DE19818016A1 - Polysulfone mit hoher Schlagzähigkeit - Google Patents

Description

Die vorliegenden Erfindung betrifft Polysulfone und insbesondere die Modifizierung der Schlagzähigkeit von Polysulfon-Harz. Noch konkreter sind die erfindungs­ gemäßen Polysulfone mit hoher Schlagzähigkeit Polymer-Mischungen, die zusätzlich zu einem Polysulfon eine Schlagzähigkeitsmodifiziermittel-Formulierung enthalten, die einen Acrylat-Kautschuk vom Kern-Schale-Typ und ein Polycarbonat umfaßt. Diese Mischungen sind durch bemerkenswert hohe Schlagzähigkeiten und eine ausgezeichnete Ausgewogenheit von mechanischen Eigenschaften gekennzeichnet.

Polyarylether-Harze, beispielsweise die von Bisphenol A oder Dihydroxydiphenyl­ sulfon und 4,4'-Dichlordiphenylsulfon abgeleiteten Polysulfon-Polymere und -Copoly­ mere, sind auf Grund ihrer guten Festigkeit und guten thermischen Eigenschaften und bedingt durch ihre Stabilität in einer Vielfalt von Umgebungen weitverbreitet für die Verwendung akzeptiert. Obwohl diese Harze gute Schlagzähigkeit in Anwendungen ohne Kerbung zeigen, gibt die Anwesenheit von Kerbung oder anderen Oberflächen-Diskontinuitäten Anlaß zu Belastungskonzentrations-Punkten und schwächt Formteile und extrudierte Waren aus Polysulfon beträchtlich. Somit sind die Schlagzähigkeiten von Polysulfon-Harzen, wie gemessen durch mechanische Tests wie beispielsweise den Izod-Kerbschlagzähigkeits-Test, typischerweise niedrig.

Verbesserungen in der Schlagzähigkeit und Duktilität sind für ein besseres Verhalten von aus Polysulfonen hergestellten Gegenständen zur Verwendung in Anwendungen mit hoher Schlagbelastung und insbesondere denjenigen, in denen die Gegenstände Rissen ausgesetzt sein oder andere Fehlstellen aufweisen können, erforderlich. Selbstverständlich ist es auch wichtig, daß derartige Verbesserungen ohne wesentliche Beeinträchtigungen von wünschenswerten Eigenschaften des Polysulfons erzielt werden. Die Akzeptanz von Polysulfonen gegenüber anderen Harzen durch die Compoundier-Technik für viele Anwendungen hängt von der exzellenten Stabilität des Harzes in vielfältigen ungünstigen Umgebungen, selbst bei erhöhten Temperaturen, ab. Verfahren zur Erhöhung der Harz-Duktilität und -Schlag­ zähigkeit auf Kosten einer derartigen Umgebungsstabilität würden höchstwahr­ scheinlich von der Industrie nicht ohne weiteres angenommen werden.

Es ist auch wichtig, daß die Additive ihre Wirksamkeit nach der Verarbeitung und Herstellung der schlagzäh-modifizierten Polysulfon-Formulierungen ebenso wie während der Verwendung der daraus hergestellten Gegenstände beibehalten.

Vielfältige Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel sind zur Verwendung mit thermo­ plastischen Materialien bekannt. Im allgemeinen handelt es sich bei diesen Modifizierungsmitteln um kautschukartige Zusammensetzungen, die in die thermo­ plastischen Materialien eingemischt oder einverleibt werden können. Bislang ist nur von sehr wenigen kautschukartigen Modifizierungsmitteln gefunden worden, daß sie die Schlagzähigkeit in Polysulfon-Harzen wirksam verbessern. Diejenigen, die dies tun, verursachen oft nachteilige Verluste bei anderen Polysulfon-Schlüsseleigen­ schaften. Andere Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel, die wirksam sind, sind schwierig und/oder teuer herzustellen und somit kommerziell nicht zugänglich. Die Schlagzähigkeits-Eigenschaften von Polysulfon können unter Verwendung von Acrylat-Kautschuken verbessert werden, und es ist bekannt, daß eine binäre Mischung eines Polysulfons und eines Acrylat-Copolymer-Schlagzähigkeits- Modifizierungsmittels bessere Schlagzähigkeitseigenschaften als ein reines Poly­ sulfon zeigt. Diese binären Mischungen sind jedoch ebenfalls gegenüber Kerbung empfindlich und die Verbesserung bei der Kerbschlagzähigkeit, die für diese Mischungen beobachtet wird, ist, wenn überhaupt, gering.

Binäre Mischungen von Polysulfonen und Polycarbonaten sind ebenfalls wohl­ bekannt. Polycarbonate sind allgemein für ihre guten Schlagzähigkeitseigenschaften bekannt. Beim Mischen mit Polysulfonen zeigen derartige Mischungen besonders gute hydrolytische Stabilität und sie werden in der Technik als eine besonders gute Beständigkeit gegenüber Umgebungsspannungsrißbildung aufweisend beschrieben. Mischungen von Polysulfonen und Polycarbonaten können somit in einer Vielfalt von Anwendungen, in denen das heißen, feuchten Umgebungen-Aussetzen ins Auge gefaßt wird, nützlich sein. Obwohl diese Mischungen eine ausgezeichnete Ausgewogenheit von mechanischen Eigenschaften einschließlich Zugfestigkeit aufweisen können, liefert die Zugabe eines Polycarbonats zu einem Polysulfon-Harz nur eine geringe oder keine Verbesserung in den Schlagzähigkeitseigenschaften. Die Mischungen sind ziemlich Kerbungs-empfindlich und weisen im allgemeinen sehr bescheidene Kerbschlagzähigkeitseigenschaften auf, was deren kommerzielle Akzeptanz stark beschränkt.

Die guten mechanischen Eigenschaften und das gute Umgebungsverhalten von Polysulfonen sind somit für viele Anwendungen sehr wichtig. Die Überwindung der niedrigen Kerbschlagzähigkeit von Polysulfonen bei gleichzeitiger Beibehaltung dieser Eigenschaften in einem hohen Maß, selbst bei erhöhten Temperaturen, würde ihre kommerzielle Brauchbarkeit verbreitern. Modifizierungsmittel, die die Duktilität und insbesondere die Schlagzähigkeitseigenschaften von Polysulfon-Formkörpern und extrudierten Gütern bei Verwendung in niedrigen Konzentrationen verbessern können und weiter die gute Duktilität und die geringe Kerbungsempfindlichkeit beibehalten können, insbesondere über einen breiten Temperaturbereich hinweg, würden Compoundierern und Harzformulierern eine größere Flexibilität bei der Maß­ schneiderung der Eigenschaftsausgewogenheit von Polysulfon-Formulierungen zur Bereitstellung von Materialien, die sich für die Verwendung in einer breiteren Vielfalt von Anwendungen eignen, geben.

Es besteht deshalb ein Bedürfnis nach einer Zusammensetzung, die eine verminderte Kerbungsempfindlichkeit zeigt und dadurch ausgezeichnete Kerbschlag­ zähigkeitseigenschaften besitzt und die anderen wünschenswerten physikalischen und chemischen Eigenschaften von Polysulfonen beibehält.

Die erfindungsgemäßen Polysulfon-Formulierungen mit hoher Schlagzähigkeit sind Polymer-Mischungen, die zusätzlich zu einem Polysulfon eine Schlagzähigkeits- Modifzierungsmittelformulierung enthalten, die einen Acrylat-Kautschuk vom Kern-Schale-Typ und ein Polycarbonat umfaßt. Die erfindungsgemäßen Zusammen­ setzungen zeigen eine sehr hohe Kerbschlagzähigkeit und können deshalb als superzähe Polysulfone gekennzeichnet werden. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Verfahren zur Bereitstellung von superzähen Polysulfonen.

Die erfindungsgemäßen superzähen Polysulfon-Polymermischungen umfassen ein Polysulfon-Harz und eine Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel-Zusammensetzung, die einen Acrylat-Kautschuk vom Kern-Schale-Typ und ein Polycarbonat umfaßt. Polysulfon-Harze, die bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung nützlich sind, in der Technik auch als Polyarylethersulfon-Harze bekannt, schließen Polysulfone ein, die wiederkehrende Einheiten, die aus Bisphenol A-Einheiten und Diphenyl­ sulfon-Einheiten aufgebaut sind, umfassen, wie durch die Strukturformel

dargestellt.

Derartige Polysulfon-Harze sind ohne weiteres von Handelsquellen erhältlich, einschließlich beispielsweise UDEL® Polysulfon-Harz von Amoco Polymers, Inc.

Polyethersulfone, Polymere, die beispielsweise von Dihydroxydiphenylsulfon und Di­ chlordiphenylsulfon abgeleitet sein können und somit nur wiederkehrende Diphenyl­ sulfon-Einheiten enthalten, sind ebenfalls im Stand der Technik bekannt. Derartige Harze, oft als PES-Harze bezeichnet, sind von Handelsquellen erhältlich, beispiels­ weise Sumika Excel® Polyethersulfon-Harze von Sumitomo Chemical. PES-Harze, ebenso wie eine Vielfalt von Copolymeren, die Bisphenol A-Einheiten und Diphenyl­ sulfon-Einheiten in Molverhältnissen ungleich 1 : 1 enthalten, wie beispielsweise die Ultrason® Sulfon-Harze, die von BASF erhältlich sind, können ebenfalls als für die Verwendung als Polysulfon-Harz-Komponente bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung geeignet befunden werden.

Verfahren zur Herstellung von Polyarylethersulfonen sind weitverbreitet bekannt und mehrere geeignete Verfahren sind in der Technik beschrieben worden. Die Harze können im allgemeinen mit Hilfe eines von zwei Verfahren hergestellt werden, d. h. dem Carbonat-Verfahren oder dem Alkalimetallhydroxid-Verfahren. Das Molekular­ gewicht des Polysulfons, wie durch die Viskositätszahl in einem geeigneten Lösungsmittel wie Methylenchlorid, Chloroform, N-Methylpyrrolidon oder dergleichen angegeben, beträgt allgemein mindestens 0,3 dl/g, vorzugsweise mindestens 0,4 dl/g, und übersteigt typischerweise etwa 1,5 dl/g nicht.

Der zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignete Acrylat-Kautschuk vom Kern-Schale-Typ umfaßt im allgemeinen etwa 50 bis 95 Gewichtsprozent einer ersten elastomeren Phase und etwa 50 bis 5 Gewichtsprozent einer zweiten, steifen thermoplastischen Phase. Die erste Phase wird aus etwa 75 bis 99,8 Gewichts­ prozent C₁- bis C₆-Alkylacrylat polymerisiert, was zu einem Acrylat-Kautschuk-Kern führt, der mit etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines geeigneten Vernetzungs- Monomers vernetzt wird und dem etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines Pfropf­ verknüpfungs-Monomers zugesetzt werden.

Geeignete Alkylacrylate umfassen Methylacrylat, Ethylacrylat, Isobutylacrylat und n-Butylacrylat. Das bevorzugte Acrylat ist n-Butylacrylat. Geeignete Vernetzungs- Monomere umfassen Polyacrylsäure- und Polymethacrylsäureester von Polyolen wie beispielsweise Butylendiacrylat und -dimethacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat und dergleichen; Di- und Trivinylbenzol, Vinylacrylat und -methacrylat und dergleichen. Das bevorzugte Vernetzungs-Monomer ist Butylendiacrylat.

Das Pfropfverknüpfungs-Monomer stellt einen Restgehalt an Nichtsättigung in der elastomeren Phase bereit, insbesondere in den späteren Stufen der Polymerisation, und folglich an oder nahe der Oberfläche des Elastomerteilchens. Die bevorzugten Pfropfverknüpfungs-Monomere sind Alkylmethacrylat und Dialkylmaleat. Die steife thermoplastische Phase kann C₁- bis C₁₈-Methacrylat, Styrol, Acrylnitril, Alkylacrylate, Alkylmethacrylate, Dialkylmethacrylate und dergleichen umfassen. Bevorzugt besteht diese Phase aus mindestens etwa 50 Gewichtsprozent C₁- bis C₄-Alkyl­ methacrylat.

Methacrylat-Butadien-Styrol (MBS)-Kern-Schale-Pfropfcopolymere, die aus einem kautschukelastischen Kern, der Polybutadien umfaßt, und einer harten Pfropf-Schale gebildet sind, sind allein und in Kombination mit speziellen Stabilisator-Formulierungen ebenfalls als Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel für eine Vielfalt von thermoplastischen Materialien im Stand der Technik beschrieben. Die Herstellung von Acrylat-Pfropfcopolymeren ist in der Technik wohlbeschrieben. Acrylat-Kautschuk-Modifizierungsmittel, die sich für die Verwendung in den erfindungsgemäßen Zusammensetzungen eignen, sind im Handel erhältlich, einschließlich eines Acrylat-Kautschuk-Modifizierungsmittels, das von Rohm & Haas Corporation, Philadelphia, Pa. unter der Handelsbezeichnung Paraloid® EXL-3361 erhältlich ist.

Polycarbonate, die sich für die Durchführung der Erfindung eignen, sind hoch­ molekulare thermoplastische, aromatische Polymere, einschließlich Homopoly­ carbonaten, Copolycarbonaten und Copolyestercarbonaten und Mischungen derselben, die durchschnittliche Molekulargewichte von etwa 8000 bis mehr als 200 000, vorzugsweise etwa 20 000 bis 80 000, und eine Grenzviskosität von 0,40 bis 1,0 dl/g, wie in Methylenchlorid bei 25°C gemessen, aufweisen.

Die Polycarbonate können bequem von zweiwertigen Phenolen und Carbonat-Vorstufen abgeleitet sein. Typisch für die zweiwertigen Phenole, die sich zur Verwendung bei der Herstellung von Polycarbonaten eignen, sind 2,2-Bis(4-hydroxy phenyl)propan (Bisphenol A), Bis(4-hydroxyphenyl)methan, 2,2-Bis(4-hydroxy-3- methylphenyl)propan, 4,4-Bis(4-hydroxyphenyl)heptan, 2,2-(3,5,3',5'-Tetrachlor-,4,4'- dihydroxyphenyl)propan, 2,2-(3,5,3',5'-Tetrabrom-4,4'-dihydroxyphenyl)propan und 3,3,-Dichlor-4,4'-dihydroxydiphenylmethan. Andere geeignete zweiwertige Phenole sind ebenfalls zugänglich, einschließlich derjenigen, die in den US-Patenten 2999835, 3038365, 3334154 und 4131575 offenbart sind. Bei der eingesetzten Carbonat-Vorstufe kann es sich um ein Carbonylhalogenid wie beispielsweise Phosgen, einen Carbonatester oder ein Halogenformiat handeln.

Die Polycarbonate können durch eine Vielfalt von wohlbekannten Verfahren hergestellt werden, wie beispielsweise durch Umsetzung eines zweiwertigen Phenols mit einer Carbonat-Vorstufe wie Diphenylcarbonat oder Phosgen gemäß Verfahren, die in der oben angegebenen Literatur und in den US-Patenten 4018750 und 4123436 dargelegt sind, oder durch Umesterungs-Verfahren, wie sie im US-Patent 3153008 beschrieben sind, ebenso wie durch andere Verfahren, die dem Fachmann bekannt sind.

Geeignete Polycarbonat-Harze sind ebenfalls ohne weiteres von vielfältigen Handelsquellen zugänglich, einschließlich Poly(Bisphenol A-carbonat)-Harzen, die als Lexan® Polycarbonat-Harze von General Electric Company zugänglich sind, und der Makrolon® Polycarbonat-Harze der Firma Bayer.

Erfindungsgemäß umfaßt die Schlagzähigkeits-modifizierende Zusammensetzung, die Polycarbonat und Acrylat-Kautschuk-Modifizierungsmittel enthält, die Poly­ carbonat-Komponente und den Acrylat-Kautschuk in einem Gewichtsverhältnis von Polycarbonat:Acrylat-Kautschuk in einem Bereich von vorzugsweise etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 1.

Die hochschlagzähen Polysulfon-Zusammensetzungen der vorliegenden Erfindung umfassen etwa 70 bis etwa 92 Gew.-% Polysulfon und etwa 30 bis etwa 8 Gew.-% der die Schlagzähigkeit modifizierenden Kombination von Polycarbonat und Acrylat­ kautschuk.

Ausgedrückt als Gesamtgewicht der drei Harz-Komponenten der erfindungs­ gemäßen Polysulfon-Zusammensetzungen umfassen die Zusammensetzungen etwa 70 bis etwa 92 Gew.-% Polysulfon, etwa 25 bis etwa 5 Gewichtsprozent des Poly­ carbonats und etwa 3 bis etwa 10 Gew.-%, vorzugsweise etwa 3 bis etwa 7 Gew.-%, Acrylat-Kautschuk vom Kern-Schale-Typ.

Die erfindungsgemäßen Polysulfon-Zusammensetzungen können weiter so compoundiert werden, daß sie bis zu etwa 60 Gew.-% an vielfältigen Additiven einschließen, um verschiedene chemische und physikalische Eigenschaften zu verbessern oder zu modifizieren. Beispiele für derartige Additive umfassen Flamm­ verzögerungsmittel, Antioxidationsmittel, Lichtstabilisatoren, Verarbeitungshilfsmittel, farbgebende Materialien, Füllstoffe und Verstärkungsmittel. Geeignet als Verstärkungsmittel sind Glasfasern und Kohlenstoffasern, einschließlich Graphit­ fasern. Metallfasern, Aluminiumoxid- und Aluminiumsilicatfasern, Aluminiumoxid­ fasern, Steinwollefasern und dergleichen können sich ebenfalls für spezielle Anwendungen als geeignet erweisen. Repräsentative Füllstoff-Materialien umfassen teilchenförmige und pulverisierte Formen von Calciumsilicat, Siliciumdioxid, Tonen, Talkum, Glimmer, Ruß, Titandioxid, Wollastonit, Polytetrafluorethylen, Graphit, Aluminiumoxidtrihydrat, Natriumaluminiumcarbonat, Baryt und dergleichen. Die geeigneten Typen und Konzentrationen derartiger Additive hängen von den Verarbeitungstechniken und von der Endverwendung des resultierenden Produktes ab und können vom Fachmann ohne weiteres bestimmt werden.

Die erfindungsgemäßen Polysulfon-Zusammensetzungen können unter Verwendung beliebiger einer Vielfalt von Compoundierungs- und Mischverfahren, die auf dem Gebiet der Harzcompoundierung wohlbekannt sind und gemeinhin eingesetzt werden, compoundiert werden. Bequemerweise können das Polysulfon und die modifizierenden Komponenten in Pulver-, Pellet- oder einer anderen geeigneten Form bei Temperaturen, die ausreichen, um die Harz-Komponenten zu schmelzen, unter Verwendung eines Mischers mit hoher Scherkraft, beispielsweise eines Doppelschneckenextruders, schmelzcompoundiert werden, um eine wünschenswert einheitliche Mischung zu erhalten. Die Komponenten können vor der Schmelz­ compoundierung zuerst in fester Form, wie beispielsweise in Form von Pulvern oder Pellets, vereinigt werden, um das Mischen zu erleichtern. Teilchenförmige Materialien, Fasern und andere Additive können vor der Vereinigung mit den verbleibenden Komponenten in eine oder mehrere der Komponenten einverleibt werden, oder die Komponenten können unter Verwendung herkömmlicher Trocken­ mischverfahren physikalisch in Pulver- oder Pelletform gemischt und anschließend extrusionscompoundiert werden. Die Plastifizierung des Harzes in einem Compoundierextruder und die Zuführung der Additive, teilchenförmigen Stoffe oder Fasern zur geschmolzenen Zusammensetzung durch eine Öffnung im Extruder, wie sie ebenfalls herkömmlich in der Technik durchgeführt wird, können sich bei der Compoundierung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen als nützlich erweisen.

Die erfindungsgemäßen Polysulfon-Zusammensetzungen mit hoher Schlagzähigkeit können unter Verwendung irgendeines einer Vielfalt von Verfahren und Methoden, die auf dem Gebiet der Herstellung, z. B. der Schmelzextrusion von Folien, Filmen, Schläuchen oder Profilen, wohlbekannt und weitverbreitet praktiziert werden, spritz­ gegossen oder unter Bildung von Filmen, Folien oder anderen Formen verarbeitet werden. Die Zusammensetzungen können auch als Matrix-Materialien oder Binde­ mittel für Komposit- oder laminierte Strukturen verwendet werden und können sich bei weiterer Compoundierung mit 5 bis 60 Gew.-% eines oder mehrerer verstärkender Füllstoffe, wie beispielsweise Glasfasern oder Kohlenstoffasern oder dergleichen, ebenso wie mit Füllstoffen wie beispielsweise Ton, Talkum und mineralischen Füllstoffen und dergleichen, als besonders wünschenswert in form­ gepreßten Gütern erweisen, die für die Verwendung in extremen Umgebungen vorgesehen sind.

Die erfindungsgemäßen Zusammensetzungen weisen Anwendbarkeit in einer breiten Vielfalt von physikalischen Gestalten und Formen, einschließlich Filmen, formgepreßter Güter und extrudierter Produkte, auf. Bei Verwendung als Film oder bei Verarbeitung zu formgepreßten oder extrudierten Produkten besitzen diese Mischungen, einschließlich daraus hergestellter gefüllter und laminierter Produkte, nicht nur gute physikalische Eigenschaften und ausgezeichnete chemische Beständigkeit bei Raumtemperatur, sondern sie behalten ihre Festigkeit und ihr gutes Verhalten auch für lange Zeitspannen bei erhöhten Temperaturen bei. Filme und Formgegenstände, die aus den erfindungsgemäßen hochschlagzähen Zusammensetzungen gebildet sind, können in Automobil-Anwendungen und in dauerhaften Gütern und Geräten, medizinischen und Installations-Anwendungen, wo Beständigkeit gegen heiße, feuchte Umgebungen besonders wichtig sein kann, und in Sicherheitsausrüstung und Schutzausrüstung besonders nützlich sein.

Die folgenden Beispiele dienen der weiteren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung. In den Beispielen und Vergleichsbeispielen beziehen sich alle Teile und Prozentsätze auf das Gewicht, soweit nichts anderes angegeben ist.

BEISPIELE

Die in den Beispielen eingesetzten Harz-Komponenten umfassen:

Polysulfon: Polyarylethersulfon, enthaltend Bisphenol A-Einheiten und Diphenyl­ sulfon-Einheiten, erhalten als Udel® Polysulfon-Harz von Amoco Polymers, Inc.

Polycarbonat: Poly(Bisphenol A-carbonat), erhalten als Lexan® Bisphenol A-Poly­ carbonat-Harz von General Electric Company.

Kautschuk: Acrylat-Kautschuk vom Kern-Schale-Typ, erhalten als Paraloid® EXL-3361 Acrylate Pfropfcopolymer-Kautschuk-Modifizierungsmittel von Rohm and Haas Corporation.

Die Compoundierung erfolgte durch Trockenmischen von getrocknetem Harz mit den Additiven und Zuführung der Mischung zu einem 25 mm-Berstorff-Doppelschnecken­ extruder mit sich gleichsinnig drehenden, teilweise ineinandergreifenden Schnecken. Das compoundierte Polymer wurde durch eine Strangdüse in Wasser hinein extrudiert, dann- unter Bildung von Pellets zerhackt. Die verschiedenen Komponenten sind ebenso wie die Teile derselben in jeder der Mischungen in der folgenden Tabelle 1 angegeben. Die Zusammensetzungen enthielten auch 0,1 Gew.-% Irganox® 1010 der Firma Ciba Geigy als thermischen Stabilisator.

Die Mischungen wurden im allgemeinen unter Verwendung einer Arburg Spritzguß-Vorrichtung, die bei Zylindertemperaturen von 299°C in der ersten Zone, 310°C in der zweiten Zone und 310°C in der letzten Zone betrieben wurde, unter Bereitstellung von Testproben spritzgegossen. Die Werkzeugtemperatur betrug 121°C. Die mechanischen Eigenschaften sind Eigenschaften bei Raumtemperatur, soweit nichts anderes angegeben ist, und wurden gemäß den veröffentlichten ASTM-Verfahren D-638 (Zugfestigkeitseigenschaften), D-790 (Biegefestigkeitseigen­ schaften) und D-256 (Izod-Kerbschlagzähigkeit) bestimmt, soweit nichts anderes angegeben ist. Die Wärmestandfestigkeitseigenschaften (HDT) wurden an nicht getemperten Proben mit Hilfe von ASTM D-648 bestimmt.

Für Vergleichszwecke wurden drei Formulierungen, C-1 bis C-4, die Polysulfon, das Polysulfon in Kombination mit dem Acrylat-Kautschuk-Modifizierungsmittel allein und das Polysulfon mit dem Polycarbonat allein enthielten, hergestellt, gepreßt und unter Befolgung derselben Verfahren getestet.

Die mechanischen Eigenschaften der erfindungsgemäßen schlagzähen Zusammen­ setzungen der Beispiel 1 bis 4 und der Vergleichs-Zusammensetzungen sind in Tabelle 1 zusammengefaßt.

Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften von schlagzäh­ modifizierten Polysulfon-Zusammensetzungen und Vergleichs- Zusammensetzungen

Zusammensetzung und mechanische Eigenschaften von schlagzäh­ modifizierten Polysulfon-Zusammensetzungen und Vergleichs- Zusammensetzungen

Anmerkungen: 1. Hinsichtlich Details siehe Text; 2. Hinsichtlich Testverfahren siehe Text. Zugfestigkeit = Grenz-Zugfestigkeit; Dehnung ist die Bruchdehnung; *Einheiten sind in ft.-lb/in-Kerbe angegeben; HDT = Wärmestandfestigkeit bei Durchbiegung bei 264 psi.

Unter Berücksichtigung der obigen Testergebnisse ist ohne weiteres ersichtlich, daß die schlagzähen Polysulfone der Beispiele 1-4 superzähe Polysulfon-Zusammen­ setzungen sind. Die Schlagzähigkeit dieser Zusammensetzungen ist im Vergleich zum Polysulfon allein, C-4, und im Vergleich zu den Zusammensetzungen, die Polysulfon zusammen mit einem Acrylat-Modifizierungsmittel allein umfassen, C-3, merklich verbessert. Zusätzlich ist auch ersichtlich, daß die 50/50- und 80/20-Mischungen von Polysulfon und Polycarbonat, C-1 und C-2, ebenfalls eine relativ geringe Schlagzähigkeit aufweisen, weit unter den Schlagzähigkeitseigenschaften, die in der Technik für superzäh gemachte technische Harze als charakteristisch angesehen werden.

Die Izod-Schlagzähigkeitseigenschaften ohne Kerbe für alle Mischungs-Beispiele und Kontroll-Beispiele wurden ebenfalls bestimmt; keines brach beim Test. Die Kerbungs-empfindliche Natur von Polysulfonen und Polysulfonen, die nur ein Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel enthalten, ist somit aus den Kerbschlag­ zähigkeitseigenschaften für C-3 und C-4 ohne weiteres ersichtlich. Ähnlich sind Mischungen aus einem Polysulfon mit einem Polycarbonat, C-1 und C-2, ebenfalls stark Kerbungs-empfindlich. Die guten Schlagzähigkeitseigenschaften und die geringe Kerbungsempfindlichkeit, die von der Kombination eines Polysulfons, eines Polycarbonats und einer kleineren Menge eines Acrylat-Kautschuk-Modifizierungs­ mittels gezeigt werden, Beispiele 1-4, sind somit unerwartet.

Die Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittel-Kombination aus einem Acrylat-Kautschuk und einem Polycarbonat-Harz liefert Polysulfon-Zusammensetzungen mit hoher Schlagzähigkeit, insbesondere mit Schlagzähigkeitseigenschaften, die mit den Eigenschaften des Polycarbonat-Harzes, einem technischen Thermoplasten, der weitverbreitet in Anwendungen eingesetzt wird, in denen superzähe Eigenschaften erforderlich sind, vergleichbar sind. Aus den Eigenschaftsdaten für die Zusammen­ setzungen der Beispiele 1-4 ist auch ersichtlich, daß die Verbesserung bei der Schlagzähigkeit mit geringer Verminderung in anderen wichtigen mechanischen und thermischen Eigenschaften, insbesondere Zugfestigkeit, Biegemodul und HDT, erhalten wird.

Man erkennt somit, daß die Erfindung auf hochschlagzähe Polysulfon-Zusammen­ setzungen und auf ein Verfahren zur Verminderung der Kerbungsempfindlichkeit von schlagzäh-modifizierten Polysulfonen gerichtet ist. Die hochschlagzähen, superzäh gemachten Polysulfone der vorliegenden Erfindung umfassen etwa 70 bis etwa 92 Gew.-% Polysulfon und etwa 8 bis etwa 30 Gew.-% einer die Schlagzähigkeit modifizierenden Zusammensetzung, die ein aromatisches Polycarbonat und einen Acrylat-Kautschuk in einem bevorzugten Gewichtsverhältnis Polycarbonat:Acrylat-Kautschuk von etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 1 enthält. Die erfindungsgemäßen Zusammen­ setzungen können auch als etwa 70 bis etwa 95 Gew.-% Polysulfon, etwa 5 bis etwa 25 Gew.-% Polycarbonat und etwa 3 bis etwa 10 Gew.-% Acrylat-Kautschuk enthaltend beschrieben werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist auch ein Verfahren zur Verbesserung der Kerbschlagzähigkeitseigenschaften und zur Verminderung der Kerbungsempfindlich­ keit von Polysulfon-Harzen, welches umfaßt die Compoundierung des Polysulfons mit bis zu 30 Gew.-%, vorzugsweise etwa 5 bis etwa 30 Gew.-%, bezogen auf alle Harz-Komponenten, eines Schlagzähigkeits-Modifizierungsmittels, bei dem es sich um eine Kombination eines aromatischen Polycarbonats und eines Acrylat-Kautschuks in einem bevorzugten Gewichtsverhältnis von etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 1 handelt.

Claims (10)

1. Zusammensetzung, umfassend etwa 75 bis etwa 90 Gew.-% Polysulfon, etwa 20 bis etwa 5 Gew.-% eines thermoplastischen Polycarbonats und etwa 3 bis etwa 7 Gew.-% eines Acrylat-Kautschuks.

2. Zusammensetzung nach Anspruch 1, in welcher das Polysulfon Einheiten umfaßt, die durch die Strukturformel:
dargestellt werden.

3. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 1 und 2, in welchem das Polycarbonat Poly(Bisphenol A-carbonat) ist.

4. Verfahren zur Verminderung der Kerbungsempfindlichkeit von Polysulfon, umfassend die Bildung einer Mischung des Polysulfons mit einem Polycarbonat und einem Acrylat-Kautschuk in einem Gewichtsverhältnis Poly­ carbonat : Acrylat-Kautschuk von etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 1 und die Formgebung der Mischung.

5. Verfahren nach Anspruch 4, in welchem das Polycarbonat Poly(Bisphenol A-carbonat) ist.

6. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 und 5, in welchem das Gesamt­ gewicht des Polycarbonats und des Acrylat-Kautschuks etwa 25 bis etwa 10 Gew.-% der Mischung, bezogen auf das Gesamtgewicht der Harz- Komponenten, ausmacht.

7. Verfahren nach irgendeinem der Ansprüche 4 bis 6, in welchem das Acrylat- Kautschuk-Modifizierungsmittel etwa 25 bis etwa 95 Gewichtsprozent einer ersten elastomeren Phase, polymerisiert aus etwa 75 bis etwa 99,8 Gewichts­ prozent C₁- bis C₆-Alkylacrylat, 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines Vernetzungs- Monomers und etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines Pfropfverknüpfungs- Monomers, und etwa 75 bis etwa 5 Gewichtsprozent einer zweiten steifen thermoplastischen Phase umfaßt.

8. Zusammensetzung zur Verwendung bei der Modifizierung der Schlagzähigkeit von Polysulfon, enthaltend ein Polycarbonat und einen Acrylat-Kautschuk in einem Gewichtsverhältnis von etwa 5 : 1 bis etwa 1 : 1.

9. Zusammensetzung nach Anspruch 8, in welcher das Polycarbonat Poly(Bisphenol A-carbonat) ist.

10. Zusammensetzung nach irgendeinem der Ansprüche 8 und 9, in welcher der Acrylat-Kautschuk ein solcher vom Kern-Schale-Typ ist, der etwa 25 bis etwa 95 Gewichtsprozent einer ersten elastomeren Phase, polymerisiert aus etwa 75 bis etwa 99,8 Gewichtsprozent C₁- bis C₆-Alkyacrylat, 0,1 bis 5 Gewichts­ prozent eines Vernetzungs-Monomers und etwa 0,1 bis 5 Gewichtsprozent eines Pfropfverknüpfungs-Monomers, und etwa 75 bis etwa 5 Gewichtsprozent einer zweiten steifen thermoplastischen Phase umfaßt.