DE19882168B4

DE19882168B4 - Polyacetalharzzusammensetzung

Info

Publication number: DE19882168B4
Application number: DE19882168T
Authority: DE
Inventors: Hideyuki Ariyasu; Hironori Tsuji
Original assignee: Asahi Kasei Corp; Asahi Kasei Chemicals Corp; Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Corp
Priority date: 1997-03-07
Filing date: 1998-03-06
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2018-03-07
Also published as: DE19882168T1; WO1998039387A1; US6262165B1; JP3177606B2

Abstract

Polyacetalharzzusammensetzung, enthaltend (A) 100 Gew.-teile eines Polyacetalharzes, (B) 1,0–30 Gew.-teile eines elektrisch leitendes Rußes und (C) 1,0–30 Gew.-teile einer Kohlenstoffaser, ausgenommen eine durch Dampfabscheidung erhaltene Kohlenstoffaser, mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 120–350 μm und einem Faserdurchmesser von 4-20 μm.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Polyacetalharzzusammensetzung, die sich in bezug auf elektrische Leitfähigkeit, mechanische Eigenschaften und Entformbarkeit hervorragend verhält. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung dieser Zusammensetzung. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Polyacetalharzzusammensetzung, die für Kraftfahrzeugteile verwendet wird, sowie Formkörper.
Hintergrund der Erfindung
Polyacetalharze werden in breitem Umfang als Komponenten von Kraftfahrzeugteilen, elektronischen und elektrischen Teilen und Betriebsteilen oder äußeren Teilen von anderen gewerblichen Vorrichtungen verwendet, und zwar aufgrund ihrer hervorragenden Beschaffenheit in bezug auf mechanische Festigkeit, Kriecheigenschaften, Gleiteigenschaften und elektrische Eigenschaften. Wenn jedoch Polyacetalharze als Komponenten in Haltematerialien (Klammern) für Treibstoffpumpvorrichtungen im Inneren von Tanks verwendet werden, wie sie beispielsweise in JP-A-8-279373 beschrieben sind, muß das Harz gleichzeitig folgende Eigenschaften aufweisen: elektrische Leitfähigkeit, um eine statische Aufladung durch Kontakt mit dem Treibstoff zu verhindern, eine hohe mechanische Festigkeit zum Betrieb bei hohem Pumpendruck und eine hervorragende Entformbarkeit zum problemlosen Heraussnehmen von durch Spritzgießen erzeugten Formkörpern aus Formen komplizierter Gestalt.
Die nachstehend aufgeführten Druckschriften befassen sich mit Polyacetalharzen mit verbesserter elektrischer Leitfähigkeit.
JP-A-63-210162 beschreibt eine Zusammensetzung, die ein Polyoxymethylenharz, einen speziellen Ruß und eine Epoxyverbindung enthält; jedoch weist diese Zusammensetzung nur verbesserte antistatische Eigenschaften, aber keine verbesserten mechanischen Eigenschaften auf.
JP-A-49-37946 beschreibt Zusammensetzungen, die ein Polyacetalharz mit einem Gehalt an einer kohleartigen Kohlenstoffaser enthält, und erwähnt in den Beispielen, daß die Faserlänge der Kohlenstoffaser in Spritzgießprodukten im Bereich von 0,10 bis 0,20 mm liegt und sich die elektrische Leitfähigkeit mit einem steigenden Gehalt an Kohlenstoffasern verbessert. Ferner führt diese Druckschrift aus, daß die mechanische Festigkeit, der Elastizitätsmodul und die Reibungseigenschaften der Zusammensetzungen gleich oder besser sind als die Eigenschaften von Polyacetal. Jedoch weisen diese Zusammensetzungen eine hohe Anisotropie auf. Bei Verarbeitung durch Spritzgießen (insbesondere wenn sie zu relativ großen Gegenständen, z.B. zu Halteteilen (Klammern) für Brennstoffpumpvorrichtungen, die im Inneren von Tanks verwendet werden, eingesetzt werden) zeigen sie ein ungleichmäßiges Schrumpfverhalten in der Form, was zu Klemmerscheinungen in der Form und zu einer Beeinträchtigung der Entformbarkeit führt.
JP-A-62-267351 beschreibt eine Polyacetalharzzusammensetzung, die ein, zwei oder mehr Kohlenstoffmaterialien, die unter Ruß, Kohlenstoffasern und Graphit ausgewählt sind, in einer Menge von 0,1–30 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, und eine, zwei oder mehr Verbindungen, die unter Alkalimetallverbindungen und Erdalkalimetallverbindungen ausgewählt sind, in einer Menge von 0,0005–2 Gew.-%, bezogen auf die gesamte Zusammensetzung, enthält. Diese Druckschrift führt aus, daß die Wärmestabilität des Polyacetalharzes, das die Kohlenstoffmaterialien enthält, durch Zugabe der Alkalimetallverbindungen und/oder der Erdalkalimetallverbindungen verbessert wird, es finden sich jedoch keine Beispiele, bei denen diese Bestandteile in Kombination verwendet werden. Außerdem werden die hervorragenden Wirkungen, die insgesamt in bezug auf elektrische Leitfähigkeit, mechanische Eigenschaften und Entformbarkeit erfindungsgemäß erzielt werden, nicht erwähnt.
JP-A-6-240049 beschreibt eine thermoplastische Harzzusammensetzung, die eine Kohlenstoffaser von 1–6 μm Durchmesser in einer Menge von 3–30 Gew.-% im thermoplastischen Harz und Ruß in einer Menge von 0–20 Gew.-% im thermoplastischen Harz enthält. Als thermoplastisches Harz wird ein Polyoxymethylenharz erwähnt. Dafür finden sich Beispiele, wobei aber sämtliche Beispiele nur Kohlenstoffasern als Kohlenstoffmaterial verwenden. Somit werden natürlicherweise die erfindungsgemäß erzielten Wirkungen nicht dargelegt.
JP 01272656 A als Patent Abstract of Japan offenbart eine Polyoxymethylenharzzusammensetzung, die für verschiedene mechanische Teile geeignet ist, und die aus Polyoxymethylenharz, Kohlenstoffasern mit einem Durchmesser von 4–20 μm und einem anorganischen Füllstoff, z.B. Ruß, aufgebaut ist. Die Oberfläche der Kohlenstoffasern ist mit Polyurethanharz beschichtet.
JP 02077442 A als Patent Abstract of Japan offenbart eine elektrisch leitfähige thermoplastische Harzzusammensetzung, welche Ruß, Kohlenstoffasern, die über ein Gasphasenverfahren hergestellt wurden, und elektrisch leitfähigen Ruß umfaßt.
Zusammenfassende Darstellaug der Erfindung
Als Ergebnis umfangreicher Forschungsbemühungen der Erfinder mit dem Ziel, Polyacetalharzzusammensetzungen bereitzustellen, die sich in bezug auf elektrische Leitfähigkeit, mechanische Eigenschaften und Entformbarkeit hervorragend verhalten, sowie durch Formgebung dieser Polyacetalharzzusammensetzungen erhaltene Formkörper bereitzustellen (insbesondere als Kraftfahrzeugteile), wurde festgestellt, daß sich die vorstehenden Ziele erreichen lassen, indem man ein Polyacetalharz, einen elektrisch leitenden Ruß und eine Kohlenstoffaser von 120-350 μm durchschnittlicher Faserlänge und gegebenenfalls ein Gleitmittel verwendet.
Somit betrifft die vorliegende Erfindung eine Polyacetalharzzusammensetzung, die folgendes enthält: (A) 100 Gew.-teile eines Polyacetalharzes, (B) 1,0–30 Gew.-teile eines elektrisch leitendes Rußes und (C) 1,0–30 Gew.-teile einer Kohlenstoffaser, ausgenommen eine durch Dampfabscheidung erhaltene Kohlenstoffaser, mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 120–350 μm und einem Faserdurchmesser von 4–20 μm und gegebenenfalls 0,001–5 Gew.-teile eines Gleitmittels.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung der Polyacetalharzzusammensetzung, wobei das Verfahren folgendes umfaßt: das Schmelzen des Polyacetalharzes, das gleichzeitige Zugeben von 1,0–30 Gew.-teilen des elektrisch leitenden Rußes und von 1,0–30 Gew.-teilen der Kohlenstoffaser zu 100 Gew.-teilen des geschmolzenen Polyacetalharzes und das Verkneten der Bestandteile.
JP 01272656 A als Patent Abstract of Japan offenbart eine Polyoxymethylenharzzusammensetzung, die für verschiedene mechanische Teile geeignet ist, und die aus Polyoxymethylenharz, Kohlenstoffasern mit einem Durchmesser von 4–20 μm und einem anorganischen Füllstoff, z.B. Ruß, aufgebaut ist. Die Oberfläche der Kohlenstoffasern ist mit Polyurethanharz beschichtet.
JP 02077442 A als Patent Abstract of Japan offenbart eine elektrisch leitfähige thermoplastische Harzzusammensetzung, welche Ruß, Kohlenstoffasern, die über ein Gasphasenverfahren hergestellt wurden, und elektrisch leitfähigen Ruß umfaßt.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung die Verwendung der vorstehenden Zusammensetzung zur Herstellung von Formkörpern, insbesondere in Form von Kraftfahrzeugteilen.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung verwendeten Polyacetalharze umfassen Oxymethylen-Homopolymere, die durch Polymerisation von Formaldehyd hergestellt worden sind, oder cyclische Oligomere, wie Trioxane, bei denen es sich um Trimere von Formaldehyd handelt, oder Tetraoxane, bei denen es sich um Tetramere von Formaldehyd handelt, wobei anschließend die Enden der erhaltenen Polymeren mit einer Ethergruppe oder einer Estergruppe verkappt worden sind, sowie Oxymethylen-Copolymere, die durch Copolymerisation von Formaldehyd, Trioxanen oder Tetraoxanen mit cyclischen Ethern, wie Ethylenoxid, Propylenoxid, 1,3-Dioxolan und 1,4-Butandiolformal, erhalten worden sind; diese Oxymethylen-Homopolymeren oder -Copolymeren, in die eine vernetzende oder eine verzweigte Molekülkette eingeführt worden ist; und Oxymethylen-Blockcopolymere, die ein eine Oxymethyleneinheit umfassendes Segment und ein Segment einer davon unterschiedlichen Komponente, deren Ende mit einer Ethergruppe oder einer Esterbindung verkappt ist, umfassen. Bevorzugt werden Oxymethylen-Homopolymere und Oxymethylen-Copolymere, die unter Verwendung von Ethylenoxid oder 1,3-Dioxolan als Comonomerkomponente erhalten worden sind. Besonders bevorzugt werden Oxymethylen-Copolymere, die durch Verwendung von Ethylenoxid oder 1,3-Dioxolan als Comonomerkomponente erhalten worden sind.
Der Schmelzindex (nachstehend als "MI" bezeichnet) der Polyacetalharze unterliegt keinen Beschränkungen, ist aber vorzugsweise so beschaffen, daß die Harze die üblichen Formgebungsvorgänge aushalten und die bei Polyacetalharzen naturgegebene mechanische Festigkeit aufweisen. In der erfindungsgemäßen Zusammensetzung beträgt der MI-Wert vorzugsweise 0,1-200 g/10 min und insbesondere 0,1-120 g/min. Der Schmelzindex wird dabei gemäß ASTM-D1238 bei einer Temperatur von 190°C und unter einer Last von 2160 g gemessen und in der Einheit g/10 min angegeben.
Der erfindungsgemäß verwendete, elektrisch leitende Ruß unterliegt keinen Beschränkungen. Vorzugsweise handelt es sich aber um Ruße, die eine kleine Teilchengröße oder eine große Oberfläche pro Gewichtseinheit aufweisen und in einer Kettenstruktur entwickelt worden sind.
Die Oberfläche pro Gewichtseinheit eines elektrisch leitenden Rußes wird üblicherweise unter Absorption von Dibutylphthalat-Öl (nachstehend als "DBP"-Öl bezeichnet) gemessen. Erfindungsgemäß wird ein elektrisch leitender Ruß mit einer Absorption von DBP-Öl von 200 ml/100 g oder mehr bevorzugt. Diese Absorption von DBP-Öl stellt ein Maß dar, das den Grad der Strukturentwicklung von Ruß anzeigt. Mit zunehmender Strukturentwicklung steigen die Absorption von DBP-Öl und die elektrische Leitfähigkeit. Die Absorption von DBP-Öl läßt sich feststellen, indem man eine gegebene Menge an Ruß, die mit einem Knetmischer bewegt wird, unter Verwendung einer automatischen Bürette mit DBP titriert. Wenn bei dieser Titration die DBP-Absorption durch Füllung der Hohlräume des Rußes mit DBP ein Maximum erreicht, nimmt ein Pulver, das sich vorher freifließend verhielt, einen halbplastischen Zustand an, wobei es zu einem abrupten Anstieg des Drehmoments im Kneter kommt. Die Menge (ml) an DBP pro 100 g Ruß, die bis zu diesem Zeitpunkt benötigt wird, wird gemessen und als DBP-Absorption (ml/100 g) aufgezeichnet. Diese DBP-Absorption gilt als Strukturindex gemäß ASTM D2415-65 T.
Bei den in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung bevorzugten elektrisch leitenden Rußen handelt es sich beispielsweise um Ketzen Black EC (Produkt der Fa. Lion Akzo Co., Ltd; DBP-Absorption 380 ml/100 g), Ketzen Black ECDJ-600 (Produkt der Fa. Lion Akzo Co., Ltd; DBP-Absorption 480 ml/100 g), Printex XE2 (Produkt der Fa. Degussa Inc.; DBP-Absorption 370 ml/100 g) und dergl.
Hinsichtlich der Qualität der Kohlenstoffasern gibt es keine Beschränkungen. Es können beliebige kohleartige, graphitartige und andere Kohlenstoffasern verwendet werden, wobei aber kohleartige Fasern bevorzugt werden und durch Dampfabscheidung erhaltene Kohlenstoffasern ausgenommen sind. Zu den Ausgangsmaterialien für Kohlenstoffasern gehören Reyon, Polyacrylnitril und dergl. Da es aber diesbezüglich keine Beschränkungen gibt, können aus beliebigen Ausgangsmaterialien hergestellte Kohlenstoffasern verwendet werden. Ferner können die Kohlenstoffasern beliebigen Oberflächenbehandlungen unterworfen werden, sofern dadurch die erfindungsgemäß gestellten Ziele nicht behindert werden. Vorzugsweise werden die Kohlenstoffasern einer Oberflächenbehandlung mit üblichen Schlichtemitteln unterworfen. Hinsichtlich der Form der Kohlenstoffaser gibt es keine Beschränkungen. Es können Fasern beliebiger Formen verwendet werden, z.B. lange Fasern, Spinnkabelfasern, kurze Fasern, die auf verschiedene Längen zugeschnitten sind, oder gemahlene Fasern, wobei die durchschnittliche Faserlänge 120–350 μm beträgt. Die Durchmesser der Kohlenstoffasern betragen 4–20 μm.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung befaßt sich ferner mit der bevorzugten durchschnittlichen Faserlänge der in einer Polyacetalharzzusammensetzung, die ein Polyacetalharz, einen elektrisch leitenden Ruß und eine Kohlenstoffaser enthält, dispergierten Kohlenstoffasern sowie mit dem Mischungsverhältnis dieser Komponenten und dem Verfahren zum Mischen der Komponenten.
Ein Gemisch aus einem Polyacetalharz und einer erfindungsgemäß definierten Kohlenstoffaser erweist sich als hervorragend in bezug auf elektrische Leitfähigkeit und mechanische Eigenschaften. Die elektrische Leitfähigkeit nimmt tendentiell mit steigendem Anteil der Kohlenstoffasern zu. Wenn jedoch durch Spritzgießen ein relativ großer Formkörper hergestellt wird, zeigt dieses Gemisch aufgrund seiner Anisotropie in der Form ein ungleichmäßiges Schrumpfverhalten und weist somit eine schlechtere Entnehmbarkeit aus der Form (Entformbarkeit) auf. Diese Entformbarkeit hängt vom Anteil der Kohlenstofffasern ab und wird mit zunehmendem Anteil an Kohlenstoffasern beeinträchtigt. Um diesen Nachteil zu überwinden, scheint es offensichtlich zu sein, daß durch Zugabe von elektrisch leitendem Ruß in großen Mengen die elektrische Leitfähigkeit verbessert wird und sich durch eine Verringerung des Anteils an Kohlenstoffasern eine gute Entformbarkeit ergibt. Jedoch hätte im Fall einer Polyacetalharzzusammensetzung, die ein Polyacetalharz unter Zusatz von elektrisch leitendem Ruß und Kohlenstoffasern umfaßt, ein Fachmann niemals erwartet, daß es nicht auf die Art und die Menge der in der Zusammensetzung dispergierten Komponenten ankommt, sondern daß die durchschnittliche Faserlänge der dispergierten Kohlenstoffasern in starkem Maße die elektrische Leitfähigkeit beeinflußt. Es ergibt sich bei einer durchschnittlichen Faserlänge im Bereich von 120–350 μm eine hervorragende Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit.
Es hat sich herausgestellt, daß es bei einer durchschnittlichen Faserlänge von weniger als 120 μm zu einer beträchtlichen Abnahme des Biegemoduls und der Zugfestigkeit kommt. Wenn die durchschnittliche Faserlänge 350 μm übersteigt, wird die elektrische Leitfähigkeit in erheblichem Maße beeinträchtigt. Die Gründe hierfür sind nicht vollständig aufgeklärt, jedoch bewirkt der elektrisch leitende Ruß eine Abnahme der Affinität zwischen den Kohlenstoffasern und einem Polyacetalharz, woraus sich vermutlich eine Verringerung der Festigkeit ergibt. Wenn ferner die Kohlenstoffasern eine kurze Faserlänge aufweisen, so sinkt der Widerstand gegen Kräfte von außen. Bei zu langen Kohlenstoffasern kommt es vermutlich zu einer Beeinträchtigung der elektrischen Leitfähigkeit entweder aufgrund einer Behinderung der Strukturentwicklung des elektrisch leitenden Rußes oder aufgrund einer Abnahme der Anzahl der Fasern pro Volumeneinheit. Die durchschnittliche Faserlänge der Kohlenstoffasern liegt vorzugsweise im Bereich von 150–300 μm.
Das Verfahren zur Einstellung der durchschnittlichen Faserlänge der Kohlenstoffasern umfaßt beispielsweise ein Verfahren, bei dem man Kohlenstoffasern verwendet, deren Länge gleich gemacht worden ist, und ein Verfahren, bei dem man die Faserlänge der Kohlenstoffasern in der Zusammensetzung auf die erfindungsgemäße Faserlänge einstellt, indem man die Extrusionsbedingungen, z.B. das Schneckenmuster und die Drehzahl der Extruderachse einstellt, wobei man als Ausgangsmaterialien handelsübliche Kohlenstoffasern von mehreren Millimeter Länge verwendet. Jedoch gibt es diesbezüglich keine Beschränkungen.
Die durchschnittliche Faserlänge wird erfindungsgemäß nach dem folgenden Verfahren gemessen.
0,5 g eines Formkörpers oder einer Pelletprobe werden in 100 ml Hexafluorisopropanol von Raumtemperatur gelöst. Der feste Teil der Kohlenstoffasern, der im wesentlichen nicht gelöst worden ist, wird mit einem Glasfilter mit einer Porengröße von 10–16 μm abfiltriert und gewonnen. Anschließend werden 10 vergrößerte Photographien (Vergrößerung 30×) von etwa 100 Kohlenstoffasern, die als eine Einheit auf einem Glasobjektträger gewonnen worden sind, mit einem Transmissionslichtmikroskop aufgenommen. Die Photographien werden einer Analyse auf nadelförmige Bestandteile unter den Bedingungen einer Probennahmezahl von etwa 700–1000 mit einem Bildanalysator (IP-1000, Produkt der Fa. Asahi Kasei Kogyo K. K.) unterworfen, wodurch man die durchschnittliche Faserlänge erhält.
Die Menge des elektrisch leitenden Rußes muß erfindungsgemäß im Bereich von 1,0–30 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes liegen. Vorzugsweise beträgt sie 2,0–20 Gew.-teile und insbesondere 2–10 Gew.-teile. Liegt der Anteil unter 1,0 Gew.-teil, so läßt sich eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit nicht erreichen. Übersteigt der Anteil 30 Gew.-teile, so wird die naturgegebene Funktion des Polyacetalharzes beeinträchtigt.
Der Anteil der Kohlenstoffasern muß erfindungsgemäß im Bereich von 1,0–30 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes liegen. Vorzugsweise beträgt er 2,0–20 Gew.-teile und insbesondere 2–10 Gew.-teile. Liegt der Anteil unter 1,0 Gew.-teil, so lassen sich ausreichende mechanische Eigenschaften nicht erzielen. Übersteigt der Anteil 30 Gew.-teile, so stellt sich die verbesserte mechanische Wirkung nicht mehr ein. Außerdem ist ein solcher Anteil aus wirtschaftlichen Gründen nicht bevorzugt.
Das auf das Gewicht bezogene Zusammensetzungsverhältnis (B):(C) des elektrisch leitenden Rußes (B) und der Kohlenstoffaser (C) beträgt 2:8 bis 8:2, vorzugsweise 3:7 bis 7:3 und insbesondere 4:6 bis 6:4.
Das Mischen des Polyacetalharzes mit dem elektrisch leitenden Ruß und den Kohlenstoffasern wird vorzugsweise durch Schmelzkneten unter Verwendung eines bekannten Extruders durchgeführt. Als Extruder können beliebige bekannte Extruder verwendet werden, z.B. Einzelschneckenextruder und Doppelschneckenextruder, wobei aber Doppelschneckenextruder bevorzugt werden. Während des Schmelzknetvorgangs ist es erforderlich, gleichzeitig den elektrisch leitenden Ruß und die Kohlenstoffasern dem Polyacetalharz, das auf Schmelztemperatur gehalten wird, zuzusetzen, wonach sich der Knetvorgang anschließt. Speziell wird das Polyacetalharz aus einer Hauptzufuhröffnung des Extruders eingespeist. Der elektrisch leitende Ruß und die Kohlenstoffasern werden gleichzeitig aus einer seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts von der Position, an dem sich das Harz in geschmolzenem Zustand befindet, vorgesehen ist, zugesetzt, wonach sich der Mischvorgang anschließt.
Die folgenden Verfahren sind nicht bevorzugt: Ein Verfahren unter Zugabe des Polyacetalharzes, des elektrisch leitenden Rußes und der Kohlenstoffasern durch die Hauptzufuhröffnung, wobei diese Bestandteile gemeinsam vermischt werden; ein Verfahren zur Zugabe des Polyacetalharzes und des elektrisch leitenden Rußes durch die Hauptzufuhröffnung und zur Zugabe der Kohlenstoffasern durch die seitliche Zufuhröffnung; und ein Verfahren zur Zugabe des Polyacetalharzes und der Kohlenstoffasern durch die Hauptzufuhröffnung und zur Zugabe des elektrisch leitenden Rußes durch die seitliche Zufuhröffnung. Diese Verfahren werden nicht bevorzugt, da dabei die erwünschte Beschaffenheit in bezug auf elektrische Leitfähigkeit und mechanische Eigenschaften nicht erreicht werden können.
Die Schmelzknettemperatur kann in einem Bereich über dem Schmelzpunkt des Polyacetalharzes und unter der Temperatur, bei der eine Zersetzung des Polyacetalharzes zum Zeitpunkt des Schmelzknetens eintritt, gewählt werden. Vorzugsweise beträgt der Bereich 200–240°C. Liegt die Temperatur unter 200°C, so entwickelt sich die Struktur des elektrisch leitenden Rußes nur unter Schwierigkeiten und eine ausreichende elektrische Leitfähigkeit läßt sich nicht erzielen. Liegt die Temperatur über 240°C, so zersetzt sich das Polyacetalharz, was zu einer Verringerung der mechanischen Festigkeit führt. Insbesondere beträgt die Temperatur 220–240°C.
Wenn in der erfindungsgemäßen Zusammensetzung zusätzlich ein Gleitmittel enthalten ist, wird die Entformbarkeit weiter verbessert. Bei den erfindungsgemäß verwendeten Gleitmitteln kann es sich um herkömmliche Gleitmittel handeln, wobei keine Beschränkungen bestehen. Bevorzugt werden Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze von aliphatischen Carbonsäuren, Amidverbindungen, wie Ethylenbisstearylamid, und aliphatische Alkohole, wie Stearylalkohol und Behenylalkohol. Besonders bevorzugt werden Alkalimetallsalze oder Erdalkalimetallsalze von aliphatischen Carbonsäuren. Die Menge des zugesetzten Gleitmittels muß im Bereich von 0,001–5 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes liegen. Liegt die Menge unter 0,001 Gew.-teilen, so läßt sich eine ausreichende Entformbarkeit nicht erzielen. Übersteigt die Menge 5 Gew.-teile, so wird die elektrische Leitfähigkeit durch das Gleitmittel, das aus der Oberfläche der Formkörper austritt, beeinträchtigt.
Für die erfindungsgemäße Zugabe des Gleitmittels werden das Polyacetalharz, der elektrisch leitende Ruß und die Kohlenstoffasern mit einem bekannten Extruder oder dergl. durch Schmelzkneten verarbeitet und anschließend pelletisiert oder verfestigt. Das Gleitmittel kann physikalisch (gegebenenfalls unter Verwendung eines Klebstoffes) an den Pellets oder am verfestigten Produkt haften. Alternativ kann das Gleitmittel mit dem Polyacetalharz, dem elektrisch leitenden Ruß und den Kohlenstoffasern durch Schmelzkneten verarbeitet werden. Jedes dieser Verfahren kann vorzugsweise eingesetzt werden. Im Fall des Einsatzes des Gleitmittels durch Schmelzkneten mit dem Polyacetalharz, dem elektrisch leitenden Ruß und den Kohlenstoffasern ist es bevorzugt, daß das Polyacetalharz, der elektrisch leitende Ruß und die Kohlenstoffaser vorher einem Schmelzknetvorgang unterzogen werden und anschließend dann das Gleitmittel durch Schmelzkneten eingearbeitet wird. Der Grund hierfür ist, daß die Affinität zwischen dem Polyacetalharz und den Kohlenstoffasern dadurch zunimmt und sich die erfindungsgemäße Wirkung steigern läßt.
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung kann ferner üblicherweise für Polyacetalharzzusammensetzungen verwendete Additive enthalten, beispielsweise aminosubstituierte Triazinverbindungen, wie Guanamin (2,4-Diamino-sym-triazin), Melamin (2,4,6-Triamino-sym-triazin), N-Butylmelamin, N-Phenylmelamin, N,N-Diallylmelamin, N,N',N''-Triphenylmelamin, Benzoguanamin (2,4-Diamino-6-phenyl-sym-triazin), 2,4-Diamino-6-methyl-sym-triazin, 2,4-Diamino-6-benzyloxy-sym-triazin, 2,4-Diamino-6-butoxy-sym-triazin, 2,4-Diamino-6-cyclohexyl-sym-triazin, 2,4-Diamino-6-chlor-sym-triazin, 2,4-Diamino-6-mercapto-sym-triazin, 2,4-Dioxy-6-amino-sym-triazin (Ammelit), 2-0xy-4,6-diamino-sym-triazin (Ammelin), N,N',N'-Tetracyanoethylbenzoguanamin und Methylolmelamin; sterisch gehinderte Phenol-Antioxidationsmittel, wie n-Octadecyl-3-(3',5'-di-tert.-butyl-4'-hydroxyphenyl)-propionat, n-Octadecyl-3-(3'-methyl-5'-tert.-butyl-4'-hydroxyphenyl)-propionat, n-Tetradecyl-3-(3',5'-di-tert.-butyl-4'-hydroxyphenyl)-propionat, 1,6-Hexandiol-bis-3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat, 1,4-Butandiol-bis-(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat), Triethylenglykol-bis-(3-(3-tert.-butyl-5-methyl-4-hydroxyphenyl)-propionat), Pentaerythityl-tetrakis-(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionat), 3,9-Bis-(2-(3-(3-tert.-butyl-4-hydroxy-5-methylphenyl)-propionyloxy)-1,1-dimethylethyl)-2,4,8,10-tetraoxaspiro(5,5)undecan, N,N'-Bis-3-(3',5'-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionylhexamethylendiamin, N,N'-Tetramethylen-bis-3-(3'-methyl-5'-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionyldiamin, N,N'-Bis-(3-(3,5-di-tert.-butyl-4-hydroxyphenyl)-propionyl)-hydrazin, N-Salicyloyl-N'-salicylidenhydrazin, 3-(N-Salicyloyl)-amino-1,2,4-triazol und N,N'-Bis-(2-(3-(3,5-dibutyl-4-hydroxyphenyl)-propionyloxy)-ethyl)-oxyamid; UV-Absorber, wie 2-(2'-Hydroxy-5'-methylphenyl)-benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-di-tert.-butylphenyl)-benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-diisoamylphenyl)-benzotriazol, 2-(2'-Hydroxy-3',5'-bis-(α,α-dimethylbenzyl)-phenyl)-benzotriazol und 2-(2'-Hydroxy-4'-octoxyphenyl)-benzotriazol; sterisch gehinderte Amin-Lichtschutzmittel, wie Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-carbonat, Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-oxalat, Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-malonat, Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-adipat, Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-sebacat und Bis-(2,2,6,6-tetramethyl-4-piperidyl)-terephthalat; Polyalkylenglykole, wie Polyethylenglykol; Polymere mit einem Gehalt an mit Formaldehyd reaktivem Stickstoff oder Verbindungen davon, wie Nylon 6,6; anorganische Metallsalze, wie Calciumcarbonat, Calciumchlorid und Calciumhydroxid; und Nukleisierungsmittel, wie Bornitrid. Ferner kann die erfindungsgemäße Zusammensetzung zur Verbesserung der Wärmestabilität gegebenenfalls Epoxyverbindungen enthalten, z.B. Kondensate von Cresol-Novolak und Epichlorhydrin, Trimethylolpropantriglycidylether, Propylenglykoldiglycidylether, Stearylglycidylether, Glycerindiglycidylether, Pentaerythrittetraglycidylether, 2-Methyloctylglycidylether, hydrierter Bisphenol A-digylcidylether, Polypropylenglykoldiglycidylether und Polyethylenglykoldiglycidylether; organische Phosphorverbindungen, wie Triphenylphosphin; und dergl. Diese Additive können dem Polyacetalharz vorher zugesetzt werden oder sie können zum Zeitpunkt des Einarbeitens des elektrisch leitenden Rußes und der Kohlenstoffasern durch Schmelzkneten zugesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Polyacetalharzzusammensetzung kann durch bekannte Formgebungsverfahren, wie sie für Polyacetalharze herangezogen werden, verformt werden. Der Formgebungsvorgang wird vorzugsweise durch Spritzgießen, Extrudieren, Blasverformen, Pressen, gasunterstütztes Spritzgießen und dergl. durchgeführt.
Die erfindungsgemäße Polyacetalharzzusammensetzung erweist sich als ausgezeichnet in bezug auf elektrische Leitfähigkeit, mechanische Eigenschaften und Entformbarkeit. Sie kann für Betriebsteile oder Außenteile von Kraftfahrzeugen, elektrischen oder elektronischen Vorrichtungen und anderen gewerblichen Maschinen verwendet werden. Unter Kraftfahrzeugteilen eignet sie sich besonders für Haltematerialien (Klammern) von in Tanks angeordneten Kraftstoffübertragungspumpen.
Nachstehend wird die vorliegende Erfindung anhand der folgenden Beispiele näher erläutert, wobei die Erfindung jedoch keinesfalls auf diese Beispiele beschränkt ist.
In den Beispielen und Vergleichsbeispielen wurden die durchschnittliche Faserlänge der Kohlenstoffasern, die elektrische Leitfähigkeit, die Zugfestigkeit, der Biegemodul und die Entformbarkeit nach den folgenden Verfahren bewertet.
(1) Durchschnittliche Faserlänge
Etwa 0,5 g eines Formkörpers oder einer Pelletprobe wurden in etwa 100 ml Hexafluorisopropanol von Raumtemperatur gelöst. Kohlenstoffasern, die nicht gelöst und nicht ausgefallen waren, wurden mit einem Glasfilter mit einer Porengröße von 10–16 μm abfiltriert und gewonnen. Anschließend wurden 10 vergrößerte Photographien (Vergrößerung 30×) von etwa 100 Kohlenstoffasern, die als eine Einheit auf einem Glasobjektträger gewonnen worden waren, mit einem Transmissionslichtmikroskop aufgenommen. Die Photographien wurden einer Analyse auf nadelförmige Bestandteile unter den Bedingungen einer Probennahmezahl von etwa 700–1000 mit einem Bildanalysator (IP-1000, Produkt der Fa. Asahi Kasei Kogyo K. K.) unterworfen. Das dabei erhaltenen Zahlenmittel der Länge wurde als durchschnittliche Faserlänge herangezogen.
(2) Elektrische Leitfähigkeit
Die elektrische Leitfähigkeit wurde als spezifischer Volumenwiderstand (Ω cm) angegeben. Der spezifische Volumenwiderstand wurde mit einem ROLESTER HP-Gerät (Produkt der Fa. Mitsubishi Chemical Co., Ltd.) gemessen. Zunächst wurden beide Endstifte eines Viersondeninstruments (ASP- Sonde) auf die Punkte im Zentrum in Breitenrichtung und im Abstand von 40 mm und 55 mm von der Gate-Seite in Längsrichtung eines Prüfkörpers (125 mm × 12,7 mm × 3 mm), das zur Messung des Biegemoduls hergestellt worden war, gedrückt, um dabei den spezifischen Volumenwiderstand zu messen. In gleicher Weise wurden die spezifischen Volumenwiderstände an Punkten von 45 mm und 60 mm, 50 mm und 65 mm, 55 mm und 70 mm sowie 60 mm und 75 mm gemessen. Der Mittelwert der Meßwerte wurde als spezifischer Volumenwiderstand des Prüfkörpers herangezogen.
(3) Zugfestigkeit
Dieser Wert wurde gemäß ASTM D638 gemessen.
(4) Biegemodul
Dieser Wert wurde gemäß ASTM D790 gemessen.
(5) Entformbarkeit
Im Verlauf der Formgebung der Pellets unter Verwendung einer Spritzgießmaschine zur Bildung eines becherförmigen Formkörpers mit einer Höhe von 50 mm, einem Zylinderdurchmesser von 50 mm, einer Bodendicke von 3mm, einer durchschnittlichen Wanddicke des Zylinders von 1,8 mm und einem ungefähren konischen Verlauf von 0,5° wurde beim Ausstoßen des becherförmigen Formkörpers die Last von einer in der Ausstoßplatte eingebauten Lastzelle erfaßt. Der Wert der Last wurde als Entformbarkeitskraft definiert. Je kleiner der Wert der Kraft der Lastzelle ist, desto besser ist die Entformbarkeit.
Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen verwendeten Ausgangsmaterialien und die in den Tabellen 1 und 2 verwendeten Abkürzungen sind nachstehend aufgeführt.
(A) Polyacetalharz

A-1: Polyacetalharz-Coplymeres (TENACK-C4510 (MI-Wert 9,5 g/10 min) Produkt der Fa. Asahi Kasei Kogyo K. K.).

(B) Elektrisch leitender Ruß

B-1: Ketzen Black EC (Handelsbezeichnung für ein Produkt der Fa. Lion Co., Ltd.).

(C) Kohlenstoffaser

C-1: PYROFILL TR066C2E (Handelsbezeichnung für ein Produkt der Fa. Mitsubishi Rayon Co., Ltd); eingestellt auf eine durchschnittliche Faserlänge von 225 μm.
C-2: PYROFILL TR066C2E (Handelsbezeichnung für ein Produkt der Fa. Mitsubishi Rayon Co., Ltd); eingestellt auf eine durchschnittliche Faserlänge von 200 μm.
C-3: PYROFILL TR066C2E (Handelsbezeichnung für ein Produkt der Fa. Mitsubishi Rayon Co., Ltd); eingestellt auf eine durchschnittliche Faserlänge von 180 μm.
C-4: PYROFILL TR066C2E (Handelsbezeichnung für ein Produkt der Fa. Mitsubishi Rayon Co., Ltd); eingestellt auf eine durchschnittliche Faserlänge von 100 μm.
C-5: PYROFILL TR066C2E (Handelsbezeichnung für ein Produkt der Fa. Mitsubishi Rayon Co., Ltd); eingestellt auf eine durchschnittliche Faserlänge von 420 μm.
C-6: PYROFILL TR066C2E (Handelsbezeichnung für ein Produkt der Fa. Mitsubishi Rayon Co., Ltd); eingestellt auf eine durchschnittliche Faserlänge von 6,1 mm.

(D) Gleitmittel

D-1: Calciumstearat

(E) Andere Komponenten

E-1: Epoxyharz vom o-Cresol-Novolak-Typ (Handelsbezeichnung ARALDITE-ECN1299; Produkt der Fa. Asahi-Ciba Co., Ltd.).
E-2: Triphenylphosphin.
E-3: Dicyandiamid.

Beispiel 1
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 230°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 25 mm Durchmesser, der eine seitliche Zufuhröffnung aufwies, wurden 100 Gew.-teile (A-1) aus einer Hauptzufuhröffnung und 5,0 Gew.-teile (B-1) sowie 5,0 Gew.-teile (C-1) aus der seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts vorgesehen war, eingespeist. Diese Materialien wurden mit einer Drehzahl von 100 U/min und einer Ausgabemenge von 10 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Dabei wurden die Bedingungen so eingestellt, daß (A-1) sich an der seitlichen Zufuhröffnung in geschmolzenem Zustand befand. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 2
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß ein gleichmäßiges Gemisch aus 100 Gew.-teilen (A-1) und 0,1 Gew.-teil (E-3) aus der Hauptzufuhröffnung eingespeist wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 3
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß ein gleichmäßiges Gemisch aus 100 Gew.-teilen (A-1) und 1,0 Gew.-teil (E-2) aus der Hauptzufuhröffnung eingespeist wurde und 5,0 Gew.-teile (B-1), 6,0 Gew.-teile (C-2) und 2,0 Gew.-teile (E-1) aus der seitlichen Zufuhröffnung eingespeist wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Beispiel 4
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß 4,0 Gew.-teile der Komponente (C-3) anstelle von 5,0 Gew.-teilen der Komponente (C-1) verwendet wurden. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 1
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Komponente (C-4) anstelle der Komponente (C-1) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle laufgeführt.
Vergleichsbeispiel 2
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Komponente (C-5) anstelle der Komponente (C-1) verwendet wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 3
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Komponente (C-1) nicht zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 4
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 3 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Menge der Komponente (B-1) auf 10 Gew.-teile abgeändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 5
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 1 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Komponente (B-1) nicht zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 6
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Vergleichsbeispiel 3 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Menge der Komponente (C-1) auf 10 Gew.-teile abgeändert wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 7
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 230°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 25 mm Durchmesser, der eine seitliche Zufuhröffnung aufwies, wurden ein gleichmäßiges Gemisch aus 100 g Gew.-teilen (A-1) und 5,0 Gew.-teilen (B-1) aus einer Hauptzufuhröffnung sowie 5,0 Gew.-teile (C-1) aus der seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts vorgesehen war, eingespeist. Diese Materialien wurden mit einer Drehzahl von 100 U/min und einer Ausgabemenge von 10 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Dabei wurden die Bedingungen so eingestellt, daß (A-1) sich an der seitlichen Zufuhröffnung in geschmolzenem Zustand befand. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 8
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 230°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 25 mm Durchmesser, der eine seitliche Zufuhröffnung aufwies, wurden ein gleichmäßiges Gemisch aus 100 g Gew.-teilen (A-1) und 5,0 Gew.-teilen (C-1) aus einer Hauptzufuhröffnung sowie 5,0 Gew.-teile (B-1) aus der seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts vorgesehen war, eingespeist. Diese Materialien wurden mit einer Drehzahl von 100 U/min und einer Ausgabemenge von 10 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Dabei wurden die Bedingungen so eingestellt, daß (A-1) sich an der seitlichen Zufuhröffnung in geschmolzenem Zustand befand. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 9
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 230°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 25 mm Durchmesser wurden (bei geschlossener seitlicher Zufuhröffnung) 100 Gew.-teile (A-1), 5,0 Gew.-teile (B-1) und 5,0 Gew.-teile (C-1) aus einer Hauptzufuhröffnung eingespeist und bei einer Drehzahl von 100 U/min und einer Ausgabemenge von 10 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 5
Die in Beispiel 1 hergestellten Pellets wurden mit Calciumstearat (D-1) in der in Tabelle 2 angegebenen Menge vermischt. Das Gemisch wurde mit einem Taumelmischer gerührt. Die erhaltenen Polyacetalharzzusammensetzungen wurden den gleichen Bewertungen wie in Beispiel 1 unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 6
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 230°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 25 mm Durchmesser, der an zwei Positionen seitliche Zufuhröffnungen aufwies, wurden 90 Gew.-teile (A-1) aus einer Hauptzufuhröffnung und 5,0 Gew.-teile (B-1) sowie 5,0 Gew.-teile (C-1) aus der ersten, seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts vorgesehen war, eingespeist. Ferner wurden aus der zweiten seitlichen Zufuhröffnung 0,05 Gew.-teile (D-1) und 10 Gew.-teile (A-1) eingespeist. Diese Materialien wurden mit einer Drehzahl von 100 U/min und einer Ausgabemenge von 10 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Dabei wurden die Bedingungen so eingestellt, daß (A-1) sich an der seitlichen Zufuhröffnung in geschmolzenem Zustand befand. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der zweiten seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 7
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 220°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 65 mm Durchmesser, der eine seitliche Zufuhröffnung aufwies, wurden 101,1 Gew.-teile eines Gemisches, das durch gleichmäßiges Vermischen von 100 Gew.-teilen (A-1), 0,1 Gew.-teil (E-3) und 1,0 Gew.-teil (E-2) hergestellt worden war, aus einer Hauptzufuhröffnung sowie 5,0 Gew.-teile (B-1), 5,0 Gew.-teile (C-6) und 2,0 Gew.-teile (E-1) aus der seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts vorgesehen war, eingespeist. Diese Materialien wurden mit einer Drehzahl von 250 U/min und einer Ausgabemenge von 200 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Dabei wurden die Bedingungen so eingestellt, daß (A-1) sich an der seitlichen Zufuhröffnung in geschmolzenem Zustand befand. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 8
Die in Beispiel 7 hergestellten Pellets wurden mit Calciumstearat (D-1) in der in Tabelle 2 angegebenen Menge vermischt. Das Gemisch wurde mit einem Taumelmischer gerührt. Die erhaltene Polyacetalharzzusammensetzung wurde den gleichen Bewertungen wie in Beispiel 7 unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 9
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 220°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 65 mm Durchmesser, der an zwei Positionen seitliche Zufuhröffnungen aufwies, wurden 96,1 g Gew.-teile eines Gemisches, das durch gleichmäßiges Vermischen von 95 Gew.-teilen (A-1), 0,1 Gew.-teil (E-3) und 1,0 Gew.-teil (E-2) hergestellt worden war, aus einer Hauptzufuhröffnung sowie 5,0 Gew.-teile (B-1), 5,0 Gew.-teile (C-1) und 2 Gew.-teile (E-1) aus der ersten, seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts vorgesehen war, eingespeist. Ferner wurden aus der zweiten seitlichen Zufuhröffnung 0,1 Gew.-teil (D-1) und 5 Gew.-teile (A-1) eingespeist. Diese Materialien wurden mit einer Drehzahl von 250 U/min und einer Ausgabemenge von 200 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Dabei wurden die Bedingungen so eingestellt, daß (A-1) sich an der seitlichen Zufuhröffnung in geschmolzenem Zustand befand. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der zweiten seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Beispiel 10
Unter Verwendung eines auf eine Zylindertemperatur von 220°C eingestellten Doppelschneckenextruders von 65 mm Durchmesser, der eine seitliche Zufuhröffnung aufwies, wurden 101,1 Gew.-teile eines Gemisches, das durch gleichmäßiges Vermischen von 100 Gew.-teilen (A-1), 0,1 Gew.-teil (E-3) und 1,0 Gew.-teil (E-2) erhalten worden war, aus einer Hauptzufuhröffnung sowie 5,0 Gew.-teile (B-1), 5,0 Gew.-teile (C-6), 2,0 Gew.-teile (E-2) und 0,05 Gew.-teile (D-1) aus der seitlichen Zufuhröffnung, die stromabwärts vorgesehen war, eingespeist. Diese Materialien wurden mit einer Drehzahl von 250 U/min und einer Ausgabemenge von 200 kg/h einem Schmelzknetvorgang unterworfen und sodann pelletisiert. Dabei wurden die Bedingungen so eingestellt, daß (A-1) sich an der seitlichen Zufuhröffnung in geschmolzenem Zustand befand. Eine Vakuumentlüftung wurde unter einem Druck von –400 mmHg mittels einer stromabwärts von der seitlichen Zufuhröffnung vorgesehenen Entlüftungsöffnung durchgeführt. Die Ergebnisse einer Serie von Bewertungen der erhaltenen Pellets sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 10
Es wurde das gleiche Verfahren wie in Beispiel 7 durchgeführt, mit der Ausnahme, daß die Komponente (B-1) nicht zugegeben wurde. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Vergleichsbeispiel 11
Die in Vergleichsbeispiel 10 hergestellten Pellets wurden mit Calciumstearat (D-1) in der in Tabelle 2 angegebenen Menge vermischt. Das Gemisch wurde mit einem Taumelmischer gerührt. Die erhaltenen Polyacetalharzzusammensetzungen wurden den gleichen Bewertungen wie in Vergleichsbeispiel 10 unterworfen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Gewerbliche Verwertbarkeit
Die erfindungsgemäßen Polyacetalharzzusammensetzungen erweisen sich in Bezug auf elektrische Leitfähigkeit, mechanische Eigenschaften und Entformbarkeit als ausgezeichnet. Sie können für Kraftfahrzeugteile, elektronische und elektrische Vorrichtungen sowie als Betriebsteile und äußere Teile von gewerblichen Maschinen verwendet werden. Insbesondere eignen sie sich zur Herstellung von Haltematerialien (Klammern) von im Inneren von Tanks angeordneten Brennstoffübertragungspumpen in Kraftfahrzeugen.

Claims

Polyacetalharzzusammensetzung, enthaltend (A) 100 Gew.-teile eines Polyacetalharzes, (B) 1,0–30 Gew.-teile eines elektrisch leitendes Rußes und (C) 1,0–30 Gew.-teile einer Kohlenstoffaser, ausgenommen eine durch Dampfabscheidung erhaltene Kohlenstoffaser, mit einer durchschnittlichen Faserlänge von 120–350 μm und einem Faserdurchmesser von 4-20 μm.
Polyacetalharzzusammensetzung nach Anspruch 1, ferner enthaltend (D) 0,001-5 Gew.-teile eines Gleitmittels pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes.
Polyacetalharzzusammensetzung nach Anspruch 1 oder 2, wobei es sich beim Polyacetalharz um einen Bestandteil aus der Gruppe Oxymethylen-Homopolymeres, Oxymethylen-Copolymeres und Oxymethylen-Blockpolymeres handelt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der elektrisch leitende Ruß einen DBP-Absorptionswert von mindestens 200 ml/100 g aufweist.
Polyacetalharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der elektrisch leitende Ruß in einer Menge von 2,0–20 Gew.-teilen pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes vorliegt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach Anspruch 5, wobei die Menge des elektrisch leitenden Rußes 2,0–10 Gew.-teile pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes beträgt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die durchschnittliche Faserlänge der Kohlenstoffasern 150–300 μm beträgt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Menge der Kohlenstoffasern 2,0–20 Gew.-teile pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes beträgt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach Anspruch 8, wobei die Menge der Kohlenstoffasern 2,0–10 Gew.-teile pro 100 Gew.-teile des Polyacetalharzes beträgt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der elektrisch leitende Ruß (B) und die Kohlenstoffasern (C) in einem Gewichtsverhältnis (B):(C) von 2:8 bis 8:2 vorliegen.
Polyacetalharzzusammensetzung nach Anspruch 10, wobei das Gewichtsverhältnis (B):(C) des elektrisch leitenden Rußes (B) zu den Kohlenstoffasern (C) 3:7 bis 7:3 beträgt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach Anspruch 11, wobei das Gewichtsverhältnis (B):(C) des elektrisch leitenden Rußes (B) zu den Kohlenstoffasern (C) 4:6 bis 6:4 beträgt.
Polyacetalharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 2 bis 12, wobei es sich beim Gleitmittel um ein Alkalimetallsalz oder ein Erdalkalimetallsalz einer aliphatischen Carbonsäure handelt.
Verfahren zur Herstellung einer Polyacetalharzzusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend das Schmelzen des Polyacetalharzes, das gleichzeitige Zugeben von 1,0–30 Gew.-teilen des elektrisch leitenden Rußes und von 1,0–30 Gew.- teilen der Kohlenstoffaser zu 100 Gew.-teilen des geschmolzenen Polyacetalharzes unter Bildung eines Gemisches und das Verkneten des Gemisches.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Pelletisieren oder Verfestigen des Gemisches unter Bildung eines verfestigten Produkts und das Bewirken einer physikalischen Haftverbindung eines Gleitmittels an dem verfestigten Produkt.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner umfassend das Einarbeiten eines Gleitmittels in das Gemisch durch Schmelzkneten.
Verwendung einer Polyacetalharzzusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 13 zur Herstellung eines Formkörpers.
Verwendung nach Anspruch 17, wobei der Formkörper eine Kraftfahrzeugkomponente ist.
Verwendung nach Anspruch 17 oder 18, wobei der Formkörper ein Haltematerial (Klammermaterial) für eine im Inneren eines Tanks angeordnete Treibstoffpumpenvorrichtung ist.