DE102006017346B4 - Migration-stable masterbatch with improved crosslinking properties, process for its preparation and use thereof - Google Patents
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Abstract
Migrationsstabiles Masterbatch, umfassend
15 bis 45 Gew.-% bi- und/oder polyfunktional vernetzbare Monomere; und
55 bis 85 Gew.-% Masterbatchpolymer, ausgewählt aus PA 6, PA 6.6, PA 6.9, PA 6.10, PA 6.12, PA 10.10, PA 11 und/oder PA 12,
wobei sich die Angabe Gew.-% auf die Gesamtmenge der bi- und/oder polyfunktional vernetzbaren Monomere und der Masterbatchpolymere in dem migrationsstabilen Masterbatch bezieht und wobei das Masterbatch ein Granulat ist,
wobei die bifunktional und/oder polyfunktional vernetzbaren Monomere mit Elektronenstrahlen, β- oder γ-Strahlung vernetzbare Monomere sind und aus der Gruppe,
bestehend aus Cyanursäuretriallylester, Isocyanursäuretriallylester, Isocyanursäuretrimethylallylester, Trimellithsäureallylester, Phthalsäurediallylester, Trimethylolpropantriacrylat, Trimethylolpropantrimethacrylat und Gemischen davon, ausgewählt werden.Migration stable masterbatch, comprising
From 15 to 45% by weight of bi- and / or polyfunctionally crosslinkable monomers; and
55 to 85% by weight of masterbatch polymer selected from PA 6, PA 6.6, PA 6.9, PA 6.10, PA 6.12, PA 10.10, PA 11 and / or PA 12,
wherein the wt .-% is based on the total amount of bi- and / or polyfunctionally crosslinkable monomers and the masterbatch polymers in the migration-stable masterbatch and wherein the masterbatch is a granulate,
wherein the bifunctional and / or polyfunctional crosslinkable monomers are electron-beam, β or γ radiation crosslinkable monomers and from the group,
consisting of cyanuric triallyl ester, isocyanuric triallyl ester, isocyanuric trimethylallyl ester, trimellitic acid allyl ester, diallyl phthalate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, and mixtures thereof.
Description
Die Erfindung betrifft ein migrationsstabiles Masterbatch, umfassend ein Masterbatchpolymer und ein vernetzbares bifunktionales und/oder polyfunktionales Monomer aus der Reihe der Allylverbindungen und/oder der Acrylatverbindungen. Das Masterbatch wird mit vernetzungsfähigen Rohpolymeren vermischt, und vorzugsweise durch Bestrahlung, zur Reaktion gebracht, wobei ein Endpolymer entsteht, welches bessere Wärme- und Alterungseigenschaften aufweist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung des migrationsstabilen Masterbatches, ein Verfahren zur Herstellung des Endpolymers sowie ein Formteil, welches das Masterbatch umfasst.The The invention relates to a migration stable masterbatch comprising a masterbatch polymer and a crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomer from the series of allyl compounds and / or the acrylate compounds. The masterbatch is made with crosslinkable raw polymers mixed, and preferably by irradiation, reacted, producing a final polymer which has better heat and aging properties having. The invention further relates to a process for the preparation of the migration stable masterbatch, a method of preparation of the final polymer and a molding comprising the masterbatch.
Technische Polymere wie Polyamide und/oder Polyester haben sich in der Vergangenheit als vielseitige Konstruktionswerkstoffe erwiesen. Inzwischen sind diverse Technische Polymere bekannt, die ganz unterschiedliche Eigenschaften besitzen. So werden beispielsweise Polyamide und/oder Polyester als Standardkonstruktionswerkstoffe verwendet. Weiterhin sind Produkte mit relativ hoher Erweichungs- und Dauergebrauchstemperatur im Automobilbau im Einsatz, speziell im Motorbereich von Automobilen, oder im Elektro- und Elektronikbereich, im Einsatz.Technical Polymers such as polyamides and / or polyesters have been in the past proven as versatile construction materials. Are now Various technical polymers are known that have very different properties have. For example, polyamides and / or polyesters used as standard construction materials. Furthermore, there are products with relatively high softening and continuous service temperature in the automotive industry in use, especially in the engine area of automobiles, or in electrical and Electronics area, in use.
Trotz dieser vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Polyamiden und/oder Polyestern treten jedoch Anwendungen auf, denen die derzeitigen Formulierungen nicht genügen, so dass die Eigenschaften der Polyamid- und/oder Polyester-Formulierungen durch Additive entsprechend verbessert werden müssen. Problematisch ist beispielsweise die thermische Langzeitstabilität dieser Polymere.In spite of this diverse applications however, there are applications of polyamides and / or polyesters, which the current formulations do not meet, so the properties the polyamide and / or polyester formulations by additives accordingly need to be improved. For example, the thermal long-term stability of these is problematic Polymers.
Ebenso sind die Anforderungen von Polyurethanen, Polyolefinen, Polyesteresterelastomeren, -etherelastomeren, -etheresterelastomeren und Polycaprolactonen erhöht. Hier sind höhere Chemikalienbeständigkeit, Unlöslichkeit in konventionellen Lösungsmitteln, Verbesserung des Abriebverhaltens, Verbesserung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften, sowie des Alterungsverhaltens erwünscht. Oft werden die genannten Polymere mit Stabilisatoren, Füll- und Verstärkungsstoffen, sowie Verarbeitungshilfen ausgerüstet. Jedoch bleibt oft der Nachteil einer Alterung, sowie schlechter Chemikalienbeständigkeit bestehen.As well are the requirements of polyurethanes, polyolefins, polyester ester elastomers, ether elastomers, ether ester elastomers and polycaprolactones elevated. Here are higher ones Chemical resistance, insolubility in conventional solvents, Improvement of the abrasion behavior, improvement of the mechanical and electrical properties, as well as the aging behavior desired. Often the polymers mentioned with stabilizers, fillers and Reinforcing materials, and processing aids. however Often the disadvantage of aging, as well as poor chemical resistance consist.
Die
Die
Aus dem Stand der Technik sind weitere zahlreiche Zusammensetzungen und Herstellungsverfahren für Vernetzungen und der Einsatz von mikroporösen Trägern bekannt. Jedoch besitzen sie den Nachteil, dass sie nicht für die Weiterverarbeitung im Spritzguß vorgetrocknet werden können, da das vernetzende Monomer aus der Reihe der Cyanursäuretriallylester (TAC), Isocyanursäuretriallylester (TAIC), Isocyanursäuretrimethylallylester (TMAIC), Trimellitsäureallylester (TAM), Phthalsäurediallylester (DAP) und/oder Trimethylpropantriallylacrylat (TMPTA) abdampft bzw. entgast. Als Folge davon wird kein ausreichender Vernetzungsgrad erreicht. Aus Kostengründen und unter dem Gesichtpunkt des Umweltschutzes ist die hohe Flüchtigkeit der vernetzbaren Monomere nicht akzeptabel.Out the prior art are other numerous compositions and manufacturing process for Crosslinking and the use of microporous carriers known. However own they have the disadvantage that they are not suitable for further processing Injection molding pre-dried can be since the crosslinking monomer is from the series of cyanuric triallyl esters (TAC), isocyanuric triallyl ester (TAIC), Isocyanuric acid trimethylallyl ester (TMAIC), trimellitic allyl ester (TAM), diallyl phthalate (DAP) and / or trimethylpropane triallyl acrylate (TMPTA) evaporated or degassed. As a result, a sufficient degree of crosslinking does not become reached. For cost reasons and from the point of view of environmental protection is the high volatility the crosslinkable monomers unacceptable.
Weitere Nachteile dieser Systeme sind, dass beim Verarbeiten von mikroporösen Masterbatchen, welche einen mikroporösen Träger und ein Vernetzungsmittel enthalten, es zu Auspressungen der vernetzenden Monomere kommt, die zu Schmiereffekten und zur drastischen Verschlechterung bei der Materialzuführung zu den verarbeitenden Vorrichtungen führen.Further Disadvantages of these systems are that when processing microporous masterbatches, which is a microporous carrier and a crosslinking agent, it will cause squeezing of the crosslinking monomers that comes to smear effects and to drastic deterioration at the material supply lead to the processing devices.
Die
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Masterbatch für Polymere bereitzustellen, welches die Herstellung von, vorzugsweise strahlungsvernetzten, Polymeren mit verbesserter Chemikalienbeständigkeit, Unlöslichkeit in konventionellen Lösungsmitteln, Verbesserung des Abriebverhaltens sowie Verbesserung der mechanischen und elektrischen Eigenschaften und des Alterungsverhaltens ermöglicht.Of the The present invention is based on the object, a masterbatch for polymers to provide the preparation of, preferably radiation-crosslinked, Polymers with improved chemical resistance, insolubility in conventional solvents, Improvement of the abrasion behavior as well as improvement of the mechanical and electrical properties and aging behavior.
Ferner liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Masterbatch für Polymere bereitzustellen, welches eine Verbesserung der Verarbeitbarkeit der damit herzustellenden Polymere und/oder des Masterbatches ermöglicht.Further The present invention is based on the object, a masterbatch for polymers to provide an improvement in processability allows the produced polymers and / or masterbatches.
Weiterhin liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Masterbatch bereitzustellen, welches allein oder gegebenenfalls gemeinsam mit den zu verarbeitenden Rohpolymeren gemischt, getrocknet werden kann.Farther The present invention is based on the object, a masterbatch to provide, which alone or optionally together with the raw polymers to be processed mixed, dried.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein migrationsstabiles Masterbatch gemäß Anspruch 1.These Task is solved by a migration-stable masterbatch according to claim 1.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Masterbatches sind in den Unteransprüchen 2 bis 4 angegeben.preferred Further developments of the masterbatch according to the invention are in the dependent claims 2 to 4 indicated.
Unter dem Begriff „Masterbatch” im Sinne der Erfindung ist ein Kunststoffadditiv zu verstehen, welches insbesondere als Granulat einem zu vernetzenden Rohpolymer und/oder Monomeren davon zugegeben wird, um eine Verbesserung der Eigenschaften und/oder eine verbesserte Verarbeitbarkeit des herzustellenden Endpolymers zu erreichen.Under the term "masterbatch" in the sense The invention is a plastic additive to understand, which in particular as granules to be crosslinked crude polymer and / or monomers of which is added to improve the properties and / or an improved processability of the final polymer to be produced to reach.
Unter dem Begriff „migrationsstabiler Masterbatch” im Sinne der Erfindung ist ein Masterbatch zu verstehen, bei welchem die vernetzbaren bifunktionalen und/oder polyfunktionalen Monomere in dem Masterbatchpolymer vorzugsweise in einer Lösung vorliegen. Unter Lösung wird vorzugsweise eine physikalische Lösung verstanden, bei der insbesondere keine chemische Reaktion der bifunktionalen und/oder polyfunktionalen Monomere mit dem Masterbatchpolymer stattfindet. Unter Lösung wird insbesondere ein homogenes Stoffgemisch verstanden, wobei auch noch die kleinsten Teilvolumen der Lösung eine gleichartige Zusammensetzung aufweisen.Under the term "migration-stable Masterbatch "im Meaning of the invention is to be understood as a masterbatch, in which the crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomers preferably in a solution in the masterbatch polymer. Under solution is preferably understood a physical solution, in particular no chemical reaction of the bifunctional and / or polyfunctional Monomers with the masterbatch polymer takes place. Under solution becomes in particular understood a homogeneous mixture of substances, which also the smallest partial volume of the solution have a similar composition.
Vorzugsweise beträgt der Anteil an physikalisch nicht gelösten vernetzbaren bifunktionalen und/oder polyfunktionalen Monomeren im Masterbatch weniger als 5 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 1 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des migrationsstabilen Masterbatches. Am meisten bevorzugt beträgt der Anteil an physikalisch nicht gelöstem vernetzbaren bifunktionalen und/oder polyfunktionalen Monomer 0 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge des migrationsstabilen Masterbatches.Preferably is the proportion of physically undissolved crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomers in the masterbatch less than 5 Wt .-%, more preferably less than 1 wt .-%, particularly preferably less than 0.1 wt .-% based on the total amount of migration stable Masterbatches. Most preferably, the proportion of physical not solved crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomer 0% by weight based on the total amount of the migration-stable masterbatch.
Das Masterbatch liegt als Granulat vor.The Masterbatch is available as granules.
Unter dem Begriff „Endpolymer” im Sinne der Erfindung sind Polymere zu verstehen, die aus dem erfindungsgemäßen Masterbatch und weiteren vernetzbaren Rohpolymeren herstellbar sind. Die Endpolymere können beispielsweise durch Spritzguß, Blasen, Tiefziehen oder Extrusion verarbeitet werden.Under the term "end polymer" in the sense The invention relates to polymers comprising the masterbatch according to the invention and further crosslinkable crude polymers can be produced. The final polymers may be, for example by injection molding, Blowing, deep drawing or extrusion are processed.
Unter dem Begriff „Rohpolymer” im Sinne der Erfindung ist eine Masse zu verstehen, die vernetzbare Polymere, Oligomere und/oder vernetzbare Monomere davon umfasst. Das Rohpolymer wird zu dem migrationsstabilen Masterbatch gegeben und zum Endpolymer, vorzugsweise durch Bestrahlung, beispielsweise durch UV-Strahlen, beschleunigte Elektronenstrahlen oder γ-Strahlen, vernetzt.Under the term "crude polymer" in the sense the invention is to be understood as a composition comprising crosslinkable polymers, Oligomeric and / or crosslinkable monomers thereof. The crude polymer is added to the migration-stable masterbatch and to the final polymer, preferably by irradiation, for example by UV rays, accelerated electron beams or γ-rays, crosslinked.
Äußerst vorteilhaft kann festgestellt werden, daß bei der Herstellung von Formkörpern beim Extrudieren einer Masse, die das erfindungsgemäße Masterbatch sowie ein Rohpolymer umfasst, es zu keinen Schmiereffekten kommt und die Masse ein hervorragendes Verhalten bei der Materialzuführung zu den verarbeitenden Vorrichtungen aufweist. Im Unterschied zu vernetzbaren bifunktionalen und/oder polyfunktionalen Monomeren, die auf einem mikroporösen Träger, wie beispielsweise Siliziumdioxid, aufgebracht sind, kommt es zu keinerlei Auspresseffekten der zu vernetzenden Monomere bei der Verarbeitung, beispielsweise beim Extrudieren. Hierdurch wird auch eine Kontamination der Maschinen und/oder der Umwelt verhindert, da keine flüchtigen Stoffe von dem erfindungsgemäßen Masterbatch abgegeben werden.It can be found to be extremely advantageous that in the production of moldings in extrusion ren a mass comprising the masterbatch according to the invention and a raw polymer, there is no smearing effects and the mass has an excellent behavior in the material supply to the processing devices. In contrast to crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomers, which are applied to a microporous support, such as silicon dioxide, there are no Auspress effects of the monomers to be crosslinked during processing, for example during extrusion. This also prevents contamination of the machines and / or the environment, since no volatile substances are released from the masterbatch according to the invention.
Weiter kann das erfindungsgemäße Masterbatch vorteilhaft mit weiteren vernetzungsfähigen Rohpolymeren oder Monomeren davon verarbeitetet werden, wobei die sich dabei ergebenden Endpolymere eine hervorragende Reißdehnung und Elastizität aufweisen. Vorzugsweise handelt es sich um strahlungsvernetzungsfähige Rohpolymere oder Monomere davon.Further can the masterbatch according to the invention advantageous with further crosslinkable crude polymers or monomers thereof are processed, with the resulting end polymers an excellent elongation at break and elasticity exhibit. Preferably, these are radiation-crosslinkable crude polymers or monomers thereof.
Ferner ermöglicht das erfindungsgemäße Masterbatch die Herstellung von vorzugsweise strahlungsvernetzbaren Polymeren mit einem verminderten Abrieb an der Verarbeitungsvorrichtung, beispielsweise einem Extruder, da das Masterbatch vorzugsweise ohne Trägerstoff eingesetzt wird. Die im Stand der Technik verwendeten Trägerstoffe, sind häufig mineralischer Art, beispielsweise poröses Siliziumdioxid, und können die Verarbeitungsvorrichtung beschädigen.Further allows the masterbatch according to the invention the production of preferably radiation-crosslinkable polymers with a reduced abrasion on the processing device, for example an extruder, since the masterbatch preferably without a carrier is used. The carriers used in the prior art, are common mineral type, such as porous silica, and can the Damage processing device.
Ferner kann das erfindungsgemäße Masterbatch oder eine Trockenmischung (Dry Blend) aus Masterbatch und weiteren vernetzungsfähigen, vorzugsweise strahlungsvernetzbaren, Rohpolymeren vorgetrocknet werden, ohne daß es zu einer Ausgasung der zu vernetzenden Monomere kommt. Daher kann das erfindungsgemäße Masterbatch als Trockenmischung mit allen möglichen Modifikationen von gefüllten und ungefüllten Polymeren zum Einsatz kommen. Unter gefüllten Polymere sind vorzugsweise Polymere zu verstehen, die Mineralfasern, Glasfasern, Polymerfasern und/oder Partikel davon enthalten.Further can the masterbatch according to the invention or a dry blend of masterbatch and others cross-linkable, preferably radiation-crosslinkable, raw polymers are pre-dried, without it leads to outgassing of the monomers to be crosslinked. Therefore, can the masterbatch according to the invention as a dry mix with all possible Modifications of filled and unfilled polymers be used. Under filled Polymers are preferably polymers which are mineral fibers, Glass fibers, polymer fibers and / or particles thereof.
In dem erfindungsgemäßen Masterbatch liegen die bi- und/oder polyfunktional vernetzbaren Monomere in einer physikalischen Lösung vor, welche ein Ausgasen bzw. Abdampfen während der Verarbeitung vermindert. Dies ermöglicht eine genaue Dosierung der vernetzbaren Monomere und ist auch aus Kostengründen und ökologischen Gründen von Vorteil. Durch die genaue Dosierbarkeit wird die Herstellung von Endpolymeren mit einer definierten Vernetzung und Qualität ermöglicht. Ferner werden die vernetzungsfähigen bi- und/oder polyfunktional vernetzbaren Monomere auch nicht an die Umwelt abgegeben.In the masterbatch according to the invention are the bi- and / or polyfunctional crosslinkable monomers in a physical solution which reduces outgassing during processing. this makes possible a precise dosage of the crosslinkable monomers and is also out Cost reasons and ecological establish advantageous. Due to the exact Dosierbarkeit the production of final polymers with a defined cross-linking and quality. Furthermore, the networkable bi- and / or polyfunctional crosslinkable monomers also not on the environment.
Der erfindungsgemäße Masterbatch ermöglicht die Herstellung einer Vielzahl von unterschiedlichen Polymeren auf der Basis einer einzigen Masterbatchrezeptur. Hierdurch werden erhebliche Kosten gespart, da nicht für jedes Rohpolymer eine spezielle vernetzungsfähige Mischung ausgearbeitet werden muß.Of the inventive masterbatch allows the production of a variety of different polymers the basis of a single masterbatch recipe. This will be significant Costs saved, not for each raw polymer has been formulated into a special crosslinkable blend must become.
Die oben genannten Vorteile beruhen darauf, daß die bi- und/oder polyfunktional vernetzbaren Monomere in dem erfindungsgemäßen Masterbatch in einer physikalischen Lösung vorliegen. Bei der Verwendung von vernetzbaren Monomeren, die auf einem porösen Träger verarbeitet werden, liegen die vernetzbaren Monomere nicht gelöst, sondern nur aufgesaugt vor und weisen daher einen höheren Dampfdruck auf und werden mithin bei der Verarbeitung ausgepresst oder abgegeben, so daß das Masterbatch oder die daraus hergestellten Endprodukte keine definierte Qualität aufweisen.The The above advantages are based on the fact that the bi- and / or polyfunctional crosslinkable monomers in the masterbatch according to the invention in a physical solution available. When using crosslinkable monomers based on a porous one carrier are processed, the crosslinkable monomers are not dissolved, but only sucked up and therefore have a higher vapor pressure and are therefore pressed or discharged during processing, so that the masterbatch or the end products made therefrom have no defined quality.
Unter Verwendung der erfindungsgemäßen Masterbatches lassen sich Polymere mit einem definierbaren Vernetzungsgrad herstellen, da die in dem erfindungsgemäßen Masterbatch enthaltenen vernetzbaren bi- und/oder polyfunktionalen Monomere zu weniger als 5 Gew.-%, vorzugsweise zu weniger als 2 Gew.-%, am meisten bevorzugt zu weniger als 0,5 Gew.-%, bezogen auf die Gesamtmenge an migrationsstabilen Masterbatch verdampfen. Aufgrund der geringen Verdampfung ist es möglich Polymere mit geringeren Mengen an Vernetzungsmittel zu verarbeiten.Under Use of the masterbatches according to the invention can polymers be produced with a definable degree of crosslinking, since in the masterbatch according to the invention contained crosslinkable bi- and / or polyfunctional monomers less than 5% by weight, preferably less than 2% by weight, most preferably less than 0.5% by weight, based on the total amount evaporate on migration stable masterbatch. Due to the low Evaporation is possible Process polymers with smaller amounts of crosslinking agent.
Das erfindungsmäße Masterbatch sowie die damit hergestellten Endpolymere lassen sich auch hervorragend durch Extrudieren, Spritzgiessen oder Blasen verarbeiten.The Inventive masterbatch as well as the end polymers produced therewith are also excellent by extruding, injection molding or blowing process.
Die vernetzbaren bifunktionalen und/oder polyfunktionalen Monomere sind β-, γ- und/oder Elektronen-strahlungsvernetzbar.The crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomers are β-, γ- and / or electron radiation crosslinkable.
Die vernetzbaren bifunktionalen und/oder polyfunktionalen Monomere werden aus der Gruppe, bestehend aus Cyanursäuretriallylester (TAC), Isocyanursäuretriallylester (TAIC), Isocyanursäuretrimethylallylester (TMAIC), Trimellitsäureallylester (TAM), Phthalsäurediallylester (DAP), Trimethylolpropantriacrylat (TMPTA), Trimethylolpropan-trimethacrylat (TRIM) und Gemischen davon, ausgewählt.The crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomers are selected from the group consisting of cyanuric triallyl ester (TAC), isocyanuric triallyl ester (TAIC), isocyanuric tri-methylallylester (TMAIC), trimellitic allylester (TAM), diallyl phthalate (DAP), trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), Trimethylolpropane trimethacrylate (TRIM) and mixtures thereof.
Bei einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße migrationsstabile Masterbatch vernetzbare bifunktionale und/oder polyfunktionale Monomere in einer Konzentration von 20 bis 30 Gew.-% und 80 bis 70 Gew.-% Masterbatchpolymer, wobei sich die Angabe Gew.-% auf die Gesamtmenge der bi- und/oder polyfunktional vernetzbaren Monomere und der Masterbatchpolymere in dem migrationsstabilen Masterbatch bezieht.at an embodiment comprises the migration-stable according to the invention Masterbatch crosslinkable bifunctional and / or polyfunctional monomers in a concentration of 20 to 30% by weight and 80 to 70% by weight Masterbatchpolymer, whereby the indication Gew .-% on the total quantity bi- and / or polyfunctionally crosslinkable monomers and masterbatch polymers in the migration stable masterbatch relates.
Vorzugsweise enthält das Masterbatchpolymer weniger als 1 Gew.-%, weiter bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt weniger als 0,1 Gew.-%, am meisten bevorzugt weniger als 0,05 Gew.-% Wasser, bezogen auf die Gesamtmenge an Masterbatch.Preferably contains the masterbatch polymer is less than 1% by weight, more preferably less as 0.5 wt%, more preferably less than 0.1 wt%, most preferably less than 0.05% by weight of water, based on the total amount to masterbatch.
Das migrationsstabile Masterbatch enthält Polyamide (PA), wobei es sich um PA 6, PA 6.6, PA 6.9, PA 6.10, PA 6.12, PA 10.10, PA 11 und/oder PA 12 handelt.The Migration-stable masterbatch contains polyamides (PA), where it PA 6, PA 6.6, PA 6.9, PA 6.10, PA 6.12, PA 10.10, PA 11 and / or PA 12 is.
Vorzugsweise werden in dem erfindungsgemäßen Masterbatchpolymer als vernetzbare Monomere Triallylisocyanurate in Kombination mit Masterbatchpolymeren, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyamiden, insbesondere Polyamid 6, 11, 12 und/oder 6.6 eingesetzt.Preferably are in the masterbatch polymer according to the invention as crosslinkable monomers Triallylisocyanurate in combination with Masterbatch polymers selected from the group consisting of polyamides, especially polyamide 6, 11, 12 and / or 6.6 used.
Weiterhin
können
die in der
Beispielsweise handelt
es sich um Pfropfpolymerisate, die man durch Pfropfpolymerisation
von 5 bis 90 Gew.-%., vorzugsweise 10 bis 70 Gew.-%, insbesondere
15 bis 50 Gew.-%. wenigstens eines Vinylmonomerengemisches aus Methylmethacrylat
und einem Acrylsäureester
eines primären
oder sekundären
einwertigen aliphatischen C2 bis C10-Alkohols, wie n-Butylacrylat, auf 10 bis
95, vorzugsweise 30–90,
insbesondere 50 bis 85 Gew.-%. eines teilchenförmigen vernetzten Dienkautschuks
erhält.Furthermore, in the
By way of example, these are graft polymers which are obtained by graft polymerization of from 5 to 90% by weight, preferably from 10 to 70% by weight, in particular from 15 to 50% by weight. at least one vinyl monomer mixture of methyl methacrylate and an acrylic acid ester of a C 2 to C 10 primary or secondary monohydric aliphatic alcohol, such as n-butyl acrylate, to from 10 to 95, preferably from 30 to 90, in particular from 50 to 85,% by weight. a particulate crosslinked diene rubber.
Zusätzlich können als Pfropfmonomere noch 0,1 bis 10 Gew.-%. des Acryl- oder Methacrylsäureesters des tertiären Butanols und/oder 0,1–30 Gew.-% einer Mischung aus Styrol oder α-Methylstryrol und Acrylnitril, Methacrylnitril oder Maleinsäureanhydrid auf die Kautschukgrundlage aufgepropft werden. Besonders bevorzugte Pfropfmonomere sind Mischungen von Methylacrylat und n-Butylacrylat im Mengenverhältnis von 85:15 bis 98:2 sowie Mischungen davon mit tert.-Butylacrylat und/oder Styrol und Acrylnitril.In addition, as Graft monomers still 0.1 to 10 wt .-%. of the acrylic or methacrylic ester of tertiary Butanols and / or 0.1-30 Wt .-% of a mixture of styrene or α-methyl styrene and acrylonitrile, methacrylonitrile or maleic anhydride grafted onto the rubber base. Especially preferred Grafting monomers are mixtures of methyl acrylate and n-butyl acrylate in quantity from 85:15 to 98: 2 and mixtures thereof with tertiary butyl acrylate and / or styrene and acrylonitrile.
Bevorzugte Dienkautschuke sind vernetzte Homo- und/oder Copolymerisate aus konjugierten C4- bis C6-Dienen. Ein besonders bevorzugtes Dien ist Butadien-1,3.Preferred diene rubbers are crosslinked homo- and / or copolymers of conjugated C 4 to C 6 dienes. A particularly preferred diene is butadiene-1,3.
Die Diencopolymere können neben den Dienresten bis zu 20 Gew.-%, bezogen auf das Diencopolymerisat, Reste anderer ethylenisch ungesättigter Monomere, wie Styrol, Acrylnitril, Ester der Acryl- oder Methacrylsäure mit einwertigen C1 bis C4-Alkoholen, wie Methylacrylat, Ethylacrylat, Methylmethacrylat und Ethylmethacrylat oder deren Metallsalzen wie Zink, Natrium einpolymerisiert enthalten. Die Herstellung der Dien-Kautschuk-Pfropfgrundlage und der daraus hergestellten Pfropfpolymerisate wird z. B. in „Methoden der Organischen Chemie” (Houben-Weyl), Bd. 14/1, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1961, S. 383 bis 406 und in „Ullmanns Encyclopädie der technischen Chemie”, 4. Auflage, Bd. 19, Verlag Chemie, Weinheim 1981, S. 279 bis 284, beschrieben.The diene copolymers in addition to the diene radicals up to 20 wt .-%, based on the diene copolymer, residues of other ethylenically unsaturated monomers such as styrene, acrylonitrile, esters of acrylic or methacrylic acid with monohydric C 1 to C 4 alcohols, such as methyl acrylate, ethyl acrylate , Methyl methacrylate and ethyl methacrylate or their metal salts such as zinc, sodium in copolymerized form. The preparation of the diene rubber graft base and the graft polymers prepared therefrom is z. In "Methods of Organic Chemistry" (Houben-Weyl), Vol. 14/1, Georg Thieme Verlag, Stuttgart 1961, pp. 383 to 406 and in "Ullmanns Encyclopadie der technischen Chemie", 4th Edition, Vol. 19 , Verlag Chemie, Weinheim 1981, pp. 279-284.
Als
weitere Zusätze
für die
erfindungsgemäße Zusammensetzung
können übliche Modifier
des Standes der Technik verwendet werden. Im einzelnen seien insbesondere
genannt:
Die in der
The in the
Ebenso
können
Silikonkautschuke mit pfropfaktiven Stellen, die in den
In
der
Die
Als
weitere Modifier sind auch Polyurethane einsetzbar wie in den
Die
Die Modifier können in dem erfindungsgemäßen Masterbatch in einer Menge von 0 bis 90 Gew.-%, insbesondere von 0 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise von 0 bis 40 Gew.-%, bezogen auf den Gesamtpolymergehalt enthalten sein.The Modifiers can in the masterbatch according to the invention in an amount of from 0 to 90% by weight, in particular from 0 to 70% by weight, preferably from 0 to 40% by weight, based on the total polymer content be included.
Das migrationsstabile Masterbatch wird zu dem zu verarbeitenden Rohpolymer gegeben und anschließend zusammen mit diesem zu einem Formkörper verarbeitet, welcher im zweiten Schritt vorzugsweise durch Strahlenvernetzung vernetzt wird. Die Strahlenvernetzung erfolgt durch β-, γ- und/oder Elektronen-Strahlung. Beispielsweise wird die Strahlung durch einen Elektronenbeschleuniger erzeugt. Vorzugsweise wird das bifunktional und/oder polyfunktional vernetzbare Monomer aus dem Masterbatch durch Erwärmen, vorzugsweise Schmelzen des Masterbatchpolymers, homogen vermischt.The Migration-stable masterbatch becomes the raw polymer to be processed given and subsequently processed together with this to a shaped body, which in the second step is preferably crosslinked by radiation crosslinking. The radiation crosslinking is effected by β, γ and / or electron radiation. For example the radiation is generated by an electron accelerator. Preferably, the bifunctional and / or polyfunctional crosslinkable Monomer from the masterbatch by heating, preferably melting of the masterbatch polymer, homogeneously mixed.
Bei einer Ausführungsform umfassen die Rohpolymere ferner Füllstoffe und/oder Verstärkungsstoffe. Vorzugsweise umfassen die Rohpolymere Füllstoffe und/oder Verstärkungsstoffe in Mengen von 3 bis 60 Gew.-% bezogen auf die Menge des Rohpolymers. Die Füll und/oder Verstärkungsstoffe können auch dem Endpolymer und/oder dem Masterbatchpolymer direkt zugegeben werden.at an embodiment The crude polymers further include fillers and / or reinforcing agents. Preferably For example, the raw polymers include fillers and / or reinforcing materials in amounts of 3 to 60 wt .-% based on the amount of the crude polymer. The filling and / or reinforcing materials can also added directly to the final polymer and / or the masterbatch polymer become.
Bei einer Ausführungsform umfasst das migrationsstabile Masterbatch und/oder das Rohpolymer und/oder Endpolymer Färbemittel, Stabilisatoren, Modifikatoren, Verarbeitungshilfen, Flammschutzmittel, Plastifiziermittel oder Gemische davon.at an embodiment comprises the migration-stable masterbatch and / or the crude polymer and / or Final polymer colorant, Stabilizers, modifiers, processing aids, flame retardants, plasticizers or mixtures thereof.
Bei einer Ausführungsform umfasst das migrationsstabile Masterbatch und/oder das Rohpolymer und/oder Endpolymer ferner Talkum, Mineral, Kohlefaser, Aramidfaser, Bornitrit, Aluminiumnitrit, Magnesiumhydrat, Aluminiumtrihydrat, Nanotubes, Leitruße, Metallpulver, Glaskugeln, Glasfaser oder Mischungen davon.at an embodiment comprises the migration-stable masterbatch and / or the crude polymer and / or Final polymer further talc, mineral, carbon fiber, aramid fiber, boron nitride, Aluminum nitrite, magnesium hydrate, aluminum trihydrate, nanotubes, conductive carbon blacks, Metal powder, glass beads, glass fiber or mixtures thereof.
Nanotubes sind Röhren deren Durchmesser kleiner als 100 nm ist. Vorzugsweise bestehen die Nanotubes aus Materialien, die Schichten ausbilden können, wie beispielsweise Graphit.nanotubes are tubes whose diameter is smaller than 100 nm. Preferably exist the nanotubes made of materials that can form layers, such as for example graphite.
Vorzugsweise umfasst das migrationsstabile Masterbatch und/oder das Rohpolymer keine porösen Materialien. Unter dem Begriff „keine porösen Materialien” im Sinne der vorliegenden Erfindung sind vorzugsweise Porositäten von weniger als 5%, weiter bevorzugt von weniger als 1% zu verstehen. % Porosität bedeutet offenes Volumen bezogen auf das Volumen der festen Struktur. Die Summe der offenen Hohlräume wird dabei in % bezogen auf das äußere Volumen angegeben, welches 100% entspricht.Preferably includes the migration-stable masterbatch and / or the crude polymer no porous materials. Under the term "no porous Materials "im Sense of the present invention are preferably porosities of less than 5%, more preferably less than 1%. % Porosity means open volume based on the volume of the solid structure. The sum of the open cavities is in% relative to the outer volume indicated, which corresponds to 100%.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass mit dem erfindungsgemäßen migrationsstabilen Masterbatch eine hervorragende Verarbeitung mit den Rohpolymeren ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus Polyurethan, Polyamid, Polyvinyle, Polyalkene, Polyterephthalate, Polyester, Polyether, Polyesterelastomere, Polyetherelastomere, Polyesteretherelastomere, Polyacrylate, Polymethacrylate, Polyvinylidenfluorid, Ionomere davon, Copolymere davon und Gemische davon, erreicht wird. Insbesondere war es überraschend, dass sich durch die Anwendung des erfindungsgemäßen migrationsstabilen Masterbatches Rohpolymere aus der Gruppe der Olefine, bevorzugt Polyethylen und/oder Polypropylen, mit und ohne Füllstoffe in hervorragender Weise in einer Trockenmischung zu strahlenvernetzten Teilen mit allen Vorteilen verarbeiten lassen. Ebenso war es weiterhin auch überraschend, dass durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Masterbatches weitere Rohpolymere aus der Gruppe der Methylmethacrylate, Ethylmethylacrylate und/oder deren Metallsalze mit und ohne Füllstoffe sich in hervorragender Weise in einem Dry-Blend zu strahlenvernetzenden Teilen, Profilen und/oder Folien mit allen Vorteilen verarbeiten lassen.It has surprisingly been found that with the migration-stable masterbatch according to the invention excellent processing with the crude polymers selected from the group consisting polyurethane, polyamide, polyvinyls, polyalkenes, polyterephthalates, polyesters, polyethers, polyester elastomers, polyether elastomers, polyester ether elastomers, polyacrylates, polymethacrylates, polyvinylidene fluoride, ionomers thereof, copolymers thereof, and mixtures thereof. In particular, it was surprising that, by using the migration-stable masterbatch according to the invention, crude polymers from the group of olefins, preferably polyethylene and / or polypropylene, with and without fillers can be processed in an outstanding manner in a dry mixture to give radiation-crosslinked parts with all advantages. Likewise, it was also surprising that by using the masterbatch according to the invention further raw polymers from the group of methyl methacrylates, ethylmethyl acrylates and / or their metal salts with and without fillers in an excellent manner in a dry blend to radiation-crosslinking parts, profiles and / or films with all advantages.
Es war auch weiterhin überraschend, dass durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Masterbatches weitere Rohpolymere aus der Gruppe der Polyamide, Polyurethane, Polybutylenterephthalate, und Polyethylenterephthalate mit und ohne Füllstoffe sich in hervorragender Weise in einer Trockenmischung zu strahlenvernetzten Teilen mit allen Vorteilen verarbeiten lassen.It was still surprising that by applying the masterbatch according to the invention further raw polymers from the group of polyamides, polyurethanes, polybutylene terephthalates, and polyethylene terephthalates with and without fillers are in excellent Manner in a dry mix with radiation cross-linked parts all advantages.
Im erfindungsgemäßen migrationsstabilen Masterbatch sind die vernetzenden Monomere so gut im Masterbatchpolymer gelöst, dass beim Trocknen und/oder bei der Verarbeitung des Masterbatches oder des Masterbatches mit den Rohpolymeren in den Maschinen, insbesondere Spritzgußmaschinen und Extrudern, die vernetzungsfähigen Monomere nicht ausgasen oder ausschwemmen, was die Oberflächen der Teile sehr stark nachteilig beeinflusst. Hierdurch wird die Herstellung von getrocknetem zerkleinertem Masterbatch, insbesondere in Form von Granulaten, ermöglicht, wobei das zerkleinerte Masterbatch nicht verklebt und rieselfähig ist. Es wird die Bereitstellung eines optimal dosierbaren Masterbatches ermöglicht. Ferner wird eine Verunreinigung der Maschinen mit dem erfindungsgemäßen migrationsstabilen Masterbatchpolymer vermieden.in the migration stable according to the invention Masterbatch, the crosslinking monomers are so good in the masterbatch polymer solved, that during drying and / or during processing of the masterbatch or the masterbatch with the raw polymers in the machines, in particular injection molding machines and extruders that are networkable Do not degas or flooding monomers, which is the surface of the Parts very strongly adversely affected. This will make the production of dried comminuted masterbatch, especially in the form of granules, allows wherein the crushed masterbatch is not glued and free-flowing. It will be the provision of an optimally dosed masterbatch allows. Furthermore, contamination of the machines with the migration stable according to the invention Masterbatch polymer avoided.
Die
Eigenschaftswerte des Endproduktes werden durch dieses Verfahren verbessert,
da nicht mit hohen Konzentrationen von Siliziumdioxid wie in
Das migrationsstabile Masterbatch ist ein Granulat. Das Granulat weist vorzugsweise eine Granulatgröße von 0,1 mm. bis 10 mm, weiter bevorzugt von 1 bis 4 mm, auf.The Migration-stable masterbatch is a granulate. The granules point preferably a granule size of 0.1 mm. to 10 mm, more preferably from 1 to 4 mm.
Bezogen
auf das Endpolymer sind die Mengenverhältnisse von migrationsstabilem
Masterbatch und Rohpolymer 1 bis 50 Gew.-% Masterbatch mit 99 bis
50 Gew.-% Rohpolymer, bevorzugt 10 bis 40 Gew.-% Masterbatch mit
90 bis 60 Gew.-% Rohpolymer,
wobei sich die Angabe Gew.-% auf
die Gesamtmenge der bi- und/oder polyfunktional vernetzbare Monomere und
der Masterbatchpolymere in dem migrationsstabilen Masterbatch bezieht.Based on the final polymer, the proportions of migration-stable masterbatch and crude polymer are 1 to 50% by weight of masterbatch with 99 to 50% by weight of crude polymer, preferably 10 to 40% by weight of masterbatch with 90 to 60% by weight of crude polymer,
wherein the wt .-% is based on the total amount of bi- and / or polyfunctional crosslinkable monomers and the masterbatch polymers in the migration-stable masterbatch.
Die Aufgabe wird ferner gelöst durch ein Verfahren gemäß Anspruch 5 zur Herstellung des Masterbatches.The Task is further solved by a method according to claim 5 for the preparation of the masterbatch.
Bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Masterbatches sind in den Unteransprüchen 6 bis 8 angegeben.preferred Further developments of the method according to the invention for the preparation of the masterbatch are given in the subclaims 6 to 8.
Vorzugsweise wird das Masterbatch bei Temperaturen 20 bis 40°C über dem Schmelzpunkt des Masterbatchpolymers geschmolzen.Preferably the masterbatch is at temperatures 20 to 40 ° C above the melting point of the masterbatch polymer melted.
Bei einer Ausführungsform wird das Granulat nach Schritt (d) oder (e) getrocknet. Die Trocknung erfolgt vorzugsweise bei Temperaturen in einem Bereich von 30°C bis 120°C. Besonders bevorzugt wird das Granulat in einem Bereich von 70°C bis 110°C getrocknet.at an embodiment the granules are dried after step (d) or (e). The drying is preferably carried out at temperatures in a range of 30 ° C to 120 ° C. Especially Preferably, the granules are dried in a range of 70 ° C to 110 ° C.
Das Gemisch wird beispielsweise in einem Einwellen- oder Zweiwellenextruder bei 140 bis 280°C geschmolzen und extrudiert. Das homogene, schmelzflüssige Extrudat wird dann als Strang durch ein Wasserbad abgezogen und in einem Granulator zerkleinert und getrocknet.The Mixture is, for example, in a single-shaft or twin-screw extruder at 140 to 280 ° C melted and extruded. The homogeneous, molten extrudate is then withdrawn as a strand through a water bath and in a Granulator crushed and dried.
Überraschenderweise verdampfen die in dem erfindungsgemäßen Masterbatch gelösten bi- und/oder polyfunktional vernetzbaren Monomere nicht bei der Trocknung.Surprisingly evaporate the dissolved in the masterbatch invention and / or polyfunctionally crosslinkable monomers not during drying.
Bei einer Ausführungsform werden im Schritt (a), (b), (c), (d) und/oder (e) dem Masterbatch ferner Färbemittel, Stabilisatoren, Plastifiziermittel, Flammschutzmittel oder Gemische davon zugegeben.at an embodiment in step (a), (b), (c), (d) and / or (e) of the masterbatch also colorants, Stabilizers, plasticizers, flame retardants or mixtures of it admitted.
Bei einer Ausführungsform werden im Schritt (a), (b), (c), (d) und/oder (e) dem Masterbatch ferner Talkum-, Mineral-, Glasfasern, Kohlefaser, Aramidfaser, Bornitrit, Aluminiumnitrit, Metallpulver, Nanotubes und Leitruße oder Gemische davon zugegeben.at an embodiment in step (a), (b), (c), (d) and / or (e) of the masterbatch talc, mineral, glass fibers, carbon fiber, aramid fiber, boron nitride, Aluminum nitrite, metal powder, nanotubes and conductive carbon black or Mixtures of it added.
Vorzugsweise werden dem migrationsstabilen Masterbatch keine porösen Materialien zugegeben.Preferably become the migration-stable masterbatch no porous materials added.
Bei einer Ausführungsform werden dem migrationsstabilen Masterbatch keine Füll- und Verstärkerstoffe zugegeben.at an embodiment The migration-stable masterbatch will not be filled and filled reinforcing materials added.
Das erfindungsgemäße Masterbatch kann in einem Verfahren zur Herstellung der Endpolymere verwendet werden, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
- (a) Mischen des Masterbatches wie vorstehend definiert mit vernetzungsfähigen Rohpolymeren und/oder Monomeren davon,
- (b) Polymerisieren der Mischung aus Schritt (a) zum Endpolymer.
- (a) mixing the masterbatch as defined above with crosslinkable crude polymers and / or monomers thereof,
- (b) polymerizing the mixture of step (a) to the final polymer.
Grundsätzlich können als Rohpolymere alle Arten von Polymeren eingesetzt werden, die mit den Komponenten des Masterbatchpolymers verträglich sind. Zu den verträglichen Rohpolymeren gehören vorzugsweise Polymere, die mit dem Masterbatch einen Vernetzungsgrad von mehr als 70%, vorzugsweise mehr als 90%, besonders bevorzugt mehr als 95%, bezogen auf die potentiellen Vernetzungsstellen, erreichen.Basically, as Raw polymers are used with all types of polymers the components of the masterbatch polymer are compatible. To the tolerable Include crude polymers preferably polymers which have a degree of crosslinking with the masterbatch more than 70%, preferably more than 90%, more preferably reach more than 95% of the potential crosslinks.
Bei einer Ausführungsform erfolgt die Polymerisation durch Strahlenvernetzung. Die Strahlenvernetzung kann mittels UV-, β, γ-Strahlen und/oder Elektronen-Strahlen, durchgeführt werden.at an embodiment the polymerization takes place by radiation crosslinking. The radiation crosslinking can by means of UV, β, γ-rays and / or electron beams, carried out become.
Bei einer Ausführungsform werden die im Masterbatch eingesetzten Masterbatchpolymere auch als Rohpolymere eingesetzt, wobei die Rohpolymere im Unterschied zu den Masterbatchpolymeren noch vernetzungsfähige Stellen aufweisen und/oder als Oligomere und/oder Monomere vorliegen. Vorzugsweise handelt es sich bei den Masterbatchpolymeren und den Rohpolymeren um Polymere, die aus den gleichen Monomeren aufgebaut sind.at an embodiment become the masterbatch polymers used in the masterbatch also used as crude polymers, the crude polymers in difference have crosslinkable sites to the masterbatch polymers and / or exist as oligomers and / or monomers. Preferably it is the masterbatch polymers and the crude polymers are polymers, which are composed of the same monomers.
Bei einer Verfahrensvariante werden in Schritt (a) 1 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 10 bis 40 Gew.-% Masterbatch bezogen auf das gesamte Endpolymer zugegeben.at a process variant in step (a) 1 to 50 wt .-%, preferably 10 to 40 wt .-% masterbatch based on the total Final polymer added.
Das Masterbatch kann bei der Herstellung von Formteilen verwendet werden. Die Formteile können beispielsweise Duroplasteneigenschaften aufweisen. Das Formteil kann beispielsweise durch Extrusion, Spritzguß, Blasen oder Tiefziehen geformt werden und wird anschließend vorzugsweise durch Strahlen vernetzt.The Masterbatch can be used in the production of molded parts. The moldings can, for example Have thermoset properties. The molding can, for example by extrusion, injection molding, Blowing or deep drawing are formed and then preferably crosslinked by rays.
Figurfigure
Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, jedoch nicht beschränken.The The following examples are intended to illustrate but not limit the invention.
Beschreibung des thermomechanischen Vernetzungstesters:Description of the thermomechanical crosslinking tester:
Um
den Vernetzungsgrad auch mechanisch zu ermitteln, wurde ein thermomechanischer
Vernetzungstester verwendet wie nachfolgend beschrieben (siehe auch
Beschreibung des thermomechanischen Vernetzungstesters:Description of the thermomechanical crosslinking tester:
Der
PTS-Vernetzungstester erhältlich
bei der Firma Plastic Technologie Service (Hautschenmühle, Deutschland)
besteht aus
1 PTS-Vernetzungstester × 30.00
1 Prismenauflage × 10.10
1
Digitale mikroprozessorgeregelte × 30.20
Lötstation
ERSA DIGITAL 2000A
incl. Bedienungsanleitung von ERSA
1
Auflagetisch für
Messproben × 10.11
Durchmesser
63 mm
1 Standardprüfspitze
2 mm × 10.02
1
Zusatzgewicht 1 kg × 10.12
Durchmesser
80 mmThe PTS crosslinking tester available from the company Plastic Technology Service (Hautschenmühle, Germany) consists of
1 PTS networking tester × 30.00
1 prism support × 10.10
1 Digital Microprocessor Controlled × 30.20
Soldering station ERSA DIGITAL 2000A
incl. manual of ERSA
1 support table for test samples × 10.11
Diameter 63 mm
1 standard probe 2 mm × 10.02
1 additional weight 1 kg × 10.12
Diameter 80 mm
Zubehör:Equipment:
- 1 Prüfspitze 1 mm × 10.011 probe 1 mm × 10.01
- 1 Prüfspitze 3 mm × 10.031 probe 3 mm × 10.03
- 1 Prüfspitze 4 mm × 10.041 probe 4 mm × 10.04
- 1 Prüfspitze 6 mm × 10.061 probe 6 mm × 10.06
Bedienung:Service:
Der PTS-Vernetzungstester ist ein Gerät zur schnellen Qualitätsprüfung bzw. Ermittlung der Vernetzungsdichte oder Ermittlung des Schmelzpunktes von
- – Vulkanisaten
- – strahlenvernetzten Polyolefinen
- – strahlenvernetzten Elastomeren, wie PTS-GAMMAFLEX
- – strahlenvernetztem TPU
- – strahlenvernetzten technischen Teilen z. B. aus Polyamid
- - Vulcanizates
- - radiation crosslinked polyolefins
- - Radiation crosslinked elastomers, such as PTS-GAMMAFLEX
- - radiation crosslinked TPU
- - Radiation-crosslinked technical parts z. B. of polyamide
Prüfung weicher Werkstoffe:exam soft materials:
Je nach Shore-Härte verwendet man die Prüfspitzen 4 mm bzw. 6 mm und die Standard-Prüflast 1 kg (ohne Zusatzgewicht).ever after Shore hardness you use the probes 4 mm or 6 mm and the standard test load 1 kg (without additional weight).
Prüfung steifer Werkstoffe z. B. PA/GV:exam rigid materials z. B. PA / GM:
Man verwendet je nach Steifigkeit des Polymers und Formteilgeometrie Prüfspitzen von 1–3 mm und 1–2 kg Prüflast.you used depending on the stiffness of the polymer and molding geometry probes from 1-3 mm and 1-2 kg test load.
Durchführung der Prüfung:execution The examination:
Gerät einschalten und ca. 1 Minute warten, bis die Erwärmung der Prüfspitze abgeschlossen ist. Bei zu frühem Aufsetzen der Prüfspitze misst man sonst die Wärmedehnung der Prüfspitze und nicht das thermische Verhalten des Formteils.turn on a device and wait about 1 minute for the probe to warm is completed. Too early Placing the probe otherwise you measure the thermal expansion the probe and not the thermal behavior of the molding.
Mit der linken Hand wird die Feststellschraube gelöst bei gleichzeitigem Festhalten des Verstellrades, welches über die Zahnstange die Prüfspitze beliebig positioniert.With the left hand, the locking screw is released while holding the adjusting wheel, which over the rack the probe arbitrarily positioned.
Dann bringt man die Prüfspitze mit dem Verstellrad auf die Probe, klemmt die Vorrichtung mit der Feststellschraube fest und begutachtet an der Meßuhr das Verhalten der Kunststoffprobe.Then you bring the probe with the adjusting wheel to the sample, the device clamps with the Locking screw firmly and examines the behavior of the plastic sample on the dial gauge.
Folgende Prüfergebnisse sind möglich:
- – sofortiges schnelles Eindringen der Spitze bei nicht vernetzter Probe
- – langsames Eindringen der Prüfspitze bei schlechter Vernetzung
- – kein Eindringen bzw. Feststellung der Wärmedehnung der Probe bei hochvernetztem Prüfkörper
- - Immediate rapid penetration of the tip in non-crosslinked sample
- - slow penetration of the probe in poor networking
- - No penetration or determination of the thermal expansion of the sample in highly cross-linked test specimen
Gelwertgel value
Der Gelwert gibt an wieviel Gewichtsprozent des Endpolymers nach der Vernetzungsreaktion und nach der Extraktion mit einem Lösungsmittel zurückbleiben. Der Gelwert ist ein Maß für den Vernetzungsgrad des Endpolymers.Of the Gelwert indicates how much weight percent of the final polymer after the Crosslinking reaction and after extraction with a solvent remain. The gel value is a measure of the degree of crosslinking of the The final polymer.
Viskositätviscosity
Die Viskosität wurde mit einem Kapillar-Viskosimeter gemessen. Die Messung wurde mit einem Ubbelohde-Viskosimeter bei 25°C durchgeführt.The viscosity was measured with a capillary viscometer. The measurement was carried out with an Ubbelohde viscometer at 25 ° C.
Beispiel 1 (Herstellung Masterbatch)Example 1 (preparation of masterbatch)
Ein Polyamid 6 mit einer relativen Viskosität (ηrel) von 2,7 wird mit 25 Gew.-% Triallylisocyanurat (TAIC) in einem Zweiwellenextruder in der Schmelze bei 240 bis 265°C extrudiert. Das homogene, schmelzflüssige Extrudat wird als Strang durch ein Wasserbad abgezogen und in einem Granulator zerkleinert und bei 90°C 4 h getrocknet. Dieses Masterbatch wird in weiteren Beispielen mit verschiedenen Polymeren gemischt und über eine Spritzgußmaschine zu Formteilen spritzgegossen. In einem weiteren Schritt werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β- oder γ-Strahlen bestrahlt. Mit einem Temperaturmeßgerät werden die vernetzten Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet oder nasschemisch in kochenden Lösungsmitteln Gel-Werte ermittelt. (Polyolefine mit Xylol, Polyamide mit Schwefel- oder Ameisensäure, Polyurethane mit THF). Der verbleibende Gel-Wert ist ein Maßstab für die Vernetzung.A polyamide 6 having a relative viscosity (η rel ) of 2.7 is melt extruded with 25% by weight triallyl isocyanurate (TAIC) in a twin-screw extruder at 240 to 265 ° C. The homogeneous, molten extrudate is withdrawn as a strand through a water bath and comminuted in a granulator and dried at 90 ° C for 4 h. In further examples, this masterbatch is mixed with various polymers and injection-molded into shaped parts via an injection molding machine. In a further step, the moldings are irradiated in an irradiation chamber with β or γ rays. With a temperature measuring device, the crosslinked molded parts are tested for the degree of crosslinking or wet-chemically determined in boiling solvents gel values. (Polyolefins with xylene, polyamides with sulfuric or formic acid, polyurethanes with THF). The remaining gel value is a measure of crosslinking.
Beispiel 2 bis 6 und 8 bis 13Example 2 to 6 and 8 to 13
In den Beispielen 2 bis 13 wird das Masterbatch aus Beispiel 1 mit verschiedenen Polyamiden gemischt und über eine Spritzgußmaschine zu Formteilen bei 265 bis 280°C spritzgegossen. Anschließend werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen bestrahlt. Mit einem thermomechanischen Vernetzungstester werden die vernetzten Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet (Penetrationstest). Der Gelwert wird in konzentrierter Ameisensäure ermittelt.In Examples 2 to 13, the masterbatch of Example 1 with mixed polyamides and an injection molding machine to moldings at 265 to 280 ° C injection molded. Subsequently become the moldings in a radiation chamber with β-rays irradiated. Become a thermomechanical crosslinker the crosslinked moldings tested for the degree of crosslinking (penetration test). The gel value is determined in concentrated formic acid.
Beispiel 7Example 7
Im Beispiel 7 werden 15 Gew.-% Masterbatch aus Beispiel 1 mit 85 Gew.-Polyamid 6.6 (relative Viskosität 2,7) gemischt und über eine Spritzgußmaschine zu Formteilen bei 280 bis 295°C spritzgegossen. Anschließend werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen bestrahlt. Mit einem thermomechanischen Vernetzungstester werden die vernetzten Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet (Penetrationstest). Der Gelwert wird in konzentrierter Ameisensäure ermittelt.in the Example 7, 15 wt .-% masterbatch from Example 1 with 85 wt. Polyamide 6.6 (relative viscosity 2,7) mixed and over an injection molding machine to moldings at 280 to 295 ° C. injection molded. Subsequently become the moldings in a radiation chamber with β-rays irradiated. Become a thermomechanical crosslinker the crosslinked moldings tested for the degree of crosslinking (penetration test). The gel value is determined in concentrated formic acid.
Vergleichsbeispiel 7aComparative Example 7a
94,6 Gew.-% Polyamid 6.6 (relative Viskosität 2,7) wird mit 5,4 Gew.-% BETALINK IC/W70 bezogen auf die Gesamtmenge Polyamid 6.6 und BETALINK gemischt (PTS, Adelshofen). BETALINK IC/W70 besteht aus 30 Gew.-% Siliziumdioxid-Träger (Silica) und 70 Gew.-% TAIC bezogen auf das Gesamtgewicht von BETALINK, welche durchcompoundiert wurden. Die Mischung wird über eine Spritzgussmaschine zu Formteilen spritzgegossen oder in einem Extruder zu Schläuchen bzw. Profilen verarbeitet. In einem weiteren Schritt werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen mit 100 kGy bestrahlt. Mit einem thermomechanischen Vernetzungstester werden die vernetzten Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet (Penetrationstest). Der Gelwert wird in konzentrierter Ameisensäure ermittelt.94.6 % By weight of polyamide 6.6 (relative viscosity 2.7) is 5.4% by weight BETALINK IC / W70 based on the total amount of polyamide 6.6 and BETALINK mixed (PTS, Adelshofen). BETALINK IC / W70 consists of 30% by weight silica support (silica) and 70% by weight of TAIC based on the total weight of BETALINK, which were compounded through. The mixture is poured over an injection molding machine injection molded into moldings or in an extruder to hoses or Profiles processed. In a further step, the moldings in an irradiation chamber with β-rays irradiated with 100 kGy. With a thermomechanical crosslinking tester The crosslinked moldings are tested for the degree of crosslinking (Penetration Test). The gel value is determined in concentrated formic acid.
Vergleichsbeispiel 7bComparative Example 7b
94,2 Gew.-% Polyamid 6.6 (relative Viskosität 2,7) wird mit 5,8 Gew.-% BETALINK IC/W65PA 6 bezogen auf die Gesamtmenge Polyamid 6.6 und BETALINK vermischt. BETALINK IC/W65PA 6 besteht aus 35 Gew.-% PA 6-Träger und 65 Gew.-% TAIC bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, wobei BETALINK IC/W65PA 6 nicht durchcompoundiert wird (also nicht gelöst vorliegt), sondern das TAIC auf den mikroporösen PA 6-Träger warm aufgetrommelt wird. Die Mischung wird über eine Spritzgussmaschine zu Formteilen spritzgegossen oder in einem Extruder zu Schläuchen bzw. Profilen verarbeitet. In einem weiteren Schritt werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β- oder γ-Strahlen mit 100 kGy bestrahlt.94.2 % By weight of polyamide 6.6 (relative viscosity 2.7) is 5.8% by weight BETALINK IC / W65PA 6 based on the total amount of polyamide 6.6 and BETALINK mixed. BETALINK IC / W65PA 6 consists of 35% by weight of PA 6-support and 65% by weight TAIC based on the total weight of the mixture, wherein BETALINK IC / W65PA 6 is not compounded (ie not dissolved), but the TAIC is blown warm on the microporous PA 6 support. The mixture is over an injection molding machine injection molded into molded parts or in one Extruder to hoses or profiles processed. In a further step, the Shaped parts irradiated in a radiation chamber with β or γ rays at 100 kGy.
Ergebnis aus Beispiel 7 und den Vergleichsbeispielen 7a und 7b:Result from Example 7 and Comparative Examples 7a and 7b:
Theoretisch liegt der Gehalt von TAIC im fertigen Compound bei 3,77 Gew.-%. In den fertigen Spritzgußteilen des Beispiels 7 konnten 3,75 Gew.-%. TAIC nachgewiesen werden, was einer Menge von fast 100% entspricht. In den fertigen Spritzgußteilen aus Beispiel 7a konnten nur 1,6 Gew.-% TAIC nachgewiesen werden, d. h. mehr als die Hälfte TAIC geht verloren. Nach der Bestrahlung mit 100 gGy (Elektronenstrahl) wurde nur ein Gelwert von 39% erreicht, der für die meisten Anwendungen nicht ausreichend ist. In den fertigen Spritzgußteilen aus Beispiel 7b konnten nur 2,3 Gew.-% TAIC nachgewiesen werden, d. h. es gehen immer noch erhebliche Mengen an TAIC verloren. Nach der Bestrahlung mit 100 gGy (Elektronenstrahl) wurde nur ein Gelwert von 48% erreicht, der für die meisten Anwendungen nicht ausreichend ist.Theoretically, the content of TAIC in the finished compound is 3.77% by weight. In the finished injection molded parts of Example 7 could 3.75 wt .-%. TAIC are detected, which corresponds to an amount of almost 100%. In the finished injection molded parts from Example 7a only 1.6 wt .-% TAIC could be detected, ie more than half TAIC is lost. After irradiation with 100 gGy (electron beam) was only achieved a gel value of 39%, which is not sufficient for most applications. In the finished injection molded parts from example 7b, only 2.3% by weight of TAIC could be detected, ie significant amounts of TAIC are still lost. After irradiation with 100 gGy (electron beam), only a gel value of 48% was achieved, which is insufficient for most applications.
Beschreibung zu Tabelle 1:Description to Table 1:
Der Vernetzungstester wird auf eine Temperatur von 350°C eingestellt. Es wird eine Testspitze mit 2 mm Durchmesser angebracht und eine Last von 1 kg aufgelegt. Prüfzeit: 20 sec.Of the Crosslinking tester is set to a temperature of 350 ° C. A test tip of 2 mm diameter is attached and one Load of 1 kg. Test time: 20 sec.
Diese
Prüfbedingungen
liegen weit über
den Schmelzpunkten aller Polyamide. Tabelle 1
- PA = Polyamid
- PA = polyamide
Beispiel 14Example 14
Ein Polyamid 12 wird mit 25 Gew.-% Triallylisocyanurat (TAIC) in einem Zweiwellenextruder in der Schmelze bei 220°C extrudiert. Das homogene, schmelzflüssige Extrudat wird als Strang durch ein Wasserbad abgezogen und in einem Granulator zerkleinert und bei 80°C getrocknet. Dieses Masterbatch wird in weiteren Beispielen mit verschiedenen Polyamiden gemischt und über eine Spritzgussmaschine zu Formteilen spritzgegossen oder in einem Extruder zu Schläuchen bzw. Profilen verarbeitet. In einem weiteren Schritt werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β- oder γ-Strahlen mit 100 kGy bestrahlt.A polyamide 12 is extruded in the melt at 220 ° C. with 25% by weight of triallyl isocyanurate (TAIC) in a twin-screw extruder. The homogeneous, molten extrudate is withdrawn as a strand through a water bath and comminuted in a granulator and dried at 80 ° C. In other examples, this masterbatch is mixed with various polyamides and injected into shaped parts via an injection molding machine cast or processed in an extruder into hoses or profiles. In a further step, the moldings are irradiated in an irradiation chamber with β or γ rays at 100 kGy.
Beispiel 15 bis 22Example 15 to 22
In
den Beispielen 15 bis 22 wird das Masterbatch aus Beispiel 14 mit
verschiedenen Polyamiden gemischt und über eine Spritzgussmaschine
zu Formteilen bei 220°C
spritzgegossen. Anschließend
werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen
beaufschlagt. Mit einem thermomechanischen Vernetzungstester werden
die vernetzten Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet. Tabelle 2
- PA = Polyamid
- Bei den Glasfasern und Kohlefasern handelt es sich um kompakte nicht-poröse Strukturen
- PA = polyamide
- The glass fibers and carbon fibers are compact non-porous structures
Nichterfindungsgemäßes Beispiel 23Non-inventive example 23
Ein Polyurethan C4 Ether (Polyurethantetramethylenether) wird mit 30 Gew.-% Triallylcyanurat (TAC) in einem Zweiwellenextruder in der Schmelze bei 200°C extrudiert. Das homogene, schmelzflüssige Extrudat wird als Strang durch ein Wasserbad abgezogen und in einem Granulator zerkleinert und bei 80°C getrocknet. Dieses Masterbatch wird in weiteren Beispielen mit Polyurethan und/oder mit verschiedenen Polyamiden gemischt und über eine Spritzgußmaschine zu Formteilen spritzgegossen. In einem weiteren Schritt werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen beaufschlagt.One Polyurethane C4 ether (polyurethane tetramethylene ether) is used with 30 Wt% triallyl cyanurate (TAC) in a twin-screw extruder in the Melt at 200 ° C extruded. The homogeneous, molten extrudate is stranded withdrawn through a water bath and crushed in a granulator and at 80 ° C dried. This masterbatch is used in further examples with polyurethane and / or mixed with different polyamides and over one injection molding machine injection molded into moldings. In a further step, the moldings in an irradiation chamber with β-rays applied.
Nichterfindungsgemäßes Beispiel 24 bis 31Noninventive Example 24 to 31
In
den Beispielen 24 bis 31 wird das Masterbatch aus Beispiel 23 mit
Polyurethan und/oder verschiedenen Polyamiden gemischt und über eine
Spritzgussmaschine zu Formteilen bei 200°C spritzgegossen. Anschließend werden
die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen beaufschlagt. Mit
einem thermomechanischen Vernetzungstester werden die vernetzten
Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet. Tabelle 3
- PA = Polyamid
- TPU = thermoplastische PUR-Elastomere
- PUR = Polyurethan
- PA = polyamide
- TPU = thermoplastic polyurethane elastomers
- PUR = polyurethane
Nichterfindungsgemäßes Beispiel 32Non-inventive example 32
Ein Zinkionomermethylmethacrylat wird mit 30 Gew.-% Triallylcyanurat (TAC) in einem Zweiwellenextruder in der Schmelze bei 220°C extrudiert. Das homogene, schmelzflüssige Extrudat wird als Strang durch ein Wasserbad abgezogen und in einem Granulator zerkleinert und getrocknet. Dieses Masterbatch wird in weiteren Beispielen mit verschiedenen Polyamiden und Polyestern gemischt und über eine Spritzgussmaschine zu Formteilen spritzgegossen. In einem weiteren Schritt werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen beaufschlagt.One Zinc-ionomer-methyl methacrylate is mixed with 30% by weight of triallyl cyanurate (TAC) in a twin-screw extruder in the melt at 220 ° C extruded. The homogeneous, molten one Extrudate is withdrawn as a strand through a water bath and in a Granulator crushed and dried. This masterbatch will be in more Examples mixed with different polyamides and polyesters and over an injection molding machine injection-molded into moldings. In another Step the moldings in an irradiation chamber with β-rays applied.
Nichterfindungsgemäßes Beispiel 33 bis 44Noninventive Example 33-44
In
den Beispielen 33 bis 44 wird das Masterbatch aus Beispiel 32 mit
verschiedenen Polyamiden und Polyestern gemischt und über eine
Spritzgussmaschine bei 240°C
bis 270°C
zu Formteilen spritzgegossen. Anschließend werden die Formteile in
einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen
beaufschlagt. Mit einem thermomechanischen Vernetzungstester werden
die vernetzten Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet. Tabelle 4
- PA = Polyamid
- PBT = Polybutylentherephthalat
- PET = Polyethylenterephthalat
- a) Da keine ungiftigen Lösungsmittel bekannt sind, beschränkt man sich bei PBT und PET auf den Penetrationstest.
- PA = polyamide
- PBT = polybutylene terephthalate
- PET = polyethylene terephthalate
- a) Since no non-toxic solvents are known, the PBT and PET are limited to the penetration test.
Beispiel 45Example 45
Ein LLDPE mit einem MFI von 3–4 g/10 min. (190°C, 2,16 kg) wird mit 25 Gew.-% Trimethylpropantriallylacrylat (TMPTA) in einem Einwellenextruder in der Schmelze bei 180°C extrudiert. Das homogene, schmelzflüssige Extrudat wird als Strang durch ein Wasserbad abgezogen und in einem Granulator zerkleinert und bei 80°C getrocknet. Dieses Masterbatch wird in weiteren Beispielen mit verschiedenen Polyolefinen gemischt und über eine Spritzgussmaschine zu Formteilen spritzgegossen. In einem weiteren Schritt werden die Formteile in einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen beaufschlagt. Die Gel-Wertbestimmung wird in heißem Xylol durchgeführt.One LLDPE with an MFI of 3-4 g / 10 min. (190 ° C, 2.16 kg) is reacted with 25% by weight of trimethylpropane triallyl acrylate (TMPTA) extruded in a single-screw extruder in the melt at 180 ° C. The homogeneous, molten one Extrudate is withdrawn as a strand through a water bath and in a Granulator crushed and at 80 ° C. dried. This masterbatch will be described in more examples with different Polyolefins mixed and over an injection molding machine injection-molded into moldings. In another Step the moldings in an irradiation chamber with β-rays applied. The gel value determination is carried out in hot xylene.
Beispiel 46 bis 53Example 46 to 53
In
den Beispielen 46 bis 53 wird das Masterbatch aus Beispiel 45 mit
verschiedenen Polyolefinen gemischt und über eine Spritzgussmaschine
zu Formteilen spritzgegossen. Anschließend werden die Formteile in
einer Bestrahlungskammer mit β-Strahlen
beaufschlagt. Mit einem thermomechanischen Vernetzungstester werden
die vernetzten Formteile auf den Vernetzungsgrad getestet. Tabelle 5
- HDPE = high density Polyethylen
- LDPE = low density Polyethylen
- PP = Polypropylen
- MFI = Melt flow index (Schmelzflußindex)
- * MFI g/10 min. (190°C, 2,16 kg)
- ** MFI g/10 min. (230°C, 16 kg)
- HDPE = high density polyethylene
- LDPE = low density polyethylene
- PP = polypropylene
- MFI = melt flow index
- * MFI g / 10 min. (190 ° C, 2.16 kg)
- ** MFI g / 10 min. (230 ° C, 16 kg)
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