DE2058128A1

DE2058128A1 - Thermoplastische Formmassen auf Polyoxymethylenbasis

Info

Publication number: DE2058128A1
Application number: DE19702058128
Authority: DE
Inventors: Karlheinz Dipl-Chem Dr Burg; Hans-Hermann Grossmann; Ernst Dipl-Chem Dr Wolters
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1969-08-07
Filing date: 1970-11-26
Publication date: 1972-05-31

Description

Thermoplastische Formmassen auf Polyoxymethylenbasis Es ist bekannt, daß Polyoxymethylene (POM) eine stark ausgeprägte NeiFung zur Kristallisation besitzen. Bereits bei geringer Unterkühlung ihrer Schmelze beobachtet man ein rasches Wachsen von Sphärolithen, die meist weit grÖßer als die Lichtwellenlänge sind und die dem Material -eine erhebliche Opazität verleihen. Außerdem entstehen als Folge des Kristallisations-Prozesses im Innern und an der Oberfläche des Materials zahlreiche mikroskopisch kleine Risse sowie innere Spannungen. Durch diese Risse und inneren Spannungen werden die mechanischen Eigenschaften von Formkörpern, z.B. Spritzgußteilen, aus Polyoxymethylen nachteilig beeinflußt. Die vorgenannten Fehlstellen sind um so stärker ausgeprägt, je grÖßer die einzelnen Sphärolithe sind. Weiterhin ist bekannt, daß man durch Zusatz von 0,0001 bis 0,5 Gewichtsprozent Talkum zu hochmolekularen Polyoxymothylenen und gleichmäßige Verteilung des anorganischen Nukleierungsmittels in dem organischen blaterial die Kristallstruktur von spritzgegossenen Formteilen vereinheitlichen und so von einem grobsphärolithischen Gefüge mit mittleren Sphärolithdurchmessern von 100 Mikron zu homogenen Strukturen mit Sphärolithdurchmessern von 4 bis 8 Mikron gelangen kann (vgl. Deutsche Auslegeschrift 1 247 645). Da es sich hierbei um spritzgegossene Proben handelt, beziehen sich die vorstehenden Größenangaben auf Präparate, die unter Druck bei Temperaturen zwischen 50 und 100 0 C kristallisiert worden waren.
Gegenstand der Hauptpatentanmeldung P 19 40 132.2 sind thermoplastische Formmassen aus Polyoxymethylenen mit reduzierten spezifischen Viskositäten zwischen 0,07 und 2,5 dl.g-1 und Kristallitschmelzpunkten zwischen 150 und 180 0 C, die ein anorganisches Nukleierungsmittel in einer Menge von 0,0005 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, enthalten$ die dadurch gekennzeichnet sind, daß die beim isothermen Kristallisieren der Formmassen unter einem Druck von 1 at bei 1500C gebildeten Polyoxymethylensphäroli,the Durchmesser zwischen 30 und 250 Mikron aufweisen. Gegenstand der Erfindung ist eine weitere Ausbildung der vorgenannten thermoplastischen Formmassen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß als anorganisches Nukleierungsmittel Antimontrioxid verwendet wird. Antimontrioxid wird insbesondere in einer Menge von 0,005 bis 0,4, vorzugsweise von 0,02 bis 0,2 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, verwendet. Bevorzugt wird Antimontrioxid in Form seiner rhombisch kristallisierten Mineralien verwendet, z.B., als Valentinit, Antimonblüte und Weißspießglanz. Ebenfalls gut geeignet ist Antimontrioxid, das durch Verbrennen von Antimon in Luft oberhalb des Schmelzpunktes von Antimon erhalten wird. Die Teilchengröße (Durchmesser) des Antimontrioxids liegt überwiegend im Bereich von 0,1 bis 10 Mikron, vorzugsweise jedoch zwischen 1 und 5 Nikron.

Die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen und die Art der verwendeten Polyoxymethylene sind in der Hauptpatentanmeldung P 19 40 132.2 beschrieben. Die Anwendung der erfindungsgemäßen Formmassen entspricht derjenigen der Formmassen gemäß der Hauptanmeldung. Beispiel: a) Ein Copolymerisat aus 98 Gewichtsprozent Trioxan und 2 Ge-Äthylenoxid, das eine Dichte von 1,41 g-ml- 1 einen RSV-Wert von 0,70 dl*g -1 , einen Schmelzindex von 9,0 9/10 min und-einen Kristallitschnielzpunkt von 165 0 C besitzt, wird mit 0,5 Gewichtsprozent Bis-(2-hydroxy-3-tert.butyl-5-methyl-phenyl)-metlian und 0,1 Gewichtsprozent Dicyandiamid sowie mit wechselnden Mengen Antimontrioxid vermischt und in einem Elnschneckenextruder bei 200 0 C homogenisiert. Die Verweilzeit im Zylinder beträgt -etwa 4 Minuten. Die Teilchengrößenverteilung des Nukleierungsmittels ist die folgende:

1 Ilikron und kleiner: 32

2 Mikron 28

3 Mikron 21

4 Mikron 14 %

5 Mikron und-grÖßer 5

b) An den erhaltenen Produkten -wird die SphärolithgrÖße gemessen, indem aus dem Polyoxymethylen-Granulat durch Aufschmelzen zwischen zwei«Glasplatten bei 180 0 C unter einem Druck von 200 kp-.CM-2 und anschließendes Kristallisieren bei 150 C unter A tmosphärendruck ein Film von etwa 10 Mikron Stärke hergestellt wird, der mikroskopisch untersucht wird. Außerdem werden Platten mit den Abmessungen 60 x 60 x 2 mm bei einer Massetemperatur von 200 0 C und einer Formtemperatur von 8&C gespritzt, die *zur Prüfung der Schlagzähigkeit einem Falltest unterworfen werden. Dazu wird eine auf einem Rahmen aufgespannte Platte einer Schlagbeanspruchung dadurch ausgesetzt, daß man einen Fallhammer von bestimmtem Gewicht aus verschiedenen Höhen auffallen läßt. Als Maß für die Schlagzähigkeit wird die Höhe angegeben, bei der 50 Prozent der Platten zerstärt werden (Mittelwert aus 40 Fallversuchen). Die reduzierte spezifische Viskosität (RSV) der erfindungsgemäß verwendeten Polyoxymethylene wird an einer Lösung des Polymeren in Butyrolacton unter Zusatz von 2 Gewichtsprozent Diphenylamin bei 140 0 C in einer Konzentration von 0,5 g/100m1 gemessen. Die Dichte wird nach DIN 53 479 gemessen. Der Schmelzindex wird nach DIN 53 735 bei 190 0 C und 2,16 kg Belastung erm.ittelt. Die Kugeldruckhärte wird nach VDE 0302 bei einer Belastungszeit von 10 Sekungen an gespritzten Probekörpern gemessen, während'die Torsionssteifheit an 2 mm starken Preßplatten nach DIN 53 447 bei einer Temperatur von 120 0 C und einer Belastungszeit von 60 Sekunden gemessen wird. Die mechanischen Eigenschaften von nicht nukleiertem und nukleiertem Polyoxymethylen sind aus der nachstehenden Tabelle ersichtlich. Die in der Tabelle zusammengestellten Ergebnisse zeigen die Uberlegenheit der erfindungsgemäßen Formmassen (vgl. Beispiele 1 bis 5), die insbesondere durch die im Falltest für die Schlagzähigkeit'ermittelten Werte zum Ausdruck kommt.

TABELLE

Bei- Valentinit- Sphärolith- Fall- Kugel- Torsions-

Piel gehalt größe höhe druck- steifheit

(Gew.-%) (Mikron) (cm) härte 2 (kp/cm2)

(kp/cm

621 14 1430 1460

B 0,0005 481 24 1430 1410

C 0,001 373 37 1435 1410

1 0,010 197 89 1440 1580

2 0,030 87 127 1435 1630

3 0,050 60 145 1445 1590

4 0,100 51 162 1455 1640

5 0.200 35 160 1465 1670

Claims

P a t e n t a n s p r u c h : Thermoplastische Formmassen aus Polyoxymethylenen mit reduzierten spezifischen Viskositäten zwischen 0,07 und 2,5 dl-g- 1 und Kristallitschmelzpunkten zwischen 150 und 180oC, die ein anor*-ganisches Nukleierungsmittel in einer Menge von 0,0005 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, enthalten, wobei die beim isothermen Kristallisieren der Formmassen unter einem Druck von 1 at bei 150 0 C gebildeten Polyoxymethylensphärolithe Durchmesser zwischen 30 und 250 Mikron aufweisen, z#ach Patentanmeldung P 19 40 132.2, dadurch gekennzeichnet, daß als anorganisches Nukleierungsmittel Antimontrioxid verwendet wird.