DE2149649A1

DE2149649A1 - Thermoplastische polyesterformmassen

Info

Publication number: DE2149649A1
Application number: DE19712149649
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr Dipl-Chem Kern
Original assignee: Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1971-10-05
Filing date: 1971-10-05
Publication date: 1973-04-12
Also published as: FR2156533A1; IT955526B; BE783618A; JPS4845547A; ZA723310B; NL7206424A

Description

FARBWERKE HOECHST AG. vormals Meister Lucius & Brüning

Aktenzeichen, _{Hqe ?1/p}

Datum: 4.10.1971
Dr.Bu/mra

Thermoplastische Polyesterformmassen

Es ist bekannt, thermoplastische Formmassen aus linearen gesättigten Polyestern aromatischer Dicarbonsäuren zu Formkörper^ spritzzugießen. Zur Verbesserung der Kristallisationsfähigkeit der verwendeten Polyester werden dabei Nukleierungsmittel zugesetzt, z.B. feinteilige, feste, anorganische Stoffe. Dadurch wird eine Erhöhung der Kristallinität und Dichte der fertigen Spritzgußteile erreicht, die sich in einer Verbesserung der Dimensionsstabilität und Formstabilität bei höheren Temperaturen äußert. Als feste anorganische Stoffe werden z.B. Metalloxide, Erdalkalisalze, Talkum, Glaspulver oder Metallpulver verwendet. Die anorganischen Substanzen sollen eine Korngröße unter 2 -μ haben·

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Es ist außerdem bereits vorgeschlagen worden, den Polyestern neutrale oder teilneutralisierte Montanwachssalze oder Montanwach sestersalze als Nukleierungs- und Entforraungsmittel zuzusetzen.

Es wurde nun gefunden, daß thermoplastische Formmassen bestehend aus

a) linearen, gesättigten Polyestern und aus

b) besonders hochmolekularen, hochkristallinen und feinpulvrigen linearen gesättigten Polyestern als Nuklelerungsmlttel

sich besonders gut zur rationellen Verarbeitung zu Formteilen nach dem Spritzgußverfahren eignen*

Als linearer, gesättigter Polyester (Komponente a) der erfindungsgemäßen Formmassen eignet sich vor allem Pol jäthylenglykolterephthalat. Es können aber auch andere Polyester, z.B. PoIy-' cyalohexan-l^-dimethylolterephthalat, Polybuten—1,4-diolterephthalat verwendet werden. Geeignet sind ferner Polyester, die als Säurekomponente neben Terephthalsäure bis zu 10 Gew.-% anderer aromatischer oder aliphatischer Dicarbonsäuren, z.B. Isophthalsäure, Naphthalin-2,6-dicarbonsäure oder Adipinsäure oder als alkoholische Komponente neben Äthylenglykol bis zu 30 Mol-% anderer aliphatischer Diole, z.B. 2,2-Dimethylpropandiol-1,3 oder Butandiol-1,4 enthalten.

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Auch Polyester aus OxycarbonsMuren können verwendet werden. Das au nukleierende Polyestergranulat, von dem ausgegangen wird, soll eine reduzierte spezifische Viskosität (gemessen an einer 1 %igen Lösung in Phenol/Tetrachloräthan 60 ; 40 bei 25°C) zwischen 0,6 und 2,0 dl/g, vorzugsweise zwischen 1,0 und 1,6 dl/g haben. Besonders bevorzugt sind Polyester mit einer- reduzierten spezifischen Viskosität zwischen 1,1 und 1,5 dl/g. Vor der Zugabe des Nükleierungsmittels sollen die Polyester eine reduzierte spezifische Viskosität von nicht weniger als 1,1 dl/g haben. Dies kann gegebenenfalls durch eine Nachkondensation erreicht werden.

Als Nukleierungsmittel (Komponente b) der erfindungsgemäßen Formmasseneignen sich die gleichen Polyester in besonders hochmolekularer, hochkristalliner und feinteiliger Form. Bevorzugt wird aber auch als Nukleierungsmittel Polyäthylenglykolterephthalat verwendet.

Die Korngröße des als Nukleierungsmittel verwendeten Polyesters soll unter 60 /um, vorzugsweise unter 10 ,um liegen und die Kristallinität über 50 %, vorzugsweise über 60 % betragen. Das Molekulargewicht soll möglichst hoch sein. Es läßt sich durch tessen der Lösungsviskosität nicht mehr genau bestimmen, da der Polyester bei dieser Messung stark abbaut. Trotz dieses Abbaus muß die spezifische Viskosität, gemessen

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an einer 1 %igen Lösung in Phenol/Tetrachloräthan 60 : 40 bei 25°C,mindestens 3,0 dl/g betragen.

Solche hochmolekularen, hochkristallinen Polyester kann man aus üblichem Pelyestergranulat durch Nachkondensation von mindestens 40 Stunden, vorzugsweise von wenigstens 50 Stunden, bei einem Druck unter 0,5 mm Quecksilbersäule, vorzugsweise zwischen 0,05 und 0,15 mm Quecksilbersäule und Temperaturen zwischen 220 und 285°C, vorzugsweise zwischen 230 und 245°C herstellen. Die Feinkörnigkeit von unter 60 .um, vorzugsweise unter 10 ,um erreicht man durch Mahlen und Windsichten vor oder nach der Nachkondensatinn. Bei feingemahlenem Polyester erfolgt die Nachkondensation schneller als bei Granulat. Sie sollte aber auch bei feingemahlenem Produkt mindestens 40 Stunden dauern.

. Das Nukleierungsmittel wird dem linearen Polyester im allgemeinen in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise von 0,5 4 Gew.-%, und besonders bevorzugt von 1,0 bis 3,0 Gew.-%, bezogen auf den Polyester, zugegeben. Das Nukleierungsmittel kann in den Polyester eingranuliert werden oder das Polyestergranulat wird mit dem Nukleierungsmittel beschichtet, z.B. in einem Rollfaß, Es können auch beide Zugabearten kombiniert werden.

Durch diese Art der Nukleierung werden dem Polyester keine Fremdsubstanzen irgendwelcher Art zugeführt, so daß das

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kristalline Gefüge des Spritzgußteils nicht durch Fremdpartikel gestört wird und keine Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften erfolgt. Die erfindungsgemäße Nukleierung bewirkt eine sehr schnelle Kristallisation zu sehr feinen Kristall!ten.

Um ein Kleben des Spritzgußteils an der Formwand des Werkzeugs zu verhindern und das Entformen zu erleichtern, ist es vorteilhaft, das Polyestergranulat zusätzlich mit geringen Mengen eines bekannten Entformungshilfsmittels, z.B. mit 0,1 - 0,6 Gew.-% Natriummontanat, zu beschichten.

Um einwandfreie Spritzgußartikel zu erhalten, darf das' Polyestergranulat nur wenig Feuchtigkeit, möglichst unter 0,01 Gew.-%, bezogen auf den Polyester, enthalten. Die Spritzgußform muß auf eine Temperatur von mindestens 110°C, vorzugsweise zwischen 120° und 160°C gehalten werden. Besonders rasche Kristallisation und damit einen kurzen Spritzzyklus erreicht man bei Formtemperaturen zwischen 135 und 145°C.

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Beispiel 1

Polyäthylenterephthalat wurde bei einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,8 dl/g (gemessen an einer 1 %igen Lösung in Phenol/Tetrachloräthan 60 : 40 bei 25°C) aus dem Polykondensationskessel in Form von Unterwassergranulat ausgetragen. Das Granulat wurde in einem Taumeltrockner bei

24O°C und einem Druck von 0,1 mm Quecksilbersäule 50 Stunden nachkondensiert. Die Kristallinität, gemessen mit der Methode der Weitwinkelstreuung lag bei 60 %. Das Granulat wurde in einer Mühle zerkleinert und fein gemahlen. Durch Windsichten wurde der Anteil, der eine Teilchengröße unter 10 ,um hatte, herausgeholt und nochmals bei 200°C und 0,1 mm Quecksilbersäule getrocknet bis auf einen Feuchtigkeitsgehalt unter 0,01 Gew»-%.

Mit 1,5 Gew.-% des so hergestellten hochfeinen, hochkristallinen und hochmolekularen Polyäthylenterephthalats wurde ein Polyäthylen terephthalatgranulat, das einen Feuchtigkeitsgehalt unter 0,01 Gew.-% und eine reduzierte spezifische Viskosität von 1,4 dl/g hatte, 1 Stunde in einem Rollfaß gerollt. Aus dem mit dem Nukleierungsmittel beschichteten Polyestergranulat wurden 60 χ 60 χ 2 mm Platten bei Zylindertemperatüren von 265°C und Formtemperaturen von 140⁰C spritzgegossen. Bei gleicher Spritz- und Nachdruckzeit wurden verschiedene Standzeiten gewählt und die Dichte der Platten bestimmt.

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Standzeit (see) Dichte (g/cm³)

25 , 1,3500

45 1,3540

60 1,3600

Die Platten waren plan und ließen sich gut entformen,

Beispiel 2

Polyäthylenterephthalat wurde bei einer reduzierten spezifischen Viskosität von 0,8 dl/g (gemessen an einer 1 %igen Lösung in Phenol/Tetrachloräthan 60 : 40 bei 25°C) aus dem Polykondensationskessel ausgetragen, feingemahlen und windgesichtet. Der Anteil, der eine Teilchengröße unter 10 /um hatte, wurde bei 24O°C und einem Druck von 0,1 mm Quecksilbersäule 40 Stunden nachkondensiert. Der entstandene, feinteilige, sehr hochmolekulare Polyester hatte eine Kristallinität, gemessen durch Weitwinkelstreuung, von 60 %.

Polyäthylenterephthalatkorner mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter 0,01 Gew.-% und einer reduzierten spezifischen Viskosität von 1,4 dl/g wurden 1 Stunde mit 2,5 Gew.-% des obigen hochmolekularen Polyesters in einem Rollfaß gerollt.

Von dieser Mischung wurden 60 χ 60 χ 2 mm Platten bei Zylindertemperaturen von 265°C und einer Formtemperatur

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von 14O°C spritzgegossen. Bei gleicher Spritz- und Nachdruckzeit wurden verschiedene Standzeiten gewählt und die Dichte der Platten bestimmt.

Standzeit (see.) Dichte (g/cm )

25 1,3540

45 1,3590

60 1,3640

Die Platten waren plan und ließen sich gut entformen,

Vergleichsbeispiel:

Polyäthylenterephthalatkörner mit einem Feuchtigkeitsgehalt unter 0,01 Gew.-% und einer reduzierten spezifischen Viskosität von 1,4 dl/g wurden zu 60 χ 60 χ 2 mm Platten bei Zylindertemperaturen von 265°C und einer Formtemperatur von 140°C spritzgegossen. Bei gleicher Spritz- und Nachdruckzeit wie in Beispiel 1 und 2 wurden verschiedene Standzeiten gewählt und die Dichte der Platten bestimmt.

Standzeit (see.) Dichte (g/cm )

25 1,3440

45 1,3500

60 1,3550

Die Platten waren stark verzogen und ließen sich nur schlecht

entformen. '

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Claims

2H9649 Patentansprüche

1. Thermoplastische Polyesterformmassen, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Mischung aus

a) linearen gesättigten Polyestern und aus

b) besonders hochmolekularen, hochkristallinen und feinpulvrigen linearen gesättigten Polyestern

bestehen.

2₍ Thermoplastische Polyesterformmasse nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß der besonders hochmolekulare, • hochkristalline und feinpulvrige lineare gesättigte Polyester eine Teilchengröße unter 60 /um hat.

3. Thermoplastische Polyesterformmasse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der besonders hochmolekulare, hochkristalline und feinpulvrige Polyester eine Kristallinität von über 50 % hat.

4. Thermoplastische Polyesterformmasse nach Anspruch 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der hochmolekulare, hochkristalline und feinpulvrige Polyester in Mengen von 0,1 bis 5 Gew.-%, bezogen auf den linearen gesättigten Polyester, enthalten ist.

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5. Thermoplastische Formmasse nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als linearer gesättigter Polyester Polyathylenterephthalat verwendet wird,

6. \ferfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Formmasse aus linearem, gesättigtem Polyester und Nukleierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß als Nukleierungsmittel ein besonders hochmolekularer, hochkristalliner und feinpulvriger linearer gesättigter Polyester verwendet wird,

7. Verfahren zur Herstellung einer thermoplastischen Formmasse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der als Nukleierungsmittel verwendete hochmolekulare, hochkristalline Polyester durch eine Nachkondensation von mindestens 40 Stunden bei einem Druck unter 0,5 mm Quecksilbersäule bei Temperaturen zwischen 220 und 285°C aus üblichem Polyestergranulat hergestellt ist,

8. Verwendung eines besonders hochmolekularen, hochkristallinen und feinpulvrigen linearen gesättigten Polyesters zur Nukleierung eines linearen gesättigten Polyesters,

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