DE1495714A1 - Verfahren zum Herstellen von Schmelzen hochmolekularer Polyamide mit besonders hoher Standfestigkeit - Google Patents

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zu unserer Eingabe vom₄. Juni 1968

FARBENFABRIKEN BAYER AG

LEVERKUS EN-Bayerwerk Patent-Abteilung S d t /j θ

Verfahren zum Herstellen von Schmelzen hochmolekularer Polyamide mit besonders hoher Standfestigkeit

Hochmolekulare lineare Polyamide, z. B. Poly-^-Capro- ä lactam und Polyhexamethylenadipamid, eignen sich wegen ihrer hervorragenden Chemikalienbeständigkeit und wegen der ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften daraus hergestellter Formteile für eine Vielzahl technischer Zwecke. Werden diese Polyamide über den Schmelzfluß verformt, so bilden sie außerordentlich dünnflüssige Schmelzen und sind wegen des dadurch bedingten geringen Schmelzstandes zur Herstellung von Profilen, Rohren, Tiefziehteilen und insbesondere Blaskörpern wenig geeignet.

Es wurde bereits vorgeschlagen, die Viskosität der PoIyamidschmelzen durch Zugabe von Vernetzungsmitteln, die mit den reaktionsfähigen Wasserstoffatomen zu reagieren vermögen, zu erhöhen. Als Vernetzungsmittel kommen dabei z. B. Epoxydharze, epoxydgruppenhaltige niedermolekulare Verbindungen sowie Isocyanate in Frage. Geeignete Verbindungen dieser Art sind z. B. Di- oder Polyepoxyde ein- oder mehrbasischer Amine, z. B. N-Di-(2,3-epoxypropyl)-

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anilin, Hexamethylendiisocyanat oder Isocyanate abspaltende Stoffe, wie das Addukt aus 2 Mol Phenol oder 2 Mol • Caprolaetam und ein??» Mol Hexamethylendiisocyanat.

Gute Ergebnisse werden auch mit Dioxylen von Dioyclohexenylalkanen in Mengen von etwa 0,5 bis etwa 1.,5 Gewichtsprozent bei Polyamiden üblichen Molekulargewichts, d. h. mit Molekulargewichten von etwa 20 - 30 000, entsprechend einer relativen Viskosität in 1 $iger Lösung in m-Kresol

P bei 25° C von etwa 2,3 bis etwa 2,6, erzielt. Je mehr Epoxyde diesen Polyamiden zugesetzt werden, desto höher wird die Viskosität der Schmelzen. Auf diese Weise können brauchbare Polyamide mit einer relativen Viskosität von bis zu etwa 4,0 hergestellt werden. Derartige Polyamide können zv/ar auf den üblichen Schneckenpressen recht gut verarbeitet v/erden, ihre Schmelzen sind jedoch besonders zum Herstellen von Blaskörpern un; bestimmten Halbzeugen noch immer nicht genügend standfest. Eine weitere Viskositäts- und Standfestigkeitserhöhung durch Zugabe größerer Mengen an Epoxyden z. B. 2 Gewichtsprozent, führt nicht zum Ziel, weil die Schmelzen dann kautschukelastisch werden. Infolge der hohen Rückstellkräfte solcher Schmelzen treten im Extruder Förderschwierigkeiten auf, die zu unregelmäßigem Ausstoß und ungenauer Dosierung und damit zu minderwertigen Formteilen führen.

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Es ist ferner bereits bekannt, durch Polymerisieren in der Schmelze oder durch Machkondensieren in festem Zustand Polyamide mit erhöhtem Molekulargewicht, beispielsweise von mehr als 30 000, entsprechend einer relativen Viskosität von über etwa 4,0, herzustellen, welche eine höhere Schmelzviskosität und einen verbesserten Schmelzstand aufweisen. Auch diese Produkte sind jedoch zum Herstellen von Profilen, Rohren, Blaskörpern und Tiefziehteilen nur bedingt geeignet. Im Blasverfahren lassen sich nur Hohlkörper mit einem Inhalt bis zu etwa 2 1 einigermaßen zufriedenstellend erhalten. Bei Blaskörpern dieser Größe macht sich aber der immer noch nicht ausreichende Sch.-nelzstand dieser Produkte bereits deutlich bemerkbar. Pie Blähkörper haben eine ungleichmäßige Wandstärke und neigen dazu, sich zu verziehen. Größere Behälter sind überhaupt nicht herstellbar. Aus diesen Material hergestellte Platten zeigen beim Aufheizen eine starke Neigung zum Durchhängen und sind daher für das Tiefziehverfahren nicht geeignet. Stäbe lassen sich ans diesem Material nur in Durchmessern von aenr als etwa 20 mm einigermaßen befriedigend herstellen.

Es wurde nun gefunden, da3 man zum Herstellen von Profilteilen, Rohren, Tiefziehteilen und Blaskörpern hervorragend geeignete Schnellen hochmolekularer Polyamide mit

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hoher Schmelzviskosität und besonders hohem ^chmelzstani dadurch erhalten kann, daß man Polyamiden mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 40 000, vorzugsweise etwa 50 000 bis etwa 60 000, Vernetzungsmittel zusetzt,

Die erfindungsgemäß hergestellten Polyamidschmelzen bieten im Gegensatz zu den bekannten, aus Polyamiden niedrigeren Molekulargewichts hergestellten vernetzten Schmelzen im

t Extruder keine.Pörderschwierigkeiten, sondern treten gleichmäßig und zügig aus dem Extruder aus und lassen sich daher einwandfrei dosieren. Da sie überraschenderweise trotz ihrer hohen Standfestigkeit keinerlei kautschukelastisches Verhalten zeigen, können sie ohne -Schwierigkeiten auch zu großen Gegenständen verformt werden. So erhält man beispielsweise durch Extrudieren einen Schmelzschlauch hoher Standfestigkeit , der sich in einer geeigneten Form mühelos aufblasen und zu Hohlkörpern von gleichmäßiger Wandstärke verformen IaSt, welche nicht

' mehr dazu neigen, sich zu verziehen. Es ist beispielsweise möglich, nach dem Blasverfahren Hohlkörper bis zu etwa 60 1 Inhalt, z. B. Flaschen, Treibstofftanks sowie Behälter aller Art herzustellen. Ferner läßt sich das Material ohne Schwierigkeiten zu Platten von beispielsweise 1 mm Stärke verarbeiten, welche durch Tiefziehen einwandfrei zu Formkörpern mit guter Seiten-

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steifigkeit verformt werden können. Auch lunkerfreie Stäbe mit beispielsweise 10 mm Durchmesser können durch Extrudieren einwandfrei hergestellt werden.

Die den Schmelzen zweckmäßig zuzusetzenden Mengen an den genannten Vernetzungsmitteln können in weiten Grenzen schwanken und sind im wesentlichen abhängig von der Art des verwendeten Polyamides und den zu erzielenden Eigenschaften der Endprodukte. Sie können von Fall zu Pail durch einfache Versuche leicht ermittelt werden. Im allgemeinen genügen Zusätze von etwa 0,1 bis etwa 2 Gewichtsprozent. Größere Mengen erhöhen die Schmelzviskosität der Polyamide in der Regel nicht mehr wesentlich, ganz im Unterschied zu den Polyamiden normalen Molekulargev/ichts. Die Vernetzungsmittel können in üblicher Weise mit den Polyamiden vermischt werden, z. B. durch Zufügen zu den geschmolzenen oder gelösten Kunststoffen vor, während oder nach ihrer Herstellung. Besonders vorteilhaft ist es, Polyarnidgranulate mit den Vernetzungsmitteln gut zu vermischen und dann fortlaufend kurzzeitig aufzuschmelzen, z. B. nach dem Verfahren des Deutschen Patentes 1 027 398.

Auior Vernetzungsmittelη können den Linearpolymeren auch noch andere Stoffe zugesetzt werden, uu ihre Eigenschaften abzuwandeln. Genannt seien z. B. Alterungsschutzmittel, Pigmente, Farbstoffe, Metallpulver, Füllmittel, Weichmacher Harze und andere Kunct- urrl Naturstoffe, Kri :;tallisati ons-

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keime, Entformungsmittel, u.dgl. , 1495714

Beispiel 1:

20 kg Granulat .eines Polyamids 6 vom Molekulargewicht 50 000 werden zwei Stunden mit 120 g Oi-(3>4-epoxy)-cyclohexenyl-dirnethylmethan auf einer Trudelwalze vermischt und über einen Extruder mit Einfachdreizonen-Bchnecke homogenisiert als Borste abgezogen, geschnitzelt und getrocknet

a) Wird das erhaltene Granulat in einem Extruder aifgeschmolzen und durch eine Ringdüse extrudiert, so erhält man einen Schruelzschlauch, der, von einer Blasform aufgenommen, mit Druckluft zu einem Behälter von 20 1 Inhalt verformt wird.

b) Aus dem obigen Granulat in einem Extruder mit Breitschlitzdüse hergestellte Platten von 0,5 - 3 mm Stärke werden in Stücke geeigneter Größe zerschnitten, auf einem Tiefziehgerät mit Heißluft erweicht und nach dem Auffahren auf eine Patrize durch Vakuum zu einem zylindrischen Behälter verforrnt.

c) Aus dem in einem Extruder aufgeschmolzen und durch eine geeignete Düse in eine Kalibriervorrichtung unter Kuhlen extrudierten Granulat erhält r:ian ο no Schwierigkeiten lunkerfreie Stäbe von unter 10 ram Querschnitt nach den üblichen kontinuierlichen unl diskontinuierliehen Herstellungsverfahren. BAD ORIGINAL

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Beispiel 2:

Wie im Beispiel 1 angegeben, werden 20 kg reines Granulat aus Polyamid 6 vom Molekulargewicht 50 000 zwei Stunden mit 120 g Di-(3»4-epoxy)-cyclohexenyl-dimethylmethan auf einer Trudelwalze vermischt. Dieses Granulat wird anschließend über einen Extruder-aufgeschmolzen und . durch eine Ringdüse extrudiert. Man erhält wie im Beispiel 1 einen Schmelzschlauch, der in der dort beschriebenen Weise zu einem Behälter von 20 1 Inhalt verformt werden kann.

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Claims (1)

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   Patentanspruch: ' ^öö/ '*. , , .„

   Verfahren zum Herstellen von Schmelzen hochmolekularer Polyamide mit besonders hoher Standfestigkeit, dadurch gekennzeichnet, daß man das^v Polyamid mit einem Molekulargewicht von mindestens etwa 40 000, vorzugsweise etwa 50 000 bis etwa 60 000 in Form seines Granulats mit 0,1 bis 2 Gewichtsprozent, bezogen auf das Polyamid, eines Vernetzungsmittel vermischt und anschließend kurzzeitig aufschmilzt.

   Neue UnterfaOen (Art 7 i 1 Ab^ 2 Nr. 1 Setz 3 des Xnderung^M. y. 4.8. ]JMQ

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