DE2349835B2 - Formmassen aus verstärkten Polyamiden - Google Patents

Formmassen aus verstärkten Polyamiden

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Description

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Die Erfindung betrifft mit mineralischen Füllstoffen verstärkte Polyamide mit verbesserten Oberflächeneigenschaften.
Es ist bekannt, thermoplastisch verarbeitbare Polyamide mit mineralischen Füllstoffen zu verstärken. Durch diese Maßnahme wird die Steifigkeit, die Härte, Wasseraufnahme und Dimensionsstabilität günstig beeinflußt So sind z.B. in der DE-OS 15 20 392 derartige verstärkte polymere Formmassen beschrieben.
Nachteilig bei solchen Formmassen ist aber, daß nach der Verarbeitung z. B. im Spritzguß die Oberfläche von fertigen Teilen ungleichmäßig ausgebildet ist und ein mattes Aussehen hat. Dies ist vermutlich darauf zurückzuführen, daß sich an der Oberfläche Ausschwemmungen der Füllstoffe bilden, die erst bei so hohen Verarbeitungstemperaturen wieder verschwinden, bei denen sich die Polymeren bereits zersetzen oder bei denen die Polymerschmelze bereits so dünnflüssig wird, daß beim Spritzgießen unerwünschte sogenannte Schwimmhäute entstehen. Der vorliegenden Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, mit mineralischen Füllstoffen verstärkte Polyamide zu entwickeln, die sich zu Formteilen mit einwandfreier glänzender Oberfläche verarbeiten lassen.
Aus DE-PS 10 66 736 und DE-PS 1197 615 ist es bekannt, daß die Oberfläche von Formteilen aus Polyamiden durch Zugabe geringer Mengen z. B. von Aminderivaten oder Salzen höherer Fettsäuren verbessert werden kann. Diese Zusätze bringen bei den mit mineralischen Füllstoffen verstärkten Polyamiden jedoch keine merkliche Verbesserung der Oberfläche.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, daß verstärkte Polyamide, die neben 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent von Salzen des Calciums, Strontiums, Bariums, Zinks oder Aluminiums mit Carbonsäuren mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen noch 0,5 bis 4,0 Gewichtsprozent §0 Lactame mit 4 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten, bei der Verarbeitung Formkörper mit hervorragenden Oberflächen ergeben.
Vorzugsweise wird Stearinsäure eingesetzt. Als Lactam wird Caprolactam bevorzugt.
Polyamide im Sinn der vorliegenden Erfindung sind bevorzugt teilkristalline Polymere, die entweder durch Polykondensation bzw. Polyaddition aus ω-Aminocarbonsäuren bzw. aus den entsprechenden Lactamen oder aus aliphatischen und/oder aromatischen Diaminen einerseits und aliphatischen und/oder aromatischen Dicarbonsäuren andererseits hergestellt werden können. Besonders bevorzugt sind Polycaprolactame (Nylon 6) mit einer relativen Viskosität zwischen 22 und 5,0 und Polymere aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure (Nylon 6,6) mit einer relativen Viskosität zwischen 2,2 und 5,4, jeweils gemessen nach DIN 53 727 in Schwefelsäure (96%ig, c= 1,0 g/100 ml Lösung bei 25°1C). Bei der Herstellung der Polyamide durch Polyaddition von Caprolactam verläuft die Reaktion im allgemeinen nur bis zu einem Umsatz von etwa 90%. Es ist üblich, anschließend die Restmonomeren durch Extraktion zu entfernen. Technisches Polycaprolactam enthält also stets weniger als 0,5% monomeres Caprolactam.
Als Füllstoffe können natürlich vorkommende und synthetische eingesetzt werden, z. B. Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Kaolin, wasserfreie Aluminiumsilikate, Calciumsilikate, Aluminiumoxide, Talkum, Quarzmehle und ähnliche Verbindungen auf Silikatbasis. Sie haben im allgemeinen mittlere Teilchengrößen unter 100 μ, vorzugsweise zwischen 1 und 40 μ. Das Verhältnis Länge zu Dicke liegt dabei unterhalb von 10:1, vorzugsweise unterhalb von 4:1. Die Füllstoffe können mit haftvermittelnden Substanzen, wie z. B. Organosilanen, vorzugsweise mit Aminopropyltriäthoxysilan, behandelt sein. Die Menge der Füllstoffe in den Formmassen liegt im allgemeinen zwischen 10 und 70 Gewichtsprozent, bevorzugt zwischen 20 und 40 Gewichtsprozent.
Die Formmassen können übliche Zusatzstoffe, wie Stabilisatoren, Farbpigmente, Flammschutzmittel (z. B. nach der DE-OS 18 08 130) enthalten.
Die Einarbeitung der erfindungsgemäßen oberflächenverbessernden Mittel kann auf bekannte Art zusammen mit den Füllstoffen erfolgen, z. B. durch Abmischen mit den Polyamiden und Aufschmelzen in einem Extruder. Man kann aber auch — und das empfiehlt sich beim Arbeiten mit Polycaprolactam — von Monomeren befreites, extrahiertes Polymeres mit nicht extrahiertem (Monomerengehalt 9 bis 10 Gewichtsprozent) im gewünschten Verhältnis abmischen und zusammen mit den restlichen Mischungsbestandteilen verarbeiten.
Das folgende Beispiel gibt einen Überblick über die erzielten Effekte.
Beispiel
Auf einem Einwellenextruder werden die in der Tabelle angegebenen vorgemischten Mengen Polyamid, Füllstoffe und Schmiermittel aufgeschmolzen und homogenisiert; die Polymerschmelze wird über eine Düse ausgepreßt, als Strang abgezogen, granuliert und auf einer Spritzgußmaschine zu kleinen Testkästchen verspritzt. In der Tabelle ist die Spritzgußtemperatur angegeben, bei der die Oberfläche des fertigen Teils einwandfrei, d. h. glänzend wird.
Die Versuche c, e, g und k sind erfindungsgemäß. Bei den dort genannten Verarbeitungstemperaturen tritt noch kein Abbau der Polymeren ein, während bei den Vergleichsversuchen bereits eine Verfärbung sowie ein starkes Auftreten von »Schwimmhäuten« zu beobachten ist.
Polymer 23 49 835 3 4 Zusatzstoffe Gute Oberfläche
bei Verarbeitungs-
Tabelle Füllstoff temperaturen ab
Versuch Nylon 6 _ 3000C
Nylon 6 0,5% Zn-Stearat 295°C
Nylon 6 30% Kreide 0,5% Zn-Stearat/ 2l5O°C
a 30% Kreide 2,0% Caprolactam
b Nylon 6 30% Kreide - 3000C
C Nylon 6 0,5%Zn/Stearat/ 2(3O°C
30 % Kreide mit Ca-Stearat beschichtet 2,0% Caprolactam
d Nylon 6 30% Kreide mit Ca-Stearat beschichtet - 2900C
e Nylon 6 0,3% Ca-Stearat/ 2680C
keine gute |
30% calcinierte Tonerde 2,5% Caprolactam Oberfläche zu
f Nylon 6,6 30 % calcinierte Tonerde - erhalten
g 3l0°C
30% Quarzmehl mit Haftvermittler
h Nylon 6,6 )>-Aminopropyisiian behandelt 0,5%Zn-Stearat 28O0C
Nylon 6,6 30% Quarzmehl mit Haftvermittler 0,5 % Zn-Stearat/
i y-Aminopropylsilan behandelt 2,0% Caprokctam
30% Quarzmehl mit Haftvermittler
k ^Aminopropylsilan behandelt

Claims (1)

Patentansprüche:
1. Formmassen aus Polyamiden und mineralischen Füllstoffen, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,1 bis 2,0 Gewichtsprozent von Salzen des Calciums, Strontiums, Bariums, Zinks oder Aluminiums mit Carbonsäuren mit 8 bis 20 Kohlenstoffatomen und 04 bis 4,0 Gewichtsprozent Lactame mit 4 bis 12 Kohlenstoffatome enthalten.
Z Formmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie 0,2 bis 1,0 Gewichtsprozent Calcium- oder Zinkstearat und 1,5 bis 2,5 Gewichtsprozent Caprolactam enthalten.
15
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