DE102015200818A1 - Injection molding granules, process for producing injection-molded granules and use of oxidized polyacrylonitrile fibers - Google Patents

Injection molding granules, process for producing injection-molded granules and use of oxidized polyacrylonitrile fibers Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Spritzgussgranulat (6), das verbesserte schlagzähmodifizierende Eigenschaften aufweist. Das Spritzgussgranulat (6) enthält mindestens ein Polymer (3), mindestens ein Fasermaterial (4) und oxidierte Polyacrylnitrilfasern (1).The invention relates to an injection-molding granule (6) which has improved impact-modifying properties. The injection-molding granulate (6) contains at least one polymer (3), at least one fiber material (4) and oxidized polyacrylonitrile fibers (1).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein für den Kunststoffspritzgussprozess geeignetes Spritzgussgranulat sowie Verfahren zur Herstellung des Spritzgussgranulats. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung von oxidierten Polyacrylnitrilfasern.The present invention relates to an injection molding granulate suitable for the plastic injection molding process and to methods for producing the injection molding granulate. Furthermore, the invention relates to a use of oxidized polyacrylonitrile fibers.

Das Spritzgussverfahren oder Spritzgießverfahren ist ein Urformverfahren, das hauptsächlich in der Kunststoffverarbeitung eingesetzt wird. Beim Kunststoffspritzgussverfahren wird der eingesetzte Kunststoff, ein Polymer oder eine Polymermischung, verflüssigt und unter Druck in oder durch eine Kavität gespritzt. Nach dem Aushärten des Kunststoffes kann das fertige Kunststoffbauteil aus der Kavität entformt werden. Dem hierbei verwendeten Kunststoff können Additive oder Zusatzstoffe zugesetzt werden, die der Optimierung des Herstellprozesses, der Verarbeitung oder der Anpassung der Produkteigenschaften, dienen. Die Additive werden zumeist vor dem Aufschmelzen des Kunststoffes mit dem Kunststoff unter Bildung eines Kunststoffspritzgussgranulats „compoundiert”, wodurch eine homogene Kunststoffmasse erhalten wird. Um die Schlagzähheit von faserverstärkten Kunststoffen zu verbessern, werden dem Kunststoff (Polymer) sogenannte Schlagzähmodifizierer, wie z. B. Elastomerpartikel oder Silicapartikel zugesetzt. Eine ausreichende Schlagzähmodifikation kann dadurch, insbesondere bei der Verwendung von kohlenstofffaserhaltigen Spritzgussgranulaten, nicht erhalten werden.The injection molding or injection molding is a primary molding process, which is mainly used in plastics processing. In the plastic injection molding process, the plastic used, a polymer or a polymer mixture, liquefied and injected under pressure into or through a cavity. After curing of the plastic, the finished plastic component can be removed from the cavity. The plastic used in this case additives or additives can be added, which serve to optimize the manufacturing process, processing or adaptation of the product properties. The additives are usually "compounded" with the plastic prior to the melting of the plastic to form a plastic injection-molded granulate, whereby a homogeneous plastic composition is obtained. To improve the impact resistance of fiber-reinforced plastics, the plastic (polymer) so-called impact modifiers such. For example, elastomer particles or silica particles added. Sufficient impact modification can not be obtained thereby, especially when using carbon fiber-containing injection molding granules.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Spritzgussgranulat zur Verwendung in einem Kunststoffspritzgussprozess bereitzustellen, das sich durch eine sehr gute Verarbeitbarkeit und eine gute Schlagzähmodifizierung auszeichnet. Darüber hinaus ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussgranulats anzugeben, die einfach und damit kostengünstig umsetzbar sind und eine homogene Struktur des Spritzgussgranulats ermöglichen. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine Verwendung für oxidierte Polyacrylnitrilfasern anzugeben.Starting from this prior art, it is therefore an object of the present invention to provide an injection molding granules for use in a plastic injection molding process, which is characterized by a very good processability and a good impact modification. Moreover, it is an object of the present invention to provide a method for producing an injection-molded granules, which are simple and therefore inexpensive to implement and allow a homogeneous structure of the injection molding granules. It is another object of the invention to provide a use for oxidized polyacrylonitrile.

Die Aufgabe wird bei einem Spritzgussgranulat erfindungsgemäß durch eine spezifische Zusammensetzung gelöst. Das Spritzgussgranulat enthält mindestens ein Polymer, mindestens ein Fasermaterial und oxidierte Polyacrylnitrilfasern. Das Polymer bildet dabei das Kunststoffgerüst des Spritzgussgranulats und auch des daraus herstellbaren Faserverbundkunststoffbauteils, und wird daher auch als Matrixmaterial bezeichnet. Unter oxidierten Polyacrylnitrilfasern werden gemäß der vorliegenden Erfindung Fasern verstanden, die bei der Herstellung von Carbonfasern (Kohlefasern oder Kohlenstofffasern) anfallen. Bei der Herstellung von Carbonfasern wird als Ausgangsstoff ein Polyacrylnitril-Precursor (PAN-Precursor) verwendet, der zunächst in einem Oxidationsprozess stabilisiert wird. In diesem Oxidationsprozess entstehen die thermisch stabilisierten, oxidierten Polyacrylnitrilfasern. Oxidierte Polyacrylnitrilfasern werden zudem unter dem Markennamen PANOX® durch die Firma SGL Group (The Carbon Company) vertrieben. Es wurde gefunden, dass die im erfindungsgemäßen Spritzgussgranulat enthaltenen oxidierten Polyacrylnitrilfasern als idealer Schlagzähmodifizierer (Schlagzähmodifier) wirken, was vermutlich auf die hohe Dehnbarkeit der oxidierten Polyacrylnitrilfasern auf etwa über 20% zurückzuführen ist. Im Vergleich zu herkömmlichen Schlagzähmodifizierern zeichnen sich oxidierte Polyacrylnitrilfasern bei hoher Effektivität durch eine geringe spezifische Dichte und damit ein geringes Eigengewicht pro Volumeneinheit aus, was die Anwendung des erfindungsgemäßen Spritzgussgranulats im Kunststoffleichtbau begünstigt. Dadurch, dass die oxidierten Polyacrylnitrilfasern quasi als Nebenprodukt bei der Carbonfaserherstellung anfallen, kann beispielsweise durch die Verwendung von Verschnittmaterial oder Ausschussmaterial eine sinnvolle Verwertung der oxidierten Polyacrylnitrilfasern initiiert werden, wobei gleichzeitig die Kosten für das Spritzgussgranulat reduziert werden können.The object is achieved in an injection molding granules according to the invention by a specific composition. The injection molding granules contain at least one polymer, at least one fiber material and oxidized polyacrylonitrile fibers. In this case, the polymer forms the plastic framework of the injection-molding granules and also of the fiber-composite plastic component which can be produced therefrom, and is therefore also referred to as matrix material. Oxidized polyacrylonitrile fibers according to the present invention are understood to mean fibers which are obtained in the production of carbon fibers (carbon fibers or carbon fibers). In the production of carbon fibers, the starting material used is a polyacrylonitrile precursor (PAN precursor), which is first stabilized in an oxidation process. This oxidation process produces the thermally stabilized, oxidized polyacrylonitrile fibers. Oxidized polyacrylonitrile fibers are also sold under the brand name PANOX ® by the company SGL Group (The Carbon Company). It has been found that the oxidized polyacrylonitrile fibers present in the injection molding granules according to the invention act as an ideal impact modifier (impact modifier), which is presumably attributable to the high ductility of the oxidized polyacrylonitrile fibers to approximately more than 20%. Compared to conventional impact modifiers, oxidized polyacrylonitrile fibers are distinguished by high efficiency by a low specific density and thus a low intrinsic weight per unit volume, which favors the use of the injection molding granules according to the invention in lightweight plastic construction. Due to the fact that the oxidized polyacrylonitrile fibers are produced as a by-product in the production of carbon fibers, a meaningful utilization of the oxidized polyacrylonitrile fibers can be initiated, for example by the use of waste material or scrap material, whereby at the same time the costs for the injection molding granulate can be reduced.

Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung.The dependent claims contain advantageous developments and refinements of the invention.

Das erfindungsgemäße Spritzgussgranulat kann des Weiteren übliche Zusatzstoffe, wie z. B. Fließhilfsmittel oder farbgebende Substanzen wie z. B. Pigmente oder Ruß und funktionelle Additive, wie z. B. ergänzende Schlagzähmodifizierer und Additive zur Verbesserung der Haftung des Polymers am Fasermaterial enthalten.The injection molding granules according to the invention can further customary additives, such. B. flow aids or coloring substances such. As pigments or carbon black and functional additives, such as. B. additional impact modifiers and additives to improve the adhesion of the polymer to the fiber material.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Spritzgussgranulats enthält das Fasermaterial Carbonfasern. Eine Schlagzähmodifizierung von carbonfaserhaltigen Kunststoffen ist aufgrund der (gewünschten) hohen Steifigkeit der Carbonfasern insbesondere bei dynamischer Belastung eines carbonfaserverstärkten Kunststoffes von hoher Bedeutung. Die Kombination von Carbonfasern und oxidierten Polyacrylnitrilfasern in dem erfindungsgemäßen Spritzgussgranulat hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Carbonfasern zeigen aufgrund der zu den oxidierten Polyacrylnitrilfasern ähnlichen chemischen Oberflächenstruktur eine ähnlich hohe Affinität zum Matrixsystem, so dass eine besonders homogene Verarbeitung ermöglicht wird. Dies ermöglicht die Ausbildung eines besonders gleichförmig stabilisierten und modifizierten, hochsteifen, faserverstärkten Kunststoffbauteils.According to a preferred development of the injection molding granules according to the invention, the fiber material contains carbon fibers. An impact modification of carbon fiber-containing plastics is due to the (desired) high stiffness of the carbon fibers in particular under dynamic load of a carbon fiber reinforced plastic of great importance. The combination of carbon fibers and oxidized polyacrylonitrile fibers in the injection molding granules according to the invention has proven to be particularly advantageous. Due to the chemical surface structure similar to the oxidized polyacrylonitrile fibers, the carbon fibers show a similar high affinity for the matrix system, so that a particularly homogeneous processing is made possible. This allows the formation of a particularly uniformly stabilized and modified, highly rigid, fiber-reinforced plastic component.

Zur Reduktion der Produktionskosten werden vorzugsweise Carbonfasern verwendet, die recycelt wurden oder aus Produktionsresten, die bei der Carbonfaserherstellung (z. B. Verschnittreste) oder Weiterverarbeitung, z. B. Gelegeherstellung, Stackingprozess, Flechten usw. anfallen, stammen.To reduce the cost of production, preference is given to using carbon fibers which are recycled or from production residues that are involved in the production of carbon fiber (eg tailings) or further processing, eg B. scrim production, stacking process, lichens, etc. originate.

Im Lichte einer maximalen Steifheit bei hoher Granulathomogenität beträgt ein Anteil an Carbonfasern bezogen auf das Gesamtgewicht des Fasermaterials vorzugsweise 60 bis 100 Gew.-% und insbesondere 80 bis 100 Gew.-%.In the light of maximum stiffness with high granule homogeneity, a proportion of carbon fibers, based on the total weight of the fiber material, is preferably 60 to 100% by weight and in particular 80 to 100% by weight.

Weiter vorteilhaft beträgt ein Anteil an oxidierten Polyacrylnitrilfasern bezogen auf das Gesamtgewicht des Spritzgussgranulats mehr als 0 bis 20 Gew.-%. Zur Optimierung der schlagzähmodifizierenden Eigenschaften beträgt der Anteil an oxidierten Polyacrylnitrilfasern bezogen auf das Gesamtgewicht des Spritzgussgranulats vorzugsweise 8 bis 16 Gew.-%.Further advantageously, a proportion of oxidized polyacrylonitrile based on the total weight of the injection molding granules more than 0 to 20 wt .-%. In order to optimize the impact-modifying properties, the proportion of oxidized polyacrylonitrile fibers, based on the total weight of the injection-molded granules, is preferably 8 to 16% by weight.

Eine gute Verarbeitbarkeit des Spritzgussgranulats bei gleichzeitig sehr guter Schlagzähmodifizierung wird durch die vorteilhafte Weiterbildung erhalten, dass ein Gewichtsverhältnis von oxidierten Polyacrylnitrilfasern zum Fasermaterial 1 zu 3 bis 1 zu 10 und insbesondere 1 zu 5 bis 1 zu 7, beträgt.A good processability of the injection-molded granules with at the same time very good toughening modification is obtained by the advantageous development that a weight ratio of oxidized polyacrylonitrile fibers to the fiber material is 1: 3 to 1: 10 and in particular 1: 5 to 1: 7.

Aufgrund der sehr guten Verarbeitbarkeit und guten mechanischen Eigenschaften ist das Polymer vorzugsweise ausgewählt aus Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyester, Polyamid, insbesondere PA6 und PA-66, Polyethylenterephthalat (PET), Polycarbonat (PC), Polybutylenterephthalat (PBT), Polyphthalamid (PPA) und Mischungen dieser Polymere.Due to the very good processability and good mechanical properties, the polymer is preferably selected from polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyester, polyamide, in particular PA6 and PA-66, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polybutylene terephthalate (PBT) , Polyphthalamide (PPA) and mixtures of these polymers.

Um die Fließeigenschaften des Spritzgussgranulats während seiner Verarbeitung im Spritzgussprozess zu verbessern, beträgt vorteilhafterweise ein Anteil an Polymer bezogen auf das Gesamtgewicht des Spritzgussgranulats 40 bis 90 Gew.-% und insbesondere 50 bis 65 Gew.-%.In order to improve the flow properties of the injection-molded granulate during its processing in the injection molding process, a proportion of polymer based on the total weight of the injection-molded granules is advantageously 40 to 90% by weight and in particular 50 to 65% by weight.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein erstes Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend beschriebenen Spritzgussgranulats beschrieben. Das Verfahren umfasst die Schritte i) Zerkleinern der oxidierten Polyacrylnitrilfasern, insbesondere auf eine durchschnittliche Länge von kleiner als 10 mm, insbesondere von kleiner als 5 mm, ii) Vermengen der zerkleinerten oxidierten Polyacrylnitrilfasern mit dem Polymer und dem Fasermaterial unter Bildung einer Spritzgussmischung, iii) Fördern der Spritzgussmischung durch einen Extruder und iv) Granulieren der extrudierten Spritzgussmischung. Die oxidierten Polyacrylnitrilfasern fallen in der Carbonfaserherstellung als Fasermaterial an. Um die Verarbeitung zum Spritzgussgranulat zu ermöglichen, werden die oxidierten Polyacrylnitrilfasern rieselfähig zerkleinert, was bei einer durchschnittlichen Faserlänge von weniger als 10 mm und insbesondere von weniger als 5 mm sehr gut gegeben ist. Die Polyacrylnitrilfasern verlieren damit weitestgehend ihre kunststoffverstärkenden Eigenschaften, wirken aber umso mehr als Schlagzähmodifizierer. Das Vermengen der Komponenten der Spritzgussmischung, also das oder die Polymere, das oder die Fasermaterialien und die zerkleinerten, oxidierten Polyacrylnitrilfasern können vor dem Einbringen in den Extruder vorvermengt oder aber erst im Extruder vermischt werden, quasi bei der Zwangsförderung durch den Extruder, der hierzu vorteilhafterweise als Mehrwellenextruder ausgebildet ist. Durch das Extrudieren der Spritzgussmischung wird eine homogene Spritzgussmasse erhalten, die durch ein geeignetes Verfahren granuliert wird. Das Verfahren ist einfach mit hohem Durchsatz ausführbar und ermöglicht eine kostengünstige Herstellung von gleichförmigem, homogenem Spritzgussgranulat.Also according to the invention, a first method for producing an injection molding granulate as described above is also described. The method comprises the steps of i) crushing the oxidized polyacrylonitrile fibers, in particular to an average length of less than 10 mm, in particular of less than 5 mm, ii) mixing the comminuted oxidized polyacrylonitrile fibers with the polymer and the fiber material to form an injection molding mixture, iii) Conveying the injection molding mixture through an extruder; and iv) granulating the extruded injection molding mixture. The oxidized polyacrylonitrile fibers are produced as fiber material in carbon fiber production. In order to enable processing into the injection-molded granules, the oxidized polyacrylonitrile fibers are free-flowing comminuted, which is very well given an average fiber length of less than 10 mm and in particular less than 5 mm. The polyacrylonitrile fibers thus largely lose their plastic-reinforcing properties, but are all the more effective as impact modifiers. The mixing of the components of the injection molding mixture, ie the polymer (s), the fiber material (s) and the comminuted, oxidized polyacrylonitrile fibers may be premixed prior to introduction into the extruder or first mixed in the extruder, in the forced conveyance by the extruder, for this purpose advantageously is designed as a multi-screw extruder. By extruding the injection molding mixture, a homogeneous injection molding compound is obtained, which is granulated by a suitable method. The process is easy to carry out with high throughput and enables a cost-effective production of uniform, homogeneous injection-molded granules.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch ein zweites Verfahren zur Herstellung eines wie vorstehend beschriebenen Spritzgussgranulats angegeben. Wie bereits für das erste Verfahren dargelegt, umfasst auch das zweite Verfahren einen Schritt des Zerkleinerns der oxidierten Polyacrylnitrilfasern, insbesondere auf eine durchschnittliche Länge von kleiner als 10 mm, insbesondere von kleiner als 5 mm. Anschließend wird ein Aufschmelzen des Polymers oder der Polymere ausgeführt und das aufgeschmolzene Polymer mit den zerkleinerten oxidierten Polyacrylnitrilfasern und dem Fasermaterial unter Bildung einer Schmelze vermengt. Die Schmelze wird abschließend granuliert. Auch das zweite Verfahren ist einfach mit hohem Durchsatz ausführbar und ermöglicht eine kostengünstige Herstellung von gleichförmigem, homogenem Spritzgussgranulat.Also according to the invention, a second method for producing an injection molding granulate as described above is also specified. As already stated for the first method, the second method also comprises a step of comminuting the oxidized polyacrylonitrile fibers, in particular to an average length of less than 10 mm, in particular of less than 5 mm. Subsequently, a melting of the polymer or of the polymers is carried out and the molten polymer is mixed with the comminuted oxidized polyacrylonitrile fibers and the fiber material to form a melt. The melt is finally granulated. Also, the second method is easily executable with high throughput and enables a cost-effective production of uniform, homogeneous injection-molded granules.

Ebenfalls erfindungsgemäß wird auch die Verwendung von oxidierten Polyacrylnitrilfasern zur Herstellung eines Spritzgussgranulats beschrieben.Also according to the invention, the use of oxidized polyacrylonitrile fibers for producing an injection-molded granulate is also described.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Figur. Es zeigt:Further details, features and advantages of the invention will become apparent from the following description and the figure. It shows:

1 eine schematische Ansicht der Verfahrensschritte des ersten Verfahrens zur Herstellung eines Spritzgussgranulats gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. 1 a schematic view of the process steps of the first method for producing an injection molding granulate according to an embodiment of the invention.

Die vorliegende Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels im Detail erläutert. In 1 sind nur die hier interessierenden Aspekte des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt, alle übrigen Aspekte sind der Übersichtlichkeit halber weggelassen.The present invention will be explained in detail with reference to an embodiment. In 1 only the aspects of the first method according to the invention which are of interest here are shown, all other aspects have been omitted for the sake of clarity.

Im Detail zeigt 1 eine Übersicht über die gemäß einer Ausführungsform des ersten erfindungsgemäßen Verfahrens wesentlichen Verfahrensschritte A–C. Zunächst werden oxidierte Polyacrylnitrilfasern 1 bereitgestellt, die beispielsweise aus Abfällen oder Verschnitt bei der Carbonfaserherstellung anfallen. In einem ersten Verfahrensschritt A werden die oxidierte Polyacrylnitrilfasern 1 zerkleinert, so dass zerkleinerte, rieselfähige oxidierte Polyacrylnitrilfasern 2 erhalten werden. Vorzugsweise beträgt eine durchschnittliche Länge der oxidierten Polyacrylnitrilfasern 2 nach dem Zerkleinern weniger als 10 mm und insbesondere weniger als 5 mm. Die zerkleinerten, oxidierten Polyacrylnitrilfasern 2 werden zusammen mit einem Polymer 3 und einem Fasermaterial 4 vermengt und in einem Extruder 5 gefördert. Das Polymer 3 liegt dabei ebenfalls in partikulärer Form vor und kann auch unterschiedliche Polymere enthalten. Bevorzugte Polymere sind ausgewählt aus PE, PP, Polyester, Polyamid, insbesondere PA6 und PA-66, PET, PC, PBT, PPA und Mischungen dieser Polymere. Auch das Fasermaterial kann einen Typ Faser oder verschiedene Fasern als Fasermischung enthalten. Bevorzugt kommen Carbonfasern zum Einsatz.In detail shows 1 an overview of the essential according to an embodiment of the first method according to the invention process steps A-C. First, oxidized polyacrylonitrile fibers 1 provided, for example, from waste or waste in carbon fiber production. In a first process step A, the oxidized polyacrylonitrile fibers 1 crushed, so that crushed, free-flowing oxidized polyacrylonitrile 2 to be obtained. Preferably, an average length of the oxidized polyacrylonitrile fibers 2 after crushing less than 10 mm and in particular less than 5 mm. The shredded, oxidized polyacrylonitrile fibers 2 be together with a polymer 3 and a fiber material 4 mixed and in an extruder 5 promoted. The polymer 3 is also present in particulate form and may also contain different polymers. Preferred polymers are selected from PE, PP, polyester, polyamide, in particular PA6 and PA-66, PET, PC, PBT, PPA and mixtures of these polymers. Also, the fiber material may contain one type of fiber or different fibers as a fiber mixture. Carbon fibers are preferably used.

Das Vermengen kann auf herkömmliche Weise durch Vermischen definierter Mengen an zerkleinerten oxidierten Polyacrylnitrilfasern 1, Fasermaterial 4 und Polymer 3 erfolgen. Vorzugsweise wird das Vermengen direkt im Extruder 5 ausgeführt, wodurch zugleich eine gute Homogenisierung der Spritzgussmischung gefördert wird. Nach einem Durchführen der Spritzgussmischung durch den Extruder 5 wird die extrudierte Spritzgussmischung in einem Schritt C granuliert und somit auf eine gewünschte Granulatgröße gebracht. Es wird ein Spritzgussgranulat 6 erhalten, das oxidierte Polyacrylnitrilfasern 1, mindestens ein weiteres Fasermaterial 4 und mindestens ein Polymer 3 enthält.The blending may be carried out in a conventional manner by mixing defined amounts of comminuted oxidized polyacrylonitrile fibers 1 , Fiber material 4 and polymer 3 respectively. Preferably, the mixing is directly in the extruder 5 executed, whereby at the same time a good homogenization of the injection molding mixture is promoted. After passing the injection molding mixture through the extruder 5 The extruded injection molding mixture is granulated in a step C and thus brought to a desired granule size. It becomes an injection molding granulate 6 obtained, the oxidized polyacrylonitrile fibers 1 , at least one other fiber material 4 and at least one polymer 3 contains.

Eine beispielhafte Zusammensetzung eines nach vorstehend beschriebenem Verfahren hergestellten erfindungsgemäßen Spritzgussgranulats enthält:
55 Gew.-% Polyamid 6
30 Gew.-% Carbonfaser
10 Gew.-% oxidierte Polyacrylnitrilfasern und als weitere Bestandteile:
3 Gew.-% farbgebende Substanzen (z. B. eine Carbonblack Dispersion) und
2 Gew.-% eines UV Stabilisators.An exemplary composition of an injection molding granulate according to the invention produced by the method described above contains:
55% by weight of polyamide 6
30 wt .-% carbon fiber
10% by weight of oxidized polyacrylonitrile fibers and as further constituents:
3% by weight of colorants (eg a carbon black dispersion) and
2% by weight of a UV stabilizer.

Der Schmelzpunkt dieses Spritzgussgranulats liegt bei etwa 220°C. Die Granulatgröße wurde auf 3–5 mm eingestellt.The melting point of this injection granulate is about 220 ° C. The granule size was adjusted to 3-5 mm.

Das Spritzgussgranulat 6 kann in herkömmlicher Weise ohne weitere Aufbereitung einem Kunststoffspritzgussprozess zugeführt werden. Es werden hoch schlagzähe faserverstärkte Kunststoffbauteile erhalten.The injection molding granules 6 can be supplied in a conventional manner without further processing a plastic injection molding process. Highly impact-resistant fiber-reinforced plastic components are obtained.

Die vorhergehende Beschreibung der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihrer Äquivalente zu verlassen.The foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only, and not for the purpose of limiting the invention. Various changes and modifications are possible within the scope of the invention without departing from the scope of the invention and its equivalents.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
oxidierte Polyacrylnitrilfasernoxidized polyacrylonitrile fibers
22
zerkleinerte, oxidierte PolyacrylnitrilfasernCrushed, oxidized polyacrylonitrile fibers
33
Polymerpolymer
44
Fasermaterialfiber material
55
Extruderextruder
66
Spritzgussgranulatinjection molding material

Claims (10)

Spritzgussgranulat enthaltend mindestens ein Polymer (3), mindestens ein Fasermaterial (4) und oxidierte Polyacrylnitrilfasern (1).Injection molding granules containing at least one polymer ( 3 ), at least one fibrous material ( 4 ) and oxidized polyacrylonitrile fibers ( 1 ). Spritzgussgranulat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Fasermaterial (4) Carbonfasern enthält.Injection molding granules according to claim 1, characterized in that the fiber material ( 4 ) Contains carbon fibers. Spritzgussgranulat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil an Carbonfasern bezogen auf das Gesamtgewicht des Fasermaterials (4) 60 bis 100 Gew.-%, insbesondere 80 bis 100 Gew.-%, beträgt.Injection molding granules according to claim 2, characterized in that a proportion of carbon fibers based on the total weight of the fiber material ( 4 ) 60 to 100 wt .-%, in particular 80 to 100 wt .-%, is. Spritzgussgranulat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil an oxidierten Polyacrylnitrilfasern (1) bezogen auf das Gesamtgewicht des Spritzgussgranulats (6) mehr als 0 bis 20 Gew.-%, insbesondere 8 bis 16 Gew.-%, beträgt.Injection molding granules according to one of the preceding claims, characterized in that a proportion of oxidized polyacrylonitrile fibers ( 1 ) based on the total weight of the injection molding granulate ( 6 ) more than 0 to 20 wt .-%, in particular 8 to 16 wt .-%, is. Spritzgussgranulat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gewichtsverhältnis von oxidierten Polyacrylnitrilfasern (1) zum Fasermaterial (4) 1 zu 3 bis 1 zu 10, insbesondere 1 zu 5 bis 1 zu 7, beträgt.Injection molding granules according to one of the preceding claims, characterized in that a weight ratio of oxidized polyacrylonitrile fibers ( 1 ) to the fiber material ( 4 ) 1 to 3 to 1 to 10, in particular 1 to 5 to 1 to 7, is. Spritzgussgranulat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer (3) ausgewählt ist aus PE, PP, Polyester, Polyamid, insbesondere PA6 und PA-66, PET, PC, PBT, PPA und Mischungen dieser Polymere.Injection molding granules according to one of the preceding claims, characterized in that the polymer ( 3 ) is selected from PE, PP, polyester, polyamide, in particular PA6 and PA-66, PET, PC, PBT, PPA and mixtures of these polymers. Spritzgussgranulat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Anteil an Polymer (3) bezogen auf das Gesamtgewicht des Spritzgussgranulats (6) 40 bis 90 Gew.-%, insbesondere 50 bis 65 Gew.-%, beträgt.Injection molding granules according to any one of the preceding claims, characterized in that a proportion of polymer ( 3 ) based on the total weight of the injection molding granulate ( 6 ) 40 to 90 wt .-%, in particular 50 to 65 wt .-%, is. Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussgranulats (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Schritte: – Zerkleinern der oxidierten Polyacrylnitrilfasern (1), – Vermengen der zerkleinerten oxidierten Polyacrylnitrilfasern (2) mit dem Polymer (3) und dem Fasermaterial (4) unter Bildung einer Spritzgussmischung, – Fördern der Spritzgussmischung durch einen Extruder (5) und – Granulieren der extrudierten Spritzgussmischung. Process for producing an injection molding granulate ( 6 ) according to one of the preceding claims, comprising the steps of: - crushing the oxidized polyacrylonitrile fibers ( 1 ), - blending the comminuted oxidized polyacrylonitrile fibers ( 2 ) with the polymer ( 3 ) and the fiber material ( 4 ) to form an injection molding mixture, - conveying the injection molding mixture through an extruder ( 5 ) and granulating the extruded injection molding mixture. Verfahren zur Herstellung eines Spritzgussgranulats (6) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, umfassend die Schritte: – Zerkleinern der oxidierten Polyacrylnitrilfasern (1), – Aufschmelzen des Polymers (3), – Vermengen des aufgeschmolzenen Polymers (3) mit den zerkleinerten oxidierten Polyacrylnitrilfasern (2) und dem Fasermaterial (4) unter Bildung einer Schmelze und – Granulieren der Schmelze.Process for producing an injection molding granulate ( 6 ) according to one of claims 1 to 7, comprising the steps of: - crushing the oxidized polyacrylonitrile fibers ( 1 ), - melting of the polymer ( 3 ), - mixing the molten polymer ( 3 ) with the comminuted oxidized polyacrylonitrile fibers ( 2 ) and the fiber material ( 4 ) to form a melt and - granulation of the melt. Verwendung von oxidierten Polyacrylnitrilfasern zur Herstellung eines Spritzgussgranulats.Use of oxidized polyacrylonitrile fibers for producing an injection-molded granulate.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0315244A2 (en) * 1987-10-23 1989-05-10 The Dow Chemical Company Use of a multiplicity of non-linear,non-flammable carbonaceous reinforcing fibers for improving the adhesion to a polymeric matrix

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