DE2417002A1

DE2417002A1 - Thermoplastische polyesterformmassen auf der basis von polybutylenterephthalat

Info

Publication number: DE2417002A1
Application number: DE2417002A
Authority: DE
Inventors: Peter Dipl Chem Dr Horn; Wolfgang Dipl Chem Dr Seydl
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1974-04-08
Filing date: 1974-04-08
Publication date: 1975-10-23
Also published as: BE827693A; CH594714A5; NL7504180A; FR2274657B3; IT1035203B; JPS50136342A; FR2274657A1

Description

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Unser Zeichen; O.Z. _>0 496 Ka/UB 6700 ludwigshafen, 5.4

Therm op last is ctie Polyester formmassen auf der Basis von Polybutylenterephthalat

Thermoplastisch verarbeitbare Polyesterformmassen auf der Basis von Polybutylenterephthalat gewinnen zunehmend als Rohstoff zur Herstellung von Spritzgußteilen an Bedeutung. Diese Formmassen haben nämlich als Spritzgußmassen wesentliche Vorteile gegenüber anderen thermoplastischen Polyesterformmassen, etwa solchen auf der Basis von Polyäthylenterephthalat. Insbesondere lassen sich Polybutylenterephthalatformmassen im Spritzguß wesentlich einfacher als Polyäthylenterephthalatformmassen verarbeiten: Die ersteren "können im Gegensatz zu letzteren bereits bei niedrigen Formtemperaturen von etwa 30 bis 6O⁰G in rascher Zyklusfolge zu hochlcristallinen und somit dimensionsstabilen Formteilen verarbeitet werden. Infolge der großen Kristallisationsgeschwindigkeit auch bei niedrigen Temperaturen treten keine Schwierigkeiten bei der Entformung auf. Die Formstabilität von Spritzgußteilen aus Polybutylenterephthalatformmassen ist zudem auch bei Temperaturen um und weit oberhalb der G-lastemperatur des Polybutylenterephthalats sehr gut.

Angesichts dieser Vorteile wird es als gewisser Nachteil empfunden, daß die aus Polybutylenterephthalatformmasseη hergestellten Spritzgußteile mechanische Eigenschaften besitzen, die nicht immer befriedigen. Insbesondere sind die Zähigkeitswerte der Formteile relativ niedrig, weshalb diesen bislang etliche technische Anwendungsgebiete verschlossen sind.

Aufgabenstellung der vorliegenden Erfindung war mithin, solche Polybutylenterephthalatformmassen aufzuzeigen, aus denen sich Formteile herstellen lassen, deren mechanische Eigenschaften, insbesondere deren Zähigkeitseigenschaften, verbessert sind.

Es wurde gefunden, daß die gestellte Aufgabe gelöst werden kann,

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wenn die Formmassen als Additiv eine spezielle Art von Polycarbonaten enthalten.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind dementsprechend thermoplastische Polyesterformmassen aus

(1) einem Polybutylenterephthalat als Hauptkomponente

(2) wenigstens einem Additiv als Modifizierungsmittel,

mit dem erfindungsgemäß kennzeichnenden Merkmal, daß die Formmassen als

(2.1) ein Additiv 1 bis 40, insbesondere 15 bis 30 Gewichtsprozent eines Polycarbonats auf Basis aromatischer Bishydroxyverbindungen, insbesondere Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan-2,2, enthalten, wobei sich die Prozente auf das Gesamtgewicht von Polybutylenterephthalat und Polycarbonat beziehen.

Wie sich gezeigt hat, haben solche Formmassen nicht nur den Vorteil, daß sie zu Formteilen mit verbesserten mechanischen Eigenschaften (Zähigkeit, aber auch Festigkeit und Steifigkeit) führen, sondern auch den Vorteil, daß sie eine verbesserte Verarbeitungsstabilität haben, d»h₀ in einem breiteren, zu höheren Temperaturen - bis etwa 280 C und darüber - ausgedehnten Temperaturbereich ohne thermische Schädigungen, verarbeitet werden können.

Wie sich ferner gezeigt hat, sind die erfindungsgemäßen Formmassen für viele Zwecke besonders gut geeignet, wenn sie als

(2.2) ein weiteres Additiv 5 bis 50, insbesondere 20 bis 40 Gewichtsprozent eines Verstärkungs- bzw. Füllmittels enthalten, wobei sich die Prozente auf das Gesamtgewicht von Polybutylenterephthalat und Polycarbonat beziehen.

Im einzelnen ist zu den neuen Formmassen das Folgende zu sagen:

(1) Unter "Polybutylenterephthalat" werden im gegebenen Zusammenhang Polyester verstanden, die aus oder im wesentlichen

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aus Einheiten der Terephthalsäure und des Butandiols-1,4 zusammengesetzt sind. Pur den erfindungsgemäßen Zweck geeignete Polyester dieser Art sind insbesondere solche, die einen Schmelzpunkt im Bereich von 200 bis 225⁰G aufweisen und eine relative Viskosität (gemessen an 0,5-gewichtsprozentiger lösung bei 25⁰G in einem Phenol/o-Dichlorbenzolgemisch von 3 s 2 Gewichtsteilen) von 1,3 bis 1,8, vorzugsweise 1,5 bis 1,7 haben.

Entsprechende Polyester sind an sich bekannt; sie werden insbesondere durch Umesterung eines Dialkyl- bzw«, Diarylesters der Terephthalsäure (insbesondere Dimethylterephthalat) mit Butandiol-1,4 und anschließende Kondensation in Gegenwart geeigneter Katalysatoren hergestellt. In den Polyestern können bis zu jeweils 20 Molprozent der Terephthalsäure- und/oder Butandiol-1,4-Einheiten durch Einheiten anderer Dicarbonsäuren oder Diole ersetzt sein. Als Modifizierungsmittel kommen beispielsweise aliphatische, cycloaliphatische oder aromatische Dicarbonsäuren, wie Adipinsäure, Azelainsäure, Sebazinsäure, Dodecandisäure, Gyclohexandicarbonsäure, Isophthalsäure oder Naphthalindicarbonsäure in Präge. Diolische Modifizierungsmittel können insbesondere aliphatische und cycloaliphatische Glykole mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Hexamethylenglykol, Feopentylglykol und Diäthylenglykol, sein.

(2) Additive

(2.1) Die erfindungsgemäßen Formmassen enthalten als kennzeichnendes Additiv Polycarbonate auf Basis aromatischer Bishydroxyverbindungen, vorzugsweise Polycarbonate, die aus Bis-(4-hydroxyphenyl)-propan-2,2-Einheiten (Bisphenol A) aufgebaut sind. Pur den erfindungsgemäßen Zweck geeignete Polycarbonate sind insbesondere solche, die eine relative Viskosität (gemessen bei 25⁰C an einer 0,5 $igen Methylenchloridlösung) von 1,2 bis 1,5, vorzugsweise von 1,28 bis 1,40 haben.

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Entsprechende Polycarbonate sind bekannt; sie können z.B. gemäß dem Verfahren der deutschen Patentschrift 1 300 266 durch G-renzflächenpolykondensation oder gemäß dem Verfahren der deutschen Offenlegungsschrift 1 495 730 durch Umesterung von Diphenylcarbonat mit Bisphenol A hergestellt werden. G-anz oder teilweise (bis etwa 30 Molprozent) an die Stelle von Bisphenol A können andere aromatische Bishydroxyverbindungen treten, insbesondere Bis-(4-hydroxyphenyl)-pentan-2,2 , 2,6-Dihydroxynaphthalin, Bis-(4-hydr oxyphenyl)-auIfon, Bis-(4-hydroxyphenyl)-äther, Bis-(4-hydroxyphenyl)-sulfid, Bis-(4-hydroxyphenyl)-methan, Bis-(4-hydroxyphenyl)-äthan-1, 1, 4,4^f-Dihydroxydiphenyl.

(2.2) Die erfindungsgemäßen Formmassen können als ein weiteres Additiv Verstärkungs- bzw. Füllmittel enthalten. Hierzu gehören z.B. Glasfasern, Glaskugeln, Asbest, Kaolin, Quarz, Talk und Kreide sowie Gemische aus zwei oder mehr verschiedenen Verstärkungs- bzw. Füllmitteln.

Die Verstärkungs- bzw. Füllstoffe enthaltenden Formmassen zeichnen sich durch besonders vorteilhafte Eigenschaften, wie hohe Steifigkeit und hohe Schlagzähigkeit aus.

(2.3) Die neuen Formmassen können, falls gewünscht - neben den oben besprochenen Additiven - zusätzlich weitere Additive enthalten. Hierfür kommen vor allem die einschlägig üblichen in den einschlägig üblichen Mengen in Betracht, z.B. farbgebende oder flammhemmende Additive, ferner Stabilisatoren gegen thermische, thermooxydative und UV-Schädigung, Wachse, Gleit- und Verarbeitungshilfsmittel, die ein störungsfreies Extrudieren und Spritzgießen gewährleisten, sowie Antistatika.

Das Herstellen der erfindungsgemäßen Formmassen erfolgt zweckmäßigerweise durch möglichst homogenes Mischen ihrer Komponenten, wobei die Matrix im allgemeinen als Schmelze vorliegen sollte. Eine bevorzugte Arbeitsweise ist das Mischen von granulatförmigem Polybutylenterephthalat mit dem Polycarbonat, Auf-

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schmelzen (zweckmäßiger Temperaturbereich; 230 bis 290⁰O) und intensives Homogenisieren des Gemische in einem Extruder mit anschließendem Auspressen in ein Wasserbad und Granulieren» Weitere Zusätze, wie Verstärkungs- bzw. Füllmittel, Flammschutzmittel, Pigmente u.a. werden vorzugsweise im gleichen Arbeitsgang in die Masse eingearbeitet, Glasfasern können dabei sowohl in Form von geschnittener Glasseide als auch in Form von endlosen Rovings eingebracht werden.

Die neuen Formmassen eignen sich vor allem zum Spritzgießen von Formteilen, wobei die Temperatur der Formmassen zweckmäßigerweise im Bereich von etwa 230 bis 290 C liegen sollte.

Die in den nachfolgenden Beispielen angegebenen relativen Viskositäten sind gemessen beim Polybutylenterephthalat an einer 0,5-gewichtsprozentigen Lösung bei 25 C in einem Phenol/o-Dichlorbenzolgemisch. von 3 : 2 Gewichtsteilen, beim Polycarbonat an einer 0,5-gewichtsprozentigen Lösung bei 25°C in Methylen-Chlorid»

Beispiel 1

4,875 kg granulatförmiges Polybutylenterephthalat mit einer relativen Viskosität von 1,625 wurden mit 1,625 kg eines Bisphenol-A-Polycarbonats mit einer relativen Viskosität von 1,305 intensiv vermischt, in einem Zweischneckenextruder aufgeschmolzen und homogenisiert und nach Durchlaufen eines Wasserbades granuliert. Die Materialtemperatur im Extruder lag bei 240 bis 25O⁰C Das getrocknete Granulat wurde anschließend nach dem Spritzgießverfahren zu ETormprüf körper η verarbeitet, wobei eine Materialtemperatur von 250⁰O und eine Formtemperatur von 55 C eingehalten wurden. An den erhaltenen Prüfkörpern wurden ohne weitere Nachbehandlung nach den entsprechenden DIN-Vorschriften eine Reihe mechanischer Werte bestimmt; sie sind in der nachstehenden Tabelle aufgeführt.

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Vergleichsversuch

Es wurde wie in Beispiel 1 gearbeitet, jedoch ohne Mitverwendung des Polycarbonate, Die entsprechenden mechanischen Werte sind ebenfalls in der nachstehenden Tabelle aufgeführt»

	kp/om	DIlT	53455	Beispiel	vergleichs- 1 versuch
Streckspannung	kp/cm	DIN	53455	605	580
Reißfestigkeit	*	DIN	53455	350	370
Reißdehnung	ρ kp/cm	DIN	53457	136	15
Elastizitäts-Modul (aus Zugversuch)			25 000	26 000

Schlagzähigkeit cmkp/cm DIN 53453 ohne Bruch ohne Bruch Kerbschlagzähigkeit cmkp/cm² DIN 53453 8 3

+ ) 2
Lochschlagzähigkeit ' cmkp/cm - 93 30

+) Bohrung = 3 mm Durchmesser

Beispiel 2

Aus dem gemäß Beispiel 1 verwendeten Polybutylenterephthalat und Polycarbonat wurde wie in Beispiel 1 ein granulatförmiges homogenes Gemisch im Gewichtsverhältnis 80 : 20 hergestellt.

Ebenfalls wie in Beispiel 1 wurden durch Spritzgießen - jedoch bei variierenden, in der nachstehenden Tabelle angegebenen Materialtemperaturen - aus dem Granulat Prüfkörper (50 χ 6 χ 4 mm) hergestellt, mit einer Bohrung von 3 mm Durchmesser versehen

und an diesen die Lochschlagzähigkeit (in cmkp/cm ) gemessen. Die Ergebnisse finden sich in der nachstehenden Tabelle.

Vergleichsversuch

In ihm wurde wie in Beispiel 2 gearbeitet, jedoch ohne Mitverwendung des Polycarbonate, Die entsprechenden Lochschlagzähigkeiten sind ebenfalls in der nachstehenden Tabelle angegeben,

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— ν —

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Materialtemperatur "beim Spritzgießen ( 0) (Formtemperatur jeweils 60 C)

Iiochsohlagzähigkeit (Bohrung = 3 mm 0)

Beispiel 2	Vergleichsversuch
88,0	35,1
82,6	34,6
75,3	30,1
55,1	25,3
33,6	15,7
Beispiel 3

250
260
270
280
290

Aus dem gemäß Beispiel 1 verwendeten Polybutylenterephthalat und Polycarbonat wurde wie in Beispiel 1 ein granulatförmiges homogenes Gemisch im Gewichtsverhältnis 70 s 30 hergestellt«

Ebenfalls wie in Beispiel A wurden durch Spritzgießen - jedoch bei variierenden, in der nachstehenden Tabelle angegebenen Materialtemperaturen - aus dem Granulat Prüfkörper (50 χ 6 χ 4 mm) hergestellt, mit einer Bohrung von 3 mm Durchmesser versehen und an diesen die Lochschlagzähigkeit (in cmkp/cm ) gemessen. Die Ergebnisse finden sich in der nachstehenden Tabelle.

Materialtemperatur beim

Spritzgießen ( 0)

(Formtemperatur jeweils 60 C)

Lochschlagzähigkeit (Bohrung = 3 mm 0)

250 260 270 280 290

101,3

101,6

97,5

94,4

70,0

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Claims

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Patentansprüche

« Thermoplastische Polyesterformmassen aus

(1) einem Polybutylenterephthalat als Hauptkomponente

(2) wenigstens einem Additiv als Modifizierungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen als

(2.1) ein Additiv 1 bis 40 Gewichtsprozent eines Polycarbonats auf Basis aromatischer Bishydroxyverbindungen enthalten, wobei sich die Prozente auf das Gesamtgewicht von Polybutylenterephthalat und Polycarbonat beziehen,

ο Thermoplastische Polyesterformmassen gemäß Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Formmassen als

(2.2) ein weiteres Additiv 5 bis 50 Gewichtsprozent eines Yerstärkungs- bzw. Füllmittels enthalten, wobei sich die Prozente auf das Gesamtgewicht von Polybutylenterephthalat und Polycarbonat beziehen.

BASF Aktiengesellschaft

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