DE2348840A1 - Glasfaserverstaerkte thermoplastische formmassen mit verbesserter fliessfaehigkeit und zaehigkeit - Google Patents

Glasfaserverstaerkte thermoplastische formmassen mit verbesserter fliessfaehigkeit und zaehigkeit

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DE2348840A1 DE19732348840 DE2348840A DE2348840A1 DE 2348840 A1 DE2348840 A1 DE 2348840A1 DE 19732348840 DE19732348840 DE 19732348840 DE 2348840 A DE2348840 A DE 2348840A DE 2348840 A1 DE2348840 A1 DE 2348840A1
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Description

BASP Aktiengesellschaft
Unser Zeichen: O.Z. 30 113 Dd/UB 6700 Ludwigshafen, 27.9.1973
Glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen mit verbesserter Fließfähigkeit und Zähigkeit
Die Erfindung betrifft glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen, denen als Schmiermittel mit polaren Seitenketten gepfropfte Polyolefin-Wachse zugesetzt werden.
Glasfaserverstärkte thermoplastische Kunststoffe zeichnen sich durch gute mechanische Eigenschaften und eine hohe Wärmeformbeständigkeit aus. Bei der Verarbeitung nach dem Spritzgußverfahren müssen sie bei den notwendigen hohen Temperaturen eine ausreichende Fließfähigkeit aufweisen. Man setzt ihnen daher üblicherweise Schmiermittel, beispielsweise Metallsalze oder Ester von Fettsäuren zu. Diese verbessern zwar die Fließfähigkeit der Schmelze und in vielen Fällen auch die Oberfläche der Formkörper, führen jedoch zu einer Beeinträchtigung der mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit und Zähigkeit und verringern besonders bei Polyamiden oftmals den K-Wert.
Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Schmiermittel für glasfaserverstärkte Thermoplaste zu finden, die bei guter Oberfläche der Formkörper keinen negativen Einfluß auf die mechanischen Eigenschaften und K-Wert haben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Zusatz von 0,1 bis 2 G-ew. $ eines niedermolekularen Polyolefin-Wachses, auf welches 2 bis 50 G-ew. % polare Seitenketten aufgepfropft sind.
Yon den thermoplastischen Kunststoffen, die mit Glasfasern verstärkt werden'können, sind die Polyamide, insbesondere das PoIycaprolactam, bevorzugt. Die Erfindung ist jedoch auch bei anderen glasfaserverstärkten Thermoplasten anwendbar, beispielsweise bei Styrolpolymerisaten, vor allem bei Mischpolymerisaten aus Styrol und Acrylnitril, ferner bei Polyestern, wie PoIy-
309/73 - 2 -
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butylenterephthalat, Polyäthylenterephthalat und Polycarbonat, sowie bei Polyoxymethylen.
Die Glasfasern sind im Thermoplasten wie üblich in Mengen von 10 bis 60 Gew. $> enthalten. Sie können mit den bekannten Schlichten und Bindemitteln ausgerüstet sein.
Als Schmiermittel werden 0,1 bis 2, vorzugsweise 0,3 bis 1 Gew. $> eines niedermolekularen Polyolefin-Wachses eingesetzt, auf welches 2 bis 50 Gew. $> polarer Seitenketten aufgepfropft sind. Das Molekulargewicht der Polyolefin-Wachse liegt vorzugsweise zwischen 1.000 und 20.000, insbesondere zwischen 2.000 und 10.000. Als besonders günstig haben sich. Polyäthylen-Wachse erwiesen, man kann aber auch niedermolekulares Polypropylen verwenden.
Die Wachse enthalten 2 bis 50, vorzugsweise 5 bis 20 Gew. i» polarer Seitenketten aufgepfropft. Als polare Seitenketten kommen vor allem Copolymerisate von Styrol und Maleinsäureanhydrid in Präge. Die Herstellung dieser Pfropfpolymerisate kann durch Polymerisation von Styrol und Maleinsäureanhydrid im Molverhältnis von etwa 1 : 1 in Gegenwart des Polyolefin-Wachses entweder in Substanz oder in Lösung, vorzugsweise bei erhöhter Temperatur, erfolgen. Eine derartige Pfropfpolymerisation ist beispielsweise in der DT-OS 2 108 749 beschrieben. Über die Struktur der Pfropfpolymerisate bestehen noch keine gesicherten Vorstellungen. Man nimmt an, daS es sich um relativ kurze Seitenketten handelt, bei denen Styrol und Maleinsäureanhydrid abwechselnd eingebaut sind.
Durch den Zusatz der erfindungsgemäßen gepfropften Wachse als Schmiermittel wird nicht nur die Fließfähigkeit, sondern auch die Oberfläche der glasfaserverstärkten Thermoplaste verbessert, ohne daß die mechanischen Eigenschaften leiden. Eine Veränderung der mechanischen Eigenschaften kann an der Viskosität der Produkte festgestellt werden. Es hat sich gezeigt, daß die Abnahme des K-Wertes bei Verwendung der erfindungsgemäßen Schmiermittel lange nicht so groß ist, wie bei Verwendung herkömmlicher
ORIGINAL IMSFECTED _ 5 _
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- 3 - O.Z. 30 113
Schmiermittel. Dies ist "besonders überraschend, da weder die ungepfropften Wachse einerseits noch beispielsweise Copolymere aus Styrol und Maleinsäureanhydrid oder Copolymere aus Äthylen und Acrylsäure andererseits diese Wirkung haben.
Die glasfaserverstärkten Formmassen können die üblichen Zusatzstoffe, z.B. !Füllstoffe, wie Glaskugeln, Asbest, Quarzmehl, Yerarbeitungshilfsmittel, wie Talkum oder Calciumfluorid, ferner Stabilisatoren, Pigmente und Farbstoffe enthalten.
Außer den erfindungsgemäßen Schmiermitteln können die glasfaserverstärkten Thermoplaste zusätzlich noch herkömmliche Schmiermittel, wie z.B. Salze, Ester oder Amide höherer Fettsäuren in Mengen von 0,05 bis 1,5 Gew. # enthalten. Dadurch wird die Fließfähigkeit der Thermoplaste noch weiter gesteigert; die Verminderung der mechanischen Eigenschaften kann dann in diesem Fall durch einen verstärkten Einsatz der gepfropften Wachse wieder ausgeglichen werden.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen sind die bei glasfaserverstärkten Thermoplasten üblichen Verfahren anwendbar. Die Herstellung kann auf jeder geeigneten Knetvorrichtung erfolgen, wobei der thermoplastische Kunststoff aufgeschmolzen und mit den Glasfasern, Füllstoffen, Schmiermitteln und anderen Zusätzen gemischt wird. Die Schmiermittel können auch in Form eines Konzentrats mit dem Kunststoff eingesetzt werden. Sie können auf den Kunststoff vor der Herstellung der Mischung aufgebracht werden oder erst später beim Spritzgießen zugegeben werden.
Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht. Die K-Werte wurden jeweils nach DIN 53 726 in einprozentiger Lösung in konzentrierter Schwefelsäure gemessen.
Beispiel v
65 Teile Polycaprolactam mit einem K-Wert von 73 wurden mit wechselnden Mengen Schmiermittel in einem Schnell-Mischer gemischt -und dann auf einem Extruder bei 260 bis 280 G aufgeschmol-
- 4 -B 0 9 8 1 7 / 1 1 U
- 4 - O.Z. 50
zen. Nach dem Aufschmelzen wurden durch die Entgasungsöffnung 35 Teile Glasfasern eingeführt, die mit einer Schlichte und einem Aminopropylsilan als Haftvermittler ausgerüstet waren.
In Tabelle 1 sind die jeweils verwendeten Schmiermittel aufgeführt .
Tabelle 1 Schmiermittel
Versuch -
a Ca-Stearat
b PE-Wachs
C I!
d It
e ti
f Il
g Ga-Stearat -■■-
h + PE-Wachs
N. Ή '-Di a tear ο-
i
Pfropfgrad Menge
+ PE-Wachs
- 0,5
ungepfropft 0,5
8 i> 0,5
8 % 1,0
22 i> 0,5
45 & 0,5
8 io 0,5
1,0
8 io 0,5
1,0
Das Polyäthylenwachs hatte jeweils ein Molekulargewicht von 6.500; die Pfropfung erfolgte mit einem Gemisch von Styrol und Maleinsäureanhydrid bei 1650O.
Die extrudierten Stränge wurden abgekühlt und granuliert. Aus den Granulaten wurden Prüfkörper bei Spritztemperaturen von 260 und 3000O gespritzt, an denen die in Tabelle 2 angegebenen mechanischen Werte gemessen wurden. Die Spritzlinge wurden trocken im spritzfrischen Zustand geprüft. Die Schlagzähigkeit in fern . kp cm" J wurde nach DIN 53 453 bestimmt. Die Fließfähigkeit wurde indirekt bestimmt durch Messung des minimalen Spritzdrucks, der zum vollständigen Füllen einer Spritzgußform
509817/11U
- 5 - O.Z. 30
bei einer Kunststofftemperatur von 3000O notwendig ist.
Tabelle 2 Sohl
Versuch. 260°
50,2
a 46,6
b 47,8
C 49,7
d 50,8
e 50,5
f 49,7
g 49,9
h 50,2
i
300°
K-Wert der Spritzlinge Spntzdruck
260° 300° CWcm2]
71,8 70,3 550
68,6 64,0 380
69,9 67,3 390
73,7 74,2 430
74,9 74,2 440
74,2 73,9 460
75,3 74,6 470
72,3 72,3 390
73,1 72,4 380
52,3 49,2 50,0 53,7 53,4 54,7 54,8
52,7 53,0
Die Versuche d "bis i sind erfindungsgemäß. Das beim Versuch a erhaltene Produkt hat eine sehr schlechte Oberfläche.
- 6 509817/1 1 1 A

Claims (6)

- 6 - O.Z. 30 Patentansprüche
1. Glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen, enthaltend 0,1 bis 2 Gew. fo eines niedermolekularen Polyolefin-Wachses, auf welches 2 Ms 50 Gew. $ polare Seitenketten aufgepfropft sind.
2. Glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyolefin-Wachs ein Molekulargewicht zwischen 1.000 und 20.000 hat.
3. Glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Polyölefin-Wachs niedermolekulares Polyäthylen ist.
4. Glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen, dadurch gekennzeichnet, daß die polaren Seitenketten aus einem Gopolymerisat von Styrol und Maleinsäureanhydrid "bestehen.
5. Glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermoplastische Kunststoff Polyamid ist.
6. Glasfaserverstärkte thermoplastische Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie zusätzlich noch 0,05 "bis 1,5 Gew. fo herkömmlicher Schmiermittel enthalten.
BASF Aktiengesellschaft
509817/1114
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