DE10330722A1

DE10330722A1 - Laserdurchstrahlschweißbare thermoplastische Formmassen auf Basis einer Mischung von mindestens zwei Thermoplasten

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Publication number: DE10330722A1
Application number: DE2003130722
Authority: DE
Inventors: Thomas Dr. Braig; Detlev Dr. Joachimi; Frank Krause; Kurt Jeschke; Rainer Meissner; Frederik Thoma
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Lanxess Deutschland GmbH
Priority date: 2003-07-08
Filing date: 2003-07-08
Publication date: 2005-02-10

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen auf Basis eines teilkristallinen Thermoplasten und mindestens eines weiteren amorphen und/oder teilkristallinen Thermoplasten und deren Verwendung als Formteil, wobei es durch Laserdurchstrahlschweißen mit laserabsorbierenden Formteilen verschweißt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen auf Basis eines teilknstallinen Thermoplasten und mindestens eines weiteren amorphen und/oder teilkristallinen Thermoplasten und deren Verwendung als Formteil, wobei es durch Laserdurchstrahlschweißen mit laserabsorbierenden Formteilen verschweißt wird.

Für die Verschweißung von Kunststoffformteilen existieren verschiedene Verfahren (Kunststoffe 87, (1997), 11, 1632–1640). Voraussetzung für eine stabile Schweißnaht ist im Falle der weit verbreiteten Verfahren des Heizelementschweißens und des Vibrationsschweißens (z.B. von Kfz-Saugrohren) ein ausreichendes Erweichen der Verbindungspartner in der Kontaktzone vor dem eigentlichen Fügeschritt.

Als alternative Methode zum Vibrationsschweißen und Heizelementschweißen findet das Laserdurchstrahlschweißen, insbesondere mit Diodenlaser in letzter Zeit immer stärkere Verbreitung. Grundlage des Laserdurchstrahlschweißens von Kunststoffen ist die Strahlungsabsorption in der Formmasse. Reine Polymere sind für Laserstrahlung weitgehend transparent bzw. transluzent, d.h. sie absorbieren nur schlecht. Durch Pigmente, Füll- bzw. Verstärkungsstoffe und Additive kann die Absorption und damit die Umwandlung von Laserlicht in Wärme gesteuert werden.

Grundlegende Prinzipien des Laserdurchstrahlschweißens sind in der Fachliteratur beschrieben (Kunststoffe 87 (1997) 3, 348–350; Kunststoffe 88 (1998) 2, 210–212; Kunststoffe 87 (1997) 11, 1632–1640; Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18–19; Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42–46).

Voraussetzung für die Anwendung des Laserstrahlschweißens ist, dass die vom Laser emittierte Strahlung zunächst ein Formteil durchdringt, das für Laserlicht der einge setzten Wellenlänge ausreichend transparent ist und im folgenden dieser Anmeldungsschrift als lasertransparentes Formteil bezeichnet wird, und dann von einem zweiten Formteil in einer dünnen Schicht absorbiert wird, das das lasertransparente Formteil kontaktiert und im folgenden laserabsorierendes Formteil genannt wird. In der dünnen Schicht, die das Laserlicht absorbiert, wird die Laserenergie in Wärme umgewandelt, die zum Aufschmelzen in der Kontaktzone und letztlich zur Verbindung des lasertransparenten und des laserabsorbierenden Formteils durch eine Schweißnaht führt.

Für Laserdurchstrahlschweißen werden üblicherweise Laser im Wellenlängenbereich von 600 bis 1200 nm eingesetzt. Im Bereich der Wellenlänge der für das Thermoplastschweißen üblicherweise eingesetzten Laser wie Nd:YAG-Laser (1060 nm) oder Hochleistungsdiodenlaser (800 – 1000 nm) sind teilkristalline Thermoplaste wie Polyamide, z.B. Polyamid 6 (PA6) und Polyamid 66 (PA66), oder Polyester, z.B. Polybutylentherephthalat (PBT) und Polyethylentherephthalat (PET), weitgehend transparent bzw. lasertransluzent.

Wenn im Folgenden die Begriffe lasertransparent und laserabsorbierend verwendet werden, beziehen sie sich immer auf den oben genannten Wellenlängenbereich. Für das lasertransparente Formteil ist im Gegensatz zum laserabsorbierenden Formteil eine hohe Lasertransparenz im bevorzugten Wellenlängenbereich erforderlich, damit der Laserstrahl bis zur Schweißfläche mit der erforderlichen Energie vordringen kann. Die Messung des Transmissionsvermögens für IR-Laserlicht erfolgt üblicherweise mit einem Spektralphotometer und einer integrierenden Photometerkugel. Diese Messanordnung detektiert auch den diffusen Anteil der transmittierten Strahlung. Es wird nicht nur bei einer Wellenlänge, sondern in einem Spektralbereich gemessen, der alle z.Zt. für den Schweissvorgang eingesetzten Laserwellenlängen umfasst.

Es kommt jedoch durch die teilkristalline Morphologie zu mehr oder weniger starker Streuung des Laserlichtes, so dass ein großer Teil der Transmission auf den diffusen Anteil entfällt und nicht in der Fügezone in Wärme umgewandelt werden kann. Bei Formmassen aus teilkristallinen Thermoplasten wie z.B. Polybutylenterephthalat oder Polyamid hängt die Lasertransparenz in hohem Maße von der Kristallinität in der Formmasse ab. Die Kristallinität einer Probe hängt von deren Form, Zusammensetzung und Vorgeschichte, z.B. den Verarbeitungsbedingungen, Additiven, die z.B. nukleierend wirken, vom Einsatz von Füll- und/oder Verstärkungsstoffen wie z.B. Glasfasern und Nachkristallisationseffekten ab.

Durch Einsatz oder Zumischen von amorphen Thermoplasten in Formmassen kann der Anteil der teilkristallinen Anteile prinzipiell verringert werden und so die Lasertransparenz erhöht werden, wobei zu berücksichtigen ist, dass der kristalline Anteil immer zu Streuung und somit Trübung führt, so dass die Proben transluzent und nicht wirklich transparent erscheinen.

In JP-A 99-199982 werden Formmassen beschrieben, die Copolyester auf Basis von Polybutylenterephthalat, Polyethylenterephthalat oder Polyethylenterephthalate mit Comonomeren wie z.B. Isophthalsäure, 2,6-Naphthaldisäure und/oder weiteren Comonomeren beschreiben, die sehr gute Laserschweißfähigkeit besitzen. Nachteilig ist bei dieser Lösung, dass durch alleinigen Einsatz der beschriebenen Polyester die daraus resultierenden Formkörper stark an Zähigkeit einbüßen.

Laserdurchstrahlschweißen von Formteilen aus thermoplastischen Zusammensetzungen hat zum Ziel, ein lasertransparentes und ein laserabsorbierendes Formteil möglichst fest miteinander zu verbinden. Aufgabe war daher thermoplastische Formmassen zu entwickeln, die nach Verarbeitung zu einem lasertransparenten Formteil durch das Laserdurchstrahlschweißen möglichst fest mit einem laserabsorbierenden Formteil verbunden werden können.

Überraschend wurde nun gefunden, dass beim Einsatz von Formmassen mit erhöhter Lasertransparenz als lasertransparentes Formteil nach dem Laserdurchstrahlschweißen mit einem laserabsorbierenden Formteil nicht generell eine festere Verbindung zwischen beiden Formteilen erhalten wird. Erfindungsgemäß wurde gefunden, dass der Einsatz von Formmassen, die Mischungen aus teilkristallinen Thermoplasten mit mindestens einem weiteren teilkristallinen und/oder amorphen Thermoplasten in bestimmten erfindungsgemäßen Verhältnissen enthalten, in lasertransparenten Formteilen nach dem Laserdurchstrahlschweißen mit laserabsorbierenden Formteilen zu besonders festen Verbindungen führen.

Gegenstand der Erfindung ist daher die Verwendung von thermoplastischen Formmassen, die

A) 20 bis 95 Gew.-Teile, bevorzugt 30 bis 90 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 40 bis 85 Gew.-Teile, am meisten bevorzugt 50 bis 80 Gew.Teile eines teilkristallinen Thermoplasten,
B) 5 bis 80 Gew.-Teile, bevorzugt 10 bis 70 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 15 bis 60 Gew.-Teile, am meisten bevorzugt 20 bis 50 Gew.-Teile, mindestens eines zweiten, von Komponente A verschiedenen teilkristallinen oder amorphen Thermoplasten, enthalten,

wobei A) und B) zusammen 100 Gew.-Teile ergeben, optional weiter enthaltend

C) 0 bis 120 Gew.-Teile, bevorzugt 10 bis 100 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 20 bis 80 Gew.-Teile, am meisten bevorzugt 30 bis 60 Gew.-Teile mindestens eines Füll- und/oder Verstärkungsstoffs,
D) 0 bis 120 Gew.-Teile, bevorzugt 0,1 bis 90 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 0,5 bis 12 Gew.-Teile weiterer Komponenten wie z.B. Schlagzähmodifikatoren, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Entformungsmittel, Gleitmittel, Pigmente, Leitfähigkeitsaddive und/oder Nukleierungsmittel, zur Herstellung von lasertransparenten Formteilen.

Als Komponente A enthalten die Zusammensetzungen erfindungsgemäß einen teilkristallinen Thermoplasten wie beispielsweise Polyalkylenterephthalate oder Polyamide. Bevorzugt enthalten die Zusammensetzungen als Komponente A mindestens einen Thermoplasten aus der Gruppe Polybutylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat, Polyethylenterephthalat, Polyamid 6, Polyamid 4,6 Polyamid 6,6 und anderen aliphatischen oder/und aromatischen Polyamiden bzw. Copolyamiden bei denen auf eine Polyamidgruppe in der Polymerkette 3 bis 11 Methylengruppen kommen. Besonders bevorzugt enthalten die Zusammensetzungen als Komponente A mindestens ein Polybutylenterephthalat, Polyamid 6 oder Polyamid 6,6.

Bevorzugt können als Komponente A Polyalkylenterephthalate wie beispielsweise Polybutylenterephthalat, Polytrimethylenterephthalat oder Polyethylenterephthalat, bevorzugt Polybutylenterephthalat oder Polyethylenterephthalat, besonders bevorzugt Polybutylenterephthalat enthalten sein.

Polyalkylenterephthalate im Sinne der Erfindung sind Reaktionsprodukte aus aromatischen Dicarbonsäuren oder ihren reaktionsfähigen Derivaten (z.B. Dimethylestern oder Anhydriden) und aliphatischen, cycloaliphatischen oder aromatischen Diolen und Mischungen dieser Reaktionsprodukte.

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate lassen sich aus Terephthalsäure (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen mit 2 bis 10 C-Atomen nach bekannten Methoden herstellen (Kunststoff-Handbuch, Bd. VIII, S. 695 FF, Karl-Hanser-Verlag, München 1973).

Bevorzugte Polyalkylenterephthalate enthalten mindestens 80, vorzugsweise 90 mol-%, bezogen auf die Dicarbonsäure, Terephthalsäurereste und mindestens 80, vorzugsweise mindestens 90 mol-%, bezogen auf die Diolkomponente, Ethylenglykol- und/oder Propandiol-1,3- und/oder Butandiol-1,4-Reste.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 mol-% Reste anderer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernstein-, Adipin-, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure, Cyclohexandicarbonsäure.

Die bevorzugten Polyalkylenterephthalate können neben Ethylen- bzw. Propandiol-1,3- bzw. Butandiol-1,4-glykolresten bis zu 20 mol-% anderer aliphatischer Diole mit 3 bis 12 C-Atomen oder cycloaliphatischer Diole mit 6 bis 21 C-Atomen enthalten, z.B. Reste von Propandiol-1,3, 2-Ethylpropandiol-1,3, Neopentylglykol, Pentan-diol-1,5, Hexandiol-1,6, Cyclohexan-dimethanol-1,4, 3-Methylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3 und -1,6,2-Ethylhexandiol-1,3, 2,2-Diethylpropandiol-1,3, Hexandiol-2,5, 1,4-Di-(β-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4-Dihydroxy-1,1,3,3-tetramethylcyclobutan, 2,2-bis-(3-β-hydroxyethoxyphenyl)-propan und 2,2-bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan (DE-A 24 07 674, 24 07 776, 27 15 932).

Die Polyalkylenterephthalate können durch Einbau relativ kleiner Mengen 3- oder 4-wertiger Alkohole oder 3- oder 4-basischer Carbonsäure, wie sie z.B. in der DE-A 19 00 270 und der US-A 3 692 744 beschrieben sind, verzweigt werden. Beispiele für bevorzugte Verzweigungsmittel sind Trimesinsäure, Trimellitsäure, Trimethylolethan und -propan und Pentaerythrit.

Es ist ratsam, nicht mehr als 1 mol-% des Verzweigungsmittels, bezogen auf die Säurekomponente, zu verwenden.

Besonders bevorzugt sind Polyalkylenterephthalate, die allein aus Terephthalsäure und deren reaktionsfähigen Derivaten (z.B. deren Dialkylestern) und Ethylenglykol und/oder Propandiol-1,3 und/oder Butandiol-1,4 hergestellt worden sind (Polyethylen- und Polybutylenterephthalat), und Mischungen dieser Polyalkylenterephthalate.

Die Polyalkylenterephthalate besitzen im allgemeinen eine intrinsische Viskosität von ca. 0,3 cm³/g bis 1,5 cm³/g, vorzugsweise 0,4 cm³/g bis 1,3 cm³/g, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,0 jeweils gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1:1 Gew.-Teile) bei 25°C.

Die erfindungsgemäß hergestellten Polyester können auch im Gemisch mit anderen Polyestern und/oder weiteren Polymeren eingesetzt werden.

Den Polyestern können übliche Additive wie z.B. Entformungsmittel, Stabilisatoren und/oder Fließhilfsmittel in der Schmelze zugemischt oder auf der Oberfläche aufgebracht werden.

Bevorzugt werden als Komponente A auch Polyamide eingesetzt. Die erfindungsgemäßen Polyamide können nach verschiedenen Verfahren hergestellt und aus sehr unterschiedlichen Bausteinen synthetisiert werden und im speziellen Anwendungsfall allein oder in Kombination mit Verarbeitungshilfsmitteln, Stabilisatoren, polymeren Legierungspartnern (z.B. Elastomeren) oder auch Verstärkungsmaterialien (wie z.B. mineralischen Füllstoffen oder Glasfasern), zu Werkstoffen mit speziell eingestellten Eigenschaftskombinationen ausgerüstet werden.

Zur Herstellung von Polyamiden sind eine Vielzahl von Verfahrensweisen bekannt geworden, wobei je nach gewünschtem Endprodukt unterschiedliche Monomerbausteine, verschiedene Kettenregler zur Einstellung eines angestrebten Molekulargewichtes oder auch Monomere mit reaktiven Gruppen für später beabsichtigte Nachbehandlungen eingesetzt werden.

Die technisch relevanten Verfahren zur Herstellung von Polyamiden laufen meist über die Polykondensation in der Schmelze. In diesem Rahmen wird auch die hydrolytische Polymerisation von Lactamen als Polykondensation verstanden.

Bevorzugte Polyamide sind teilkristalline Polyamide, die ausgehend von Diaminen und Dicarbonsäuren und/oder Lactamen mit wenigstens 5 Ringgliedern oder entsprechenden Aminosäuren hergestellt werden können.

Als Ausgangsprodukte kommen aliphatische und/oder aromatische Dicarbonsäuren wie Adipinsäure, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethyladipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Isophthalsäure, Terephthalsäure, aliphatische und/oder aromatische Diamine wie z.B. Tetramethylendiamin, Hexamethylendiamin, 1,9-Nonandiamin, 2,2,4- und 2,4,4-Trimethylhexamethylendiamin, die isomeren Diamino-dicyclohexylmethane, Diamino-dicyclohexylpropane, Bis-aminomethyl-cyclohexan, Phenylendiamine, Xylylendiamine, Aminocarbonsäuren wie z.B. Aminocapronsäure, bzw. die entsprechenden Lactame in Betracht. Copolyamide aus mehreren der genannten Monomeren sind eingeschlossen.

Besonders bevorzugt werden Caprolactame, ganz besonders bevorzugt ε-Caprolactam eingesetzt.

Besonders geeignet sind weiterhin auf PA6, PA66 und anderen aliphatischen oder/und aromatischen Polyamiden bzw. Copolyamiden basierende Compounds, bei denen auf eine Polyamidgruppe in der Polymerkette 3 bis 11 Methylengruppen kommen.

Die erfindungsgemäß hergestellten Polyamide können auch im Gemisch mit anderen Polyamiden und/oder weiteren Polymeren eingesetzt werden.

Den Polyamiden können übliche Additive wie z.B. Entformungsmittel, Stabilisatoren und/oder Fließhilfsmittel in der Schmelze zugemischt oder auf der Oberfläche aufgebracht werden.

Als Komponente B enthalten die Zusammensetzungen erfindungsgemäß mindestens einen weiteren amorphen oder teilkristallinen Thermoplasten, der von dem als Komponente A eingesetzten Thermoplasten verschieden ist, wie beispielsweise bevorzugt Polycarbonat, amorphe Polyester, aliphatische Polyester und Copolyester, Polyelkylenterephthalate mit aliphatischen und/oder cycloaliphatischen Comonomeren, wobei die Comonomeren in Form der Diol- und/oder der Dicarbonsäurekomponente enthalten sein können, ein weiteres, nicht als Komponente A) eingesetztes, Polyalkylenterephthalat, teilaromatische Polyamide oder Copolyamide aus aromatischen und aliphatischen Monomeren.

Bevorzugt handelt es sich bei Komponente B um einen teilkristallinen Thermoplasten, mit einer längeren isothermen Kristallisationszeit als Komponente A) oder um amorphe Thermoplaste.

Besonders bevorzugt handelt es sich bei der Komponente B um Thermoplaste aus der Gruppe der Polycarbonate, Polyethylenterephthalate, Copolyestern der Polyethylentherphthalate, Polytrimethylenterephthalate und/oder der Polybuylenterephthalate, die beispielsweise Cyclohexandimethanol, Cyclohexandicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure und/oder Naphthalindimethanol, Neopentylglycol und/oder Isophthalsäure als Comonomere umfassen, teilaromatische Polyamide bzw. Copolyamide aus aliphatischen und aromatischen Monomeren.

Besonders bevorzugt wird als Komponente B) mindestens ein Polyethylenterephthalat eingesetzt, besonders bevorzugt wenn als Komponente A) mindestens ein Polybutylenterephthalat enthalten ist. Für diesen Fall enthalten erfindungsgemäße Formmassen bevorzugt 10 bis 90 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 20 bis 60 Gew.-Teile, am meisten bevorzugt 30 bis 50 Gew.-Teile mindestens eines Polyethylenterephthalats als Komponente B), wobei Komponenten A) und B) zusammen 100 Gew.-Teile ergeben. Bevorzugte Polyethylenterephthalate enthalten mindestens 80, vorzugsweise 90 mol-% Terephthalsäurereste bezogen auf die Dicarbonsäure, und mindestens 80, vorzugsweise mindestens 90 mol-% Ethylenglykolreste bezogen auf die Diolkomponente. Die bevorzugten Polyethylenterephthalate können neben Terephthalsäureresten bis zu 20 mol-% Reste anderer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer Dicarbonsäuren mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten, wie beispielsweise Reste von Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernstein-, Adipin-, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure, Cyclohexandicarbonsäure. Die Herstellung und weitere Beschreibungen erfindungsgemäß ebenfalls bevorzugter Polyethylenterephthalate, wie beispielsweise Verzweiger, Comonomere, Viskositäten oder Additive, wurde allgemein für Polyalkylenterephthalate bereits bei den Polyalkylenterephthalaten der Komponente A) beschrieben.

Besonders bevorzugt wird als Komponente B) auch ein Polyester oder Copolyester, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Monomeres oder Comonomeres der Rest eines cycloaliphatischen Diols mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eines aliphatischen, bevorzugt auch verzweigten Diols mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen und/oder der Rest einer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer oder cycloaliphatischer Dicarbonsäure mit 4 bis 12 C-Atomen enthalten ist.

Erfindungsgemäß sind Comonomere oder Monomere auf Basis eines cycloaliphatischen Diols mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen oder eines aliphatischen, bevorzugt auch verzweigten Diols mit 4 bis 8 Kohlenstoffatomen beispielsweise bevorzugt Diethylenglycol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Naphthalindimethanol, Neopentylglycol, 2-Ethylpropandiol-1,3, 3-Methylpentandiol-2,4, 2-Methylpentandiol-2,4, 2,2,4-Trimethylpentandiol-1,3 und -1,6,2-Ethylhexandiol-1,3, 2,2-Diethylpropandiol-1,3, Hexandiol-2,5, 1,4-Di-(β-hydroxyethoxy)-benzol, 2,2-Bis-(4-hydroxycyclohexyl)-propan, 2,4-Dihydroxy-1,1,3,3-tetramethyl-cyclobutan, 2,2-bis-(3-β-hydroxyethoxyphenyl)-propan und 2,2-bis-(4-hydroxypropoxyphenyl)-propan. Besonders bevorzugt sind dies Diethylenglycol, 1,4-Cyclohexandimethanol, Naphthalindimethanol, Neopentylglycol. Besonders bevorzugt können diese Diole als Comonomeren in Polyatkylenterephthalaten, besonders bevorzugt in Polyeutylenterephthalaten oder Polyethylenterephthalaten, am meisten bevorzugt in Polyethylenterephthalaten als Comonomer enthalten sein.

Anstelle oder in Kombination mit den eben beschriebenen Comonomeren auf Diolbasis enthalten die erfindungsgemäßen Copolyester bevorzugt mindestens einen Dicarbonsäurerest einer aromatischer Dicarbonsäuren mit 8 bis 14 C-Atomen oder aliphatischer oder cycloaliphatischer Dicarbonsäure mit 4 bis 12 C-Atomen, wie beispielsweise der Phthalsäure, Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure, Naphthalin-1,5-dicarbonsäure, 4,4'-Diphenyldicarbonsäure, Bernstein-, Adipin-, Sebacinsäure, Azelainsäure, Cyclohexandiessigsäure, Cyclohexandicarbonsäure. Besonders bevorzugt sind dies Cyclohexandicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure und/oder Isophthalsäure. Besonders bevorzugt können diese Comonomeren in Polyalkylenterephthalaten, besonders bevorzugt in Polybutylenterephthalaten oder Polyethylenterephthalaten, am meisten bevorzugt in Polyethylenterephthalaten als Comonomere enthalten sein.

Diese erfindungsgemäßen Copolyester enthalten bevorzugt 5 bis 80 mol-%, besonders bevorzugt 7 bis 50 mol-% besonders bevorzugt 10 bis 35 mol-%, bezogen auf die Diolkomponente, mindestens einen Diolreste der eben genannten Diole und/oder bevorzugt 5 bis 80 mol-%, besonders bevorzugt 7 bis 50 mol-% besonders bevorzugt 10 bis 35 mol-%, bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente, mindestens einen Dicarbonsäurerest der eben genannten Dicarbonsäuren.

Die eben beschriebenen Polyester und Copolyester werden besonders bevorzugt als Komponente B) eingesetzt, wenn als Komponente A) mindestens ein Polybutylenterephthalat und/oder Polyethylenterephthalat enthalten ist. Für diesen Fall enthalten erfindungsgemäße Formmassen bevorzugt 10 bis 65 Gew.-Teile, besonders bevorzugt 20 bis 55 Gew.-Teile, am meisten bevorzugt 30 bis 50 Gew.-Teile mindestens eines der beschriebene Polyester oder Copolyester als Komponente B), wobei die Komponenten A) und B) zusammen 100 Gew.-Teile ergeben.

Bevorzugt können auch Polyester als Komponente B) enthalten sein, die bezogen auf die Diolkomponente mehr als 80 mol-%, bevorzugt mehr als 90 mol-% mindestens eines der eben genannten Monomeren auf Basis von Diolen enthalten, besonders ausgewählt aus der Gruppe Diethylenglykol, Cyclohexandimethanol, Naphthalindimethanol und/oder Neopentylglycol enthalten, und/oder bezogen auf die Dicarbonsäurekomponente mehr als 80 mol-%, bevorzugt mehr als 90 mol-% mindestens eines der eben genannten Monomere auf Basis von Dicarbonsäuren enthalten, besonders bevorzugt ausgewählt aus der Gruppe aus der Gruppe Cyclohexandicarbonsäure, Naphthalindicarbonsäure und/oder Isophthalsäure.

Die bevorzugte Polyester und/oder Copolyester lassen sich aus den Dicarbonsäuren (oder ihren reaktionsfähigen Derivaten) und aliphatischen oder cycloaliphatischen Diolen nach bekannten Methoden herstellen (Kunststoff-Handbuch, Bd. VIII, S. 695 FF, Karl-Hanser-Verlag, München 1973).

Die Polyester oder Copolyester besitzen im allgemeinen eine intrinsische Viskosität von ca. 0,3 cm³/g bis 1,5 cm³/g, vorzugsweise 0,4 cm³/g bis 1,3 cm³/g, besonders bevorzugt 0,5 bis 1,0 jeweils gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1:1 Gew.-Teile) bei 25°C.

Die erfindungsgemäß hergestellten Polyester und/oder Copolyester können auch im Gemisch mit anderen Polyestern und/oder weiteren Polymeren eingesetzt werden.

Ebenfalls bevorzugt können als Komponente B erfindungsgemäß Polycarbonate oder eine Mischung von Polycarbonaten eingesetzt werden.

Für den Fall dass als Komponente A) ein Polyalkylenterephthalat, bevorzugt ein Polybutylenterephthalat oder Polyethylenterephthalat und als Komponente B) ein Polycarbonat enthalten ist, sind erfindungsgemäß Formmassen bevorzugt enthaltend 10 bis 70 Gew.-Teilen, besonders bevorzugt enthaltend 20 bis 55 Gew.-Teilen, am meisten bevorzugt enthaltend 25 bis 45 Gew.-Teilen mindestens eines Polycarbonats als Komponente B), wobei die Komponenten A) und B) zusammen 100 Gew.-Teile ergeben.

Bevorzugte Polycarbonate sind solche Homopolycarbonate und Copolycarbonate auf Basis der Bisphenole der allgemeinen Formel (I), HO-Z-OH (I)worin
Z ein divalenter organischen Rest mit 6 bis 30 C-Atomen ist, der eine oder mehrere aromatische Gruppen enthält.

Bevorzugt sind Bisphenole der Formel (Ia)

wobei
A eine Einfachbindung, C₁-C₅-Alkylen, C₂-C₅-Alkyliden, C₅-C₆-Cycloalkyliden, -O-, -SO-, -CO-, -S-, -SO₂-, C₆-C₁₂-Arylen, an das weitere aromatische gegebenenfalls Heteroatome enthaltende Ringe kondensiert sein können,
oder ein Rest der Formel (II) oder (III)

B jeweils C₁-C₁₂-Alkyl, vorzugsweise Methyl, Halogen, vorzugsweise Chlor und/oder Brom
x jeweils unabhängig voneinander 0, 1 oder 2,
p 1 oder 0 sind, und
R¹ und R² für jedes X¹ individuell wählbar, unabhängig voneinander Wasserstoff oder C₁-C₆-Alkyl, vorzugsweise Wasserstoff, Methyl oder Ethyl,
X¹ Kohlenstoff und
m eine ganze Zahl von 4 bis 7, bevorzugt 4 oder 5 bedeuten, mit der Maßgabe, dass an mindestens einen Atom X¹, R¹ und R² gleichzeitig Alkyl sind.

Beispiele für Bisphenole gemäß der allgemeinen Formel (I) sind Bisphenole, die zu den folgenden Gruppen gehören: Dihydroxydiphenyle, Bis-(hydroxyphenyl)-alkane, Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkane, Indanbisphenole, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfide, Bis-(hydroxyphenyl)-ether, Bis-(hydroxyphenyl)-ketone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfone, Bis-(hydroxyphenyl)-sulfoxide und α,α'-Bis-(hydroxyphenyl)-diisopropylbenzole.

Auch Derivate der genannten Bisphenole, die zum Beispiel durch Alkylierung oder Halogenierung an den aromatischen Ringen der genannten Bisphenole zugänglich sind, sind Beispiele für Bisphenole gemäß der allgemeinen Formel (I).

Beispiele für Bisphenole gemäß der allgemeinen Formel (I) sind insbesondere die folgenden Verbindungen: Hydrochinon, Resorcin, 4,4'-Dihydroxydiphenyl, Bis-(4-hydroxyphenyl)sulfid, Bis-(4-hydroxyphenyl)sulfon, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-sulfon, 1,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-p/m-diisopropylbenzol, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-1-phenylethan, 1,1-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3-methylcyclohexan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3-dimethylcyclohexan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-4-methylcyclohexan. 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-cyclohexan, 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan, 2,2-Bis-(3,5-dichlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan (d.h. Bisphenol A), 2,2-Bis-(3-chlor-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,2-Bis-(3,5-dibrom-4-hydroxyphenyl)-propan, 2,4-Bis-(4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, 2,4-Bis-(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl)-2-methylbutan, α,α'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-o-diisopropylbenzol, α,α'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-m-diisopropylbenzol (d. h. Bisphenol M), α,α'-Bis-(4-hydroxyphenyl)-p-diisopropylbenzol und Indanbisphenol.

Besonders bevorzugte Polycarbonate sind das Homopolycarbonat auf Basis von Bisphenol A, das Homopolycarbonat auf Basis von 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und die Copolycarbonate auf Basis der beiden Monomere Bisphenol A und 1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan.

Die beschriebenen Bisphenole gemäß der allgemeinen Formel (I) können nach bekannten Verfahren, z.B. aus den entsprechenden Phenolen und Ketonen, hergestellt werden, wie sie beispielweise in der Monographie H. Schnell, "Chemistry and Physics of Polycarbonates", Polymer Reviews, Band 9, S. 77–98, Interscience Publishers, New York, London, Sidney, 1964 beschrieben sind.

1,1-Bis-(4-hydroxyphenyl)-3,3,5-trimethylcyclohexan und seine Herstellung ist z.B. beschrieben in US-A 4 982 014.

Polycarbonate können nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Geeignete Verfahren zur Herstellung von Polycarbonaten sind zum Beispiel die Herstellung aus Bisphenolen mit Phosgen nach dem Phasengrenzflächenverfahren oder aus Bisphenolen mit Phosgen nach dem Verfahren in homogener Phase, dem sogenannten Pyridinverfahren, oder aus Bisphenolen mit Kohlensäureestern nach dem Schmelzeumesterungsverfahren. Diese Herstellverfahren sind z.B. beschrieben in H. Schnell, "Chemistry and Physis of Polycarbonates", Polymer Reviews, Band 9, S. 31–76, Interscience Publishers, New York, London, Sidney, 1964. Die genannten Herstellverfahren sind auch beschrieben in D. Freitag, U. Grigo, P. R. Müller, H. Nouvertne, "Polycarbonates" in Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Volume 11, Second Edition, 1988, Seiten 648 bis 718 und in U. Grigo, K. Kircher und P.R. Müller "Polycarbonate" in Becker, Braun, Kunststoff-Handbuch, Band 3/1, Polycarbonate, Polyacetale, Polyester, Celluloseester, Carl Hanser Verlag München, Wien 1992, Seiten 117 bis 299 und in D.C. Prevorsek, B.T. Debona und Y. Kesten, Corporate Research Center, Allied Chemical Corporation, Morristown, New Jersey 07960, "Synthesis of Poly(estercarbonate) Copolymers" in Journal of Polymer Science, Polymer Chemistry Edition, Vol. 19, 75–90 (1980).

Die erfindungsgemäß geeigneten Polycarbonate haben bevorzugt ein Gewichtsmittel der molaren Masse (M -_w), welches sich z.B. durch Ultrazentrifugation oder Streulichtmessung bestimmen lässt, von 10 000 bis 200 000 g/mol. Besonders bevorzugt haben sie ein Gewichtsmittel der molaren Masse von 12 000 bis 80 000 g/mol, insbesondere bevorzugt 20 000 bis 35 000 g/mol.

Die mittlere molare Masse der erfindungsgemäßen Polycarbonate kann zum Beispiel in bekannter Weise durch eine entsprechende Menge an Kettenabbrechern eingestellt werden. Die Kettenabbrecher können einzeln oder als Mischung verschiedener Kettenabbrecher eingesetzt werden.

Geeignete Kettenabbrecher sind sowohl Monophenole als auch Monocarbonsäuren. Geeignete Monophenole sind z.B. Phenol, p-Chlorphenol, p-tert.-Butylphenol, Cumylphenol oder 2,4,6-Tribromphenol, sowie langkettige Alkylphenole, wie z.B. 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)-phenol oder Monoalkylphenole bzw. Dialkylphenole mit insgesamt 8 bis 20 C-Atomen in den Alkylsubstituenten wie z.B. 3,5-di-tert.-Butylphenol, p-tert.-Octylphenol, p-Dodecylphenol, 2-(3,5-Dimethyl-heptyl)-phenol oder 4-(3,5-Dimethyl-heptyl)-phenol. Geeignete Monocarbonsäuren sind Benzoesäure, Alkylbenzoesäuren und Halogenbenzoesäuren.

Bevorzugte Kettenabbrecher sind Phenol, p-tert.-Butylphenol, 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)-phenol und Cumylphenol.

Die Menge an Kettenabbrechern beträgt bevorzugt zwischen 0,25 und 10 mol-%, bezogen auf die Summe der jeweils eingesetzten Bisphenole.

Die erfindungsgemäß geeigneten Polycarbonate können in bekannter Weise verzweigt sein, und zwar vorzugsweise durch den Einbau von trifunktionellen oder mehr als trifunktionellen Verzweigern. Geeignete Verzweiger sind z.B. solche mit drei oder mehr als drei phenolischen Gruppen oder solche mit drei oder mehr als drei Carbonsäuregruppen, wie beispielsweise 1,1,1-Tris-(4-hydroxyphenyl)-ethan und 3,3-Bis-(3-methyl-4-hydroxyphenyl)-2-oxo-2,3-dihydroindol. Die Menge der gegebenenfalls einzusetzenden Verzweiger beträgt bevorzugt 0,05 mol-% bis 2 mol-%, bezogen auf Mole an eingesetzten Bisphenolen.

Den Polycarbonaten könne übliche Additive wie z.B. Entformungsmittel, Stabilisatoren und/oder Fließhilfsmittel in der Schmelze zugemischt oder auf der Oberfläche aufgebracht werden. Bevorzugt enthalten die verwendeten Polycarbonate bereits Entformungsmittel wie beispielsweise Pentaerithritoltetrastearat vor Compoundierung mit den anderen Komponenten der erfindungsgemäßen Formmassen.

Besonders bevorzugt wird als Komponente B) mindestens ein amorphes Polyamid oder Copolyamid eingesetzt, besonders bevorzugt wenn als Komponente A) mindestens ein teilkristallines Polyamid enthalten ist. Für diesen Fall enthalten erfindungsgemäße Formmassen bevorzugt 1 bis 50 Gew.-Teilen, besonders bevorzugt 5 bis 40 Gew.- Teilen, am meisten bevorzugt 10 bis 30 Gew.-Teilen mindestens eines amorphen Polyamids oder Copolyamids als Komponente B), wobei die Komponenten A) und B) zusammen 100 Gew.-Teile ergeben.

Amorphe Polyamide und Copolyamide sind prinzipiell nach den gleichen Verfahren zugänglich wie teilkristalline Polyamide, sie enthalten jedoch kristallisationshemmende Strukturen, insbesondere gewinkelte Monomere bzw. Comonomere wie z.B. Isophthalsäure oder Isophorondiamin, auch mehrwertige Säuren oder Amine, die dann auch verzweigend wirken, können zusammen mit den üblichen Monomeren, insbesondere Hexamethylendiamin, Adipinsäure und Lactamen eingesetzt werden.

Als Komponente C) enthalten die thermoplastischen Formmassen einen Füllstoff oder Verstärkungsstoff oder eine Mischung aus zwei oder mehr unterschiedlichen Füllstoffen und/oder Verstärkungsstoffen beispielsweise auf Basis von Talk, Glimmer, Silikat, Quarz, Wollastonit, Kaolin, amorpher Kieselsäure, Magnesiumcarbonat, Kreide, Feldspat, Bariumsulfat, Glaskugeln und/oder faserförmige Verstärkungsstoffe wie z.B. Glasfasern. Bevorzugt werden Talk, Glimmer, Silikat, Quarz, Wollastonit, Kaolin, amorphe Kieselsäuren, Magnesiumcarbonat, Kreide, Feldspat, Bariumsulfat und/oder Glasfasern eingesetzt. Insbesondere bevorzugt werden erfindungsgemäß Talk, Wollastonit, Kaolin und/oder Glasfasern.

Insbesondere für Anwendungen, in denen Isotropie bei der Dimensionsstabilität und eine hohe thermische Dimensionsstabilität gefordert wird, wie beispielsweise in Kfz-Anwendungen für Karosserieaußenteile, werden bevorzugt mineralische Füllstoffe eingesetzt, besonders bevorzugt Talk, Wollastonit oder Kaolin.

Im Falle, dass Komponente D) ein Blockcopolymer ist, enthalten die Blends den mineralischen Füllstoff bevorzugt in einer Menge von 2,5 bis 34, besonders bevorzugt in einer Menge von 3,5 bis 28, am meisten bevorzugt in einer Menge von 5 bis 21 Gew.-%.

Besonders bevorzugt sind auch nadelförmige mineralische Füllstoffe. Unter nadelförmigen mineralischen Füllstoffen wird erfindungsgemäß ein mineralischer Füllstoff mit stark ausgeprägtem nadelförmigen Charakter verstanden. Als Beispiel seien nadelförmige Wollastonite genannt. Bevorzugt weist das Mineral ein Länge : Durchmesser – Verhältnis von 2:1 bis 35:1, besonders bevorzugt von 3:1 bis 19:1, am meisten bevorzugt von 4:1 bis 12:1 auf. Die mittlere Teilchengröße der erfindungsgemäßen nadelförmigen Mineralien liegt bevorzugt bei kleiner 20 μm, besonders bevorzugt bei kleiner 15 μm, insbesondere bevorzugt bei kleiner 10 μm, am meisten bevorzugt bei kleiner 5 μm, bestimmt mit einem CILAS GRANULOMETER.

Besonders bevorzugt als Komponente C) werden auch mineralische Füllstoffe auf der Basis von Talk. Als mineralische Füllstoffe auf Basis von Talk im Sinne der Erfindung kommen alle teilchenförmigen Füllstoffe infrage, die der Fachmann mit Talk bzw. Talkum verbindet. Ebenfalls kommen alle teilchenförmigen Füllstoffe, die kommerziell angeboten werden und deren Produktbeschreibungen als charakterisierende Merkmale die Begriffe Talk bzw. Talkum enthalten, infrage.

Bevorzugt sind mineralische Füllstoffe, die einen Gehalt an Talk nach DIN 55920 von größer 50 Gew.-%, bevorzugt größer 80 Gew.-%, besonders bevorzugt größer 95 Gew.-% und insbesondere bevorzugt größer 98 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmasse an Füllstoff aufweisen.

Die mineralischen Füllstoffe auf Basis von Talk können auch oberflächenbehandelt sein. Sie können beispielsweise mit einem Haftvermittler z.B. auf Silanbasis ausgerüstet sein.

Die erfindungsgemäßen mineralischen Füllstoffe auf Basis von Talk haben bevorzugt eine obere Teilchen- bzw. Korngröße d97 kleiner 50 μm, bevorzugt kleiner 10, besonders bevorzugt kleiner 6 und insbesondere bevorzugt kleiner 2,5 μm. Als mittlere Korngröße d50 wird bevorzugt ein Wert kleiner 10, bevorzugt kleiner 6, besonders bevorzugt kleiner 2 und insbesondere bevorzugt kleiner 1 μm gewählt. Die d97- und d50-Werte von den Füllstoffen D werden nach Sedimentationsanalyse SEDIGRAPH D 5 000 bzw. nach Siebanalyse DIN 66 165 bestimmt.

Das mittlere Aspektverhältnis (Durchmesser zu Dicke) der teilchenförmigen Füllstoffe auf Basis von Talk liegt bevorzugt im Bereich 1 bis 100, besonders bevorzugt 2 bis 25 und insbesondere bevorzugt 5 bis 25, bestimmt an elektronenmikroskopischen Aufnahmen von Ultradünnschnitten der fertigen Produkte und Ausmessen einer repräsentativen Anzahl (ca. 50) von Füllstoffpartikeln.

Der Füllstoff und/oder Verstärkungsstoff kann gegebenenfalls oberflächenmodifiziert sein, beispielsweise mit einem Haftvermittler bzw. Haftvermittlersystem z.B. auf Silanbasis. Die Vorbehandlung ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. Insbesondere bei Verwendung von Glasfasern können zusätzlich zu Silanen auch Polymerdispersionen, Filmbildner, Verzweiger und/oder Glasfaserverarbeitungshilfsmittel verwendet werden.

Besonders bevorzugt sind erfindungsgemäß auch Glasfasern, die im allgemeinen einen Faserdurchmesser zwischen 7 und 18, bevorzugt zwischen 9 und 15 μm haben, und als Endlosfasern oder als geschnittene oder gemahlene Glasfasern zugesetzt werden können, wobei die Fasern mit einem geeigneten Schlichtesystem und einem Haftvermittler bzw. Haftvermittlersystem z.B. auf Silanbasis ausgerüstet sein können.

Gebräuchliche Silanverbindungen zur Vorbehandlung haben beispielsweise die allgemeine Formel (X-(CH₂)_q)_k-Si-(O-C_rH_2r+1)_4-k in der die Substituenten folgende Bedeutung haben:
x NH₂-, HO-,

q eine ganze Zahl von 2 bis 10, bevorzugt 3 bis 4
r eine ganze Zahl von 1 bis 5, bevorzugt 1 bis 2
k eine ganze Zahl von 1 bis 3, bevorzugt 1

Bevorzugte Silanverbindungen sind Aminopropyltrimethoxysilan, Aminobutyltrimethoxysilan, Aminopropyltriethoxysilan, Aminobutyltriethoxysilan sowie die entsprechenden Silane, welche als Substituent X eine Glycidylgruppe enthalten.

Die Silanverbindungen werden im allgemeinen in Mengen von 0,05 bis, vorzugsweise 0,25 bis 1,5 und insbesondere 0,5 bis 1 Gew.-% bezogen auf den mineralischen Füllstoff zur Oberflächenbeschichtung eingesetzt.

Die teilchenförmigen Füllstoffe können bedingt durch die Verarbeitung zur Formmasse bzw. Formkörper in der Formmasse bzw. im Formkörper einen kleineren d97- bzw. d50-Wert aufweisen als die ursprünglich eingesetzten Füllstoffe. Die Glasfasern können bedingt durch die Verarbeitung zur Formmasse bzw. Formkörper in der Formmasse bzw. im Formkörper kürzere Längenverteilungen als ursprünglich eingesetzt auf.

Die Teilchendurchmesser am fertigen Produkt können dabei zum Beispiel dadurch bestimmt werden, dass elektronenmikroskopische Aufnahmen von Dünnschnitten der Polymermischung aufgenommen und mindestens 25, bevorzugt mindestens 50 Füllstoffteilchen für die Auswertung herangezogen werden.

Als Komponente D können beispielsweise Schlagzähmodifikatoren, Flammschutzmittel, Stabilisatoren (zum Beispiel UV-Stabilisatoren, Thermostabilisatoren, Gammastrahlenstabilisatoren), Antistatika, Weichmacher, Fließhilfsmittel, Entformungsmittel, Gleitmittel, Pigmente, Leitfähigkeitsadditive und/oder Nukleierungsmittel sowie weitere geeignete Additive enthalten sein, wie sie zum Beispiel beschrieben sind in Gächter, Müller, Kunststoff-Additive, 3. Ausgabe, Hanser-Verlag, München, Wien, 1989 und im Plastics Additives Handbook, 5th Edition, Hanser-Verlag, München, 2001. Die Additive können alleine oder in Mischung bzw. in Form von Masterbatchen eingesetzt werden.

Als Schlagzähmodifikatoren können erfindungsgemäß kautschukelastische Polymerisate enthalten sein. Bei den kautschukelastischen Polymerisaten handelt es sich allgemein um Copolymerisate die bevorzugt aus mindestens zwei der folgenden Monomeren aufgebaut sind: Ethylen, Propylen, Butadien, Isobuten, Isopren, Chloropren, Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril und Acryl- bzw. Meth-acrylsäureester mit 1 bis 18 C-Atomen in der Alkoholkomponente.

Derartige Polymere werden z.B. in Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, Bd. 14/1 (Georg-Thime-Verlag, stuttgart, 1961). Seiten 392 bis 406 und in der Monographie von C.B. Bucknall, "Toughened Plastics" (Applied Science Publishers, London, 1977) beschrieben.

Im Folgenden werden einige bevorzugte Arten solcher Elastomerer vorgestellt.

Bevorzugte Arten von solchen Elastomeren sind die sog. Ethylen-Propylen (EPM) bzw. Ethylen-Propylen-Dien-(EPDM)-Kautschuke.

EPM-Kautschuke haben im Allgemeinen praktisch keine Doppelbindungen mehr, während EPDM-Kautschuke 1 bis 20 Doppelbindungen/100 C-Atome aufweisen können.

Als Dien-Monomere für EPDM-Kautschuke seien beispielsweise konjugierte Diene 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 Alkenylnorbornene wie 5-Ehtyliden-2-norbornen, 5-Butyliden-2-norbornen, 2-Methallyl-5-norbornen, 2-Isopropenyl-5-norbornen und Tricyclo-diene wie 3-Methyl-tricyclo(5.2.1.0.2.6)-3,8-decadien oder deren Mischungen genannt. Bevorzugt werden Hexa-1,5-dien, 5-Ethylidennorbornen und Dicyclopentadien. Der Diengehalt der EPDM-Kautschuke beträgt vorzugsweise 0,5 bis 50, insbesondere 1 bis 8 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des Kautschuks.

EPM- bzw. EPDM-Katuschuke können vorzugsweise auch mit reaktiven Carbonsäuren oder deren Derivaten getropft sein. Hier seien z.B. Acrylsäure, Methacrylsäue und deren Derivate, z.B. Glycidyl(meth)acrylat, sowie Maleinsäureanhydrid genannt.

Eine weitere Gruppe bevorzugter Kautschuke sind Copolymere des Ethylens mit Acrylsäure und/oder Methacrylsäure und/oder den Estern dieser Säuren. Zusätzlich können die Kautschuke noch Dicarbonsäuren wie Maleinsäure und Fumarsäure oder Derivate dieser Säuren, z.B. Ester und Anhydride, und/oder Epoxygruppen enthaltende Monomere enthalten. Diese Dicarbonsäurederivate bzw. Epoxygruppen enthaltende Monomere werden vorzugsweise durch Zugabe von Dicarbonsäure- bzw. Epoxygruppen enthaltenden Monomeren der allgemeinen Formeln (I) oder (II) oder (III) oder (IV) zum Monomerengemisch in den Kautschuk eingebaut R¹C(COOR²)=(COOR³)R⁴ (I)

wobei R¹ bis R⁹ Wasserstoff oder Alkylgruppen mit 1 bis 6 C-Atomen darstellen und m eine ganze Zahl von 0 bis 20, g eine ganze Zahl von 0 bis 10 und p eine ganze Zahl von 0 bis 5 ist.

Vorzugsweise bedeuten die Reste R¹ bis R⁹ Wasserstoff, wobei m für 0 oder 1 und g für 1 steht. Die entsprechenden Verbindungen sind Maleinsäure, Fumarsäure, Maleinsäureanhydrid, Allylglycidylether und Vinylglycidylether.

Bevorzugte Verbindungen der Formeln (I), (II) und (IV) sind Maleinsäure, Maleinsäureanhydrid und Epoxygruppen enthaltende Ester der Acrylsäure und/oder Methacrylsäure, wie Glycidylacrylat, Glycidylmethacrylat und die Ester mit tertiären Alkoholen, wie t-Butylacrylat. Letztere weisen zwar keine freien Carboxylgruppen auf, kommen in ihrem Verhalten aber den freien Säuren nahe und werden deshalb als Monomere mit latenten Carboxylgruppen bezeichnet.

Vorteilhaft bestehen die Copolymeren aus 50 bis 98 Gew.-% Ethylen, 0,1 bis 20 Gew.-% Epoxygruppen enthaltenden Monomeren und/oder Methacrylsäure und/oder Säureanhydridgruppen enthaltenden Monomeren sowie der restlichen Menge an (Meth)acrylsäweestern.

Besonders bevorzugt sind Copolymerisate aus
50 bis 98, insbesondere 55 bis 95 Gew.-% Ethylen,
0,1 bis 40, insbesondere 0,3 bis 20 Gew.-% Glycidylacrylat und/oder Glycidylmethacrylat, (Meth)acrylsäure und/oder Maleinsäureanhydrid, und
1 bis 45, insbesondere 10 bis 40 Gew.-% n-Butylacrylat und/oder 2-Ethylhexylacrylat.

Weitere bevorzugte Ester der Acryl- und/oder Methacrylsäure sind die Methyl-, Ethyl-, Propyl- und i- bzw. t-Butylester.

Daneben können auch Vinylester und Vinylether als Comonomere eingesetzt werden.

Die vorstehend beschriebenen Ethylencopolymeren können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, vorzugsweise durch statistische Copolymerisation unter hohem Druck und erhöhter Temperatur. Entsprechende Verfahren sind allgemein bekannt.

Bevorzugte Elastomere sind auch Emulsionspolymerisate, deren Herstellung z.B. bei Blackley in der Monographie "Emulsion Polymerization" beschrieben wird. Die verwendbaren Emulgatoren und Katalysatoren sind an sich bekannt.

Grundsätzlich können homogen aufgebaute Elastomere oder aber solche mit einem Schalenaufbau eingesetzt werden. Der schalenartige Aufbau wird durch die Zugabereihenfolge der einzelnen Monomeren bestimmt; auch die Morphologie der Polymeren wird von dieser Zugabereihenfolge beeinflusst.

Nur stellvertretend seien hier als Monomere für die Herstellung des Kautschukteils der Elastomeren Acrylate wie z.B. n-Butylacrylat und 2-Ethylhexylacrylat, entsprechende Methacrylate, Butadien und Isopren sowie deren Mischungen genannt.

Diese Monomeren können mit weiteren Monomeren wie z.B. Styrol, Acrylnitril, Vinylethern und weiteren Acrylaten oder Metacrylaten wie Methylmethacrylat, Methylacrylat, Ethylacrylat und Propylacrylat copolymerisiert werden.

Die Weich- oder Kautschukphase (mit einer Glasübergangstemperatur von unter 0°C) der Elastomeren kann den Kern, die äußere Hülle oder eine mittlere Schale (bei Elastomeren mit mehr als zweischaligem Aufbau) darstellen; bei mehrschaligen Elastomeren können auch mehrere Schalen aus einer Kautschukphase bestehen.

Sind neben der Kautschukphase noch eine oder mehrere Hartkomponenten (mit Glasübergangstemperaturen von mehr als 20°C) am Aufbau des Elastomeren beteiligt, so werden diese im Allgemeinen durch Polymerisation von Styrol, Acrylnitril, Methacrylnitril, α-Methylstyrol, p-Methylstyrol, Acrylsäureestern und Methacrylsäureestern wie Methylacrylat, Ethylacrylat und Methylmethacrylat als Hauptmonomeren hergestellt. Daneben können auch hier geringere Anteile an weiteren Comonomeren eingesetzt werden.

In einigen Fällen hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, Emulsionspolymerisate einzusetzen, die an der Oberfläche reaktive Gruppen aufweisen. Derartige Gruppen sind z.B. Epoxy-, Carboxyl-, latente Carboxyl-, Amino- oder Amidgruppen sowie funktionelle Gruppen die durch Mitverwendung von Monomeren der allgemeinen Formel

eingeführt werden können,
wobei die Substituenten folgende Bedeutung haben können:
R¹⁰ Wasserstoff oder eine C₁- bis C₄-Alkylgruppe,
R¹¹ Wasserstoff, eine C₁- bis C₈-Alkylgruppe oder eine Arylgruppe, insbesondere Phenyl
R¹² Wasserstoff, eine C₁- bis C₁₀-Alkyl-, eine C₆- bis C₁₂-Arylgruppe oder -OR¹³
R¹³ eine C₁- bis C₈-Alkyl- oder C₆- bis C₁₂-Arylgruppe, die gegebenenfalls mit O- oder N-haltigen Gruppen substituiert sein können,
X eine chemische Bindung, eine C₁- bis C₁₀-Alkylen- oder C₆- bis C₁₂-Arylengruppe oder

Y O-Z oder NH-Z und
Z eine C₁- bis C₁₀-Alkylen- oder C₆- bis C₁₂-Arylengruppe.

Auch die in der P-A 208 187 beschriebenen Pfropfmonomeren sind zur Einführung reaktiver Gruppen an der Oberfläche geeignet.

Als weitere Beispiele seien noch Acrylamid, Methacrylamid und substituierte Ester der Acrylsäure oder Methacrylsäure wie (N-t-Butylamino)-ethylmethacrylat, (N,N-Dimethylamino)ethylacrylat, (N,N-Dimethylamino)-methylacrylat und (N,N-Diethylamino)ethylacrylat genannt.

Weiterhin können die Teilchen der Kautschukphase auch vernetzt sein. Als Vernetzer wirkende Monomere sind beispielsweise Buta-1,3-dien, Divinylbenzol, Diallyl phthalat und Dihydrodicyclopentadienylacrylat sowie die in der EP-A 50 265 beschriebenen Verbindungen.

Ferner können auch sogenannte pfropfvernetzende Monomere (graft-linking monomers) verwendet werden, d.h. Monomere mit zwei oder mehr polymerisier-baren Doppelbindungen, die bei der Polymerisation mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten reagieren. Vorzugsweise werden solche Verbindungen verwendet, in denen mindestens eine reaktive Gruppe mit etwa gleicher Geschwindigkeit wie die übrigen Monomeren polymerisiert, während die andere reaktive Gruppe (oder reaktive Gruppen) z.B. deutlich langsamer polymerisiert (polymerisieren). Die unterschiedlichen Polymerisationsgeschwindigkeiten bringen einen bestimmten Anteil an ungesättigten Doppelbindungen im Kautschuk mit sich. Wird anschließend auf einen solchen Kautschuk eine weitere Phase aufgepfropft, so reagieren die im Kautschuk vorhandenen Doppelbindungen zumindest teilweise mit den Pfropfmonomeren unter Ausbildung von chemischen Bindungen, d.h. die aufgepfropfte Phase ist zumindest teilweise über chemische Bindungen mit der Pfropfgrundlage verknüpft.

Beispiele für solche pfropfvernetzende Monomere sind Allylgruppen enthaltende Monomere, insbesondere Allylester von ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren wie Allylacrylat, Allylmethacrylat, Diallylmaleat, Diallylfumarat, Diallylitaconat oder die entsprechenden Monoallylverbindungen dieser Dicarbonsäuren. Daneben gibt es eine Vielzahl weiterer geeigneter pfropfvernetzender Monomerer, für nähere Einzelheiten sei hier beispielsweise auf die US-A 4 148 846 verwiesen.

Im Allgemeinen beträgt der Anteil dieser vernetzenden Monomeren an dem schlagzäh modifizierenden Polymer bis zu 5 Gew.-%, vorzugsweise nicht mehr als 3 Gew.-%, bezogen auf das schlagzäh modifizierende Polymere.

Nachfolgend seien einige bevorzugte Emulsionspolymerisate aufgeführt. Zunächst sind hier Pfropfpolymerisate mit einem Kern und mindestens einer äußeren Schale zu nennen, die folgenden Aufbau haben:

Diese Pfropfpolymerisate, insbesondere ABS- und/oder ASA-Polymere in Mengen bis zu 40 Gew.-%, werden vorzugsweise zur Schlagzähmodifizierung von PBT, gegebenenfalls in Mischung mit bis zu 40 Gew.-% Polyethylenterephthalat eingesetzt. Entsprechende Blend-Produkte sind unter dem Warenzeichen Ultradur^®s (ehemals Ultrablend^®S der BASF AG) erhältlich. ABS/ASA-Mischungen mit Polycarbonaten sind unter dem Warenzeichen Terblend^® (BASF AG) im Handel erhältlich.

Anstelle von Pfropfpolymerisaten mit einem mehrschaligen Aufbau können auch homogene, d.h. einschalige Elastomere aus Buta-1,3-dien, Isopren und n-Butylacrylat oder deren Copolymeren eingesetzt werden. Auch diese Produkte können durch Mitverwendung von vernetzenden Monomeren oder Monomeren mit reaktiven Gruppen hergestellt werden.

Beispiele für bevorzugte Emulsionspolymerisate sind n-Butylacrylat/(Meth)acrylsäure-Copolymere, n-Butylacrylat/Glycidylacrylat- oder n-Butylacrylat/Glycidylmethacrylat-Copolymere, Pfropfpolymeriesate mit einem inneren Kern aus n-Butylacrylat ode auf Butandienbasis und einer äußeren Hülle aus den vorstehend genannten Copoylmeren und Copolymere von Ethylen mit Comonomeren, die reaktive Gruppen liefern.

Die beschriebenen Elastomere können auch nach anderen üblichen Verfahren, z.B. durch Suspensionspolymerisation, hergestellt werden.

Siliconkautschuke, wie in der DE-A 37 25 576, der EP-A 235 690, der DE-A 38 00 603 und der EP-A 319 290 beschrieben, sind ebenfalls bevorzugt.

Selbstverständlich können auch Mischungen der vorstehend aufgeführten Kautschuktypen eingesetzt werden.

Bevorzugt sind weiterhin Zusammensetzungen, die zwei oder mehr Thermoplaste enthalten, wobei ggf. Verträglichkeitsvermittler eingesetzt werden können.

Als Flammschutzmittel können handelsübliche organische Halogenverbindungen mit Synergisten oder handelsübliche organische Stickstoffverbindungen oder organisch/anorganische Phosphorverbindungen einzeln oder im Gemisch eingesetzt werden. Auch mineralische Flammschutzadditive wie Magnesiumhydroxid oder Ca-Mg-Carbonat-Hydrate (z.B. DE-A 4 236 122) können eingesetzt werden. Als halogenhaltige, insbesondere bromierte und chlorierte Verbindungen seien beispielhaft genannt: Ethylen-1,2-bistetrabromphthalimid, epoxidiertes Tetrabrombisphenol A-Harz, Tetrabrombisphenol-A-oligocarbonat, Tetrachlorbisphenol-A-oligocarbonat, Pentabrompolyacrylat, bromiertes Polystyrol. Als organische Phosphorverbindungen sind die Phosphorverbindungen gemäß WO-A 98/17720 geeignet, z.B. Triphenylphosphat (TPP), Resorcinol-bis-(diphenylphosphat) einschließlich Oligomere (RDP) sowie Bisphenol-A-bis-diphenylphosphat einschließlich Oligomere (BDP), Melaminphosphat, Melaminpyrophosphat, Melaminpolyphosphat und deren Mischungen. Als Stickstoffverbindungen kommen insbesondere Melamin und Melamincyanurat in Frage. Als Synergisten sind z.B. Antimonverbindungen, insbesondere Antimontrioxid und Antimonpentoxid, Zinkverbindungen, Zinnverbindungen wie z.B. Zinnstannat und Borate geeignet. Kohlenstoffbildner und Tetrafluorethylenpolymerisate können zugesetzt werden.

Als Stabilisatoren können zum Beispiel sterisch gehinderte Phenole, Hydrochinone, aromatische sekundäre Amine wie Diphenylamine, substituierte Resorcine, Salicylate, Benzotriazole und Benzophenone, sowie verschieden substituierte Vertreter dieser Gruppen und deren Mischungen eingesetzt werden.

Als Pigmente können z.B. Ultramarinblau, Eisenoxid, Phthalocyanine, Chinacridone, Perylene, Perinone und Anthrachinone eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Pigmente und/oder Farbmittel oder Kombinationen daraus eingesetzt, die nicht im Wellenlängenbereich des für das Laserdurchstrahlschweißen eingesetzten Lasers absorbieren, wie sie beispielsweise in EP-A 1029650, DE 100 54 859 A1 , beschrieben sind.

Als Nukleierungsmittel können z.B. Natrium- oder Calciumphenylphosphinat, Aluminiumoxid, Siliziumdioxid sowie bevorzugt Talkum eingesetzt werden.

Als Gleit- und Entformungsmittel können z.B. Esterwachse, Pentaeritrytoltetrastearat (PETS), langkettige Fettsäuren (z.B. Stearinsäure oder Behensäure), deren Salze (z.B. Ca- oder Zn-Stearat) sowie Amidderivate (z.B. Ethylen-bis-stearylamid) oder Montanwachse (z.B. Ester aus Ethylenglykol und Mischungen aus geradkettigen, gesättigten Carbonsäuren mit Kettenlängen von 28 bis 32 C-Atomen) sowie niedermolekulare Polyethylen- bzw. Polypropylenwachse eingesetzt werden.

Als Weichmacher können zum Beispiel Phthalsäuredioctylester, Phthalsäuredibenzylester, Phthalsäurebutylbenzylester, Kohlenwasserstofföle, N-(n-Butyl)benzolsulfonamid eingesetzt werden.

Die erfindungsgemäße Verwendung der erfindungsgemäßen Zusammensetzungen erfolgt nach an sich bekannten Verfahren durch Mischen der Komponenten. Das Mischen der Komponenten erfolgt durch Vermischen der Komponenten in den entsprechenden Gewichtsanteilen. Vorzugsweise geschieht das Mischen der Komponenten bei Temperaturen von 220 bis 330°C durch gemeinsames Vermengen, Vermischen, Kneten, Extrudieren oder Verwalzen der Komponenten. Es kann vorteilhaft sein, einzelne Komponenten vorzumischen. Es kann weiterhin vorteilhaft sein, Formteile oder Halbzeuge aus einer bei Raumtemperatur (bevorzugt 0 bis 40°C) hergestellten physikalischen Mischung (Dryblend) vorgemischter Komponenten und/oder einzelner Komponenten direkt herzustellen.

Erfindungsgemäß hergestellte Formmassen können nach üblichen Verfahren, beispielsweise durch Spritzguss oder Extrusion, zu Formteilen oder Halbzeugen verarbeitet werden. Beispiele für Halbzeuge sind Folien und Platten. Besonders bevorzugt ist die Spritzgießverarbeitung.

Gegenstand der Erfindung sind die erfindungsgemäße Verwendung der Formmassen zur Herstellung von Formkörpern, die als laserdurchstrahlte Formteile für das Laserdurchstrahlschweißen eingesetzt werden.

Grundlegende Prinzipien des Laserdurchstrahlschweißens sind in der Fachliteratur beschrieben (Kunststoffe 87 (1997) 3, 348–350; Kunststoffe 88 (1998) 2, 210–212; Kunststoffe 87 (1997) 11, 1632–1640; Plastverarbeiter 50 (1999) 4, 18–19; Plastverarbeiter 46 (1995) 9, 42–46). Beim Laserdurchstrahlschweißen durchdringt die vom Laser emittierte Strahlung zunächst ein Formteil, das für Laserlicht der eingesetzten Wellenlänge ausreichend transparent ist und in dieser Anmeldungsschrift als laserdurchstrahltes Formteil bezeichnet wird, und trifft dann auf ein zweites, das laserdurchstrahlte Formteil kontaktierendes Formteil, bei dem die Laserenergie in einer dünnen Schicht absorbiert wird, das hier laserabsorbierendes Formteil genannt wird. In der dünnen Schicht, die das Laserlicht absorbiert, wird die Laserenergie in Wärme umgewandelt, die zum Aufschmelzen in der Kontaktzone und letztlich zur Verbindung beider Fügepartner durch eine Schweißnaht führt.

Die erfindungsgemäß hergestellten Formmassen und daraus hergestellte Formmassen zeichnen sich dadurch aus, dass sie sich beim Einsatz als lasertransparente Formteile im Laserdurchstrahlverfahren besonders fest mit einem laserabsorbierenden Formteil verbinden lassen. Die Festigkeit der Verbindung wird dabei beispielsweise dadurch beurteilt, wie viel Kraft aufgewendet werden muss, um eine Schweißnaht im Zugversuch bei nachfolgender Versuchsanordnung, wieder zu lösen.

Als laserabsorbierendes Formteil können generell Formkörper aus allen laserabsorbierenden Materialien eingesetzt werden. Dies können beispielsweise Verbund stoffe, Duroplaste oder bevorzugt Formkörper aus geeigneten thermoplastischen Formmassen sein. Geeignete thermoplastische Formmassen sind Formmassen, die eine ausreichende Laserabsorption im eingesetzten Wellenlängenbereich besitzen. Geeignete thermoplastische Formmassen können beispielsweise bevorzugt Thermoplasten sein, die durch Zusatz von anorganischen Pigmenten wie beispielsweise Ruß und/oder durch Zusatz von organischen Pigmenten oder anderen Additiven laserabsorbierend sind. Geeignete organische Pigmente zur Erzielung von Laserabsorption sind beispielsweise bevorzugt IR-absorbierende organische Verbindungen, wie sie beispielsweise in DE 199 60 104 A1 beschrieben sind.

Gegenstand der Erfindung sind ferner Formkörper und/oder Formteilkombinationen, an die erfindungsgemäße Formteile mit dem Laserdurchstrahlschweißen verbunden wurden.

Erfindungsgemäße Formteile eignen sich hervorragend, um mit dem Laserdurchstrahlschweißverfahren an laserabsorbierende Formteile dauerhaft und stabil angebracht zu werden. Sie eignen sich daher insbesondere beispielweise für Materialen für Deckel, Gehäuse, Anbauteile, Sensoren beispielsweise für Kfz-, Elektro-, Elektronik-, Telekommunikations-, Informationstechnologie-, Computer-, Haushalts-, Sport-, Medizin- oder Unterhaltungsanwendungen.

Komponente A1: Lineares Polybutylenterephthalat (Pocan B 1300, Handelsprodukt der Bayer AG, Leverkusen, Deutschland) mit einer Intrinsischen Viskosität von ca. 0,93 cm³/g (gemessen in Phenol: 1,2-Dichlorbenzol = 1:1 bei 25°C)
Komponente A2: Lineares Polyamid 6 (B30F, Handelsprodukt der Bayer AG, Leverkusen, Deutschland) der relativen Lösungsviskosität von 2,9 (gemessen in m-Kresol bei 25°C).
Komponente B1: Polyethylenterephthalat mit einer intrinsischen Viskosität IV von 0,80 cm³/g und einer isothermen Kristallisationszeit bei 215°C von ca. 23 Minuten.
Komponente B2: Copolyethylenterephthalat mit ca. 13 mol-% an Diethylenglycol bezogen auf den gesamt Diolanteil (ICE PET RBS, Handelsprodukt der Aussapol/Radici Group, Italien) mit einer intrinsischen Viskosität IV von 0,83 cm³/g, bei dem bei Messung der isothermen Kristallisationszeit bei 215°C keine Kristallisation innerhalb von 30 Minuten beobachtet werden kann.
Komponente B3: Copolyethylenterephthalat mit ca. 28 mol-% an Neopentylglycol bezogen auf den gesamt Diolanteil (Radicron 1430, Handelsprodukt der Aussapol/öRadici Group, Italien) mit einer intrinsischen Viskosität IV von 0,83 cm³/g, bei dem bei Messung der isothermen Kristallisationszeit bei 215°C keine Kristallisation innerhalb von 30 Minuten beobachtet werden kann.
Komponente B4: PCT von Eastman Kodak mit einer Glasübergangstemperatur von etwa 85°C und einem Gehalt von etwa 18 Mol-% Isophthalsäure, etwa 32 Mol-% Terephthalsäure und etwa 50 Mol-% Dimethylcyclohexandiol.
Komponente B5: Lineares Polycarbonat (Makrolon 2805 von Bayer AG, Leverkusen, Deutschland) auf Basis Bisphenol A mit einer Viskosität ηrel. von 1,29 (Messbedingungen: 5 g Polycarbonat pro Liter Methylenchlorid, 25°C) und einem Molekulargewicht M_w von 29 000 g/mol (bestimmt mit GPC-Methoden gegen Polycarbonatstandard).
Komponente B6: PA aus Hexamethylendiamin und Isophthalsäure, Durethan T40, Handelsprodukt der Bayer AG.
Komponente B7: Copolyamid aus Caprolactam, Isophthalsäure und Hexamethylendiamin, additiviert mit Gleitmittel und Nukleierungsmittel; Durethan CI31FKS, Handelsprodukt der Bayer AG.
Komponente B8: Copolyamid aus Caprolactam, Isophthalsäure und Hexamethylendiamin, Durethan CI31F, Handelsprodukt der Bayer AG.
Komponente C1: Mit silanhaltigen Verbindungen beschlichtete Glasfaser mit einem Durchmesser von 10 μm (CS 7967, Handelsprodukt der Bayer AG)
Komponente C2: Mit silanhaltigen Verbindungen beschlichtete Glasfaser mit einem Durchmesser von 11 μm (CS 7968, Handelsprodukt der Bayer AG)
Komponente C3: Mit silanhaltigen Verbindungen beschlichtete Glasfaser mit einem Durchmesser von 11 μm (CS 7928, Handelsprodukt der Bayer AG)
Als Additive wurden übliche Nukleierungsmittel und Entformungsmittel verwendet.
Zusammensetzungen auf Basis von PBT (Komponente A1) der Beispiele sowie auf Basis von PA (Komponente A2) der Beispiele wurden auf einem Zweiwellenextruder des Typs ZSK32 (Werner und Pfleiderer) bei Massetemperaturen von 260 bis 300°C zu Formmassen compoundiert, die Schmelze wurde in ein Wasserbad ausgetragen und anschließend granuliert.
Die Prüfkörper aus Zusammensetzungen auf Basis von PBT (Komponente A1) der Beispiele wurden auf einer Spritzgießmaschine des Typs Arburg 320-210-500 bei einer Massetemperatur von ca. 260°C und einer Werkzeugtemperatur von ca. 80°C zu Schulterstäben (4 mm Dicke gemäß ISO 527), Prüfstäben 80 × 10 × 4 mm (gem. ISO 178) und 127 × 12,7 × 1 mm ASTM-Stäben gemäß ISO 294 verspritzt.
Die Prüfkörper Zusammensetzungen auf Basis von Polyamid (Komponente A2) der Beispiele wurden auf einer Spritzgießmaschine des Typs Arburg 320-210-500 bei einer Massetemperatur von ca. 280°C und einer Werkzeugtemperatur von ca. 80°C zu Schulterstäben (4 mm Dicke gemäß ISO 527), Prüfstäben 80 × 10 × 4 mm (gem. ISO 178) und 127 × 12,7 × 1,2 mm ASTM-Stäben gemäß ISO 294 verspritzt.
Bis auf die MVR-Viskositätsmessungen wurden alle in den folgenden Tabellen aufgeführten Untersuchungen an o.g. Prüfkörpern durchgeführt.
Izod-Schlagzähigkeit: Zähigkeit nach ISO 180 Methode 1 U.
Zugmodul: Steifigkeit nach DIN/EN/ISO 527-2/1A.
Reißdehnung: Dehnbarkeit bestimmt nach DIN/EN/ISO 527-2/1A.
Biegemodul: Steifigkeit nach ISO 178
Randfaserdehnung: Randfaserdehnung bei Biegefestigkeit nach ISO 178
MVR: Fließfähigkeit nach DIN/ISO 1133 bei 260°C und 2,16 kg nach Trocknung des Granulates bei 120°C für 4 Stunden im Vakuumtrockner.
Vicat B: Wärmeformstabilität bzw. Wärmeformbeständigkeit nach DIN ISO 306/B 120 in Silikonöl.
HDT A: Wärmeformstabilität bzw. Wärmeformbeständigkeit nach DIN ISO 75-2 Methode Af.
Die intrinsische Viskosität wird gemessen in Phenol/o-Dichlorbenzol (1:1 Gew.-Teile) bei 25°C.
Die Bestimmung der isothermen Kristallisationszeit der Polyester erfolgte mit der DSC-Methode (differential scanning calometry) erfolgt mit einem PERKIN ELMER DSC 7 Differential Scanning Calometer (Einwaage ca. 10 mg, gelochtes Al-Pfännchen) mit folgendem Temperaturprogramm:

1. Aufheizen von 30°C bis 290°C mit 40°C/min,
2. 5 min. isotherm bei 290°C,
3. Kühlen von 290°C auf 215°C mit 160°C/min,
4. 30 min isotherm bei 215°C (Kristallisationstemperatur).

Die Auswertungssoftware ist PE Thermal Analysis 4.00.
Die Lasertransmissionsmessungen wurden an ASTM-Prüfkörpern der angegebenen Dicken mit einem Spektralphotometer (Perkin Elmer Lambda 900) und einer integrierenden Photometerkugel vorgenommen.
Das Laserdurchstrahlschweißen erfolgte mit einem Nd:YAG Laser (Rofin Sinar Marker Power Line) mit einer Wellenlänge von 1064 nm und einem Leistungsbereich bis 60 Watt. Die Schweißgeschwindigkeit wurde im Bereich von 5 bis 10 mm/s variiert. Als laserabsorbierendes Formteil diente für die Beispiele auf Basis von PBT (Komponente A1) ein ASTM-Stab der Dicke von 3,2 mm aus Pocan B 3235 der Farbe 901510 (Handelsprodukt der Bayer AG, rußhaltig). Hierfür wurde eine Laserleistung von 43 Watt und eine Vorschubgeschwindigkeit von 5 mm/s verwendet. Für die Beispiele auf Basis von Polyamid (Komponente A2) wurde ein ASTM-Stab der Dicke von 3,2 mm aus Durethan B31 SK der Farbe 900050 (Handelsprodukt der Bayer AG, rußhaltig) und eine Laserleistung von 36 Watt sowie eine Vorschubgeschwindigkeit von 10 mm/s verwendet.
Die Schweißnahtfestigkeit wurde folgendermaßen bestimmt:
Die beiden aufeinandergeschweißten ASTM Stäbe wurden in eine handelsübliche Universalzugprüfmaschine gespannt und bis zum Zerreißen belastet (Einspannlänge: 70mm, Prüfgeschwindigkeit 5mm/min).
Da die ASTM Stäbe nicht stumpf aufeinander geschweißt wurden (nicht in einer Ebene), waren die erhaltenen Ergebnisse mit herkömmlichen Zugfestigkeitsuntersuchungen nicht vergleichbar.
Durch zahlreiche Prüfungen aufeinandergeschweißter ASTM Stäbe konnten diese untereinander verglichen werden, was Aufschluss über die Schweißnahtqualität zuließ.
Skizze: Schematische Darstellung des Prüfablaufes
Tabelle 1: 20% glasfaserverstärktes PBT mit PET als amorphere Komponente
Tabelle 2: 30% glasfaserverstärktes PBT mit PET als amorphere Komponente
Tabelle 3: 20% glasfaserverstärktes PBT mit Copolyester auf Basis PET und Diethylenglycol als amorphen Anteil
Tabelle 4: 20% glasfaserverstärktes PBT mit Copolyester auf Basis PET und Neopentylglycol als amorphen Anteil
Tabelle 5: 30% glasfaserverstärktes PBT mit Copolyester auf Basis Iso-/Terephthalsäure und Dimethylcyclohexandiol als amorphen Anteil.
Tabelle 6: 20% glasfaserverstärktes PBT mit Copolyester auf Basis Iso-/Terephthalsäure und Dimethylcyclohexandiol als amorphen Anteil.
Tabelle 7: 20% glasfaserverstärktes PBT mit Polycarbonat als amorphe Komponente
Tabelle 8: 20% glasfaserverstärktes PBT mit Polyamid Durethan T40 als amorphe Komponente
Tabelle 9: PA6GF30 mit Durethan T40 als amorphem Anteil
Tabelle 10: PA6GF30 natur mit Durethan CI31FKS als amorphem Anteil
Tabelle 11: PA6GF30 natur mit Durethan CI31F als amorphem Anteil

Claims

Verwendung von Formmassen, die A) 20 bis 95 Gew.-Teile eines teilkristallinen Thermoplasten, B) 5 bis 80 Gew.-Teile mindestens eines zweiten, von Komponente A verschiedenen teilkristallinen und/oder amorphen Thermoplasten, enthalten, wobei A) und B) zusammen 100 Gew.-Teile ergeben, optional weiter enthaltend C) 0 bis 120 Gew.-Teile mindestens eines Füll- und/oder Verstärkungsstoffs, D) 0 bis 120 Gew.-Teile Verbindungen ausgewählt aus der Gruppe Schlagzähmodifikatoren, Flammschutzmittel, Stabilisatoren, Entformungsmittel, Gleitmittel, Pigmente, Leitfähigkeitsaddive oder Nukleierungsmittel, zur Herstellung von lasertransparenten Formteilen.
Verwendung von Formmassen gemäß Anspruch 1, wobei A) 30 bis 90 Gew.-Teile und B) 10 bis 70 Gew.-Teile beträgt, wobei A) und B) zusammen 100 Gew.-Teile ergeben.
Verwendung von lasertransparenten Formteilen gemäß Anspruch 1 und/oder 2 im Laserdurchstrahlschweißverfahren.
Verfahren zur Herstellung von verschweißten Formteilen, wobei lasertransparente Formteile gemäß einem oder mehrere der vergangenen Ansprüche mit laserabsorbierenden Formteilen durch Laserschweißen verbunden werden.
Verwendung von Formteilen gemäß Anspruch 4 in Elektro-, Elektronik-, Telekommunikations-, Informationstechnologie-, Computer-, Haushalts-, Sport-, Medizin- und/oder Unterhaltungsanwendungen.