AT236126B - Verfahren zur Herstellung von Formmassen aus Polyamiden - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Formmassen aus Polyamiden 
Bei der Herstellung von Formkörpern aus Polyamiden über den schmelzflüssigen Zustand, beispielsweise auf Spritzgussmaschinen, Schnecken- und Strangpressen, wird der Durchsatz durch die Maschinen im wesentlichen durch die   Fliess- und   Erstarrungseigenschaften der Polyamide begrenzt. 



   Um die Fliessfähigkeit zu verbessern, kann man die Verarbeitungstemperatur erhöhen, doch wird hiedurch die Gefahr einer thermischen Schädigung der Polyamide verstärkt. Das Erstarren der Schmelze kann ebenfalls nur begrenzt beschleunigt werden. Bei zu raschen Abkühlen der Form werden meist nichtmasshaltige Formkörper mit grossen inneren Spannungen erhalten. 



   Es wurde bereits vorgeschlagen, den Polyamiden Gleitmittel, wie Metallstearate und Wachse, zuzusetzen. Jedoch verschlechtern Metallstearate die mechanischen Eigenschaften der Formkörper, insbesondere die Reissfestigkeit an Bindenähten von Spritzgusskörpern. 



   Es wurde gefunden, dass man Formmassen aus Polyamiden mit verbesserten Eigenschaften und unter Vermeidung der genannten Nachteile herstellen kann, indem man vor, während oder nach der Polymerisation der polyamidbildenden Ausgangsstoffe mit Hilfe von Wasser oder sauren Katalysatoren, Alkylen-, Arylen- und/oder Aralkylen-biscarbamidolactame in Mengen von 0, 05 bis 2   Gew.-%, bezogen   auf die Gesamtmenge der polyamidbildenden Ausgangsstoffe, zusetzt und das Polyamid in der Schmelze homogenisiert. 



   Nach dem Verfahren der Erfindung werden Formmassen aus Polyamiden erhalten, die sich bei niederen Temperaturen als bisher verarbeiten lassen und die es gestatten, z. B. auf einer Spritzgussmaschine, pro Zeiteinheit die zwei-bis dreifache Menge durchzusetzen, als es mit Polyamiden möglich ist, die die erfindungsgemässen Zusätze nicht enthalten. 



   Polyamidbildende   Ausgangsstoffe   sind Lactame, wie Caprolactam, Önanthlactam, Capryllactam, Laurinlactam ; weiterhin Gemische oder Salze aus Diaminen, wie Hexamethylendiamin, Octamethylendiamin, Dekamethylendiamin,   Bis- (4-aminocyclohexyl)-methan   und Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure, Korksäure, Sebacinsäure, Undecandicarbonsäure oder Heptadecandicarbonsäure ; ferner Gemische oder Salze aus aliphatischen M-Aminoalkoholen und den genannten   Dicarbonsäuren ; M-Aminocarbonsäuren,   die den genannten Lactamen entsprechen ; Diisocyanate, wie Hexamethylendiisocyanat oder Toluylendiisocyanat und die Diole, wie Butandiol, Hexandiol oder Octandiol ; oder die genannten Diisocyanate und die genannten Diamine ; oder Gemische aus mindestens zwei der genannten polyamidbildenden Ausgangsstoffe. 



   Ausgenommen vom Schutz werden Polyamide, die durch ionische Polymerisation von Lactamen mit mehr als sechs Ringgliedern unter Verwendung von alkalisch reagierenden Katalysatoren und Alkylen-, Arylen- und/oder Aralkylen-biscarbamidolactamen als Reaktionsbeschleuniger gemäss der österr. Patentschrift Nr. 218744 hergestellt sind. 



   Die Polyamide können ausser den erfindungsgemäss verwendeten Carbamidoverbindungen weitere Zusätze, wie Stabilisatoren, Pigmente, Farbstoffe, Weichmacher u. dgl. enthalten. Diese Zusätze können wie die Carbamidoverbindungen den polyamidbildenden Ausgangsstoffen oder dem Reaktionsgemisch während der Polymerisation zugesetzt werden. Man kann sie aber auch mit den hochmolekularen Polyamiden intensiv vermischen und anschliessend in einer Schneckenpresse oder in einem Kneter in der Schmelze homogen verarbeiten. 



   Zum Homogenisieren der hochmolekularen und hochviskosen Polyamide eignen sich besonders : ein- 
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   Die Verweilzeit der Polyamidschmelze in den Knetmaschinen liegt zwischen 5 und 60 sec. Bei kleineren
Scherkräften als den angegebenen ist eine längere Verweilzeit und bei grösseren eine sehr kurze Verweilzeit zweckmässig, etwa 5-20 sec. 



   Die erfindungsgemäss hergestellten Formmassen aus Polyamiden eignen sich wegen ihrer guten Fliessfähigkeit und Entformbarkeit besonders zur Herstellung von Formkörpern nach dem   Spritzguss- und   Strangpressverfahren. 



   Die in den Beispielen genannten Teile sind Gewichtsteile. 



     Beispiel l :   100 Teile Polycaprolactam mit einem Erweichungsbereich von 214 bis 216   C und einem K-Wert von 75, 5 werden in einem handelsüblichen Intensivmischer mit 0, 2 Teilen Hexamethylen-biscarbamidocaprolactam (Schmelzpunkt   77-79   C)   vermischt. Das Gemisch wird auf einer handelsüblichen zweiwelligen Scheibenknetmaschine bei 240-2800 C etwa 90 sec geknetet. Die so hergestellte Polycapro-   lactammasse   wird auf einer handelsüblichen Kolbenspritzgussmaschine bei   2500 C   zu 30 g schweren Formkörpern verarbeitet. Die Spritzzykluszeit beträgt 20 sec.

   Ein Polycaprolactam mit dem gleichen K-Wert (nach   Fikentscher),   aber ohne den   erfindungsgemässen   Zusatz lässt sich bei 250   C unter den gleichen Bedingungen noch nicht verarbeiten, sondern erst bei 270   C. Die Spritzzykluszeit beträgt hiebei 40 sec. 



     Beispiel 2 :   100 Teile Polycaprolactam mit einem Erweichungsbereich von 214 bis 216   C und einem   K-Wert   von 72, 9 werden in einen handelsüblichen Intensivmischer mit 0, 2 Teilen Hexamethylen-biscarbamidocapryllactam vom Schmelzpunkt   111-113  C   und 30 Teilen Russ, der 0, 6 Teile Adipinsäuredi-isooctylester enthält, vermischt und anschliessend auf einem zweiwelligen Scheibenkneter bei 260 bis 285   C etwa 100 sec intensiv geknetet. Die so hergestellte schwarz gefärbte   Po1ycapro1actammasse   wird auf einer handelsüblichen Kolbenspritzgussmaschine bei 260  C zu 30 g schweren Formkörpern verspritzt. Die Spritzzykluszeit beträgt 24 sec.

   Ein Polycaprolactam mit dem gleichen K-Wert und dem gleichen Russgehalt, ohne den   erfindungsgemässen   Zusatz, lässt sich erst bei 275   C mit einer Spritzzykluszeit von 42 sec verarbeiten. 



    Beispiel 3: 100 Teile eineS aUs Adipinsäure und Hexamethylen-diamin in üblicher Weise hergestellten    Polyamids, das einen Erweichungsbereich von 260 bis 263   C und den K-Wert 71, 6 hat, werden mit 0, 4 Teilen   Hexamethylen-biscarbamido-laurinlactam   vom Schmelzpunkt 117  C und 15 Teilen Titandioxyd in einem handelsüblichen Intensivmischer vermischt. Das Gemisch wird anschliessend in einer Schneckenpresse bei   275-290  C homogenisiert.   Man erhält eine weisse Polyamidmasse, die sich auf Spritzgussmaschinen wesentlich schneller und leichter verformen lässt und in der Zeiteinheit unter sonst gleichen Bedingungen etwa die doppelte Anzahl an Spritzgussteilen liefert wie eine Polyamidmasse, die den erfindungsgemässen Zusatz nicht enthält. 



   Beispiel 4 : 100 Teile Polycaprolactam vom K-Wert 80, 5 werden mit 0, 5 Teilen Calciumstearat,   0, 2   Teilen   Adipinsäure-di- (2-äthylhexyl)-ester, 0, 1   Teil eines in üblicher Weise aus Äthylendiammoniumoxalat hergestellten Polyamids vom K-Wert 18 und einem Schmelzpunkt von 314  C sowie 0, 25 Teilen 
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 einer Produkttemperatur von 260   C in automatischer Schussfolge mit einer Zykluszeit von 20 sec zu 30 g schweren Formstücken (Tellern) verarbeiten lässt. 



   Ein auf die gleiche Weise hergestelltes Polycaprolactam, ohne den   erfindungsgemässen   Zusatz, lässt sich bei 260   C auf der gleichen handelsüblichen Kolbenspritzgussmaschine nur mit einer Zykluszeit von 
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 so erhält man eine Spritzgussmasse, die sich bei 260   C mit einer Zykluszeit von 24 sec zu den gleichen 30 g schweren Formstücken verarbeiten lässt. 



   Beispiel 5 : 100 Teile Polycapryllactam mit einem Schmelzbereich von 198 bis 200  C und einem K-Wert von 76, 2 werden mit 0, 4 Teilen   Toluylen-biscarbamido-pyrrolidon   (Schmelzpunkt 172   C) bei Raumtemperatur in einem Intensivmischer gemischt und anschliessend in einer handelsüblichen Strangpresse bei   240-260   C   2 min geknetet und zu einem endlosen Profil verformt. Der Durchsatz beträgt   2, 5 kg/min,   während auf der gleichen Anlage sich dasselbe Material ohne den erfindungsgemässen Zusatz langsamer verformen lässt, u. zw. nur mit einem Durchsatz von 1, 9 kg/min. 



   Beispiel   6 : s-Caprolactam,   das auf je 100 Teile 0, 5 Teile   1, 6-Hexamethylen-biscarbamidocaprolactam   fein verteilt enthält, wird in üblicher Weise kontinuierlich polykondensiert. Das Polymerisat wird zerkleinert, mit Wasser extrahiert und getrocknet. Seine Schmelze, die bei 260   C eine Viskosität von etwa 
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 von 10. 000 bis   12. 000 sec-1 etwa   10 sec bei 260   C intensiv geknetet und homogenisiert. Man erhält eine leicht fliessende und gut entformbare Masse mit einem   K-Wert   von 64, die sich besonders für den Spritzguss eignet. 



   Beispiel 7 : 113 Teile eines Salzes aus praktisch äquimolekularen Teilen Adipinsäure und Hexamethylendiamin werden mit 0, 6 Teilen   2, 4- Toluylen-biscarbamido-benzimidazol   und 0, 1 Teilen eines 

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 Polyamids aus Terephthalsäure und Hexamethylendiamin (K-Wert 27) gut vermischt und in einem Behälter polykondensiert. Die 280  C heisse Schmelze wird in eine Schneckenpresse mit 0, 3 Teilen Russ und 0, 2 Teilen Adipinsäure-dinonylester intensiv verknetet und homogenisiert und   anschliessend   strangoder bandförmig in kaltes Wasser gepresst. Die feste Masse wird zerkleinert und getrocknet, bis ihr Wassergehalt kleiner als 0, 1 Gew.-% ist.

   Das Polyamid (K-Wert 72, Schmelztemperatur   260-265   C)   eignet sich besonders für   Spritzguss- und Strangpressverfahren.   Es hat eine um 20-30% bessere Fliessfähigkeit und lässt sich leichter entformen als ein ebenfalls   0, 3%   Russ enthaltendes Polyamid mit dem K-Wert 75, das nach dem gleichen Verfahren, aber ohne   erfindungsgemässe   Zusätze, hergestellt ist. 



   An Stelle von 0, 6 Teilen Toluylen-biscarbamidobenzimidazol werden einmal 0, 5 Teile p-Xylylenbiscarbamidocaprolactam, zum andern 0, 6 Teile   Toluylen-biscarbamido-4, 5-diphenylimidazol   verwendet. Man erhält unter sonst gleichen Bedingungen, wie in Beispiel 2 beschrieben, Polyamide, die im K-Wert und in den Verarbeitungseigenschaften denen gleichen, die 0, 6 Teile 2, 4-Toluylen-biscarbamido-benzinmidazol einkondensiert enthalten. 



   Beispiel 8 : 100 Teile Capryllactam und 0, 5 Teile Octamethylen-biscarbamido-capryllactam werden in Gegenwart von 0, 5 Teilen einer 25%igen wässerigen phosphorigsauren Lösung bei 260   C in bekannter Weise polykondensiert und mit Hilfe einer Schneckenpresse, deren Scherfeld zwischen der Zylinderwand und der rotierenden Schnecke einen Geschwindigkeitsgradienten von   18. 000 sec-l hat,   geknetet und zu Strängen verpresst, die man in Wasser abschreckt, zerkleinert, mit Wasser extrahiert und trocknet. Das Polycapryllactam hat einen K-Wert von 76 und ist für   Spritzguss- und Strangpressverfahren   besonders geeignet. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zum Herstellen von Formmassen aus Polyamiden, ausgenommen solchen, die durch ionische Polymerisation von Lactamen mit mehr als sechs Ringgliedern unter Verwendung von alkalisch reagierenden Katalysatoren und Alkylen-, Arylen- und/oder Aralkylen-biscarbamidolactamen als Reaktionsbeschleuniger gemäss österr. Patentschrift Nr. 218744 hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass man Alkylen-, Arylen- oder Aralkylen-biscarbamidolactame als Zusätze verwendet.

Claims (1)

1. 2. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Polyamide bei Raumtemperatur mit Alkylen-, Arylen- und/oder Aralkylen-biscarbamidolactamen intensiv vermischt und anschliessend in der Schmelze homogenisiert.

   3. Verfahren gemäss Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man Alkylen-, Arylen- und/oder Aralkylen-biscarbamidolactame den polyamidbildenden Ausgangsstoffen oder dem Reaktionsgemisch während der Polymerisation zusetzt und die Schmelze des Polyamids homogenisiert.