bevorzugt von 500 ppm bis 3000 ppm, besonders bevorzugt von 350 ppm bis 2500 ppm, des Weiteren bevorzugt von 400 ppm bis 2000 ppm, des Weiteren bevorzugt von 450 ppm bis 1500 ppm und ganz besonders bevorzugt von 500 ppm bis 1000 ppm auf. According to the invention, the carrier has an OH content of at least 230 ppm. Particularly preferably, the carrier or film has an OH content of 230 ppm to 4000 ppm, very particularly preferably of 300 ppm to 3500 ppm, equally preferably of 500 ppm to 3000 ppm, particularly preferably of 350 ppm to 2500 ppm, further preferably of 400 ppm to 2000 ppm, further preferably of 450 ppm to 1500 ppm, and very particularly preferably of 500 ppm to 1000 ppm.
Soweit nicht anders angegeben, beziehen sich die ppm-Angaben auf das Gewicht. Unless otherwise stated, ppm values refer to weight.
Der OH-Gehalt des Trägers ist bevorzugt zumindest teilweise ein aromatischer OH-Gehalt. Dies bedeutet, dass die OH-Gruppe immittelbar an eine aromatische Gruppe gebunden ist. Ebenso bevorzugt ist der OH-Gehalt des Trägers zumindest teilweise ein phenolischer OH- Gehalt. Ganz besonders bevorzugt ist der OH-Gehalt des Trägers ein phenolischer OH-Gehalt. Es ist auch möglich, dass der OH-Gehalt des Trägers zumindest teilweise ein aliphatischer OH-Gehalt ist. Dies bedeutet, dass die OH-Gruppe unmittelbar an eine aliphatische Gruppe gebunden ist. Ganz besonders bevorzugt ist der OH-Gehalt des Trägers ein aliphatischer OH- Gehalt. Es ist auch möglich, dass der OH-Gehalt des Trägers ein aromatischer, bevorzugt phenolischer und/oder aliphatischer OH-Gehalt ist. The OH content of the carrier is preferably at least partially an aromatic OH content. This means that the OH group is directly bonded to an aromatic group. Likewise preferably, the OH content of the carrier is at least partially a phenolic OH content. Very particularly preferably, the OH content of the carrier is a phenolic OH content. It is also possible for the OH content of the carrier to be at least partially an aliphatic OH content. This means that the OH group is directly bonded to an aliphatic group. Very particularly preferably, the OH content of the carrier is an aliphatic OH content. It is also possible for the OH content of the carrier to be an aromatic, preferably phenolic and/or aliphatic OH content.
Wenn zumindest ein Teil des OH-Gehalts durch aliphatische Gruppen erzeugt wird, so ist es bevorzugt, dass es sich hierbei um Endgruppen mindestens eines Polycarbonats handelt.If at least part of the OH content is generated by aliphatic groups, it is preferred that these are end groups of at least one polycarbonate.
Insbesondere ist es bevorzugt, dass der Teil der OH-Gruppen, welcher über eine aliphatische Gruppe an das Polycarbonat gebunden ist (wenn überhaupt vorhanden), über eine Struktur der Formel (X) an das Polycarbonat gebunden ist, wobei in der jedes Z unabhängig voneinander für eine Ether-Bindung, eine Carbonyl-Gruppe, eine Ester- Gruppe oder eine Einfachbindung steht, jedes RA unabhängig voneinander für eine lineare oder verzweigte Alkylen-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen oder eine Alkenylen-Gruppe mit 2 bis 20 Kohlenstoffatomen steht, jedes RB unabhängig voneinander für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, eine Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, eine Aryl-Gruppe mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen oder ein Halogen steht, m für eine Zahl von 1 bis 3 steht, o für eine Zahl von 0 bis 3 steht, mit der Maßgabe, dass die Summe von m und o nie größer 5 sein kann und der * die Anbindung der Formel (X) an die Hauptkette des Poly carbonats darstellt. In particular, it is preferred that the part of the OH groups which is bonded to the polycarbonate via an aliphatic group (if present at all) is bonded to the polycarbonate via a structure of formula (X), where in the each Z independently represents an ether bond, a carbonyl group, an ester group or a single bond, each RA independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms or an alkenylene group having 2 to 20 carbon atoms, each RB independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms or a halogen, m represents a number from 1 to 3, o represents a number from 0 to 3, with the proviso that the sum of m and o can never be greater than 5 and the * represents the bond of formula (X) to the main chain of the polycarbonate.
Besonders bevorzugt steht in Formel (X) jedes Z unabhängig voneinander für eine Ether-Bindung oder eine Einfachbindung, jedes RA unabhängig voneinander für eine lineare oder verzweigte Alkylen-Gruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, jedes RB unabhängig voneinander für eine lineare oder verzweigte Alkylgruppe mit 1 bis 20 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, oder eine Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, bevorzugt 1 bis 8 Kohlenstoffatomen, ganz besonders bevorzugt 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, m für eine Zahl von 1 bis 3 steht, o für eine Zahl von 0 bis 3, bevorzugt 0 bis 2, mit der Maßgabe, dass die Summe von m und o nie größer 5 sein kann. Particularly preferably, in formula (X), each Z independently represents an ether bond or a single bond, each R A independently represents a linear or branched alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, very particularly preferably 1 to 4 carbon atoms, each R B independently represents a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, very particularly preferably 1 to 4 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, very particularly preferably 1 to 4 carbon atoms, m represents a number from 1 to 3, o represents a number from 0 to 3, preferably 0 to 2, with the proviso that the sum of m and o can never be greater than 5.
Dem Fachmann ist ersichtlich, dass der Begriff „Einfachbindung“ bei der Definition von Z so zu verstehen ist, dass „Z“ gar nicht vorhanden ist. Dies bedeutet, dass RA unmittelbar an den Phenylring gebunden ist. It will be apparent to those skilled in the art that the term "single bond" in the definition of Z is to be understood as meaning that "Z" is not present at all. This means that RA is directly bonded to the phenyl ring.
Ganz besonders bevorzugt steht in Formel (X) jedes Z für eine Einfachbindung, jedes RA unabhängig voneinander für eine lineare Alkylen-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt für eine Ethylengruppe, jedes RB unabhängig voneinander für eine lineare Alkylgruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt für eine Methyl-Gruppe oder eine Alkoxy-Gruppe mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen, bevorzugt für eine Methoxy gruppe, m für eine Zahl von 1 bis 3 steht, bevorzugt für 1, o für eine Zahl von 0 bis 3, bevorzugt 0.Most preferably, in formula (X), each Z represents a single bond, each RA independently represents a linear alkylene group having 1 to 4 carbon atoms, preferably an ethylene group, each R B independently represents a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methyl group or an alkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, preferably a methoxy group, m represents a number from 1 to 3, preferably 1, o represents a number from 0 to 3, preferably 0.
Solche Polycarbonate mit aliphatischen Endgruppen können erhalten werden, wie beispielsweise in EP4026871 Al, EP3981822 Al, JP2008-101191A oder JP2008-095046A beschrieben. Such polycarbonates with aliphatic end groups can be obtained as described, for example, in EP4026871 Al, EP3981822 Al, JP2008-101191A or JP2008-095046A.
Wenn zumindest ein Teil des OH-Gehalts durch aromatische, bevorzugt phenolische Gruppen erzeugt wird, so ist es bevorzugt, dass es sich hierbei um Endgruppen mindestens eines Polycarbonats handelt. Dem Fachmann sind Verfahren zum Erhalt und zur Steuerung des aromatischen OH-Gruppengehalts geläufig (siehe oben auch die Herstellungsverfahren von Poly carbonat). If at least part of the OH content is generated by aromatic, preferably phenolic, groups, it is preferred that these be end groups of at least one polycarbonate. The skilled person is familiar with methods for maintaining and controlling the aromatic OH group content (see also the polycarbonate production processes above).
Der Fachmann kann den OH-Gehalt gegebenenfalls durch die Verwendung spezieller Mischungen von Polycarbonaten einstellen. The skilled person can adjust the OH content if necessary by using special mixtures of polycarbonates.
Dem Fachmann ist bekannt, wie er OH-Gehalte in thermoplastischen Zusammensetzungen bestimmen kann. Hierbei handelt es sich insbesondere um eine Volumenanalytikmethode. Dazu bieten sich insbesondere die Methoden der 1 H-NMR-Spcktroskopic oder auch Infrarot- Techniken an. Die Wahl der Methode hängt auch von Komponente B) ab, da sich ggf. in einer Methode Banden oder Signale überlappen können. Gegebenenfalls muss auch zunächst die Komponente B) aus der thermoplastischen Zusammensetzung entfernt werden, um eine entsprechende Bestimmung durchzuführen. Hier ist es ggf. auch möglich, dass Komponente B) (beispielsweise wenn sie ein Füll- oder Verstärkungsstoff ist) nicht löslich in den zur Analytik benötigten Lösungsmittel ist und dadurch einfach abgetrennt werden kann. Eine solche Abtrennung kann auch vor der Analytik gezielt durchgeführt werden. Those skilled in the art know how to determine OH contents in thermoplastic compositions. This is particularly a volume analysis method. 1 H NMR spectroscopy or infrared techniques are particularly suitable for this purpose. The choice of method also depends on component B), since bands or signals may overlap within one method. It may also be necessary to first remove component B) from the thermoplastic composition in order to carry out the corresponding determination. It may also be possible that component B) (for example, if it is a filler or reinforcing material) is insoluble in the solvent required for the analysis and can therefore be easily separated. Such separation can also be carried out specifically before the analysis.
Beispielsweise ist dem Fachmann bekannt, wie er den phenolischen OH-Gehalt von aromatischen Polycarbonaten bestimmen kann. Mittels IR-Spektroskopie kann dies beispielsweise wie in Horbach, A.; Veiel, U.; Wunderlich, H., Makromolekulare Chemie 1965, Band 88, S. 215-231 beschrieben, erfolgen. Dies ist bevorzugt. Diese Methode kann auch abgewandelt werden, indem die Probe in Dichlormethan als Lösungsmittel gelöst wird, im Infrarotspektrometer durchleuchtet wird und die Bandenhöhe bei einer Wellenzahl von 3583 cm'1 bestimmt wird. Eine Kalibrierung kann hier mit einem Bisphenol A bekannter Zusammensetzung erfolgen. Ebenso kann der phenolische OH-Gehalt mittels '-H-NMR- Spektroskopie bestimmt werden. Handelt es sich bei dem Polycarbonat beispielsweise um Poly carbonat auf Basis von Bisphenol A, kann der Gehalt an OH-Endgruppen mittels 1 H- NMR- Spektroskopie mit Dichlormethan als Lösungsmittel bei Raumtemperatur unter Auswertung des Verhältnisses der Integrale der Signale bei 6,68 ppm (zwei aromatische Protonen ortho-ständig zu phenolischen OH-Gruppen) und bei 1,68 ppm (sechs Methylprotonen der Bisphenol-A Einheit) ermittelt. Wird ein (Co)Polycarbonat auf Basis eines anderen Bisphenols / mit von Bisphenol A verschiedenen weiteren Comonomeren verwendet, so ist der Fachmann in der Lage, den phenolischen OH-Gehalt zu bestimmen. For example, the person skilled in the art knows how to determine the phenolic OH content of aromatic polycarbonates. This can be done using IR spectroscopy, for example, as described in Horbach, A.; Veiel, U.; Wunderlich, H., Makromolekulare Chemie 1965, Volume 88, pp. 215-231. This is preferred. This method can also be modified by dissolving the sample in dichloromethane as a solvent, scanning it in an infrared spectrometer, and determining the band height at a wavenumber of 3583 cm' 1 . Calibration can be carried out here with a bisphenol A of known composition. The phenolic OH content can also be determined by 1H NMR spectroscopy. If the polycarbonate is, for example, a polycarbonate based on bisphenol A, the content of OH end groups can be determined by 1H NMR spectroscopy with dichloromethane as solvent at room temperature, evaluating the ratio of the integrals of the signals at 6.68 ppm (two aromatic protons ortho to phenolic OH groups) and at 1.68 ppm (six methyl protons of the bisphenol A unit). If a (co)polycarbonate based on a different bisphenol / with other comonomers other than bisphenol A is used, the skilled person is able to determine the phenolic OH content.
Polyurethane Polyurethanes
Als Beschichtung wird vorzugsweise ein Polymethanschaum oder eine kompakte Polyurethanschicht eingesetzt. A polymethane foam or a compact polyurethane layer is preferably used as a coating.
Die erfindungsgemäß zum Einsatz kommenden Polyurethane erhält man durch Umsetzung von Polyisocyanaten mit H-aktiven polyfunktionellen Verbindungen, vorzugsweise Polyolen. Dabei werden unter dem Begriff „Polyurethan“ im Rahmen dieser Erfindung auch Polyurethanhamstoffe verstanden, bei denen als H-aktive polyfunktionelle Verbindungen solche Verbindungen mit N-H-Funktionalität gegebenenfalls in Abmischung mit Polyolen zum Einsatz kommen. The polyurethanes used according to the invention are obtained by reacting polyisocyanates with H-active polyfunctional compounds, preferably polyols. In the context of this invention, the term "polyurethane" also includes polyurethaneureas, in which compounds with N-H functionality, optionally in admixture with polyols, are used as H-active polyfunctional compounds.
Geeignete Polyisocyanate sind die dem Fachmann an sich bekannten aromatischen, araliphatischen, aliphatischen oder cycloaliphatischen Polyisocyanate einer NCO- Funktionalität von bevorzugt > 2, welche auch Iminooxadiazindion-, Isocyanurat-, Uretdion-, Urethan-, Allophanat-, Biuret-, Harnstoff-, Oxadiazintrion, Oxazolidinon-, Acylhamstoff- und/oder Carbodiimid-Strukturen aufweisen können. Diese können einzeln oder in beliebigen Mischungen untereinander eingesetzt werden. Suitable polyisocyanates are the aromatic, araliphatic, aliphatic, or cycloaliphatic polyisocyanates known to those skilled in the art with an NCO functionality of preferably > 2, which may also have iminooxadiazinedione, isocyanurate, uretdione, urethane, allophanate, biuret, urea, oxadiazinetrione, oxazolidinone, acylurea, and/or carbodiimide structures. These can be used individually or in any desired mixtures with one another.
Die vorstehend genannten Polyisocyanate basieren dabei auf dem Fachmann an sich bekannten Di- bzw. Triisocyanaten mit aliphatisch, cycloaliphatisch, araliphatisch und/oder aromatisch gebundenen Isocyanatgruppen, wobei es unerheblich ist, ob diese unter Verwendung von Phosgen oder nach phosgenfreien Verfahren hergestellt wurden. Beispiele für solche Di- bzw. Triisocyanate sind 1,4-Diisocyanatobutan, 1,5-Diisocyanatopentan, 1,6- Diisocyanatohexan (HDI), 2-Methyl-l,5-diisocyanatopentan, l,5-Diisocyanato-2,2- dimethylpentan, 2,2,4- bzw. 2,4,4-Trimethyl-l,6-diisocyanatohexan, 1,10-Diisocyanatodecan, 1,3- und 1,4-Diisocyanatocyclohexan, 1,3- und l,4-Bis-(isocyanatomethyl)-cyclohexan, 1- Isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexan (Isophorondiisocyanat, IPDI), 4,4'-Diisocyanatodicyclohexylmethan (Desmodur W, Covestro AG, Leverkusen, DE), 4- Isocyanatomethyl-l,8-octandiisocyanat (Triisocyanatononan, TIN), CD, CD -Diisocyanato-1,3- dimethylcyclohexan (H6XDI), l-Isocyanato-l-methyl-3-isocyanato-methylcyclohexan, 1- Isocy anato- 1 -methy 1-4-isocy anato-methy ley clohexan, Bis-(isocy anatomethyl)-norbornan, 1,5-Naphthalen-diisocyanat, 1,3- und l,4-Bis-(2-isocyanato-prop-2-yl)-benzol (TMXDI), 2,4- und 2,6-Diisocyanatotoluol (TDI) insbesondere das 2,4 und das 2,6-Isomere und technische Gemische der beiden Isomeren, 2,4 ‘- und 4,4‘-Diisocyanatodiphenylmethan (MDI), polymeres MDI (pMDI) 1,5-Diisocyanatonaphthalin, l,3-Bis(isocyanato-methyl)benzol (XDI) sowie beliebige Mischungen genannter Verbindungen. The above-mentioned polyisocyanates are based on di- or triisocyanates known per se to those skilled in the art with aliphatically, cycloaliphatically, araliphatically and/or aromatically bound isocyanate groups, it being irrelevant whether these were prepared using phosgene or by phosgene-free processes. Examples of such di- or triisocyanates are 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane (HDI), 2-methyl-1,5-diisocyanatopentane, 1,5-diisocyanato-2,2-dimethylpentane, 2,2,4- or 2,4,4-trimethyl-1,6-diisocyanatohexane, 1,10-diisocyanatodecane, 1,3- and 1,4-diisocyanatocyclohexane, 1,3- and l,4-bis-(isocyanatomethyl)-cyclohexane, 1-isocyanato-3,3,5-trimethyl-5-isocyanatomethylcyclohexane (isophorone diisocyanate, IPDI), 4,4'-diisocyanatodicyclohexylmethane (Desmodur W, Covestro AG, Leverkusen, DE), 4-isocyanatomethyl-l,8-octane diisocyanate (triisocyanatononane, TIN), CD, CD -diisocyanato-1,3-dimethylcyclohexane (H 6 XDI), l-isocyanato-l-methyl-3-isocyanato-methylcyclohexane, 1-isocyanato-1-methyl-1-4-isocyanato-methylcyclohexane, bis-(isocyanatomethyl)-norbornane, 1,5-naphthalene diisocyanate, 1,3- and l,4-bis-(2-isocyanato-prop-2-yl)-benzene (TMXDI), 2,4- and 2,6-diisocyanatotoluene (TDI), in particular the 2,4 and 2,6 isomers and technical mixtures of the two isomers, 2,4'- and 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane (MDI), polymeric MDI (pMDI), 1,5-diisocyanatonaphthalene, l,3-bis(isocyanatomethyl)benzene (XDI) and any mixtures of the compounds mentioned.
Bevorzugt weisen die Polyisocyanate dabei eine mittlere NCO-Funktionalität von 2,0 bis 5,0, bevorzugt von 2,2 bis 4,5, besonders bevorzugt von 2,2 bis 2,7 und einen Gehalt an Isocyanatgruppen von 5,0 bis 37,0 Gew.-%, bevorzugt von 14,0 bis 34,0 Gew.-% auf. The polyisocyanates preferably have an average NCO functionality of 2.0 to 5.0, preferably of 2.2 to 4.5, particularly preferably of 2.2 to 2.7 and a content of isocyanate groups of 5.0 to 37.0 wt.%, preferably of 14.0 to 34.0 wt.%.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Polyisocyanate oder Polyisocyanatgemische der vorstehend genannten Art mit ausschließlich aliphatisch und/oder cycloaliphatisch gebundenen Isocyanatgruppen eingesetzt. In a preferred embodiment, polyisocyanates or polyisocyanate mixtures of the type mentioned above with exclusively aliphatically and/or cycloaliphatically bound isocyanate groups are used.
Ganz besonders bevorzugt basieren die Polyisocyanate der vorstehend genannten Art auf Hexamethylendiisocyanat, Isophorondiisocyanat, den isomeren Bis-(4,4‘-isocyanato- cyclohexyl)methanen sowie deren Mischungen. The polyisocyanates of the type mentioned above are most preferably based on hexamethylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, the isomeric bis-(4,4'-isocyanatocyclohexyl)methanes and mixtures thereof.
Unter den höhermolekularen, modifizierten Polyisocyanaten sind insbesondere die aus der Polyurethanchemie bekannten Prepolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen des Molekulargewichtsbereichs 400 bis 15.000, vorzugsweise 600 bis 12.000 von Interesse. Diese Verbindungen werden in an sich bekannter Weise durch Umsetzung von überschüssigen Mengen an einfachen Polyisocyanaten der beispielhaft genannten Art mit organischen Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen, insbesondere organischen Polyhydroxylverbindungen hergestellt. Geeignete derartige Polyhydroxylverbindungen sind sowohl einfache mehrwertige Alkohole des Molekulargewichtsbereichs 82 bis 599, vorzugsweise 62 bis 200, wie z.B. Ethylenglykol, Trimethylolpropan, Propandiol-1,2 oder Butandiol-1,4 oder Butandiol-2,3, insbesondere jedoch höhermolekulare Polyetherpolyole und/oder Polyesterpolyole der aus der Polyurethan- chemie an sich bekannten Art mit Molekulargewichten von 600 bis 12.000, vorzugsweise 800 bis 4.000, die mindestens zwei, in der Regel 2 bis 8, vorzugsweise aber 2 bis 6 primäre und/oder sekundäre Hydroxylgruppen aufweisen. Selbstverständlich können auch solche NCO-Prepolymere eingesetzt werden, die beispielsweise aus niedermolekularen Polyisocyanaten der beispielhaft genannten Art und weniger bevorzugten Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen wie z.B. Polythioetherpolyolen, Hydroxylgruppen aufweisenden Polyacetalen, Polyhydroxypolycarbonaten, Hydroxylgruppen aufweisenden Polyesteramiden oder Hydroxylgruppen aufweisenden Copolymerisaten olefinisch ungesättigter Verbindungen erhalten worden sind. Among the higher molecular weight, modified polyisocyanates, the prepolymers known from polyurethane chemistry with terminal isocyanate groups in the molecular weight range 400 to 15,000, preferably 600 to 12,000, are of particular interest. These compounds are prepared in a conventional manner by reacting excess amounts of simple polyisocyanates of the type exemplified with organic compounds having at least two groups reactive towards isocyanate groups, in particular organic polyhydroxyl compounds. Suitable polyhydroxyl compounds of this type are both simple polyhydric alcohols in the molecular weight range 82 to 599, preferably 62 to 200, such as ethylene glycol, trimethylolpropane, 1,2-propanediol or 1,4-butanediol or 2,3-butanediol, but in particular higher molecular weight polyether polyols and/or polyester polyols from the polyurethane chemistry, having molecular weights of 600 to 12,000, preferably 800 to 4,000, which have at least two, generally 2 to 8, but preferably 2 to 6, primary and/or secondary hydroxyl groups. It is of course also possible to use NCO prepolymers which have been obtained, for example, from low molecular weight polyisocyanates of the type exemplified and less preferred compounds having groups reactive toward isocyanate groups, such as polythioether polyols, hydroxyl-containing polyacetals, polyhydroxypolycarbonates, hydroxyl-containing polyesteramides, or hydroxyl-containing copolymers of olefinically unsaturated compounds.
Zur Herstellung der NCO-Prepolymeren geeignete Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen, insbesondere Hydroxylgruppen, sind beispielsweise die in der US-A 4 218 543 offenbarten Verbindungen. Bei der Herstellung der NCO-Prepolymeren werden diese Verbindungen mit gegenüber Isocyanatgruppen reaktionsfähigen Gruppen mit einfachen Polyisocyanaten der oben beispielhaft genannten Art unter Einhaltung eines NCO-Überschusses zur Umsetzung gebracht. Die NCO-Prepolymeren weisen im allgemeinen einen NCO-Gehalt von 10 bis 26 vorzugsweise 15 bis 26 Gew.% auf. Hieraus geht bereits hervor, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung unter „NCO- Prepolymeren“ bzw. unter „Prepolymeren mit endständigen Isocyanatgruppen“ sowohl die Umsetzungsprodukte als solche als auch die Gemische mit überschüssigen Mengen an nicht umgesetzten Ausgangspolyisocyanaten, die oft auch als „Semiprepolymere“ bezeichnet werden, zu verstehen sind. Suitable compounds for producing NCO prepolymers containing isocyanate-reactive groups, particularly hydroxyl groups, are, for example, the compounds disclosed in US Pat. No. 4,218,543. In producing the NCO prepolymers, these compounds containing isocyanate-reactive groups are reacted with simple polyisocyanates of the type exemplified above, while maintaining an NCO excess. The NCO prepolymers generally have an NCO content of 10 to 26, preferably 15 to 26, wt.%. This already makes clear that, for the purposes of the present invention, "NCO prepolymers" or "prepolymers with terminal isocyanate groups" are understood to mean both the reaction products as such and the mixtures with excess amounts of unreacted starting polyisocyanates, which are often also referred to as "semiprepolymers."
Als aliphatische Diole mit einer OH-Zahl von >500 mg KOH/g kommen die üblicherweise in der Polyurethanchemie vernetzenden Kettenverlängerer in Betracht wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, Dipropylenglykol, Butandiol-1,4, Propandiol-1,3. Bevorzugt sind Diole wie 2-Butandiol-l,4, Butendiol-1,3, Butandiol-2,3 und/oder 2- Methylpropandiol-1,3. Selbstverständlich ist es auch möglich, die aliphatischen Diole im Gemisch untereinander einzusetzen. Suitable aliphatic diols with an OH number of >500 mg KOH/g include the chain extenders commonly used in polyurethane chemistry, such as ethylene glycol, diethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,3-propanediol. Diols such as 2-1,4-butanediol, 1,3-butenediol, 2,3-butanediol, and/or 2-methyl1,3-propanediol are preferred. Of course, it is also possible to use the aliphatic diols in mixtures with one another.
Als H-aktive Komponente eignen sich Polyole mit einer mittleren OH-Zahl von 5 bis 600 mg KOH/g und einer mittleren Funktionalität von 2 bis 6. Bevorzugt sind Polyole mit einer mittleren OH-Zahl von 10 bis 50 mg KOH/g. Erfmdungsgemäß geeignete Polyole stellen beispielsweise Polyhydroxypolyether dar, die durch Alkoxylierung geeigneter Startermoleküle wie Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Dihydroxybutan, 1,6- Dihydroxyhexan, Dimethylolpropan, Glycerin, Pentaerythrit, Sorbit oder Saccharose zugänglich sind. Als Starter können ebenfalls fungieren Ammoniak oder Amine wie Ethylendiamin, Hexamethylendiamin, 2,4-Diaminotoluol, Anilin oder Aminoalkohole oder Phenole wie Bisphenol-A. Die Alkoxylierung erfolgt unter Verwendung von Propylenoxid und/oder Ethylenoxid in beliebiger Reihenfolge oder als Gemisch. Suitable H-active components are polyols with an average OH number of 5 to 600 mg KOH/g and an average functionality of 2 to 6. Polyols with an average OH number of 10 to 50 mg KOH/g are preferred. Polyols suitable according to the invention are, for example, polyhydroxypolyethers, which are obtained by alkoxylation of suitable starter molecules such as ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-dihydroxybutane, 1,6-dihydroxyhexane, dimethylolpropane, glycerol, pentaerythritol, sorbitol or sucrose. are accessible. Ammonia or amines such as ethylenediamine, hexamethylenediamine, 2,4-diaminotoluene, aniline, or amino alcohols or phenols such as bisphenol A can also act as initiators. The alkoxylation is carried out using propylene oxide and/or ethylene oxide in any order or as a mixture.
Neben Polyolen kann zusätzlich mindestens ein weiterer Vernetzer und/oder Kettenverlängerer enthalten sein ausgewählt aus der Gruppe, die Amine und Aminoalkohole, beispielsweise Ethanolamin, Diethanolamin, Diisopropanolamin, Ethylendiamin, Triethanolamin, Isophrondiamin, N,N’-dimethyl(diethyl)-ethylendiamin, 2-amino-2-methyl (oder ethyl)- 1 -propanol, 2 -Amino- 1 -butanol, 3-Amino-l,2-propandiol, 2-Amino-2- methyl(ethyl)-l,3-propandiol, und Alkohole, beispielsweise Ethylenglykol, Diethylenglykol, 1,4-Dihydroxybutan, 1,6-Dihydroxyhexan, Dimethylolpropan, Glycerin und Pentaerythrit, sowie Sorbit und Saccharose, oder Gemische dieser Verbindungen enthält. In addition to polyols, at least one further crosslinker and/or chain extender may additionally be present, selected from the group comprising amines and amino alcohols, for example ethanolamine, diethanolamine, diisopropanolamine, ethylenediamine, triethanolamine, isophrondiamine, N,N'-dimethyl(diethyl)ethylenediamine, 2-amino-2-methyl (or ethyl)-1-propanol, 2-amino-1-butanol, 3-amino-1,2-propanediol, 2-amino-2-methyl(ethyl)-1,3-propanediol, and alcohols, for example ethylene glycol, diethylene glycol, 1,4-dihydroxybutane, 1,6-dihydroxyhexane, dimethylolpropane, glycerol and pentaerythritol, as well as sorbitol and sucrose, or mixtures of these compounds.
Ferner geeignet sind Polyesterpolyole, wie sie durch Umsetzung niedermolekularer Alkohole mit mehrwertigen Carbonsäuren wie Adipinsäure, Phthalsäure, Hexahydrophthalsäure, Tetrahydrophthalsäure oder den Anhydriden dieser Säuren in an sich bekannter Weise zugänglich sind, sofern die Viskosität der H-aktiven Komponente nicht zu groß wird. Ein bevorzugtes Polyol, das Estergruppen aufweist, ist Rizinusöl. Daneben sind auch Zubereitungen mit Rizinusöl, wie sie durch Auflösung von Harzen, z.B. von Aldehyd-Keton- Harzen, erhalten werden können, sowie Modifikationen von Rizinusöl und Polyole auf Basis anderer natürlicher Öle geeignet. Also suitable are polyester polyols, such as those obtainable by reacting low-molecular-weight alcohols with polybasic carboxylic acids such as adipic acid, phthalic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, or the anhydrides of these acids in a conventional manner, provided the viscosity of the H-active component is not excessive. A preferred polyol containing ester groups is castor oil. In addition, preparations containing castor oil, such as those obtained by dissolving resins, e.g., aldehyde-ketone resins, as well as modifications of castor oil and polyols based on other natural oils, are also suitable.
Ebenfalls geeignet sind solche höhermolekularen Polyhydroxypolyether, in denen hochmolekulare Polyaddukte bzw. Polykondensate oder Polymerisate in feindisperser, gelöster oder aufgepfropfter Form vorliegen. Derartige modifizierte Polyhydroxyverbindungen werden in an sich bekannter Weise z.B. erhalten, wenn man Polyadditionsreaktionen (z.B. Umsetzungen zwischen Polyisocyanaten und aminofunktionellen Verbindungen) bzw. Polykondensationsreaktionen (z.B. zwische,n Formaldehyd und Phenolen und/oder Aminen) in situ in den Hydroxylgruppen aufweisenden Verbindungen ablaufen lässt. Es ist aber auch möglich, eine fertige wässrige Polymerdispersion mit einer Polyhydroxylverbindung zu vermischen und anschließend aus dem Gemisch das Wasser zu entfernen. Also suitable are those higher molecular weight polyhydroxypolyethers in which high molecular weight polyadducts, polycondensates, or polymers are present in finely dispersed, dissolved, or grafted form. Such modified polyhydroxy compounds are obtained in a conventional manner, for example, by allowing polyaddition reactions (e.g., reactions between polyisocyanates and amino-functional compounds) or polycondensation reactions (e.g., between formaldehyde and phenols and/or amines) to proceed in situ in the hydroxyl-containing compounds. However, it is also possible to mix a ready-made aqueous polymer dispersion with a polyhydroxyl compound and subsequently remove the water from the mixture.
Auch durch Vinylpolymerisate modifizierte Polyhydroxylverbindungen, wie sie z.B. durch Polymerisation von Styrol und Acrylnitril in Gegenwart von Polyethern oder Polycarbonatpolyolen erhalten werden, sind für die Herstellung von Polyurethanen geeignet. Bei Verwendung von Polyetherpolyolen, welche gemäß DE-A 2 442 101, DE-A 2 844 922 und DE-A 2 646 141 durch Pfropfpolymerisation mit Vinylphosphonsäureestern sowie gegebenenfalls (Meth)acrylnitril, (Meth)acrylamid oder OH-funktionellen (Meth)acrylsäureestern modifiziert wurden, erhält man Kunststoffe von besonderer Flammwidrigkeit. Polyhydroxyl compounds modified by vinyl polymers, such as those obtained by polymerization of styrene and acrylonitrile in the presence of polyethers or Polycarbonate polyols obtained are suitable for the production of polyurethanes. When using polyether polyols modified according to DE-A 2 442 101, DE-A 2 844 922, and DE-A 2 646 141 by graft polymerization with vinylphosphonic acid esters and, optionally, (meth)acrylonitrile, (meth)acrylamide, or OH-functional (meth)acrylic acid esters, plastics with particularly high flame resistance are obtained.
Vertreter der genannten, als H-aktiven Verbindungen zu verwendenden Verbindungen sind z.B. in High Polymers, Vol. XVI, „Polyurethanes Chemistry and Technology“, Saunders- Frisch (Hrg.) Interscience Publishers, New York, London, Bd. 1, S. 32-42, 44,54 und Bd. II, 1984, s. 5-6 und S. 198-199 beschrieben. Representatives of the compounds mentioned to be used as H-active compounds are described, for example, in High Polymers, Vol. XVI, "Polyurethanes Chemistry and Technology", Saunders-Frisch (ed.) Interscience Publishers, New York, London, Vol. 1, pp. 32-42, 44, 54 and Vol. II, 1984, pp. 5-6 and pp. 198-199.
Es können auch Gemische der aufgezählten Verbindungen eingesetzt werden. Mixtures of the listed compounds can also be used.
Die Begrenzung der mittleren OH-Zahl und mittleren Funktionalität der H-aktiven Komponente ergibt sich insbesondere aus der zunehmenden Versprödung des resultierenden Polyurethans. Grundsätzlich sind dem Fachmann aber die Einflussmöglichkeiten auf die polymerphysikalischen Eigenschaften des Polyurethans bekannt, so dass NCO-Komponente, aliphatisches Diol und Polyol in günstiger Weise aufeinander abgestimmt werden können. The limitation of the average OH number and average functionality of the H-active component results primarily from the increasing embrittlement of the resulting polyurethane. However, the skilled person is generally aware of the possibilities for influencing the polymer-physical properties of the polyurethane, so that the NCO component, aliphatic diol, and polyol can be favorably matched.
Die Polyurethanschicht (b) kann geschäumt oder massiv, wie z.B. als Lack oder Beschichtung vorliegen. The polyurethane layer (b) can be foamed or solid, e.g. as a varnish or coating.
Zu deren Herstellung können alle an sich bekannten Hilfs- und Zusatzstoffe wie z.B. Trennmittel, Treibmittel, Füllstoffe, Katalysatoren und Flammschutzmittel eingesetzt werden. All known auxiliaries and additives such as release agents, blowing agents, fillers, catalysts and flame retardants can be used in their production.
Gegebenenfalls als Hilfs- und Zusatzmittel sind dabei zu verwenden: a) Wasser und/oder leicht flüchtige anorganische oder organische Substanzen als Treibmittel If necessary, the following auxiliary agents and additives may be used: a) Water and/or volatile inorganic or organic substances as propellants
Als organische Treibmittel kommen z.B. Aceton, Ethylacetat, halogensubstituierte Alkane wie Methylenchlorid, Chloroform, Ethylidenchlorid, Vinylidenchlorid, Monofluortrichlormethan, Chlordifluormethan, Dichlordifluormethan, ferner Butan, Hexan, Heptan oder Diethylether, als anorganische Treibmittel Luft, CO2 oder N2O in Frage. Eine Treibwirkung kann auch durch Zusatz von bei Temperaturen über Raumtemperatur unter Abspaltung von Gasen, beispielsweise von Stickstoff, sich zersetzenden Verbindungen, z.B. Azoverbindungen wie Azodicarbonamid oder Azoisobuttersäurenitril, erzielt werden. b) Katalysatoren Suitable organic blowing agents are acetone, ethyl acetate, halogen-substituted alkanes such as methylene chloride, chloroform, ethylidene chloride, vinylidene chloride, monofluorotrichloromethane, chlorodifluoromethane, dichlorodifluoromethane, as well as butane, hexane, heptane or diethyl ether, and inorganic blowing agents are air, CO2 or N2O . A blowing effect can also be achieved by adding at temperatures above room temperature with the release of gases, for example, of nitrogen, decomposing compounds, e.g. azo compounds such as azodicarbonamide or azoisobutyronitrile. b) Catalysts
Bei den Katalysatoren handelt sich beispielsweise um tertiäre Amine (wie Triethylamin, Tributylamin, N-Methylmorpholin, N-Ethylmorpholin, N,N,N',N'-Tetramethylethylendiamin, Pentamethyldiethylentriamin und höhere Homologe, l,4-Diazabicyclo-(2,2,2)octan, N-Methyl-N'-dimethylaminoethylpiperazin, Bis- (dimethylaminoalkyl)piperazine, N,N-Dimethylbenzy lamin, N,N-The catalysts are, for example, tertiary amines (such as triethylamine, tributylamine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, N,N,N',N'-tetramethylethylenediamine, pentamethyldiethylenetriamine and higher homologues, l,4-diazabicyclo-(2,2,2)octane, N-methyl-N'-dimethylaminoethylpiperazine, bis-(dimethylaminoalkyl)piperazines, N,N-dimethylbenzyl amine, N,N-
Dimethylcyclohexylamin, N,N-Diethylbenzy lamin, Bis-(N,N-diethylamino-ethyl)adipat, N,N,N',N'-Tetramethyl-l,3-butandiamin, N,N-Dimethyl-ß-phenylethylamin, 1,2-Dimethylcyclohexylamine, N,N-Diethylbenzylamine, Bis-(N,N-diethylamino-ethyl)adipate, N,N,N',N'-Tetramethyl-1,3-butanediamine, N,N-Dimethyl-ß-phenylethylamine, 1,2-
Dimethylimidazol, 2-Methylimidazol), monocyclische und bicyclische Amide, Bis-(dialkylamino)alkylether, Dimethylimidazole, 2-methylimidazole), monocyclic and bicyclic amides, bis-(dialkylamino)alkyl ethers,
Amidgruppen (vorzugsweise Formamidgruppen) aufweisende tertiäre Amine,Tertiary amines containing amide groups (preferably formamide groups),
Mannichbasen aus sekundären Aminen (wie Dimethylamin) und Aldehyden, (vorzugsweise Formaldehyd oder Ketonen wie Aceton, Methylethylketon oder Cyclohexanon) und Phenolen (wie Phenol, Nonylphenol oder Bisphenol), gegenüber Isocyanatgruppen aktive Wasserstoffatome aufweisende tertiäre Amine (z.B. Triethanolamin, Triisopropanolamin, N-Methyldiethanolamin, N-Ethyldietanolamin, N,N- Dimethylethanolamin), sowie deren Umsetzungsprodukte mit Alkylenoxiden wie Propylenoxid und/oder Ehtylenoxid, sekundärtertiäre Amine, Mannich bases from secondary amines (such as dimethylamine) and aldehydes (preferably formaldehyde or ketones such as acetone, methyl ethyl ketone or cyclohexanone) and phenols (such as phenol, nonylphenol or bisphenol), tertiary amines containing hydrogen atoms active towards isocyanate groups (e.g. triethanolamine, triisopropanolamine, N-methyldiethanolamine, N-ethyldiethanolamine, N,N-dimethylethanolamine), as well as their reaction products with alkylene oxides such as propylene oxide and/or ethylene oxide, secondary tertiary amines,
Silaamine mit Kohlenstoff-Silicium -Bindungen (2,2,4-Trimethyl-2-silamorpholin und 1,3- Diethylaminomethyltetramethyldisiloxan), stickstoffhaltige Basen (wie Tetraalkylammoniumhydroxide), Silaamines with carbon-silicon bonds (2,2,4-trimethyl-2-silamorpholine and 1,3-diethylaminomethyltetramethyldisiloxane), nitrogen-containing bases (such as tetraalkylammonium hydroxides),
Alkalihydroxide (wie Natriumhydroxid, Alkaliphenolate wie Natriumphenolat), Alkalialkoholate (wie Natriummethylat), und/oder Hexahy drotriazine . Alkali hydroxides (such as sodium hydroxide, alkali phenolates such as sodium phenolate), alkali alcoholates (such as sodium methylate), and/or hexahydrotriazines.
Die Reaktion zwischen NCO-Gruppen und Zerewitinoff-aktiven Wasserstoffatomen wird in an sich bekannter Weise auch durch Lactame und Azalactame stark beschleunigt, wobei sich zunächst ein Assoziat zwischen dem Lactam und der Verbindung mit acidem Wasserstoff ausbildet. Es können auch organische Metallverbindungen, insbesondere organische Zinn- und/oder Bismuthverbindungen, als Katalysatoren verwendet werden. Als organische Zinnverbindungen kommen neben schwefelhaltigen Verbindungen wie Di-n-octyl-zinn- mercaptid vorzugsweise Zinn(II)-salze von Carbonsäuren wie Zinn(II)-acetat, Zinn(II)-octoat, Zinn(II)-ethylhexoat und Zinn(II)-laurat und die Zinn(IV)-Verbindungen, z.B. Dibutylzinnoxid, Dibutylzinndichlorid, Dibutylzinndiacetat, Dibutylzinndilaurat, Dibutyl- zinnmaleat oder Dioctylzinndiacetat in Betracht. Organische Bismuth-Katalysatoren werden beispielsweise in der Patentanmeldung WO 2004/000905 beschrieben. The reaction between NCO groups and Zerewitinoff-active hydrogen atoms is also strongly accelerated by lactams and azalactams in a known manner, whereby an associate is initially formed between the lactam and the compound with acidic hydrogen. Organic metal compounds, in particular organic tin and/or bismuth compounds, can also be used as catalysts. In addition to sulfur-containing compounds such as di-n-octyltin mercaptide, suitable organic tin compounds are preferably tin(II) salts of carboxylic acids such as tin(II) acetate, tin(II) octoate, tin(II) ethylhexoate, and tin(II) laurate, as well as tin(IV) compounds, e.g., dibutyltin oxide, dibutyltin dichloride, dibutyltin diacetate, dibutyltin dilaurate, dibutyltin maleate, or dioctyltin diacetate. Organic bismuth catalysts are described, for example, in patent application WO 2004/000905.
Selbstverständlich können alle oben genannten Katalysatoren als Gemische eingesetzt werden. Von besonderem Interesse sind dabei Kombinationen aus organischen Metallverbindungen und Amidinen, Aminopyridinen oder Hydrazinopyridinen. Of course, all of the above-mentioned catalysts can be used as mixtures. Of particular interest are combinations of organic metal compounds and amidines, aminopyridines, or hydrazinopyridines.
Die Katalysatoren werden in der Regel in einer Menge von etwa 0,001 bis 10 Gew.%, bezogen auf die Gesamtmenge an Verbindungen mit mindestens zwei gegenüber Isocyanaten reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, eingesetzt. c) Oberflächenaktive Zusatzstoffe wie Emulgatoren und Schaumstabilisatoren. The catalysts are generally used in an amount of approximately 0.001 to 10 wt.%, based on the total amount of compounds containing at least two isocyanate-reactive hydrogen atoms. c) Surface-active additives such as emulsifiers and foam stabilizers.
Als Emulgatoren kommen z.B. die Natriumsalze von Rizinusölsulfonaten oder Salze von Fettsäuren mit Aminen wie ölsaures Diethylamin oder stearinsaures Diethanolamin in Frage. Auch Alkali- oder Ammoniumsalze von Sulfonsäuren wie etwa von Dodecylbenzolsulfonsäure oder Dinaphthylmethandisulfonsäure oder von Fettsäuren wie Rizinolsäure oder von polymeren Fettsäuren können als oberflächenaktive Zusatzstoffe mitverwendet werden. Suitable emulsifiers include, for example, the sodium salts of castor oil sulfonates or salts of fatty acids with amines such as diethylamine oleate or diethanolamine stearate. Alkali or ammonium salts of sulfonic acids such as dodecylbenzenesulfonic acid or dinaphthylmethanedisulfonic acid, or of fatty acids such as ricinoleic acid, or of polymeric fatty acids can also be used as surface-active additives.
Als Schaumstabilisatoren kommen vor allem Polyethersiloxane, speziell wasserlösliche Vertreter, in Frage. Diese Verbindungen sind im allgemeinen so aufgebaut, dass ein Copolymerisat aus Ethylenoxid und Propylenoxid mit einem Polydimethylsiloxanrest verbunden ist. Von besonderem Interesse sind vielfach über Allophanatgruppen verzweigte Polysiloxan-Polyoxyalkylen-Copolymere. d) Reaktionsverzögerer Polyethersiloxanes, especially water-soluble ones, are particularly suitable as foam stabilizers. These compounds are generally structured in such a way that a copolymer of ethylene oxide and propylene oxide is bonded to a polydimethylsiloxane residue. Of particular interest are polysiloxane-polyoxyalkylene copolymers, often branched via allophanate groups. d) Reaction retarders
Als Reaktionsverzögerer kommen z.B. sauer reagierende Stoffe (wie Salzsäure oder organische Säurehalogenide) in Frage. e) Additive Acidic substances (such as hydrochloric acid or organic acid halides) can be used as reaction retarders. e) Additive
Als PU-Additive kommen beispielsweise Zellregler der an sich bekannten Art (wie Paraffine oder Fettalkohole) oder Dimethylpolysiloxane sowie Pigmente oder Farbstoffe und Flammschutzmittel der an sich bekannten Art (z.B. Tris-chlorethylphosphat, Trikresylphosphat oder Ammoniumphosphat und -polyphosphat), ferner Stabilisatoren gegen Alterungs- und Witterungseinflüsse, Weichmacher und fungistatisch und bakteriostatisch wirkende Substanzen sowie Füllstoffe (wie Bariumsulfat, Kieselgur, Ruß oder Schlämmkreide) in Betracht. PU additives include, for example, cell regulators of a known type (such as paraffins or fatty alcohols) or dimethylpolysiloxanes as well as pigments or dyes and flame retardants of a known type (e.g. tris-chloroethyl phosphate, tricresyl phosphate or ammonium phosphate and polyphosphate), as well as stabilizers against aging and weathering influences, plasticizers and fungistatic and bacteriostatic substances as well as fillers (such as barium sulfate, diatomaceous earth, carbon black or whiting).
Weitere Beispiele von gegebenenfalls erfindungsgemäß mitzuverwendenden oberflächenaktiven Zusatzstoffen und Schaumstabilisatoren sowie Zellreglem, Reaktionsverzögerern, Stabilisatoren, flammhemmenden Substanzen, Weichmachern, Farbstoffen und Füllstoffen sowie fungistatisch und bakteriostatisch wirksamen Substanzen sind dem Fachmann bekannt und in der Literatur beschrieben. Further examples of surface-active additives and foam stabilizers, as well as cell regulators, reaction retarders, stabilizers, flame-retardant substances, plasticizers, dyes and fillers, as well as fungistatic and bacteriostatic substances, which may optionally be used according to the invention, are known to the person skilled in the art and are described in the literature.
Erfindungsgemäß ist es bevorzugt, dass ein lösemittelarmes reaktives Polyurethanrohstoffgemisch mit einem Lösungsmittelgehalt von maximal 10 Gew.-%, bevorzugt maximal 2 Gew.-%, besonders bevorzugt maximal 1 Gew.-%, bezogen auf den Lackanteil verwendet wird. Ebenso ist es bevorzugt, dass ein lösemittelfreies reaktives Polyurethanrohstoffgemischs verwendet wird. Die Anwesenheit eines Lösungsmittels kann Blasenbildung verursachen. Ebenso wird der VOC Gehalt (Volatile Organic Compounds) in der Produktion erhöht. Insbesondere für die Anwendung im IMC-Verfahren und/oder RIM- Verfahren ist es vorteilhaft, lösungsmittelarme bis lösungsmittelfreie Polyurethanrohstoffgemische zu verwenden, da in diesen Prozessen in der kurzen Reaktionszeit das Lösungsmittel nicht verdampfen kann bzw. das Werkzeug verschlossen ist.According to the invention, it is preferred that a low-solvent reactive polyurethane raw material mixture with a solvent content of at most 10 wt. %, preferably at most 2 wt. %, particularly preferably at most 1 wt. %, based on the paint content is used. It is also preferred that a solvent-free reactive polyurethane raw material mixture is used. The presence of a solvent can cause blistering. Likewise, the VOC (Volatile Organic Compounds) content is increased in production. In particular for use in the IMC process and/or RIM process, it is advantageous to use low-solvent to solvent-free polyurethane raw material mixtures, since in these processes the solvent cannot evaporate during the short reaction time and the tool is closed.
Üblicherweise werden Lacksysteme mit einer kurzen Topfzeit eingesetzt. Bevorzugt werden Systeme mit einer Topfzeit von maximal 1 min, besonders bevorzugt mit einer Topfzeit von maximal 30 s, ganz besonders bevorzugt mit einer Topfzeit von maximal 10 s gewählt. Bevorzugt wird die Zykluszeit zur Reaktion des Lacksystems an die Spritzgusszykluszeit angepasst. Dies ist besonders wirtschaftlich. Für kurze Topfzeiten wird bevorzugt ein Hochdruckgegenstrommischkopf zum Vermischen der beiden Komponenten eingesetzt. Im Vergleich zu anderen Verfahren erlaubt dies die höchste Produktivität. Außerdem verbleiben am Ende des Prozesses keine Reste von vermischten Lackrohstoffen in dem Formwerkzeug. Ein einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verbundbauteil bereitgestellt, umfassend a) einen Träger aus einer thermoplastischen Zusammensetzung enthaltend Typically, coating systems with a short pot life are used. Systems with a maximum pot life of 1 minute are preferred, with a maximum pot life of 30 seconds being particularly preferred, and a maximum pot life of 10 seconds being even more preferred. The cycle time for the reaction of the coating system is preferably adapted to the injection molding cycle time. This is particularly economical. For short pot lives, a high-pressure countercurrent mixing head is preferably used to mix the two components. Compared to other processes, this allows for the highest productivity. Furthermore, no residues of mixed coating raw materials remain in the mold at the end of the process. In a further aspect of the present invention, a composite component is provided, comprising a) a carrier made of a thermoplastic composition containing
A) 60 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-% eines Polycarbonats und A) 60 wt% to less than 95 wt% of a polycarbonate and
B) 40 Gew.-% bis mehr als 5 Gew.-% mindestens eines Polymeradditivs, und wobei der OH-Gehalt des Trägers mindestens 230 ppm beträgt, b) mindestens eine in direkten Kontakt zum Träger stehenden Polyurethanschicht, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren, bevorzugt auch in sämtlichen Bevorzugungen und Kombinationen von Bevorzugungen. B) 40 wt.% to more than 5 wt.% of at least one polymer additive, and wherein the OH content of the carrier is at least 230 ppm, b) at least one polyurethane layer in direct contact with the carrier, produced by the process according to the invention, preferably also in all preferences and combinations of preferences.
Bevorzugt handelt es sich dabei um die oben beschriebenen Komponenten A), B) sowie die die oben beschriebene Polyurethanschicht in sämtlichen Bevorzugungen und Kombinationen von Bevorzugungen. These are preferably the components A), B) described above and the polyurethane layer described above in all preferences and combinations of preferences.
Der OH-Gehalt des Verbundbauteils bezieht sich auf den Träger. Es kann sein, dass der OH- Gehalt durch Reaktion mit dem reaktiven Polyurethanrohstoffgemisch zumindest an der Oberfläche des Trägers abnimmt. Dies ist aber wahrscheinlich auf eine auf die unmittelbare Oberfläche begrenzt und daher über eine klassische Volumenanalytik nicht nachweisbar. Dies liegt insbesondere daran, dass die Reaktion im Wesentlichen nur an der Grenzfläche stattfmdet und das Polyurethanrohstoffgemisch kaum in das Trägermaterial eindringt. Der OH-Gehalt des Trägers wird über Volumenanalytik am Verbundbauteil bestimmt. Dazu wird die Polyurethanschicht zunächst entfernt. Im Anschluss wird die Volumenanalytik des Trägers durchgeführt. Darunter wird bevorzugt die Präparation und Analyse eines repräsentativen Volumens des Trägers (nicht nur der Polyurethanschicht zugewandten Oberfläche) verstanden. Insbesondere können dazu die oben beschriebenen Verfahren genutzt werden, bevorzugt ' H-NMR oder IR-Spektroskopie. Da der Beschichtungsprozess in der Regel zu keiner nennenswerten Veränderung des OH-Gehalts im Volumen des Trägers oder der Folie führt, entspricht in erster Näherung der OH-Gehalt im Träger oder der Folie dem OH-Gehalt im unbeschichteten Träger oder der unbeschichteten Folie. Es ist insbesondere bevorzugt, wenn das erfindungsgemäße Verbundbauteil hergestellt wird in einem 2-Komponenten-Reaktivspritzgussverfahren mit einem reaktiven Polyurethanrohstoffgemisch enthaltend The OH content of the composite component refers to the carrier. It is possible that the OH content decreases due to reaction with the reactive polyurethane raw material mixture, at least on the surface of the carrier. However, this is probably limited to the immediate surface and therefore not detectable by conventional volume analysis. This is due in particular to the fact that the reaction essentially only takes place at the interface and the polyurethane raw material mixture hardly penetrates the carrier material. The OH content of the carrier is determined by volume analysis on the composite component. For this purpose, the polyurethane layer is first removed. Subsequently, the volume analysis of the carrier is carried out. This preferably means the preparation and analysis of a representative volume of the carrier (not just the surface facing the polyurethane layer). In particular, the methods described above can be used for this purpose, preferably ' H NMR or IR spectroscopy. Since the coating process usually does not lead to any significant change in the OH content in the volume of the carrier or film, the OH content in the carrier or film corresponds to the OH content in the uncoated carrier or film to a first approximation. It is particularly preferred if the composite component according to the invention is produced in a 2-component reactive injection molding process with a reactive polyurethane raw material mixture containing
- mindestens eine Polyisocyanat-Komponente, - at least one polyisocyanate component,
- mindestens eine polyfunktionelle H-aktive Verbindung, und - at least one polyfunctional H-active compound, and
- optional mindestens ein Polyurethan-Additiv und/oder Prozesshilfsstoff wobei das reaktive Polyurethanrohstoffgemisch eine Kennzahl von > 90 bis < 140 aufweist.- optionally at least one polyurethane additive and/or process aid, wherein the reactive polyurethane raw material mixture has a characteristic number of > 90 to < 140.
Ebenso bevorzugt, handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Verbundbauteil um ein Innenoder Außenbauteil eines Schienen-, Luftfahrt- oder Kraftfahrzeuges. Likewise preferably, the composite component according to the invention is an interior or exterior component of a rail, aircraft or motor vehicle.
In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verwendung einer thermoplastischen Zusammensetzung bereitgestellt, wobei die thermoplastische Zusammensetzung In a further aspect of the present invention, a use of a thermoplastic composition is provided, wherein the thermoplastic composition
A) 60 Gew.-% bis weniger als 95 Gew.-% eines Polycarbonats und A) 60 wt% to less than 95 wt% of a polycarbonate and
B) 40 Gew.-% bis mehr als 5 Gew.-% mindestens eines Polymeradditivs enthält, wobei der OH-Gehalt der thermoplastischen Zusammensetzung mindestens 230 ppm beträgt, als Trägermaterial bei der Herstellung des erfmdungsgemäßen Verbundbauteils. Bevorzugt handelt es sich dabei um die oben beschriebenen Komponenten A), B) sowie die die oben beschriebene Polyurethanschicht in sämtlichen Bevorzugungen und Kombinationen von Bevorzugungen. B) contains 40 wt.% to more than 5 wt.% of at least one polymer additive, wherein the OH content of the thermoplastic composition is at least 230 ppm, as a carrier material in the production of the composite component according to the invention. These are preferably the components A), B) described above and the polyurethane layer described above in all preferred forms and combinations of preferred forms.
Beispiele Examples
Verwendete Materialien: Materials used:
Compound 1: 94 Gew.-% Polycarbonat auf Basis von BP A mit einer Schmelze- Volumenfließrate MVR von 12 cm3/(10 min) (gemäß ISO 1133:2012-03, bei einer Prüftemperatur von 300 °C und 1,2 kg Belastung) und 6 Gew.-% Glasfaser CS7942 (Lanxess Deutschland GmbH; E-Glas (DIN 1259) mit einem Durchmesser von ca. 14 pm und einem durchschnittlichen Länge von 4,5 mm) ; OH-Gehalt von 610 ppm Compound 1: 94 wt.% polycarbonate based on BP A with a melt volume flow rate MVR of 12 cm 3 /(10 min) (according to ISO 1133:2012-03, at a test temperature of 300 °C and 1.2 kg load) and 6 wt.% glass fiber CS7942 (Lanxess Deutschland GmbH; E-glass (DIN 1259) with a diameter of approximately 14 pm and an average length of 4.5 mm); OH content of 610 ppm
Compound 2: 94 Gew.-% Polycarbonat auf Basis von BP A mit einer Schmelze- Volumenfließrate MVR von 12 cm3/(10 min) (gemäß ISO 1133:2012-03, bei einer Prüftemperatur von 300°C und 1,2 kg Belastung) und 6 Gew.-% Glasfaser CS7942 (Lanxess Deutschland GmbH; E-Glas (DIN 1259) mit einem Durchmesser von ca. 14 pm und einem durchschnittlichen Länge von 4,5 mm); OH-Gehalt von 100 ppm Compound 2: 94 wt.% polycarbonate based on BP A with a melt volume flow rate MVR of 12 cm 3 /(10 min) (according to ISO 1133:2012-03, at a test temperature of 300°C and 1.2 kg load) and 6 wt.% glass fiber CS7942 (Lanxess Deutschland GmbH; E-glass (DIN 1259) with a diameter of approximately 14 pm and an average length of 4.5 mm); OH content of 100 ppm
Reaktives Polyurethanrohstoffgemisch: Als Polyurethan-Beschichtungssystem kamen Mischungen aus puroclear 3351 IT (Polyolkomponente) und puronat 960/1 (Diisocyanat- Komponente), beide von RÜHL PUROMER GmbH, Friedrichsdorf, Deutschland, mit einem Mischungsverhältnis von 100 zu 229 zum Einsatz, puroclear 3351 IT ist eine Polyolformulierung, die mit puronate 960/1 (HDI-Isocyanatkomponente) zu einem lichtechten Gieß-Elastomersystem verarbeitet werden kann mit einer Dichte von 1,09 g/cm3 bei 20 °C und einer Viskosität von ca. 1000 mPas bei 25 °C. puronate 960/1 ist ein flüssiges, farbloses aliphatisches Polyisocyanat mit einer Dichte von ca. 1,13 g/cm3 bei 20 °C und einer Viskosität von ca. 2500 mPas bei 25 °C. Reactive polyurethane raw material mixture: Blends of puroclear 3351 IT (polyol component) and puronat 960/1 (diisocyanate component), both from RÜHL PUROMER GmbH, Friedrichsdorf, Germany, with a mixing ratio of 100 to 229, were used as the polyurethane coating system. Puroclear 3351 IT is a polyol formulation that can be processed with puronate 960/1 (HDI isocyanate component) to form a lightfast cast elastomer system with a density of 1.09 g/cm 3 at 20 °C and a viscosity of approximately 1000 mPas at 25 °C. Puronate 960/1 is a liquid, colorless aliphatic polyisocyanate with a density of approximately 1.13 g/cm 3 at 20 °C and a viscosity of approximately 2500 mPas at 25 °C.
Verwendete Prüfmethoden Test methods used
Haftung: Die Haftung wurde mittels „POSI“-Test gemäß DIN EN ISO 4624:2016-08 ermittelt. Dabei wurde das Verfahren B (8.4.2) unter Angabe des schadhaftesten Fehlerbildes verwendet. Abweichend von der Norm wurde der Median von 3 Proben mit jeweils 8 Messungen gebildet. Das häufigste Fehlerbild wurde bestimmt und in der Tabelle angegeben. Dabei bedeutet in Tabelle 1: A: Kohäsionsversagen Substrat, A/B: Adhäsionsversagen Substrat und Beschichtung, B: Kohäsionsversagen Beschichtung und Y: Kohäsionsversagen des Klebstoffs. Adhesion: Adhesion was determined using the "POSI" test according to DIN EN ISO 4624:2016-08. Method B (8.4.2) was used, specifying the most severe defect pattern. Deviating from the standard, the median of three samples, each with eight measurements, was calculated. The most common defect pattern was determined and listed in the table. In Table 1, A: Cohesive failure of the substrate, A/B: Adhesion failure of the substrate and coating, B: Cohesive failure of the coating, and Y: Cohesive failure of the adhesive.
Hydrolyse-Lagerung: Die Verbundbauteile wurden für 72 h bei (90 ± 2) °C und (95 ± 3) % relative Luftfeuchte im Klimaschrank gelagert. Die Bildung von Wassertropfen auf dem Bauteil wurde durch geeignete Positionierung im Klimaschrank vermieden. Im Anschluss wurden die Bauteile erneut einer Haftungsprüfung mittels „POSI“-Test (siehe oben) unterworfen. Es wurde ein prozentualer Haftungsabfall des mittels „POSI“-Test erhaltenen Ergebnisses in Bezug auf den Wert vor der Hydrolyselagerung und nach der Hyrolyselagerung berechnet. Hydrolysis storage: The composite components were stored for 72 h at (90 ± 2) °C and (95 ± 3) % relative humidity in a climate chamber. The formation of water droplets on the The component was prevented by appropriate positioning in the climatic chamber. Subsequently, the components were subjected to another adhesion test using the "POSI" test (see above). A percentage decrease in adhesion of the result obtained by the "POSI" test was calculated in relation to the value before and after hydrolysis storage.
OH-Gehalt: OH content:
Der Gehalt an OH-Endgruppen, hier phenolische OH-Endgruppen, wurde an unlackierten Bereichen der Verbundbauteile gemessen. Er wurde in Lösung mittels IR-Spektroskopie in Dichlormethan bei Raumtemperatur bestimmt. Dazu erfolgte eine Kalibrierung mit Bisphenol A. Es wurde die Bande bei 3583 cm'1 ausgewertet. The content of OH end groups, in this case phenolic OH end groups, was measured on unpainted areas of the composite components. It was determined in solution using IR spectroscopy in dichloromethane at room temperature. Calibration was performed with bisphenol A. The band at 3583 cm'1 was evaluated.
Der OH-Gehalt des eingesetzten Compounds wurde auf die gleiche Weise bestimmt. The OH content of the compound used was determined in the same way.
Herstellung und Charakterisierung der Compounds: Production and characterization of the compounds:
Das Mischen der Komponenten der Compounds 1 bzw. 2 erfolgte auf einem Zweiwellenextruder ZSK25 der Fa. Coperion, Werner & Pfleiderer (Stuttgart, Deutschland) bei einer Massetemperatur von 280 °C und unter Anlegen eines Unterdrucks von 50 - 100 mbar (absolut). Die Drehzahl betrug 225 Upm bei einem Durchsatz von 15 kg/h. The components of Compounds 1 and 2 were mixed on a ZSK25 twin-screw extruder from Coperion, Werner & Pfleiderer (Stuttgart, Germany) at a melt temperature of 280 °C and under a vacuum of 50–100 mbar (absolute). The speed was 225 rpm and the throughput was 15 kg/h.
Herstellung der Verbundbauteile: Production of composite components:
Es wurden partiell oberflächig beschichtete Formteile mit einer projizierten Fläche von 286,4 cm2 auf einer Spritzgießmaschine in einem Spritzgießwerkzeug mit zwei Kavitäten (einer substratseitigen Kavität und einer polyurethanseitigen Beschichtungskavität, die mit einer RIM-Anlage verknüpft war), hergestellt. Bei dem Verbundbauteil handelte es sich um ein plattenförmiges Bauteil aus thermoplastischem Kunststoff (Träger), dessen Fläche partiell mit einer Polyurethanhaut beschichtet wurde. Die beschichtete Fläche des Bauteils betrug 225,5 cm2. Von dieser Fläche dienten 150 cm2 als Prüffläche für Haftungsuntersuchungen. Auf der Prüffläche wurden 8 Messungen durchgeführt. Die Wanddicken der Prüffläche betrugen beim Spritzgussbauteil ca. 3,2 mm und bei der Polyurethanschicht 0,5 mm. Es wurden jeweils drei Verbundbauteile für die initiale Haftungsmessung und drei Verbundbauteile für die Haftungsmessung nach Hydrolyselagerung verwendet. Partially surface-coated molded parts with a projected area of 286.4 cm² were manufactured on an injection molding machine in a two-cavity injection mold (one substrate-side cavity and one polyurethane-side coating cavity linked to a RIM system). The composite component was a plate-shaped component made of thermoplastic material (carrier), the surface of which was partially coated with a polyurethane skin. The coated area of the component was 225.5 cm² . Of this area, 150 cm² served as the test area for adhesion tests. Eight measurements were performed on the test area. The wall thickness of the test area was approximately 3.2 mm for the injection-molded component and 0.5 mm for the polyurethane layer. Three composite components were used for the initial adhesion measurement and three composite components for the adhesion measurement after hydrolysis storage.
Im ersten Verfahrensschritt wurde der Träger hergestellt. Dazu wurde thermoplastisches Kunststoffgranulat der Zusammensetzungen, wie zuvor beschrieben, in einem Spritzgießzylinder aufgeschmolzen und bei einer Temperatur von 290 °C in die erste Werkzeugkavität des geschlossenen Werkzeugs eingespritzt. Diese Werkzeugkavität wurde auf die Temperatur von 100 °C temperiert. Nach Ablauf der Nachdruckzeit und Kühlzeit, die zur Verfestigung des Trägers führte, wurde im zweiten Verfahrensschritt das Werkzeug geöffnet. Dabei wurde das hergestellte Trägerbauteil auf der Auswerferseite des Spritzgießwerkzeugs gehalten. Der Schiebetisch auf der Düsenseite des Spritzgießwerkzeuges wurde auf die Position zwei verschoben. Das Werkzeug wurde im dritten Verfahrensschritt erneut geschlossen und der Träger bildete mit dem Werkzeug eine Kavität für die Polyurethanbeschichtung aus. In the first step, the carrier was produced. For this purpose, thermoplastic granules of the compositions described above were mixed in a The material was melted in the injection molding cylinder and injected into the first mold cavity of the closed mold at a temperature of 290 °C. This mold cavity was then heated to a temperature of 100 °C. After the holding pressure and cooling times, which led to the solidification of the carrier, the mold was opened in the second process step. The manufactured carrier component was held on the ejector side of the injection mold. The sliding table on the nozzle side of the injection mold was moved to position two. The mold was closed again in the third process step, and the carrier formed a cavity with the mold for the polyurethane coating.
Im vierten Verfahrensschritt wurden die zwei reaktiven Komponenten des Polyurethan- Beschichtungssystems von der RIM-Anlage in einen Hochdruckgegenstrommischkopf gefördert und vor dem Einspritzen dort vermischt. Die PU-seitige Kavität wurde dabei auf Temperaturen von 100 °C temperiert. Nach Ablauf der Reaktions- und Kühlzeit wurde im fünften Verfahrensschritt das Werkzeug ein weiteres Mal geöffnet und das beschichtete Formteil entformt. In the fourth process step, the two reactive components of the polyurethane coating system were conveyed from the RIM system into a high-pressure countercurrent mixing head and mixed there before injection. The PU-side cavity was heated to 100 °C. After the reaction and cooling time, the mold was opened again in the fifth process step, and the coated part was demolded.
Anschließend wurden die Formteile dem Haftungstest unterworfen (Haftung inital). Zudem wurden die Formteile der oben beschriebenen Hydrolyse-Lagerung unterworfen und die Haftung wurde erneut gemessen (Haftung nach Hydrolyse). Bei allen Messungen wurde jeweils immer das gleiche Fehlerbild beobachtet. Es wurde der prozentuale Haftungsabfall aus diesen Werten berechnet. The molded parts were then subjected to the adhesion test (initial adhesion). The molded parts were also subjected to the hydrolysis storage described above, and the adhesion was measured again (adhesion after hydrolysis). The same defect pattern was observed in all measurements. The percentage loss of adhesion was calculated from these values.
Tabelle 1: Table 1:
Wie die Ergebnisse in Tabelle 1 zeigen, konnte mit steigendem OH-Gehalt der Zusammensetzung ein verringerter prozentualer Haftungsverlust erzielt werden. Damit weisen Zusammensetzungen mit höherem OH-Gruppengehalt eine höhere Haftungsbeständigkeit auf. As the results in Table 1 show, a reduced percentage loss of adhesion was achieved with increasing OH content of the composition. Thus, compositions with higher OH group content exhibit greater adhesion resistance.
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