DE2020478A1 - Thermoplastische Formmassen mit verbesserten dielektrischen Eigenschaften - Google Patents
Thermoplastische Formmassen mit verbesserten dielektrischen EigenschaftenInfo
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Description
Badische Anilin- S- 3 ο da-Fab η κ AG 2020478
Unser Zeichen: O.Z. 26 ?48 Dd/Hu
6700 Ludwigshafen, 24.4.1970
Thermoplastische Formmassen mit verbesserten dielektrischen
Eigenschaften -_
Die Erfindung betrifft thermoplastische Formmassen, denen zur Verbesserung der dielektrischen Eigenschaften Bariumtitanat zugemischt
ist.
Es ist bekannt, daß man thermoplastischen Kunststoffen mineralische
Füllstoffe, wie Glimm-er, Glasfasern, Vliese oder Asbestfasern
zusetzen kann. In den meisten Fällen gelingt es nicht, mehr als etwa 20 # an Füllstoffen einzumischen, ohne daß die
thermoplastische Verarbeitbarkeit und die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffes darunter leiden.
Bariumtitanat hat bekanntlich eine extrem hohe Dielektrizitätskonstante,
die seine Verwendung als Kondensatorisolierstoff nahelegt. Als solcher ist es jedoch nur in beschränktem Maße
praktisch verwendbar, da es in Pulverform vorliegt und sich nicht formen läßt. Auch wenn man Bariumtitanat sintert, erhält
man nur sehr spröde Produkte. · ■
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, thermoplastische Formmassen
mit erhöhter Dielektrizitätskonstante und befriedigenden mechanischen Eigenschaften herzustellen.
Diese Eigenschaften liegen vor bei einem Gemisch aus
A) 80 bis 25 Gewichtsteilen eines thermoplastischen Kunststoffes und
B) 20 bis 75 Gewichtsteilen Bariumtitanat.
Das Gemisch enthält vorzugsweise 50 bis 65 Gewichtsprozent Bariuffltitanat»
Zur Verbesserung der Verarbeitbarkeit enthalten die Gemische
zweckmäßigerweiae
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C) 0,1 bis 2 Gewichtsprozent Metallsalze höherer Fettsäuren.
Die mechanischen Eigenschaften, vor allem die Festigkeit und Steifigkeit der Produkte werden verbessert, wenn die Gemische
D) 5 bis 25 Gewichtsprozent Polyisobutylen mit einem mittleren
Molekulargewicht zwischen 1 000 und 20 000 oder eine Kombination von
E^) 5 bis 25 Gewichtsprozent Polybutadienöl mit einem mittleren
Molekulargewicht von 1000 bis 20 000 und E2) 0,01 bis 2,5 Gewichtsprozent eines Radikalbildners enthalten,
Als Komponente A sind praktisch alle thermoplastischen Kunststoffe,
die durch Homo- oder Copolymerisation von olefinisch ungesättigten Monomeren hergestellt wurden, geeignet. Als Beispiele
seien genannt: Äthylenpolymerisate, Propylenpolymerisate, Vinylchloridpolymerisate, Styrol- und ος-Methylstyrol-Polymerisate,
Styrol/Acrylnitril-Copolymerisate, die mit Elastomeren schlagfest modifiziert wurden, sowie Dien-Polymerisate und Copolymerisate
von Styrol oder >x-Methylstyrol mit Dienen. Besonders
steife Produkte erhält man bei der Verwendung von Thermoplasten mit K-Werten über 80. Bevorzugt verwendet man Polypropylen
mit einer Intrinsic-Viskosität von 6 bis 10 und einem G-Modul,
der kleiner als 3 . 10 dyn/cnr ist.
Die Komponente B ist Bariumtitanat. Seine Herstellung und Eigenschaften
sind beschrieben in der Monographie "Titanium" von J. Barksdale, Ronald Press Comp. N.Y. 1966, s. 11 ff. Es wird
zweckmäßigerweise in feinpulvrigem, trockenem Zustand eingesetzt,
Als Komponente C können Metallsalze höherer Fettsäuren verwendet werden. Vorzugsweise kommen Stearate, wie Magnesium- oder Zinkstearat
in Frage. Sie wirken als Gleitmittel, wobei sie die Extrudierbarkeit der Gemische verbessern und eine homogene Verteilung
des Bariumtitanats im Kunststoff bewirken; außerdem verleihen sie den fertigen Formteilen eine glatte, geschmeidige
Oberfläche. Bei der Verwendung von Polypropylen und Polyvinylchlorid wirken sie darüber hinaus noch ala Stabilisatoren gegen
thermischen Abbau während und auch nach der Verarbeitung.
- 3 -109846/1800
- O.Z. 26
Die Komponente D ist Polyisobutylen. Sie bewirkt ebenfalls eine
homogene Verteilung des Bariumtitanats im Kunststoff.
Die Komponente E hat dieselbe Wirkung wie Komponente D. Sie besteht
aus einer Kombination von E1 Polybutadienölen und E2 Radikalbildnern. Die Polybutadienöle haben ein Molekulargewicht
won 1 000 bis 20 000 und K-Werte zwischen 15 und 60, vorzugsweise zwischen 18 und 25.
Als Radikalbildner sind vorzugsweise solche organische Verbindungen
geeignet, die zwischen 130 und 25O0C in Radikale zerfallen,
beispielsweise Peroxide, wie Dlcumylperoxid oder Dltert.-butylperoxid,
öder Dibenzyle, wie c<, <χ '-Diacidoxy,
o(, ^ ''-Dimethyldibenzyl. Auch metallorganische und organometalloide
Peroxide, wie sie beispielsweise von G. Sosnowsky in Chem. Rev. 5., (1966), S. 529 beschrieben sind, sind geeignet.
Die Radikalbildner bewirken bei ihrem Zerfall eine Vernetzung des Polybutadienöls und darüber hinaus eine Pfropfung des PoIybutadienöls
mit dem Thermoplasten. Daraus resultiert eine zusätzliche "Verfestigung des Gemisches.
Das Herstellen der Formmassen aus den Komponenten kann unter den üblichen Bedingungen mit üblichen Vorrichtungen erfolgen.
Es ist zweckmäßig, die Mischung der Komponenten in einem Mischkneter oder in einer Mischechneckenpresse vorzunehmen, wobei
die Arbeitstemperatur zwischen 160 und 3000G, vorzugsweise zwischen
190 und 2350C, liegen soll.
Die erfindungsgemäßen Formmassen können zusätzlich die üblichen Zusatz- bzw. Hilfsstoffe enthalten, beispielsweise Farbstoffe
und Pigmente, Stabilisatoren, Gleitmittel sowie anorganische Füllstoffe, wie Ruß, Glasfasern, Asbestfasern u. dgl.
Aus den Formmassen können mit Hilfe üblicher Verarbeitungsvorrichtungen,
z.B. beheizter Pressen oder Spritzgußmaschinen, Formteile hergestellt werden. Diese können z.B. als Kondensatorisolieretoffe
zur Herstellung von elektrischen Speicherelementen, aber auch für Spielzeugartikel und Haushaltsgeräte verwendet
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. O.Z. 26
werden. Besonders vorteilhaft können die erfindungägemäßen Formmassen
dort eingesetzt werden, wo hohe Steifigkeit im Temperaturbereich über 1000C und eine extrem hohe Dielektrizitätskonstante
verlangt werden.
Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.
Die Bestimmung der Produkteigenschaften erfolgte nach folgenden
Methoden:
1. Dielektrizitätskonstante nach VDE 0303, Teil IV
2. K-Werte nach Ht Fikentscher, Cellulosechemie JjJ,Seite 60
(1932) an 3$igen Lösungen in Toluol.
3· Intrinsic-Viskosität nach T.W. Campbell, W.R. Sorenson,
P Preparative Methods of Polymer Chemistry, S. 44, 1968, Intersc. Publ. N.Y.
4. G-Modul in dyn/cm5 durch DIN 53 445
5. Reißfestigkeit in Kp/cm2 nach DIN 53 455
6. Dehnung in # nach DIN 53 455
Beispiel Ί
37 Teile Polypropylen (Intrinsic-Viskosität 8, G-Modul 2,1 . 10^,-GEK 3) und 63 Teile Bariumtitänat (DEK 10 000) werden auf
einem 2-Wellenextruder bei 2200C (Verweilzeit etwa 5 Minuten)
gemischt und durch eine Breitschlitzdüse gepreßt. Die erhaltene, 2-cm dicke Folie hat eine DEK von etwa 3 000.
" ' Beispiel 2
100 Teile Polypropylen, Bariumtitänat in wechselnden Mengen, 25
Teile Polybutadienöl (K-Wert 21, 72 # 1,2-Vinylgruppen), 1 Teil
Dicumylperoxid und 1 Teil Magnesiumstearat werden auf einer
Schneckenpresse extrudiert. Die Verweilzeit auf dem Extruder beträgt 3 Minuten, die Massetemperatur 1500C und die Austrittetemperatur
an den den Spritzkopf verlassenden plastischen Fäden etwa 2000C. Aus den so erhaltenen Formmassen werden im Spritzgußverfahren
Prüfkörper hergestellt, an denen folgende Werte gerneβsen werden:
- 5 —
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| Teile Ba- Titanat |
5 | G-Modul | S | Dehnung | O.Z. 26 748 2020478 |
|
| 100 | 5 | • 6 . | Reißfestig keit |
180 | DEK | |
| a | 200 | 5 | ,9 ■ | 100 | 95 | 2100 |
| b | 300 | ,1 . | 80 | 75. | 3050 | |
| C | 60 | 4300 | ||||
| , ro9 | Beispiel 3 | |||||
| , 109 | ||||||
| , 1O9 | ||||||
Der Versuch des Beispiels 2 wird wiederholt, jedoch ohne Zusatz von Magnesiumstearat und Polybutadienöl. Prüfkörper aus diesem
ο Produkt besitzen einen G-Modul von 2,9 . -10·7 und eine Dehnung
von 20 #.
100 feile Polypropylen, 100 Teile Bariumtitanat und 15 Teile
Polyisobutylen (K-Wert 23) werden unter denselben Bedingungen
wie in Beispiel 2 vermischt. Die Prüfkörper haben einen G-Modul von 52, eine Reißfestigkeit von 100 und eine Dehnung von 105 #.
Die Arbeitsweise des Beispiels 2 wird wiederholt, wobei jedoch
anstatt 100 Teilen Polypropylen folgende Thermoplasten eingesetzt wurden:
a) 100 Teile Polystyrol (K-Wert 102)
b) 100 Teile Polybutadien (K-Wert 98, 10 # Vinylanteile)
c) 100 Teile Polypropylen und
50 Teile Styrol-Butadien-Styrol-Blockcopolymerisat mit 30 fi
Styrol
d) 100Teile Polyvinylchlorid (K-Wert 84)
e) 100 Teile eines mit einem Butadien-Acrylestef-Kautschuk
schlagfest elastifizierten Styrol/Acrylnitril-Oopolymerieates
f) 100 Teile Polyäthylen
g) 100 Teile Polypropylen und
50 Teile Butylkautschuk (K-Wert 120) Tabelle 2 zeigt die Eigenschaften der Produkte.
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| - | Reißfestigkeit | ( | DEK | O.Z. 26 7^8 | |
| 80 | Dehnung | 2000 | 2020478 | ||
| Versuch | 180 | 60 | 2100 | ||
| a | 190 | 230 | 2000 | ||
| b | 75 | 140 | 1500 | ||
| C | 205 | 40 | 1600 | ||
| d | 110 | 40 | 1500 | ||
| e | 230 | 50 | 3000 | ||
| f | 155 | ||||
| g | |||||
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Claims (3)
1. Thermoplastische Formmassen aus
A) 80 bis 25 Gewichtsteilen eines thermoplastischen Kunststoffes
und
B) 20 bis 75 Gewichtsteilen Bariumtitanat.
2. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 2 Gewichtsprozent eines Metallsalzes einer höheren Fettsäure enthalten.
3. Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie 5 bis 25 Gewichtsprozent Polyisobutylen mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1 000 und 20 000
enthalten.
4« Thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß sie 5 bis 25 Gewichtsprozent Polybutadienöl mit
einem mittleren Molekulargewicht zwischen 1 000 und 20 000
sowie
0,01 bis 2,5 Gewichtsprozent eines Radikalbildners enthalten.
0,01 bis 2,5 Gewichtsprozent eines Radikalbildners enthalten.
Badische Anilin- & Soda-Fabrik AG
QlA
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