DE1544953C3 - Thermoplastische Formmassen mit ver besserter Verformbarkeit auf der Grund lage von Polytetrafluorethylen - Google Patents
Thermoplastische Formmassen mit ver besserter Verformbarkeit auf der Grund lage von PolytetrafluorethylenInfo
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Description
deutende Rolle, da diese zumindest einen Wert von 125°C besitzen muß.
Es wurde festgestellt, daß insbesondere thermoplastische Stoffe, wie beispielsweise Polystyrol, Celluloseacetatbutyrat,
Polyacetale und sogar auch Polycarbonate, die Glas-Übergangstemperaturen von weniger
als etwa 125°C besitzen, bei Zugabe in den angegebenen Mengenverhältnissen zu Polytetrafluoräthylen,
das eine Teilchengröße von 20 bis 1000 μ besitzt, nicht zu verformbaren Körpern führt.
Die aromatischen Carbonatpolymeren, welche erfindungsgemäß verwendet werden, um verformbare PoIytetrafluoräthylen-Körper
zu schaffen, können dadurch hergestellt werden, daß ein Dioxyphenol mit einer Carbonatvorstufe, wie beispielsweise Phosgen, Bis-Halogenformiat
oder einem Carbonatester umgesetzt wird. Allgemein gesprochen, können solche Carbonatpolymere
dadurch gekennzeichnet werden, daß sie sich wiederholende Struktureinheiten der Formel
O 1
-O- A — O-
aufweisen, in welcher A den zweiwertigen aromatischen Rest des eingesetzten Dioxyphenols, das zur PoIymeren-Herstellungsreaktion
verwendet wurde, bedeutet.
Vorzugsweise haben die Carbonatpolymeren, welche zur Schaffung der Harzzubereitung gemäß vorliegender
Erfindung verwendet werden, eine Intrinsicviskosität, welche im Bereich von etwa 0,35 bis etwa
0,75 liegt, wobei in p-Dioxan in Deziliter pro Gramm bei 3O0C gemessen wird.
Die Dioxyphenole die zur Herstellung von solchen aromatischen Carbonatpolymeren verwendet werden,
sind einkernige oder vielkernige aromatische Verbindungen, welche als funktionelle Gruppen zwei Hydroxylradikale
enthalten, welche beide direkt an ein Kohlenstoffatom eines aromatischen Kerns gebunden
sind.
Typische, hierher gehörende Dioxyphenole sind:
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan;
Hydrochinon;
Resorcin;
Hydrochinon;
Resorcin;
2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-pentan;
2,4'-Dihydroxydiphenylmethan;
Bis-(2-hydroxyphenyl)-methan;
Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan;
Bis-(4-hydroxy-5-nitrophenyl)-methan;
l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-äthan;
3,3-Bis-(4-hydroxyphenyl)-pentan;
2,2'-Dihydroxydiphenyl;
2,4'-Dihydroxydiphenylmethan;
Bis-(2-hydroxyphenyl)-methan;
Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan;
Bis-(4-hydroxy-5-nitrophenyl)-methan;
l,l-Bis-(4-hydroxyphenyl)-äthan;
3,3-Bis-(4-hydroxyphenyl)-pentan;
2,2'-Dihydroxydiphenyl;
2,6-Dihydroxynaphthalin;
Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulf on;
2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon;
Bis-(4-hydroxyphenyl)-diphenyldisulfon;
4,4'-Dihydroxydiphenyläther und :
Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulf on;
2,4'-Dihydroxydiphenylsulfon;
Bis-(4-hydroxyphenyl)-diphenyldisulfon;
4,4'-Dihydroxydiphenyläther und :
4,4'-Dihydroxy-2,5-diäthoxydiphenyläther.
Eine Vielzahl weiterer Dioxyphenole, die verwendbar sind, um solche Carbonatpolymere herzustellen, bestehen
aus Mischungen, die sich aus etwa 0,1 bis 20 Gewichtsprozent Organopolysiloxan und einem
Polymer aus einem Carbonat eines Dioxyphenols, in welchem die Carbonatgruppe direkt an ein Kohlenstoffatom
eines aromatischen Ringes gebunden ist, zusammensetzen, wobei das Gewicht des Organopolysiloxans
auf das Gewicht des Carbonatpolymers bezogen ist.
Es ist selbstverständlich möglich, zwei oder mehrere verschiedene Dioxyphenole oder ein Dioxyphenol
in Kombination mit einem Glycol, einem Polyester mit endständiger Hydroxy- oder Säuregruppierung,
oder mit einer zweibasischen Säure einzusetzen, was dann geschieht, wenn ein Carbonatcopolymer zur
Verwendung bei der Herstellung von verformbaren Polytetrafluoräthylen-Zubereitungen gemäß, vorliegender
Erfindung gewünscht ist.
Die nachfolgenden Beispiele dienen der Erläuterung der Erfindung. Alle. Teile und Prozentangaben beziehen
sich, wenn nichts anderes gesagt ist, auf das Gewicht.
60 Teile Polytetrafluoräthylen in Pulverform, dessen Partikelgröße im Bereich von etwa 20 μ bis etwa
1000 μ liegt, wurden in ein Gefäß eingegeben und sodann 40 Teile Poly - p,p' - (2,2 - diphenyl - propan)-carbonat,
welches eine Intrinsicviskosität von 0,54 (in Dioxan bei 30,30C) besitzt, hinzugefügt. Das
Gemisch wurde sodann bis zu einer gründlichen Verteilung des Polycarbonats in Polytetrafluoräthylen
gerührt und anschließend in einem John-Royle-Extruder
extrudiert und das Extrudat unter Erhalt von Scheibchen zerschnitten. Diese Scheibchen wurden
sodann in Schlagstäbe des Formats 5 bis 1,25 · 1,25 · 0,31 cm auf einer 70,75-g-Van-Dorn-Presse verformt.
Während dieser Verformungsoperation wurden Zylindertemperaturen
von 306 bis 315,5° C und Öldrücke von 105 bis 112 kg/cm2 eingehalten. Die resultierenden
Stäbe wurden getestet und die Testresultate mit den Werten verglichen, welche durch Testen von Stangen
erhalten wurden, die aus 100% Polytetrafluoräthylen bestanden.
Ein Vergleich der erhaltenen Daten ist in der folgenden Tabelle I enthalten.
Stoffzusammensetzung
Kerb-(Schlag-)
Zähigkeit
Ft. lbs./inch
Testkerbe
(USA-Test)
Hitze-Deformation
Temperatur 0C
bei
18,5 kg/cm2 4,6 kg/cm2
Biegeeigenschaften
Modul
kg/cm2
Grenze
Grenze
Koeffizient
der
Gleitreibung
Gleitreibung
100% Polytetrafluoräthylen (Kontrolle).
60% Polytetrafluoräthylen
40% Polycarbonat.
40% Polycarbonat.
3,0
3,2
121
136
121
147
51,500
285,500
0,13
0,59
0,05
0,16
Das Beispiel 1 wurde wiederholt, mit der Abänderung, daß diesmal 80 Teile Polytetrafiuoräthylen und
20 Teile Polycarbonatharz verwendet wurden, um eine
Harzzubereitung herzustellen, welche sodann wie im Beispiel 1 beschrieben behandelt und in Schlagstäbe
verformt wurde.
Die Ergebnisse der T-ests, die bezüglich dieser Stäbe
ausgeführt wurden, sind in der folgenden Tabelle II angegeben. , -■■-- ·
Stoffzusammensetzung
Kerb-(Schlag-)
Zähigkeit
Ft. lbs./inch
Testkerbe
(USA-Test)
Hitze-Deformation
Temperatur 0C
bei
18,5 kg/cm2 4,6 kg/cm2
Biegeeigenschaften
Modul
kg/cm2
Grenze
Grenze
Koeffizient
der
Gleitreibung
Gleitreibung
80% Polytetrafiuoräthylen
20 % Polycarbonat
20 % Polycarbonat
2,2
130
Es wurde das Beispiel 1 wiederholt, mit der Abänderung, daß diesmal eine Zubereitung aus 90%
Polytetrafiuoräthylen 5 und 10% Polycarbonat eingesetzt wurde. Die resultierenden Schlagstäbe wurden
getestet und zeigten Eigenschaften, welche im wesentlichen identisch waren mit den in Tabelle 2 angegebenen.
80 Gewichtsteile Polytetrafiuoräthylen in Form feiner Partikelchen (Phasern einer Länge von etwa 20
bis etwa 500 Mikron) wurden mit 20 Gewichtsteilen eines Copolycarbonats versetzt, welches dadurch gewonnen
worden war, daß ein Gemisch von 97 Gewichtsteilen 2,2-Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan und
3 Gewichtsteile 2,2-Bis-(4-hydroxy-3,5-dibromphenyl)-propan der Phosgeneinwirkung unterworfen wurde.
Die Zubereitung wurde wie im Beispiel 1 beschrieben behandelt und wie dort gleichfalls beschrieben, in
Teststäbe verformt. Die resultierenden Stäbe zeigten Eigenschaften, welche im wesentlichen identisch
waren mit denen der gemäß Beispiel 2 hergestellten Teststäbe.
Gemäß der Verfahrensführung des Beispiels 1 wurde
eine Zubereitung aus 80 Teilen Polytetrafiuoräthylen 5 und 20 Teilen Poly - p,p'- (2,2 - di - phenylpropan)-carbonat
extrudiert und das Extrudat in kleine Blättchen (Tablettenform) verschnitten. Diese Tabletten
wurden über Nacht in einem auf 1250C gehaltenen
Luftzirkulationsofen getrocknet und anschließend in einen John-Royle 2,5- bis 0,31-cm-Spirod-Extruder
eingeführt. Sodann wurde ein Kupferdraht eines Durchmessers von 1,3 mm durch den Spritzkopf des
Extruders geführt und damit der Polytetrafluoräthylen-Polycarbonat-Zubereitung
überzogen.
Vergleichsbeispiel 6
Dieses Vergleichsbeispiel dient zur Erläuterung der Tatsache, daß Polycarbonate einzigartig sind, in bezug
auf ihre Fähigkeit, dem Polytetrafiuoräthylen die Eigenschaft der Verformbarkeit zu verleihen. Gemäß
der Verfahrensweise des Beispiels 1 wurden die folgenden Formmassen hergestellt:
144
186,000
0,41
0,13
80 % Polytetrafiuoräthylen 5; 20 % Polystyrol,
80% Polytetrafiuoräthylen 5; 20% Celluloseacetbutyrat,
80% Polytetrafiuoräthylen 5; 20% Celluloseacetbutyrat,
80 °/o Polytetrafluorethylen 5; 20% Deldrin
(Ein Polyacetalharz).
(Ein Polyacetalharz).
Keine der eben genannten Zubereitungen war brauchbar zur Verformung in 5 bis 1,25 · 1,25 · 0,31-cm-Schlagstäbe
in der 20,75-g-Van-Dorn-Presse, und zwar auch dann nicht, wenn maximale Preßdrücke während
der versuchten Verformungsoperation angewandt wurden. Die erhaltenen Produkte hatten nachteiligerweise
die Form eines teilweise gefüllten Preßstücks, dessen Länge x/4 bis 3/4 der Länge der Preßform betrug.
Gemäß vorliegender Erfindung wird also eine neue Klasse von Polytetrafiuoräthylenformmassen gewonnen, welche vorzugsweise unter Anwendung von Hitze und/oder Druck verformbar bzw. verpreßbar sind und in eine Vielzahl von brauchbaren Körpern bzw. Formkörpern überführt werden können, wobei die Vorrichtungen zur Anwendung gelangen können, die dem Stand der Technik bezüglich der Verformung (Verpressung usw.) von thermoplastischen Massen bekannt sind, wie z. B. Injektionspreßapparate.
Gemäß vorliegender Erfindung wird also eine neue Klasse von Polytetrafiuoräthylenformmassen gewonnen, welche vorzugsweise unter Anwendung von Hitze und/oder Druck verformbar bzw. verpreßbar sind und in eine Vielzahl von brauchbaren Körpern bzw. Formkörpern überführt werden können, wobei die Vorrichtungen zur Anwendung gelangen können, die dem Stand der Technik bezüglich der Verformung (Verpressung usw.) von thermoplastischen Massen bekannt sind, wie z. B. Injektionspreßapparate.
Solche Polymerisatmassen können beispielsweise zur Herstellung von Dichtungen, Röhren oder Rohrleitungen,
sowie zur Herstellung einer Vielzahl anderer Formkörper und Materialien verwendet werden,
welche in einem großen Ausmaß die Eigenschaften von Teilen zeigen, die durch Sinterung von PoIytetrafluoräthylenpulver
hergestellt wurden.
Dank ihrer guten Hitzeresistenz und elektrischen Eigenschaften können die verformbaren Polytetrafluoräthylen-Polycarbonat-Formmassen
der vorliegenden Erfindung als Überzugsmaterialien von Stangen und Draht und als Schlitzisolierungen bei dynamoelektrischen
Maschinen verwendet werden.
Ferner können die verformbaren Polymerisatmassen der vorliegenden Erfindung mit Vorteil überall dort
eingesetzt werden, wo es darauf ankommt, daß die Formkörper einen niederen Reibungskoeffizienten
aufweisen, um ein erfolgreiches Funktionieren zu gewährleisten, d. h. also beispielsweise als Räder,
Getriebe oder Lager.
Den erfindungsgemäßen Körpern können auch andere Polymerisate, Füllstoffe, plastifizierende Mittel,
Farbstoffe, Pigmente, welche üblicherweise zusammen mit thermoplastischen verformbaren Massen verwendet
werden, beigegeben werden.
Claims (1)
1 2
tür verarbeitet wird, die hoch genug ist, den Kunststoff
Patentanspruch: plastisch zu machen, der aber unterhalb des Schmelzpunktes
des Polytetrafluoräthylens liegt, wobei man
Thermoplastische'Formmassen mit verbesserter als thermoplastischen Kunststoff Superpolyamide,
Verformbarkeit auf der Grundlage von Poly- 5 Polystyrol, Methylmethacrylat, Cellulosebutyrat oder ;
tetrafluoräthyle bestehend aus: Cellulosenitrat verwendet.
a) 60 bis 90 Gewichtsprozent eines Polytetra- Der überraschende und sprunghafte Fortschritt,
fluoräthylens mit einer Teilchengröße von der gemäß vorliegender Erfindung gegenüber diesem
20 bis 1000 μ, Stand der Technik erzielt wird, wird weiter unten im
b) 10 bis 40 Gewichtsprozent eines Polycarbonats io Vergleichsbeispiel dargelegt. Während bei dem genannmit
einer Glasübergangstemperatur von min- ten Stand der Technik körnige, makroskopische PoIydestens
125 0C und, gegebenenfalls tetrafiuoräthylenteilchen eingesetzt werden, sind die
c) üblichen Zusatzstoffen und Füllstoffen. Polytetrafluoräthylenteilchen bei den Formmassen
■ '■'.■'■:. vorliegender Erfindung durch eine Teilchengröße von
. 15 20 bis 1000 μ gekennzeichnet.
Wenn die Formmassen weniger als 10% Polycarbonat enthalten, wird der erfindungsgemäße VerGegenstand
der Erfindung sind thermoplastische besserungseffekt bezüglich der Verformbarkeit des
Formmassen in verbesserter Verformbarkeit auf der Polytetrafluoräthylens kaum noch wahrnehmbar, wenn
Grundlage von Polytetrafluoräthylen, die aus 20 die Menge an Polycarbonat den Wert von etwa 40 %
a) 60 bis 90 Gewichtsprozent eines Polytetrafluor- übersteigt, fängt die thermoplastische Formmasse an,
äthylens mit einer Teilchengröße von 20 bis die vorteilhaften Eigenschaften des Polytetrafluor-1000
μ, äthylens zu verlieren. (T
b) 10 bis 40 Gewichtsprozent eines Polycarbonats Die Art der Zugabe des Polycarbonats zum PoIymit
einer Glasübergangstemperatur von minde- 25 tetrafluoräthylen mit dem Zweck der Schaffung einer
stens 1250C und gegebenenfalls verformbaren Harzzubereitung gemäß vorliegender
c) üblichen Zusatzstoffen und Füllstoffen, Erfindung, kann auf jede Art und Weise geschehen,
bestehen. solange nur sichergestellt ist, daß dabei eine gründliche
Tetrafluoräthylenpolymere mit hohem Molekular- Verteilung des POlycarbonats im Polytetrafluoräthygewicht
sind als handelsübliche Materialien gut be- 30 lenharz gewährleistet ist. Beispielsweise kann das
kannt und besitzen in der Kunststoff verarbeitenden Zusammenbringen der Materialien auf jede Verfah-Industrie
eine Vielzahl von Anwendungsweisen. Diese rensweise erfolgen, die normalerweise zur Einarbeitung
Polymerisate besitzen ausgezeichnete Reibungs- und von Weichmachern oder Füllstoffen in thermoplasti-Nichtadhäsiv-Eigenschaften,
sie sind ferner sehr inert sehe Polymere angewendet wird, d. h. also beispielsgegenüber
organischen Lösungsmitteln und besitzen 35 weise unter Verwendung von Mischwalzen, Knetsowohl
eine hohe thermische Stabilität als auch eine maschinen, Extrudern und anderen Misch-Vorrichtunhohe
dielektrische Festigkeit in Begleitung eines gen. Die erhaltenen Zubereitungen können dann auf
niederen dielektrischen Verlustes. Jedoch stellt bei der jede an sich bekannte Verfahrensweise, welche zur
Fabrikation von Formkörpern aus . Polytetrafluor- Herstellung bzw. Bearbeitung von thermoplastischen
äthylen, dessen schlechte Verformbarkeit ein großes 40 Körpern bzw. Formkörpern dient, weiterbehandelt
Problem dar. Der Bearbeitungsvorgang, der noch werden. Diese erfindungsgemäßen Materialien können
bezüglich des Polytetrafluoräthylens am ehesten einem verformt und/oder vergossen werden, unter Verwen-
»Verformen« nahekommt, ist eine Sinterung dieser dung von Druck-, Injektions-, Kalander- und Extru-Harze
bei hohem Druck, in der Nähe ihrer Über- sionstechniken. Die Polytetrafluoräthylen-Mischungen, Λ
gangstemperatur (3270C). Mit anderen Worten: Es 45 die gemäß vorliegender Erfindung hergestellt werden,
ist bisher nicht möglich gewesen, Körper, insbesondere können außer dem Polycarbonat auch noch andere
Formkörper, aus Polytetrafluoräthylen unter Verwen- bekannte Zusatzstoffe enthalten, beispielsweise solche,
dung der konventionellen Verformvorrichtungen für die zur Verhinderung einer Oxydation oder zur
Thermoplaste herzustellen. . Färbung des Materials dienen.
Ein Versuch, dieses Verformproblem des Poly- 50 Die Tatsache, daß die erfindungsgemäßen thermotetrafluoräthylens
zu lösen, bestand darin, daß man plastischen Massen mit sprunghaft verbesserter Ver-Tetrafluoräthylen
mit anderen Monomeren copoly- formungseigenschaft dadurch erhalten werden können,
merisiert hat. Jedoch war dabei die erreichte Ver- daß man Polycarbonat mit Polytetrafluoräthylen
besserung bezüglich der Verformbarkeit stets mit mischt, ist völlig überraschend und kann noch nicht
dem Verlust einiger anderer erwünschter Eigenschaften 55 ganz erklärt werden. Hierbei spielt die oben offenbarte
des Polytetrafluoräthylens verbunden. Mittel oder Größenordnung der Teilchengröße des Polytetra-Maßnahmen
zur Verbesserung der Verformbarkeit fluoräthylens eine wichtige Rolle. Wenn man nämlich
von Polytetrafluoräthylenharzen ohne merkliche Be- Polytetrafluoräthylen verwendet, das eine Teilcheneinträchtigung
irgendwelcher anderer erwünschter größe von weniger als 20 μ aufweist, können die geEigenschaften
standen bisher nicht zur Verfügung. 60 wünschten Formmassen durch Hinzumischen von
Zum Stand der Technik gehört ein Verfahren zur Polycarbonat nicht mehr hergestellt werden. Beispiels-Herstellung
geformter Kunststoffteile auf der Basis weise kann durch Zumischen von Polycarbonat zu
von Polytetrafluoräthylen, bei dem die Formkörper Polytetrafluoräthylen einer Teilchengröße von 100 Ä
nach dem auf einem anderen Prinzip berührenden bis zu etwa 2 μ keine thermoplastische Formmasse
Spritzgutverfahren hergestellt werden, das dadurch 65 mit verbesserten Verformungseigenschaften erzielt
gekennzeichnet ist, daß eine Mischung aus thermo- werden.
plastischem Kunststoff und körnigen makroskopischen ' Erfindungsgemäß spielt ferner die Glas-Ubergangs-Teilchen
von Polytetrafluoräthylen bei einer Tempera- temperatur des zugesetzten Polycarbonats eine be-
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DE1544953C3 true DE1544953C3 (de) | 1973-12-06 |
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DE3045844C2 (de) * | 1980-12-05 | 1986-01-02 | Hoechst Ag, 6230 Frankfurt | Dauerwärmebeständiger, Fluorkohlenwasserstoffpolymere enthaltender Formkörper |
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US5102696A (en) * | 1990-03-27 | 1992-04-07 | General Electric Company | Method of dispersing fluoropolymers on polycarbonate resins |
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-
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- 1964-10-09 DE DE1544953A patent/DE1544953C3/de not_active Expired
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |