DE2424374A1

DE2424374A1 - Verstaerkte thermoplastische styrolpolymerisate

Info

Publication number: DE2424374A1
Application number: DE2424374A
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: 1974-05-20
Filing date: 1974-05-20
Publication date: 1975-12-11
Also published as: GB1496960A; BE829167A; FR2272139A1; ES437794A1; IT1037682B; NL154537B; FR2272139B1; NL7505657A

Description

BASF Aktiengesellschaft

Unser Zeichen; O.Z. 30 551 Rss/G .6700 Ludwigshafen, I5.5.1974

Verstärkte thermoplastische Styrolpolymerisate

Die Erfindung betrifft thermoplastische Styrolpolymerisate, die übliche Verstärkungsmittel und ein Schmiermittel auf Basis eines gegebenenfalls hydrierten Styrol-Oligomeren enthalten.

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

Üblicherweise werden bei der Verarbeitung von verstärkten Thermoplasten nach dem Spritzgußverfahren als Schmiermittel Metallsalze, Ester oder Amide von Fettsäuren verwendet. Diese Zusätze verbessern zwar die Fließfähigkeit der Schmelze, die Ent formbarkeit und in vielen Fällen auch die Oberflächen 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.

Aus der DT-AS 1 245 594-ist bekannt, daß niedermolekulares Polystyrol mit einem Molekulargewicht zwischen 10 000 und 60 000 in Mengen von 2 bis 40$ die Fließfähigkeit von Styrolpolymerisaten verbessert. Eine Verbesserung der mechanischen Eigenschaften bei faserverstärkten Thermoplasten läßt sich damit jedoch nicht erreichen, das mechanische Niveau ist sogar deutlich schlechter.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, Schmiermittel für

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verstärkte Styrolpolyraerisate zu entwickeln, die eine Verbesserung der Fließfähigkeit der Polymerschmelze, der Ent formbarkeit 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 1,8 Gew.% an gegebenenfalls hydrierten Styrol-Oligomeren zu den verstärkten Styrolpolymerisaten gelöst.

Als Styrolpolymerisate kommen in Frage ι Homopolystyrol;

schlagfestes Polystyrol, das durch Polymerisation von Styrol in Gegenwart von 2 bis 15$ eines Kautschuks, vorzugsweise Polybutadien, hergestellt wurde;

Mischpolymerisate des Styrols mit Comonomeren, vorzugsweise mit 10 - 40 Gew.% Acrylnitril, oder mit Methylmethacrylat, Maleinsäureanhydrid, Acrylsäureestern oder <J—Methylstyrol; ABS- oder ASA-Polymerisate, die durch Polymerisieren von Styrol und Acrylnitril in Gegenwart von Polybutadien oder Polyacrylester-Kautschuken hergestellt wurden. Die Styrolpolymerisate sollen bevorzugt mindestens 50 Gew.% Styroleinheiten einpolymerisiert enthalten.

Als faserförmige Verstärkungsmittel werden vorwiegend Glasfasern in Mengen von 10 bis 60, vorzugsweise 20 bis 50 Gew.% bezogen auf Endprodukt verwendet, aber auch Kohlenstoffasern oder Mineralfasern, wie beispielsweise Asbest oder Gipsfasern. Die Fasern können mit den üblichen Schlichten und Haftvermittlern beschichtet sein.

Als Schmiermittel werden 0,05 bis 1,8 Gew.%, vorzugsweise 0,1 bis 1 Gew.% Styrol-Oligomere mit einem mittleren Molekulargewicht von 400 bis 1 800, vorzugsweise 500 bis 1 5OO verwendet. Die Messung des Molekulargewichtes erfolgt durch Dampfdruckosmometrie.

Es ist nicht erforderlich, daß die verwendeten Styrol-Oligomeren einheitliches Molekulargewicht aufweisen.

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Die Synthese der Styrol-Oligomeren kann z.B. durch thermische Oligomerisation von Styrol bei 200 bis 400°C oder durch radikalisch ausgelöste Oligomerisation bei Temperaturen zwisohen I50 und 25O⁰C erfolgen. Man kann Jedoch auoh hydrierte Oligomere einsetzen, die nach bekannten Methoden bei Temperaturen zwischen 50 und 25O⁰C und Wasserstoffdrücken zwischen 1 und 200 bar in Gegenwart von Hydrierkatalysatoren, wie Ranney-Nickel, Platin, Palladium oder komplexen Katalysatorsystemen, z.B. aus Ubergangsmetallverbindungen und Alumlniumorganylen hergestellt werden. Hydrierte Oligomere haben den Vorteil, daß sie keine Verfärbung der Formkörper bewirken, was bei der Verwendung von nicht hydrierten Oligomeren gelegentlich auftreten kann.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß gegenüber herkömmlichen Schmiermitteln eine bessere Fließfähigkeit und verbesserte Oberfläche der Formkörper erreicht wird. Zudem beeinträchtigen Styrol-Oligomere als Schmiermittel die Haftung zwischen Verstärkungsmaterial und Polymermatrix im Gegensatz zu herkömmlichen Schmiermitteln nicht oder weit weniger, so daß die mechanischen Eigenschaften, wie z.B. die Zugfestigkeit deutlich günstiger sind. Dieser Effekt 1st besonders ausgeprägt, wenn die Prüfkörper zuvor dem Einfluß von Feuchtigkeit ausgesetzt waren.

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

Außer den erfindungsgemäßen Schmiermitteln können die verstärkten Styrolpolymerisate im Bedarfsfalle noch herkömmliche Schmiermittel, wie z.B. Metallsalze, Ester oder Amide höherer Fettsäuren in Mengen von 0,01 bis 1 Gew.$ enthalten.

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

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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 im Beispiel genannten Teile und Prozente beziehen sich auf das Gewicht.

Beispiel;

65 Teile eines Styrol/Acrylnitril-Copolymeren mit 30$ Acrylnitril wurden mit den in der Tabelle aufgeführten Schmiermitteln in einem Schnellmischer gemischt und dann auf einem Extruder bei 240 - 270⁰C aufgeschmolzen. Nach dem Aufschmelzen wurden durch die Entgasungsöffnung 55 Teile Kurzglasfasern eingeführt, die mit einer Schlichte und einem Aminopropylsilan als Haftvermittler ausgerüstet waren. Die extrudierten Stränge wurden abgekühlt und granuliert. Aus den Granulaten wurden Prüfkörper bei 28o°C Kunststoff temperatur gespritzt, an denen die in der Tabelle angegebenen mechanischen Werte gemessen wurden. Die Zugfestigkeit in kpcm wurde nach DIN 53^55 an Prüfkörpern in spritzfrischem Zustand und nach I4tägiger Wasserlagerung geprüft. Die Schmelzviskosität in poise wurde bei 22O⁰C bei einer Schubspannung von 1 dyn bestimmt.

Versuch Schmiermittel Gew.%J Zugfestigkeit kpcm~ Schmelztrocken ^L naß ^J viskosität

[poise] bei 220⁰C

a 0,2$ Ca-Stearat 1 085 996 16 000

b 0,5$ " 1 050 905 13 000

c 0,2$ Styrololigomere 1 226 1 O86 11 500

IÖ]

0,5$ " 1 302 1 165 8 000

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Die bei den erfindungsgemäßen Versuchen c und d erhaltenen Formkörper zeichnen sich gegenüber den Vergleichsversuchen a und b durch wesentlich glattere Oberflächen aus.

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Claims

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Patentanspruch

Thermoplastische Styrolpolymerisate, mit 10 bis 60 Gew.% eines faserförmigen Verstärkungsmittels, gekennzeichnet durch einen Gehalt von 0,05 bis 1,8 Gew.% eines gegebenenfalls hydrierten Styrololigomeren mit einem mittleren Molekulargewicht zwischen 400 und 1 8OO.

BASF Aktiengesellschaft

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