DE2435266A1 - FILLED THERMOPLASTIC POLYAMIDE MOLDING COMPOUNDS WITH IMPROVED TOUGHNESS - Google Patents
FILLED THERMOPLASTIC POLYAMIDE MOLDING COMPOUNDS WITH IMPROVED TOUGHNESSInfo
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Description
Unser Zeichen; O. Z. 30 674 Ka/Wn 67OO Ludwigshafen,2 2. 7. 1974 Our sign; OZ 30 674 Ka / Wn 67OO Ludwigshafen, February 2, 1974
Gefüllte thermoplastische Polyamidformmassen mit verbesserter Zähigkeit Filled thermoplastic polyamide molding compounds with improved toughness
Die Erfindung betrifft gefüllte thermoplastische Polyamidformmassen mit erhöhter Trocken- und KaiteSchlagzähigkeit und verbesserter Bruchzähigkeit bei multiaxialer Beanspruchung. Im Gegensatz zu unverstärkten Polyamidformmassen weisen gefüllte bzw, faserverstärkte Polyamide wesentlich höhere Zug- und Biefestigkeiten bei 3- bis 4-mal höherem Ε-Modul auf, während die Zähigkeitseigenschaften im Vergleich zu ungefüllten Polyamiden ungünstiger sind» Es sind daher verstärkte Polyamidformmassen mit erhöhter Zähigkeit erwünscht, ohne daß Festigkeit und Steifigkeit wesentlich beeinträchtigt werden.The invention relates to filled thermoplastic polyamide molding compounds with increased dry and kaite impact strength and improved Fracture toughness under multiaxial stress. In contrast to unreinforced polyamide molding compounds, filled or, fiber-reinforced polyamides have significantly higher tensile and bending strengths with 3 to 4 times higher Ε-module, while the toughness properties are less favorable compared to unfilled polyamides »They are therefore reinforced polyamide molding compounds with increased toughness is desirable without significantly impairing strength and stiffness.
Bei ungefüllten Polyamidformmassen sind bereits einige Verfahren zur Erhöhung der Zähigkeit bekannte So kann man hierzu beispielsweise niedermolekulare Weichmacher in das Polyamid einarbeiten. Dieses Verfahren ist jedoch wegen der Gefahr der Blasenbildung im Formkörper nicht zufriedenstellend. Außerdem sind die meisten der für Kunststoffe geeigneten Weichmacher mit Polyamiden nicht ausreichend verträglich und entmischen sich daher beim Verarbeiten bzw. neigen zum Ausschwitzen. Verträgliche Weichmacher dagegen, die mit Polyamiden echte Lösungen bilden, setzen meist das hohe mechanische Niveau dieser Kunststoffe herab.In the case of unfilled polyamide molding compounds, some processes for increasing the toughness are already known for example, incorporate low molecular weight plasticizers into the polyamide. However, this procedure is because of the risk of Unsatisfactory bubble formation in the molding. In addition, most of the plasticizers suitable for plastics are Not sufficiently compatible with polyamides and therefore separate during processing or tend to exude. Compatible Plasticizers, on the other hand, which form real solutions with polyamides, usually set the high mechanical level of these Plastics.
Rüstet man solcherart weichgemachte Polyamide mit Füllstoffen oder Glasfasern aus, so wird in der Regel die gewünschte Steifigkeit nicht oder nur mit sehr großen Mengen an verstärkenden Füllstoffen erreicht. In den meisten Fällen wird zudem durch weichmachende Zusätze die Haftung zwischen EüMstoffoberfläche und Kunststoffmatrix so verschlechtert, daß die anIf you equip such plasticized polyamides with fillers or glass fibers, the desired one is usually Rigidity not achieved or only achieved with very large amounts of reinforcing fillers. In most cases it will also by plasticizing additives the adhesion between the surface of the material and plastic matrix so deteriorated that the
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Prüfkörpern gemessenenZug- und Biegefestigkeiten zu gering werden.Tensile and flexural strengths measured on test specimens too low will.
Der vorliegenden Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, gefüllte oder verstärkte Formmassen auf Basis von Polyamiden zu entwickeln, die eine hohe Schlag- bzw. Bruchzähigkeit aufweisen, gleichzeitig noch hohe Zugfestigkeit und Steifigkeit besitzen und bei thermischer Stabilität, guter Alterungsbeständigkeit und Farbkonstanz beim-Verarbeiten zudem noch gute Haftung zu Verstärkungs- bzw. Füllstoffen zeigen. Es hat sich gezeigt, daß diese Aufgabe durch die Formmassen gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst werden kann. Die erfindungsgemäßen gefüllten thermoplastischen Formmassen hoher Zähigkeit sind dadurch gekennzeichnet, daß sieThe present invention was based on the object of developing filled or reinforced molding compositions based on polyamides, which have a high impact or fracture toughness, at the same time still have high tensile strength and rigidity and with thermal stability, good aging resistance and color constancy during processing, in addition, good adhesion Show reinforcing or fillers. It has been shown that this object by the molding compositions according to the present Invention can be solved. The filled thermoplastic molding compositions of the invention of high toughness are characterized by that they
A) ein Polyamid mit einer relativen Viskosität von 2,30 bis 3,60, gemessen 1 $ig in konzentrierter Schwefelsäure,undA) a polyamide with a relative viscosity of 2.30 to 3.60, measured 1% in concentrated sulfuric acid, and
B) ein kautschukelastisches Pfropfcopolymeres (ausgenommen aus Monomeren mit konjugierten Doppelbindungen), das eine Glasübergangstemperatur unterhalb von -200C aufweist, wobei die Komponenten A und B im Gewichtsverhältnis von 99*5 ϊ 0,5 bis 80 : 20 stehen, sowieB) a rubber-elastic graft copolymer (except of monomers having conjugated double bonds) which has a glass transition temperature below -20 0 C, wherein the components A and B in a weight ratio of 99 * 5 ϊ 0.5 to 80: stand 20, as well as
C) gegebenenfalls 0,01 bis 3 Gewichtsprozent, bezogen auf Polyamid, Vernetzer undC) optionally 0.01 to 3 percent by weight, based on Polyamide, crosslinker and
D) gegebenenfalls verstärkend wirkende Füllstoffe in Mengen von 5 bis 100 Gewichtsprozent, bezogen auf die Polymermatrix, D) optionally reinforcing fillers in amounts of 5 to 100 percent by weight, based on the polymer matrix,
enthalten.contain.
Die Tatsache, daß spezielle Pfropfeopolymere, gegebenenfalls in Kombination mit den auf die mechanischen Eigenschaften synergistisch wirkenden Vernetzern, gegenüber den bisher vorgeschlagenen Produkten den gefüllten Polyamidformmassen überragende vorteilhafte Eigenschaften verleihen, war für den Fachmann überraschend und in keiner Weise vorhersehbar. Hat es doch bisher nicht an Bestrebungen gefehlt, beispielsweise schlagzäh modifiziertes Polystyrol oder schlagzäh modifiziertesThe fact that special graft polymers, optionally in combination with the crosslinkers that act synergistically on the mechanical properties, compared to those previously proposed Giving products to the filled polyamide molding compositions outstanding advantageous properties was for the Surprising to the person skilled in the art and in no way foreseeable. So far there has been no lack of efforts, for example impact modified polystyrene or impact modified
509887/08 62509887/08 62
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SAN (ABS) so mit faserförmigen Füllstoffen auszurüsten, daß bei Beibehaltung der hohen Zähigkeit auch hohe Steifigkeit der Formmassen erhalten wird. Wie die Erfahrung lehrt, kann man zwar auf diese Weise relativ gute Steifigkeiten erzielen, gute Schlagzähigkeit und günstiges Bruchverhalten gehen jedoch fast s vollständig verloren.To equip SAN (ABS) with fibrous fillers in such a way that high rigidity of the molding compounds is also obtained while maintaining the high toughness. As experience shows, can indeed achieve relatively good stiffness in this way, however, good impact resistance and favorable fracture behavior go nearly s completely lost.
Polyamide, die für die Zwecke der Erfindung als Komponente A verwendet werden können, sind z.B. lineare Polykondensate von Lactamen mit 6 bis 12 Kohlenstoffatomen bzw. übliche Polykondensate aus Diaminen und Dicarbonsäuren, wie 6,6-, 6,8-, 6,9-.» 6,10-, 6,12-, 8,8-, 12,12-Polyamid. Weiter kommen Polykondensate aus aromatischen Dicarbonsäuren, wie Isophthalsäure, Terephthalsäure mit Diaminen, wie Hexamethylendiamin oder Octamethylendiamin, Polykondensate aus araliphatischen Ausgangsstoffen, wie m- und p-XyIylendiamine und Adipinsäure, Korksäure und Sebacinsäure, sowie Polykondensate auf Basis von alicyclischen Ausgangsstoffen, wie Cyelohexandicarbonsäure, Cyclohexandiessigsäure, 4,4'-Diaminodicyclohexylmethan und 4,4f-Diaminodicyclohexylpropan, in Betracht.Polyamides which can be used as component A for the purposes of the invention are, for example, linear polycondensates of lactams with 6 to 12 carbon atoms or conventional polycondensates of diamines and dicarboxylic acids, such as 6,6-, 6,8-, 6,9- . " 6.10, 6.12, 8.8, 12.12 polyamide. There are also polycondensates of aromatic dicarboxylic acids, such as isophthalic acid, terephthalic acid with diamines, such as hexamethylenediamine or octamethylenediamine, polycondensates of araliphatic starting materials, such as m- and p-xyIylenediamines and adipic acid, suberic acid and sebacic acid, as well as polycondensate based on alicyclic acid, such as cyclohexarboxylic acid and sebacic acid, such as cyclohexanediamine starting materials , 4,4'-diaminodicyclohexylmethane and 4,4 f -Diaminodicyclohexylpropan, into consideration.
Wesentliches Merkmal der neuen Formmassen ist ihr Gehalt an Komponente B, d.h. an kautschukelastischen Pfropfcopolymeren, die eine Glasübergangstemperatur unterhalb von -200C aufweisen. Unter Pfropfcopolymeren sollen Produkte verstanden werden, die durch Polymerisation von Monomeren in Gegenwart von Präpolymeren erhältlich sind, wobei ein wesentlicher Teil des Monomeren auf Präpolymerenmoleküle aufgepfropft ist. DA*e Herssibe.Llin g derartiger Pfropfcopolymere ist im Prinzip bekannt, vergleiche hierzu insbesondere R.J. Ceresa, Block and graft Copolymeres (Butterworth, London, 1962).An essential feature of the novel molding compositions is their content of component B, ie rubbery graft copolymers which have a glass transition temperature below -20 0 C. Graft copolymers should be understood to mean products which are obtainable by polymerizing monomers in the presence of prepolymers, a substantial part of the monomer being grafted onto prepolymer molecules. DA * e Herssibe.Llin g of such graft copolymers is known in principle, compare in particular RJ Ceresa, Block and Graft Copolymers (Butterworth, London, 1962).
Für das vorliegende Verfahren prinzipiell geeignet sind alle üblichen Pfropfcopolymeren mit kautschukelastischen Eigenschaften, sofern sie nicht aus Dienen mit konjugierten Doppelbindungen hergestellt sind und sofern ihre Glasübergangstemperatur unterhalb von -200C, insbesondere zwischen -I50 und -2O0C, vorzugsweise zwischen -80 und -300C liegt. Die Er-' mittlung der Glasübergangstemperatur kann z.B. nach den beiAre in principle suitable for the present process all of the usual graft copolymer having rubber-elastic properties, unless they are made from dienes having conjugated double bonds and provided that their glass transition temperature below -20 0 C, in particular between -I50 and -2O 0 C, preferably between -80 and -30 0 C. The determination of the glass transition temperature can, for example, according to the
5 0 9 8 ft 7/0 B δ 2 ^' 5 0 9 8 ft 7/0 B δ 2 ^ '
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B. Vollmer, Grundriß der Makromolekularen Chemie, Seiten 4θβ bis 410, Springer Verlag, Heidelberg, 1962, angegebenen Methoden erfolgen. Pfropfcopolymere, hergestellt aus Monomeren, welche konjugierte Doppelbindungen enthalten, sind deshalb ungeeignet, da hierbei Polyamidformmassen mit ungenügender Stabilität gegen die Einwirkung von Licht, Wärme und Sauerstoff erhalten werden.B. Vollmer, Plan of Macromolecular Chemistry, pages 4θβ to 410, Springer Verlag, Heidelberg, 1962, specified methods. Graft copolymers made from monomers, which contain conjugated double bonds are unsuitable because they are polyamide molding compounds with insufficient stability against exposure to light, heat and oxygen.
Für die Herstellung von kautschukelastischen Pfropfcopolymeren geht man beispielsweise von einem Präpolymeren 1 aus, das ausFor the production of rubber-elastic graft copolymers, a prepolymer 1 is used as the starting point, for example
a) 10 bis 99 Gewichtsprozent eines Acrylesters eines C-- bis Clt--Alkohols,a) 10 to 99 percent by weight of an acrylic ester of a C - to C lt - alcohol,
b) 1 bis 90 Gewichtsprozent eines zwei olefinische Doppelbindungen, welche nicht konjugiert sind, tragenden Monomeren undb) 1 to 90 percent by weight of a two olefinic double bond, which are not conjugated, bearing monomers and
c) gegebenenfalls bis zu 25 Gewichtsprozent weiterer Monomerer hergestellt ist.c) if appropriate, up to 25 percent by weight of further monomers has been produced.
Dieses Präpolymere 1 wird dann mit den nachfolgend beschriebenen Komponenten 2, 3 und 4 gepfropft, d.h. man polymerisiert 2, 3 und 4 in Gegenwart eines Präpolymeren 1. Vorteilhafte Pfropfcopolymere werden beispielsweise erhalten unter Verwendung von Präpolymeren 1 ausThis prepolymer 1 is then grafted with the components 2, 3 and 4 described below, i.e. it is polymerized 2, 3 and 4 in the presence of a prepolymer 1. Advantageous graft copolymers are obtained, for example, using from prepolymers 1
a) 10 bis 99 Gewichtsprozent, vorzugsweise 30 bis 98 Gewichtsprozent, insbesondere 50 bis 99 Gewichtsprozent eines Acrylesters eines Alkohols mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen, vorzugsweise 4 bis 8 Kohlenstoffatomen, wie Acrylsäure-nbutylester, -octylester oder -äthylhexylester,a) 10 to 99 percent by weight, preferably 30 to 98 percent by weight, in particular 50 to 99 percent by weight of an acrylic ester of an alcohol with 1 to 10 carbon atoms, preferably 4 to 8 carbon atoms, such as acrylic acid n-butyl ester, -octyl ester or -äthylhexylester,
b) 1 bis 90 Gewichtsprozent, vorzugsweise 2 bis 70 Gewichtsprozent, insbesondere 2 bis 50 Gewichtsprozent eines zwei olefinische Doppelbindungen, die nicht konjugiert sein sollen, tragenden Monomeren, wie Vinylcyclohexan, Cyclooctadien-1,5 und/oder Estern, die sich von ungesättigten Alkoholen ableiten, wie Vinylacrylat, Alkylacrylat, Tricyclodocenylacrylat und/oder Diallylphthalat und/oderb) 1 to 90 percent by weight, preferably 2 to 70 percent by weight, in particular 2 to 50 percent by weight of two olefinic double bonds which are not conjugated should, carrying monomers such as vinylcyclohexane, cyclooctadiene-1,5 and / or esters derived from unsaturated alcohols, such as vinyl acrylate, alkyl acrylate, tricyclodocenyl acrylate and / or diallyl phthalate and / or
c) gegebenenfalls bis zu 25 Gewichtsprozent anderer Üblicherc) optionally up to 25 percent by weight of other usual ones
509887/0862 ~5~509887/0862 ~ 5 ~
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Monomerer, wie Vinyläther, Vinylester, Vinylhalogenide, vinylsubstituierte heterocyclische Verbindungen, wie Vinylpyrrolidon (wobei sich die unter a bis c genannten Prozentzahlen zu 100 ergänzen).Monomers, such as vinyl ethers, vinyl esters, vinyl halides, vinyl substituted heterocyclic compounds such as vinyl pyrrolidone (whereby the percentages mentioned under a to c add up to 100).
Die Komponente b ist wesentlich für die nachfolgende Pfropfung« Die durch b in das Präpolymere eingebauten Doppelbindungen dienen - je nach der Reaktivität in unterschiedlichem Maß als Pfropfungsstellen, an denen nachfolgend das Polymerenmolekül weiterwächst.Component b is essential for the subsequent grafting. The double bonds built into the prepolymer by b serve - depending on the reactivity, to varying degrees as grafting points at which the polymer molecule is subsequently added continues to grow.
Auf derartige Präpolymere 1 pfropft man nun (pro 100 Teile Präpolymeres)Such prepolymers 1 are now grafted (per 100 parts of prepolymer)
2) 10 bis 85 Gewichtsteile, insbesondere 20 bis 70 Gewichtsteile Styrol und/oder Methacrylsäureester und/oder (Meth-)-Acrylsäure sowie2) 10 to 85 parts by weight, in particular 20 to 70 parts by weight, of styrene and / or methacrylic acid ester and / or (meth) acrylic acid as
3) gegebenenfalls bis zu 35 Gewichtsteile, zweckmäßig 10 bis 50 % des Styrols, an Acrylnitril oder Methacrylnitril sowie3) optionally up to 35 parts by weight, expediently 10 to 50 % of the styrene, of acrylonitrile or methacrylonitrile as well
4) gegebenenfalls bis zu 20 Gewichtsteile weiterer Monomerer, wie Acrylester, Vinylester, Vinyläther oder Vinylhalogeninide, vinylsubstituierte heterocyclische Verbindungen, wie Vinylpyrrolidon.4) optionally up to 20 parts by weight of other monomers, such as acrylic esters, vinyl esters, vinyl ethers or vinyl halides, vinyl substituted heterocyclic compounds such as vinyl pyrrolidone.
Es ist vorteilhaft, wenn die Pfropfcopolymeren einen beträchtlichen Gehalt an polaren Gruppen aufweisen. Zweckmäßig wählt man daher Produkte aus, die zu mehr als 10 Gewichtsprozent aus (Meth-)Acrylsäureestern und (Meth-)Acrylnitril aufgebaut sind. Sofern der Gehalt an (Meth-)Acrylestern mehr als 70 Gewichtsprozent beträgt, verzichtet man zweckmäßig auf (Meth-)Acrylnitril als Baustein.It is advantageous if the graft copolymers have a considerable Have polar group content. It is therefore expedient to choose products that contain more than 10 percent by weight (Meth) acrylic acid esters and (meth) acrylonitrile are built up. If the content of (meth) acrylic esters is more than 70 percent by weight, it is expedient to dispense with (meth) acrylonitrile as a building block.
Die Herstellung der Präpolymeren und die der Pfropfcopolymeren erfolgt in üblicher Weise, vorzugsweise durch Emulsionspolymerisation mit üblichen radikalischen Initiatoren, Emulgatoren und Reglern in wäßriger Emulsion bzw. Dispersion. Die Herstellung geeigneter Pfropfcopolymerer ist beispielsweise in den deutschen Patentschriften 1 2βθ 135 und 1 238 207 beschrieben. The prepolymers and the graft copolymers are prepared in a customary manner, preferably by emulsion polymerization with customary free radical initiators, emulsifiers and regulators in aqueous emulsion or dispersion. The production A suitable graft copolymer is described, for example, in German patents 1 2βθ 135 and 1,238,207.
5 0 9 8 8 7/0862 ~6~ 5 0 9 8 8 7/0862 ~ 6 ~
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Die neuen Formmassen enthalten die Komponenten A und B im Gewichtsverhältnis 99,5 : 0,5 bis 80 : 20, vorteilhaft zwischen 94 : 6 und 85 : 15, insbesondere zwischen 90 : 10.The new molding compositions contain components A and B in a weight ratio 99.5: 0.5 to 80:20, advantageously between 94: 6 and 85:15, in particular between 90:10.
Vernetzer im Sinn der Erfindung als Komponente C sind Monoisocyanate, Monoisothiocyanate, Diisocyanate, Diisothiocyanate, Polyisocyanate, Polyisothiocyanate und/oder Carbodiimide und/ oder Methylenbiscaprolactam und/oder Trimesinsäure/Hexamethylendiaminsalz, Benzol-l,2,4-tricarbonsäure/Hexamethyldiarainsalz, Cyanursäure/Hexamethyldiaminsalz und/oder Styrol/ Maleinsäureanhydridcopolymerisate bzw. oc-Methylstyrol/Maleinsäureanhydridcopolymerisate. Crosslinkers in the sense of the invention as component C are monoisocyanates, Monoisothiocyanates, diisocyanates, diisothiocyanates, polyisocyanates, polyisothiocyanates and / or carbodiimides and / or methylenebiscaprolactam and / or trimesic acid / hexamethylenediamine salt, Benzene-1,2,4-tricarboxylic acid / hexamethyldiarain salt, Cyanuric acid / hexamethyldiamine salt and / or styrene / maleic anhydride copolymers or oc-methylstyrene / maleic anhydride copolymers.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen schlagzähen gefüllten Polyamidformmassen sind im Prinzip alle bekannten Isocyanate (im oben erläuterten Sinn) geeignet. Besonders verwendet man Isocyanate bzw. Isothiocyanate mit mindestens 2 NCO- bzw. 2 NCS-Gruppen im Molekül der allgemeinen FormelIn principle, all known isocyanates are used for the production of the impact-resistant, filled polyamide molding compositions according to the invention (in the sense explained above) suitable. Isocyanates or isothiocyanates are particularly used with at least 2 NCO or 2 NCS groups in the molecule of the general formula
(SCN) OCN - R - NCO (NCS)(SCN) OCN - R - NCO (NCS)
in welcher R ein aliphatischen alieyeIischer und/oder aromatischer Rest oder ein substituiertes Derivat davon ist, mit der Maßgabe, daß der Substituent nicht mit einer Isocyanatgruppe bzw. Isothiocyanatgruppe reagiert. Geeignete Substituenten sind Gruppen, wie die SuIfoxy-, Sulfonyl-, Alkoxy-, Aryloxy-, Oxo- und Estergruppe. Jedes Diisocyanat ist durch einen spezifischen Kohlenwasserstoffrest gekennzeichnet.in which R is an aliphatic, aliphatic and / or aromatic Radical or a substituted derivative thereof, with the proviso that the substituent is not with an isocyanate group or isothiocyanate group reacts. Suitable substituents are groups such as the sulfoxy, sulfonyl, alkoxy, aryloxy, Oxo and ester group. Each diisocyanate is characterized by a specific hydrocarbon residue.
Als Beispiele für Diisocyanate mit aliphatischen Kohlenwasserstoffresten seien Tetramethylendiisocyanat, Hexamethylendiisocyanat, Dodecamethylendiisocyanat und 2,2,4-Trimethylhexamethylendiisocyanat genannt. Beispiele für Diisocyanate mit alicyclischem Kohlenwasserstoffrest sind Cyclohexandiisocyanat-(l,3) bzw. -(1,4), Isophorondiisocyanat, Bis-(3-methyl-4-isocy.anatocyclohexyl)-methan, Bis- (4-isocyanatocyclohexyl)-methan und 2,2-Bis-(4-isocyanatocyclchexyl)-propan. Beispiele für Diisocyanate mit aromatischem Kohlenwasserstoffrest sind m- und p-Phenylendiisocyanate, Bipheny!diisocyanate undAs examples of diisocyanates with aliphatic hydrocarbon radicals be tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, Dodecamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate called. Examples of diisocyanates with an alicyclic hydrocarbon radical are cyclohexane diisocyanate (l, 3) or - (1,4), isophorone diisocyanate, bis (3-methyl-4-isocy.anatocyclohexyl) methane, Bis (4-isocyanatocyclohexyl) methane and 2,2-bis (4-isocyanatocyclohexyl) propane. Examples for diisocyanates with an aromatic hydrocarbon radical are m- and p-phenylene diisocyanates, bipheny! diisocyanates and
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Naphthylendiisocyanate. Als Beispiele für Diisocyanate mit Kohlenwasserstoffresten mehr als einen Typs seien Toluylen-2,4 und -2,6-diisocyanat, Duroldiisocyanat, 4,4'-Diphenylmethandiisocyanat, 3,3'-Dimethy 1-4,4'-biphenylendiisocyanat, 4,4'-Diphenylisopropylidendiisocyanat, p-Xylylendiisocyanat, m-Xylylendiisocyanat, 4-(4-Isocyanatocyelohexyl)-phenylisocyanat und 4-Isocyanatobenzylisocyanat und dergleichen genannt. In den obigen Beispielen sind die Isocyanatgruppen teils an gleichen, teils an verschiedenen organischen Resten gebunden. Ferner können Diisocyanate mit funktionell substituierten organischen Resten verwendet werden, beispielsweise 4,4'-Diphenylsulfondiisocyanat, 4,4'-Diphenylätherdiisocyanat, 3,3'-Dimethoxy-4,4'-biphenylendiisocyanat, Di-(j5-isocyanatopropyl)-äther sowie Esterisocyanate, wie Lysinesterdiisocyanate, Triisocyanatoarylphosphor-(thio)ester oder Glykoldi-p-isocyanatophenylester. Weitere spezielle Diisocyanate, die zur Durchführung der Erfindung brauchbar sind, sind aus der Literatur bekannt, siehe z.B. "Mono- und Polyisocyanate", W. Siefken, Annalen der Chemie, 562, 6-136 (1949). Ferner kommen auch partiell polymerisierte Isocyanate mit Isocyanuratringen und freien NCO-Gruppen, ferner urethan-, allophanat-, amid- und harnstoffgruppenhaltige Polyisocyanate bzw. fsocyanatabspaltende Verbindungen in Frage. Anstelle der aufgeführten Isocyanate können analog die entsprechenden Isothiocyanate eingesetzt werden.Naphthylene diisocyanates. Examples of diisocyanates with hydrocarbon radicals of more than one type are tolylene-2,4 and 2,6-diisocyanate, durene diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, 3,3'-dimethyl 1-4,4'-biphenylene diisocyanate, 4, 4'-diphenylisopropylidene diisocyanate, p-xylylene diisocyanate, m-xylylene diisocyanate, 4- (4-isocyanatocyelohexyl) phenyl isocyanate and 4-isocyanatobenzyl isocyanate and the like. In the above examples, the isocyanate groups are partly bound to the same and partly to different organic radicals. Diisocyanates with functionally substituted organic radicals can also be used, for example 4,4'-diphenylsulfone diisocyanate, 4,4'-diphenyl ether diisocyanate, 3,3'-dimethoxy-4,4'-biphenylene diisocyanate, di- (j5-isocyanatopropyl) ether and Ester isocyanates, such as lysine ester diisocyanates, triisocyanatoarylphosphorus (thio) esters or glycol di-p-isocyanatophenyl esters. Further specific diisocyanates which can be used to carry out the invention are known from the literature, see, for example, "Mono- and polyisocyanates", W. Siefken, Annalen der Chemie, 562 , 6-136 (1949). Partially polymerized isocyanates with isocyanurate rings and free NCO groups, and also polyisocyanates containing urethane, allophanate, amide and urea groups, or compounds which split off isocyanate are also suitable. Instead of the isocyanates listed, the corresponding isothiocyanates can be used analogously.
Für die Herstellung der erfindungsgemäßen schlagzähen Polyamidformmassen eignen sich insbesondere verkappte Isocyanate bzw. isocyanatabspaltende Verbindungen.For the production of the impact-resistant polyamide molding compounds according to the invention blocked isocyanates or compounds which split off isocyanates are particularly suitable.
Verkappte Isocyanate sind beispielsweise dimere Isocyanate, isocyanatabspaltende Verbindungen sind z.B. Addukte von Isocyanaten mit OH-, NH-, C-H-, SH-aciden Verbindungen, wie beispielsweise Addukte von Toluylen-(2,4)-diisocyanat mit Phenol oder o-Chlorphenol, mit cyclischen Lactamen, wie Pyrrolidon, Caprolactam, Capryllactam oder Laurinlactam sowie mit Malonsäurediäthylester. Blocked isocyanates are, for example, dimeric isocyanates, Isocyanate-releasing compounds are, for example, adducts of isocyanates with OH-, NH-, C-H-, SH-acidic compounds, such as Adducts of toluene (2,4) diisocyanate with phenol or o-chlorophenol, with cyclic lactams, such as pyrrolidone, Caprolactam, Capryllactam or Laurinlactam as well as with malonic acid diethyl ester.
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Als verstärkend wirkende Füllstoffe D kommen solche in Frage, durch die die Steifigkeit der Polyamide erhöht wird. Bevorzugt sind dabei faserförmige Stoffe, insbesondere Glasfasern aus alkaliarmem Ε-Glas mit einem Faserdurchmesser zwischen 0 8 bis ]A/u und einer Glasfaserlänge im Spritzgußfertigteil zwischen 0,01 und 0,5 mm. Die Glasfasern können als Endlosfaser oder als geschnittene oder gemahlene Glasfasern eingesetzt werden, wobei die Fasern mit einem geeigneten Schlichtesystem und einem Haftvermittler bzw. Haftvermittlersystem auf Silanbasis ausgerüstet sein können.Possible reinforcing fillers D are those which increase the rigidity of the polyamides. Preferred are fibrous materials, in particular glass fibers made of low-alkali Ε-glass with a fiber diameter between 0 8 and ] A / u and a glass fiber length in the injection molded part between 0.01 and 0.5 mm. The glass fibers can be as continuous fibers or be used as cut or ground glass fibers, the fibers with a suitable sizing system and a Adhesion promoter or adhesion promoter system based on silane could be.
Es können aber auch andere faserförmige Verstärkungsmaterialien, wie Kohlenstoffasern, K-TJttanat Einkristallfasern, Gipsfaser, Aluminiumoxidfasern oder Asbest eingearbeitet werden. NiMchtfasrige Füllstoffe, wie z.B. Glaskugeln, Hohlglaskugeln oder Kreide, Quarze, natürliche oder calcinierte Kaoline, sind ebenso bevorzugt wie Kombinationen dieser Materialien mit Glasfasern. Diese Füllstoffe können wie die Glasfasern ebenfalls mit einer Schlichte und/oder einem Haftvermittler oder Haftvermittlersystem versehen sein.However, other fibrous reinforcement materials such as carbon fibers, K-TJttanat single crystal fibers, gypsum fibers, aluminum oxide fibers or asbestos can also be incorporated. Ni M chtfasrige fillers such as glass spheres, hollow glass spheres or chalk, quartz, natural or calcined kaolins are also preferred as combinations of these materials with glass fibers. Like the glass fibers, these fillers can also be provided with a size and / or an adhesion promoter or adhesion promoter system.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen gefüllten thermoplastischen Polyamidformmassen kann nach den für die Schmelzverarbeitung üblichen Verfahren, wie sie beispielsweise im Kunststoffhandbuch, Band VI, Polyamide, München 1966, und in der amerikanischen Patentschrift 3 J>OK 282 beschrieben sind, erfolgen. The filled thermoplastic polyamide molding compositions according to the invention can be produced by the processes customary for melt processing, as described, for example, in the Kunststoffhandbuch, Volume VI, Polyamide, Munich 1966, and in the American patent 3 J> OK 282.
Die erfindungsgemäßen gefüllten Polyamidformmassen können weiterhin noch flammhemmende Additive auf Basis von elementarem rotem Phosphor, Phosphorverbindungen, Halogen- und Stickstoffverbindungen, Antimonoxide, Eisenoxide, Zinkoxid, weiterhin noch Farbstoffe und Farbpigmente, Stabilisatoren gegen thermische, thermooxidative und UV-Schädigung, Wachse, Gleit- und Verarbeitungshilfsmittel, die ein störungsfreies Extrudieren und Spritzgießen gewährleisten, sowie Antistatika enthalten.The filled polyamide molding compositions according to the invention can also contain flame-retardant additives based on elemental substances red phosphorus, phosphorus compounds, halogen and nitrogen compounds, antimony oxides, iron oxides, zinc oxide, furthermore nor dyes and color pigments, stabilizers against thermal, thermo-oxidative and UV damage, waxes, lubricants and Processing aids that ensure trouble-free extrusion and injection molding, as well as contain antistatic agents.
-9-509 8 67/0862-9-509 8 67/0862
- 9 - ο.ζ.50 674- 9 - ο.ζ.50 674
98 Gew.% Acrylsäure-n-butylester 75 Gew.% Styrol 2 Gew.% Tricyclodecenylacrylat 25 Gew.% Acrylnitril98 wt.% Of acrylic acid-n-butyl ester 75 wt.% Styrene 2 wt.% Tricyclodecenyl% of acrylonitrile 25 wt.
60 : 40 Teile60: 40 parts
98 Gew.$ Acrylsäure-n-butylester 75 Gew.% Styrol 2 Gew.% Diallylphthalat 25 Gew.% Acrylnitril98 wt. $ Acrylic acid-n-butyl ester 75 wt.% Styrene 2 wt.% Diallyl phthalate% of acrylonitrile 25 wt.
60 : 40 Teile60: 40 parts
92OO g eines Polyamid 6 vom K-Wert 72 (gemessen nach der Methode von H. Fikentscher, Cellulosechemie I3 (I932), Seite 58, in 1 $iger Lösung in konzentrierter Schwefelsäure) und 8OO g eines Pfropfkautschuks I wurden in einem Fluidmischer bei Raumtemperatur innig gemischt. Anschließend wurde die Mischung auf einem auf 280°C aufgeheizten Zweiwellenextruder aufgeschmolzen und 5^84 g Ε-Glasfasern, die mit einer Schlichte und einem Aminoxilan ausgerüstet waren., in die Schmelze zugegeben. Die extrudierte Mischung wurde granuliert, getrocknet und auf einer Spritzgußmaschine bei Spritztemperaturen von 290, und 310°C zu Prüfkörpern verarbeitet. Die Spritzlinge wurden trocken im spritzfrisehen Zustand geprüft. Die Schlagzähigkeit in [cmkp/cm 3 wurde nach DIN 53 453, die Zugfestigkeit in [kpcm"2^ nach DIN 53 455, der Ε-Modul in [kpcnf2] nach DIN 53 457 und die Bruchenergie in [cmkpj an 2 χ 60 mm Rundscheiben nach DIN-Entwurf 53 443 geprüft.9,200 g of a polyamide 6 with a K value of 72 (measured by the method of H. Fikentscher, Cellulosechemie I3 (1932), page 58, in a 1% solution in concentrated sulfuric acid) and 8OO g of a graft rubber I were in a fluid mixer at room temperature intimately mixed. The mixture was then melted in a twin-screw extruder heated to 280 ° C. and 5 ^ 84 g of Ε glass fibers, which had been equipped with a size and an aminoxilane, were added to the melt. The extruded mixture was granulated, dried and processed into test specimens on an injection molding machine at injection temperatures of 290 and 310 ° C. The injection molded parts were tested dry in the spray-frishe state. The impact strength in [cmkp / cm 3 according to DIN 53 453, the tensile strength in [kpcm " 2 ^ according to DIN 53 455, the Ε-module in [kpcnf 2 ] according to DIN 53 457 and the fracture energy in [cmkpj at 2 χ 60 mm round washers tested according to DIN draft 53 443.
Es wurde wie unter Beispiel 1 verfahren, jedoch Pfropfkautschuk II verwendet.The procedure was as in Example 1, but graft rubber II used.
-10--10-
0 9 8 8 7/08620 9 8 8 7/0862
- 10 - O.Z. 30 674- 10 - O.Z. 30 674
9200 g eines Polyamid β (vom K-Wert 72), 8θΟ g eines Pfropfkautschuks I und 45 g 4,4'-Diphenylrnethandiisocyanat wurden in einem Fluidmischer bei Raumtemperatur innig vermischt. Die Einarbeitung von 5384 g Glasfasern und die Prüfung der mechanischen Eigenschaften erfolgten wie in Beispiel 1 ausgeführt.9200 g of a polyamide β (with a K value of 72), 8θΟ g of a graft rubber I and 45 g of 4,4'-Diphenylrnethandiisocyanat were in intimately mixed in a fluid mixer at room temperature. The incorporation of 5384 g of glass fibers and the testing of the mechanical Properties were as set out in Example 1.
9200 g eines Polyamid β (vom K-Wert 72), 800 g eines Pfropfkautschuks I und 200 g eines statischen Copolymeren aus 70 Gewichtsteilen Styrol und 30 Gewichtsteilen Maleinsäureanhydrid wurden in einem Fluidmischer bei Raumtemperatur innig vermischt. Die Einarbeitung von 5492 g Glasfasern und die Prüfung der mechanischen Eigenschaften erfolgten wie in Beispiel 1 ausgeführt.9200 g of a polyamide β (with a K value of 72), 800 g of a graft rubber I and 200 g of a static copolymer of 70 parts by weight of styrene and 30 parts by weight of maleic anhydride were intimately mixed in a fluid mixer at room temperature. The incorporation of 5492 g of glass fibers and the The mechanical properties were tested as described in Example 1.
Beispiel 5 (Vergleichsbeispiel) Example 5 (comparative example)
9200 g eines Polyamids vom K-Wert 72 wurden bei 280°C auf einem Zweiwellenextruder aufgeschmolzen und 4954 g Glasfasern, die mit einer Schlichte und einem Aminosilan ausgerüstet waren, in die Schmelze gegeben. Des weiteren wurde wie in Beispiel 1 erläutert verfahren.9200 g of a polyamide with a K value of 72 were melted at 280 ° C in a twin-screw extruder and 4954 g of glass fibers, which were equipped with a size and an aminosilane, added to the melt. Furthermore, as in Example 1 explained procedure.
Die an den Spritzlingen gemäß den Beispielen und dem Vergleichsbeispiel erhaltenen Meßwerte sind in der nachstehenden Tabelle zusammengestellt.Those on the injection molded parts according to the examples and the comparative example The measured values obtained are compiled in the table below.
-11-509887/0862 -11- 509887/0862
O.Z.O.Z.
674674
SpritztemperaturType of exam
Injection temperature
280°C 3000CImpact strength
280 ° C 300 0 C.
3100CLcmkp / cra J
310 0 C
28O0C 3000CFracture energy
28O 0 C 300 0 C
3100CLcmkp]
310 0 C
[,kpcm'^Jtensile strenght
[, kpcm '^ J
QcpcrrT2]Modulus of elasticity
QcpcrrT 2 ]
61,256.8
61.2
62,666.3
62.6
oBeispiel 3
CD
^Beispiel 4
ööcn
o Example 3
CD
^ Example 4
öö
57,454.3
57.4
61,460.2
61.4
45,850.6
45.8
70,969.0
70.9
I69OI813
I69O
IO5OOOIO9OOO
IO5OOO
ö(Vergleich)
ω
K)^ Example 5
ö (comparison)
ω
K)
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