DE2501988A1 - Formmassen mit verbesserten eigenschaften - Google Patents

Description

Unser Zeichens OiZ.' >1 109 Ka/lSo 67OO Ludwigshafen, den IT»1.1975

Die Erfindung betrifft Formmassen auf Basis von Polybutylenterephthalat und insbesondere solche mit verstärkenden Füllstoffen.

Thermoplastisch verarbeitbare Polyester aus aliphatischen Diolen und aromatischen Dicarbonsäuren sind bekannte Stoffe, die besonders als Fasermaterial verwendet werden. Aber auch auf dem Spritzgußsektor können diese Stoffe eingesetzt werden, wobei der aus Butandiol-1,4 und Terephthalsäure aufgebaute besonders geeignet ist, weil er aufgrund seiner hohen Kristallisationsgeschwindigkeit leicht verarbeitbar ist und eine hohe Zähigkeit besitzt.

Es ist auch bekannt, in diese Polyester Glasfasern und Füllstoffe einzuarbeiten; dadurch wird insbesondere die Steifigkeit, die Festigkeit und die Temperaturbelastbarkeit erhöht.

Polybutylenterephthalat hat aber den Nachteil, daß es beim Konfektionieren, speziell mit Glasfasern, aber auch bei der Spritzgußverarbeitung einen starken Abbau des Molekulargewichtes erleidet. Dieser Abbau wird umso stärker, je höher man die Verarbeitungstemperaturen wählt„ Die Verarbeitungstemperaturen wiederum wird man möglichst hoch wählen, um wirtschaftliche Verarbeitungsgeschwindigkeiten zu erhalten, was aber den Molekulargewichtsäbbau, der sich in einem starken Abfall der mechanischen Werte/ insbesondere der Zähigkeit äußert, vergrößert.

Es ist bekannt, Polyäthylenterephthalat durch den.Zusatz von niedermolekularen Epoxidverbindungen in seiner Schlagzähigkeit zu verbessern. So wird z. B. in der DOS 1 694 320 ein Verfahren beschrieben, bei dem das Polyäthylenterephthalat zunächst mit den Epoxiden auf einem Extruder abgemischt und dann noeh längere Zeit bei hohen Temperaturen getempert werden muß, um die Zusätze zur Wirkung zu bringen.

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Nach der DOS 2 400 097 kann man die Schmelzelastizität von PoIybutylenterephthalat-Schmelzen durch den Zusatz von mehrfunktioneilen Epoxiden verbessern und nach der DOS 2 400 O98 wird Polybutylenterephthalat durch den Zusatz von Epoxiden mit bevorzugt nicht endständigen Epoxidgruppen stabilisierte Die DAS 2 144 687 beschreibt füllstoffhaltige Polymere mit verbesserten mechanischen Eigenschaften, wobei die Füllstoffe mit Epoxidharzen behandelt sind» Dabei wird u. a. als Polyester Polyäthylenterephthalat eingesetzt«

Aufgabe der Erfindung war es, Polybutylenterephthalat rasch und ohne nachteilige Polgen für die mechanischen Eigenschaften, z„ B. die Zähigkeit, zu konfektionieren oder zu verarbeiten.

Die gestellte Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß man das Polybutylenterephthalat in Gegenwart von Bisepoxidverbindungen und 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmischung, eines die Umsetzung von Polybutylenterephthalat und den Epoxidverbindungen beschleunigenden Katalysators konfektioniert oder verarbeitet.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren reagiert Polybutylenterephthalat mit Epoxiden sehr schnell bereits beim Abmischen und Konfektionieren auf einer Schnecke unter Anstieg der Viskosität. Dies zeigt sich in einem stark vermindertem Abfall der relativen Viskosität des Polybutylenterephthalats, insbesondere dann, wenn gleichzeitig Glasfasern oder Füllstoffe mit eingearbeitet werden. Unter diesen Bedingungen kommt es ohne den Zusatz von Epoxiden zusammen mit den Katalysatoren zu einem starken Viskositätsabbau des Polybutylenterephthalats.

Als bifunktionelle Epoxide kommen hauptsächlich die aus Bisphenol A und Epichlorhydrin aufgebauten in Frage, wobei die niedermolekularen Produkte mit Epoxidäquivalenten zwischen 150 und 1000 besonders bevorzugt werden. Man kann aber auch Epoxide auf Novolakbasis oder cycloaliphatische Epoxide mit dem gleichen Erfolg einsetzen. Auch hier sind die niedermolekularen Typen bevorzugt. Die

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Menge der zugesetzten Epoxide liegt zwischen 0,5 und 8,0 Gewichtsprozent, bevorzugt zwischen 1,0 und 4,0 Gewichtsprozent.

Als Katalysatoren können Diamine und Polyamine, wie Diäthylentriamin, Dipropylendiamin, Methylendiamin, Diaminophenylsulfon, tertiäre Amine und quarternäre Ammoniumsalze sowie heterocyclische Amine, wie Imidazole, Triazole, eingesetzt werden. Auch sind allgemein solche Pestsubstanzen, wie Mineralien und Gläser geeignet, die eine alkalische reagierende Oberfläche bzw. eine zum Kationenaustausch fähige Oberfläche besitzen. Ihre Mengen können zwischen 0,01 und 1,0 %, bevorzugt zwischen 0,03 und 0,5 %, bezogen auf die Gesamtmischung, liegen.

Obwohl Homopolybutylenterephthalat bevorzugt ist, kann es geringe Mengen (bis zu jeweils 10 Molprozent) anderer Dicarbonsäuren, wie Naphthalindicarbonsäure, Isophthalsäure, Adipinsäure oder anderer Diole, wie Äthylenglykol, Propylenglykol, Hexandiol, enthalten. Die relative Viskosität der eingesetzten Polyester (gemessen bei 23°C in einem Gemisch aus Phenol/o-Dichlorbenzol = 1:1 bei einer Konzentration von 0,5 g/100 ml), liegt zwischen 1,3 und 1,8, bevorzugt zwischen 1,45 und 1,70.

Selbstverständlich können die Polyester auch Füllstoffe enthalten, wobei insbesondere Glasfasern, Kohlenstoff-Fasern, Glaskugeln, Kaoline, calcinierte Kaoline, Wollastonit, Kreide, Talkum, Graphit erwähnt werden sollen. Die Glasfasern bestehen bevorzugt aus Ε-Glas und haben Durchmesser von 6 bis 20, bevorzugt von 8 bis 15 /um. Auch können die Polyester Flammschutzmittel, wie roten Phosphor, organische Halogenverbindungen, gegebenenfalls in Kombination mit synergistisch wirkenden Verbindungen, wie Antimontrioxid und Farbstoffe, Stabilisatoren und Antistatika, enthalten.

Beispiele

Auf einem Doppelschneckenextruder wird Polybutylenterephthalat (PBT) mit einer relativen Viskosität = 1,621 mit und ohne den Zusatz von bifunktionellen Epoxiden und Katalysatoren bei Kunst-

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stofftemperaturen von 250 bis 260°C gemischt. Die angewendeten Stoffe nach Art und Menge sind aus der Tabelle ersichtlich. In dieser sind auch die erhaltenen relativen Viskositäten angegeben. Aus den Zahlenwerten ergibt sich, daß nur bei Anwesenheit der Katalysatoren ein Viskositätsanstieg erfolgt.

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Tabelle

CD OO CaJ

Menge

JPBT

Mi

snge

E ρ ο;

-

Typ

cid

' Menge Katalysator

Diäthylen- triarnin

Menge

Tl.

Füllstoff

Glasfasern

relative Vis kosität

100

Tl.

Typ

rr

Tl.

Il

1,597

98

Tl.

2

Tl.

Typ

Typ

A

0,05 Tl.

-

Tl.

-

It

1,663

99

Tl.

1

Tl.

Typ

B

-

Tl.

-

Il

1,645

99

Tl.

1

Tl.

Typ

B

-

-

1,534

70

Tl.

Diäthylen- triamin

30

1,515

69

Tl.

1

Tl.

B

1,2,4,5- Tetramethyl- imidazol

30

1,532

69

Tl.

1

Tl.

B

0,05 Tl.

30

1,586

69

Tl.

1

Tl.

B

0,05 Tl.

30

1,613

69 Tl. 1 Tl. Typ B

79 Tl. 1 Tl. Typ B

0,05 Tl. 1,2-Dimethyl- 30 Tl. imidazol , '

20 Tl. Glaskugeln

1,578

1,648

OV

Epoxid Typ A: Bisphenol-A-Basis, Epoxid-Äquivalentgewicht 65Ο Epoxid Typ B: Bisphehol-A-Basis, ■Epoxid-Ä'quivalentgewicht 185

Claims (4)

Patentansprüche

1. Verfahren zum Konfektionieren und Verarbeiten von Polybutylen-, terephthalat durch Ausführung des Konfektionier- oder Verarbeitungsvorganges in Gegenwart kleiner Mengen an Bisepoxidverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß in Gegenwart von 0,01 bis 1,0 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmisehung, eines die Umsetzung von Polybutylenterephthalat und Blsepoxid beschleunigenden Katalysators gearbeitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysator Amine verwendet werden.

5» Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren feinteilige Feststoffe mit alkalisch reagierenden oder zum Kationenaustausch befähigten Oberflächen verwendet werden.

4. Thermoplastische Formmasse, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1.

BASF Aktiengesellschaft

UUG-

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