DE1694201A1

DE1694201A1 - Polyesterformmassen auf Basis von Poly-(1,4-dimethylolcyclohexanterephthalat)

Info

Publication number: DE1694201A1
Application number: DE19671694201
Authority: DE
Inventors: Brinkmann Ludwig Dipl-Chem Dr; Froehlich Helmut Dipl-Chem Dr; Herwig Walter Dipl-Chem Dr
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1967-10-10
Filing date: 1967-10-10
Publication date: 1971-04-08
Also published as: CH514645A; AT289395B; BE722093A; GB1241214A; NL6812511A; BR6802983D0; ES358929A1; FR1584926A

Description

Polyesterformmassen

terephthalat )

auf Basis von PolyCl^-Dimethylolcyclohexan -

Es ist bekannt, Polyester aus aliphatischen Diolen und aromatischen Dicarbonsäuren wie Polyathylenterephthalat für die thermoplastische Verarbeitung einzusetzen. Es ist ferner bekannt, derartige Polyester zu Formungen mit ausreichender Form*· als auch Dimensionsstabilität zu verarbeiten, wobei Produkte erhalten werden, deren Kristallinität wenigstens 25 % und deren Kristallgröße in der Hauptsache höchstens 5 11 beträgt. Diese Forderungen werden, wie bereite seit langem bekannt ist, dadurch erfüllt, daß man dem Polyester kleinere Mengen eines unlöslichen, festen anorganischen Stoffes mit einer Teilchengröße von etwa 0,3 - 5 Ai zufügt. Diese Zusätze wirken in der Polyesterschmelze als Keime, die in Verbindung mit zweckmäßigen Bedingungen bei der Herstellung der Formteile, z.B. durch Spritzgießen die Kristallbildung in der gewünschten Weise beschleunigen. Für diesen als Nukleierung bekannten Effekt wurden bereits auch organische Substanzen und polymere Stoffe vorgeschlagen.

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Die Schlagzähigkeit von Polyäthylenterephthalat-Formgegenständen hängt weitgehend vom Molekulargewicht des Polyesters, ausgedrückt duroh seine spez. Viskosität, ab. Wie bei allen anderen thermoplastischen Kunststoffen nimmt auch beim Polyäthylen« terephthalat die Schlagzähigkeit mit steigendem Molekulargewicht zu. Sie erreicht Jedoch nicht die hohen Werte, wie man sie von anderen hochwertigen Kunststoffen wie beispielsweise PoIytrioxan her kennt.

Es wurde nun gefunden, daß Polyesterformmassen, die aus Polyestern aus 1.4-Dimethylolcyolohexan und Terephthalsäure bestehen und gegebenenfalls Nukleierungsmittel enthalten, hervorragende Eigenschaften haben.

Dieses PoIy-(I.4-Dimethylolcyclohexanterephthalat) erhält man duroh Polykondensation von beispielsweise Dimethylterephthalat und l^-Dimethylolcyclohexan. Für die Polykondensation können die Ubliohen Katalysatoren wie beispielsweise ΚΆ/Ψί(OBu)g__7 eingesetzt werden.

Im Hinblick auf die Schlagzähigkeit des FormLings ist es vorteilhaft, von einem Polyester auszugehen, dessen reduzierte spezifische Viskosität (gemessen l£ig in einen Gemisch aus 60 Teilen Phenol und 40 Teilen Tetrachloräthan bei 25°C) zwischen 0,7 bis 1,5 dl/g, vorzugsweise 0,9 - 1*2 dl/g beträgt.

Die erfindungsgeraäSen Polyesterformmassen haben unerwartet eine hohe Schlagzähigkeit bei Erhaltung guter Wert· für Härte und Abriebfestigkeit.

Bei'der Verarbeitung muß darauf geachtet werden» daß der Polyester nicht in merklicher Welse abgebaut wird. Das wird daduroh erreioht, daß man das Polyestergranulat scharf vortrocknet und auoh während der Verarbeitung dafür sorgt, daß Feuchtigkeit ausgeschlossen bleibt. Im allgemeinen «ollte daa zu verarbeitende Material einen Feuchtigkeitsgehalt von weniger als 0,02 Oew.-jf aufweisen.

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Um ForrngegenstSnde alt einer ausreißenden Dimensionsstabilität aus Poly-Cl.^-Dimethylolcyclohexanterephthalat) herzustellen, ist es zweckmäßig, dem Polykondensat Nukleierungsmittel zuzusetzen. Geeignete Nukleierungsmittel sind anorganische Stoffe wie Titandioxyd, Ruß, Salze von Erdalkalimetallen wie Calciumkarbonat, feinverteilte Metalle, Talkum u.a. Ferner können polymere Substanzen wie beispielsweise Poly-4-methylpenten oder Copolymerisate aus Äthylenjund JUsrylsäure zum Nukleieren eingesetzt werden. Auch Mischungen dieser istoTJeT^egebenenf al Is in Verbindung mit organischen Substanzen wie beispielsi Phthalimid oder Durol können mit Erfolg verwendet werden.

Es ist zweckdienlich« Nukleierungsmittel, soweit sie in fester unlöslicher Fora vorliegen. In einer Teilchengröße von etwa 0,3 - 5 Vl einzusetzen. Die Menge der keimbildenden Stoffe hängt von der Art dieser Substanzen, deren Teilchengröße und Teilchenverteilung ab. Im allgemeinen werden 0,05 - 0,4 Gew.-% benötigt.

Das Nukleierungsmittel kann an verschiedenen Stellen der Herstellung zugesetzt werden. Man kann es bereits während der Voroder Polykondensation zufügen oder auch nach der Kondensation in geeigneter Form auf das Polyestergranulat aufbringen.

Das PoIy-(I.^-Dieethylolcyclohexanterephthalat) wird bei Temperaturen oberhalb dex Schmelzpunktes, vorzugsweise bei 285 - 290⁰C vorteilhaft verspritzt. Es ist von Bedeutung, daß das Formmaterial in Hinblick auf einen möglichen Abbau des Polyesters nicht mx lange in der Spritzgußmaschine verbleibt. Die Formtemperatur nuß bein Spritzgießen auf Temperaturen von 120 -170⁰C gehalten werden, damit eine ausreichende Kristallisation des Polyesters in relativ kurzer Zeit erfolgt. Unter einer ausreichenden Kristallisation wird der Kristallisationsgrad ver-

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standen, bei dem duroh anschließendes Tempern des Formlinge keine wesentliche Nachkristallisation mehr stattfindet. Dadurch ist gewährleistet, daß der Formgegenstand nach der Entformung dimensionsstabil bleibt.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhält man aus Poly-(1.4-Dimethylolcyclohexanterephthalat) beispielsweise Spritzgußplatten, die bei einer Formstandzeit von 25 see. eine Dichte von 1.217 g/cnr aufweisen.

Wie der im Folgenden beschriebene Falltest zeigt, sind diese Platten solchen aus Polyäthylenterephthalat im Hinblick auf Schlagzähigkeit weit überlegen:

Testplatten aus Polyäthylenterephthalat und Poly-(1.4-Diraethylolcyclohexanterephthalat) der Abmessung 60 χ 60 χ 2 mm wurden einer Sohlagbeanspruohung derart ausgesetzt, daß man einen auf einer reibungsarmen Schiene gleitenden Fallkörper aus verschiedenen Höhen senkrecht auf die in einen Rahmen eingespannte Platte fallen ließ. Die verschiedenen Höheneinstellungen unterschieden sich um jeweils 25 cm. Der Fallhammer hatte ein Gewicht von 500 gr. Sein Aufschlagspunkt bildete eine Halbkugel mit einem Radius von 10 mm.

Die Testplatten aus Polyäthylenterephthalat zerbrachen im Versuch zu 20 % bei einer Fallhöhe von 50 cm. Entsprechend hergestellte Platten auf Basis des erfindungsgemäßen Spritzgußmaterials zeigten erst bei einer Fallhöhe von 175 cm •inen Bruchteil von 20 %„ Geringere Fallhöhen überstanden diese Platten ohne jede Beschädigung.

Die folgenden Beispiel· sollen die beanspruchte Erfindung näher erläutern:

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Beispiel:

100 Tie. PoIy-(I.^-Dimethylolcyclohexanterephthalat) in Granulat form mit einer red.spez. Viskosität von 0,9 dl/g, wurden in einem

Rotationsverdampfer bei einem Vakuum von 0,5 nun bei 28o°C

7 Stunden lang naohkondenslert. Das erhaltene Produkt, dessen red. spez. Viskosität nun 1,1 betrug, wurde mit 0,26 TIe.

China Clay Dinkie A während 2 Stunden unter Stickstoffatmoephäre

gerollt. Das so nukleierte Granulat wurde naoh Panleren mit 0,4 Tl. eines Paraffins vom Tropfpunkt 56°C bei einer Temperatur von 285⁰C in einem Extruder umgranuliert. Der Wassergehalt dieses

Polyesters betrug nach der Granulierung weniger als 0,01 Gew.~#. Dieses Produkt wurde auf einer SpritzguSmasohine unter völligem Feuchtigkeitsausschluß zu Platten der Abmessung 60 χ 60 χ 2 mm

verspritzt. Die Temperaturen in der Spritzgußmaschine lagen bei diesem Versuch in der Einführungszone bei 286⁰C und an der

Düse bei 28o°C. Die Form wurde auf 150⁰C gehalten. Bei einer

konst. Spritzzeit von 15 see. wurden die Formstandzeiten von 35 see. bis herab zu 5 see. variiert, wobei in allen Fällen völlig plane, gut durchkristallisierte Platten erhalten werden konnten.

Die Dichte bei einer Formstandzeit von 35 see. betrug 1,219 g/onr.

Beim oben skizzierten Schlagversuoh brachen 20 % der Pl*tten erst bei einer Fallhöhe von 175 cm.

Vergleichsbeispiel

Anstelle des erfindungsgemäßen Polyesters wurde Polyäthylenterephthalat mit einer red.spez. Viskosität von 0,9 der Nachkon« densatlon unterworfen. Das resultierend* Produktfait einer red. spez. Viskosität von 1,5 wurde nach gleicher Behandlung, wie im erfindungsgemäßen Beispiel beschrieben, zu Platten verspritzt. Die red. spez. Viskosität der Spritzlinge betrug 1,35· Diese Platten brachen im beschriebenen Fallvereuch zu 20 % bei einer Fallhöhe von 50 cm.

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Claims

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Patentanspruchs

Thermoplastische Polyesterformmassen, dadurch gekennzeichnet, daß als Polyester PoIy^ (l.^-Dimethylolcyclohejcantefrephthalat) eingesetzt und gegebenenfalls Nukleierungsmlttel augesetzt werden.

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