DE1206581B

DE1206581B - Thermoplastisch verarbeitbare Formmasse auf der Basis von Polyamid

Info

Publication number: DE1206581B
Application number: DEU10135A
Authority: DE
Inventors: Russel Louis Seelig Jun
Original assignee: United States Rubber Co
Current assignee: Uniroyal Inc
Priority date: 1962-12-27
Filing date: 1963-09-17
Publication date: 1965-12-09
Also published as: US3243478A; BE638940A; GB1020860A; LU44672A1; NL300550A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. α.:

C08g

Deutsche KL: 39 b-22/04

Nummer:
Aktenzeichen:
Anmeldetag:
Auslegetag:

U10135IVc/39b
17. September 1963
9. Dezember 1965

Es ist allgemein bekannt, daß Polyamidpolymere sehr hygroskopische oder Wasser absorbierende Materialien sind. Polyhexamethylenädipinamid wird ^: durch die Absorption selbst kleiner Wassermengen besonders und stark beeinflußt. Die erhaltenen Änderungen in den Dimensionen und den physikalischen Eigenschaften sind oft höchst unerwünscht. Andere Glieder der Polyamidfamilie, wie Polycaprolactam, zeigen eine ähnliche Tendenz, hygroskopisch zu sein, aber in einem etwas geringeren Grad. Die schlechte Naßfestigkeit und Instabilität der Dimensionen von Polyamid allgemein in einer feuchten Umgebung setzen seine allgemeine Brauchbarkeit herab, besonders als Formpreßbestandteil. Andere bekannte Nachteile von Polyamid sind seine hohen Kosten und die niedrige Schmelzviskosität. Durch die letztere wird die Fabrikation in stranggepreßten Teilen schwierig gemacht.

Die Erfindung betrifft also eine thermoplastisch verarbeitbare Formmasse auf der Basis von Polyamid, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie 75 bis 99 Gewichtsteile Polyamid und entsprechend 1 bis 25 Gewichtsteile Styrolacrylnitrilmischpolymerisat auf insgesamt 100 Teile der beiden Komponenten enthält.

Die erfindungsgemäße, thermoplastisch verarbeitbare Formmasse zeigt unerwartete Vorteile gegenüber den Eigenschaften der viel teureren reinen Polyamide, nämlich verbesserte Naßfestigkeit, verbesserte Stabilität der Dimensionen, höhere Schmelzviskosität und Zunehmen des Zugfestigkeitsmoduls und der Biegefestigkeit. Die Schlagfestigkeit bleibt die gleiche.

Es ist bekannt, daß vernetzte und wärmegehärtete Formkörper aus harten Kautschukvulkanisaten (französische Patentschrift 1 273 185), die aus Polyamiden, Kautschuk und normalen Vulkanisiermitteln, wie Zinkoxyd, Beschleuniger und Schwefel, bestehen, die Eigenschaften von Kautschuk zeigen, nämlich hohe Dehnung, geringen Modul und geringe Härte. Die erfindungsgemäßen Formkörper dagegen enthalten keinen Kautschuk, sind thermoplastisch und haben eine große Härte und einen hohen Modul.

Styrolacrylnitrilmischpolymerisate sind Kunststoffe mit ziemlich spezifischer Zusammensetzung und Molekulargewichtsbereich. Die Gewichtszusammensetzung der gebundenen Monomeren darin ist 65 bis 80% Styrol und entsprechend 35 bis 20°/_? Acrylnitril. Die Molekulargewichte entsprechen einer grundmolaren Viskositätszahl (0,25 g pro 100 g Lösungsmittel bei 30⁰C) in Dimethylformamid von 0,5 bis 1,2. Das getrocknete Mischpolymerisat, das in den Beispielen verwendet wird und im folgenden zur Vereinfachung »Harz R« genannt wird, ist durch die Thermoplastisch verarbeitbare Formmasse auf
der Basis von Polyamid

Anmelder:

United States Rubber Company,

New York, N. Y. (V. St. A.).

Vertreter:

Dr.-Ing. R. Poschenrieder

und Dr.-Ing. E. Boettner, Patentanwälte,

München 8, Lucile-Grahn-Str. 38

Als Erfinder benannt:
Rüssel Louis Seelig jun.,
New Haven, Conn. (V. St. A.)

Beanspruchte Priorität:
V. St. ν. Amerika vom 27. Dezember 1962
(247490)

übliche Emulsionspolymerisation hergestellt und hat die folgenden Eigenschaften:

1. Zusammensetzung, bezogen auf das Gewicht, 71,5% Styrol und 28,5% Acrylnitril,

2. Schmelz-Erweichungstemperaturbereich: 149 bis 177° C,

3. grundmolare Viskositätszahl in Dimethylformamid: 0,9.

In den folgenden Beispielen sind alle Teile Gewichtsteile, und durchgeführte Prüfversuche wurden entsprechend dem Verfahren in ASTM (American Society for Testing and Materials) durchgeführt, wie angegeben.

Beispiel I

Um die verbesserte Naßstabilität der physikalischen Eigenschaften der neuen Stoffzusammensetzung zu bestimmen, wurden 120 g Harz R (wie oben beschrieben) und 900 g Hexamethylendiaminadipin-

509 757/447

säurepolymeres mit einem Schmelz-Erweichungstemperaturbereich von 246 bis 260⁰C in einer Kunststoffstrangpresse bei 288° C gemischt. Das Produkt wurde granuliert bei 79° C, unter einem Druck von 63,5 cm Quecksilber 16 Stunden getrocknet und durch Spritzguß zu Prüfstücken verformt,. Proben dieser Prüfstücke wurden zu 50% relativem Feuchtigkeitsgleichgewicht konditioniert, indem: sie in Kaliumacetatlösung (125 Gewichtsteile Kaliumacetat pro 100 Teile Wasser) 96 Stunden gekocht wurden. Diese Prüfstücke und reine Polyadipinamid-Probestücke wurden nach dem Formpressen (trocken) und nach dem Konditionieren, wie in Tabelle 1 gezeigt, geprüft. Die physikalischen Eigenschaften des Mischproduktes sind gegen Wasser im wesentlichen stabiler als die physikalischen Eigenschaften von reinem Polyadipat.

Tabelle

Polyadipat
wie formgepreßt

konditioniert

Mischprodukt
wie formgepreßt

konditioniert

3<J

Biegefestigkeit, kg/cm² (ASTM D 790-49T)

Biegemodul, kg/cm² (ASTM D 790-49T)

Härte, Rockwell (ASTM D 785-51)

Prozent Gewichtszunahme durch Wasser, absorbiert in 24 Stunden, bei 100⁰C einer V₈" dicken Zugfestigkeitsstange

Prozent Zunahme der Dicke beim Einweichen in Wasser für 24 Stunden bei 100° C (bezogen auf eine Zugfestigkeitsstange mit einer ursprünglichen Dicke von V₈")

Beispiel II

Um die Wirkung verschiedener Komponentenmengen auf die Zähigkeit oder Schlagfestigkeit der erhaltenen Mischung zu bestimmen, wurden verschiedene Mengen des Harzes R mit Polyadipat wie im Beispiel I gemischt. Die Produkte wurden granuliert, getrocknet, durch Spritzguß zu Prüfstücken verarbeitet und zu 50% relativem Feuchtigkeitsgleichgewicht wie im Beispiel I konditioniert. Prüfstücke, die 75, 90, 95 und 100% Polyadipat enthielten, zeigten alle eine Schlagfestigkeit (ungekerbt I ζ ο d, ASTM D 256-56) von über 9,846 mkg/2,5 cm, wohingegen reines Harz R eine Schlagfestigkeit von wenig größer als 0,276 mkg/2,5 cm zeigte. Die Werte zeigen, daß Polyadipatmischungen, die bis zu 25 % des billigen Styrolacrylnitrils enthalten, eine Schlagfestigkeit oder Zähigkeit zeigen, die gleich der des viel teureren reinen Polyadipates ist.

1 058,50
28 100
R121

445,80
10 500
RlOl

8,3
2,6

1160,70
28100
R 122

600,50
14100
R 107

6,7
1,6

Beispiel III

35 Um die günstige Wirkung der Zugabe von Harz R zu Polycaprolactam zu zeigen, wurden die in Tabelle 2 beschriebenen Bestandteile in der Schmelze in einer Strangpresse gemischt. Die erhaltenen Mischungen wurden granuliert, getrocknet, durch Spritzguß zu Standard-ASTM-Prüfstücken verarbeitet und mit Feuchtigkeit wie im Beispiel I konditioniert. Die Werte von Tabelle 2 zeigen, daß, verglichen mit reinem Polycaprolactam, Mischungen daraus, die bis zu 25% Styrolacrylnitrilmischpolymerisat enthalten, überraschendes Zunehmen des Zugfestigkeitsmoduls und der Biegefestigkeit zeigen ebenso wie eine erwünschte Verbesserung des Widerstandes gegen Wärme. Es ist kein ersichtlicher Verlust der Schlagfestigkeit vorhanden.

Tabelle Polycaprolactammischungen

Polycaprolactam

Styrolacrylnitrilmischpolymerisat (Harz R)

Härte, Rockwell (ASTM D 785-51)

Ungekerbte Schlagzähigkeit nach Charpy,
mkg/2,5 cm (ASTM D 256-56)

Zugfestigkeitsmodul, kg/cm² (ASTM D 638-58 T) ... Biegefestigkeit, kg/cm² (ASTM D 790-49 T)

Durchbiegungstemperatur bei 18,48 kg/cm²
Belastung, °C (ASTM D 648-56)

Es sei bemerkt, daß die genauen Mengenverhältnisse der verwendeten Materialien, wenn gewünscht, im beanspruchten Rahmen variiert werden können. Zum Beispiel können auch das Polyamid und die Polystyrolacrylnitrile in der Schmelze gemischt wer-100

R 88

8,99
5620
323,70

50

53,33

90	75
10	25
R 86	R 99
8,99	8,99
7000	10 500
391,90	513

77,78

den, oder sie können zusammen stranggepreßt werden, solange dadurch eine mechanische Mischung der geschmolzenen Polymeren zu einem homogenen Material erhalten wird. Es sei auch bemerkt, daß Pigmente, Füllstoffe und ähnliches vor dem Verformen

Claims

5 6

zu brauchbaren formgepreßten Gegenständen in die zeichnet, daß sie 75 bis 99 Gewichtsteile

Mischungen eingearbeitet werden können. Polyamid und entsprechend 1 bis 25 Gewichtsteile

Styrolacrymitrilmischpolymerisat auf insgesamt

Patentanspruch: 100 Teile der beiden Komponenten enthält.

Thermoplastisch verarbeitbare Formmasse auf In Betracht gezogene Druckschriften:

der Basis von Polyamid, dadurch gekenn- Französische Patentschriften Nr. 1273185,1286011.

509 757/4+7 11.65 © Bundesdruckerei Berlin