DE1494997A1 - Thermoplastische Zusammensetzung - Google Patents
Thermoplastische ZusammensetzungInfo
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Description
DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHÖNWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DR. EGGERT DIPL.-PHYS. GRAVE
KÖLN 1, DEICHMANNHAUS 1494997
Köln, den 22.fO.t3 Dt/ix
Corporation of Amerloa.
522 fifth ATonuo. BIr York 36. Mir Tori: (T. 3t.A.)
522 fifth ATonuo. BIr York 36. Mir Tori: (T. 3t.A.)
IVb/39b) lot oleo fest·, rerformbare, thermoplastische Zussmmeneetsung
erhöhter ohealsoher Stabilität» bestehend au* einemPolyoxymethylen, daa alt organischen Terbindungen goal
echt ist» dio wenigsten« eine Amidlngruppe auf 22 Kohlenstoff atome enthalten.
Unter lormalbedingungen feste, theraoplastische Oxymethylene
polymere kennen duroh Polymerisation Ton formaldehyd oder
Trioxan hergestellt werden. Bone Ausbeuten und hohe Reaktionsgeschwindigkeiten sind hiersei möglioh, wenn Trioxan unter
Terwendung τοη Katalysatoren, die saures Borfluerid enthalten,
s.B. Berfluerid selbst und Coordinationskomplexe τοη
Borfluorid mit organischen Verbindungen, in denen Sauerstoff oder Schwefel dae Donatoratom 1st» polymerisiert wird« Höhere
thermieohe Stabilität ale die Oxymethylen-Homopolymeren haben
Polymere mit CMO-gtaduneen in der Hauptpolymerkette, wie sie
beispielsweise duroh Copolymerisation τοη Trioxan mit 0,3 25
MoI-Ji eines oyollsohen Ithers Mit benaohbarten Kohlenstoffatomen hergestellt werden können, s.B. aus Qxymethylen-
und Oxylthylengruppen bestehende Polymere, die beispielsweise
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duroh Copolymerisation von Trioxan mit Dioxolan oder alt
Äthylenoxyd erhalten werden.
Es wurde nun gefunden, daß sowohl die thermisch· Stabilität
als auoh die Beständigkeit der Qxymethylenpolymeren gegen
Verfärbung verbessert werden können, wenn in die Polymeren die oyelischen Amidlnverbindungen zusammen mit Verbindungen,
die sowohl Arain- als auoh Amidgruppen enthalten, eingearbeitet
werden.
Gemäß der Erfindung werden Oxymethylenpolymeren demgemäß
oyolisohe Amldinverbindungen, s.B. solohe, In denen ein
Ringkohl enst off atom doppelt an ein Rings tickst off atom und
elnfaoh an ein anderes Ringstickstoffatom gebunden 1st, und Verbindungen, die sowohl AmIn- als auch Amidgruppen enthalten,
augemischt. Der Einfachheit halber werden die letztgenannten Verbindungen nachstehend als "Amin-Amide" beseiohnet. Vorzugsweise sind beide stabilisierende Verbindungen frei von
äthylenischen Doppelbindungen·
Bevorzugt werden cyolische Amldlnverbindungen, die wenigstens
eine Amldinogruppe auf 22 Kohlenstoffatome enthalten, wjöei
die Reetyalens der Amldinogruppe an Stickstoff, Kohlenstoff,
Sauerstoff oder Wasserstoff gebunden ist· Besonders geeignet sind die aminsubstltulerten Triasine, s.b. aminsubstltuierte
Derivate von symmetrischen Triazinen. Die Aminogruppen können primär, sekundär oder tertiär sein. Ss können andere Substituenten,
z.B. IQrdroxylBubstituenten, anwesend sein. Geeignet
sind beispilesweise folgende Verbindungen!
2,4,6-Triamino*ymi-tria«in (Melamin), N, S-Diäthylmelamin,
Zhenylmelamin, Butylmelamin, K, B-Diphenylmelamin, Ν,Ι',Ν"-Triphenylmelamln,
N,N*,H"-Trimetnylolmelamin, 2,4-Diamino-6-methyl-sym.-triasin,
2,4-Diamino-6-butyl-eym,-triazin,
2,4-Diamlno-6-bensyloxy-sym.-triazine, 2,4-Diamino-6-butoxysym.-triasin,
2,4-Diamino-6-bβnzyl-oxy-βym.-triazin,
2,^Diamlno-e-butoxy-sym.-triasln, 2,i-Diamino-e-oyelo-hexyloxy-sym.-triazin,
2,4-Dis«lno-6->ehlor->sym.-trl«slAv 2,4-Diamine
-e-meroapto-sym.-triasiii, 2,i-Dihydroxy-6-amine-eym.-triazin,
(Jmmelid), 2-Bydroxy-4»(-dlsjkino-eym.-triailn (Ammelin) und
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Die oyolieohe Amidinverbindung kann beispielsweise in Mengen
Ton 0,01 bis 5^, vorzugsweise 0,03 bis 0,15#, bezogen auf
das Gewicht des Oxymethylenpolymeren, verwendet werden, Besonders bevorzugt als cyclische Amidinverbindung wird Melamin.
Sie bevorsugten 1KmIn-Amide" sind Verbindungen, in denen die
Amingruppen tertiäre Amingruppen sin«, und in denen 1-3 Amid
gruppen pro Aminostiokstoffatom rorhanden sind· Geeignete
"Amin-Amide" find u.a. Verbindungen, die die Struktur
^i in der R1 ein*$weiwertigen organischen Rest
mit endständigen Kohlenetoffbindungen, R2 Wasserstoff oder
einen einwertigen organischen Rest mit einer endständigen Kohlenstoffbindung, b.B. einen Alkyl- oder Arylrest, und Z
eine Amidgruppe, in der das Stickstoffatom an R« oder R2 gebunden «ein kann, bedeuten. Ton den Verbindungen der vorstehenden Formel werden' solche bevorzugt, in denen R2 Wasserstoff ist und die freien Stiokstoffbindungen einfach an
Kohlenstoffatome von beispielsweise Alkylresten oder Arylresten
gebunden sind, oder durch die sie an Atome eines heterocyclischen Rings gebunden sind. Die freien Stiokstoffbindungen
können an zusätzliche Reste, die Amidgruppen enthalten, gebunden sein· Gegebenenfalls können die an die
freien Stiokstoffbindungen gebundenen Reste ein »der mehrere zusätzliche tertiäre Aminostickstoffatome in ihren Gerüsten
enthalten oder auch eine wiederkehrende Polymerstruktur aufweisen·
Der zweiwertige Rest R1 ist zweckmäßig ein Alkylenrest, z.B.
Methylen, Äthylen oder Butylen, oder ein Arylenrest, ζ·Β·
•in Phenylenrest· Die zweiwertigen Reste können ferner gegebenenfalls ein oder mehrere zusätzliche tertiäre Stickstoffatome
in ihrem Gerüst enthalten.
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Hitrilo-trie-ß-propionamid, β-(4-Morpholinyl)propionamid,
N9 H-Dimethyl-p-oarbamylanilln, 4-Mäthylamlmo*2«-*othylaeetanilld
und p-Diäthylaminoaoetanilid. Hierron wird tfitrilo-tris-fi-propionamld, 1(-0H2OH2COHH2)J9 berorsugt,
Sie Amin-Amid-Verbindung kann in Mengen Ton beispielsweise
O9OI bis 5^, Torsugswelse tob. O9I bis O9 5& besogen auf
das Oxymethylenpolyaere, Terwendet werden·
Produkte, die besonders gute thermische Stabilität mben
guter Beständigkeit gegen Verfärbung unter tor linwirkung
Ton Wärme aufweisen, worden durch Zumischen tob Äonolrerbindungen
als färmestabillsatoron su den Polymeren hergestellt.
Torsugswelse werden als fhenolrerbindungen Alkylenbisphenole
einschließlich der Alkylenbisphenole mit Alkylsubstituenten
an den BeniolrIngen Terwendet. Uno geeignete
Klasse τοη Alkylenbisphenolen bilden Verbindungen »it
1-4 Kohlenstoffatoaen In der Alkylengruppo und mit nicht
■ehr als swel Alkylsubstituenten an jode» Benaolring, wobei
jeder Alkylsubstituent 1 - 4 Kohlenetoffatome enthält. Bas
»OTorsugte Alkylenbisphenol 1st 2,2'-Methylem-bie-(4-methyl-6-tert«-butylpheno2),
das sich sogar als wesentlich wirksamer erwies als sein Homologes 2,2(Methylen-bis-(4-äthyl-^-tert.-butylphenol).
Weitere geeignete Bienolrerblmduagen sind die
Alkylphenole mit 1-3 Alkylresten, τοη denen Jeder bis au
8 C-Atomen enthält» β.B. 2,C-Ditert.-butyl-4-«ethylph6nol,
und Oetylphenol sowie Arylphenole, s.B. p-Ihenylplienole·
Bio FhenolTorblndungen können beispielsweise in Mengen τοη
O9OI bis 1OJt9 besogen auf das Oowioht dos Polymeren, Terwendet werden· Toreugswelse liegen1 fengen swisehoa etwa 091 und
1 Gew.-Jt.
Die Vermischung der Oxymethylenpolymeren mit den stabilisierenden
Verbindungen kann durch Trookenmlsohon dor feintoillen
Oxymethylenpolymeren mit den feintelllgen fltabilisatoren odor
durch linkneten der Stabilisatoren in die Folymeren, während
dieso auf Mioohwalswerken oder in 8tra*gjr«eaeÄ rerarbeitet
werden, rorgenommen worden. Se ist auoh mdglleh, dio Verbin-
BAD ORiQINAt
909815/0944 -
düngen mit den Oxymethylenpolymeren innig su mischen,
Indem man ei· in Lösung in einem geeigneten Lösungsmittel sum feinteiligen, festen Oxymethylenpolymeren gibt und
anschließend das lösungsmittel abdampft. Geeignete Lösungsmittel
Eur Auflösung der stabilisierenden Verbindungen sind beispielsweise Wasser, Dimethylformamid, Äthylenglyool und
Äthylalkohol.
Xn die erfindungsgemäßen Polymerprodukte können gegebenenfalls
auoh Weichmacher, füllstoffe, Pigmente und andere Stabilisatoren
eingearbeitet werden. Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Erfindung im Zusammenhang mit einer besonders bevorzugten Kombination τοη Stabilisatoren, mit denen
besonders gute Ergebnisse, d.h. Polymere, die thermisch besondere stabil, unter wechselnden Bedingungen besonders beständig gegen Verfärbung sind und nicht ausbluten, erhalten
werden.
Verwendet wurde ein Copolymereβ von Trioxan and Zi* (besogen
auf das Gewicht der Monomeren) Äthylenozyd, das mit Bortrifluorid als Katalysator hergestellt worden war. Das Polymere
wurde einem thermischen Abbau unterworfen, bei dem es einen Gewichtsverlust von 5-1OJ* hatte. Es hatte eine Grensviskosltat
von 1,3 (gemessen bei 60° mit einer 0,1 Gew.-jG des Polymeren
enthaltenden Lösung in p-Chlorphenol, das 2 Gew**jl
et-Pinen enthielt)· Das Polymere wurde mit 0,1 Gew.-Jl Melamin,
0,3 Gew.-Jt Vitrllo-tris-e-propionamid und 0,5 Gew.-Jt
2,2t-Methylen-bis-(4-methyl-e-tert.-butylphenol) (besogen
auf das Gewicht des Copolymeren) gemischt. Die Vermischung
der Komponenten erfolgte 7 Minuten bei 200° in einem "Plastograph"-2weiwalienmischer,
in dessen Walzenoberfläohen flache Bohneokengewinde eingearbeitet waren.
Sine Probe des erhaltenen Gemisches wurde bei 190° und einem
Druck von 120 kg/cm2 5 Minuten au einer Scheibemit eines
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Gewioht τοπ 11g, einem Durchmesser τοη 5#7 om und einer
Dicke τοπ 1,07-1,2 nm gepresst·
Eine weitere Probe des Gemisches wurde in eine Sonmeleindex-Apparatur
gegeben und dort 30 Minuten bei 23O0O gehalten«
Dieses Gemleoh wurde anschließend in der vorstehend beschriebenen
Weise au einer Scheibe gepreflt.
Die Farbe der Scheiben wurde mit einem üblichen Hunter-ParbdifferenBmesser
gemessen. Es aeigte sioh9 da£ die aue
den ursprünglich stabilisierten Polymeren hergestellte Scheibe einen "L"-Wert ( Maß der Helligkeit) ron 87»9 und
einen "b"-Wert (Maß tür den Grad der Vergilbung)τοη 7,7
hatte, während die Scheibe aue dem Polymergemieeh, dme 30 Minuten
der Temperatur τοη 23O0C ausgesetzt worden war, einen
"!"-Wert τοη 86,3 und einen "b"-Wert τοη 12,9 hatte» ein
Zeiohen, daß eine Terhältnismäfllg geringe Farbänderung als
Folge der Einwirkung der Pressbedlngungen eingetreten war*
Die stabilisierte Polymermasse dieses Beispiele aeigte ferner im Durchschnitt einen thermischen Abbau τοη O,O14£
pro Minute bei 230° und τοη 0,22$ pro Minute bei 2700C, wenn
sie in einem Trockytchrank mit Luftsirkulatlon auf die genannte Temperatur erhitzt wurde, wobei sie sich in einem Behälter mit durchbohrtem Deckel befand, der einen begrenzten
Zutritt τοη Luft ermöglichte·
Hachdem die stabilisierte Polymermasse gemäß der Erfindung
5,5 Stunden im genannten Trockenschrank bei 23O0C gehalten
worden war, hatte sie nur 9$6$ ihres Gewichts Terloren·
Das in Beispiel 1 beschriebene Copolymere wurde mit 0,15J*
Melamin* 0,1 OJt Nitrilo-tris-ß-propionamld und 0,50ji
2,2*-Methylen-bis-(4-methyl-6-tert.-butylphenol) (belogen
auf das Gewicht des Copolymeren) 2 Stunden bei Bau*te»peratur
in einem Pattereon-Ielly-Doppelkegelmisoher gemischt.
Anschließend wurde das Polymere in einer Schneckenpresse
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) α^ ' ßAD ORIGINAL
-U94997
(2,54 om % 50,β om) etranggepreeet· Die Temperatur der
Probe in der Mitte der Sohneoke betrug 2150O und am
Ende der Schnecke 1960O. Die 8ohneok«n&rehl«ahl betrug 40 UpM.
Bas Polymere wurde «u Granulat Terarbeitet.
Eine aue dem Granulat ror einer weiteren Behandlung hergestellte
Soheibe hatte einen "!"-Wert τοη 87,8 und einen
"b"-Wert Ton 5,4. Sie durohtohnlttllohe Geschwindigkeit dee
thermischen Abbaue· tee Polymeren betrug 0,013* pro Minute
bei 23O0O und 0,22* pro Minute bei 2700O. Das Produkt Terlor
nur 8,9 bis 12,2* seine· dewloht·, wenn es 5,5 Stunden
unter den in Beispiel 1 genannten Bedingungen bei 230° gehalten wurde.
Nachdem das Produkt dieses Beispiels 30 Minuten in einer SohmelBindexapparatur bei 23O0C gehalten worden war, hatte
•ine daraus hergestellt· Soheibe einen "!"-Wert τοη 83,6
und einen *b"-V«rt τοη 11,6.
Sine au· dem Produkt die··· Beispiel· hergestellte Scheibe
wurde 7 Tag· an der Luft bei 1200O gehalten. Die Sehelbe
hatte einen "!"-Wert τοη 87,8 und einen "b"-Wert τοη 9|1·
Abgesehen.τοη den Torstehend beschriebenen Tortellen seigten
die geaäft den Toratehenden Beispielen hergestellten Produkt·
keine Anseiohen τοη Auebluten, wenn sie 5-7 Sage bei 120°G
gehalten wurden»
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Claims (6)
1. Feste, verformbare, thermoplastische Zusammensetzung erhöhter chexaischer Stabilität, bestehend aus einem PoIyoxynethylen,
das mit organischen Verbindungen gemischt ist, die mindestens eine Amidingruppe auf 22 Kohlenstoffatome
nach Patent (Patentanmeldung
C 22 697 IVb/39b), dadurch gekennzeichnet, dass als weitere Komponente eine Verbindung zugemischt ist, die sowohl Aminals
auch Amidgruppen enthält.
2. Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass sie Verbindungen mit tertiären Aatingruppen und ein bis drei Amidgruppen pro Aminostickstoffatoa
enthält.
3. Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie Verbindungen mit der Struktur
^> H-B-j-Z-Eg enthält, in der R, einen zweiwertigen organischen
Rest mit endständigen Kohlenstoffbindungen, Rp Wasserstoff
oder einen einwertigen organischen Rest mit endständiger Kohlenstoffbindung und Z eine Amidgruppe, in der
das Stickstoffatom an R-. oder R2 gebunden sein kann, bedeutet
4· Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass R1 ein Alkylen- oder ein Arylenrest ist.
5. Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass R2 ein Alkyl- oder Arylrest ist.
6. Thermoplastische Zusammensetzung nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Amin-Amid-Verbindungen in
Mengen von 0,01 bis 5 5έ, vorzugsweise von 0,1 bis 0,5 ?£,
bezogen auf das Oxymethylenpolymere verwendet werden.
9098 15/0944
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