DE2209985B2 - Formmassen aus Polyoxymethylenen und Glasfasern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft glasfaserverstärkte Polyoxymethylene mit verbesserten mechanischen Eigenschaften.

Polyoxymethylene sind Werkstoffe, die sich durch gute mechanische Eigenschaften auszeichnen. Trotzdem wird schon seit langem versucht, die Eigenschaften dieser Werkstoffe durch Einarbeiten von Glasfasern zu verbessern. Insbesondere sollen dadurch der Elastizitätsmodul und die Zugfestigkeit verbessert 2^r> werden. Glasfasern haben normalerweise nur eine geringe Affinität zu Polymeren, weshalb die Möglichkeit der Übertragung einer angelegten Spannung von der Matrix auf die Glasfaser sehr klein ist. Die Zugfestigkeiten solcher verstärkter Materialien sind dem- w entsprechend gering. Man hat deshalb bereits versucht, die Haftfestigkeit zwischen Glasfaser und Polyoxymethylenmatrix durch Ausrüstung der Glasfasern mit Haftvermittlern auf Basis von Organosilanen sowie durch andere Maßnahmen zu verbessern. So wird r> in der US-PS 34 55 867 ein Verfahren beschrieben, bei dem durch Vernetzung der Mischung mit Isocyanaten die Haftfestigkeit zwischen Polyoxymethylen und Glasfasern verbessert werden soll. Nach der
GB-PS 11 78 344 werden glasfaserverstärkte Polyoxymethylene dadurch hergestellt, daß man die Polymerisation der Monomeren bereits in Gegenwart von Glasfasern durchführt, die mit epoxidgruppenhaltigen Silanen ausgerüstet sind. Beide Verfahren haben Nachteile, da entweder nicht ungiftige Isocyanate zum 4^r> Einsatz kommen oder aber die Polymerisation bereits in Gegenwart von Glasfasern durchgeführt werden muß.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Formmassen aus glasfaserverstärkten Polyoxymethylenen to zu schaffen, die sich durch verbesserte mechanische Eigenschaften auszeichnen und die ohne die erwähnten Nachteile herstellbar sind.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer aus Polyoxymethylen und Glasfasern bestehenden Formmasse « erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß diese 0,5 bis 10 und vorzugsweise 2 bis 5 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, eines thermoplastisch verarbeitbaren hochmolekularen Polyurethans enthält. M)

Überraschend wurde gefunden, daß durch diesen erfindungsgemäß vorgesehenen Zusatz die Zugfestigkeit von glasfaserverstärkten Polyoxymethylenen entscheidend verbessert wird.

Ein weiterer unerwarteter Effekt ist dabei die enorm t,¹; hohe Schlagzähigkeit der erfindungsgemäßen Massen im Vergleich zu den Abmischungen ohne Polyurethane.

Als Polyurethane kommen solche in Frage, die aus Polyestern, Polyäthern wie Polyäthylenglykoläthern, Polypropylenglykoläthern oder Polyacetalen mit freien OH-Endgruppen und Polyisocyanaten, insbesondere Diisocyanaten sowie mit Kettenverlängerungsmitteln, wie niedermolekularen Polyolen, bevorzugt Glykolcn, hergestellt worden sind.

Zu den Polyoxymethylenen, die im Sinne der vorliegenden Erfindung eingesetzt werden können, gehören Homopolymerisate des Formaldehyds und Copolymerisate des Formaldehyds oder des Trioxans mit cyclischen und linearen Formalen wie z.B. 1,3-Dioxolan, Butandiolformal oder Epoxiden wie Äthylenoxid oder Propylenoxid.

Homopolymerisate sollen thermisch stabile Endgruppen, wie z. B. Ester- oder Äthergruppen, besitzen. Copolymerisate des Trioxans sollen zu mehr als etwa 50%, vorzugsweise zu mehr als etwa 75% Oxymethylengruppen und mindestens etwa 0,1 % Gruppen des Comonomeren enthalten, das mindestens 2 benachbarte C-Atome in die Oxymethylenkette einführt. Solche Copolymerisate können in bekannter Weise durch kationische Copolymerisation von Trioxan mit geeigneten Comonomeren, z. B. cyclischen Äthern oder Acetalen wie Äthylenoxid, 1,3-Dioxolan, 1,3-Dioxan, 1,3-Dioxacycloheptan, l^o-Trioxacyclooctan oder mit linearen Oligo- oder Polyformalen oder Acetalen wie z. B. Polydioxolan, Polybutandiolformal u. ä. hergestellt werden.

Die Polymeren können die üblichen Stabilisatoren gegen Wärme und Licht oder sonstige Zuschläge, wie z. B. Farbstoffe, enthalten.

Für die vorliegende Erfindung geeignete Glasfasern sind solche, die kommerziell verfügbar sind. Besonders geeignet sind solche, die mit epoxidgruppenhaltigen Haftvermittlern ausgerüstet sind. Die Glasfasern haben Durchmesser von 8 bis 14 μ. Die Glasfasern können in Form von endlosen Strängen, den sogenannten Rovings, oder in Form von geschnittener Glasseide eingesetzt werden. Die Einarbeitung von Glasfasern und Polyurethanen in die Polyoxymethylene kann auf allen geeigneten Mischextrudern vorgenommen werden. Besonders geeignet sind zweiwellige Mischextruder, die es gestatten, Glasrovings einzusetzen. Die Länge der Glasfasern in der fertig hergestellten Mischung sollte nicht kleiner als 0,2 mm und nicht größer als 6 mm sein. Die Menge der Glasfasern soll zwischen 10 und 60%, vorzugsweise zwischen 20 und 35Gew.-% liegen.

Beispiel

Die in der Tabelle zusammengestellten Mischungen wurden wie folgt hergestellt:

Auf einem Zweiwellenextruder vom Typ ZSK der Fa. Werner & Pfieiderer wurde das Polyoxymethylen, gegebenenfalls zusammen mit dem Polyurethan, aufgeschmolzen. Nach der Aufschmelzzone war eine Öffnung vorhanden, durch die die Glasfasern in die heiße Kunststoffschmelze - entweder in Form von endlosen Strängen oder in Form von geschnittener Glasseide - eingebracht werden konnte. Die Schmelze, die die zerkleinerten Glasfasern enthält, wurde über eine Düse ausgepreßt, als Strang abgezogen und mit einer geeigneten Maschine granuliert. Aus diesem Granulat wurden Prüfkörper gespritzt, an denen die in der Tabelle angegebenen mechanischen Werte gemessen wurden.

Tabelle

Polyoxy-	Polyurethan	Glas	Zug	Schlag
melhylcn		faser	festigkeit	zähigkeit
			DIN 53455	DIN 53453
			(kp/cm2)	(cmpk/cm2
A		A	876	9,5
A	-	B	850	10,8
A	2% A	A	1138	13,9
A	5% B	B	1150	14,2
A	5% A	C	1230	13,8
A	2% A	D	1380	19,8
B	2% B	C	1180	15,2
B	5% B	D	1350	20,1
B	5% A	B	1280	16,2

Γι

Polyoxymethylen A: Copolymerisat von Trioxan mit 4Gew.-% 20 Äthylenoxid*).

Polyoxymelhylen B: Copolymerisat des Trioxan mit 5 Gew.-% 1,3-Dioxan*).

Glasfaser A: Endlosglasfaser, Durchmesser Ι4μιη, mit Silan-

haftvermittler (Typ 409 von Owens Corning 21 Fiberglas).

Glasfaser B: Endlosglasfaser, Durchmesser Ιϋμιτι, mit Silanhaftvermittler (Typ K 35 von Gevetex Textilglas GmbH).

Glasfaser C: Endlosglasfaser, Durchmesser 14 μιη, mit Vinyltriäthoxysilan als Haftvermittler behandelt.

Glasfaser D: Endlosglasfaser, Durchmesser 14 μιη, mit GIycidoxypropyltrimethoxysilan als Haftvermittler behandelt.

Polyurethan A: Thermoplastisches Polyurethanelastomeres der Shore-Härte 94±l A/53±2D, hergestellt in bekannter Weise aus einem PoIyesterdiol, einem aromatischen Diisocyanat und einem kurzkettigen Diol, wie z. B. aus Polyiithylenglykoladipat (1500 g; Molgew. — 2000), 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat (1200g) und 1,4-Butandiol (334g).

Polyurethan B: Thermoplastisches Polyurethan-Elastomeres der Shore-Härte 85 + 1 A/35+1 D, hergestellt in bekannter Weise aus einem Mischpolyesterdiol, einem aliphatischen Diisocyanat und einem kurzkeltigen Diol, wie z. B. aus 1000 g eines Adipinsiiure-IU-xandiol/ Neopentylglykol-Mischpolyesters (Molgew. -2000), aus 259 g Hexamethylendiisocyanat und 92,3 g Butandiol-1,4.

*) Meltindex bei 190° und 2,16 kp Last = 8 bis 10.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Thermoplastische Formmassen aus Polyoxymethylenen und Glasfasern, dadurch gekennzeichnet, daß diese 0,5 bis IOGcw-.%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Mischung, eines thermoplastisch verarbeitbaren hochmolekularen Polyurethans enthalten.