DE19644718C2

DE19644718C2 - Verfahren zur Herstellung von pigmentierten oder füllstoffhaltigen Formkörpern

Info

Publication number: DE19644718C2
Application number: DE1996144718
Authority: DE
Inventors: Werner Tischer; Burkhard Koehler; Werner Brennig
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1996-10-28
Filing date: 1996-10-28
Publication date: 2000-11-09
Anticipated expiration: 2016-10-29
Also published as: DE19644718A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von pigmentierten oder füllstoff haltigen Formkörpern bei dem Mischungen aus Polymeren und Pigmenten und/oder Füllstoffen direkt in einer Spritzgussmaschine zu Formkörpern verarbeitet werden, wobei Pulver oder Granulate der Stoffe vor dem Spritzgießen kalt vermischt werden und diese Mischung in der Spritzgussmaschine aufgeschmolzen und verarbeitet wird nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bis 3.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 44 43 153 A1 beschreibt die Herstellung von Formkörpern in einer Spritzgussmaschine unter Kaltvermischung und Kompaktierung der Einsatzstoffe, jedoch erreichen die danach hergestellten Formkörper nicht immer eine befriedigende Farbhomogenität selbst wenn, wie in der DE 44 43 153 A1 beschrie ben, statische Mischelemente im Eingangsbereich der Spritzgussmaschine eingesetzt werden.

Die Erfindung hat die Aufgabe, auf einfache Weise pigmentierte und/oder füllstoff haltige Formkörper aus Polymeren herzustellen. Eine schnelle Bereitstellung von Formkörpern aus Polymeren ist z. B. für die Überwachung von Polymer-Produktions prozessen von besonderem Interesse, da nur bei einer schnellen Bereitstellung korri gierend in den Produktionsprozess eingegriffen werden kann. Besondere Bedeutung kommt dabei der Farbechtheit der Probeformkörper zu.

Diese Aufgabe wird durch die in den Patentansprüche 1 bis 3 genannten Merkmale gelöst.

Es wurde nun gefunden, dass sich durch kaltes Mischen der pulverförmigen oder gra nulatförmigen Polymere und Pigmente und/oder Füllstoffe und anschließende Verar beitung in der Spritzgussmaschine, wobei die Temperatur der Einzugszone der Spritz gussmaschine besonders niedrig gehalten wird und der Schnecke der Spritzgussma schine statische Mischelemente nachgeschaltet sind, Formkörper herstellen lassen, die die Nachteile der Formteile nach dem oben beschriebenen Verfahren nicht aufweisen.

Das kalte Mischen der Komponenten kann erfolgen, indem die Komponenten der Mischung als Pulver mit einer Teilchengröße von 0,05 bis 1 mm, bevorzugt von 0,15 bis 0,7 mm, in üblichen mechanischen Mischern oder in Behältern auf Walzenstühlen gemischt werden.

Die Polymerkomponente kann gegebenenfalls auch als Granulat mit einem Teilchen durchmesser von 1 bis 10 mm eingesetzt werden. Die Polymerpulver oder -granulate können auch einen Teil der Pigmente oder Füllstoffe schon enthalten. Es können auch Recyclate oder Produktionsabfälle von Polymeren, die gegebenenfalls schon Pigmente und/oder Füllstoffe enthalten, im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden.

Die Mischung der Komponenten kann auch vor der Spritzguss-Verarbeitung kompak tiert werden.

Die Komponenten können auch vor, während oder nach dem mechanischen Mischen im kalten Zustand mit einem zusätzlichen Verarbeitungshilfsmittel versetzt werden, wobei die Menge an Verarbeitungshilfsmittel zwischen 0,05 und 5 Gew.-% bezogen auf die Gesamtmenge der Mischung beträgt. Als Verarbeitungshilfsmittel werden flüssige organische Substanzen mit einer Viskosität von 5-3000000 cSt, vorzugsweise von 10-50000 cSt, eingesetzt. Beispiele für Verarbeitungshilfsmittel sind Mineralöle, Paraffinöle, Fettsäureester des Glycerins oder des Trimethylolpropans oder des Penta erythrits oder des Ethylenglycols oder des Propylenglycols, Polydimethylsiloxane, Polyethylenglycole, Polypropylenglycole oder gemischte Polyether des Ethylenglycols oder Propylenglycols, Polyisobutylene, Poly butadienöle, Fettsäuren mit einem Molekulargewicht von über 185 g/mol, Dimerfett säuren oder hydrierte Dimerfettsäuren.

Amorphe Thermoplaste die im erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden kön nen, sind beispielsweise ABS, Polystyrol, insbesondere hochschlagzähes Polystyrol (HIPS), SAN-Harze, Polyphenylenoxid, Polycarbonat und PMMA. Vorzugsweise werden ABS und Polycarbonat eingesetzt.

Als Teilkristalline Thermoplaste kommen insbesondere Polyamide, PBT, PET, Poly ethylen und Polypropylen in Frage.

Es können auch Mischungen der genannten Thermoplaste eingesetzt werden.

Die Thermoplaste können gegebenenfalls mit Kautschuken schlagzähmodifiziert sein. Solchen Mischungen können Kompatibilisatoren, wie z. B. Pfropfcopolymere zugesetzt werden.

Den Mischungen können auch UV-Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Entformungs mittel und andere übliche Kunststoffadditive zugesetzt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die danach herge stellten Formkörper eine sehr gute Homogenität aufweisen und dass mit dem erfin dungsgemäßen Verfahren Formkörper, z. B. für Qualitätsprüfzwecke, in sehr kurzer Zeit bereitgestellt werden können.

Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von Spritzgusskunststoffartikeln und von Prüfkörpern zur Produktionsüberwachung und Partieprüfung.

Beispiele

Es werden folgende Thermoplaste eingesetzt:
SAN-Harz: Copolymerisat aus 72 Gew.-% Styrol und 28 Gew.-% Acryl-nitril mit einer Grenzviskosität von 0,55 dl/g (gemessen in DMF, bei 20°C).
Pfropf: Pfropfcopolymerisat von 50 Gew.-% Styrol/Acrylnitril im Gewichtsverhältnis
Styrol: Acrylnitril von 72 : 28 auf 50 Gew.-% eines teilchenförmigen Polybutadienkau tschuks (bimodale Verteilung des Teilchendurchmessers mit Maxima bei 100 nm und 400 nm).

Die Pigmente werden in Form einer Farbvormischung, bestehend aus
0,002 Gewichtsteilen Macrolex Gelb G (Fa. Bayer AG)
0,0425 Gewichtsteilen Bayferrox 120 M (Fa. Bayer AG)
0,0942 Gewichtsteilen Bayferrox 318 M (Fa. Bayer AG)
0,06130 Gewichtsteilen Lichtblau 4 G (Fa. Bayer AG)
10,00 Gewichtsteilen Titan R-FK 3 (Fa. Bayer AG)
0,10 Gewichtsteilen Buy 4067 (Fa. Bayer AG)
und 0,75 Gewichtsteilen Pentaerythrit tetrastearat
eingesetzt.

Die Spritzgussverarbeitung erfolgt auf einer Spritzgussmaschine vom Typ Arburg 221- 55-250 der als statisches Mischelement der Mischer SMK-R (Fa. Sulzer AG) nach geschaltet ist.

Die Spritzgussmaschine ist mit einer 25 D Plastifizierschnecke (Länge 775 mm) mit 6 mm Schersteg ausgerüstet.

Zur Beurteilung der Farbhomogenität wurden Platten der Abmessung 60 × 40 × 2 mm (Farbmusterplättchen) spritzgegossen.

Vergleichsbeispiel 1

Man mischt 86,86 g Pfropf (Pulver), 255,85 g SAN-Harz (gemahlen) und 58,28 g Farb vormischung bei einer Raumtemperatur (25°C) und führt die Spritzgussverarbeitung mit folgendem Temperaturprofil durch:

Die erhaltenen Farbmusterplättchen weisen noch Stippen durch nicht aufgeschlossene Pigmentpartikel auf.

Beispiel 1

Man mischt 86,86 g Pfropf (Pulver), 255,85 g SAN-Harz (gemahlen) und 58,28 g Farb vormischung und führt die Spritzgussverarbeitung mit folgendem Temperaturprofil durch:

Die Farbmusterplättchen sind vollkommen homogen.

Das Beispiel zeigt, dass es durch einfache Spritzgussverarbeitung möglich ist, beson ders farbhomogene Formkörper zu erhalten, wenn die Einzugszone bei niedriger Tem peratur gehalten wird. Die mechanische Belastung bei niedriger Temperatur (unter dem Schmelzpunkt der Polymeren) führt zu einer stärkeren Mahlwirkung und damit zu einer besseren Verteilung der Pigmente.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung von pigmentierten oder füllstoffhaltigen Formkör pern, bei dem Mischungen aus Polymeren und Pigmenten und/oder Füllstoffen direkt in einer Spritzgussmaschine zu Formkörpern verarbeitet werden, wobei Pulver oder Granulate der einzusetzenden Stoffe vor dem Spritzgießen kalt vermischt werden und diese Mischung in der Spritzgussmaschine aufgeschmol zen und verarbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzugszone der Spritzgussmaschine eine Temperatur aufweist, die im Falle der Verarbeitung amorpher Thermoplaste unter der Glastemperatur des amorphen Thermoplasten mit der höchsten Glas temperatur liegt, in jedem Fall aber kleiner oder gleich 100°C ist und dass der Schnecke der Spritzgussmaschine statische Mischelemente nachgeschaltet sind.

2. Verfahren zur Herstellung von pigmentierten oder füllstoffhaltigen Formkör pern, bei dem Mischungen aus Polymeren und Pigmenten und/oder Füllstoffen direkt in einer Spritzgussmaschine zu Formkörpern verarbeitet werden, wobei Pulver oder Granulate der einzusetzenden Stoffe vor dem Spritzgießen kalt vermischt werden und diese Mischung in der Spritzgussmaschine aufgeschmol zen und verarbeitet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einzugszone der Spritzgussmaschine eine Temperatur aufweist, die im Falle der Verarbeitung teilkristalliner Ther moplaste unter dem Schmelzpunkt des am höchsten schmelzenden Thermo plasten liegt, in jedem Fall aber kleiner oder gleich 100°C ist und dass der Schnecke der Spritzgussmaschine statische Mischelemente nachgeschaltet sind.

3. Verfahren zur Herstellung von pigmentierten oder füllstoffhaltigen Formkör pern, bei dem Mischungen aus Polymeren und Pigmenten und/oder Füllstoffen direkt in einer Spritzgussmaschine zu Formkörpern verarbeitet werden, wobei Pulver oder Granulate der einzusetzenden Stoffe vor dem Spritzgießen kalt vermischt werden und diese Mischung in der Spritzgussmaschine aufgeschmol zen und verarbeitet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Einzugszone der Spritzgussmaschine eine Temperatur aufweist, die im Falle der Verarbeitung einer Mischung amorpher Thermoplaste und teilkristalliner Thermoplaste unter der Glastem peratur des amorphen Thermoplasten mit der höchsten Glastemperatur und unter dem Schmelzpunkt des am höchsten schmelzenden teilkristallinen Ther moplasten liegt, in jedem Fall aber kleiner oder gleich 100°C ist und dass der Schnecke der Spritzgussmaschine statische Mischelemente nachgeschaltet sind.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass alle Komponenten als Pulver mit einem Teilchendurchmesser von 0,05 bis 1 mm eingesetzt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Polymerkomponenten als Granulat mit einem Teilchendurchmesser von 1 bis 10 mm eingesetzt werden.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Mischung im kalten Zustand 0,05 bis 5 Gew.-% Verarbeitungshilfsmittel bezo gen auf die Gesamtmenge der Mischung zugesetzt werden.