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Die
Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen enthaltend
- A) 35 bis 100 Gew.-% eines amorphen Polyamids
aufgebaut aus
- A1) 30 bis 100 Gew.-% Einheiten, die
sich von aliphatischen Dicarbonsäuren und tetraalkylsubstituierten
cycloaliphatischen Diaminen ableiten,
- A2) 0 bis 70 Gew.-% Einheiten, welche
sich von weiteren Polyamid bildenden Monomeren ableiten, verschieden
von A1),
- B) 0 bis 75 Gew.-% weiterer Zusatzstoffe,
wobei die
Summe der Gewichtsprozente A) und B) 100% ergeben.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung die Verwendung der erfindungsgemäßen
Formmassen zur Herstellung von Fasern, Folien, Formkörpern
und die hierbei erhältlichen Fasern, Folien und Formkörper.
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Polyamide
und Copolyamide, die unter Verwendung von 3-Aminomethyl-3,5,5-trimethylcyclohexylamin
(Isophorondiamin, IPDA), 4,4-Diaminodicyclohexyl oder von Diaminen
des Bis(4-aminocycohexyl)-alkantyps, welche an den Cyclohexylresten
durch zwei Methylgruppen substituiert sein können, hergestellt
wurden, sind bekannt.
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Die
in der
GB-PS 6 19 707 und
in der
US-PS 24 94 563 beschriebenen
Polyamide aus 4,4-Diaminodicyclohexyl oder aus den Diaminen des
Bis-(4-aminocyclohexyl)-methantyps und aus Dicarbonsäuren
wie Adipinsäure oder Sebacinsäure sind transparent,
wenn zu ihrer Herstellung die bei 25°C flüssigen
Isomerengemische der Diamine eingesetzt werden. Die Verarbeitbarkeit
und bestimmte Eigenschaften wie die Transparenz und die Hydrolysebeständigkeit
gegenüber siedendem Wasser, die Spannungsrissbeständigkeit
in organischen Lösungsmitteln dieser transparenten Polyamide
sind für bestimmte Anwendungen unbefriedigend.
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Das
in der
US-PS 26 96 482 beschriebene
transparente Polyamid aus den bei 25°C flüssigen
Isomerengemischen des 4,4-Diaminodicyclohexylmethans und aus Isophthalsäure
hat eine gute Beständigkeit gegenüber heißem
Wasser. Für einen vorteilhaften Ablauf der Polykondensation
muss man jedoch vom Diphenylester der Isophthalsäure ausgehen
oder der Polykondensationsmischung Phenol als Lösungsmittel
bzw. Weichmacher zusetzen. Wegen der hohen Erweichungstemperatur
und der ho hen Schmelzviskosität dieses transparenten Polyamids,
dessen maximale Wasseraufnahme 7,75% beträgt, sind Verarbeitungstemperaturen um
330°C erforderlich.
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Ähnliche
Nachteile hat auch das in der
US-PS
25 16 585 beschriebene transparente Polyamid aus Bis-(4-amino-3-methylcyclohexyl)-methan
und Terephthalsäure.
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In
der
US-PS 38 47 877 beschriebene
transparente Copolyamide aus 4,4,-Diaminodicyclohexylmethan, aus
Terephthalsäure und/oder Isophthalsäure und aus
Caprolactam zeigen ein ähnlich hohes Wasserabsorptionsvermögen
und neigen bei Behandlung mit kochendem Wasser nach einigen Tagen
zur Trübung. Außerdem enthalten sie noch Anteile
an nicht umgesetztem monomeren Caprolactam, was ihre Verwendbarkeit auf
vielen Gebieten einschränkt oder unmöglich macht.
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Das
letztere gilt auch für die in der
DE-OS 15 95 354 beschriebenen
transparenten Copolyamide aus 2,2-Bis(4-amino-cyclohexyl)-propan,
Dicarbonsäuren mit mehr als 20 Gew.-% Caprolactam und/oder
einem weiteren herkömmlichen Polyamidbildner, z. B. Hexamethylendiammoniumadipat,
die in Methanol löslich sind.
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Soweit
in der
DE-OS 15 95 354 beschriebenen
transparenten Polyamide nur aus 2,2-Bis(4-aminocyclohexyl)-propan
und einer Dicarbonsäure wie Adipinsäure aufgebaut
sind, haben sie zwar eine bessere Lösungsmittelbeständigkeit,
sind aber wegen ihrer sehr hohen Erweichungspunkte schlecht verarbeitbar.
Es ist nicht möglich, aus ihnen spannungsfreie Spritzteile
herzustellen.
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Die
in der
US-PS 35 97 400 beschriebenen
transparenten Copolyamide aus 4,4-Diaminodicyclohexylmethan, Hexamethylendiamin,
Terephthalsäure und Isophthalsäure weisen ein
großes Wasseraufnahmevermögen auf. Deshalb werden
bei der Lagerung dieser transparenten Copolyamide in Wasser deren
Erweichungspunkte bis auf 50 bis 60°C abgesenkt.
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Die
in der
US-PS 38 42 045 beschriebenen
transparenten Copolyamide, die Polykondensationsprodukte des 4,4–Diaminodicyclohexylmethans,
das nur zu 40% bis 54% in der trans-/trans-Konfiguration vorliegt, und
einer Mischung aus 50 bis 70 mol-% Decandicarbonsäure-1,10
und 30 bis 50 mol-% Kork- oder Azelainsäure sind, enthalten
weder aromatische Dicarbonsäure noch eine zusätzliche
Polyamid bildende Komponente. Das gilt auch für die transparenten
Copolyamide aus 2,2-Bis-(4-aminocyclohexyl)-propan und/oder seinen Methylderivaten
und aus Dicarbonsäuregemischen, die zu 20 bis 65 mol-%
aus Adipinsäure und zu 35 bis 80 mol-% aus Korksäure,
Azelainsäure, Sebacinsäure und/oder Decandicarbonsäure-1,10
bestehen, nach der Lehre der
US-PS
38 40 501 .
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Auch
die
CH-PS 4 49 257 betrifft
transparente Polyamide aus Decandicarbonsäure-1,10 und
aus Diaminen des Dicyantyps, u. a. Bis-(4-amino-3-methylcyclohexyl)-methan
oder 2,2-Bis-(4-amino-cyclohexyl)-propan mit ähnlichem
Aufbau.
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Die
in der
DE-OS 24 05 985 erwähnten
flammwidrigen, thermoplastischen Formmassen enthalten neben rotem
Phosphor ein transparentes Polyamid oder Gemische aus zwei oder
mehreren transparenten Polyamiden. Als transparente Polyamide werden
u. a. auch solche genannt, die sich aus 35 mol-% 4,4–Diaminodicyclohexylmethan
oder 2,2–Bis-(4-aminocyclohexyl)-propan, 35 mol-% Isophthalsäure
und 30 mol-% omega-Aminolaurinsäure (oder dem entsprechenden
Lactam) oder einer stöchiometrischen Mischung aus Dodecanmethylendiamin
und Decandicarbonsäure-1,10 herleiten. Die zur Herstellung
dieser Polyamide einzusetzenden Monomermischungen bestehen zu 33
bzw. 31,5 Gew.-% aus Omega-Aminolaurinsäure bzw. der stöchiometrischen
Mischung aus Dodecanmethylendiamin und Decandicarbonsäure-1,10.
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Die
DE-OS 29 36 759 betrifft
transparente Copolyamide mit hohem Glasumwandlungspunkt, bei welchen
zur Senkung der hohen Verarbeitungsviskosität 30 und mehr
Gew.-% einer omega-Aminocarbonsäure von mindestens 11 C-Atomen
eingesetzt werden, enthalten neben einem Diamin des Dicyantyps einen
beträchtlichen Anteil an Isophorondiamin. Dadurch werden
jedoch Sprödigkeit und Verfärbung des Copolyamids begünstigt.
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In
der
EP 0 012 931 sind
transparente Copolyamide beschrieben, welche u. a. aus Adipinsäure,
Hexamethylendiamin und als weitere Diaminkomponente aus einem Gemisch
von Bis-(4-aminocyclohexyl)-methan aufgebaut sind. An diesen wird
eine ungenügende Heißwasserbeständigkeit
festgestellt.
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Die
in der
DE-PS 26 42 244 aufgeführten
transparenten Copolyamide aus omega-Aminocarbonsäure, Isophthalsäure
und einem Methylderivat des Bis-(4-aminocyclohexyl)-methans weisen
eine ungenügende Wärmeformbeständigkeit,
Spannungsrisskorrosionsbeständigkeit, Zähigkeit,
Transparenz und Hydrolysebeständigkeit in kochendem Wasser
auf und haben den Nachteil einer relativ hohen Verarbeitungsviskosität.
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In
der
US-PS 42 93 687 wird
die allgemeine Klasse der erfindungsgemäß verwendeten
cyclischen Diamine und ihre Herstellung erwähnt. Es wird
jedoch nicht erkannt, dass speziell das Methylethyl-Homologe und auch
nicht, dass nur speziell ausgesuchte Isomerengemische im gewünschten
Maße reaktiv sind. Außerdem beschreibt die Lehre
des erwähnten Patents ausgesuchte kristalline lineare Polyamide
und keine amorphe Copolyamide.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung war es daher, thermoplastische Formmassen
auf Basis von amorphen Polyamiden zur Verfügung zu stellen,
welche eine reduzierte Wasseraufnahme und eine erhöhte
Glasübergangstemperatur aufweisen.
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Demgemäß wurden
die eingangs definierten Formmassen gefunden.
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Bevorzugte
Ausführungsformen sind den Unteransprüchen zu
entnehmen.
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Als
Komponente A) enthalten die erfindungsgemäßen
Formmassen 30 bis 100, vorzugsweise 50 bis 100 und insbesondere
70 bis 100 Gew.-% eines amorphen Polyamids aufgebaut aus
- A1) 30 bis 100 Gew.-%,
vorzugsweise 50 bis 100 Gew.-% Einheiten, die sich von aliphatischen
Dicarbonsäuren und tetraalkylsubstituierten cyclo-aliphatischen
Diaminen ableiten,
- A2) 0 bis 70 Gew.-%, vorzugsweise 0
bis 50 Gew.-% Einheiten, welche sich von weiteren Polyamid bildenden
Monomeren ableiten, verschieden von A1),
wobei
die Summe der Gewichtsprozente A1) und A2) 100% ergibt.
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Bevorzugte
aliphatische Dicarbonsäuren sind solche mit linearen oder
verzweigten Alkylresten mit 2 bis 20 C-Atomen, vorzugsweise mit
4 bis 16 C-Atomen, ganz besonders bevorzugt mit 6 bis 14 C-Atomen.
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Als
Dicarbonsäuren können solche eingesetzt werden,
welche zwei Carbonsäuregruppen (Carboxygruppen) oder Derivate
davon aufweisen. Als Derivate finden insbesondere C1-C10-Alkyl-, bevorzugt Methyl-, Ethyl-, n-Propyl-
oder Isopropyl-Mono- oder Diester vorgenannter Dicarbonsäuren,
die entsprechenden Dicarbonsäurehalogenide, insbesondere
die Dicarbonsäuredichloride sowie die entsprechenden Dicarbonsäureanhydride
Verwendung. Beispiele für derartige Verbindungen sind Ethandisäure
(Oxalsäure), Propandisäure (Malonsäure),
Butandisäure (Bernsteinsäure), Pentandisäure
(Glutarsäure), Hexandisäure (Adipinsäure), Heptandisäure
(Pimelinsäure), Octandisäure (Korksäure),
Nonandisäure (Azelainsäure), Decandisäure
(Sebacinsäure), Undecandisäure, Dodecandisäure,
Tridecandisäure (Brassylsäure), C32-Dimerfettsäure
(Verkaufsprodukt der Fa. Cognis Corp., USA) deren Methylester, beispielsweise
Ethandisäuredimethylester, Propandisäuredimethylester,
Butandisäuredimethylester, Pentandisäuredimethylester,
Hexandisäuredimethylester, Heptandisäuredimethylester,
Octandisäuredimethylester, Nonandisäuredimethylester,
Decandisäuredimethylester, Undecandisäuredimethylester,
Dodecandisäuredimethylester, Tridecandisäuredimethylester,
C32-Dimerfettsäuredimethylester,
deren Dichloride, beispielsweise Ethandisäuredichlorid,
Propandisäuredichlorid, Butandisäuredichlorid,
Pentandisäuredichlorid, Hexandisäuredichlorid,
Heptandisäuredichlorid, Octandisäuredichlorid,
Nonandi säuredichlorid, Decandisäuredichlorid,
Undecandisäuredichlorid, Dodecandisäuredichlorid, Tridecandisäuredichlorid,
C32-Dimerfettsäuredichlord sowie
deren Anhydride, beispielsweise Butandicarbonsäure, Pentandicarbonsäure,
wobei Tetradecandisäure (C14), Pentadecandisäure
(C15), Hexadecandisäure (C16), Heptadecandisäure
(C17), Octadecandisäure (C18), 1,4-Cyclohexandisäure,
1,4-Cyclohexandisäure besonders bevorzugt sind.
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Selbstverständlich
können auch Mischungen der vorstehenden Dicarbonsäuren
eingesetzt werden.
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Die
tetraalkylsubstituierten cycloaliphatischen Diamine entsprechen
vorzugsweise der allgemeinen Formel
wobei die Variablen folgende
Bedeutung haben:
n = 0 bis 6
R
1,
R
2, R
3, R
4 unabhängig voneinander lineare
oder verzweigte Alkyreste mit 1 bis 6 C-Atomen,
R
5,
R
6 unabhängig voneinander Wasserstoff
oder einen Alkylrest mit 1 bis 10 C-Atomen.
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Bevorzugt
beträgt n = 1–3, vorzugsweise 1.
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Bevorzugte
Reste R1 bis R4 sind
unabhängig voneinander Butyl, iso-Butyl, t-Butyl, n-Propyl,
iso-Propyl, Methyl oder Ethyl, wobei Methyl, Ethyl oder Isopropyl
als Alkylreste besonders und Methyl oder Ethyl ganz besonders bevorzugt
sind.
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Bevorzugte
Reste R5, R6 sind
unabhängig voneinander Butyl-, Propylreste wie für
R1 bis R4 beschrieben,
wobei der Methyl- oder Ethylrest als Alkylrest besonders bevorzugt
ist.
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Die
Stellung der Substituenten R
1 bis R
4 ist bevorzugt in folgenden Positionen
oder ganz besonders bevorzugt
als Substituenten in direkter Nachbarschaft der NH
2-Gruppen.
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Als
weitere Polyamid bildende Monomere A2) kommen
zunächst aromatische Dicarbonsäuren in Betracht.
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Aromatische
Dicarbonsäuren weisen vorzugsweise 8 bis 16 Kohlenstoffatome
auf. Geeignete aromatische Dicarbonsäuren sind beispielsweise
Terephthalsäure, Isophthalsäure, substituierte
Terephthal- und Isophthalsäuren wie 3-t-Butylisophthalsäure,
mehrkernige Dicarbonsäuren, z. B. 4,4'- und 3,3'-Diphenyldicarbonsäure,
Phthalsäure, 4,4'- und 3,3'-Diphenylmethandicarbonsäure,
4,4'- und 3,3'-Diphenylsulfondicarbonsäure, 1,4- oder 2,6-Naphthalindicarbonsäure,
Phenoxyterephthalsäure, wobei Isophthalsäure besonders
bevorzugt ist.
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Weitere
Polyamid bildende Monomere können sich von Dicarbonsäuren
mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen und aliphatischen oder cycloaliphatischen
Diaminen mit 4 bis 16 Kohlenstoffatomen sowie von Aminocarbonsäuren
bzw. entsprechenden Lactamen mit 7 bis 12 Kohlenstoffatomen ableiten.
Als geeignete Monomere dieser Typen seien hier 1,4-Butandiamin,
1,5-Pentandiamin, Piperazin, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, 2,3-(4,4'-Diaminodicyclohexyl)propan
oder 3,3'-Dimethyl-4,4'-Diaminodicyclohexylmethan, Hexamethylendiamin,
1,8-Diaminooctan, 1,9-Diaminononan, 1,10-Diaminodecan, 1,12-Diaminododecan,
1,13-Diaminotridecan, 2,2,4- oder 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin,
Xylylendiamine, Methylpentamethylendiamin und als Vertreter der
Diamine und Capryllactam, Önanthlactam, ω-Aminoundecansäure,
Caprolactam und Laurinlactam als Vertreter von Lactamen bzw. Aminocarbonsäuren
genannt.
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Die
Polyamide können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt
werden (z. B.
EP 129 195 ,
US 3,948,862 ). Ebenso kann
das in
WO 2007/23108 beschriebene
Verfahren zur Anwendung kommen, bei dem die entsprechenden Dinitrile
der Disäuren als Säureäquivalente verwendet
werden.
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Die
thermoplastischen Formmassen können 0 bis 70, insbesondere
bis zu 50, vorzugsweise bis zu 30 Gew.-% weitere Zusatzstoffe B)
enthalten.
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Als
Komponente B) können die erfindungsgemäßen
Formmassen 0 bis 3, bevorzugt 0,05 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1,5
und insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-% eines Schmiermittels enthalten.
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Bevorzugt
sind Al-, Alkali-, Erdalkalisalze oder Ester- oder Amide von Fettsäuren
mit 10 bis 44 C-Atomen, vorzugsweise mit 14 bis 44 C-Atomen.
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Die
Metallionen sind vorzugsweise Erdalkali und Al, wobei Ca oder Mg
besonders bevorzugt sind.
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Bevorzugte
Metallsalze sind Ca-Stearat und Ca-Montanat sowie Al-Stearat.
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Es
können auch Mischungen verschiedener Salze eingesetzt werden,
wobei das Mischungsverhältnis beliebig ist.
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Die
Carbonsäuren können 1- oder 2-wertig sein. Als
Beispiele seien Pelargonsäure, Palmitinsäure, Laurinsäure,
Margarinsäure, Dodecandisäure, Behensäure
und besonders bevorzugt Stearinsäure, Caprinsäure
sowie Montansäure (Mischung von Fettsäuren mit
30 bis 40 C-Atomen) genannt.
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Die
aliphatischen Alkohole können 1- bis 4-wertig sein. Beispiele
für Alkohole sind n-Butanol, n-Octanol, Stearylalkohol,
Ethylenglykol, Propylenglykol, Neopentylglykol, Pentaerythrit, wobei
Glycerin und Pentaerythrit bevorzugt sind.
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Die
aliphatischen Amine können 1- bis 3-wertig sein. Beispiele
hierfür sind Stearylamin, Ethylendiamin, Propylendiamin,
Hexamethylendiamin, Di(6-Aminohexyl)amin, wobei Ethylendiamin und
Hexamethylendiamin besonders bevorzugt sind. Bevorzugte Ester oder
Amide sind entsprechend Glycerindistearat, Glycerintristearat, Ethylendiamindistearat,
Glycerinmonopalmitrat, Glycerintrilaurat, Glycerinmonobehenat und
Pentaerythrittetrastearat.
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Es
können auch Mischungen verschiedener Ester oder Amide oder
Ester mit Amiden in Kombination eingesetzt werden, wobei das Mischungsverhältnis
beliebig ist.
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Als
weitere Komponenten B) können die erfindungsgemäßen
Formmassen Wärmestabilisatoren oder Antioxidantien oder
deren Mischungen, ausgewählt aus der Gruppe der Kupferverbindungen,
sterisch gehinderter Phenole, sterisch gehinderter aliphatischer
Amine und/oder aromatischer Amine, enthalten.
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Kupferverbindungen
sind in den erfindungsgemäßen Polyamid-Formmassen
zu 0,05 bis 3, vorzugsweise 0,1 bis 1,5 und insbesondere 0,1 bis
1 Gew.-% enthalten, vorzugsweise als Cu-(I)-Halogenid, insbesondere
in Mischung mit einem Alkalihalogenid, vorzugsweise KJ, insbesondere
im Verhältnis 1:4, oder eines sterisch gehinderten Phenols
oder eines Aminstabilisators oder deren Mischungen enthalten.
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Als
Salze des einwertigen Kupfers kommen vorzugsweise Kupfer(I)-Acetat,
Kupfer(I)-Chlorid, -Bromid und -Jodid in Frage. Sie sind in Mengen
von 5 bis 500 ppm Kupfer, vorzugsweise 10 bis 250 ppm, bezogen auf
Polyamid, enthalten.
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Die
vorteilhaften Eigenschaften werden insbesondere erhalten, wenn das
Kupfer in molekularer Verteilung im Polyamid vorliegt. Dies wird
erreicht, wenn man der Formmasse ein Konzentrat zusetzt, das Polyamid,
ein Salz des einwertigen Kupfers und ein Alkalihalogenid in Form
einer festen, homogenen Lösung enthält. Ein typisches
Konzentrat besteht z. B. aus 79 bis 95 Gew.-% Polyamid und 21 bis
5 Gew.-% eines Gemisches aus Kupferjodid oder -bromid und Kaliumjodid.
Die Konzentration der festen homogenen Lösung an Kupfer
liegt bevorzugt zwischen 0,3 und 3, insbesondere zwischen 0,5 und
2 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Lösung und
das molare Verhältnis von Kupfer(I)-Jodid zu Kaliumjodid
liegt zwischen 1 und 11,5, vorzugsweise zwischen 1 und 5.
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Geeignete
Polyamide für das Konzentrat sind Homopolyamide und Copolyamide,
insbesondere Polyamid 6 und Polyamid 6.6.
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Als
sterisch gehinderte Phenole eignen sich prinzipiell alle Verbindungen
mit phenolischer Struktur, die am phenolischen Ring mindestens eine
sterisch anspruchsvolle Gruppe aufweisen.
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Vorzugsweise
kommen z. B. Verbindungen der Formel
in Betracht, in der bedeuten:
R
1 und R
2 eine Alkylgruppe,
eine substituierte Alkylgruppe oder eine substituierte Triazolgruppe,
wobei die Reste R
1 und R
2 gleich
oder verschieden sein können und R
3 eine
Alkylgruppe, eine substituierte Alkylgruppe, eine Alkoxigruppe oder
eine substituierte Aminogruppe.
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Eine
weitere Gruppe bevorzugter sterisch gehinderter Phenole leiten sich
von substituierten Benzolcarbonsäuren ab, insbesondere
von substituierten Benzolpropionsäuren.
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Besonders
bevorzugte Verbindungen aus dieser Klasse sind Verbindungen der
Formel
wobei
R
4, R
5, R
7 und R
8 unabhängig
voneinander C
1-C
8-Alkylgruppen
darstellen, die ihrerseits substituiert sein können (mindestens
eine davon ist eine sterisch anspruchsvolle Gruppe) und R
6 einen zweiwertigen aliphatischen Rest mit
1 bis 10 C-Atomen bedeutet, der in der Hauptkette auch C-O-Bindungen
aufweisen kann.
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Bevorzugte
Verbindungen, die dieser Formel entsprechen, sind
(Irganox
® 245 der Firma Ciba SC)
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Beispielhaft
genannt seien insgesamt als sterisch gehinderte Phenole:
2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol),
1,6-Hexandiol-bis[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat],
Pentaerythril-tetrakis-[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat],
Distearyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzylphosphonat, 2,6,7-Trioxa-1-phosphabicyclo-[2.2.2]oct-4-yl-methyl-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyhydrocinnamat,
3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl-3,5-distearyl-thiotriazylamin,
2-(2'-Hydroxy-3'-hydroxy-3',5'-di-tert.-butylphenyl)-5-chlorbenzotriazol,
2,6-Di-tert.-butyl-4-hydroxymethylphenol, 1,3,5-Trimethyl-2,4,6-tris-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyl)benzol,
4,4'-Methylen-bis-(2,6-di-tert.-butylphenol), 3,5-Di-tert.-butyl-4-hydroxybenzyldimethylamin.
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Als
besonders wirksam erwiesen haben sich und daher vorzugsweise verwendet
werden 2,2'-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenyl), 1,6-Hexandiol-bis-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl]-propionat,
Pentaerythrityl-tetrakis-[3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat]
sowie N,N'-Hexamethylen-bis-3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyhydrocinnamid
(Irganox® 1098) und das vorstehend
beschriebene Irganox® 245 der Firma
Ciba SC, das besonders gut geeignet ist.
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Die
phenolischen Antioxidantien, die einzeln oder als Gemische eingesetzt
werden können, sind in einer Menge von 0,05 bis zu 3 Gew.-%,
vorzugsweise von 0,1 bis 1,5 Gew.-%, insbesondere 0,1 bis 1 Gew.-%, bezogen
auf das Gesamtgewicht der Formmassen A) und B) enthalten.
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In
manchen Fällen haben sich sterisch gehinderte Phenole mit
nicht mehr als einer sterisch gehinderten Gruppe in ortho-Stellung
zur phenolischen Hydroxygruppe als besonders vorteilhaft erwiesen;
insbesondere bei der Beurteilung der Farbstabilität bei
Lagerung in diffusem Licht über längere Zeiträume.
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Als
faser- oder teilchenförmige Füllstoffe B) seien
Kohlenstofffasern, Glasfasern, Glaskugeln, amorphe Kieselsäure,
Calciumsilicat, Calciummetasilicat, Magnesiumcarbonat, Kaolin, Kreide,
gepulverter Quarz, Glimmer, Bariumsulfat und Feldspat genannt, die
in Mengen bis zu 40 Gew.-%, insbesondere 1 bis 15 Gew.-% eingesetzt
werden.
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Als
bevorzugte faserförmige Füllstoffe seien Kohlenstofffasern,
Aramid-Fasern und Kaliumtitanat-Fasern genannt, wobei Glasfasern
als E-Glas besonders bevorzugt sind. Diese können als Rovings
oder Schnittglas in den handelsüblichen Formen eingesetzt
werden.
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Die
faserförmigen Füllstoffe können zur besseren
Verträglichkeit mit dem Thermoplasten mit einer Silanverbindung
oberflächlich vorbehandelt sein.
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Geeignete
Silanverbindungen sind solche der allgemeinen Formel
(X-(CH2)n)k-Si-(O-CmH2m+1)4-k in der die
Substituenten folgende Bedeutung haben:
n eine ganze Zahl von 2 bis
10, bevorzugt 3 bis 4
m eine ganze Zahl von 1 bis 5, bevorzugt
1 bis 2
k eine ganze Zahl von 1 bis 3, bevorzugt 1
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Bevorzugte
Silanverbindungen sind Aminopropyltrimethoxysilan, Aminobutyltrimethoxysilan,
Aminopropyltriethoxysilan, Aminobutyltriethoxysilan sowie die entsprechenden
Silane, welche als Substituent X eine Glycidylgruppe enthalten.
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Die
Silanverbindungen werden im allgemeinen in Mengen von 0,01 bis 2,
vorzugsweise 0,025 bis 1,0 und insbesondere 0,05 bis 0,5 Gew.-%
(bezogen auf die faserförmigen Füllstoffe) zur
Oberflächenbeschichtung eingesetzt.
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Geeignet
sind auch nadelförmige mineralische Füllstoffe.
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Unter
nadelförmigen mineralischen Füllstoffen wird im
Sinne der Erfindung ein mineralischer Füllstoff mit stark
ausgeprägtem nadelförmigen Charakter verstanden.
Als Beispiel sei nadelförmiger Wollastonit genannt. Vorzugsweise
weist das Mineral ein L/D-(Länge Durchmesser)-Verhältnis
von 8:1 bis 35:1, bevorzugt von 8:1 bis 11:1 auf. Der mineralische
Füllstoff kann gegebenenfalls mit den vorstehend genannten
Silanverbindungen vorbehandelt sein; die Vorbehandlung ist jedoch
nicht unbedingt erforderlich.
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Als
weitere Füllstoffe seien Kaolin, calciniertes Kaolin, Wollastonit,
Talkum und Kreide genannt sowie zusätzlich plättchen-
oder nadelförmige Nanofüllstoffe bevorzugt in
Mengen zwischen 0,1 und 10%. Bevorzugt werden hierfür Böhmit,
Bentonit, Montmorillonit, Vermicullit, Hektorit und Laponit eingesetzt.
Um eine gute Verträglichkeit der plättchenförmigen
Nanofüllstoffe mit dem organischen Bindemittel zu erhalten,
werden die plättchenförmigen Nanofüllstoffe
nach dem Stand der Technik organisch modifiziert. Der Zusatz der
plättchen- oder nadelförmigen Nanofüllstoffe
zu den erfindungsgemäßen Nanokompositen führt
zu einer weiteren Steigerung der mechanischen Festigkeit.
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Insbesondere
wird Talkum verwendet, welches ein hydratisiertes Magnesiumsilikat
der Zusammensetzung Mg3[(OH)2/Si4O10] oder 3 MgO·4
SiO2·H2O
ist. Diese sogenannten Drei-Schicht-Phyllosilikate weisen einen
triklinen, monoklinen oder rhombischen Kristallaufbau auf mit blättchenförmigem
Erscheinungsbild. An weiteren Spurenele menten können Mn,
Ti, Cr, Ni, Na und K anwesend sein, wobei die OH-Gruppe teilweise durch
Fluorid ersetzt sein kann.
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Beispiele
für Schlagzähmodifier als Komponente C) sind Kautschuke,
welche funktionelle Gruppen aufweisen können. Es können
auch Mischungen aus zwei oder mehreren unterschiedlichen schlagzähmodifizierenden
Kautschuken eingesetzt werden.
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Kautschuke,
die die Zähigkeit der Formmassen erhöhen enthalten
im allgemeinen einen elastomeren Anteil, der eine Glasübergangstemperatur
von weniger als –10°C, vorzugsweise von weniger
als –30°C aufweist, und sie enthalten mindestens
eine funktionelle Gruppe, die mit dem Polyamid reagieren kann. Geeignete
funktionelle Gruppen sind beispielsweise Carbonsäure-,
Carbonsäureanhydrid-, Carbonsäureester-, Carbonsäureamid-,
Carbonsäureimid-, Amino-, Hydroxyl-, Epoxid-, Urethan-
oder Oxazolingruppen, bevorzugt Carbonsäureanhydridgruppen.
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Zu
den bevorzugten funktionalisierten Kautschuken zählen funktionalisierte
Polyolefinkautschuke, die aus folgenden Komponenten aufgebaut sind:
- 1. 40 bis 99 Gew.-% mindestens eines alpha-Olefins
mit 2 bis 8 C-Atomen,
- 2. 0 bis 50 Gew.-% eines Diens,
- 3. 0 bis 45 Gew.-% eines C1-C12-Alkylesters der Acrylsäure oder
Methacrylsäure oder Mischungen derartiger Ester,
- 4. 0 bis 40 Gew.-% einer ethylenisch ungesättigten
C2-C20-Mono- oder
Dicarbonsäure oder einem funktionellen Derivat einer solchen
Säure,
- 5. 0 bis 40 Gew.-% eines Epoxygruppen enthaltenden Monomeren,
und
- 6. 0 bis 5 Gew.-% sonstiger radikalisch polymerisierbarer Monomerer,
wobei
die Summe der Komponenten 3) bis 5) mindestens 1 bis 45 Gew.-% beträgt,
bezogen auf die Komponenten 1) bis 6).
-
Als
Beispiele für geeignete α-Olefine können
Ethylen, Propylen, 1-Butylen, 1-Pentylen, 1-Hexylen, 1-Heptylen,
1-Octylen, 2-Methylpropylen, 3-Methyl-1-butylen und 3-Ethyl-1-butylen
genannt werden, wobei Ethylen und Propylen bevorzugt sind.
-
Als
geeignete Dien-Monomere seien beispielsweise konjugierte Diene mit
4 bis 8 C-Atomen, wie Isopren und Butadien, nicht-konjugierte Diene
mit 5 bis 25 C-Atomen, wie Penta-1,4-dien, Hexa-1,4-dien, Hexa-1,5-dien,
2,5-Dimethylhexa-1,5-dien und Octa-1,4-dien, cyclische Diene, wie
Cyclopentadien, Cyclohexadiene, Cyclooctadiene und Dicyclopentadien,
sowie Alkenylnorbornen, wie 5-Ethyliden-2-norbornen, 5-Butyliden-2-norbornen,
2-Methallyl-5-norbornen, 2-Isopropenyl-5-norbornen und Tricyclodiene,
wie 3-Methyltricyclo-(5.2.1.0.2.6)-3,8-decadien, oder deren Mischungen
genannt. Bevorzugt werden Hexa-1,5-dien, 5-Ethyliden-norbornen und
Dicyclopentadien.
-
Der
Diengehalt beträgt vorzugsweise 0,5 bis 50, insbesondere
2 bis 20 und besonders bevorzugt 3 bis 15 Gew.-%, bezogen auf das
Gesamtgewicht des Olefinpolymerisats. Beispiele für geeignete
Ester sind Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl, i-Butyl- und 2-Ethylhexyl-,
Octyl- und Decylacrylate bzw. die entsprechenden Ester der Methacrylsäure.
Von diesen werden Methyl-, Ethyl-, Propyl-, n-Butyl- und 2-Ethylhexylacrylat
bzw. -methacrylat besonders bevorzugt.
-
Anstelle
der Ester oder zusätzlich zu diesen können in
den Olefinpolymerisaten auch säurefunktionelle und/oder
latent säurefunktionelle Monomere ethylenisch ungesättigter
Mono- oder Dicarbonsäuren enthalten sein.
-
Beispiele
für ethylenisch ungesättigte Mono- oder Dicarbonsäuren
sind Acrylsäure, Methacrylsäure, tertiäre
Alkylester dieser Säuren, insbesondere tert.-Butylacrylat
und Dicarbonsäuren, wie Maleinsäure und Fumarsäure,
oder Derivate dieser Säuren sowie deren Monoester.
-
Als
latent säurefunktionelle Monomere sollen solche Verbindungen
verstanden werden, die unter den Polymerisationsbedingungen bzw.
bei der Einarbeitung der Olefinpolymerisate in die Formmassen freie
Säuregruppen bilden. Als Beispiele hierfür seien
Anhydride von Dicarbonsäuren mit 2 bis 20 C-Atomen, insbesondere
Maleinsäureanhydrid und tertiäre C1-C12-Alkylester
der vorstehend genannten Säuren, insbesondere tert.-Butylacrylat
und tert.-Butylmethacrylat angeführt.
-
Als
sonstige Monomere kommen z. B. Vinylester und Vinylether in Betracht.
-
Besonders
bevorzugt sind Olefinpolymerisate aus 50 bis 98,9, insbesondere
60 bis 94,85 Gew.-% Ethylen, und 1 bis 50, insbesondere 5 bis 40
Gew.-% eines Esters der Acryl- oder Methacrylsäure 0,1
bis 20,0, insbesondere 0,15 bis 15 Gew.-% Glycidylacrylat und/oder
Glycidylmethacrylat, Acrylsäure und/oder Maleinsäureanhydrid.
-
Besonders
geeignete funktionalisierte Kautschuke sind Ethylen-Methylmethacrylat-Glycidylmethacrylat-,
Ethylen-Methylacrylat-Glycidylmethacrylat-, Ethylen-Methylacrylat-Glycidylacrylat-
und Ethylen-Methylmethacrylat-Glycidylacrylat-Polymere.
-
Die
Herstellung der vorstehend beschriebenen Polymere kann nach an sich
bekannten Verfahren erfolgen, vorzugsweise durch statistische Copolymerisation
unter hohem Druck und erhöhter Temperatur.
-
Der
Schmelzindex dieser Copolymere liegt im Allgemeinen im Bereich von
1 bis 80 g/10 min (gemessen bei 190°C und 2,16 kg Belastung).
-
Als
Kautschuke kommen weiterhin kommerzielle Ethylen-α-Olefin-Copolymere,
welche mit Polyamid reaktionsfähige Gruppen enthalten,
in Betracht. Die Herstellung der zugrunde liegenden Ethylen-α-Olefin-Copolymere
erfolgt durch Übergangsmetallkatalyse in der Gasphase oder
in Lösung. Als Comonomere kommen folgende α-Olefine
in Frage: Propylen, 1-Buten, 1-Penten, 4-Methyl-1-penten, 1-Hexen,
1-Hegten, 1-Octen, 1-Nonen, 1-Decen, 1-Undecen, 1-Dodecen, Styrol
und substituierte Styrole, Vinylester, Vinylacetate, Acrylester,
Methacrylester, Glycidylacrylate und -methacrylate, Hydroxyethylacrylate,
Acrylamide, Acrylnitril, Allylamin; Diene, wie z. B. Butadien Isopren.
-
Besonders
bevorzugt sind Ethylen/1-Octen-Copolymere, Ethylen/1-Buten-Copolymere,
Ethylen-Propylen-Copolymere, wobei Zusammensetzungen aus
25
bis 85 Gew.-%, | vorzugsweise
35 bis 80 Gew.-% Ethylen, |
14,9
bis 72 Gew.-%, | vorzugsweise
19,8 bis 63 Gew.-% 1-Octen oder 1-Buten oder |
| Propylen
oder deren Mischungen |
0,1
bis 3 Gew.-%, | vorzugsweise
0,2 bis 2 Gew.-% einer ethylenisch ungesättigten |
| Mono-
oder Dicarbonsäure oder einem funktionellen Derivat ei |
| ner
solchen Säure. |
besonders bevorzugt sind.
-
Das
Molekulargewicht dieser Ethylen-α-Olefin-Copolymere liegt
zwischen 10.000 und 500.000 g/mol, bevorzugt zwischen 15.000 und
400.000 g/mol (Mn, bestimmt mittels GPC in 1,2,4-Trichlorbenzol
mit PS-Eichung).
-
Der
Anteil an Ethylen in den Ethylen-α-Olefin-Copolymere liegt
zwischen 5 und 97, bevorzugt zwischen 10 und 95, insbesondere zwischen
15 und 93 Gew.-%.
-
In
einer besonderen Ausführungsform werden mittels sog. „single
site catalysts” hergestellte Ethylen-α-Olefin-Copolymere
eingesetzt. Weitere Einzelheiten können der
US 5,272,236 entnommen werden. In diesem
Fall weisen die Ethylen-α-Olefin-Copolymere eine für
Polyolefine enge Molekulargewichtsverteilung kleiner 4, vorzugsweise
kleiner 3,5 auf.
-
Als
weitere Gruppe von geeigneten Kautschuken sind Kern-Schale-Pfropfkautschuke
zu nennen. Hierbei handelt es sich um in Emulsion hergestellte Pfropfkautschuke,
die aus mindestens einem harten und einem weichen Bestandteil bestehen.
Unter einem harten Bestandteil versteht man üblicherweise
ein Polymerisat mit einer Glasübergangstemperatur von mindestens
25°C, unter einem weichen Bestandteil ein Polymerisat mit einer
Glasübergangstemperatur von höchstens 0°C.
Diese Produkte weisen eine Struktur aus einem Kern und mindestens
einer Schale auf, wobei sich die Struktur durch die Reihenfolge
der Monomerenzugabe ergibt. Die weichen Bestandteile leiten sich
im Allgemeinen von Butadien, Isopren, Alkylacrylaten, Alkylmethacrylaten oder
Siloxanen und gegebenenfalls weiteren Comonomeren ab. Geeignete
Siloxankerne können beispielsweise ausgehend von cyclischem
oligomerem Octamethyltetrasiloxan oder Tetravinyltetramethyltetrasiloxan
hergestellt werden. Diese können beispielsweise mit γ-Mercaptopropylmethyldimethoxysilan
in einer ringöffnenden kationischen Polymerisation, vorzugsweise
in Gegenwart von Sulfonsäuren, zu den weichen Siloxankernen
umgesetzt werden. Die Siloxane können auch vernetzt werden,
indem z. B. die Polymerisationsreaktion in Gegenwart von Silanen
mit hydrolysierbaren Gruppen wie Halogen oder Alkoxygruppen wie
Tetraethoxysilan, Methyltrimethoxysilan oder Phenyltrimethoxysilan
durchgeführt wird. Als geeignete Comonomere sind hier z.
B. Styrol, Acrylnitril und vernetzende oder pfropfaktive Monomere
mit mehr als einer polymerisierbaren Doppelbindung wie Diallylphthalat,
Divinylbenzol, Butandioldiacrylat oder Triallyl(iso)cyanurat zu
nennen. Die harten Bestandteile leiten sich im Allgemeinen von Styrol,
alpha-Methylstyrol und deren Copolymerisaten ab, wobei hier als
Comonomere vorzugsweise Acrylnitril, Methacrylnitril und Methylmethacrylat
aufzuführen sind.
-
Bevorzugte
Kern-Schale-Pfropfkautschuke enthalten einen weichen Kern und eine
harte Schale oder einen harten Kern, eine erste weiche Schale und
mindestens eine weitere harte Schale. Der Einbau von funktionellen
Gruppen wie Carbonyl-, Carbonsäure-, Säureanhydrid-,
Säureamid-, Säureimid-, Carbonsäureester-, Amino-,
Hydroxyl-, Epoxi-, Oxazolin-, Urethan-, Harnstoff-, Lactam- oder
Halogenbenzylgruppen, erfolgt hierbei vorzugsweise durch den Zusatz
geeignet funktionalisierter Monomere bei der Polymerisation der
letzten Schale. Geeignete funktionalisierte Monomere sind beispielsweise
Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid, Mono- oder Diester
oder Maleinsäure, tertiär-Butyl-(meth)acrylat,
Acrylsäure, Glycidyl(meth)acrylat und Vinyloxazolin. Der
Anteil an Monomeren mit funktionellen Gruppen beträgt im
Allgemeinen 0,1 bis 25 Gew.-%, vorzugsweise 0,25 bis 15 Gew.-%,
bezogen auf das Gesamtgewicht des Kern-Schale-Pfropfkautschuks.
Das Gewichtsverhältnis von weichen zu harten Bestandteilen
beträgt im Allgemeinen 1:9 bis 9:1, bevorzugt 3:7 bis 8:2.
-
Derartige
Kautschuke sind an sich bekannt und beispielsweise in der
EP-A-0 208 187 beschrieben. Der
Einbau von Oxazingruppen zur Funktionalisierung kann z. B. gemäß
EP-A-0 791 606 erfolgen.
-
Eine
weitere Gruppe von geeigneten Schlagzähmodifiern sind thermoplastische
Polyester-Elastomere. Unter Polyester-Elastomeren werden dabei segmentierte
Copolyetherester verstanden, die langkettige Segmente, die sich
in der Regel von Poly(alkylen)etherglykolen und kurzkettige Segmente,
die sich von niedermolekularen Diolen und Dicarbonsäuren
ableiten, enthalten. Derartige Produkte sind an sich bekannt und in
der Literatur, z. B. in der
US
3,651,014 , beschrieben. Auch im Handel sind entsprechende
Produkte unter den Bezeichnungen Hytrel TM (Du Pont), Arnitel TM
(Akzo) und Pelprene TM (Toyobo Co. Ltd.) erhältlich.
-
Selbstverständlich
können auch Mischungen verschiedener Kautschuke eingesetzt
werden.
-
Als
weitere Komponente B) können die erfindungsgemäßen
thermoplastischen Formmassen übliche Verarbeitungshilfsmittel
wie Stabilisatoren, Oxidationsverzögerer, weitere Mittel
gegen Wärmezersetzung und Zersetzung durch ultraviolettes
Licht, Gleit- und Entformungsmittel, Färbemittel wie Farbstoffe
und Pigmente, Keimbildungsmittel, Weichmacher, Flammschutzmittel
usw. enthalten.
-
Als
Beispiele für Oxidationsverzögerer und Wärmestabilisatoren
seien Phosphite und weitere Amine (z. B. TAD), Hydrochinone, verschiedene
substituierte Vertreter dieser Gruppen und deren Mischungen in Konzentrationen
bis zu 1 Gew.-%, bezogen auf das Gewicht der thermoplastischen Formmassen
genannt.
-
Als
UV-Stabilisatoren, die im allgemeinen in Mengen bis zu 2 Gew.-%,
bezogen auf die Formmasse, verwendet werden, seien verschiedene
substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone genannt.
-
Es
können anorganische Pigmente, wie Titandioxid, Ultramarinblau,
Eisenoxid und Ruß und/oder Grafit, weiterhin organische
Pigmente, wie Phthalocyanine, Chinacridone, Perylene sowie Farbstoffe,
wie Nigrosin und Anthrachinone als Farbmittel zugesetzt werden.
-
Als
Keimbildungsmittel können Natriumphenylphosphinat, Aluminiumoxid,
Siliziumdioxid sowie bevorzugt Talkum eingesetzt werden.
-
Als
Flammschutzmittel seien roter Phosphor, P- und N-haltige Flammschutzmittel
sowie halogenierte FS-Mittel-Systeme und deren Synergisten genannt.
-
Die
erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen
können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden,
in dem man die Ausgangskomponenten in üblichen Mischvorrichtungen
wie Schneckenextrudern, Brabender-Mühlen oder Banbury-Mühlen
mischt und anschließend extrudiert. Nach der Extrusion kann
das Extrudat abgekühlt und zerkleinert werden. Es können
auch einzelne Komponenten vorgemischt werden und dann die restlichen
Ausgangsstoffe einzeln und/oder ebenfalls gemischt hinzugegeben
werden. Die Mischtemperaturen liegen in der Regel bei 150 bis 320°C,
vorzugsweise bei 200 bis 250°C. Die Verweilzeit beträgt üblicherweise
von 1 bis 10 Min., vorzugsweise von 2 bis 5 Min.
-
Die
erfindungsgemäßen thermoplastischen Formmassen
zeichnen sich durch reduzierte Wasseraufnahme und höhere
TG aus.
-
Diese
eignen sich zur Herstellung von Formkörpern jeglicher Art
für Anwendungen z. B. in der Automobil-, E. u. E.-, Haushaltswaren-,
Folien-, Fasern-Industrie, besonders für Anwendungen, bei
denen hohe Transparenz erforderlich ist, wie z. B. in der optischen
oder Automobil-Industrie.
-
Beispiele
-
Herstellung von Komponente A
-
Erfindungsgemäß als
TMDC wurde eingesetzt:
-
A/1 Polyamid aus TMDC und Adipinsäure
-
In
einen Rührkessel wurden 266 g TMDC, 146 g Adipinsäure
und 500 g destilliertes Wasser gegeben. Die Reaktionsmischung wurde
10 Mal mit Stickstoff gut gespült und die Temperatur wurde
auf 200°C erhöht. Der Druck wurde auf 17 bar bei
dieser Temperatur konstant für 1 Stunde gehalten. Der Druck
wurde dann entspannt auf atmosphärischen Druck und die
Temperatur der Reaktionsmischung wurde auf 270°C erhöht
und unter Stickstoffstrom weitere 70 min kondensiert. Das so erhaltene
Polymer hat eine VZ (Viskositätszahl) von 124 ml/g. VZ
gemessen als 0,5%ige Polymerlösung in 96%iger Schwefelsäure
(nach EN-ISO 1628-1) und Glasübergangstemperatur
(Tg) von 192°C (nach ISO 11357-2).
-
A/2 Polyamid aus TMDC und Sebacinsäure
-
In
einen Rührkessel wurden 266 g TMDC, 202 g Sebacinsäure
und 500 g destilliertes Wasser gegeben. Die Reaktionsmischung wurde
10 Mal mit Stickstoff gut gespült und die Temperatur wurde
auf 200°C erhöht. Der Druck wurde auf 17 bar bei
dieser Temperatur konstant für 1 Stunde gehalten. Der Druck
wurde dann entspannt auf atmosphärischen Druck und die
Temperatur der Reaktionsmischung wurde auf 270°C erhöht und
unter Stickstoffstrom weitere 70 min kondensiert. Das so erhaltene
Polymer hat eine VZ (Viskositätszahl) von 102 ml/g. VZ
gemessen als 0,5%ige Polymerlösung in 96%iger Schwefelsäure
(nach EN-ISO 1628-1) und Glasübergangstemperatur
(Tg) von 164°C (nach ISO 11357-2).
-
A/3 Polyamid aus TMDC und Dodecandisäure
-
In
einen Rührkessel wurden 266 g TMDC, 230 g Dodecandisäure
und 500 g destilliertes Wasser gegeben. Die Reaktionsmischung wurde
10 Mal mit Stickstoff gut gespült und die Temperatur wurde
auf 200°C erhöht. Der Druck wurde auf 17 bar bei
dieser Temperatur konstant für 1 Stunde gehalten. Der Druck
wurde dann entspannt auf atmosphärischen Druck und die
Temperatur der Reaktionsmischung wurde auf 270°C erhöht
und unter Stickstoffstrom weitere 70 min kondensiert. Das so erhaltene
Polymer hat eine VZ (Viskositätszahl) von 111 ml/g. VZ
gemessen als 0,5%ige Polymerlösung in 96%iger Schwefelsäure
(nach EN-ISO 1628-1) und Glasübergangstemperatur
(Tg) von 156°C (nach ISO 11357-2).
-
A/4 Polyamid aus TMDC und Tetradecandisäure
-
In
einen Rührkessel wurden 266 g TMDC, 258 g Tetradecandisäure
und 500 g destilliertes Wasser gegeben. Die Reaktionsmischung wurde
10 Mal mit Stickstoff gut gespült und die Temperatur wurde
auf 200°C erhöht. Der Druck wurde auf 17 bar bei
dieser Temperatur konstant für 1 Stunde gehalten. Der Druck
wurde dann entspannt auf atmosphärischen Druck und die
Temperatur der Reaktionsmischung wurde auf 270°C erhöht
und unter Stickstoffstrom weitere 70 min kondensiert. Das so erhaltene
Polymer hat eine VZ (Viskositätszahl) von 104 ml/g. VZ
gemessen als 0,5%ige Polymerlösung i in 96%iger Schwefelsäure
(nach EN-ISO 1628-1) und Glasübergangstemperatur
(Tg) von 142°C (nach ISO 11357-2).
-
Als
Vergleich wurden o. g. Säuren und als Amine
sowie
zur Herstellung von Vergleichspolyamiden
(1V bis 8V) eingesetzt.
-
Messung der Glasübergangstemperatur
gemäß ISO 11357-2
-
Tabelle 1
Tg[°C] | DC | DMDC | TMDC |
Adipinsäure | 171 | (1V) | 182 | (5V) | 192 | (A/1) |
Sebacinsäure | 145 | (2V) | 156 | (6V) | 164 | (A/2) |
Dodecandisäure | 138 | (3V) | 148 | (7V) | 156 | (A/3) |
Tetradecandisäure | 121 | (4V) | 132 | (8V) | 142 | (A/4) |
-
Für
die Komponenten A/3 und A/4 sowie 3V/4V und 7V/8V wurde der Zugversuch
gemäß
ISO 527-2 und die Schlagzähigkeit
gemäß
ISO 179 zur Beurteilung
der mechanischen Eigenschaften durchgeführt: Tabelle 2
Polyamide | 3V | 4V | 7V | 8V | A/3 | A/4 |
Reißfestigkeit
[MPa] | 64 | 54 | 68 | 55 | 75 | 61 |
Bruchdehnung
[%] | 171 | 172 | 176 | 175 | 180 | 181 |
E-Modul
[MPa] | 1520 | 1435 | 1550 | 1460 | 1620 | 1555 |
Izod-Schlagzähigkeit ungekerbt:
RT
[kJ/mm2] | 298 | 279 | 302 | 281 | 322 | 298 |
ungekerbt:
–30°C
[kJ/mm2] | 384 | 354 | 382 | 359 | 415 | 384 |
gekerbt:
RT
[kJ/mm2] | 10 | 10 | 15 | 11 | 18 | 15 |
gekerbt:
–30°C
[kJ/mm2] | 9 | 9 | 13 | 11 | 15 | 13 |
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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Zitierte Patentliteratur
-
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- - DE 1595354 A [0008, 0009]
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- - US 3651014 [0092]
-
Zitierte Nicht-Patentliteratur
-
- - EN-ISO 1628-1 [0104]
- - ISO 11357-2 [0104]
- - EN-ISO 1628-1 [0105]
- - ISO 11357-2 [0105]
- - EN-ISO 1628-1 [0106]
- - ISO 11357-2 [0106]
- - EN-ISO 1628-1 [0107]
- - ISO 11357-2 [0107]
- - ISO 527-2 [0110]
- - ISO 179 [0110]