DE2541799A1

DE2541799A1 - Gefuellte polyamidformmassen

Info

Publication number: DE2541799A1
Application number: DE19752541799
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl Chem Dr Boehlke; Rainer Dipl Chem Dr Theysohn; Rolf Dipl Chem Dr Wurmb
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 1975-09-19
Filing date: 1975-09-19
Publication date: 1977-03-31
Also published as: FR2324687A1; FR2324687B1; GB1553617A; BE846262A

Description

6700 Ludwigshafen, 17-9-1975 Gefüllte Polyamidformmassen

Durch das Einarbeiten von Glasfasern oder Füllstoffen in Polyamide, hergestellt durch Polykondensation entweder aus cyclischen Lactamen, to-Aminocarbonsäuren oder aus Ι,ω-Diaminen und Ι,ω-Dicarbonsäuren, kann der Gebrauchswert dieser in technischen Bereichen als Werkstoffe eingesetzten Polymeren verbessert werden, insbesondere die Festigkeit und Steifigkeit. Nachteilig ist dabei der relativ starke Abfall der Zähigkeit solcher gefüllten Polyamide im Vergleich zu ungefüllten Polyamiden.

Der Erfindung lag daher die Aufgabe zugrunde, gefüllte Polyamidformmassen mit erhöhter Zähigkeit zu entwickeln.

Diese Aufgabe wurde erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die gefüllten Polyamidformmassen Polyharnstoffe in Mengen von 0,1 bis 5 Gewichtsprozent, bezogen auf Polyamid, enthalten.

Die erfindungsgemäß verwendeten Polyharnstoffe weisen vorzugsweise die allgemeine Formel:

—N -R₁ -N-C-N- R₀-N-

auf, in der η eine Zahl größer als 2 und = -(CH₂)g- oder

- (CH₂)₆- oder

360/75

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0—1

OJn

oder

-<€- O.Z. 31 557

R, = H oder Alkylrest R₁, = H oder Alkylrest bedeuten.

Die erfindungsgemäß einzusetzenden Polyharnstoffe können nach an sich bekannten Verfahren hergestellt werden, z. B.:

a) aus aromatischen oder aliphatischen Diisocyanaten wie z. B. Hexamethylendiisocyanat, Toluylen-2,4- oder -2,6-diisocyanat, Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat oder Isophorondiisocyanat durch Reaktion mit Wasser. Auch Gemische von Diisocyanaten können verwendet werden;

b) aus aromatischen oder aliphatischen Diisocyanaten wie unter a) aufgeführt und aromatischen oder aliphatischen primären oder sekundären Diaminen, wie z. B. Äthylendiamin, Hexamethylendiamin, Toluylen-2,4- oder -2,6-diamin oder Diphenylmethan-4,4^f-diamin in äquimolaren Mengen. Selbstverständlich können auch Gemische der o. g. Diisocyanate und Diamine verwendet werden;

c) durch Reaktion aliphatischer und/oder aromatischer primärer oder sekundärer Diamine mit Phosgen.

Daneben können auch verzweigte oder vernetzte Polyharnstoffe eingesetzt werden, wie sie nach den oben beschriebenen Verfahren aus mehrfunktionellen Reaktionspartnern erhalten werden.

Die Polyharnstoffe werden vor der Einarbeitung in Polyamid günstigerweise auf eine Korngröße <1 mm gemahlen.

Als Füllstoffe kommen Glasfasern, vorzugsweise solche aus E-Glas, die mit einer Schlichte und einem Haftvermittler auf Silanbasis ausgerüstet sein können, in Mengen von 10 bis 50 Gewichtsprozent in Frage. Die Fasern können einen Durchmesser zwischen 8 und 14 /um aufweisen, die mittlere Glasfaserlänge im Spritzgußteil liegt zwischen 0,1 und 0,5 mm. Weitere Füllstoffe sind Glaskugeln, Asbest, Talkum, Kaolin, Glimmer und Kreide.

Die Formmassen enthalten im allgemeinen 10 bis 50 Gewichtsprozent, bezogen auf die Gesamtmasse, an Füllstoff.

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Die Einarbeitung der erfindungsgemäß einzusetzenden Polyharnstoffe kann zusammen mit dem Füllstoff auf Schneckenknetmaschinen, aber auch in Mischung mit bereits gefülltem Polyamid beim Formgeben auf Spritzgußmaschinen erfolgen. Durch diese Arbeitsweise erhält man überraschenderweise Fertigteile, die vor allem in der Zähigkeit unmodifizierten Einstellungen deutlich überlegen sind.

Als Polyamide können solche verwendet werden, die durch Polykondensation aus cyclischen Lactamen, Z₀ B. Caprolactam, oder !,ui-Aminocarbonsäuren, z. B. &-Aminocapronsäure, hergestellt werden. Ebenfalls geeignet sind Polyamide, die durch Kondensation von l,cj-Diaminen und !,^-Dicarbonsäuren erhalten werden, z» B. Polyamide aus Hexamethylendiamin und Adipinsäure oder Sebacinsäure, sowie Copolyamide und Polyamidmischungen. Die Viskosität der Polyamide liegt, gemessen als l#ige Lösung in konzentrierter Schwefelsäure, bei K-Werten (nach Fikentscher, Cellulosechemie JL2 (1932), S. 58) zwischen 65 und 80.

Die erfindungsgemäßen Polyamidformmassen können die üblichen Farbstoffe, Stabilisatoren, Gleitmittel und Verarbeitungshilfsmittel enthaltene

Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Mischungen werden die Füllstoffe nach bekannten Methoden auf Extrudern in Polyamide eingearbeitet, wie z. B. in der US-Patentschrift J5 304 282 beschrieben ist. Die Zugabe von Polyharnstoff kann dabei zusammen mit dem Polyamidgranulat erfolgen. Gelegentlich ist es aber vorteilhaft, bereits gefülltes Polyamidgranulat mit pulverisiertem Polyharnstoff vorzumischen und die Einarbeitung des Polyharnstoffes in den thermoplastischen Kunststoff anschließend in einer Spritzgußmaschine vorzunehmen.

Die folgenden Beispiele sollen die Erfindung verdeutlichen. Die geprüften mechanischen Eigenschaften sind in der anschließenden Tabelle zusammengefaßt.

Beispiel 1 (Vergleichsbeispiel) Polycaprolactam mit einem K-Wert von 72 wurde auf einem Zwei-

709813/0966 ^/4

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wellenextruder bei 280°C aufgeschmolzen. Durch einen Entgasungsstutzen wurden stromabwärts Glasfasern in Form von Endlosrovings so eingebracht, daß die durch eine Düse in Strangform ausgepreßte Mischung 35 Gewichtsprozent Glasfasern enthielt. Die Stränge wurden in einem Wasserbad abgekühlt, granuliert und getrocknet. Das Polyamidgranulat wurde auf einer Spritzgußmaschine bei Massetemperaturen von 260°C, 28O⁰C und 300⁰C zu Prüfkörpern verarbeitet. Die Spritzlinge wurden trocken in spritzfrischem Zustand geprüft. Die Schlagzähigkeit wurde nach DIN 53 453* die Zugfestigkeit nach DIN 53 455 und die Schädigungsarbeit nach DIN-Entwurf 53 443 geprüft.

Beispiel 2

Es wurde wie in Beispiel 1 verfahren, wobei jedoch das Polyamidgranulat vor der Zugabe in den Extruder mit 0,5 Gew. ^, bezogen auf Polyamid, pulverförmigen Polyharnstoffs, hergestellt aus Diphenylmethan-4,4'-dlisocyanat und Hexamethylendiamin, abgemischt wurde.

Beispiel 3

Es wurde wie in Beispiel 2 verfahren, wobei 1 Gew.% des Polyharnstoff s mit dem Polyamidgranulat abgemischt wurde.

Beispiel 4

Auf das nach Beispiel 1 nach der Extrusion erhaltene glasfaserverstärkte Polyamidgranulat wurden 0,33 Gew.# (= 0,5 Gew,#, bezogen auf Polyamid) eines pulverförraigen Polyharnstoffe, hergestellt aus Diphenylmethan-4,4'-diisocyanat und Hexamethylendiamin, in einem Fluidmischer oberflächlich fein verteilt und in einer Spritzgußmaschine bei Massetemperaturen von 260°C, 280°C und 300⁰C zu Prüfkörpern verspritzt. Die Prüfung der mechanischen Eigenschaften erfolgte wie in Beispiel 1 angegeben.

Beispiel 5

Es wurde wie in Beispiel 4 verfahren, wobei 0,65 Gew.# (= 1,0 Gew.^, bezogen auf Polyamid) des Polyharnstoffs auf das glasfaserverstärkte Polyamidgranulat aufgebracht wurden.

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/5

Mechanische Eigenschaften

Bei	Gew.% Polyharnstoff	Zugfestigkeit Nmnr²	Schlagzähigkeit	280⁰C	300⁰C	Schädigungsarbeit	Nm	300⁰C
spiel	bez. auf Polyamid		KJm"²	45,3	44,8		280°C	0,53
		165,7	260⁰C	49,5	52,0	26O⁰C	1,20	2,00
1	_	l60,0	42,1	51,2	54,0	0,80	2,10	2,21
2	0,5	168,2	45,8	54,2	55,8	1,20	3,80	4,10
3	1,0	164,9	48,7	55,6	55,9	2,40	4,25	4,33
4	0,5	167,3	50,1		2,66	4,68
5	1,0	50,8	2,68

ro cn

ISl

Ui

-J CO CD

Claims

O.Z. 31

Patentansprüche

1. Gefüllte Polyamidformmassen, dadurch gekennzeichnet, daß diese 0,1 bis 5 Gew.^, bezogen auf das Polyamid, eines Polyharnstoffe enthalten.

2. Polyamidformmassen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß diese einen Polyharnstoff der Formel

—N -R₁ -N-C-N-

J- » M I

, R, O R^

^N - ίΗ" R)₁ OJ η

in der η eine Zahl größer als 2, R₁ = -(CH₀),-- oder

oder H,C^ ?^H2 ?

oder

CH R₂ = - (CH₂) g- oder ^

/ VcHo-f V oder

ν"2 r

= H oder Alkylrest ^ = H oder Alkylrest bedeuten, enthalten.

GH.-

CH

oder

^oder

5. Polyamidformmassen nach Anspruch 1 und'2, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Polyharnstoff das Reaktionsprodukt aus Diphenylmethan-4,4'-diifcocyanat und Wasser oder Hexamethylendiamin oder Toluylen-2,4- bzw. -2,6-diamin enthalten.

4. Polyamidformmassen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese als Polyharnstoff das Reaktionsprodukt

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aus Hexamethylendiisocyanat und Wasser oder Toluylen-2,4- bzw. -2,6-diamin enthalten,

BASF Aktiengesellschaft

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