DE2402277A1

DE2402277A1 - Verstaerkte thermoplastische kunststoffe

Info

Publication number: DE2402277A1
Application number: DE2402277A
Authority: DE
Inventors: Hermann Dipl Chem Dr Gausepohl; Joachim Dipl Chem Dr Kunde; Dieter Dipl Chem Dr Stein; Rainer Dipl Chem Dr Theysohn; Rolf Dipl Chem Dr Wurmb
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1974-01-18
Filing date: 1974-01-18
Publication date: 1975-08-21
Also published as: JPS50103555A; FR2258425B3; BE824474A; US3988284A; FR2258425A1; DE2402277C2; NL7500422A

Description

BASE Aktiengesellschaft

Unser Zeichens O₀Zc 30 331 Dd/UB 6700 Ludwigshafen, 16.1=197^

Verstärkte thermoplastische Kunststoffe

Die Erfindung betrifft thermoplastische Polykondensate und Polyaddukte, welche übliche Verstärkungsmittel und zusätzlich Schmiermittel auf Basis von gegebenenfalls hydrierten Styrol-Oligomeren enthaltene

Bei der Herstellung von Spritzgußteilen aus faserverstärkten Thermoplasten werden den Kunststoffen Schmier- oder Gleitmittel zugesetzt, um eine gute Fließfähigkeit der PolymerschmeIze bei der Verarbeitung zu erreichen. Gleichzeitig kann das Schmiermittel als Formtrennmittel zur Erzielung kurzer Gycluszeiten dieneno Gute Schmiermittel bewirken darüber hinaus bei Formteilen aus verstärkten Thermoplasten glatte Oberflächen»

Üblicherweise werden bei der Verarbeitung von verstärkten Thermoplasten nach dem Spritzgußverfahren als Sehmiermittel Metallsalze, Ester oder Amide von Fettsäuren verwendet. Diese Zusätze verbessern zwar die Fließfähigkeit der Schmelze, die Entformbarkeit und in vielen Fällen auch die Oberfläche der Formkörper, führen jedoch in der Regel zu einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften, wie Festigkeit und Zähigkeit, da die Haftung zwischen Füllstoff- und Kunststoffmatrix beeinträchtigt wird. Außerdem haben die Schmiermittel häufig einen unerwünschten regelnden oder abbauenden Effekt auf die Polymerketten von Polykondensaten, was sich in einer Absenkung der Viskosität äußert.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Schmiermittel für verstärkte Polykondensate und Polyaddukte zu entwickeln, die eine Verbesserung der Fließfähigkeit der Polymerschmelze, der Entformbarkeit und der Oberfläche der Formkörper bewirken, ohne einen negativen Einfluß auf das mechanische Niveau auszuüben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch den Zusatz von 0,05

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bis 2,0 Gewichtsprozent an gegebenenfalls hydrierten Styroltelomeren zu den verstärkten thermoplastischen Polykondensaten und Polyaddukten gelöst»

Die hier betrachteten Polykondensate und Polyaddukte sind thermoplastisch verarbeitbar und haben als gemeinsames Merkmal Heteroatome, wie Sauerstoff und Stickstoff in der Polymerkette.

Es kommen in Frages

Polyamide, die entweder durch Polyaddition von Lactamen mit 4 bis 12 Ringgliedern oder durch Polykondensation der entsprechenden ^-Aminocarbonsäuren hergestellt wurden oder durch Polykondensation von Salzen aliphatischer Dicarbonsäuren mit aliphatischen oder aromatischen Diaminen, ferner Mischpolyamide; lineare, teilkristalline Polyester, die aus Terephthalsäure und aliphatischen Diolen, wie z„B, Äthylenglykol oder Butandiol 1,4, durch Kondensation hergestellt wurden,

ferner Polycarbonat, thermoplastisch verarbeitbare Polyurethane, sowie Polyoxymethylen und Polyoxymethylen-Gopolymereo

Als Verstärkungsmittel werden vorwiegend E-G-lasfasern in Mengen von 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 40 Gewichtsprozent, bezogen auf die Mischung, verwendet» Die Glasfasern haben im allgemeinen eine mittlere länge von 0,05 "bis 0,5 mm und einen Durchmesser von 9 - 15 /U. Es sind jedoch auch Glaskugeln, Kohlenstoffasern oder mineralische Verstärkungsmaterialien wie Asbest, Kreide, calcinierte Kaoline oder Quarzmehle geeignet. Sie können mit den üblichen Schlichten und HaftVermittlerη auf Organisilanbasis wie z.B, ^'-Aminopropyltriäthoxysilan beschichtet sein.

Als Schmiermittel werden 0,05 bis 2 Gewichtsprozent, insbesondere 0,1 bis 1 Gewichtsprozent Styroltelomere verwendet» Das mittlere Molekulargewicht der Styroltelomere liegt im allgemeinen zwischen etwa 300 und 3000, vorzugsweise werden solche mit einem Molekulargewicht zwischen 500 und 2000 verwendet» Die Messung des Molekulargewichts erfolgt osmometrisch in Benzol als

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. 3.

Lösungsmittel ο Es ist nicht erforderlich, daß die verwendeten Styroltelomeren einheitliches Molekulargewicht aufweisen»

Hie Synthese der Styroltelomeren kann z.B. durch thermische Oligomerisation von Styrol "bei 200 "bis 40O⁰O oder durch radikalisch ausgelöste Oligomerisation "bei Temperaturen zwischen 150 und 25O⁰O erfolgen» Man kann auch hydrierte Telomere einsetzen, die nach bekannten Methoden bei Temperaturen zwischen 50 und 25O⁰O und Wasserstoffdrücken zwischen 1 und 200 bar in .Gegenwart von Hydrierkatalysatoren, wie Ranney-Nickel, Platin, Palladium oder komplexen Katalysatorsystemen, z.B. aus Übergangsmetallverbindungen und Aluminiumorganylen hergestellt werden«,

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin,.daß gegenüber herkömmlichen Schmiermitteln eine bessere Fließfähigkeit und verbesserte Oberfläche und Eigenfarbe der Formkörper erreicht wird. Zudem beeinträchtigen Styroltelomere als Schmiermittel die Haftung zwischen Verstärkungsmaterial und Polymermatrix im Gegensatz zu herkömmlichen Schmiermitteln nicht oder weit weniger, so daß die mechanischen Eigenschaften, wie Z₀B₀ die Zugfestigkeit deutlich günstiger sind» Dieser Effekt ist besonders ausgeprägt, wenn die Prüfkörper zuvor dem Einfluß von Feuchtigkeit ausgesetzt waren,, Im Gegensatz zu herkömmlichen Schmiermitteln, wie Metallsalzen oder Amiden von langkettigen Carbonsäuren oder langkettigen Alkoholen wirken Styroltelomere nicht regelnd oder abbauend auf die Polymerketten von Polykondensaten, so daß über einen weiten Verarbeitungsbereich die Qualität des eingesetzten Kunststoffs nicht verändert wird.

Die verstärkten Formmassen können die üblichen Zusätze, wie Stabilisatoren, Flammschutzmittel, Verarbeitungshilfsmittel, wie Talkum oder Calciumfluorid sowie Pigmente und Farbstoffe enthalten.

Außer den erfindungsgemäßen Schmiermitteln können die verstärkten Polykondensate und Polyaddukte im Bedarfsfalle noch herkömmliche Schmiermittel, wie z.B. Metallsalze, Ester oder Amide

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höherer Fettsäuren in Mengen von 0,01 bis 1 Gewichtsprozent enthaltene

Für die Herstellung der erfindungsgemäßen Formmassen sind die bei verstärkten Thermoplasten üblichen Verfahren anwendbar. Die Herstellung kann auf jeder geeigneten Knetvorrichtung erfolgen, wobei der thermoplastische Kunststoff aufgeschmolzen und mit den Verstärkungsfasern, 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 vor der Verarbeitung zugegeben werden.

Die in den Beispielen genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel 1

65 Teile Polycaprolactam mit einem K-Wert von 72 (gemessen nach der Methode von H. Fikentscher, Cellulosechemie 13 (1932), Seite 58, in einprozentiger Lösung in konzentrierter Schwefelsäure) wurden mit den in Tab. 1 aufgeführten Schmiermitteln in einem Schnellmischer gemischt und dann auf einem Extruder bei 260 bis 290⁰G aufgeschmolzen. Nach dem Aufschmelzen wurden durch eine Entgasungsöffnung 35 Teile Glasfasern eingeführt, die mit einer Schlichte und einem Aminopropylsilan als Haftvermittler ausgerüstet waren.

Die extrudierten Stränge wurden abgekühlt und granuliert und aus den Granulaten Prüfkörper bei Kunststofftemperaturen von 280⁰C gespritzt, an denen die in Tab. 1 angegebenen mechanischen Werte im spritzfrischen Zustand gemessen wurden. Die Schlagzähigkeit in lcmkpcm" J wurde nach DIK 53453, die Bruchenergie in cmkp an Rundscheiben 2 χ 60 mm nach DIlT-En twu rf 53443 bestimmt.

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Tabelle 1

Versuch	Schmiermittel Schlagzähigkeit K-Wert	48,	3	68,4	Bruch
	(Gewo io)	51,	6	71,3	energie
a	0,5 $> Ca-Stearat				21,7
b	0,5 io Styroltelomere	54,	7	72,3	32,4
	(MG^IOOO)
C	1 fo Styroltelomere ■				34,9
	(MG Äf 1000)
	Beispiel 2

65 Teile Polybutylenterephthalat (K-Wert 71,5, gemessen in 0,5-prozentiger Lösung in Phenol/o-Dichlorbenzol (3s2) naoh K. Pikentscher) wurden nach der im Beispiel 1 beschriebenen Methode mit bekannten Schmiermitteln, mit den Styroltelomeren und 30 Gewichtsprozent Glasfasern, die- in diesem Falle jedoch mit einem y-Glycidoxipropylsilan als Haftvermittler ausgerüstet waren, verarbeitet. Die Yerarbeitungstemperaturen lagen zwischen 240 und 270⁰Go

An den bei 260° gespritzten Prüfkörpern (Rundscheiben, 2 mm Stärke, 6 mm Durchmesser) wurde die Qualität der Oberfläche beurteilt:

Tabelle 2
Zusatz . Oberfläche

a) 0,5 $> Zn-Stearat viele Glasfaseraus-

schwemmungen

b) 1,0 fc Polyäthylenwachs, MG ^ 100„000 »

c) 0,5 ^ NjH'-Distearoyl-äthylendiamid "

d) 0,5 1o Styroltelomere, MG ä* 1000 glatte Oberfläche

e) 1,0 1o Styroltelomere, MG ä? 800 " »

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Claims

24Q2277

O.Z. 30

Patentanspruch

Thermoplastische Polykondensate und Polyaddukte, die 10 bis 60 Gewichtsprozent üblicher Verstärkungsmittel enthalten, gekennzeichnet durch einen Zusatz von 0,05 "bis 2 G-ewichtsprozent eines Styroltelomeren„

BASF Aktiengesellschaft

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