DE2064095A1 - Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat mit verbesserter Entformbarkeit beim Spritzgießen. Atm: Farbenfabriken Bayer AG, 5090 Leverkusen - Google Patents

Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat mit verbesserter Entformbarkeit beim Spritzgießen. Atm: Farbenfabriken Bayer AG, 5090 Leverkusen

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DE2064095A1 DE19702064095 DE2064095A DE2064095A1 DE 2064095 A1 DE2064095 A1 DE 2064095A1 DE 19702064095 DE19702064095 DE 19702064095 DE 2064095 A DE2064095 A DE 2064095A DE 2064095 A1 DE2064095 A1 DE 2064095A1
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Description

2064095 FARBENFABRIKEN BAYER AG
LlVlKXU SMN-UyttWttk 23, ϋθΖ, 1970 Patent-Abteilung PS/Ra
Thermoplastische Formmassen und Pormkörper aus Polycarbonat mit verbesserter Entformbarkeit beim Spritzgießen
BIe Erfindung bezieht sich auf thermoplastische Formmassen aus Polycarbonaten von Bis-hydroxyverbindungen mit einem Gehalt an bestimmten Estern·
Es wurde gefunden» daß Zusätze von Estern dreiwertiger Alkohole mit Clo - C22-Fettsäuren zu Polycarbonaten eine Verbesserung der Entformbarkeit dieser polymeren Produkte beim Spritzgießen bewirken. Diese Ester der dreiwertigen Alkohole können sowohl allein als auch als Gemische untereinander verwendet werden.
Gegenstand vorliegender Erfindung sind somit thermoplastische Formmassen aus Polycarbonate gekennzeichnet durch einen Gehalt, bezogen auf Polycarbonat von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent eines oder mehrerer Ester aus gesättigten aliphatischen Cj0- C22-CarboßsSuren und dreiwertigen Alkoholen.
Es 1st zwar bekannt, dad die Entformbarkeit von Polyvinylchlorid durch sogenannte Gleitwachse, das heißt, durch Glyceride natürlich vorkommender Fettsäuren verbessert wird. Da Jedoch die Verarbeitungstemperatur von PVC mehr als loo°C tiefer liegt als die Verarbeitungstemperatur von Polycarbonat - letztere liegt bei 3000C und darüber -, war es nicht
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vorauszusehen, daß diese Stoffklasse, die bei dem unverseifbaren PVC und bei Temperaturen von etwa l8o°C wirksam istjauch bei dem sehr empfindlichen, verseifungsanfälligen Polycarbonat und bei Temperaturen von über 3oo°C ebenfalls ohne schädliche Nebenwirkungen auf die zu entformenden Produkte wirksam sein wurde, denn die bisher getesteten Ester, z. B. die der Benzoesäure, Adipinsäure oder Phthalsäure mit mehrwertigen Alkoholen, oder die Acetate des Glycerins oder Ester kurzkettiger Carbonsäuren mit Glycerin schädigen bei den für Polyearbonat üblichen Verarbeitungstemperaturen von ca. 5oo°C und darüber den zu entformenden-Kunststoff. Die letztgenannten Ester verursachen nämlich Umesterung und bewirken somit eine Verschlechterung der Eigenschaften z· B. der d Bruchdehnung, }ζ
Demgegenüber wurde überraschend gefunden, dafl die Ester von dreiwertigen Alkoholen z. B. von Glycerin, Trimethylolpropan oder Hexantriol und gesättigten CjQ-C^-Fettskuren und vorzugsweise auch die Gemische derartiger Verbindungen eine ausgezeichnete, entformungsfordernde Wirksamkeit, insbesondere bei Spritzgußmassen aus Polyearbonat hervorrufen, ohne dabei einen schädigenden Einfluß auszuüben, d.h.. ohne einen meßbaren, qualitätsvermlndernden Abbau des Polycarbonate zu bewirken. Der Zusatz beträgt in Abhängigkeit vom gewählten Ester 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent, bezogen auf Polyearbonat·
Die Einarbeitung erfolgt dadurch, daß man die normalerweise In Pulverform vorliegenden Substanzen auf das Granulat des Polycarbonate auftrudelt und anschließend über einen Extruder bei ca. 27o°C zu einem Strang extrudiert und erneut granuliert. Der Zusatz macht sich weder in der Transparenz noch in der Farbe nachteilig bemerkbar. Dem Polyearbonat können außerdem noch Farbstoffe, Pigmente, Stabilisatoren gegen UV- und Hitzeeinwirkung oder Glasfasern zugesetzt werden, ohne daß die Wirksamkeit des Entformungsmlttels beeinträchtigt wird.
jpncterx '"•■r>rM'.3 A 13 »61 - 2 - fM^a,;^ ca
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Die Einarbeitung des Entformungsmittels kann bereits bei der Herstellung des Polycarbonate erfolgen. In diesem Fall wird derbster in einem Lösungsmittel gelöst und vor der Ausdampiung dem bei der Herstellung des Polycarbonats verwendeten Lösungsmittel zudosiert.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Entformungsmittel besteht darin, daß man für die Einfärbung des Polycarbonats mit Hilfe dieser Stoffe sogenannte Formierungen herstellen kann. Unter einer Formierung versteht man beispielsweise eine Mischung aus aufgeschmolzenem Entformungsmittel mit Ruß. '" Durch Anreiben in einem Dreiwalzenstuhl kann eine Feinverteilung des Pigments, also z.B. des Rußes, erreicht werden. Diese Anreibungen, auch Formierungen genannt, können ohne Schwierigkeit, vor allem im Hinblick auf die Handhabung des zuzusetzenden Pigments, dem Polycarbonat zwecks Einfärbung zudosiert werden. Das so eingefärbte Polycarbonatgranulat zeigt beim Verspritzen nicht nur eine gute Entformbarkeit, sondern auch eine gute Verteilung des Pigments. Außer Ruß lassen sich praktisch alle Bunt- und Weißpigmente auf diese Weise in das Polycarbonat einarbeiten.
Außer den bereite genannten Zusätzen können noch spezielle Dispergiermittel, beispielsweise Ester aus einwertigen höheren Alkoholen mit langkettigen, gesättigten Fettsäuren eingesetzt werden.
Hochmolekulare, thermoplastische Polycarbonate von BiB-hydroxyverbindungen im Sinne der Erfindung sind die bekannten Polycarbonate, die aus zweiwertigen Phenolen wie Resorcin, Hydrochinon, Dihydroxydiphenylen und insbesondere Bis-(hydroxyphenyl) -alkanen, halogenierten Bis-(hydroxyphenyl)-alkanen wie beispielsweise 4,4'-Dihydroxy-3,5, 3',5f-tetrachlordiphenylpropan oder 4,4'-Dihydroxy-3i5» 31,5'-tetrabromdiphenylpropan. Bis-(hydroxyphenyl)-cycloalkanen, -sulfonen, -sulfoxyden, -äthern oder -sulfiden, gegebenenfalls im Gemisch
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mit Glykolen, mit Derivaten der Kohlensäure, beispielsweise ihren Diestern oder Dihalogeniden, gegebenenfalls unter Mitverwendung untergeordneter Mengen von Dicarbonsäuren oder deren für eine Esterbildung geeigneten Derivaten, hergestellt sind und die ein mittleres Molekulargewicht von mindestens etwa loooo, vorzugsweise von zwischen etwa 25000 und etwa 2ooooo besitzen.
Erfindungsgemäß wirksame Ester sind die Umsetzungsprodukte von dreiwertigen Alkoholen, wie z.B. Glycerin, Irimethylolpropan, Hexantriol usw. mit gesättigten Fettsäuren, deren Kohlenstoffzahl etwa 10 bis etwa 22 C-Atome beträgt. Alle aliphatischen gesättigten Monocarbonsäuren zwischen Caprinsäure und der Behensäure sind erfindungsgemäß geeignet. Sie dreiwertigen Alkohole können sowohl mit einer als auch mit mehreren dieser Fettsäuren verestert sein; erwähnt seien die natürlich vorkommenden Glyceride gesättigter Fettsäuren. Ganz besonders wirksam sind Mischungen der genannten Ester.
Bisher benötigten komplizierte Spritzgußteile aus handelsüblichen Polycarbonatformmassen zur Entformung häufiges Einstreichen des Werkzeuges mit Formtrennmitteln wie beispielsweise Zinkstearat oder Silicone. Dieses Einstreichen bedeutet nicht nur einen Arbeitsaufwand, sondern hat auch für die Nachbehandlung der Spritzgußteile Nachteile, etwa für das Bedrucken, Kleben, Lackieren usw..
Die erfindungsgemäßen Zusätze machen das Polycarbon^t besonders geeignet für die Verarbeitung zu Spritzgußkörpern in automatischen Spritzgußmaschinen.
Die entformungsfördernde Wirkung der erfindungsgemäßen Ester dreiwertiger Alkohole läßt sich andhand der bei der Entformung von Spritzgrußmassen benötigten Entformungskräfte messen.
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Diese werden in den folgenden Beispielen dadurch gemessen, daß man den in dem ölzylinder des Auswerfersystems bei der Entformung aufbauenden Druck über ein optisches und gleichzeitig schreibendes Anzeigegerät sichtbar macht.
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Beispiel 1:
0,5 kg eines Glyeerids, das als Säurereste die Reste der Palmitinsäure, Stearinsäure und MyristimBäure la Verhältnis 1:1:0,1 enthält, werden zu 99,5 kg Polycartoonatgranulat aus Bisphenol A und Phosgen der relativen Viskosität von 1,28, gemessen in einer 0,5Jiigen Lösung in Methylenchlorid bei 250C, zugegeben. Das Ganze wird in einer Trommel getrudelt und über einen Extruder bei 27o°C zu einem Strang extrudiert und granuliert.
Beim Spritzen eines Zylinders von Io cm Länge und einem Durchmesser von 7 cm bei 2 mm Wanddicke werden zum Ausstoßen 18 atü benötigt. Ohne den Zusatz beträgt die erforderliche Ausstoßkraft 35 atü.
Ein aus diesem Granulat bei 3oo°C gespritztes Formteil hat die in Tabelle 1 beschriebenen Eigenschaften.
Beispiel 2:
0,4 kg des obigen Esters und 1,6 kg Titandioxid-Pigment werden zusammen mit 98 kg eines Polycarbonatgranulates gemäß Beispiel 1, jedoch mit der relativen Viskosität von 1,29, in einer Trommel getrudelt und bei 2700C über einen Extruder zu einem Strang extrudiert und granuliert.
Beim Spritzen eines Zylinders von Io cm Länge und einem Durchmesser von 7 cm bei 2 mm Wandstärke werden zum Ausstoßen aus dem Werkzeug 8 atü benötigt. Ohne den Zusatz beträgt die notwendige Entformungskraft 32 atü.
Ein aus diesem Granulat bei 3000C hergestellter Prüfstab hat die in Tabelle 2 beschriebenen Eigenschaften.
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Beispiel 3:
0,5 kg eines Estergemisches der Glyceride der Laurinsäure, Myristinsäure und PalmitinsSure (1:1:1) und 0,5 kg Titandioxid-Pigment werden zusammen mit 99 kg eines ?o % Glasfaser enthaltenden Polycarbonatgranulates gemäß Beispiel 1, jedoch mit der relativen Viskosität von 1,30, in einer Trommel getrudelt und bei 27o°C über einen Extruder zu einem Strang extrudiert und granuliert.
Beim Spritzen eines Zylinders von Io cm Länge und einem Durchmesser von 7 cm bei 2 mm Wandstärke werden zum Ausstoßen aus dem Werkzeug 7,5 atü benötigt. Ohne den Zusatz beträgt die Ausstoßkraft 32 atü.
Ein aus diesem Granulat bei 3oo°C gespritzter Prüfstab hat die in Tabelle 3 beschriebenen Eigenschaften.
Beispiel
100 kg eines Esters aus dem Alkohol TrimethyIolpropan und den Fettsäuren Palmitin- und Stearinsäure (1:1) wird aufgeschmolzen und in die Schmelze 100 kg Ruß eingerührt. Diese Mischung wird dreimal über einen Dreiwalzenstuhl geschickt, dessen Walzen auf etwa 7o°C angewärmt wurden.
Ein Kilogramm dieser Anreibung wird zusammen mit 99 kg Polycarbonatgranülat gemäß Beispiel 1, jedoch mit einer relativen Viskosität von l,3o, in einer Trommel getrudelt und über einen Extruder bei 27o°C zu einem Strang extrudiert und granuliert.
Beim Spritzen eines Zylinders von Io cm Länge und einem Durchmesser von 7 cm bei einer Wandstärke von 2 ram wird eine Entformungskraft von 16 atü benötigt. Ohne den Zusatz beträgt die Ausstoßkraft 5o atü.
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Ein aus diesem Granulat bei 3oo°C gespritzter Prüfstab besitzt die in Tabelle 4 beschriebenen Eigenschaften.
Tabelle 1
Eigenschaften eines 0,5 Gewichtsprozent Ester des Beispiele enthaltenden Folycarbonats (verglichen mit den entsprechenden des Ester-freien Polycarbonats).
mit 0,5 % Ester ρ
Grenzbiegespannung kp/cm		 991* -«...... Io8 ohne Ester
Kerbschlagzähigkeit cmkp/cm 5o . ..- -· -:99<h/i:,:_.
Wärmestandfestigkeit nach 117 51 --
Martens 0C l,28o -"-, ..,..■ "-:·
Bruchspannung kp/cm 1,279 Io7— --.·
Bruchdehnung % Tabelle 2 74o
rel. Viskosität d. Granulats 115
rel. Viskosität d. Spritzl. 1,281
l,28o
Eigenschaften eines 0,4 Gew.-ji Ester des Beispiels 2 enthaltenden pigmentierten Polycarbonats (verglichen mit den ent-
► sprechenden des Ester-freien Polycarbonats). '·.-■-
mit 0,4 %. Ester ohne Ester
Grenzbiegespannung kp/cm 99o 973
Kerbschlagzähigkeit erakp/cm 28 ^ . . 45
Wärmestandfestigkeit nach .
Martens oc Io3 lol
Bruchspannung kp/cm 718 7.1.6
Bruchdehnung % 114 II3
rel. Viskosität d. Granulats 1,289 1*291
rel. Viskosität d. Spritzlings 1,266 1,263
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Tabelle 3
Eigenschaften eines 0,5 Gew.-Ji Estergemisch aus Beispiel 3 enthaltenden, pigmentierten und mit 30 % Glasfaser verstärkten Polycarbonate (verglichen mit den entsprechenden des Beter-freien Polycarbonate).
mit 0,5 1* Ester ohne Ester
Biegefestigkeit kp/cm I370 13o4
Schlagzähigkeit emkp/cm2 49 54
Kerbschlagzähigkeit cmkp/om 6,8 6,9
Wärmestandfestigkeit nach
Martens ©C 125 13©
Bruchspannung kp/cm 728 711
Bruchdehnung % 4,6 4,6
rel. Viskosität d. Granulats 1,306 1,298
rel. Viskosität d. Spritzlings 1,281 1,279
Tabelle 4
Eigenschaften eines 0,5 Gew.-ji Ester des Beispiels 4 enthaltenden, schwarz pigmentierten Polycarbonate (verglichen mit den entsprechenden des Ester-freien Polycarbonate).
mit 0,5 ff> Ester ohne Ester
ο
Kerbschlagzähigkeit emkp/cm 22,2 22,5
Streckspannung kp/cm 649
Streckspannung nach loo h 779
Tempern bei 13o°C
Reißfestigkeit kp/emÖ 649
Reißfestigkeit nach loo h 622
Tempern bei 1300C
Reißdehnung $> 86
Reißdehnung nach loo h Temp.
bei I300C ca. 32 ca.
rel. Viskosität d. Granulats l,3ol 1/296
rel. Viskosität d. Spritzlings 1,297 1,292
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Claims (1)

1» tihe:Moplastische Formmassen aus Polycarbönat gekennzeichnet durch einen Gehalt, bezogen auf Polycarbonate von 0,1 bis 2 Gewichtsprozent eines *>der mehrerer Ester aus gesättigten aliphatischen C1q- e^g-Carbonsäuren und dreiwertigen Alkoholen,
2. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese Formmassen noch Zusatzstoffe wie Pigmente, Farbstoffe* Glasfasern, Stabilisierungsmittel usw. enthalten»
5. Formmassen nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet, daß k das Entformungsmittel als Formierung mit einem Pigment
s und gegebenenfalls zusammen mit einem weiteren Dispergiermittel eingearbeitet wird.
4. Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Ester einen oder mehrere gemischte Ester dreiwertiger Alkohole, insbesondere ein oder mehrere Glyceride, die jeweils mit mehr als einer natürlich vorkommenden Fettsäure verestert sind, einsetzt.
5. Verwendung der Formmassen der Ansprüche 1-4 für die Herstellung von Formkörpern nach dem Spritzgußverfahren.
6, Verwendung gemäß Anspruch 5f dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung in automatischen Spritzgußmaschinen erfolgt.
Xe A 13 461 - Io -
20982«/
DE19702064095 1970-12-28 1970-12-28 Thermoplastische Formmassen und Formkörper aus Polycarbonat mit verbesserter Entformbarkeit beim Spritzgießen Expired DE2064095C3 (de)

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